ГОЛОСОВАЯ ПЛАНКА ЯЗЫЧКОВОГО ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ИНСТРУМЕНТА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2004 года по МПК G10D11/00 

Изобретения относятся к области производства язычковых пневматических инструментов, их конструкции, в частности к расчетным данным для определения размерных величин элементов звукоизвлечения.

Наиболее популярным язычковым пневматическим инструментом по праву считается гармонь.

Появление гармони в России относится ко второй половине 18 века [Розенфельд Н.Г. Гармони, баяны, аккордеоны. Конструкция и производство. - М.: Лесная промышленность, 1964. - 387 с.]. В результате длительного совершенствования конструкции гармони были разработаны ее новые модификации, наиболее распространенными из которых в последнее время стали хроматическая двухрядная гармонь, трехрядная гармонь-баян, аккордеон и некоторые другие, менее распространенные инструменты (например, концертино).

Наиболее консервативной частью перечисленных музыкальных инструментов является мензура голосовой планки. Ее очередной пересмотр бывает связан с противоречиями, как технического характера (технология производства голосовой планки, унификация ее конструктивных элементов), так и функциональными, например, когда акустические параметры извлекаемых звуков не отвечает требованиям, предъявляемым к музыкальному произведению. Попытки найти компромисс между приемлемыми расчетными данными для определения размерных величин элементов звукоизвлечения и технологичностью изготовления голосовой планки продолжаются постоянно.

В настоящее время в конструкции язычковых пневматических инструментов используются как кусковые, так и цельные голосовые планки, а также их сочетание.

Типовая кусковая голосовая планка язычкового пневматического инструмента содержит металлическую пластину с парой сквозных проемов под голосовые язычки одного тона и отверстия под крепежные элементы [Описание изобретения к патенту ФРГ №4106382, МПК⁵ G 10 D 11/00, опубл. 25.02.1993].

В конструкции баяна Тула-305 также использованы кусковые голосовые планки [Материалы XXX межреспубликанской оптовой ярмарки по продаже культтоваров, проходившей в апреле 1990 года в городе Москве - экспозиция Тульского производственного объединения “Мелодия”, 300016, Тула, 5-я Криволученская, 3].

Известна мензура кусковой голосовой планки язычкового пневматического инструмента, содержащей металлическую пластину с парой сквозных проемов под голосовые язычки одного тона и отверстия под крепежные элементы [Розенфельд Н.Г., Иванов М.Д. Гармони, баяны, аккордеоны. Учебник для техникумов. - М.: Легкая индустрия, 1974, с.281-284] - (см. табл. №1 - данные с условным указанием “Розенфельд”)], которая обладает достаточно совершенным соотношением между геометрическими размерами планки и ее функциональными возможностями в части звукоизвлечения по сравнению с другими известными решениями.

Несмотря на расширенные функциональные возможности голосовых планок известных инструментов, в них, тем не менее, наблюдаются противоречия, в первую очередь между технологичностью изготовления, ограниченными акустическими параметрами воспроизводимых звуков и различающимися величинами порогов возбуждения и, соответственно, срыва для каждого тона звукоряда, не позволяющим, например, сочетать с форте звуки из области пианиссимо.

Задача, решаемая первым изобретением группы, заключается в создании оригинальной мензуры кусковой голосовой планки и расширении функциональных возможностей язычковых пневматических инструментов.

Техническим результатом будет создание голосовой планки с оригинальной мензурой и расширенными функциональными возможностями в части акустических параметров извлекаемых звуков и близкой величиной порога возбуждения и, соответственно, срыва для каждого тона ее звукоряда.

Для решения поставленной задачи, в известной голосовой планке язычкового пневматического инструмента, содержащей металлическую пластину с парой сквозных проемов под голосовые язычки одного тона и отверстиями под крепежные элементы, расстояние А от ближайших отверстий под крепежные элементы каждого проема до их наиболее удаленных кромок, расстояние D от тех же самых отверстий до нижней кромки пластины, длину В проемов, их ширину C₁×_{С2, высоту Н пластины и ее толщину δ выбирают в диапазоне тонов от Фa1 до соль⁴ из следующего ряда (все размеры в мм) (табл.1)}

Как упоминалось выше, в конструкции язычковых пневматических инструментов могут использоваться цельные голосовые планки. Частично это связано с тем, что, например, для извлечения качественного звука из кусковой голосовой планки (см. описание изобретения к патенту ФРГ №4106382), последнюю необходимо делать из материала, обладающего достаточно высокой по сравнению, например, с алюминием плотностью, что неизбежно приведет к утяжелению музыкального инструмента. Дело в том, что, преимущественно на низких тонах, инерционные массы язычков достаточно велики по сравнению с массой планки, вследствие чего извлекаемый звук получается дребезжащим.

Типовая цельная голосовая планка содержит относительно массивную металлическую пластину со сквозными проемами под несколько пар голосовых язычков и, соответственно, отверстиями под крепежные элементы. Например, в конструкции гармони “Любительская”, баянов “Левша” и “Ясная Поляна” использованы цельные голосовые планки [Материалы XXX межреспубликанской оптовой ярмарки по продаже культтоваров, проходившей в апреле 1990 года в городе Москве - экспозиция Тульского производственного объединения “Мелодия”, 300016, Тула, 5-я Криволученская, 3].

Известна губная гармонь, которая включает голосовые планки, выполненные в виде расположенных последовательно по ходу воздушного потока металлических пластин с рядами сквозных проемов под голосовые язычки и отверстиями под крепежные элементы [описание изобретения к патенту США №5367937, Н. кл. 84/377, опубл. 29.11.1994]. Гармонь предназначена для извлечения богатых по тембру звуков, правда, в ограниченном диапазоне.

Известна голосовая планка язычкового пневматического инструмента, содержащая металлическую пластину с рядом парных сквозных проемов под голосовые язычки и отверстиями под крепежные элементы, причем каждой паре проемов соответствуют язычки одного тона [описание изобретения к патенту США №2373129, Н. кл. 84/377, опубл. 10.04.1945].

Выполнение планки известного инструмента цельной связано с его конструктивными особенностями и функциональным назначением - губная гармонь, что накладывает определенные ограничения на диапазон извлекаемых звуков и их качество и, в то же время, не ограничивает весовые характеристики. И, наоборот, в голосовой планке аккордеона или баяна цельная планка является следствием учета потребности в соответствующих акустических параметрах воспроизводимых звуков, их качестве, близких величинах порогов возбуждения и срыва для каждого тона звукоряда, и оптимальных весовых характеристиках музыкального инструмента, который не может быть слишком тяжелым. Кроме этого, продолжающееся усложнение музыкальных произведений, например, возможность исполнения современных эстрадных произведений, сочетающее с форте звуки из области пианиссимо, также потребовало разработки очередной мензуры цельной голосовой планки.

Задача, решаемая вторым изобретением группы, заключается в создании оригинальной мензуры цельной голосовой планки и расширении функциональных возможностей язычковых пневматических инструментов.

Техническим результатом будет создание голосовой планки с оригинальной мензурой и расширенными функциональными возможностями в части акустических параметров извлекаемых звуков и близкой величиной порога возбуждения и, соответственно, срыва для каждого тона ее звукоряда.

Для решения поставленной задачи в голосовой планке язычкового пневматического инструмента, содержащем металлическую пластину с, по меньшей мере, двумя парами сквозных проемов под голосовые язычки и отверстиями под крепежные элементы, причем каждой паре проемов соответствуют язычки одного тона, металлическая пластина в плане выполнена трапециевидной, а в продольном сечении - клиновидной, при этом расстояние А от ближайших отверстий под крепежные элементы каждой пары проемов под голосовые язычки одного тона до их наиболее удаленных кромок, расстояние D от тех же самых отверстий до нижней кромки пластины, длину В проемов, их ширину C₁×_{C2, высоту H1×H2 планки, где H1 и Н2 высоты пластины между проемами под голосовые язычки одного тона для парных проемов двух крайних тонов, и ее максимальную δ max и минимальную δ min толщины выбирают в диапазоне тонов от Ре#1}

Кроме этого, трапециевидная металлическая пластина выполнена скошенной по высоте до величины H₁.

Изобретения поясняются чертежами, где

- на фиг.1 показан общий вид кусковой голосовой планки с обозначением характерных элементов мензуры и наложенным изображением продольного сечения;

- на фиг.2 - общий вид цельной голосовой планки для двух тонов звукового ряда с обозначением характерных элементов мензуры и видом планки сверху;

- на фиг.3 изображено то же самое для более двух тонов звукового ряда.

Голосовая планка язычкового пневматического инструмента содержит металлическую пластину 1 с одной (вариант 1 - кусковая планка) или несколькими парами (вариант 2 - цельная планка) сквозных проемов 2 и 3 под голосовые язычки (условно не показаны) одного тона и отверстиями 4 и 5 под крепежные элементы, при этом расстояние А от ближайших отверстий 4 под крепежные элементы каждого проема 2 и 3 до их наиболее удаленных кромок 6 и расстояние D от тех же самых отверстий 4 до нижней кромки 7 пластины 1, длину В проемов 2 и 3, их ширину C₁×_{C1, высоту пластины 1 и ее толщину δ (кусковая планка) или высоту H1×H2 (цельная планка) пластины 1, где H1 и Н2 высоты пластины 1 между проемами 2 и 3 под голосовые язычки одного тона для парных проемов 2 и 3 двух крайних тонов, и ее максимальную δ max и минимальную δ min толщины, выбирают в диапазоне тонов от Фа1 до соль⁴ (кусковая планка) или от Pe#1}

Кроме этого по второму варианту изобретения (цельная планка) металлическая пластина 1 в плане выполнена трапециевидной, а в продольном сечении - клиновидной (см. виды планок сверху), при этом трапециевидная металлическая пластина 1 в некоторых случаях может быть выполнена скошенной по высоте Н* (не трапеции, а пластины 1) до величины H₁, причем размер Н* является произвольным и не нормируется.

Проанализируем существенность признаков изобретений.

Как упоминалось выше, пересмотр мензуры голосовой планки связан с техническими и функциональными противоречиями, являющимися следствием ее существующих конструктивных особенностей, не позволяющих исполнять целый ряд музыкальных произведений. Например, современные эстрадные произведения требуют дополнительных возможностей в части звукоизвлечения - их отличают разнообразие тембровых окрасок, сочетание звуков от самых тихих и высоких до низких и громких, а также применение спецэффектов (тремоло, вибрато и др.). Существующие язычковые пневматические инструменты с “классической” планкой эту задачу решить практически не способны, что вынужденно ограничивает репертуар исполнителей.

Безусловно, опытный мастер может изготовить музыкальный инструмент, который в большей степени лишен перечисленных недостатков. Возможно, например, используя один типоразмер голосовой планки и манипулируя геометрическими параметрами язычка, обеспечить весь необходимый диапазон звуков и акустических параметров. Однако учитывая индивидуальный подход и преимущественно ручной труд при создании такого инструмента, последний в силу собственной нетехнологичности не может быть поставлен на серийное производство.

Проанализировав мензуры язычковых пневматических инструментов за последние годы по опубликованным источникам (исторические сведения), учитывая пожелания профессиональных музыкантов и используя собственные научные наработки, были вновь разработаны мензуры кусковой и цельной голосовых планок, являющиеся компромиссом между приемлемыми расчетными данными для определения размерных величин элементов звукоизвлечения и технологичностью изготовления планок.

Для извлечения качественного звука из голосовой планки металлическую пластину 1 необходимо делать из материала, обладающего достаточно высокой по сравнению, например, с алюминием плотностью, так как преимущественно на низких тонах, инерционные массы язычков достаточно велики по сравнению с массой планки, вследствие чего извлекаемый звук может получиться дребезжащим. Цельные планки благодаря своей относительной массивности не столь чувствительны к этому эффекту. Однако их применение может привести к утяжелению музыкального инструмента.

Для устранения этого недостатка металлическая пластина 1 по второму варианту изобретения в плане выполнена трапециевидной, а в продольном сечении - клиновидной (см. виды планок сверху), при этом трапециевидная металлическая пластина 1 в некоторых случаях может быть выполнена скошенной по высоте до величины H₁.

Изобретения реализованы на голосовых планках, конструктивные особенности которых изображены на чертежах. В современных музыкальных инструментах используются как цельные, так и кусковые планки, изготовленные преимущественно из алюминия или латуни. Например, голосовые планки мелодии концертного баяна включают пластины 1 с размерами и конструктивными особенностями, перечисленными в таблицах № 3 и № 4 (см. данные с указанием Вариант 1 и Вариант 2). Например, для одного из вариантов реализации тона Соль₁ на кусковой планке расстояние А от ближайших отверстий 4 под крепежные элементы проема 2 или 3 до их наиболее удаленных кромок 6 равно 58,11^+0,02 мм и расстояние D от тех же самых отверстий 4 до нижней кромки 7 пластины 1 равно 10,0_-0,27 мм, длина В проемов 2 или 3 равна 55,1^+0,02 мм, ширина С₁×_{С2 проемов 2 или 3 равна 5,60^+0,13×^{5,60+0,13 мм, высота Н пластины 1 равна 75,0-0,5 мм, а ее толщина δ - 4,7-0,25 мм.}}

Для тона соль¹: A=28,87^+0,02; D=6,0_-0,22, B=25,9^+0,02; С₁×_{С2=3,18^+0,08×^{2,28+0,08; Н=40,0-0,5, а δ =2,7-0,25 мм.}}

На цельной планке Ми, Соль... до^#3, ми³ для одного из вариантов реализации тона Ми расстояние А от ближайших отверстий 4 под крепежные элементы каждого проема 2 и 3 до их наиболее удаленных кромок 6 равно 47,80±0,03 мм и расстояние D от тех же самых отверстий 4 до нижней кромки 7 пластины 1 равно 6,5_-0,22 мм, длина В проемов 2 или 3 равна 45,30^+0,02 мм, их ширина C₁×_{C2 равна 6,07^+0,02×^{1,60+0,02 мм, для тона ми3: А-18,40± 0,03; D=4,2-0,22, B=15,40+0,02; C1×C2=2,50+0,02×1,60+0,02 мм и так далее для других тонов. Высоты H1×H2 пластины 1 между проемами 2 и 3 под голосовые язычки одного тона для парных проемов 2 или 3 двух крайних тонов Ми и ми3 равны 62,60±0,60 и 29,00±0,42 мм соответственно, а максимальная δ mах и минимальная δ min толщины пластины 1 равны 3,7 и 2,6 мм. При необходимости, на трапециевидной металлической пластине 1 можно выполнить скос по высоте Н* до величины H1, которая равна 62,60 мм. Разнотолщинность пластины 1 δ max и δ min, обеспечивающая клиновидную форму продольного сечения, достигается ее соответствующей фрезеровкой по плоскости.}}

В результате решения поставленных задач созданы кусковая и цельная голосовые планки с оригинальной мензурой и расширенными функциональными возможностями в части акустических параметров извлекаемых звуков и близкой величиной порога возбуждения и, соответственно, срыва для каждого тона ее звукоряда, что, например, на практике позволяет сочетать с форте звуки из области пианиссимо. Инструменты, выполненные согласно изобретениям, имеют преимущества по сравнению с аналогичными инструментами других производителей по таким показателям, как ансамблевое соотношение, тембровые характеристики, динамический диапазон звучания и др.

Голосовая планка язычкового пневматического инструмента для повышения качества звучания содержит крепежные отверстия, расстояние от ближайших отверстий под крепежные элементы каждого проема до их наиболее удаленных кромок, высоту пластины и ее толшину выбирают в диапазоне тонов от Фа₁ до соль⁴. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 4 табл.

1. Голосовая планка язычкового пневматического инструмента, содержащая металлическую пластину с парой сквозных проемов под голосовые язычки одного тона и отверстиями под крепежные элементы, отличающаяся тем, что расстояние А от ближайших отверстий под крепежные элементы каждого проема до их наиболее удаленных кромок, расстояние D от тех же самых отверстий до нижней кромки пластины, длину В проемов, их ширину С₁×_{С2, высоту Н пластины и ее толщину δ выбирают в диапазоне тонов от Фа1 до соль⁴ из следующего ряда (все размеры в мм):}