Stimmplatten Varianten, alternative Fertigungsmethoden

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Da sich im Ursprungsfaden eine eigenständige Fragenstellung entwickelt hat haben wir diese Thema aus dem Ursprungsfaden in ein eigenständiges Thema ausgelagert.
Ursprungsfaden: https://www.musiker-board.de/threads/neuentwicklung-akkordeon.734165/page-3#post-9460177

die Moderation



die günstig und in rauhen Mengen hergestellt werden
Ich frage mich (und jetzt auch Euch ;)) schon lange, warum gerade für die Massenfertigung noch nie gesinterte Stimmplatten mit eingelegten Stimmzungen produziert werden. Klar muss für jede Stimmplatte eine (einfache) Form hergestellt werden (wie beim Feinstanzen auch), dafür wäre die Massgenauigkeit und Reproduzierbarkeit sicher einiges höher als bei Nietautomaten.

Weiss jemand schon etwas über dahingehende Versuche?
 
Könnte sein daß die Temperaturen die zum Sintern nötig sind den Stimmzungen nicht bekommen. Außerdem könnten nötige Nachbearbeitungen schwierig durchzuführen sein. Wahrscheinlich ist es auch nicht ganz einfach eine präzise Positionierung der Stimmzunge in der Höhe zu bewerkstelligen. Ich kann mir als Laie nicht vorstellen daß Sintern die Zukunft der Stimmplatte ist.
 
warum gerade für die Massenfertigung noch nie gesinterte Stimmplatten mit eingelegten Stimmzungen produziert werden.
Bezüglich Sintern bin ich jetzt kein Spezialist - aber nachgelesen über das Fertigungsverfahren stand, dass die erzielbare Genauigkeit bei ca. +/-0,4% der Bezugsgröße liegt. Genauigkeitsverbesserung kann durch anschließendes kalibrieren bzw. Prägen erreicht werden.

Das bedeutet dann aber, dass beim reinen Sintern die Grundgenaugkeit des Zungenskanals in der Gegend von ca. +0,106 mm liegt, wenn als Bezugsgröße der Zungenkanal mit einer angenommenen Breite von 4 mm genommen wird.. wenn sich diese Genauigkeit aber auf die äußeren Bauteilgrößen beziehen, dann ergäbe das bei einer Stimmplattenbreite von ca. 20 mm eine Grundgenauigkeit beim Zungenkanal von +/-0,08 mm... Im Vergleich: der Zungenspalt für eine einfache Stimmplate (H-Mensur oder vergleichbar) liegt bei ca. 0,06 mm.

D.h. ohne nachkalibrieren ist die erreichbare Grundgenauigkeit nicht ausreichend für eine Blindmontage von Stimmzungen - bei einfachen Stimmplatten. Für hochwertige Stimmplatten die eien Plattenspalt von ca. 0,02 mm auweisen schon gar nicht so einsetzbar.

Müsste man also auf alle Fälle nachkalibrieren...eine Vorabmontage der Stimmzunge scheidet damit schon aus - und da ist dann auch gleich wieder die Frage, ob das günstiger ist, als aus dem Blech ausstanzen und nachkalibrieren.

Dazu kommt, dass Metallsintern ein "Warmprozess ist" - Stimmzungenstahl aber keine Temperaturen oberhalb etwa 180 bis 200º erträgt ohne an Festigkeit zu verlieren.

dafür wäre die Massgenauigkeit und Reproduzierbarkeit sicher einiges höher als bei Nietautomaten.

Das Nieten ist ein anderer Prozess als das Plattenstanzen. Beim Nieten wird u.a. die Zunge auf den Spalt ausgerichtet und justiert und dann mit dem Niet befestigt. Das Nieten oder verschrauben erfüllt also mehrere Aufgaben. Das maschinelle bestücken der Stimmplatte, automatische Ausrichten und vernieten geht aber ollautomatisch nur be den einfacheren Stmmplattenqualitäten - Die Ausrichtgenauigkeit die für hochwertige Stimmplatten erforderlich ist wird derzeit maschinell nach wie vor nicht erreicht... und drum immer noch per Augenpeilung durchgeführt!

Ganz so einfach gehts also nicht!

... aber...

Wenn man Stimmplatten herstellen will, die steif sind und dennoch leichter als eine massive Stimmplatte, dann ist sintern schon ein Verfahren, das man näher betrachten könnte. Denn damit wären z.B. Materialeinsparungen an Stellen möglich wo keine Dicke erforderlich ist und durch dünnere Grunddicke und Verrippung eine leichtere und trotzdem steife Stimmplatte möglich - Aber Nachkalibrieren des Plattenkanals ist vermutlich trotzdem notwendig.
 
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Salut,

meines Erachtens ist eine gesinterte Stimmplatte nicht sonders geeignet. Sintern bedeutet daß unter hohem Druck und einer unter der Schmelztemperatur der pulvrigen Ausgangssubstanz liegenden Temperatur dieselbige in Form gepresst wird. Dadurch wird das pulvrige Ausgangsmaterial zusammengebacken aber nichts verschmolzen. Gesinterte Teile sind meist porös was ein Vorteil sein kann, so werden gesinterte Lagerbuchsen vor Montage erst in heißes Öl eingelegt so daß sie sich damit vollsaugen und dann bei mangelnder Schmierung noch eine Notreserve an Schmierung "eingebaut", also eine gewisse Notlaufeigenschaft haben.
Diese Porösität widerspricht jedoch daß eine Stimmplatte möglichst schwer im Verhältnis zur Stimmzunge sein soll damit diese effizient arbeiten (mit möglichst wenig zugefügter Energie von außen schwingen) und lange schwingen kann. Je dichter das Material für die Stimmplatte umso besser. Daher nimmt man für kleine Stimmplatten meist Messing. Bessere Akkordeons nutzen teures Dural (Duraluminium) statt "Weichaluminium" und auch deren Stimmplatten sind noch erheblich dicker, alles um die Effizienz zu erhöhen. Aus Gewichtsgründen kann man nicht für alle Stimmplatten Messing benutzen. Poröse Materialien neigen zudem dazu Schwingungen zu dämpfen daher werden z.B. Maschinengestelle (Drehmaschine, Standbohrmaschine, Fräse etc.) aus Grauguss hergestellt, dort will man damit erreichen daß die Schwingungen des Antriebs und der Motoren gedämpft werden um eine bessere Genauigkeit und Oberfläche beim z.B. Drehen zu erhalten.
Doch beim Akkordeon will man eigentlich das Gegenteil, daß die Schwingungen so wenig wie möglich gedämpft werden.
Das "Einlegen" der Stimmzungen kann ich mir auch nicht wirklich vorstellen aber ich muß zugeben daß ich genauso wie Max nicht wirklich mit den Feinheiten des Sintern vertraut bin. Aber ein Einlegen der Stimmzunge könnte ja nur vor dem Sinterprozess erfolgen was impliziert daß keine Anpassung auf minimalen Luftspalt möglich wäre wie es bei Typo a mano als auch a Mano üblich ist. Die nächste Frage, wie fest säße eine "eingelegte" Stimmzunge im gesinterten Verband. Gäbe es dort im Grenzübergang zwischen Federstahl und dem Sintermaterial schon chemische Veränderungen, Änderungen an der Federkonstante, auch, wie von Maxito schon angedeutet, durch die Temperatur? Und eine Stimmzunge auf eine gesinterte Platte nieten ist m.E. aus Gründen der Porösität/Sprödigkeit auch nicht sonders sinnvoll.
Es ist sicher sinnvoll neue Methoden der Stimmenherstellung zu reflektieren und diskutieren. Da gibt es sicher noch Entwicklungspotential wie auch Balgs Ausführungen zeigen. Doch das Problem dabei ist das Ganze so zu konstruieren daß es in einer Serienfertigung sinnvoll umsetzbar ist und somit die Qualitätssteigerung (Stimmstabilität, Ansprache, Luftverbrauch etc.) der großen Masse zu einem halbwegs erschwinglichem Preis zugänglich wird. Das sehe ich im Moment am ehesten mit gelaserten Stimmen machbar. Die Nietbefestigung ist sicherlich diskutierbar und eine Verschraubung hielte ich auch für toll, aber wenn mit einer Vernietung à la Artiste Platten auch sehr gute Ergebnisse erziehlt werden können stellt sich die Frage ob dann eine komplette Neukonstruktion von Maschinen zur maschinellen Verschraubung von Stimmzungen sinnvoll ist? Ich wusele ja auch mit aufwändigen Einzelkonstruktionen/Lösungen herum aber wohl wissend daß vieles so in einer Serie nicht zu übernehmen wäre.

Grüße,

Roland
 
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Sintern bedeutet daß unter hohem Druck und einer unter der Schmelztemperatur der pulvrigen Ausgangssubstanz liegenden Temperatur dieselbige in Form gepresst wird. Dadurch wird das pulvrige Ausgangsmaterial zusammengebacken aber nichts verschmolzen. Gesinterte Teile sind meist porös was ein Vorteil sein kann, so werden gesinterte Lagerbuchsen vor Montage erst in heißes Öl eingelegt so daß sie sich damit vollsaugen und dann bei mangelnder Schmierung noch eine Notreserve an Schmierung "eingebaut", also eine gewisse Notlaufeigenschaft haben.

ich hab nochmal etwas schärfer nachgedacht... und muss meine Äußerung von vorhin relativieren! Die Internetangaben waren offenbar nicht auf dem aktuellen Stand... denn mir ist mittlerweile eingefallen, dass ich beruflich mit Sintermetallherstellern Kontakt habe ... und deren Produkte haben nichts mit dem zu tun, was man sich landläufig mit Sintermetall vorstellt. Da ist nix porös und die Teile sind hochgenau und präzise und auch sowohl fluid- als auch druckdicht. Allerdings muss ich sagen weiß ich nicht genau wie der Prozessablauf ist. Fazit ist aber dass die Teile aussehen wie "normales Metall" und sich auch ähnlich verhalten.

Die Passungen, die die Teile aufweisen sind allerdings mit Sicherheit nachkalibriert... also insofern wohl auch nix mit Sintern auf einen Rutsch mitsamt Zunge

Ein Teil das die meisten vielleicht schon gesehen haben aber nicht als Sintermetall erkennen, sind hochwertige Küchenmesser, die zunehmend aus sog. "PM Stahl" hergestellt werden - also aus pulvermetallurgischem Stahl... der gesintert wird.

Je dichter das Material für die Stimmplatte umso besser. Daher nimmt man für kleine Stimmplatten meist Messing.
Wobei es nicht auf die Masse ankommt, sondern auf die Steifigkeit. Wenn man die Befestigung im Griff hat spielt die lokale Masse keine Rolle, da ist nur die Steifigkeit ausschlaggebend. ... Weil aber meist die Befestigung nicht so sauber ist dass der Stimmstockverbund als Ganzes in sich steif ist , weil doch irgendwo ein paar "weiche" Übergänge dabei sind, nehmen die meisten dann doch den einfachen Weg und bringen Masse zu den Stimmzungen ( z.B. in Form einer durchgehenden Verbundstimmplatte)

und einer unter der Schmelztemperatur der pulvrigen Ausgangssubstanz liegenden Temperatur dieselbige in Form gepresst wird.
Das Problem der Hitze bleibt aber trotzdem. Bei der Herstellung werden die Teile schon sehr heiß zusammengepresst. Und wenn man Stimmzungenstahl höherer Wärme aussetzt verliert der an Festigkeit und verliert damit seine Brauchbarkeit. Die Stimmzunge muss also später in kaltem Zustand befestigt werden.
 
erzielbare Genauigkeit bei ca. +/-0,4% der Bezugsgröße liegt.

Grundgenaugkeit des Zungenskanals in der Gegend von ca. +0,106 mm liegt, wenn als Bezugsgröße der Zungenkanal mit einer angenommenen Breite von 4 mm genommen wird..
entweder habe ich dich irgendwie falsch verstanden oder mein Prozentrechnen funktioniert anders als deines :D
±0,4% von 4 mm sind bei mir ±0,016 mm und nicht +0,106
bei einer Stimmplattenbreite von ca. 20 mm eine Grundgenauigkeit beim Zungenkanal von +/-0,08 mm
dies kommt bei mir allerdings auch raus ...

(Sorry fürs Korinthenkacken, aber Genauigkeitsbetrachtung ist nun mal mein Beruf - auch wenn Toleranzen bei mir normalerweise als feste Beträge auftauchen und nicht als Prozente)
 
oder mein Prozentrechnen funktioniert anders als deines :D
ah ja.. der Klassiker: kopfrechnen - schnell , aber falsch!

Aber im Endeffekt eh egal, denn die Angaben dei ich zuerst im Netz gefunden habe sind veraltet - es geht deutlich genauer.
 
Hochinteressant!
Ich kenne Chrigu Meyer, den CEO und Inhaber von Meyer Sintermetall (auch ein Pilot), der hat mal gemeint, Toleranzen von 0.01 mm seien überhaupt kein Problem bei den Dimensionen von Stimmplatten. Auch das Einlegen der Zungen könnte vollautomatisch in etwa gleicher Toleranz gemacht werden, abhängig von der Toleranz der Zungen.

Über die "Backtemperatur" haben wir aber nicht gesprochen, kann aber gut sein dass das Gefüge der Zungen schon verändert würde. Ich frage ihn mal...
 
Ich kenne Chrigu Meyer, den CEO und Inhaber von Meyer Sintermetall
d. h. du kannst dann praktisch direkt an der Quelle nachfragen? - sehr praktisch! .. ich habe keine Vorstellung, was denn so eine Sinterstimmplatte kosten würde .. Wenn du deinen Fliegerspezi mal wieder triffst, kannst ihn ja mal fragen was er grob an Kosten schätzen würde. .. z.B. wenn die Stimmplatten in 1000-er Losen gefertigt werden würden
Beitrag automatisch zusammengefügt:

Auch das Einlegen der Zungen könnte vollautomatisch in etwa gleicher Toleranz gemacht werden, abhängig von der Toleranz der Zungen.
Das scheint mir noch der spannende Punkt zu sein. Da müsste man zuerst auch noch überlegen, wie man denn die Stimmzungen dann korrigieren kann , bzw. was es braucht, damit man die Stimmzungen korrekt zentriert. Denn wenn nach dem "Fertigen" die Stimmzungen auf der eine Seite z.B. 4/100 Spalt haben und auf der anderen Seite nur 1/100, dann funktioniert das Ganze nicht sonderlich gut und die Stimmplatte kann man in der Pfeife rauchen.
 
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Ich bleibe mal dran am Thema. Es kann noch etwas dauern, bis ich etwas einigermassen Gesichertes erfahren habe, aktuell brauche ich meine spärliche Freizeit eher zum Musikmachen und Fliegertheoriekurse vorbereiten und geben, als um noch mehr Projekte anzureissen... :geek:

Gibt es / hat jemand bemasste Zeichnungen mit Toleranzwerten von Stimmplatten mit montierter Stimmzunge? Dann wäre ich sehr froh darum, es lässt sich deutlich besser mit Ingenieuren diskutieren mit einer Zeichnung in der Hand :biggrinB:
 
Gibt es / hat jemand bemasste Zeichnungen mit Toleranzwerten von Stimmplatten mit montierter Stimmzunge?
kann man bei ebay frei runterladen!

... nee, im Ernst : Außer den Außenabmessungen der Stimmplatten gibts sonst frei verfügbar nichts dergleichen - Mit Glück haben die Stimmplattenhersteller das. Aber selbst da kann ich mir gut vorstellen, dass die nur einzelne Zeichnung haben , aber nichts Gesamtes... und das rückt keiner raus... weil ja innerstes Firmenknowhow. sonst könnt ja jeder nachbauen, was man sich mühsam erarbeitet hat. Kann man natürlich auch an vorhandenen Stimmplatten nachmessen, aber wenn man die zulässigenToleranzen dazu nicht kennt, hat man nur die halbe Miete ...

Die Arbeit muss man sich hier schon selber machen und das Ding neu" erfinden"
 
Ich hatte mal in einem Betrieb gearbeitet wo gesintert wurde. Es ist ein relativ hoher Aufwand, die Maschinen kosten eine menge Geld, dass Personal muss speziell geschult sein, es entstehen Abfälle die kostenintensiv entsorgt werden müssen, der Anspruch an den Arbeitsschutz ist sehr hoch. Spezielle Räumlichkeiten sind notwendig und der Energieverbrauch ist sehr hoch.

Das werden vermutlich die primären Gründe sein warum man lieber nietet. Selbst wenn es die schlechtere Methode sein sollte (was ich nicht beurteilen kann), wird der Mehrwert den Kosten gegenübergestellt, dann wird es wohl keinen wirklichen Mehrwert haben. Zumindest keinen für den der Kunder bereit wäre das vier oder fünffache für eine Stimmzunge zu bezahlen.

Die traditionelle Herstellung ist ja inzwischen so erprobt und perfektioniert. Da fällt es bei den Kosten wohl nicht auf wenn mal ein paar Zungen unbrauchbar sind. Davon abgesehen muss ja bei jedem Prozess, egal wie perfekt er auch ist am Ende einer sitzen und die einzelnen Zungen prüfen und vor allem passend für das Instrument stimmen.
 

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