igus iglidur: Klavierbauer stimmt dank igus neue Töne an

2018 richtete Richard Dain, Firmengründer von Phoenix Piano, sein Augenmerk auf die Verbesserung traditionellen Hammermechanik eines Klaviers. (Foto: igus GmbH)

Nicht nur das Musizieren auf einem Klavier gilt als eine hohe Kunst – auch das mechanische Prinzip, nach dem das Instrument gebaut und nach dem die Töne darauf erzeugt werden, gleicht einer Kunst. Vereinfacht erklärt, funktioniert es jedoch relativ simpel: Jede Taste auf der Klaviatur verfügt über eine eigene Saite, die im Inneren des Klavierkorpus gespannt ist. Drückt man eine der Tasten, wird im Inneren ein Hammer in Bewegung gesetzt, der die zur Taste zugehörige Saite anschlägt und sie dadurch in Schwingung versetzt, wodurch ein Ton erzeugt wird.

Die Hammermechanik eines Klaviers besteht aus dem feststehenden Teil: der sogenannten Hammerkapsel, dem Hammerstiel, der die Flugbahn des Hammers festlegt sowie dem Hammer selbst. Kapsel, Stiel und Gelenk sind traditionell aus Hainbuche gefertigt. Einem Hartholz, das bei guter Verarbeitung sehr glatt ist und oft mit Elfenbein verglichen wird. Doch obwohl sie recht widerstandsfähig ist, reagiert Hainbuche wie alle anderen Hölzer auf Temperatur- und Feuchtigkeitsveränderungen. Darüber hinaus ist es auch heute noch schwierig, mit gleichbleibenden Materialeigenschaften zu produzieren, da kein Stück Holz wie das andere ist. Im Laufe der Zeit können sich daher die Stiele verbiegen oder auslängen. Daher erfordert es stets regulierende Justierungen, wenn ein Klavier einheitlich, vorhersehbar und gleichmäßig klingen soll.

Im neuentwickelten D3D-Hammersystem von Phoenix Piano kommen neben Kohlefaser auch iglidur-Kunststoffe von igus zum Einsatz. (Alle Bilder: igus GmbH)

Bewährte Mechanik – moderne Werkstoffe

Kommt es zu Verformungen des Hammerstiels, leidet in einer traditionell aus Holz gefertigten Mechanik das gesamte System. Aus diesem Grund entschied sich das Unternehmen Phoenix Pianos aus Großbritannien dazu, mit einer alten Tradition zu brechen und den Stiel stattdessen aus komplexem Kohlefasergewebe zu fertigen. Das Material ist sehr stabil und gleichzeitig sehr leicht, einheitlich verarbeitet und bietet eine erstklassige, klimabeständige Performance. Um für sein neues D3D-Hammersystem neben dem Stiel ebenfalls die aus Holz gefertigte Hammerkapsel zu substituieren, suchte Phoenix Piano nach einem geeigneten Material. Fündig wurde Firmengründer Richard Dain schließlich beim motion plastics-Spezialisten igus aus Köln. Statt Hainbuche kommen hier nun Kunststoffkomponenten zum Einsatz, die von igus im 3D-Druck gefertigt wurden.

Genau wie bei der Holzvariante besteht auch die neu konzipierte Kunststoff-Hammerkapsel aus zwei Teilen. Einem am Klavier festgeschraubten sowie einem beweglichen, an dessen Ende der Hammerstiel befestigt ist. Verbunden sind die beiden Teile mit einem Metallstift. „Diese besonders hochwertigen Stifte sorgen für einen nahezu reibungslosen Betrieb und mit einem etwa 30 % größeren Durchmesser sind sie stärker, glatter und maßgenauer als herkömmliche Metalldrehzapfen“, erklärt Richard Dain. „igus hat uns durch Werkstoff-Auswahl und Bereitstellung des Materials für unsere Hammerkapsel-Mechanik sehr geholfen.“ Beim 3D-Druckservice von igus können Anwender sich ihre Bauteile in Wunschform schnell und unkompliziert drucken und liefern lassen. Vor allem für Prototypen und Kleinserien eignet sich dieses Herstellungsverfahren sehr gut, da kein teures Spritzgusswerkzeug angefertigt werden muss. Gleichzeitig können Kunden jedoch darauf vertrauen, dass die Hochleistungskunststoffe von igus bis zu 50-mal verschleißfester sind als herkömmliche im 3D-Druck verwendete Kunststoffe.

Bei der filigranen Mechanik der Hammerkapsel ist von großer Bedeutung, dass die Teile passgenau sitzen, damit der Hammer nicht hin und her schlägt, was zu unerwünschten Geräuschen führen könnte. Gleichzeitig müssen sie jedoch auch reibungsarm genug sein, damit sich das System nicht steif und für den Klavierspieler schwergängig anfühlt. Hier spielen iglidur-Kunststoffe von igus ihre Stärken aus, da sie mit den eingesetzten Metallstiften als Gegenlaufpartner über besonders niedrige Reibwerte verfügen. Außerdem sind sie besonders verschleißfest, sodass gewährleistet werden kann, dass der Hammer auch nach vielen Tausend Anschlägen noch exakt die gewünschte Bewegung ausführt.

Enorme Langlebigkeit

Durch den Einsatz des iglidur-Materials konnte Phoenix ein buchsenfreies Hammerkapsel-System entwickeln. Das D3D-Hammersystem bietet alle Vorteile eines traditionellen Systems plus Klimabeständigkeit und – wie die Designer von Phoenix zuversichtlich voraussagen – eine enorme Langlebigkeit. „Wir gehen davon aus, dass diese Mechaniken die Lebensdauer des Klaviers selbst überschreiten können“, erklärt Dain. Die iglidur-Materialien von igus wurden für industrielle Lageranwendungen konzipiert und eignen sich bezüglich Performance und Ästhetik optimal für den Einsatz in Klavieren und Flügeln. Farblich ergänzt das elfenbeinfarbene iglidur-Material die Kohlefaserstiele und schwarzen Innenfilze der Hämmer perfekt. Stimmtechniker schätzen Richard Dain zufolge die beige Farbe, die im engen Raum der Mechanik eines Klaviers gut zu erkennen ist. „Bereits beim Bau unserer Prototypen konnten wir das igus-Material relativ einfach bearbeiten und so eine perfekte Passform für unsere Drehzapfen gewährleisten“, fügte James Bacon hinzu, der bei Phoenix Piano den Prototypenbau durchführte und fachlich beriet. „Unser Testklavier, das mit einem Prototyp des D3D-Hammersystems ausgestattet wurde, bietet eine sehr gute Kontrolle und Unmittelbarkeit sowie einen hervorragend gesteuerten Hammerflug. Klavierspieler berichten, dass man beim D3D das Gefühl hat, von einem Ford T-Modell auf einen Ferrari umzusteigen.“ Sobald sie sich daran gewöhnt haben, stellen Klavierspieler Richard Dain zufolge fest, dass sie mit weniger Aufwand mehr Leistung produzieren können und ein Gefühl der Verbundenheit mit dem Klavier spüren, das sie noch nie zuvor erlebt hätten. „Wir alle im Phoenix-Team sind zuversichtlich, dass wir nicht nur die bisherigen Einschränkungen von Hammermechaniken beseitigt, sondern auch ein erstklassiges System entwickelt haben, auf dem Klavierspieler mit Freude spielen werden“, berichtet Dain.

Zeitgemäße Lösungen für die Massenproduktion

Bis zum Ende des 19. Jahrhunderts hatte sich der Klavierbau weitgehend einem Designparadigma angenähert, das sich in einer Atmosphäre zunehmender Zurückhaltung bei der Erforschung neuer Designkonzepte während des gesamten 20. Jahrhunderts fortsetzte. Statt technologischer Innovationen wurde bei Neuerungen allenfalls darauf abgezielt, günstigere Lösungen für die Massenproduktion zu finden. Phoenix Pianos möchte die Innovationskraft der Klavierbauer des 19. Jahrhunderts zurückgewinnen, die zahlreichen Designbeschränkungen traditioneller Instrumente in Frage stellen und mit Hilfe moderner Mechaniken und Werkstoffe neue Meilensteine setzen. Mit den Hochleistungskunststoffen von igus sind sie dabei auf einem guten Weg.