<!doctype html public "-//w3c//dtd html 4.0 transitional//en">
<html>
&nbsp;
<p>Ron Overs wrote:
<blockquote TYPE=CITE>&nbsp;Phil Ford replied:
<blockquote type="cite" cite>I'm not sure that I understand why you want
to know this ratio.</blockquote>
&nbsp;Me either. The real figures which matter are the average hammer movement
with respect to that of the key front, and the average jack tip movement
with respect to the key front<font color="#0000FF"> (this latter figure
is important in an action design for a sufficient speed of jack escapement
during the let off)</font>.</blockquote>

<blockquote TYPE=CITE>&nbsp;
<br><font color="#990000">In either case, the law of leverages dictates
that the resulting ratio be the same regardless how you measure it. Any
deviation from the actual ratio reveals an error in measurement, or that
one is measureing something different to begin with.</font></blockquote>

<blockquote TYPE=CITE>&nbsp;
<br>&nbsp;Terry Farrell came up with a very good practical method for measuring
hammer/key leverage ratio in one of his recent posts. He suggested measuring
the key travel and resultant hammer travel to derive the ratio. Now this
idea would seem to have considerable merit if you have a dial guage on
hand, since you could depress the key exactly 2 mm for example, and measure
the resultant hammer movement quite easily with a ruler. Makes a lot of
sense to me Terry, the idea is practically foolproof and you would get
an answer in a very short time.</blockquote>

<blockquote TYPE=CITE><font color="#990000">Yes he did. And if you remember
his method resulted in a figure closer to the Stanwood SW ratio then it
did using the formula you give. Thats one of the things that still bothers
me. But so far I have been mostly concerned with the SW ratio in itself....
what IT is in terms of lever arm lengths.</font></blockquote>

<blockquote TYPE=CITE>&nbsp; Richard B, you are measuring a weight ratio,
not a leverage ratio. They are not quite the same thing unless the vectors
are in the same direction, and in the case of the experiment you conducted
they are not.
<p><font color="#990000">Given the basic formula for leverage&nbsp; ie...
D1 x W1 = D2 x W2 they actually are quite the same thing. And vectors dont
come into this picture at all. A force vector will certainly influence
the net input force on a lever, but the output is determined by the ratio
of the lengths of the two levers alone. A 2:1 ratio will give a 2:1 result
regardless of whatever input force vectors are involved. Bringing vectors
into the picture only speaks to how the input is accepted and how the output
is used... not the ratio of the lever itself.</font>
<p>&nbsp; Phil Ford continued:
<blockquote type="cite" cite>Given the parameters that you've established
I agree that this particular ratio is 7.57.&nbsp; I question whether this
is useful for anything.&nbsp; When the shank is parallel to the scale platform
and the support under the knuckle is vertical then this ratio is 7.57.&nbsp;
This doesn't represent a configuration of any real piano action so in what
way is this useful?&nbsp; In a real action the support for the knuckle
is being applied perpendicular to a line between the whippen center and
the whippen/knuckle contact point. So, when the hammer shank is horizontal,
the force applied by the whippen at the contact point will be less than
76.5g since the moment arm, or lever arm, is 21.64 mm - see D below, assuming
that the contact point is on the magic line at this moment.&nbsp; This
number seems more relevant to what is happening in a real action.</blockquote>
</blockquote>

<p><br><font color="#990000">None of this changes anything at all about
the ratios. The whippen is a lever with a fixed ratio as well. Because&nbsp;
the input varies (as you correctly describe) so too will the output at
the capstan.. and according to the ratio of the whippen in this case.&nbsp;
I say again... the variance of the amount of net input force does not alter
the ratio of a lever. Nor does the output vector. Nor do any of these vectors
change the ratio of the action as a whole. Only the variance of the length
of an arm can change the ratio of a lever.</font>
<blockquote TYPE=CITE>
<blockquote type="cite" cite>So first .... some distances.</blockquote>

<blockquote type="cite" cite>-From center of hammer shank diameter to knuckle
contact point 13 mm</blockquote>
</blockquote>

<blockquote TYPE=CITE>
<blockquote type="cite" cite>A) From middle of center pin to middle of
hammer molding straight down the shank -- 136 mm</blockquote>
</blockquote>

<blockquote TYPE=CITE>
<blockquote type="cite" cite>B) From middle of center pin to center of
gravity point on the hammer142 mm</blockquote>

<blockquote type="cite" cite>C) From middle of center pin to tip of hammer
148 mm
<br>D) From middle of center pin to middle of knuckle molding -- 17.3 mm</blockquote>
</blockquote>

<blockquote TYPE=CITE>
<blockquote type="cite" cite>E) From middle of center pin to knuckle contact
point 21,64 calculated as root (17,3^2 + 13^2)</blockquote>
</blockquote>

<blockquote TYPE=CITE>
<blockquote type="cite" cite>Now lets take a look at which convention most
closely conforms to the
<br>already established ratio.
<p>A/D = 7.86&nbsp; (given by Vincent RPT)
<br>B/D = 8.21&nbsp; (discussed informally on the PTD list)
<br>B/E = 6.56&nbsp; (I ran into this one in Stockholm)
<br>C/E = 6.84&nbsp; (given by Overs)
<br>A/E = 6.28 (suggested informally in private correspondence)
<p>Its quite obvious which one of these comes out best.</blockquote>
Yes quite obviously if you are interested in determining the weight ratio
of the hammer assembly only. If you are particularly interested in the
weight ratio with respect to the hammer only, and you would like to derive
a formula to reflect the fact that you are deriving both weights with the
hammer shank positioned horizontally, then an appropriate formula might
be: Where angle<font face="Symbol"><font color="#000000"> q</font></font>
(36.92 degrees) is the included angle between a line from the knuckle contact
point and the center pin and the horizontal.
<center>(A/E)*(1/cos[<font face="Symbol"><font color="#000000">q</font></font>])
= 7.861</center>
</blockquote>

<p><br><font color="#990000">Yes... which is exactly the same thing as
measureing both levers straight down the shank, use cos as you do simply
takes the angle q out of the picture. You could just as easly multiply&nbsp;&nbsp;
A * E * cos(Q) = 7.861, or as I do... not bother with it in the first place
since all of this is exactly the same as A/D to begin with.</font>
<br>&nbsp;
<blockquote TYPE=CITE>&nbsp;
<br>However, as Phil Ford mentioned in his post, the vector force of the
jack tip on the roller in a real piano action will not be the same as your
setup.</blockquote>
<font color="#990000">see above :</font>
<p><font color="#990000">I really think a better explanation for the disparagy
here is&nbsp; that the method you give for measuring action ratio is simply
a different relationship then what the SW ratio is. If I were to attempt
to ascertain the ratio you give in terms of&nbsp; weights, I would have
to look at how much weight at the top of the hammer is moved for a given
input at the front of the key. The load in such a configuration is at the
top of the hammer, instead of at the end of the shank. If we are to talk
about what is remote from real piano action reality...... well :) But I
dont think thats at issue here, this is not a matter of whats right and
wrong per se... more a matter of whats what.</font>
<p><font color="#990000">As I have stated before I am not comfortable with
the fact that a given method results in variance in total action ratio
for bass and trebles, or any section with varying bore lenghts. But thats
just a matter of taste I suppose. Any convention is ok as long as everyone
is in aggreement at any given time which one we are talking about.</font>
<p><font color="#990000">I personally would prefer talking in terms of
a ratio that aggrees with the SW ratio for obvious reasons. Tho perhaps
if I was designing an action from scratch I might be interested in</font>
<br>&nbsp;
<blockquote TYPE=CITE><img SRC="cid:part1.3E4BE9AE.5BD1201A@grieg.uib.no" height=269 width=490></blockquote>
<font color="#990000">You do open for a nice translation between the two
tho... simply useing the long form for cos on the angle formed by C and
E&nbsp; (which are the lengths you employ) and divide that into A/E, then
solve as otherwise for the total action ratio. Cute.</font>
<br>&nbsp;
<blockquote TYPE=CITE>&nbsp;
<br>&nbsp;I have noticed that when calculating the hammer/key ratio by
measuring the lever lengths you will always get a larger figure than that
derived by weight. Only recently did I realise that this is because the
weight of the hammer head is bearing down on the end of an almost horizontal
hammer shank. Therefore the hammer weight is bearing down on the hammer
shank lever at approximately the distance from the hammer center to the
center of the hammer moulding<font color="#0000FF"> (of course this will
vary somewhat throughout the hammer stroke)</font>.</blockquote>
<font color="#990000">I dont aggree with this. I think its simply because
you are measureing two different ratio relationships. The SW ratio does
not "measure" the same arm lengths in the hammer shank as you do. That
explains the difference.</font>
<blockquote TYPE=CITE>When calculating the hammer leverage ratio using
the (hypotenuse) distance from the hammer center pin the hammer strike
point, we will necessarily get a larger figure since the tip of the hammer
will travel further relative to the key front when compared to the end
of the hammer shank. I hope that makes sense.</blockquote>
<font color="#990000">Certainly.. that exact difference is at the heart
of the whole thing issue. You are describing and entirely different lever
then the lever described in the SW ratio. The other two levers appear to
be dealt with in exactly the same manner for both systems.</font>
<br>&nbsp;
<blockquote TYPE=CITE>When our piano was exhibited at Reno, David Stanwood
made a calculation of the leverage ratio of the action using his weighing
method. He got a figure of 5.5:1. Now I designed the action for this piano
on CAD to have a ratio of 5.8<font color="#0000FF"> (at the strike point)</font>.
If you take the 5.8 ratio and multiply it by 130/138, you get 5.46.</blockquote>
<font color="#990000">Where did you get these two figures ? Obviously from
your action, but what are they ? Centerpin to molding / centerpin to hammertip
??</font>
<blockquote TYPE=CITE>I believe this may explain the different figures
arrived at via the two different measurement systems. So if you wish to
arrive at a measured-lever-lengths figure for the hammer/key ratio which
agrees reasonably closely to the figures derived by the Stanwood method,
you could substitute the length from the hammer center pin to the strike
point with the length from the hammer center pin to the center of the hammer
moulding. Ron O</blockquote>

<p><br><font color="#990000">This one I have in anycase ruled out. Its
describe above&nbsp; (A/E) and results in the lowest hammershank ratio,
and the one farthest away from what was ascertained by weighing.&nbsp;
I have figured these about 20 times now on that many actions and compared
to the SW ratio. What I find is that A/D in the total ratio equation yeilds
the result that best conforms to the SW ratio.</font>
<blockquote TYPE=CITE>&nbsp;
<p>OVERS PIANOS - SYDNEY
<br>Grand Piano Manufacturers
<p>Web: <a href="http://overspianos.com.au">http://overspianos.com.au</a>
<br><a href="mailto:info@overspianos.com.au">mailto:info@overspianos.com.au</a>
<br>_______________________</blockquote>
<font color="#990000">Even MORE fun !! :)</font>
<p>--
<br>Richard Brekne
<br>RPT, N.P.T.F.
<br>UiB, Bergen, Norway
<br><a href="mailto:rbrekne@broadpark.no">mailto:rbrekne@broadpark.no</a>
<br><a href="http://home.broadpark.no/~rbrekne/ricmain.html">http://home.broadpark.no/~rbrekne/ricmain.html</a>
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