Vastpoolt valmistatud instrumentidel on hiilgav, käskiv kohalolek ja tasakaalustamata dünaamiline spekter. Kui nende instrumentide mehaaniline süda – klapid, slaidid ja nende sisemised komponendid – on sageli enesestmõistetav. Nende komponentide hulgas on mehaanilistel vedrudel ja siibritel kriitiline ja sageli tähelepanuta jäetud roll mitte ainult instrumendi tunde ja reageerimisvõime, vaid ka selle põhilise helikvaliteedi kujundamisel. Käesolevas artiklis uuritakse, kuidas vedrud ja siibrid toimivad puhkpliinstrumentides, nende ajaloolist arengut ja miks nende seisund on iga mängija jaoks algajast professionaalseni oluline.

Mehaaniliste vedrude ja damperite mõistmine

Et hinnata nende rolli messingist instrumentides, tuleb kõigepealt mõista vedrude ja siibrite kui mehaaniliste elementide põhiprintsiipe. A mehaaniline vedru] on elastne komponent, mis on mõeldud potentsiaalse energia salvestamiseks deformeerumisel ja selle vabastamiseks, et see saaks tagasi oma algse kuju. messingist instrumentides töötavad vedrud tavaliselt kokkusurumise või väände korral. A damper on iga seade, mis neelab kineetilise energia, muundades selle soojuseks või muudeks vormideks, et vähendada võnkumisi, vibratsioone või lööke.

Vedrusid iseloomustab kevadkonstant (tugevus) ja väsimusaeg. Kangelasi defineerib nende summutav koefitsient, mis määrab, kui kiiresti nad energiat hajutavad. Muusikariistades peavad need komponendid leidma õrna tasakaalu: piisavalt vedrujõudu usaldusväärse tagasilöögi andmiseks, kuid mitte nii palju, et see takistaks kiiret mängimist; piisavalt sumbumist soovimatu müra vaigistamiseks, kuid mitte nii palju, et see suretaks pilli loomuliku resonantsi.

Tüübid Kasutatakse Brass Instruments

  • ]Tervislikud survevedrud: ] Kõige levinum tüüp, mida leidub kolbventiiliseadmetes. Nad on klapi vajutamisel traadist ja kokkusurutud.
  • ]Torsioonvedrud: ] Kasutatakse mõnes pöördventiilimehhanismis, kus pöörlev pöördemoment viib rootori tagasi oma koduasendisse.
  • Lehedvedrud: ] Harvem, kuid aeg-ajalt leidub neid veevõtmemehhanismides või varajastes ventiilide konstruktsioonides.

Vihmakatete tüübid puhkpilliseadmetes

  • ]Tööpadjad: ] Sageli kasutatakse klapikorkide all ja klapivartel, et pehmendada lööke ja vähendada mehaanilist müra.
  • Kummi- või silikoonpõrandad: ] Asetatud lööki neelavate objektiklaaside või klapilinkide liikumispiirangute juurde.
  • Viskoosne määre: ] Kasutatakse häälestuslugide ja rootorilaagrite puhul, et tagada liugliikumise ja pöörlemisinertsi kontrollitud summutamine.

Vedrude ja puistevahendite ajalooline areng puhkpilliseadmetes

19. sajandi alguses leiutati klapp, mis muutis messingist instrumente. Heinrich Stölzel ja Friedrich Blühmel arendasid 1815. aasta paiku esimese kolbventiili, mis nõudis vedru, et kolb tagasi oma avatud asendisse viia. Varased vedrud olid valmistatud madala süsinikusisaldusega terasest, mis sageli kaldus väsimusele ja korrosioonile. Aastakümnete jooksul võtsid tootjad töökindluse parandamiseks kasutusele roostevaba terase ja fosforpronksi.

1830. aastatel Joseph Riedli poolt kasutusele võetud pöördventiilid kasutasid teistsugust vedrulähenemist – rootori teljele paigaldatud torsioonvedrud. Vajadus sujuvama ja vaiksema töö järele viis vildist siibrite lisamiseni klapikorkidesse ja korgist või nahast kaitseraudadesse ühendustesse. 20. sajandi alguseks muutusid siibritele standardiks sellised materjalid nagu Neoprene ja sünteetiline vilt, mis pakuvad ühtlast jõudlust erineva niiskuse ja temperatuuriga.

Kaasaegsed instrumendid saavad kasu täpselt kalibreeritud pingega täppishaavatavatest vedrudest ja summutitest, mis on konstrueeritud arvutusanalüüsi abil müra minimeerimiseks ilma vibratsiooni ülekandumist segamata. See areng peegeldab kasvavat arusaama mehaanika ja akustika koosmõjust.

Vedrude roll Brass Instrumentsis

Vedrud on kõige paremini nähtavad trompetite, korneetide, flugelhornide, prantsuse sarvede, eufooniumite ja tuubade klapimehhanismides. Neid kasutatakse ka slaidide häälestamisel, veeklahvides ja mõnikord päästikumehhanismides.

Klappmeetmed ja reageerimisvõime

Iga klapp – kas kolb või pöörlev – toetub vedrule, et pärast käivitamist oma puhkeasendisse tagasi pöörduda. Vedru pinge määrab klapi vajutamiseks vajaliku jõu, mis mõjutab otseselt mängija puutetundlikkust ja töökiirust. Kergemad vedrud võimaldavad kiiremat tegevust, kuid võivad tunda end "lohakana" või põhjustada juhuslikke osalisi allasurumeid. Raskemad vedrud annavad positiivse, kindla tunde, kuid võivad kiirete läbisõitude ajal mängija sõrmed väsitada.

Mängijad kohandavad vedrupinget sageli oma tehnikale sobivaks. Mõned tootjad pakuvad erinevate gabariitidega vahetatavaid vedrusid. Näiteks võib juhttrompetimängija eelistada kiirlöökidele eriti kergeid vedrusid, sümfooniline tubist aga võib kasutada raskemaid vedrusid, et tagada suurte sõrmedega positiivne klapi tagasitulek.

Kevadine materjal ja väsimus

Klappvedrud peavad taluma miljoneid tsükleid, kaotamata pinget või purunemata. Roostevabast terasest vedrud (nt 302 või 17-7 PH) on oma korrosioonikindluse ja väsimustugevuse poolest tavalised. Fosfori pronksvedrud pakuvad suurepärast paindlikkust ja neid kasutatakse sageli tippklassi instrumentides tonaalse neutraalsuse tõttu. Aja jooksul võivad vedrud võtta "set" (püsi deformatsiooni) või muutuda töökarastumise tõttu hapraks. Regulaarne kontroll on hädavajalik, sest kulunud vedru võib põhjustada loid klapi tagasistumist ja lööktonatsiooni konsistentsi.

Vedrud häälestamisel Slaidid ja veevõtmed

Tuuni slaidid sisaldavad mõnikord ka tihendusvedru, mis aitab slaidi pärast häälestamist tagasi saata, eriti vedruga laetud päästikutega instrumentidel (nt mõned tromboonid ja trompetid). Veeklahvid (südamikud) kasutavad väikest lehevedru või spiraalvedru, et hoida võtit suletuna vastu veeklahvi. Vedrud peavad olema piisavalt tugevad, et moodustada tihend, kuid mitte nii tugevad, et neid oleks raske avada.

Vihmapilvede roll puhkpillides

Pimestajad aitavad kontrollida mehaanilist müra, vähendada soovimatut vibratsiooni ja stabiliseerida liikuvaid osi. Need on hädavajalikud puhta ja professionaalse heli säilitamiseks, eriti salvestuskeskkondades või vaiksete ansambli seadistustes.

Ventiilide mehaanilise müra vähendamine

Kui kolbventiil on vajutatud, mõjutab selle alumine ots klapi korpuse sisemust. Ilma siiberita tekitab see metallist klõpsu. Klapi varrele või korgi sisse paigaldatud vildist või kummist kaitserauad neelavad selle löögi, muundades kineetilist energiat soojuseks ja vähendades kuuldavat müra. Sarnaselt on pöördventiilidel tunda või tefloni summuteid peatustes, et vaigistada rootori saabumist.

Liuguri liikumine

Trombone slaidid juhinduvad torupaarist. Kui mängija liigub slaidi, võib iga kalle või kliirens põhjustada kõigutust. Sisemisel slaidil olev õli või õli tagab viskoosse sumbumise ning slaidiotstes olevad vildist või korgist kaitserauad pehmendavad peatusi. See summutamine vähendab ka slaidi mõlkimise ohtu kiire liikumise korral.

Kehavibratsiooni kontrollimine

Vastpoolt instrumendid ei ole pelgalt akustilised torud, vaid vibreerivad süsteemid. Kella ja keha metall vibreerib sümpaatselt sees olevate helilainetega. Kammimismaterjalid – näiteks lakk, plaatimine või isegi välised summutid (näiteks rõngad või mähised) – võivad neid vibratsioone muuta. Mõned mängijad väidavad, et liiga palju summutamist (nt raske lakk) hävitab heli, samas kui liiga vähe (nt toores messing) tekitab liigset rõngast. Summutusmaterjali valik ja paigutus on instrumentide disaini peen, kuid oluline aspekt.

Dampingi mõju ülepuhumisele ja resonantsile

Kõrgsageduslikke kehavibratsiooni pärssivad summutid võivad muuta seadme reaktsiooni ülepuhumisele. Väga sumbuv kell võib tunduda vähem "elusana", kuid võib tekitada rohkem tsentraalset ja stabiilset tooni. Vastupidi, minimaalne summutamine võimaldab rohkem sümpaatilist vibratsiooni, mida mõned mängijad kirjeldavad kui "tagasisidet", mis aitab neil projitseerida. Tasakaal vedrujäikuse ja sumbumise vahel klapimehhanismis mõjutab ka seda, kuidas õhusambad katkevad, mõjutades intonatsiooni stabiilsust registrites.

Kuidas kevaded ja samblikud koos töötavad

Tüüpilise klapitoimingu korral töötavad vedrud ja siibrid järjestikku. Kui mängija vajutab klapikolvi, toimub järgmine:

  1. Vedru surub (või keerdub pöördventiilis), salvestades potentsiaalset energiat.
  2. Kui ventiil on all, siis sõidupiirangu juures olev siiber ei taga kokkupõrkemüra.
  3. Vabanemisel laieneb vedru, surudes ventiili tagasi oma algsesse asendisse.
  4. Kui klapp läheneb oma puhkeasendisse, pehmendab teine summuti (sageli klapi korgis) selle saabumist, takistades viimast klõpsu.

Seda sünergiat täiustatakse eriti topeltpedaalpöörlevates ventiilides, kus kaks rootorit on ühendatud mehaanilise käe abil. Kevadpinge peab olema vastavuses, et tagada nii rootorite liikumine sünkroonis kui ka summutid igas peatuses, et vältida sidemest tulenevat müra. Kaasaegsetes professionaalsetes instrumentides kasutavad insenerid lõplike elementide analüüsi, et optimeerida vedrukiirusi ja summutavaid koefitsiente, et tagada järjepidev tunnetus kõigis klappides.

Disainilahendused tootjate jaoks

Tootjad peavad valima vedrumaterjalid, mis taluvad korrosiooni süljest ja keskkonnaniiskusest. Vildi siibrid on odavad, kuid võivad kiiresti laguneda; sünteetilised alternatiivid, nagu silikoon või EPDM- kummi, pakuvad pikemat eluiga. Sumbumistegur tuleb valida müra summutamiseks ilma märgatava hõõrdumiseta, mis muudaks ventiili "kleepuvaks".

Teine disainieesmärk on vähendada liikuvate osade massi. Väiksemad, kergemad vedrud vähendavad inertsi, kuid peavad siiski andma piisavalt jõudu. Eelistatud on suure summutava, kuid väikese tihedusega pehmendavad materjalid (näiteks suletud raku vaht). Mõned kõrgemad sarved kasutavad kaalu vähendamiseks süsinikkiudu või titaanvedrusid, kuigi need on kallid ja niširikkad.

Hooldusnõuanded vedrude ja sukelaparaatide jaoks

Nõuetekohane hooldus pikendab nende komponentide eluiga ja tagab järjepideva jõudluse.

  • ]Puhas ventiilid ja liuglaid regulaarselt, kasutades sooja vett ja pehmet pesuvahendit.Mustaosakesed võivad kiirendada vedru kulumist ja ummistada summutavaid pindu.
  • Kasutusse sobivad määrdeained:] Kasutada klapiõli, mis on mõeldud messingist (nafta baasil või sünteetilisel) seadmetele, et vähendada vedrude hõõrdumist ilma vildist siibereid kahjustamata.Lugide jaoks kasutage liugmääret, mis tagab nii määrimise kui ka viskoosse summutamise.
  • ]Kontrollige vedrupinget: ] Kui ventiil ei taastu täielikult, võib vedru olla nõrk või katki. Võrdle tunnet klappide vahel; iga ebakõla näitab probleemi.
  • ]Kontrollige kulumiskindlaid siibreid: ] Tihendatud või (õli või vanuse tõttu) kõvastunud kummist kaitserauad tuleks välja vahetada. Enamik tootjaid müüb asenduspõrandaid või vildist komplekti.
  • Kutseteenindus: ] Vähemalt kord aastas lase kvalifitseeritud tehnik ventiilid lahti võtta, kontrollida vedrusid ja siibreid ning asendada kõik osad, millel on väsimuse või deformatsiooni tunnused.

Vedrude ja damperite uuendamine jõudluseks

Paljud mängijad avastavad, et varude vedrude vahetamine kohandatud valikute vastu parandab nende mängukogemust. Saadaval on mitu järelturu vedrukomplekti, mis pakuvad erinevaid pingeid (kerge, keskmine, raske). Mõned tootjad toodavad ka "vedruta" klapisüsteeme, mis kasutavad tagastamiseks magneteid, kuigi need on haruldased. Kallurid saab uuendada isemäärivateks materjalideks või kaheduromeetrilisteks komposiitideks, mis pakuvad nii pehmet pehmet pehmet pehmendust kui ka kindlaid peatusi.

Uuendamisel on oluline säilitada tasakaalustatud takistus kõigis klappides. Ebaühtlane vedru võib tekitada ebaühtlase tunde ja peeni intonatsiooniprobleeme, sest klapi ventileerimise aeg võib nootide vahel erineda. Professionaalsed paigaldajad võivad vedrupinget ja sumbuvust kalibreerida nii, et see vastaks mängija puudutusele.

Tulevikusuundumused: täiustatud materjalid ja tootmine

Kuju-mälu sulamite (nt nitinool) uurimine võib ühel päeval tekitada vedrusid, mis kohandavad nende pingeid vastavalt temperatuurile või kasutustsüklitele. 3D-trükk võimaldab luua keerukaid kevadgeomeetriaid, näiteks progresseeruva kiirusega vedrusid, mida ei saa teha mähisega. Arenevad ka ahjumaterjalid: grafeeniga infundeeritud vahud ja magnetorheoloogilised vedelikud võivad pakkuda muutuvat summutamist, mis kohandub elektrooniliselt mängutingimustega.

Kuid lähitulevikus jäävad traditsioonilised roostevabast terasest vedrud ja vildist/kummist summutid tööstusstandardiks nende tõestatud töökindluse, madala hinna ja hõlpsa asendamise tõttu.

Järeldus

Mehaanilised vedrud ja siibrid võivad olla väikesed, varjatud komponendid, kuid need on olulised iga puhkpilli mängitavuse, tunde ja helikvaliteedi jaoks. Trompetklapi murdsekundilisest naasmisest tromboonslaidi vaikse glissandoni töötavad need osad väsimatult kulisside taga. Nende funktsioonide mõistmine annab mängijatele võimaluse teha teadlikke valikuid hoolduse, uuenduste ja tehnika kohta. Andes vedrudele ja siibritele vajalikku tähelepanu, tagavad muusikud, et nende instrumendid jäävad aastateks reageerivaks, töökindlaks ja heliliselt suurepäraseks.

Edasiseks lugemiseks vaadake selliseid ressursse nagu Briti Columbia märkmete ülikool spiraalse vedru mehaanika kohta ] ja Yamaha juhend ] trumlipiklapi hoolduse kohta ]. Muusikalise akustika sügavama sukeldumise kohta vaata B. Richardsoni artiklit ]vibratsioonikontrolli kohta puhkpillides ].