S-Bogen für ein Holzblasinstrument Anwendungsgebiet der Erfindung Die Erfindung bezieht sich auf die Gebiete des Musikinstrumentenbaus und der Strömungstechnik und betrifft einen S-Bogen für ein Holzblasinstrument, bestehend aus einem oder mehreren aus Holz gefertigten Teilen, woran ein S-Bogen ansetzbar ist, an dessen freiem Ende ein Mundstück aufgesteckt wird. Die Erfindung betrifft nur Holzblasinstrumente, die mit einem S-Bogen angeblasen werden, insbesondere Holzblasinstrument aus der Familie der Fagotte, aber auch fagottähnliche Holzblasinstrumente, und in französischer und deutscher Bauweise und auch historische Bauformen derartiger Holzblasinstrumente.

Stand der Technik Der S-Bogen ist ein metallenes Element, das an seinem diffusorartig sich erweiterndem Ende in den Flügel eines Holzblasinstrumentes gesteckt wird, und an dessen anderem Ende das Mundstück, das so genannte Rohr aufgesteckt wird. Seine traditionelle Form rührt von der Gesamtbauweise dieser Bass-und Baritonholzblasinstrumente her, damit die Holzblasinstrumente vom Spieler grifftechnisch noch beherrscht werden können.

Eine andere Form dieses S-Bogens für Holzblasinstrumente war von den anwendenden Musikern nicht gewünscht worden, da das vordergründigste Kriterium für einen Musiker, insbesondere einen Fagottisten, die Anstrengung ist, die nötig ist, um einen schönen Ton zu formen, also das leichte Ansprechen eines S-Bogens in den Tiefen wie in den Höhen. Dies wurde im wesentlichen durch die traditionelle Form des S-Bogens erfüllt.

Fagottisten berichten über unterschiedlichste Qualitäten von traditionellen S-Bögen (Fig. 1), den geschwungenen, dünnen konischen Rohren, die das Doppelrohrblatt- Mundstück aufnehmen und die selbst in den nach unten führenden so genannten Flügel des Fagotts gesteckt werden. Das ist, wie Musikwissenschaftler feststellen, ein subjektives Empfinden, denn jeder S-Bogen verhält sich anders auf einem anderen Fagott.

In der DE 201 12 654 U1 ist ein Kontrafagott mit einem niedrigen weitmensurierten, segmentierten Korpus, mit mindestens sechsfacher Führung, einem Schallstück und mindestens fünf Bogenstücken aus Holz und einem an sich bekannten oder traditionellen S-Bogen aus Metall beschrieben. Der S-Bogen weist die traditionelle Form auf.

Darstellung der Erfindung Aufgabe der Erfindung ist es, einen S-Bogen für Holzblasinstrumente anzugeben, mit dem das Instrument leichter als mit traditionellen S-Bögen ansprechbar ist und die Höhen als brillanter und die Tiefen als wärmer empfunden werden.

Die Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei dem erfindungsgemäßen S-Bogen für Holzblasinstrumente ist der S-Bogen mit seinem einen Ende an die weiteren Teile des Holzblasinstrumentes ansetzbar und an seinem freien Ende weist er ein Mundstück auf, wobei der S-Bogen vom Mundstückende aus gesehen ein erstes grade verlaufendes Teilstück mit einer Länge 12 von 140 bis 260 mm aufweist, welches in einem Winkel 2 von 0 bis 180 ° geneigt ist, an welches sich ein erster Bogen mit einem Radius R2 von 25 bis 50 mm anschließt, welcher in einen zweiten Bogen mit einem Radius Ri von mindestens 30 mm und einem Öffnungswinkel von 0 bis 30° übergeht, wobei der zweite Bogen mit dem Radius Ri gegenüber dem ersten Bogen mit dem Radius R2 die Drehrichtung ändert, und an den zweiten Bogen sich ein zweites gerades Stück mit einer Streckenlänge 11 von 30mm bis 50mm anschließt, durch welches der Anschluss an die weiteren Teile des Holzblasinstrumentes realisiert ist.

Vorteilhafterweise weist das erste gerade verlaufende Teilstück eine Länge 12 von 140 bis 210 mm auf.

Weiterhin vorteilhafterweise beträgt der Winkel 2 des ersten gerade verlaufenden Teilstücks 5 bis 30 °.

Ebenfalls vorteilhafterweise weist der erste Bogen eine Öffnungswinkel von 90 bis 150 ° auf.

Von Vorteil ist es auch, wenn der Radius Ri des zweiten Bogens 30 bis 200 mm beträgt.

Auch vorteilhafterweise beträgt der Öffnungswinkel t des zweiten Bogens 1 bis 30 °,' und noch vorteilhafterweise 3 bis 30 °.

Es ist ebenfalls von Vorteil, wenn die Gesamtlänge des S-Bogens 324 bis 332 mm beträgt.

Weiterhin von Vorteil ist es, wenn der Querschnitt des S-Bogens entlang seiner Gesamtlänge exponentiell oder konisch ist und/oder zwei oder mehr unterschiedlichen geometrische Elemente aufweist.

Die traditionelle geometrische Kontur zieht aus strömungsmechanischer Sicht einen Reibungswiderstand nach sich, der um so größer wird, je größer die Umlenkung durch eingebundene gekrümmte Abschnitte wird, also technisch gesehen durch sogenannte Krümmer. Folglich hat ein nur grade verlaufender Diffuser den kleinstmöglichen Strömungswiderstand. Ein Diffusor hat generell die Aufgabe, die Geschwindigkeit zu Gunsten eines sich erhöhenden Druckes zu erniedrigen. Wenn also der Widerstand von einem S-Bogen verringert werden kann, wird auch ein leichteres Anblasen gegen den aufzubringenden Druck ermöglicht. Dies wird durch den erfindungsgemäßen S-Bogen ermöglicht.

Die Geometrie eines traditionellen S-Bogens ist in seiner Symmetrieebene zweifach gekrümmt. Ein Wendepunkt im Konturverlauf ist in Fig. 1 auszumachen. Vom Ende für das Mundstück aus betrachtet folgt einem kurzen geraden Stück ein in Strömungsrichtung nach oben weisender Bogen mit einem relativ kleinen Winkel, der nach dem Wendepunkt in einen entgegengerichteten Bogen mit relativ großem Radius mündet und von einem geraden Stück gefolgt wird.

Für eine eindeutigste Beurteilung der schon erwähnten physischen Anstrengung beim Fagottblasen lassen sich mit der Methode der numerischen Strömungsmechanik Reibungswerte heranziehen. Diese können Fig. 2 entnommen werden.

In Fig. 2 sind die Verläufe der Widerstandsbeiwerte . von drei Diffusoren entlang der Bogenlänge s dargestellt. Die gepunktete Linie zeigt den Verlauf eines durchgehend geraden Diffusors, die strichpunktierte Linie den Verlauf eines traditionellen S-Bogens mittlerer Qualität und die durchgezogene Linie den des erfindungsgemäßen S-Bogens, nämlich dem S-Bogen"S27"gemäß Fig. 3.

In Fig. 2 zeigen die Kurvenverläufe die mit dem dynamischen Druck dimensionslos gemachten Schubspannungsverläufe Tw, also die über die Kreisquerschnitte gemittelten Wandreibungskräfte entlang der S-Bogeninnenwand über der mittleren Lauflänge der Strömung innerhalb des Bogens. Auf den Koordinatenachsen sind die Reibungsbeiwerte . und die Bogenlänge in der Mittellinie des Bogens in Metern eingetragen. Erkennbar ist, dass die strichpunktierte .-Linie, die den Verlauf eines herkömmlichen S-Bogens mittlerer Qualität beschreibt, einen Zuwachs an der Gesamtreibung gegenüber dem graden Diffusor von 50,7 % aufweist. Für den erfindungsgemäßen S-Bogen ergibt sich ein deutlich abweichender Verlauf. Der dazu gehörende, integrale Reibungsbeiwert ist nur noch 22,2 % vom graden Diffusor entfernt.

Anders ausgedrückt, ist der Widerstand des erfindungsgemäßen S-Bogens zur jahrhunderte alten traditionellen Form des S-Bogens um 28,5 % geringer. Solch ein erfindungsgemäßer S-Bogen ist also wesentlich leichter anzublasen. In Fig. 3 sind beispielhaft zwei der vorgeschlagenen, leichter anzublasenden erfindungsgemäßen S-Bogenkonturen gezeigt. Beide unterscheiden sich nur unwesentlich in ihrem integralen Reibungsbeiwert voneinander. Der integrale Reibungsbeiwert des mit einem Wendepunkt versehenen S-Bogens S27 ist um 1, 8 % größer als der des S-Bogens 27.

Gemäß der Darstellung in Fig. 4 weist der neu konturierte S-Bogen die bereits oben genannten Längen-und Radienkombinationen auf.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Dabei zeigen : Fig. 1 eine räumliche Darstellung eines traditionellen Fagott S-Bogens, Fig. 2 eine Darstellung des Verlaufs der Reibungsbeiwerte . entlang der Bogenlänge * in der Mittellinie des Bogens für einen graden Diffusor (punktierte Linie), einen traditionellen S-Bogen (strichpunktierte Linie) und für einen erfindungsgemäßen S-Bogen"S27" (durchgezogene Linie), Fig. 3 zwei geometrische Konturen von erfindungsgemäßen S-Bögen geringsten Widerstandsbeiwertes, links der Bogen"S27"mit Wendepunkt und Gegenbogen, rechts der Bogen"27"mit geradem anschließenden Stück Fig. 4 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen S-Bogens.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung Beispiel 1 Ein S-Bogen für ein Fagott, Fig. 3, Bogen 27, besteht aus den bekannten metallischen Materialien und weist eine Gesamtlänge von 342 mm auf. Vom Mundstückende ausgehend weist das erste grade verlaufende Teilstück eine Länge 12 200 mm auf.

Dieses Teilstück ist in einem Winkel 2 von 23 ° geneigt. Daran schließt sich ein erster Bogen mit einem Radius R2 von 35 mm und einem Öffnungswinkel von 110 ° an, welcher in einen zweiten Bogen mit einem Öffnungswinkel 1 von 0 o übergeht. An diesen zweiten Bogen schließt sich ein zweites gerades Stück mit einer Streckenlänge 11 von 35 mm an, durch welches der Anschluss an die weiteren Teile des Holzblasinstrumentes realisiert ist.

Die gemachten Erfahrungen von professionellen Fagottisten mit den erfindungsgemäßen S-Bögen wurden als wesentlich leichter zu blasende S-Bögen beschrieben, deren Höhen brillanter und die Tiefen wärmer sind.

Beispiel 2 Ein S-Bogen für ein Fagott, Fig. 3, Bogen S27, besteht aus den bekannten metallischen Materialien und weist eine Gesamtlänge von 342 mm auf. Vom Mundstückende ausgehend weist das erste grade verlaufende Teilstück eine Länge 12 200 mm auf.

Dieses Teilstück ist in einem Winkel 2 von 23 ° geneigt. Daran schließt sich ein erster Bogen mit einem Radius R2 von 35 mm und einem Öffnungswinkel von 110 ° an, welcher in einen zweiten Bogen mit einem Radius Ri von 210 mm und einem Öffnungswinkel, von 3 ° übergeht. An diesen zweiten Bogen schließt sich ein zweites gerades Stück mit einer Streckenlänge 11 von 35 mm an, durch welches der Anschluss an die weiteren Teile des Holzblasinstrumentes realisiert ist.

Die gemachten Erfahrungen von professionellen Fagottisten mit den erfindungsgemäßen S-Bögen wurden als leichter zu blasende S-Bögen beschrieben, deren Höhen brillanter und die Tiefen als sehr warm eingeschätzt wurden.