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Laserstrahlschneiden von Stimmplatten - IFS



Anlass der Beratung:

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Abb.1: Stimmplatte mit aufgenieteten Tonzungen

    Der Bau von Musikinstrumenten besitzt in der Region zwischen Klingenthal und Aue (Musikwinkel) eine langjährige Tradition, die bis in die 2. Hälfte des 19. Jahrhunderts zurückreicht. In dem Ort Carlsfeld entstanden zu dieser Zeit aus einem, "Brummkasten" genannten, Handzuginstrument durch umfangreiche Verbesserungen Instrumente mit größerem Tonumfang, Concertinas, die auch als "Bandoneon" (Händler Band aus Krefeld) in den Handel gelangten. Die Tradition zum Bau der begehrten Tango - Instrumente ist eng mit dem Namen der Familie Arnold verknüpft, welche das noch heute von Spitzenspielern geschätzte Arnold-Bandoneon bis nach Südamerika lieferten.
    In den Jahren 1964/65 wurde die Bandoneonfertigung in Carlsfeld und Klingenthal aus verschiedenen Gründen eingestellt. Mit dem Nachbau zweier Bandoneon- Musterexemplare in Carlsfeld werden zur Zeit auf Anregung und mit der Unterstützung internationaler Künstler Bestrebungen unternommen, eine alte Handwerkstradition wiederzubeleben.

Aufgabenstellung:

    Die ton- und klangerzeugenden Bauteile im Bandoneon werden durch einen Satz von Stimmplatten gebildet (siehe Abbildung). Das Grundprinzip der Tonerzeugung mittels durchschlagender Tonzunge erfordert den Einsatz mechanischer Bauteile höchster Präzision. Auf einen Stimmplattenkörper aus einer Aluminiumlegierung werden die Tonzungen aus geschliffenem Tonzungenbandstahl aufgenietet. Dabei sind zur maßhaltigen und sauberen Fertigung von Stimmplatten und Tonzungen in entsprechenden Stückzahlen hochgenaue und äußerst spezialisierte Schneidwerkzeuge notwendig. Ein optimales Zusammenspiel von präziser mechanischer Fertigung zur Einhaltung kleinster Maßtoleranzen und jahrelange Erfahrung sowie umfangreiche Handarbeit mit dem nötigen Fingerspitzengefühl beim Stimmen und bei der Qualitätskontrolle sind Voraussetzungen zur Herstellung eines qualitativ hochwertigen Musikinstruments.
    Mit der Einstellung der Bandoneonfertigung wurden Fertigungsunterlagen und Werkzeugsätze für die Stimmplatten- und Tonzungenherstellung vernichtet. Damit stehen für die, zum Teil mit großem handwerklichen Aufwand angefertigten, Musterexemplare die Elemente zur Tonerzeugung nicht zur Verfügung und können konstruktiv bedingt auch nicht durch derzeitig verfügbare Stimmplattensortimente ersetzt werden.
    Gegenstand der durchgeführten Erprobung und Beratung sind daher Untersuchungen zur Herstellung einzelner Stimmplatten durch die Verfahren Laser- und Wasserstrahlschneiden. Dabei werden die Anwendungsbereiche der beiden Verfahren durch die konstruktiven Anforderungen an die Stimmplatten in Verbindung mit dem Aufbau und der Funktion des fertigen Instruments bestimmt.

Vorgehensweise:

    Im Verlauf der durchgeführten Beratung zeigten sich eine Reihe von zu lösenden Aufgagen. Erstens sind die vorliegenden Stimmplatten eines alten Instruments präzise zu vermessen und über ein CAD-System eine Kontur zu erstellen. Dabei sind alle Anpassungen und Änderungen zu berücksichtigen, die sich für eine neue Fertigung (Technologie, Material, ergänzende Teile) ergeben. Zweitens sind für das Laserstrahlschneiden und das Wasserstrahlschneiden des Werkstoffes entsprechende technologische Parameter zu ermitteln. Anhand geschnittener Musterexemplare werden Verfahrenseignung, technologische Randbedingungen und Anwendungsgrenzen diskutiert.

Ergebnisse:

    Die Verfahrenseignung des Laserstrahlschneidens konnte an Musterexemplaren für die Herstellung von Stimmplatten prinzipiell nachgewiesen werden. Die Anforderungen an Maßtoleranzen, Schnittqualität und Rauheit sowie Geometriegenauigkeit wurden erfüllt. Mit den ermittelten technologischen Parametern können Stimmplatten für die Musterexemplare durch Laserstrahlschneiden (CO2-Laser 1 kW) gefertigt werden. Der Einsatz des Wasserstrahlschneidens scheitert aufgrund zu großer Oberflächenrauheit und Kantenradien sowie einer Verrundung der 90°- Ecken durch den verfahrensbedingt größeren Strahldurchmesser.
    Gegenstand weiterer Untersuchungen ist der Einbau laserstrahlgeschnittener Stimmplatten in ein Bandoneon um eine Beurteilung von Klang und Handhabung zu ermöglichen. Gegebenenfalls sind Anpassungen und Optimierungen vorzunehmen und die Verfahrensparameter beim Laserschneiden entsprechend anzupassen. Die Zusammenarbeit bei der Bearbeitung dieser Thematik wird auch künftig fortgeführt.
    Der Einsatz eines modernen Fertigungsverfahrens bei der Herstellung der Stimmplatten für Bandoneon - Musterexemplare trägt damit zur Erhaltung und Belebung einer alten Handwerkstradition bei. Bei einer entsprechenden Anfrage dieser Musikinstrumente können Arbeitsplätze im Bereich Handwerk neu geschaffen bzw. dauerhaft gesichert werden.

Bearbeiter:

 
 
Erstellt: 14.08.2009 12:53:10 | Letzte Änderung: 22.01.2003 13:57:36
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