Латунный приборный клапан
Клапаны духовых инструментов — это клапаны, используемые для изменения длины трубки духового инструмента, позволяющие исполнителю достигать нот различных гармонических серий . Каждый нажатый клапан перенаправляет поток воздуха через дополнительные трубки индивидуально или совместно с другими клапанами. Это удлиняет вибрирующий столб воздуха, тем самым понижая основной тон и связанный с ним гармонический ряд, производимый инструментом.Клапаны латунных инструментов требуют регулярного обслуживания и смазки, чтобы обеспечить быстрое и надежное движение.
Поршневой клапан
[ редактировать ]
Первые музыкальные инструменты с поршневыми клапанами были разработаны сразу после начала XIX века.
Клапан Штельцеля
[ редактировать ]Первым из этих типов был клапан Stölzel, носивший имя его изобретателя Генриха Штельцеля , который впервые применил эти клапаны к валторне в 1814 году. До этого момента не было успешной конструкции клапана, и валторнам пришлось остановиться. раструб хроматической инструмента, что значительно ухудшает качество тона для достижения частичной гаммы . [1]
В клапане Stölzel воздух поступает через нижнюю часть корпуса клапана, вверх через полый нижний конец поршня и через отверстие в петлю клапана. Затем воздух подается через наклонное отверстие в поршне в короткую трубку, соединяющую клапаны, откуда он затем направляется через второй клапан и наружу.Однако у этого типа клапана были свои проблемы. Это заставило воздух свернуться, а поворот на 90 градусов разрушил канал ствола, вызвав значительное нежелательное противодавление. Эти проблемы позже были решены с помощью двухпоршневого клапана. [2]
Двухпоршневой клапан
[ редактировать ]
, Двухпоршневой клапан также называемый Венским клапаном или насосным клапаном , представляет собой тип клапана, который предшествовал современному однопоршневому клапану Перине. Впервые он был исполнен на трубе в 1821 году Кристианом Фридрихом Заттлером из Лейпцига . [3] В этом типе клапана одновременное движение двух поршней изгибает поток воздуха под двумя прямыми углами, создавая дополнительный контур клапана. Эти повороты вызывают сужение канала ствола , из-за чего играть на инструменте становится сложнее.Сначала два поршня приводились в действие рычагом, соединенным раскосами, но более поздняя венская модель этих клапанов приводилась в действие длинными стержнями, соединяющими поршни с подпружиненными клавишами на другой стороне инструмента.
Хотя они почти во всех странах вышли из моды по сравнению с современными клапанами, их часто называют «Венскими клапанами», потому что они до сих пор используются почти исключительно в Вене , Австрия, где музыканты предпочитают гладкое легато и натуральный валторненный тембр. Венская система широко использовалась в Германии на многих духовых инструментах, включая трубы, до 1850 года, а также как Système Belge на клапанных тромбонах в Бельгии в начале 20 века.
Клапан Перине
[ редактировать ]Современный поршневой клапан, который сегодня используется в большинстве латунных инструментов с клапанами, был изобретен Франсуа Перине в 1838 году и запатентован в 1839 году. Иногда их называют клапанами Перине в честь изобретателя. [4] Они работают, направляя воздух под углом через отверстия в штоке клапана, так что в воздушный поток попадает петля трубок, тем самым уменьшая шаг. Приклад клапана имеет цилиндрическую форму и перемещается вверх и вниз через цилиндрический кожух большего размера.
Небольшой клапан Перине, встроенный в мундштук тромбона, перпендикулярный хвостовику, чтобы изменить диаметр горла для облегчения воспроизведения верхнего регистра, был запатентован Чарльзом Э. Стейси в 1924 году. [5] [6]
Адольф Сакс изобрел инструменты с шестью независимыми поршневыми клапанами (по три на каждую руку), но играть на них были способны только самые ловкие музыканты. Длинные дополнительные трубки, используемые каждым из шести клапанов, также делали инструменты тяжелыми и громоздкими для игры. [7]
В современных клапанных духовых инструментах, в которых не используются ни поворотные, ни венские клапаны, используется клапан этого типа в наборе из трех штук, предназначенных для понижения инструмента на два, один и три полутона соответственно, что в совокупности снижает высоту звука инструмента до тритона. . Некоторые инструменты (например, туба и эуфониум) добавляют четвертый клапан, который еще больше понижает высоту звука на идеальную четверть.
Поворотный клапан
[ редактировать ]
Немецкому музыканту и изобретателю Йозефу Ридлину приписывают первое использование поворотных клапанов на медных духовых инструментах в 1832 году. [2] Поворотный клапан работает с использованием короткого круглого ротора (также известного как шток или «пробка»), размещенного в цилиндрическом корпусе большего размера и вращающегося на шпинделе. Локоть-образные отверстия или «костяшки» в роторе направляют воздушный поток в дополнительную длину трубки клапана, когда ротор поворачивается на 90 °, тем самым уменьшая шаг. Порты можно вырезать или просверлить в роторе, сделанном из цельного куска латуни, а иногда они могут представлять собой короткие куски трубок, припаянные к собранному или отлитому ротору.
С конца 20-го века было внесено множество других инноваций в конструкцию и производство традиционных поворотных клапанов, направленных на улучшение их сопротивления и других игровых характеристик. В клапанах Willson Rotax и CAIDEX, а также в клапанах Greenhoe между портами используются вентиляционные отверстия, позволяющие воздуху выходить через ротор при переключении ротора. Это устраняет «хлопок», слышимый или ощущаемый при использовании традиционного поворотного клапана. В других конструкциях используется ротор большего диаметра для размещения портовых трубок с круглым или постоянной площадью поперечного сечения, что помогает устранить кажущуюся «заложенность» клапанов; В более ранних конструкциях использовались узкие эллиптические трубы, которые можно было разместить в роторе меньшего диаметра. Немецкий производитель Meinlschmidt запатентовал ротор «Open Flow» с самосмазывающимися спиральными каналами в шпинделе ротора и открытыми круглыми портами. [8]
Валторны почти всегда имеют поворотные клапаны, и они встречаются на большинстве оркестровых туб F и CC и цимбассов . В большинстве европейских оркестров, особенно в Германии, они также используются для труб, басовых труб и туб Вагнера .
Trombone Клапаны крепления F обычно являются поворотными, хотя желание сохранить «открытость» секции клапана за счет устранения изгибов клапана и трубок на 90 ° привело с 1970-х годов к созданию многих радикальных конструкций клапанов, таких как клапан осевого потока Thayer и Hagmann. клапан .
Клапан Thayer/Axial Flow
[ редактировать ]
Клапаны с осевым потоком являются альтернативой традиционному поворотному клапану, используемому на тромбонах, с клапанными насадками. Запатентованный Орлой Эд Тайером в 1978 году, он использует конический ротор, ось шпинделя которого параллельна трубке, и отклоняет направление воздушного потока всего на 28° или менее. В нескольких последующих патентах была предпринята попытка решить проблемы с надежностью и утечками с использованием пружинных натяжителей и более легких материалов ротора, а патент 2011 года значительно улучшил действие, стабильность и надежность клапана за счет установки подшипников на обоих концах шпинделя ротора. [9] Винсент Бах использовал эту конструкцию для своего «Infinity Valve» на своих тромбонах «AF», заменив старую конструкцию Thayer на своих тромбонах с обозначением «T», которые сейчас сняты с производства. [10]
Клапан Хагмана
[ редактировать ]
Источник: Рис. 1A–1E (известный уровень техники), патент Шайра Tru-Bore. [11]
Несколько других конструкций поворотных клапанов возникли в результате попыток создать воздушные пути через клапан, чтобы избежать перегибов трубок, вызванных традиционными портами ротора. В наиболее распространенном из них, клапане Хагмана, ротор имеет три отверстия: одно прямое и два, когда клапан зацеплен, которые изгибаются всего на 45 ° и выходят через верхнюю часть корпуса клапана, а не через ротор. самолет. Клапан SE Shires «Tru-Bore» аналогичен, но использует совершенно прямой путь в положении по умолчанию, а также имеет более простое изготовление и повышенную надежность. [11] В более ранних конструкциях трехходовых клапанов, таких как клапан Миллера и клапан Зельмера «K», использовался более высокий цилиндр для отклонения воздуха через два S-образных кулака, а не через верхнюю часть корпуса клапана. [12]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Эриксон, Джон. «Почему были изобретены клапаны» . Статьи о рогах в Интернете . Университет штата Аризона . Проверено 5 сентября 2022 г.
- ^ Jump up to: а б Эриксон, Джон. «Ранние конструкции клапанов» . Статьи о рогах в Интернете . Университет штата Аризона . Проверено 5 сентября 2022 г.
- ^ «Домой | Национальный музыкальный музей | Вермиллион» .
- ^ «Домой | Национальный музыкальный музей | Вермиллион» . Архивировано из оригинала 25 апреля 2012 г.
- ^ Стюарт, Робб. «Старые мундштуки для тромбона» . robbstewart.com . Проверено 15 февраля 2024 г.
- ^ Патент США 1504526A , Стейси, Чарльз Э., «Мундштук с дуплексной апертурой», выданный 12 августа 1924 г., передан Фрэнку К. Олдсу.
- ^ Карс, Адам (2002). Музыкальные духовые инструменты . Публикации Курьера Дувра. п. 259. ИСБН 0-486-42422-7 .
- ^ Патент ЕС 1424681 , Патерманн, Йозеф, «Духовой духовой музыкальный инструмент и поворотный клапан», выдан 6 апреля 2005 г., передан J. Meinlschmidt GmbH, класс G10D9/04.
- ^ Патент США 7910815 , Олсен, Майкл Л., «Прецизионный клапан осевого потока», выдан 22 марта 2011 г., класс G10D9/04.
- ^ Деревянные духовые и духовые духовые (10 сентября 2013 г.). Тромбон Bach 42AF Infinity Valve (видео). Корпорация Винсента Баха . Проверено 1 сентября 2022 г. - через YouTube.
- ^ Jump up to: а б Патент США 7112735 , Шайрс, Стивен Э., «Музыкальный духовой инструмент, клапаны для него и способы его изготовления», выданный 26 сентября 2006 г., передан SE Shires, Inc, класс G10D9/04.
- ^ Патент США 5396825 , Киртс, Герберт Л., «Клапан воздушного потока для музыкального инструмента», выдан 14 марта 1995 г., передан корпорации Selmer, класс G10D9/04.