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Das Mason & Hamlin Crown Retention System

Crown, die leichte Wölbung des Resonanzbodens, ist die wesentliche Voraussetzung für die optimale Tonresonanz. Diese Wölbung steigert die Energiemasse, die von den Klaviersaiten über den Steg zum Resonanzboden übertragen wird. Ohne das richtige Maß an Biegespannung wird das Klavier an Klangvolumen verlieren, wird kraftlos und platt klingen. Der Wert eines Klaviers sinkt in diesem Fall erheblich. Die nachträgliche Korrektur der Spannung erfordert die vollständige Erneuerung des vorhandenen Resonanzbodens, zweifelsohne ein kostspieliges und zeitaufwändiges Verfahren.

Um 1900 entwickelte Richard Gertz exklusiv für Mason & Hamlin ein System, das die Form des Resonanzbodens im originalen Zustand hält. Das System wird "Mason & Hamlin Crown Retention System" genannt.

Nach außen wirkende Kräfte entstehen als Folge des Drucks von den Saiten auf den Resonanzboden

Resonanzböden haben im Mittelpunkt eine leichte Wölbung. Wenn die Saiten straff gespannt werden, wirken sie auf den Steg und dieser wiederum auf den Resonanzboden ein. Dadurch entsteht eine nach unten gerichtete Kraft, die beidseitig nach außen seitlich auf den Rahmen des Flügels drückt. Bedingt durch die Gesetze der Physik, können die seitlichen Kräfte bis zu 8 mal größer sein als die Kräfte, die senkrecht auf den Resonanzboden wirken. Bei der bildlichen Darstellung (siehe unten) hat die senkrecht wirkende Kraft 800 Pfund (ca.363kg). Daraus geht hervor, dass die seitlichen Kräfte, Kraft A und B, bis zu 6400 Pfund (ca. 2,9 Tonnen) betragen können und damit auf den Rahmen einwirken.

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Zur Verdichtbarkeit von hochwertigem Fichtenholz

Die Festigkeit von Holz ist abhängig von der Faserorientierung. Die quer gerichtete Faser ist leicht verdichtbar, während das Hirnholz (die Holzfaserenden) nicht leicht komprimierbar sind. Mason & Hamlin nutzt die Eigenschaften des Holzes und macht sie zur Grundlage für das Crown Retention System. An der Stelle, an der der Resonanzboden den Rahmen berührt, entsteht eine Kraft, die gegen die quergerichtete Faser wirkt. Wenn senkrechte Kräfte auf den Resonanzboden einwirken, drücken die höheren seitlichen Kräfte gegen den Rahmen und verdichten die quer gerichtete Holzfaser. Aufgrund dieser Verdichtung verliert der Resonanzboden an Bogenspannung.

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Legende:
Side Grain Easily Compressible = Quer gerichtete Faser, leicht verdichtbar, nachgiebig
End Grain Not Compressible = Hirnholz (Holzfaserenden), Nicht verdichtbar

Rippen (Rib) aus Weißfichtenholz stützen den Resonanzboden (Soundboard). Die Rippen haben die selbe Wölbung (Crown) wie der Resonanzboden. Sie sind mit dem Resonanzboden verleimt. Die Rippen sind so konstruiert, dass die widerstandsfähigen senkrecht gerichteten Endfasern mit dem Rahmen in Kontakt kommen. Die senkrecht gerichtete Faser ist widerstandsfähig gegen Druck und dadurch kann die Rippe ihre ursprünglichen Maße und Spannung aufrecht erhalten. Die Rippe liegt am Rahmen an und stützt somit den Resonanzboden.

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Stabilität des Flügels

Beim Flügel sind Balken mit dem Rahmen verleimt. Nachdem die Klebeverbindung eine Stoßfugenverbindung ist, ist sie dann am stärksten, wenn die Kräfte nach innen auf die Verbindung wirken. Die auf den Resonanzboden wirkenden Kräfte üben jedoch einen Druck nach außen auf die Verbindung aus, sie arbeiten demnach gegen die Verbindung. Der Rahmen neigt folglich dazu, sich sehr leicht auszudehnen.

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Legende:
Stress = Spannung/Druck strength - Festigkeit
Rim = Rahmen
Post = Balken

Verlust der Bogenspannung

Eine leichte Ausdehnung um lediglich 1/64“ (ca. 0,4 mm) des Rahmens und/oder die entsprechende Kompression des Resonanzbodens verursacht einen erheblichen oder gänzlichen Verlust der Bogenspannung. Die Wiederherstellung der Bogenspannung ist nur durch den Einbau eines neuen Resonanzbodens möglich. Der Einbau eines neuen Resonanzbodens ist eine zeitaufwändige und sehr teure Angelegenheit.

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Legende:
Stress = Spannung/Druck strength - Festigkeit
Rim = Rahmen
Post = Balken

Das MASON & HAMLIN Crown Retention System bewahrt den originalen Zustand und verhindert den Verlust der Bogenspannung.

Schwere und stärkere Rahmenkonstruktion

Wegen seiner Festigkeit und Dichte wird hartes Ahornholz zur Herstellung der Rahmenkonstruktion bevorzugt. Mason & Hamlin verwendet Ahorn für seine innere und äußere Rahmenkonstruktion. Die Dicke des inneren Rahmens ist bei Mason & Hamlin um 50% stärker als in der Klavierindustrie allgemein üblich. Diese besondere Dicke verleiht dem Rahmen eine erhöhte Widerstandskraft gegenüber der Ausdehnung und trägt dazu bei, die Bogenspannung des Resonanzbodens aufrecht zu erhalten. Darüber hinaus gibt sie dem Instrument einen kraftvollen Klang und eine verbesserte Tonwiedergabe.

Der innere Rahmen ist bei Mason & Hamlin Pianos, bis zu 50% dicker

Mason & Hamlin Rahmen:
Rahmen aus Ahronholz
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Rahmen anderer Hersteller:
Oft andere Materialien als Ahornholz
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Der Tension Resonator von Mason & Hamlin

Der Mason & Hamlin Tension Resonator ist eine sternförminge Stahlkonstruktion, deren Enden in den inneren Rahmen des Flügels an exakt definierten Punkten eingelassen sind. Die Festigkeit und Steifigkeit des Rahmens werden hiermit verstärkt. Der Tension Resonator sichert den Rahmen in seiner Form, in der er, dann den stetig nach außen wirkenden Kräften des Resonanzbodens wiederstehet.

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Stärkter Resonanzboden und stärkere Rippen

Mason & Hamlin verwendet Weißfichte für die Konstruktion der Resonanzböden. Das Holz der Weißfichte zeichnet sich durch eine höhere Festigkeit aus als das häufig verwendete Holz der Sitkafichte. Somit ist der aus Weißfichte gefertigte Resonanzboden widerstandsfähiger gegen Kompression.

Der innere Rahmen hat Kerben. Die Rippen stoßen an die Rückseite der Kerben. Die Rippen sind so positioniert, dass die Endfasern senkrecht oder quadratisch zu den Fasern des Rahmens stehen. Diese Faseranordnung macht die Stoßfuge so wiederstandsfähig wie möglich. Stoßfugen sind dann besonders widerstandsfähig, wenn Kraft auf die Fuge einwirkt. Die nach unten gerichteten Kräfte breiten sich seitlich aus und drücken den Resonanzboden und die Rippen gegen den Rahmen. So wird der Rahmen extrem steif. Die Rippen stützen nun den Resonanzboden und wirken der Kompression entgegen.

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Das Ergebnis:
Die nach außen wirkenden Kräfte des Resonanzbodens werden kontrolliert, durch einen verstärkten Rahmen aus massivem Ahornholz und durch den Tension Resonator. Die Kompressionskräfte, die vom senkrecht Druck auf den Resonanzboden herrühren, werden mit einem Resonanzboden aus starker Weißfichte kontrolliert. Der Resonanzboden wird zusätzlich durch Rippen aus Weißfichte unterstützt, deren Enden mit Stoßfugen und durchdachter Faseranordnung am inneren Rahmen gesichtert sind. Das Ergebnis ist ein Klavier, welches seine Kraft und seinen besonderen Ton bewahrt, einen hohen Wiederverkaufswert aufweist und Generationen von Klavierspielern Freude bereiten wird: ein Mason & Hamlin Klavier bzw. Flügel.

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