用于人工演奏乐器弦的方法和设备以及用于生产乐器弦的方法和设备与流程

用于人工演奏乐器弦的方法和设备以及用于生产乐器弦的方法和设备
1.本发明涉及用于人工演奏乐器弦的方法和设备，以及用于生产乐器弦的方法和设备。
2.通常，乐器弦——包括绕具有单股或更多股线状物的芯部缠绕的一层或更多层塑料或金属线和/或带——从在乐器上固定和调音起的一段时间以及乐器弦在随后一时间段内的使用都会被演奏(“演奏”是一调试过程，是弹奏弦乐器的音乐家所熟知的)，这使得绕芯部缠绕的线和/或带以及/或者弦乐器的不同层位于一稳定状态，在该稳定状态中实现想要的音乐品质、弦响应和声音。这是耗时的。
3.相应地，本发明的目的是提供用于加速过程朝向如上所述的稳定状态以及想要的稳定声音的方法和设备。
4.根据第一方面，该目的通过用于人工演奏乐器弦的方法来实现，该乐器弦包括绕芯部缠绕的一层或更多层线和/或带，其中该方法包括：在生产期间，已经作为生产过程或缠绕过程的集成部分，在乐器弦上使用弯曲加工(flexing process，柔性处理、挠曲加工)；或者在所述乐器弦上缠绕最后层之后，但优选地在研磨所述乐器弦的表面之前，在所述乐器弦上使用弯曲加工。
5.根据另一方面，这个目的是通过用于人工演奏乐器弦的设备、特别是用于实施根据权利要求1至14中任一项所述方法的设备来实现的，该乐器弦包括绕芯部缠绕的一层或更多层线和/或带，所述设备包括弦张紧装置以及弯曲装置，该弦张紧装置用于使用在弦的纵向方向上的预定的固定或可变的拉力将乐器弦夹持在两个点之间，以使乐器弦保持绷紧。
6.根据第三方面，该目的通过用于生产乐器弦的方法来实现，该乐器弦包括绕芯部缠绕的一层或更多层线和/或带，该方法包括：
7.‑
沿一路径放置芯部，
8.‑
使芯部绕其中心轴线旋转，以及在芯部的顶部上螺旋地缠绕一层或更多层线和/或带，以及
9.‑
在生产或缠绕期间，使每次缠绕所述一层或更多层线和/或带之后的产品弯曲。
10.根据第四方面，该目的通过用于生产乐器弦的设备、特别是用于实施根据权利要求25或26所述的方法的设备来实现，该乐器弦包括绕芯部缠绕的一层或更多层线和/或带，该设备包括：
11.‑
用于夹持固定的乐器弦的芯部的以及用于在芯部旋转时绕该芯部螺旋地缠绕一层或更多层线和/或带的工具，以及
12.‑
弯曲装置。
13.根据用于人工演奏乐器弦的方法的特定实施方式，弯曲加工是在乐器弦的整个长度上是实施的，或在乐器弦的可演奏区域(琴桥与琴枕之间的弦区域)中实施的，或在弦的仅一个或更多个小的任意区域中实施的。
14.此外，弯曲加工可以是缠绕最后层之后在乐器弦上以单次推移(single pass，单
程、单道次)(一次推移是沿着弦在一个方向上的一次移动)或多次推移(multi pass，多程、多道次)(沿着弦的至少一次向前移动和/或至少一次向后移动)来实施的。
15.可替代地，弯曲加工可以是在乐器弦的生产期间以单次推移或多次推移来实施。
16.特别地，弯曲加工是在乐器弦的生产期间、在绕芯部缠绕一层或更多层线和/或带之后，在每一层上以单次推移或多次推移来被使用的。
17.弯曲加工也可以是在乐器弦的生产中以多次推移被使用的，具有在所述弦上的任意位置开始然后从这个位置起沿着所述弦在一短区域中移动进行的短推移，或替代地从弦上的开始位置起在越来越广的区域内进行的越来越广的推移。
18.便利地，弯曲加工被实施，同时乐器弦被夹持在两个固定点p1和p2之间，或者被所述乐器弦的纵向方向上的预定的恒定拉力(如果弦在固定过程中变得较长，p1或p2中的一个点移动)或可变拉力夹持，以使弦保持绷紧。拉力可以在20n至200n之间，优选地在30n至100n之间。
19.有利地，乐器弦在弯曲期间绕其纵向轴线连续地或不连续地旋转。
20.特别地，可以在弯曲的多次推移的至少一次推移之后或在弯曲的多次推移之后，使乐器弦绕其纵向轴线旋转。当旋转弦时，弯曲设备可以是打开的或保持闭合的。
21.替代地，弯曲设备或弯曲装置可以绕弦移动(而不是使弦绕其自身的轴线旋转)。
22.根据另一特定实施方式，弯曲加工包括：当乐器弦被夹持在所述两个点之间时，通过相对于线侧向和纵向地放置的至少两个弯曲元件使乐器弦向线的一侧和另一侧弯折，所述线表示乐器弦的初始位置；以及使至少两个弯曲元件相对于乐器弦在乐器弦的长度的至少一区域上、优选地以往复方式同时移动。
23.弯曲元件的相对移动可以是利用手动或自动驱动的设备或利用手持设备来执行的。
24.便利地，以横向于乐器弦的预定力使乐器弦绕辊的一部分弯折。
25.根据另一特定实施方式，至少两个弯曲元件是辊，在此优选地具有各自对准的环形槽，环形槽优选地垂直于所述辊的旋转的轴，以及辊被布置成使得在生产期间或在旋绕了最后层之后所述辊在所述乐器弦的表面上运转。优选地，设置2至8个辊。
26.优选地，辊的直径在约10mm至约50mm的范围内，更优选地在10mm至25mm的范围内。
27.此外，辊的至少两个直径可以是相同或不同的。
28.根据用于人工演奏乐器弦的设备的一特定实施方式，所述弯曲设备包括至少两个间隔开的弯曲元件，所述至少两个间隔开的弯曲元件被配置成定位以使得：当乐器弦被夹持在所述两个点之间时，乐器弦绕辊的一部分同时向表示乐器弦的初始位置的线的一侧以及另一侧弯折。
29.特别地，至少所述两个弯曲元件可以是辊，优选地是2至4个的辊，所述辊被安装用于在垂直于所述线的相应轴上旋转。
30.有利地，轴彼此平行。
31.便利地，当乐器弦被夹持在所述两个点之间时，所述轴能够横向于表示乐器弦的初始位置的所述线移动。
32.根据另一特定实施方式，辊被安装在能够平行于所述线移动的托架上。
33.优选地，所述托架具有至少两个间隔开的弯曲元件，所述弯曲元件具有能够垂直
于所述线移动的辊。
34.根据另一特定实施方式，弦张紧装置被配置成使乐器弦绕其纵向轴线连续或不连续地旋转。
35.根据用于生产乐器弦的方法的一特定实施方式，弯曲是以相应的单次推移或多次推移过程实施的。
36.另外，用于生产乐器弦的方法可以包括与根据权利要求1至16中任一项所述的方法的弯曲加工类似的弯曲加工。
37.根据用于生产乐器弦的设备的一特定实施方式，所述弯曲装置包括至少两个间隔开并配置成可定位的弯曲元件，以使当乐器弦被夹持在所述两个点之间时，乐器弦绕辊的一部分同时向表示乐器弦的初始位置的线的一侧以及另一侧弯折。
38.优选地，至少所述两个弯曲元件是被安装用于在垂直于所述线的相应轴上旋转的辊。
39.此外，轴可以彼此平行。
40.优选地，所述轴被定位成彼此之间例如成6x60
°
、4x90
°
、3x120
°
或2x180
°
，优选地为90
°
或120
°
，并且垂直于所述线。
41.根据一特定实施方式，辊被定位成辊中心至中心之间具有纵向距离a，其中a可以在10至100mm之间，优选地在20至60mm之间。
42.优选地，辊被定位成：辊的垂直于乐器弦的纵向方向上的重叠由辊如例如辊26对28和30的中心到中心之间的横向距离b限定，其中b可以在0mm至25mm之间，优选地在5mm至15mm之间。
43.根据一特定实施方式，辊被定位成在位于所述乐器弦的两侧上的相对的辊如例如辊26和28或26和30之间具有距离c，其中c可以在0mm至80mm之间，优选地在0.5mm至20mm之间。
44.便利地，所述轴能够横向于所述线移动。
45.便利地，辊被安装在能够平行于所述线移动的托架上。
46.优选地，托架的两个间隔开的弯曲元件能够垂直于所述线移动。
47.此外，弦张紧装置可以被配置成使乐器弦绕其纵向轴线连续或不连续地旋转。
48.最后，优选地弦张紧装置被配置成使乐器弦在弯曲移动之间绕其纵向轴线旋转处于例如0
°‑
90
°‑
180
°‑
270
°
的位置，优选地以每次90
°
逐步旋转。
49.本发明基于通过使用所谓的弯曲加工的令人惊讶的知识，可以实现具有想要的音乐品质、响应和声音的稳定状态。弯曲加工被用于练习以及灵活地对准以彼此缠绕的一层或更多层绕乐器弦缠绕的线和/或带。使用弯曲加工将加速实现想要的音乐品质、响应和声音。
50.根据所附权利要求以及下面结合示意图对特定实施方式的描述，本发明的其他特征和优点将变得清楚，其中
51.图1至图4部分示出了根据本发明的特定实施方式的用于乐器弦的人工演奏的设备，以及部分示出了根据本发明的特定实施方式的用于生产乐器弦的设备，
52.图5a示出了用于弯曲加工的辊布局以及彼此之间的距离的实施例，
53.图5b示出了用于弯曲加工的辊(轮)的示例，
54.图6示出了用于弯曲加工的放置辊/定向辊的示例，
55.图7a至图7k示出了根据本发明的特定实施方式的用于生产乐器弦的方法的步骤；以及
56.图8a至图8f示出了根据本发明的另一特定实施方式的用于生产乐器弦的方法的步骤。
57.图1至图4所示的设备10可以是根据本发明的特定实施方式的用于乐器弦12的人工演奏的设备，该乐器弦包括绕芯部缠绕的一根或更多根线和/或带，或者是根据本发明的特定实施方式的用于生产乐器弦12的设备，该乐器弦包括绕芯部缠绕的一层或更多层线和/或带。所述设备10包括弦张紧装置14以及弯曲装置16，该弦张紧装置用于使用在乐器弦12的纵向方向(在图1中对应于水平方向)上固定的或可变的拉力将乐器弦夹持在两个点p1和p2之间，以使乐器弦保持绷紧。弦张紧装置14包括两个紧固点，如分别在点p1和点p2处的钩状件18。乐器弦12的纵向端部20被附接到所述钩状件18。所述钩状件18被连接到两个电机，在本实施例中为两个伺服电机22、24，以用于转动所述钩状件18、18，使得乐器弦12可以绕其纵向轴线旋转。所述伺服电机22和24被配置为同步运转，以及在本实施例中伺服电机22是主电机而伺服电机24是从电机。设备10还包括用于控制伺服电机22和24的运行的控制装置(未示出)。在本实施例中，弯曲装置16包括三个辊26、28和30，用于使夹持在两个点p1和p2之间的乐器弦12弯曲。所述辊26、28和30安装在相应的轴26a、28a、30a上。在本实施例中，所述轴26a、28a和30a在沿着乐器弦12的平面和垂直于乐器弦12的平面中彼此平行并间隔开。在这种开放状态中，弯曲设备16在乐器弦12上移动，从而优选地，辊26、28和30中的任何一个都不接触乐器弦12(见图1)。所述弯曲装置16被定位成使得：轴26a、28a和30a以及因此辊26、28和30相对于与乐器弦12在其初始位置(如图1所示)的纵向方向共线的线32在横向上和纵向上间隔开，以及辊26、28和30的中间位置被定位在乐器弦12的水平上。
58.如图2所示，然后使轴26a、28a和30a以及因此辊26、28和30在乐器弦12的横向方向上朝乐器弦12移动，从而使辊接触乐器弦12并且压靠其表面，且同时给予乐器弦12一限定的偏转度。这是能够被实现的，因为辊26、28和30被配置以定位成使得乐器弦12被交替地拉伸到线32的一侧和另一侧。换句话说，因为弯曲装置16被放置处于限定位置，所以辊26、28和30利用所述26、28和30的限定的移动绕乐器弦12闭合。此外，在乐器弦12的纵向方向上的拉力可以通过对应的装置或工具(未示出)被再调节为限定的拉力或者在运转过程中被调节为限定的拉力。
59.现在，弯曲装置16准备好进行弯曲加工。
60.如在图3中能够看见的，弯曲辊26、28和30可以同时沿线32的方向前后移动。
61.之后，弯曲装置在乐器弦的纵向方向上和在乐器弦的限定区域中移动一限定的行程。弯曲装置在乐器弦的纵向方向上以向前和往复移动的方式移动限定次数，同时使弯曲设备的闭合位置保持恒定并且使在乐器弦的纵向方向上的拉力保持恒定或被再调节(见图3)。
62.此外
‑‑
根据图4
‑‑
乐器弦12能够通过由伺服电机22和24同时地旋转钩状件18、18的方式绕线32旋转例如90
°
。所述旋转例如可以在使辊26、28和30沿着线32在一个方向上单次推移移动之后或在多次推移移动之后完成。在旋转期间，辊可以被保持在闭合位置并因此与乐器弦接触，或保持打开而因此不与乐器弦接触。伺服电机22和24将钩状件18、18和乐
器弦12旋转例如90
°
，然后乐器弦12就准备好以限定次数的向前和往复移动进行弯曲加工中的下一步骤(见图4)。为了使所述辊26、28和30同时移动，它们可以被布置在托架(未示出)上。
63.弯曲加工在乐器弦12的表面上实施并且可以在乐器弦12的整个长度或部分长度中实施。其可以在乐器弦12上的不同缠绕层中的每一个上实施或仅在最后层上实施。弯曲加工是通过弯曲装置16在乐器弦12的纵向方向上以及从一侧或更多侧向前和往复移动来实施的。
64.弯曲加工可以在乐器弦的产品的生产中实施，该产品具有一根或更多根芯部线状物，具有任意数目的例如金属的或塑料的线状物/线的(绳)芯部，或例如具有任意数目的例如合成纤维的多丝芯，该合成纤维具有一至六层的彼此缠绕的任意材料。
65.在乐器弦的生产期间，已经使用的弯曲加工将会加速稳定条件，且因此乐器弦将被演奏并实现所需的稳定的音乐品质、响应和声音。
66.在乐器弦的生产期间，可以在绕乐器弦的芯部缠绕的或在较早的缠绕层的顶部上缠绕的的线和/或带的任意层上或者主要在最后的缠绕层上实施弯曲加工。
67.实施弯曲加工，同时优选地在整个弯曲加工期间，优选地用在纵向方向上限定的固定的拉力或可变的拉力使乐器弦在纵向方向上保持被夹持。
68.为了能够进行向前和往复的弯曲移动，优选地用限定拉力将乐器弦保持在两个钩状件之间，同时弯曲辊26、28、30进行受弯曲设备/控制装置的控制下进行向前和往复移动。
69.可以在乐器弦的表面上以及在乐器弦的绕其纵向轴线旋转的更多位置处——乐器弦以连续旋转的位置处或在一个或更多个弯曲移动之间逐步旋转的位置处——用更多的向前和往复移动来实施弯曲加工(另见图3)。可以用可变的经调节的弯曲力(来自弯曲装置16的压力)来实施弯曲加工，该弯曲力在整个弯曲加工中是固定的，或者可以用可变的经调节的力来实施弯曲加工，此外该经调节的力可以在弯曲加工本身期间被改变。弯曲加工可以被实施为在乐器弦上的任意选择的一次或更多次的向前和往复移动。
70.应当在乐器弦的整个长度中、在乐器弦的可演奏区域中或仅在弦的一个或更多个小的任意区域中实施弯曲加工。
71.弯曲加工可以在乐器弦保持静止(不旋转)的同时实施。然而，弯曲加工也可以在乐器弦绕其纵向轴线旋转的同时实施，或者弯曲加工又可以从乐器弦——该乐器弦在弯曲移动之间任意旋转处于例如0
°‑
90
°‑
180
°‑
270
°
的位置，优选地一次90
°
——的多个侧面实施。
72.弯曲加工可以用手动地或自动地工作的弯曲设备来实施。
73.弯曲加工可以用例如26、28和30之类的辊实施，这些辊在绕乐器弦缠绕的线和/或带的表面上滚动。辊在乐器弦的纵向方向上和横向方向上彼此移位，并且被放置在乐器弦的两侧或更多侧上，使得辊在乐器弦上沿横向方向施加限定的力，并且在绕弯曲装置上的辊的一部分的乐器弦上施加限定弯折。
74.来自辊的横向力由辊的数目和辊的位置限定。乐器弦的表面上的横向力可以通过调节绕乐器弦的辊彼此之间的位置、乐器弦绕弯曲装置上的辊的弯折以及乐器弦的纵向方向上的拉力来改变。
75.弦上的纵向力、弦上的横向力、绕辊的弯折、辊的数目、弯曲移动的数目以及弦上
的弯曲区域限定了线和/或带的对准和就位的过程被实施效率如何。
76.乐器弦上的纵向力可以在20n至200n之间，优选地在30n至100n之间。
77.弯曲加工是用两个或更多个在乐器弦的表面上滚动的弯曲辊实施的并以此方式练习乐器弦。辊的数目可以被选择为从2个辊至8个辊，优选地为2个辊至4个辊。
78.辊的直径和辊之间的纵向距离以及辊的垂直于乐器弦的纵向方向上的重叠确定了乐器弦的弯折以及在每次弯曲移动(推移)以此方式使乐器弦弯曲了多少。
79.辊的直径可以在约10mm至约50mm之间变化，优选地为10mm至25mm之间。弯曲设备中的不同辊的直径可以是相同的或不同的。
80.辊中心到中心、例如如图5a中所示的辊28和30之间的纵向距离a，并且其中a可以在10至100mm之间(取决于辊的直径)，优选地在20至60mm之间。
81.辊的垂直于乐器弦的纵向方向的重叠由辊中心到中心、例如图5a所示的辊26对28和30之间的横向距离b限定，并且其中b可以在0mm至25mm之间(取决于辊的直径)，优选地在5mm至15mm之间。
82.乐器弦的两侧上的相对的辊例如如图5a中所示的辊26和28或26和30之间的距离c，以及其中c可以在0mm至80mm之间(取决于辊的直径)，优选地在0.5mm至20mm之间。
83.如在图5b中示例性示出的，弯曲设备上的辊26、28和30可以被设计成例如具有光滑的表面、在表面中具有v形轨道、半圆形轨道或方形轨道(图5b中从左到右所示)。为了减少辊表面上的磨损，可以对辊表面进行涂覆或硬化。
84.如在图6中示例性示出的，辊的数目可以是被任意地选择的，并且辊可以任意地放置在乐器弦的两侧或更多侧上。
85.弯曲加工可以利用弯曲辊从乐器弦上的多个侧同时地实施，弯曲辊以任意选择的角度彼此相称地放置并仍在弦表面上滚动，或者例如如在图6中示例性示出的，处于在辊26、28、30、31之间的位置6
×
60
°
、4
×
90
°
、3
×
120
°
或2
×
180
°
，优选地为3
×
120
°
或2
×
180
°
。
86.弯曲加工可以在每个缠绕层的缠绕过程的延伸中实施，或者作为在已完成的乐器弦的表面上的弯曲加工被实施，在对乐器弦的表面进行任何研磨之前进行。替代地，可以在乐器弦的研磨期间实施弯曲加工。
87.在一个或更多个弯曲移动(向前和往复移动)之后，乐器弦可以绕乐器弦的纵向方向旋转限定的度数，并且以限定的弯曲移动的数目重复弯曲加工，同时在闭合位置，保持弦的弯折以及在弦的纵向方向上的拉力。在使乐器弦绕乐器弦的纵向方向旋转一定度数之后，可以重复这个过程。
88.停止弯曲加工，以及打开弯曲设备(见图1)，以便所有辊都脱离乐器弦，以及弯曲设备移动远离乐器弦。
89.通过一示例，解释了乐器弦是如何用一层或更多层线和/或带缠绕在先前层上，以及对每一层重复所提及的弯曲加工。然后已完成的乐器弦被研磨。
90.图7a至图7j示出了根据本发明的特定实施方式的用于生产乐器弦的方法的若干步骤，该乐器弦包括绕芯部缠绕的一层或更多层线和/或带。例如，图1至图4所示的设备可以被用于实施所述方法。在步骤1(见图7a)中，在两个钩状件例如图1至图4中所示的钩状件18、18之间设置芯部34。在步骤2中，在芯部34上用例如圆线顺时针或逆时针螺旋地缠绕第一层36(见图7b)。在步骤3(见图7c)中，通过例如图1至图4所示的设备使具有所述第一层36
的乐器弦12弯曲。在步骤4(见图7d)中，乐器弦12转动例如90
°
并在第一层36上重复弯曲加工。在步骤5(见图7e)中，在第一层36上用线或带螺旋地缠绕第二层38。在步骤6(见图7f)中，在第二层38上实施弯曲加工。在步骤7(见图7g)中，乐器弦12转动例如90
°
并在第二层38上重复弯曲加工。
91.然后
‑
在步骤x中
‑
(其中x可以是8、11或14)(见图7h)可以将另一层40线或带缠绕在乐器弦12上。在步骤x 1(见图7i)中，在另一层40上实施弯曲加工。在步骤x 2(见图7j)中，乐器弦12转动例如90
°
，并在另一层40上重复弯曲加工。层的数目可以是从2至6层。
92.最后，如图7k所示，最后层42(例如可以是层40)用金属带缠绕，在两侧弯曲然后被研磨。
93.图8a至图8f示出了图7a至图7k所示方法的替代。它们示出了具有两层线和/或带并且仅在最后的缠绕层上弯曲的乐器弦12的生产。在步骤1(见图8a)中，在钩状件例如图1至图4中所示的设备的钩状件18、18之间设置芯部34。
94.在步骤2(见图8b)中，绕芯部34用线或带缠绕第一层36。在步骤3(见图8c)中，绕乐器弦12用金属带缠绕第二且最后层38。
95.然后，在步骤4(见图8d)中，在最后层42上实施弯曲加工。
96.在步骤5(见图8e)中，乐器弦12转动例如90
°
并在最后层42上重复弯曲加工。
97.最后，如图8f中所示，研磨该最后层42。
98.可以在每一缠绕层上、在所选的缠绕层上或仅在最后的缠绕层上，以两个所述的实施例的任何组合实施该弯曲加工。
99.在上面的描述中、在权利要求中和/或在附图中的特征——它们中的两者以及它们的任何组合可以是用于以不同的形式实现本发明的材料。
100.附图标记
101.10
ꢀꢀ
设备
102.12
ꢀꢀ
乐器弦
103.14
ꢀꢀ
弦张紧装置
104.16
ꢀꢀ
弯曲装置
105.18
ꢀꢀ
钩状件
106.20
ꢀꢀ
弦端部
107.22、24
ꢀꢀ
伺服电机
108.26、28、30、31
ꢀꢀ
辊
109.26a、28a、30a
ꢀꢀ
轴
110.32
ꢀꢀ
线
111.34
ꢀꢀ
芯部
112.36
ꢀꢀ
第一层
113.38
ꢀꢀ
第二层
114.40
ꢀꢀ
另一层
115.42
ꢀꢀ
最后层
116.p1，p2
ꢀꢀ
点