Чем устанавливают струны пианино

Чем устанавливают струны пианино

Замена оборванных струн

Работу начинают с удаления старой, оборванной, или фальшиво звучащей струны. Обрывок струны вытаскивают плоскогубцами из-под каподастровой пленки или из аграфа и поворачивают ее вокруг вирбеля по часовой стрелке пока не смотают полностью с вирбеля. Если оборванная струна была надета на штифт рамы индивидуальной концевой петлей, это обычно затрудняет снятие ее со штифта, во-первых из-за самозатягивания петли и во-вторых из-за возможных образований ржавчины. В таких случаях обрывок струны поворачивают вправо—влево на штифте, а петлю поддевают отверткой и отжимают кверху, стаскивая со штифта. Обрывок струны промеряют микрометром. Оборванную струну надо заменить проволокой равного диаметра. Если оборванная струна отсутствует, установить ее диаметр можно, замерив микрометром соседние (справа и слева) струны. При этом следует учесть, что довольно часто в инструментах попадаются струны, не соответ­ствующие данной мензуре, т. е. толще или значительно тоньше. В первом случае, когда масса струн превышает расчетную, струны дают грубоватое, жесткое звучание и, что самое неприятное, быстро обрываются. Второй вид нарушения — установка более тонких, против данных мензуры, струн дает фальшивое звучание; оно более жидкое, слабое, не гармонирующее со старыми струнами.
Это следует учитывать при замене струн. При отсутствии нужного номера проволоки, можно поставить струну только на номер толще или тоньше расчетных данных мензуры.

В ремонтной практике, когда трудно распределить номера струн по диапазону, в первую очередь может помочь правило старых фабричных струнщиков надписывать разбивку номеров проволоки на штегах; это облегчает задачу восстановления струнной одежды. Но в наше время эта традиция забыта и такого ориентира нет. В этом случае выход может быть найден только в самостоятельном расчете номеров струн по хорам на штеговых штифтах или вирбелях. Отсчет ведут от крайнего 88-го или 85-го струнного хора влево.
Обычно номера струн распределяются так:

№ 14 1/2 — 6 хоров и т. д. по 6 хоров до номера 18 1/2. Последующие номера распространяются уже только на 4 хора и заканчивается теноровый регистр номерами 20, 21 по 2 хора на каждый номер. Следует учесть, что в современных инструментах для обеспечения большей плотности, громкости звука, мензуры начинают, как правило, сразу с номера 13 1/2 (0,800 мм), устанавливая им по 6 хоров; дальнейший распорядок остается таким, как описано выше.

Рассмотрим другие элементы струнной одежды. Каподастровые планки при замене единичных струн или отдельных групп струн не отвинчивают, оставляя на их местах. Вирбели, плотно сидящие в древесине вирбельбанка, т. е. держащие строй, не следует вывинчивать полностью. Такое вывинчивание сопровождается раскачкой, происходит сильное смятие и выработка древесины в гнездах. Посадка вирбелей ослабевает, значительно ухудшается стабильность строя. О случаях необходимой замены вирбелей будет сказано особо.
Для установки новых струн вполне достаточно повернуть вирбели ключом против часовой стрелки на 3—4 полных оборота, ус­тановив струнное отверстие так, чтобы в него было удобно вдеть конец струны.

В современных пианино и роялях применяют только двойные струны, представляющие собой один кусок проволоки, обернутый вокруг штифта на раме, а далее раздваивающийся на две струны, закрепленные каждая на своем отдельном вирбеле. Такая конструкция дает значительную экономию струнной проволоки (она не расходуется на образование концевых петель, около 60 мм на струну) и требует меньшей затраты времени на монтажные работы. Но в этой системе есть и минус,— при разрыве одной струны выходит из строя вторая. Если к тому же обе струны входили в один хор, то резко падает сила звучания, в работе остается лишь одна струна. Все же практические преимущества двойных струн настолько превалируют над опасностью потери звучания, что ею обычно пренебрегают.

Рис. 1. Способы закрепления струн на раме фортепиано:
а — индивидуальной петлей; б — обвивание штифта парной струной

В старых роялях и отчасти пианино (выпущенных в начале XX века) встречается система индивидуального закрепления струн концевой петлей, надетой на свой отдельный штифт рамы (рис. 1, а). Сейчас эта тенденция сохранения полноценной звучности даже в ущерб экономичности находит место только в концертных роялях.

Установку новых двойных струн начинают с отматывания от мотка проволоки нужного номера заготовки размером, примерно равным длине двух струн. Конец проволоки продевают сначала через струнный штабик под каподастровую планку, а затем в вирбельное отверстие так, чтобы с другой стороны вышел кончик длиной 0,5 см. В этот момент вирбель поворачивают Т-образным ключом по часовой стрелке следя, чтобы проволока наматывалась на вирбель плотными витками. Обычно делают три витка, далее проволоку протягивают по ходу будущей струны, огибают пару штеговых штифтов, затем огибают рамный штифт и ведут обратно по ходу второй струны, также охватывая ее штеговые штифты; проволоку протягивают до второго вирбеля и, отмерив от него 7—7,5 см, отрезают кусачками. Остается повторить процедуру закрепления, а именно: продеть этот конец под каподастровую планку, вдеть в вирбель и,
поворачивая его ключом, образовать кольца.

Когда обе струны поставлены, надо сжать вплотную кольца на вирбелях, для чего слегка ослабив ключом натяжение, кольца приподнимают специальным стальным крючком или обычной отверткой, надавливая на нижнее кольцо и прижимая их к верхнему полукольцу, затем натягивают струну окончательно. Концевую петлю струны на рамном штифте осаживают вплотную до поверхности пластины ударами молотка по наставленной сверху отвертке.

Очень важно для устойчивости строя проверить плотность прилегания верхнего полукольца струны к вирбелю; если уголок сгиба полукольца отстает от поверхности вирбеля, его надо прижать плоскогубцами или отверткой. После этого струны настраивают немного выше уровня данного тона в расчете на то, что материал струн некоторое время будет вытягиваться. Монтаж струн с индивидуальными петлями ведется в той же последовательности за исключением техники скрутки концевых петель. Отмотав кусок проволоки на одну струну, делают припуск для образования петли. Ее можно сделать на самом штифте рамы, а если работа выполняется в мастерских, пользуются специальным стальным крючком, согнутым из штифта диаметром 3,5 мм и вбитым в кусок крепкой древесины. Оставляя конец длиной около 60 мм, проволоку вручную огибают вокруг штифта и обматывают вокруг струны 3—4 оборотами плотными витками.

Для предохранения петли от самораскручивания припуск отрезают острогубцами с расчетом, чтобы остался конец до 4 мм длиной, опирающийся на поверхность рамы. В старинных инструментах довольно часто плохо держится строй из-за чрезмерной усушки и даже пересыхания древесины или значительной деформации вирбельбанка, проявляющейся в смятии волокон. В таких инструментах обычно применяли тонкие вирбели диаметром 6,5-6,75 мм. Если обследование не выявило разрушений древесины (трещин, расслоений), восстановить держание строя можно заменой этих вирбелей новыми, диаметром 7-7,10 мм, а при очень сильном смятии отверстий (до явной эллиптичности), допустима замена вирбелями предельной толщины 7,4—7,5 мм. Если и такие массивные вирбели не держат строй, вирбельбанк надо заменить.

Вирбели заменяют следующим образом: спустив ключом струну, ее конец вытягивают из вирбеля с помощью шила, затем вывинчивают полностью и вынимают из гнезда. После этого микрометром замеряют его диаметр, а линейкой длину; одновременно измеряют и глубину гнезда в вирбельбанке. В старинных инструментах применяли короткие вирбели длиной 50 мм и, соответственно, мелко сверлили отверстия в вирбельбанках. В настоящее время ставят только длинные вирбели (60—65 мм), такие нельзя вмонтировать в неглубокие отверстия, в этом случае попытка силой вогнать длинные вирбели приведет к аварии — раскалыванию вирбельбанка. Необходимо углубить отверстие дрелью или коловоротом, снабженным ложечным или спиральным сверлом, диаметр кото­рого должен быть на 0,5-0,7 мм меньше новых вирбелей. Глубина гнезд в вирбельбанке пианино должна быть доведена до 50-55 мм; в роялях вирбельбанки с несквозными гнездами целесообразно сверлить насквозь.

Новый вирбель тщательно протирают чистой тканью, нарезную часть покрывают мелом, чтобы ход вирбеля при повороте ключом был плавным, без рывков и скрипения. Кольца на вирбельной части струны распрямляют с помощью отвертки и отрезают крючок на конце ее кусачками, так как уголок на сгибе обычно уже не имеет прочности. Далее струну обычным способом закрепляют на вирбеле, который после этого вбивают в гнездо при помощи молотка и оправки. Глубина запрессовки вирбеля должна быть рассчитана таким образом, чтобы после сжатия струнных колец и нормального натяжения струны от поверхности вирбельного панциря до нижнего кольца струны оставался просвет 3—4 мм.

Источник

Устройство пианино

Из многочисленных разновидностей фортепиано, существовавших с момента возникновения этого вида струнного клавишного ударного инструмента (начало XVIII века), до наших дней дошло только две: рояль и пианино. Об устройстве рояля мы говорили в предыдущей заметке, настало время понять устройство пианино.

Рояль и пианино

Рояль можно считать прямым продолжением развития молоточкового фортепиано. В нем сохранились многие отличительные признаки характерные его предшественникам: крыловидный корпус и горизонтальное расположение струн, конструктивные особенности механики и др.

Пианино же было почти изобретено заново – на рубеже XVIII-XIX веков филадельфийским мастером Джоном Айзеком Хокинсом (Hawkins). Правда, пианино имело богатую предысторию в виде различных форм вертикальных клавиров, начиная от так называемого клавицитериума (клавесин с вертикально расположенными струнами и корпусом, XVI в.) и заканчивая разнообразными формами фортепиано конца XVIII века (т.н. «пирамидальные», «жирафовые» фортепиано и т. п.)

Главное конструктивное отличие пианино заключается в вертикальном расположении струн, деки и механики. И, как следствие, – малые габариты и компактность, удобство вписать инструмент в интерьер, относительно дешевое производство и, соответственно, умеренная стоимость. Одним словом, само название инструмента говорит за себя: «пианино» с итальянского pianino – как уменьшительная форма от piano[forte]. Лайт версия фортепиано.

Устройство пианино будем рассматривать по шести главным составляющим: Клавишный механизм, Резонансная дека, Стальные струны, Чугунная рама, Деревянный корпус и Педали.

Клавишный механизм

Клавишный механизм пианино состоит из собственно клавиш (как правило, их 88, хотя может быть и 85), молоточков, демпферов и системы передаточных рычагов – так называемой фортепианной механики. Как и в рояле механика пианино занимает ключевое значение в устройстве инструмента, делая из него форте-пиано, т.е. инструмент способный передавать различные динамические оттенки, плавно переходить от forte к piano и обратно.

При этом конструкция механики по своей сложности (обилию деталей, частей и различных используемых материалов) может лишь немногим уступать рояльной. Так, к примеру, в нажатии клавиши пианино принимает участие коло 70 деталей, при этом в общей сложности в механике пианино можно насчитать до 6000 частей.

Современная механика пианино была разработана лондонским мастером Робертом Уорнумом (Wornum), получившим патент в 1842 году, этот год можно считать моментом рождения современного пианино.

Все особенности механики пианино, как и следовало того ожидать, связаны с вертикальным ее расположением. При этом, так же как и в рояле, в ней присутствуют все основные элементы первого молоточкового фортепиано работы легендарного итальянского мастера Бартоломео Кристофори, создателя знаменитого Gravecembalo col piano e forte.

Особенностью механики пианино помимо всего прочего стало использование специальных оттягивающих ленточек (бентиков), обеспечивающих с одной стороны связь фигуры и шпиллера, с другой – правильную репетицию молотка; а также устройство системы демпферов.

Ниже приводится подробное описание работы механики пианино.

При нажатии на клавишу ее задняя часть поднимает фигуру молоточкового механизма (1) вверх вместе с подвижно закрепленным на ней шпиллером (2). Шпиллер передает движение еще выше – на шультер (3), в результате чего молоточек (4) начинает движение в сторону струн.

Непосредственно перед самым моментом удара молоточка по струнам передача силы удара с клавиши через фигуру и шпиллер на шультер прерывается. Это происходит благодаря короткому плечу шпиллера (5), заставляющему шпиллер (2) отклониться и выйти из-под шультера (3), в то время как клавиша, на которую мы нажали, продолжает движение вниз.

Ударив по струнам, молоточек отскакивает назад и где-то после трети обратного пути он подхватывается фенгером (7) за контрфенгер (6) расположенный на шультере. Этому движению назад способствует предварительно натянутая пружина шультера (8). Бентик (9) соединяет шлейф бентика (10) с контрфенгером (6).

Репетиционные возможности механики пианино отличаются от таковых в рояльной механике, помимо всего прочего тем, что клавишу пианино нужно полностью отпустить, прежде чем можно будет осуществить следующий удар. Именно поэтому пианисты предпочитают играть на рояле, механика которого оснащена механизмом двойной репетиции. Правда, в наше время был создан ряд новых конструкций, в которых почти все пружины механики пианино заменяются магнитами. В результате чего удалось получить выразительное туше и хорошую репетицию, существенно приблизив тем самым игру на пианино к роялю, у некоторых производителей такая механика пианино прямо называется рояльной.

Демпфирующий механизм располагается под молоточками перед струнами. Пружина демпфергальтера (11) обеспечивает достаточное давление прижима, чтобы заглушить звучание струн. На верхнем конце демпфергальтера располагается демпферная колодочка (12). Сила удара по клавише передается через фигуру (1) и демпферную ложку (13) на нижний конец демпфергальтера, в результате чего демпферная колодочка отходит назад, позволяя струнам резонировать.

Описанная система демпферов, так называемая нижнедемпферная, была изобретена уже в первой половине XIX века. Сегодня она используется во всех механиках пианино. Ранняя форма системы демпферов, которая правда применялась вплоть до 20-х годов XX века, имела название верхнедемпферная. В этой системе демпферная колодочка располагалась над молоточком в верхней точке струнного хора, и как следствие система отличалась весьма посредственным глушением, что особенно заметно при игре стаккато.

Вот видео, на котором наглядно показано, как работает механика пианино:

Резонансная дека

Резонансная дека обеспечивает силу и богатство звучания пианино. Представляет она собой деревянный щит, который располагается под струнами инструмента, внутри его корпуса, приклеенный к футору. Дека пианино изготавливается из ели (бывают, правда, исключения). Необходимый размер деки получается за счет склеивания дощечек ели в прямоугольный щит, толщина которого около 1 см.

Для того, чтобы обеспечить сопротивляемость натяжению струн (в пианино оно достигает 16 тонн), а также для распределения энергии колебаний по всей площади резонансной деки, последней придают куполообразность с обращением в сторону струн, за счет приклеивания специальных ребер жесткости «рипок», которые застругиваются по приклеиваемым поверхностям дугообразно, чтобы придать деке необходимую форму, и сужаются к концам, чтобы придать ей эластичность.

Еще к деке приклеивается «штег» – подставка для струн, посредством которой колебание от последних передается уже самой деке. Особенность басового штега пианино, как и малых роялей, заключается в наличии так называемого мостика штега, за счет которого удается значительно выше перенести точку соприкосновения штега с декой от края последней (невыгодного в плане резонанса места). Сам штег может быть изготовлен как из массивной древесины, так и из многослойной.

Стальные струны

Источником звука в пианино являются стальные струны. Совокупность струн каждого отдельного тона принято называть «струнным хором», при этом в пианино вверх по диапазону, как правило от нот e-es (в малогабаритных может быть от gis) хор состоит из трех струн, в нижнем регистре – по две, а самые низкие ноты имеют в хоре всего лишь по одной струне. Современная стальная проволока обладает очень высоким качеством по всем параметрам: прочность, чистота поверхности, упругость и однородность.

Чтобы не делать струны для низких звуков чрезмерно длинными, используют так называемые витые струны – на тонкую основную струну (керн) навивают мягкую медную проволоку. В результате чего достигается толщина необходимая для получения низких звуков, при этом сохраняется необходимая эластичность струн.

В общей сложности струнная одежда пианино будет насчитывать около 2.5 кг стальной и 3 кг медной проволоки.

Струны, проходя через штег, одним концом закрепляются на настроечном колке (вирбеле), другим – на рамном штифте. Рабочий участок струны ограничиваются с одной стороны струнным порожком (клангштабиком) с прижимным каподастром или аграфом, с другой – штегом.

С середины XIX века, для более рационального использования пространства внутри инструмента, а также для равномерного распределения натяжения по поверхности рамы, струны стали протягивать крест-накрест друг над другом. В рояле это нововведение стало применяться с середины XIX века, в пианино же перекрестная система стала использоваться только спустя многие десятилетия позже, поскольку ее применение на первых порах серьезно ухудшало акустические свойства инструмента.

Чугунная рама

Чугунная рама – одна из важных составных частей пианино. Ее основная функция заключается в том, чтобы принимать на себя суммарное натяжения струн инструмента, которое в пианино может превышать 16 тонн.

Первоначально эту роль своеобразного остова инструмента выполнял футор, но постепенно рама все больше и больше стала принимать на себя силу натяжения струн. Первое время чугунная рама была упорной, без верхней обвязки, доходила только до вирбельбанка. С 1930 года появились конструкции так называемых «панцирных» рам для пианино, позволяющих вовсе отказаться от футора, за счет чего удалось существенно уменьшить глубину инструмента.

Вес чугунной рамы пианино может достигать 80 кг.

Деревянный корпус

Деревянный корпус пианино вмещает в себя все перечисленные до этого компоненты. Состоит он из футора с приклеенными к нему сторонками и цокольным полом, и всех съемных деталей.

Футор представляет собой стабильную деревянную основу инструмента, включает в себя балки и шпрейцы футора (массивные распорки), постель деки (кромка футора для приклеивания деки). Служит местом крепления деки и чугунной рамы. Как правило, футор пианино изготавливается из сосны, постель деки из бука или граба.

Помимо прочих важных компонентов пианино, расположенных в его корпусе, здесь же к футору приклеивается и так называемая колковая доска (вирбельбанк), с просверленными в нем отверстиями и вбитыми в них настроечными колками (вирбелями), поворачиванием которых производят настройку инструмента. Современный вирбельбанк склеен минимум из трех или пяти слоев твердой древесины.

Поскольку фортепиано является в некотором смысле и предметом интерьера, наружная отделка корпуса пианино, его оформление часто несут на себе элементы дизайна и воплощение смелых художественных замыслов. Такой подход существовал всегда, хотя с середины XIX века и особенно в XX веке инструменты стали приобретать более скромную и строгую внешность. На сегодняшний день некоторые фирмы могут изготовить корпус инструмента по эскизам самого покупателя.

Педали

Педали пианино представляют собой устройства рычажного типа, управление которыми осуществляется ногами. Первым, кто был упомянут в связи с изобретением педалей фортепиано, был Адам Бейер из Лондона, который в 1781 году получил патент на педаль «форте» (правая педаль).

Современное пианино в большинстве своем имеет две или три педали.

Правая педаль отодвигает весь комплект демпферов от струн, так что после отпускания нажатых клавиш соответствующие струны продолжают звучать, при этом все остальные неприглушённые струны начинают резонировать, что делает звучание более полным. Поэтому правую педаль не совсем верно еще называют педалью «форте».

Левая педаль сдвигает молоточки к струнам примерно на одну треть или половину их хода, сокращая между ними расстояние. Таким образом уменьшается сила удара молоточков по струнам и облегчается игра пианиссимо. В отличие от рояля, использование левой педали на пианино не влияет на тембр.

Средняя педаль может иметь разные функции. В большинстве случаев она управляет модератором, но также это может быть и педаль «состенуто», хотя подобная функция в пианино встречается достаточно редко.

Модератор представляет собой полоску мягкого войлока, вдвигаемого между молотками и струнами, за счет чего происходит существенное глушение звука, которое может пригодиться, например, во время упражнений. Педаль «состенуто» служит для фиксации в приподнятом состоянии той части демпферов, которая уже была приподнята к моменту нажатия педали.

В некоторых пианино с верхнедемпферной системой можно было с помощью педали сдвигать в сторону всю механику (кроме демпферов), в результате чего молоточки ударяли не по всем струнам хора, как это происходит в современном рояле.

Раньше нередко в пианино использовался так называемый клавесинный эффект, также управляемый педалью. При нажатии педали короткие полоски фильца с укрепленными на их концах латунными скобками помещались между струнами и молоточками.

Схема устройства пианино

1. Механика
2. Резонансная дека
3. Стальные струны
4. Чугунная рама
5. Боковая стенка
6. Шпрейцы футора
7. Педали
8. Штег дискантовый
9. Штег басовый с мостиком
10. Рамные штифты
11. Рипки
12. Клангштабик с прижимным каподастром
13. Вирбельбанк (на рисунке находится за панцирной рамой)
14. Ролик или опорная колодка
15. Клавиатурный клап
16. Консоль
17. Крышка
18. Клавиатура
19. Вирбели

Источник