Glocke

Abstract

 Glocke, bei der als Grundstoff Aluminium bzw. Aluminiumlegierung verwendet wird und deren Tonhöhe bestimmt und deren Nachhallzeit lang sind. Das Wesentliche der erfindungsgemaßen Glocke liegt darin, daß in dem Glockenmantel (3) entlang dessen Umfangs voneinander im Abstand angeordnete, entlang der Längsachse der Glocke verlaufende, der Form des Glockenmantels folgende Spalte (4) vorgesehen sind, wobei die Breite der Spalte (4), sowie die Größe des Umfangsabstandes zwischen je zwei benachbarten Spalten gleich oder voneinander verschieden sein können.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Glocke, die aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gefertigt ist und bei der die Tonhöhe bestimmt ist und die einen langdauernden Nachhall aufweist.

[0002] Glocken werden seit Jahrhunderten zur Erzeugung von musikalischen Tönen, zur Signalisierung der Zeit oder zur Bekanntgabe eines Ereignisses, sowie in Orchestern, als die Melodie gliederndes Schlag- oder Punktierungsmusikinstrument verwendet. Die Glocken in ihren bekannten Formen dienen tatsächlich als idiophone Musikinstrumente.

[0003] Die Glocke kann als eine dreidimensionale Platte betrachtet werden, die auf Wirkung des Anschlags zweidimensionale Schwingungen ausführt. Im Verlauf der zweidimensionalen Schwingung gestalten sich zwei Knotenliniensysteme, und zwar das System der longltudinalen Knotenlinien und das System der kreisförmigen Knotenllnien.

[0004] Das longitudinale Knotenliniensystem besteht aus sich In vertikalen Ebenen befindenden Knotenlinien, wobei die vertikalen Ebenen die vertikale Längsachse der Glocke (in deren an dem Gehänge frei herabhängender Stellung) enthalten; die Knotenlinien weisen eine den Erzeugenden des Glockenmantels annähernd gleiche Form auf. Die longitudinalen Knotenlinien unterteilen den Glockenmanten in 4 bis 12 Zonen entlang der Peripherie. Von den longitudinalen Knotenlinien weisen die Schwingungen an jener Knotenlinie die größte Amplitude auf, die von dem Schlagmittel, z.B. von dem Glockenschwengel, den Anschlag erhält.

[0005] Das andere, während der Schwingung entstehende Knotenliniensystem besteht aus kreisförmigen Knotenlinien in auf der Längsachse der Glocke senkrechten Ebenen entlang der Längsachse in Abständen voneinander, wobei die Mittelpunkte der kreisförmigen Knotenlinien in der Längsachse liegen.

[0006] An den Stellen der longitudinalen und kreisförmigen Knotenlinien führt der Glockenmantel praktisch keine Schwingungen aus. Die Schwingungsmoduli der longitudinalen und kreisförmigen Knotenlinien werden frei kombiniert.

[0007] An der Glocke findet die Schwingung mit der größten Amplitude am unteren Glockenrand, an dem Flansch statt. Der Flansch kann so betrachtet werden, als ob er der freie Rand eines eingespannten Balkens oder einer eingespannten Platte wäre. Die Schwingung, der Ton, gehen von dem Flansch aus. Praktisch führt die ganze Glocke eine Schwingungsbewegung aus, mit der Ausnahme der Einspannungsstelle, die oben in der Mitte liegt.

[0008] Der sich ergebende Ton besteht aus zwei Teilen. Als erster erscheint der Schlagton, der ein einziger kurzer Ton mit fester Tonhöhe und metallischem Klang ist. Als Glockenklang wird der Schlagklang betrachtet. Der Schlagklang hört nach kurzer Zeit auf, das Ausklingen erfolgt äußerst schnell. Der Schlagklang Ist das Ergebnis einer Obertonfolge, d.h. deren subjektive Grundstimme. Dem vollkommenen Verschallen des Schlagtones vorangehend ertönt der sogenannte Glockenläutton, der mit dem ausgestalteten Schwingungszustand des Glockenmantels gekennzeichnet werden kann und den Charakter eines mehrstimmigen Klangs aufweist und recht langsam verschallt. Dieser tönende Schall besteht aus mehreren Bestandteilen, so im allgemeinen aus dem Unterton, dem Grundton, der Terz, der Quint und der oberen Oktave, von denen der Unterton am längsten tönt; die anderen werden verhältnismäßig schnell schwächer.

[0009] Die beiden Glockenklänge haben zweierlei Töne; wenn der Schlagschall weitgehend metallisch ertönt, was zahlreiche nicht-harmonische Obertöne bedeutet, ist die Tonhöhe unsicher.

[0010] Der tönende Schall ist weicher und leiser. Infolge des allmählichen Verschallens wird der Klang immer klarer, die Töne (Obertöne) verschallen einer nach dem andere; zuletzt ist nur noch der Unterton hörbar.

[0011] Das hier geschilderte Tonbild hängt ausschließlich von der Gestaltungsform des Glockenmantels ab; es wird weder von der Stärke des Schlags noch von der Zusammensetzung des Glockenmaterials beeinflußt, da von diesen nur die Anzahl und Stärke der Obertöne bestimmt wird.

[0012] Gegenüber einer Glocke guter Qualität wird die Forderung gestellt, daß die Tonhöhe bestimmt und die Nachhalldauer lang sind. Vom Standpunkt der Herstellung der Glocken besteht die weitere Forderung, daß die Produktion wirtschaftlich und leicht realisierbar ist, wobei hinzukommt, ob man individuelle Stücke oder Serien fertigt. Bei Glocken in der wohlbekannten Gestaltung können die erwähnten Forderungen jedoch nicht gleichzeitig erfüllt werden.

[0013] Bei den bekannten Glockentypen stellt die Abstimmung des Grundtons und des Schlagtons eine schwierige Aufgabe dar. Der Hauptgrund dafür besteht darin, daß der Glockenmantel um zwei Knotenliniensysteme schwingt, wobei die beiden Knotenliniensysteme praktisch zueinander senkrecht verlaufen und auf ihre Umgebung eine gegenseitige Wirkung ausüben. Es besteht nicht die Möglichkeit, die Tonzusammensetzung im voraus bestimmen zu können.

[0014] Die Tonhöhe wird hauptsächlich von dem Werkstoff und dem Durchmesser der Glocke bestimmt, wobei das Gewicht der Glocke zu dem Durchmesser proportional ist. Es ist als vorteilhaft zu betrachten, wenn die vorgeschriebene bzw. gewünschte Tonhöhe mit einer Glocke mit möglichst kleinem Durchmesser und möglichst geringem Gewicht erreicht werden kann. Der kleinste Durchmesser und das geringste Gewicht können mit Gold als Werkstoff bei einer gegebenen Tonhöhe erreicht werden, mit einem größeren Durchmesser und Gewicht wird die gewünschte Tonhöhe mit Silber als Grundstoff erreicht. Infolge der hohen Preise können weder Silber, noch Gold als Grundstoffe hergenommen werden.

[0015] Von dem Standpunkt des erreichbaren geringen Gewichtes und eines kleinen Durchmessers können zunächst Bronze aus Cu und Sn, die sogenannte Glockenbronze, danach Messing aus Cu und Zn und eine Kupferlegierung mit Silizium (Cu + Si + Zn) bzw. siliziumhaltige Bronze in Frage kommen. Diese Grundstoffe sind noch immer sehr teuer; ihr hoher Preis kann darauf zurückgeführt werden, daß ihre Verwendung für eine Glocke die höchste Reinheit beansprucht. So werden z.B., wenn einige Hunderstel Prozent Aluminium in die Glockenbronze geraten, die Nachhallzeiten bereits auf ein Drittel verkürzt. Ein weiterer Mangel der Kupferlegierungen besteht darin, daß das Gießen der Glocke eine äußerst lange Zeit erfordert, häufig einige Monate, unabhängig davon, ob das Gewicht der Glocke mehrere Tonnen oder einige Kilo beträgt. Dabei kommt es häufig vor, daß die nach einer so langen Zeit fertig gewordene Glocke nicht den gewünschten Ton gibt.

[0016] Man probierte Glocken aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen herzustellen, aber bei den bekannten Glockenkonstruktionen erwiesen sich Aluminium und Aluminiumlegierungen als völlig ungeeignet, da zum Erreichen einer gegebenen Tonhöhe Glocken mit noch größerem Durchmesser und Gewicht erforderlich wären, als bei Verwendung der herkömmlichen Kupferlegierungen.

[0017] Von dem Standpunkt einer langen Nachhalldauer ist von den Kupferlegierungen die Glockenbronze mit der Cu + Sn-Zusammensetzung die günstigste; die sonstigen Kupferlegierungen führen nicht zu dem gewünschten Resultat. Die aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen gefertigten Glocken in der bekannten Konstruktion zeigten hinsichtlich der Nachhallzeiten unannehmbare kurze Perioden; auch der Ton war nicht angenehm.

[0018] Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, eine Glockenkonstruktion zu schaffen, die die Anwendung des verhältnismäßig billigen Aluminiums bzw. von Aluminiumlegierungen zu ihrer Herstellung ermöglicht und die als Erfolg Glocken, sei es als Einzelstück oder in Serie, schnell und mit einer bedeutenden Kostenverringerung herzustellen erlaubt. Eine weitere Forderung besteht darin, daß die Glocke leicht und schnell eingestimmt werden und ihre gewünschte Tonhöhe eingestellt werden kann. Desweiteren soll die Nachhallzeit auf einen Wert gebracht werden, der der Nachhallzeit der aus Glockenbronze hergestellten Glocken entspricht bzw. diesen Wert überschreitet.

[0019] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Glocke gelöst, deren Grundstoff Aluminium oder eine Aluminiumlegierung ist und die dadurch gekennzeichnet werden kann, daß entlang des Glockenmantels voneinander im Abstand angeordnete, in Längsrichtung der Glocke im wesentlichen abstandsgleich zueinander verlaufende Spalte vorgesehen sind.

[0020] Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Glocke liegen die Mittellinien der Spalte in die Längsachse der Glocke enthaltenden Ebenen.

[0021] Jedoch können die Spalte in der Seitenansicht oder eines Teils davon auch bogenförmig verlaufen und die Krümmungen der bogenförmigen Spalte können in einer oder in zwei Richtungen verlaufen.

[0022] Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Glocke ist die Breite der Spalte und/oder die Größe des Abstands zwischen zwei Spalten gleich.

[0023] Auch eine Gestaltung Ist möglich, bei der die Breite wenigstens eines Teils der Spalte und/oder ein Teil der Abstände zwischen zwei Spalten unterschiedlich ist.

[0024] Es kann vorteilhaft sein, wenn die Spalte unterschiedliche Längen haben.

[0025] Die erfindungsgemäße Glocke wird anhand eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels erläutert, das aus der Zeichnung in perspektivischer Darstellung ersichtlich ist.

[0026] Die in der Figur dargestellte Glocke bzw. der Glockenmantel sind in ihrem Umriß in üblicher Weise gestaltet. Zwischen dem Flansch 1 und dem Gehänge 2 der Glocke sind in dem Mantel 3 der Glocke Spalte 4 ausgebildet, die bei dem hier dargestellten Beispiel eine den longitudinalen Erzeugenden des Glockenmantels folgende Form aufweisen und entlang des Umfangs des Glockenmantels in Abständen voneinander verteilt ausgebildet sind. Die Breiten der Spalte können übereinstimmen, können aber auch unterschiedlich sein. Ähnlich können die Umfangsabstände zwischen den Spalten 4 gleich oder voneinander verschieden sein. Die Spalte 4 können an ihren Enden zunächst dem Gehänge 2 an dem gleichen Umfangskreis oder an unterschiedlichen Umfangskreisen beginnen, wobei die unteren Enden ebenfalls bel demselben Umfangskreis oder an unterschiedlichen Umfangskreisen enden können und ein oder mehrere Spalte 4 auch bis zum Rand des Flansches 1 ragen können. Darüberhinaus können die Spalte 4 - in der Seitenansicht des Glockenmantels - bogenförmig gestaltet sein, wobei die Bogenform einseitig oder beidseitig, in einer Wellenlinie, gekrümmt sein kann. Desweiteren können die Spalte 4 - wie es aus der Figur ersichtlich ist - aus geraden Strecken bestehen. Bei der gezeigten Ausführungsform sind insgesamt zehn Spalte 4 am Umfang des Glockenmantels 3 gleichmäßig verteilt angeordnet, wobei die Breite der Stege des Glockenmantels 3 zwischen den Spalten 4 größer als die Spaltbreite ist.

[0027] Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Glocke besteht darin, daß aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen eine Glocke mit guten Klangelgenschaften hergestellt werden kann. Materialpreis und Zeitaufwand für die Herstellung verringern sich bedeutend, wodurch die Produktionskosten ebenfalls geringer sind. Die Arbeitszeit beträgt von der Modellierung bis zum Gießen anstatt einiger Monate nur einige Tage. So können Bestellungen mit kurzer Lieferzeit angenommen werden. Auch Kleinserien werden binnen Kurzem ausgeliefert. Die Tonhöhe kann einfach und mit geringer Abstimmungsarbeit eingestellt werden; die Abstimmung erfolgt schnell und genau. Praktisch stimmt die Nachhhallzeit mit jener der aus Glockenbronze hergestellten Glocken überein, kann sogar auf einen höheren Wert eingestellt werden. Ein guter Schlagton und ein guter Schall können mit einer Glocke aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung aufgrund der Spalte mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser und geringem Gewicht erreicht werden.

[0028] Die Erfindung beschränkt sich nicht auf großdimensionierte und schwere Glocken. Die Konstruktion der erfindngsgemäßen Glocke ergibt günstige Tonparameter und gute Wirtschaftlichkeit auch bei kleindimensionierten und leichten Glocken und Schellen.

Ansprüche

1. Glocke aus einer Aluminiumlegierung, mit einem Glockenmantel (3), dadurch gekennzeichnet, daß in dem Glockenmantel (3) entlang dessen Umfangs im Abstand voneinander angeordnete, in Längsrichtung des Glockenmantels (3) verlaufende Spalte (4) ausgebildet sind.

2. Glocke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittellinien der Spalte (4) in die Längsachse der Glocke enthaltenden Ebenen liegen und aus einem Punkt dieser Ebene betrachtet die Spalte (4) geradlinig verlaufen.

3. Glocke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spalte (4) oder ein Teil derselben In der Seitenansicht der Glocke bogenförmig verlaufen, wobei die bogenförmigen Spalte (4) in einer oder in zwei Richtungen gekrümmt sein können.

4. Glocke nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Spalte (4) und/oder die Größe des Abstandes zwischen je zwei Spalten gleich ist.

5. Glocke nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens bei einem Teil der Spalte (4) die Spaltenbreite und/oder der Abstand zwischen je zwei Spalten voneinander verschieden ist.

6. Glocke nach einem der Ansprüche 1 bIs 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Spalte (4) unterschiedlich ist.

Zeichnung