Steinway & Sons mechaniek revisie

Deel 1: meten is weten!

In de volgende twee blogs beschrijf ik stap voor stap de revisie van een Steinway & Sons mechaniek model M. De grootste uitdaging zal zijn om alles zo te beschrijven dat het ook voor een niet pianotechnicus te begrijpen is. Enige kennis van de werking van het vleugel mechaniek is wel een pré.

Waarom Steinway & Sons?

Doordat ik voor meerdere bedrijven werk die veel Steinway & Sons reviseren heb ik de mogelijkheid gehad mij de laatste jaren te specialiseren in het Steinway mechaniek. Het mechaniek is een klasse apart en een andere werkwijze dan alle andere mechanieken. Vanwege hun succesvolle campagne dat een Steinway geen originele Steinway is zonder originele Steinway onderdelen, is dit een van de weinige instrumenten waar de meeste pianotechnici de onderdelen van bestellen bij de Steinway dealer. De kans is namelijk erg groot dat er ooit een pianostemmer van de Steinway dealer achter gaat zitten en het instrument waardeloos verklaart omdat de hamerkoppen niet bij hun vandaan komen. Een gevalletje “wij van wc-eend…” Aangezien de klant toch vaak de extra kosten betaalt, werk ik dus al jaren alleen met originele onderdelen.

Wat maakt de Steinway werkwijze anders?

Dan zal ik eerst beknopt uitleggen wat mijn normale werkwijze is. Stel ik heb een vleugel mechaniek en daar moeten nieuwe bovenhamers met hamerkoppen op. Dan weeg ik de hamerkoppen op en ik maak een analyse van het mechaniek. Met deze informatie weet ik of het mechaniek de juiste overbrengingsverhouding heeft voor de hamerkop en als dat zo zit dan bestel ik hamerkoppen van een soortgelijk gewicht. Hierdoor weet ik van te voren hoe de vleugel gaat spelen en klinken.

Steinway geeft niet om hamerkopgewicht. Die leveren “One size fits all” hamerkoppen en je ziet maar of je het spelend krijgt. Bij Steinway werk je dus andersom. Je moet het mechaniek en de toetsen aanpassen aan de hamerkoppen. Aan de ene kant lijkt dit een nadeel omdat het karakter van het instrument vaak sterk verandert, (de oude hamerkoppen zijn vaak veel lichter dan de moderne) maar aan de andere kant heb ik nog nooit een Steinway slechter horen klinken van de nieuwe hamerkoppen.

Een Steinway & Sons mechaniek “restaureren” (terugrepareren naar originele staat) is dus een utopie als je met originele onderdelen wilt werken. Bij dit soort reparaties heb ik het altijd over “revisie”.

Steinway & Sons mechaniek revisie

Dit instrument heeft inmiddels een nieuwe polyester jas gekregen en heb ik reeds besnaard. Vanaf dit moment kan ik beginnen aan het mechaniek.

De oude onderdelen gaan allemaal de prullenbak in zonder dat ik iets heb opgemeten. Vroeger deed ik dit wel, omdat ik benieuwd was naar de originele situatie. In dit geval gaan er nieuwe onderhamers en bovenhamers in het mechaniek en is de oude situatie niet meer relevant. Ook het mechaniek zelf wordt vervangen door een nieuw exemplaar omdat in de oude “tubes” scheuren zitten. Het nieuwe mechaniek frame is altijd even passen en meten. Daarom schroef ik bij alle snaarvakken de eerste en de laatste hamer in. Nu schuif ik de toetsen met het mechaniekframe in de vleugel en ga ik schuiven naar het ideale punt.

Nadat het mechaniekframe de juiste positie heeft op het klavierraam ga ik de hoogte van het mechaniek bepalen. Uitgangspunt is dat de hamer loodrecht op de snaar staat als hij hem raakt.

Daar is een vrij simpel rekensommetje voor. Ik meet eerst de hoogte van de besnaring vanaf de klavier tafel op. Dit noemen we de “besnaarhoogte” en is in het plaatje hiernaast aangeduid met een C. Vervolgens meten we de boorlengte op van de hamer (A). Als wij de hamer van de besnaarhoogte aftrekken komen we op de ashoogte (B). Als we de ashoogte weten kunnen we het mechaniek frame vervolgens verhogen of verlagen.

Op de foto’s hierboven meet ik van links naar rechts de besnaarhoogte vanaf de klaviertafel, de lengte van de hamerkop vanaf het midden van de steel en de ashoogte van de bovenhamer in het mechaniek. De metingen doe ik bij alle besnaar vakken en zet ik naast elkaar:

Zoals je ziet moet ik in theorie de ashoogte laten variëren, maar dat is met dit mechaniekframe onmogelijk. Ik zal dus een gemiddelde moeten nemen. In dit geval neem ik als gemiddelde ashoogte 146 mm. Normaal gesproken vang ik de variaties op met het boren van de hamerkoppen. Bij Steinway krijg je echter de koppen gelijmd aangeleverd dus moet je een compromis maken.

Als het mechaniek gepositioneerd en op hoogte geplaatst is, kan ik beginnen met het mechaniek te analyseren.

De toetsen; gewicht, kantelpunt en ratio.

Voordat ik de toetsen ga wegen op de weegschaal wil ik het kantelpunt weten. Veel pianotechnici en fabrieken gaan er nog steeds van uit dat het balanspunt van de toets zich altijd in het midden van de balansstift bevind. Op de tekening hieronder te vinden bij het rode pijltje. Dit is in de praktijk zelden zo. Het balanspunt kan zich bevinden op ieder plekje van de balansmoes aangegeven met het groene streepje.

Hieronder zie je hoe ik het kantelpunt vind van dit Steinway mechaniek.

Foto 1 Het kalibreren van de digitale graden-meter op de balansbalk. Bij foto 2 meet ik de graden van de toets in rustpositie. Foto 3 het meten van de graden bij ingedrukte positie en bij foto 4 meet ik het raakvlak van de moes op de balansbalk in mm.

Deze gegevens kan ik in een formule gooien en vervolgens weet ik waar de toets op de moes kantelt.
(Graden ruststand + graden ingedrukt) ÷ Graden ruststand = Millimeter Moes ÷ kantelpunt.

Nu ik het kantelpunt van de toets weet kan ik de toetsen zuiver wegen op de weegschaal. Op onderstaande foto kan je het aangepaste kantelpunt zien op de lager van de weegschaal.

Onder het wegen van de toetsen kan ik ook de ratio van de toets herleiden. Hiervoor zet ik de toets op de weegschaal en zet de weegschaal op 0 gram. Vervolgens leg ik een gewichtje van 10gram op de piloot en kan ik aflezen op de weegschaal wat de ratio is. Als de lengte van een toets voor het kantelpunt even lang zou zijn als aan de achterkant tot de piloot (1 op 1) zou ik -10 moeten aflezen op de weegschaal. Toetsen worden meestal gemaakt voor een ratio van 1 op 0,5 en ik meet in dit geval 0,54

Ik heb nu van alle proeftoetsen het gewicht en de ratio. Dit zet ik in een tabel en ik kan door naar de volgende stap.

Onder en Bovenhamers

De onderhamers zijn de overbrenging van toets naar bovenhamer. Ik weeg 6 onderhamers op en neem daar een gemiddelde van. Het gewicht van de onderhamer heeft een relatief klein aandeel in het geheel. Daardoor is een gemiddelde prima om mee te rekenen.

Vervolgens zijn de bovenhamers aan de beurt. Uiteraard nummer ik eerst alle hamers voor het geval dat deze door elkaar raken. Ik weeg alle 88 hamers op om een goed beeld te krijgen waar ik mee moet gaan werken. Ik weeg de hamers net als de toetsen en onderhamers vanaf het asje. De frictie van het asje wordt dus niet meegenomen in de metingen.

Als ik de hamerkop gewichten invoer in de computer zie ik een bekend beeld. Hamers met een dipje in het midden en veel te zware koppen in het hoog. Deze trend zie je tegenwoordig bij alle hamerkoppen uit de Renner fabriek dus ook bij de Steinway hamers. Op de foto links hieronder zie je het gewichtsverloop van de hamerkoppen. Links van de grafiek zie je een verdeling in “Curves”. Op het plaatje rechts zie je het verschil van een oude Steinway kop en een moderne Steinway kop. De nieuwe moderne hamer is vele malen zwaarder. Ook wordt er tegenwoordig een zwaardere houtsoort gebruikt.

Steinway hamerkop oud en nieuw

Het balans gewicht van de toetsen

Het laatste stukje van de puzzel is het balansgewicht van de toetsen. De methode waarop ik dit meet wijkt af van de traditionele methode, omdat die methode zeer onzuiver is. In deel twee zal ik de traditionele methode uitleggen en zijn nadelen.

Ik wil het balansgewicht weten van de toetsen. Met andere woorden het gewicht in grammen waarmee de toets horizontaal blijft staan. Ik kan deze vinden door opgewicht en neergewicht te meten. Voor het opgewicht zoek ik een gewichtje met het aantal grammen waarmee de toets een langzame beweging naar boven maakt. Dit is bijvoorbeeld 20 gram. Bij het neergewicht zoek ik een gewicht waarbij de toets langzaam naar beneden gaat. Dit is bijvoorbeeld 54 gram. In het midden van deze twee gewichten zit het balanspunt. 54 gram + 20 gram = 74 gram ÷ 2 = 37 gram balansgewicht. Het verschil tussen het balans gewicht en het op en neergewicht is de hoeveelheid frictie in alle draaipuntjes. Dit meet ik dus mee en geeft mij naast het balansgewicht ook een goede kijk op de hoeveelheid frictie in het mechaniek.