[发明专利]复合簧片

说明书

本发明涉及用于管乐器的复合簧片。

一个应用领域设想为管乐器，其中该簧片通过由乐器演奏者的吹奏产生的空气柱而振动。所述乐器例如为使用单簧片的单簧管或萨克斯管，或者使用双簧片的双簧管、巴松管、邦巴管(bombard)和其他风笛。

通常，单簧片由芦苇条制成，该芦苇被加工成获得合适的形状和厚度。所述簧片借助一般地金属簧片卡子被保持在乐器的吹口。因此，簧片由天然材料制成，其机械特性既不从一个芦苇到另一芦苇保持恒定，也不在时间上保持恒定。然而，装备有此种簧片的乐器的音质取决于其。因此簧片对芦苇的由此产生机械特性的物理化学特征非常敏感。

因此，已构思了工业生产复合簧片的方案，所述复合簧片不仅再现天然材料制成的簧片的机械特征，而且还具有从一个簧片到另一个簧片可再现的特性。

为此，带着获得与芦苇的特性相似的特性的希望，已将短纤维插入到聚合物材料的基体中。然而，从音质的角度来看，由这些天然纤维和合成材料的纤维获得的混合材料不令人满意。

因此，已构思了生产完全合成的簧片的方案。因此已生产具有由环氧树脂或另外的酚醛树脂热固性聚合物制成的基体和例如由碳制成的增强纤维的复合簧片。可参考文献US 5 542 331，其描述了此种复合簧片的生产。

尽管由此生产的簧片具有相对可再现的和随时间流逝恒定的机械特性，但是他们的音质与用芦苇获得的音质不相当。

因此，出现的且为本发明旨在解决的问题在于，不仅提供机械特性为恒定的复合簧片，而且提供使得其中使用该复合簧片的乐器的音质好的复合簧片。

为此，并根据第一主题，本发明提供用于管乐器的复合簧片，其具有由聚合物材料制成的基体和由另外的聚合物材料制成的多根增强纤维，所述多根纤维嵌入所述基体内部；所述另外的聚合物材料为热塑性聚合物材料。

因此，本发明的特征在于使用由热塑性聚合物制成的增强纤维，该热塑性聚合物例如选自聚烯烃类。此外，根据本发明的一个特别有利的实施方案，所述多根纤维的纤维为连续纤维，且其在所述基体内部沿着纵向方向延伸。换句话说，增强纤维沿着簧片的纵向方向延伸，并遍布其整个长度。因此，增强纤维在基体内部纵向延伸并给予簧片各向异性机械特性。凭借纤维，簧片的弹性模量在纵向方向大于在横向方向测量的弹性模量。

此外，根据一个特别有利的特征，构成基体的所述聚合物材料也为热塑性聚合物材料。例如，其也属于聚烯烃类。

此外，基体的所述聚合物材料的相对密度为0.80至0.92。那样，获得了机械特性非常接近天然芦苇条的机械特性的复合簧片。这样，获得了与装备有芦苇制成的簧片的相同乐器的音质相当的装备有此种簧片的乐器的音质。此外，其机械特性从一个簧片到另一个为可再现的。

另外，根据现有技术用以形成基体的热固性聚合物材料的相对密度通常大于1，然而用热塑性聚合物材料特别是用聚烯烃，能够提供密度小于1、更特别地0.80至0.92、例如0.80至0.90的材料。

因此，相对密度限定为材料的密度相对于作为参照的另外的物体的密度的比，在恰当情况下为4℃下的水。

将观察到用于形成基体的热塑性聚合物材料更特别地聚烯烃具有这样的简单密度。实际上，通常可以通过并入例如气泡或中空珠形式的空气来降低材料的密度。然而，机械特性显著地受此影响且材料不再适于生产簧片。

优先地，所述另外的聚合物材料的熔点高于所述聚合物材料的熔点。以这种方式以及如下文中将更详细说明的，增强纤维的熔点高于形成基体的聚合物材料，因此易于将纤维嵌入基体中而不改变其固有特性。优先地，所述多根纤维的增强纤维为连续纤维。

根据另外的主题，本发明提供了用于生产该类型的复合簧片的方法，该方法包括以下步骤：a)提供熔融状态的聚合物材料和由另外的聚合物材料制成的多根纤维；b)将所述纤维嵌入到熔融状态的所述聚合物内部；c)使所述熔融状态的聚合物材料固化以困住所述纤维；以及d)使所述复合簧片形成在所述经固化的聚合物材料中；所述另外的聚合物材料为热塑性聚合物材料。优先地，形成基体的所述聚合物材料为热塑性聚合物材料。

因此，本发明的一个特征在于由热塑性聚合物材料制成的纤维用于生产簧片的用途。

根据一个优选实施方案，在步骤b)中，所述多根纤维的纤维保持彼此基本平行以使所述多根纤维嵌入所述聚合物材料内部。以这种方式，获得了具有相对于横向方向在平行的纤维的方向上增强的机械特性的簧片。因此获得了用于生产簧片的天然芦苇条的特征。