<!doctype html public "-//W3C//DTD W3 HTML//EN">
<html><head><style type="text/css"><!--
blockquote, dl, ul, ol, li { padding-top: 0 ; padding-bottom: 0 }
 --></style><title>Re: An interesting? piano
article</title></head><body>
<div><br></div>
<div>Hi Stephen and all,</div>
<div><br></div>
<div>What a document this is. I have BCC'd Peter Gardner from Pianos
Onlide with this post also. I presume he approves with the content of
the said article, since it is published on his website.</div>
<div><br></div>
<div>At 1:28 AM -0400 15/8/04, Stephen Birkett wrote:</div>
<blockquote type="cite" cite><br></blockquote>
<blockquote type="cite" cite>I've seen, and been troubled by, this
article before. It's quite a mixed bag, with some good points, as well
as quite a few howlers and a rather naive attitude to both piano
design and the capabilities of modern engineering methods. The author
gets the point that design stagnation needs addressing. The basic
premise is sound up to a point:</blockquote>
<div><br></div>
<div><font color="#0000FF">I would&nbsp; concur with your view
Stephen, and with the author's also with regard to design stagnation.
Otherwise however, the author would not appear to have made a
particularly in-depth study of piano design.</font></div>
<div><font color="#0000FF"><br></font></div>
<div><font color="#0000FF">In the web page at;</font></div>
<div><font color="#0000FF"><br></font></div>
<div><font
color="#0000FF"
>http://www.pianosonline.co.uk/pol/org.paneris.pol.controller.Page/Ho<span
></span>me/Events/Dain_Eng.htm</font></div>
<div><font color="#0000FF"><br></font></div>
<div><font color="#0000FF">Richard Dain wrote;</font></div>
<div><br></div>
<blockquote type="cite" cite>
<blockquote><font face="Verdana">. . . Drawing on his knowledge and
analysis of<b> Bösendorfer</b>,<b> Steinway</b>,<b> Fazioli</b>
and<b> Stuart &amp; Sons</b> pianos, Richard Dain discusses and
displays features of piano sound and piano design to highlight areas
where the potential for improvement exists. Conservatism and
resistance to change in the classical music industry is criticised for
failing to offer the public the best in quality and variety of piano
sound.</font><font face="Arial"> . . .</font></blockquote>
<blockquote><font face="Arial"
color="#000000"><br></font></blockquote>
<blockquote><font face="Arial"
color="#000000"><br></font></blockquote>
<blockquote><font face="Arial" color="#000000">. . .</font><font
face="Verdana" color="#000000"> Modern instrumentation and engineering
techniques open a whole new vista of possibilities for refinement and
optimisation that has been little used except as a tool for
facilitating mass production to a tolerable standard. . . . Yet there
is so far no apparent recognition of this opportunity amongst the
great piano builders, perhaps because their tradition has not been
linked with engineering and they do not comprehend the power of modern
technologies.</font></blockquote>
</blockquote>
<div><br></div>
<div><font color="#0000FF">Do I detect a sweeping statement
here?</font></div>
<div><br></div>
<blockquote type="cite" cite><font face="Verdana" color="#000000">. .
. conventional soundboards are made of spruce backed by belly bars
which add to stiffness. . . The author has yet to see an instrument
where these bars have been designed to minimise the mass required to
develop the required strength . . .</font></blockquote>
<div><br></div>
<div><font color="#0000FF">Keep looking Richard. Something will turn
up.</font></div>
<div><br></div>
<blockquote type="cite" cite>
<blockquote><font face="Verdana" color="#000000">. . .&nbsp; Financial
pressures have driven all but Bösendorfer to adopt artificially
cured wood for piano building despite the damage this process may have
on the material acoustic properties.</font></blockquote>
</blockquote>
<div><br></div>
<div><font color="#0000FF">This claim is unlikely to stand close
scrutiny.</font></div>
<div><br></div>
<blockquote type="cite" cite>
<blockquote><font face="Verdana" color="#000000">&nbsp;This may
account for some of the perceived variability in modern piano quality
compared with instruments from the middle of the last
century.</font></blockquote>
</blockquote>
<div><br></div>
<div><font color="#0000FF">How can we possible know, from our vantage
point in time, that yesterday's sound boards were less variable? While
there is clearly considerable variability in the sound boards of
today, they most likely always have been so. Furthermore, the
widespread practice of using compressional forces in the sound board
panel, perpendicular to the long grain, as a source of structural
strength and stiffness, is perhaps the most compelling reason why
there remains considerable variation in modern piano quality
(presuming that Richard is talking about tonal-quality when he uses
the term 'piano quality'). Since compression crowned and supported
sound boards are more prone to premature failure, and I suspect more
prone to variability.</font></div>
<div><br></div>
<div><font color="#FF0000"><b>And yes, before the arrows start
reigning down, I have done bench testing with real size models of both
types to arrive at this conclusion. How many of the
compression-crowned school of sound board manufacturers have actually
tested a rib-supported sound board to test its validity or
otherwise?</b></font></div>
<div><br></div>
<blockquote type="cite" cite>
<blockquote><font face="Verdana" color="#000000">. . . The
down-bearing force of the strings on the bridge was historically
determined by the need to keep the strings in contact with the bridge
when they are struck from underneath and as they
vibrate.</font></blockquote>
</blockquote>
<div><br></div>
<div><font color="#0000FF">And what about the wooden diaphragm spring,
commonly known as the sound board, being in a state of equilibrium
against the down ward force which results from the sum of the string
tensions*sin of the angle of downbearing. I realise that a tiny
percentage of piano manufacturers do not believe in down bearing.
However, to my knowledge that non-bearing school of piano
manufacturers numbers only one.</font></div>
<div><br></div>
<blockquote type="cite" cite>
<blockquote><font face="Verdana" color="#000000">&nbsp;Contact across
this interface is enhanced by making the strings zigzag across the
bridge (known as side draught) between inclined bridge pins- a device
which obviously introduces undesirable friction interfaces. It is well
known that excess down bearing force shortens the duration of sound
although a small amount is probably beneficial. The Stuart piano has
re-introduced a device pioneered decades ago that locates the string
to the bridge by an agraffe (clip) without the need for side draught
across the bridge or for bridge pins.</font></blockquote>
</blockquote>
<div><br></div>
<div><font color="#0000FF">Now Richard, as an engineer, tell us about
the effect of the vertical string offset which the bridge agraffe
introduces as a substitute for side draft of a conventional bridge.
Are you suggesting that the side draft introduces undesirable friction
interfaces while the bridge agraffe, with its equivalent string offest
in a vertical plane, does not? I think it was only a short distance
earlier in your article where I read of you lamenting the lack of
application of 'engineering principles', with regard to piano
design.</font></div>
<div><br></div>
<blockquote type="cite" cite>
<blockquote><font face="Verdana" color="#000000">&nbsp;The Stuart
piano develops uniquely long duration sound and employs minimal
down-bearing.</font></blockquote>
</blockquote>
<div><br></div>
<div><font color="#0000FF">I measured a Stuart 220 and a Stuart 290
concert grand recently with Ron Nossaman when he was here in Sydney.
The average setting of these two pianos was sound board crown -
essentially zero, down bearing - essentially zero (measured with a
Lowell downbearing gauge and a string across the underside of the
belly at several points). Furthermore, I am not so sure that we should
describe the sustaining qualities of the Stuart pianos as being
'uniquely long'. Just speaking from listening experience, at the
pianos, here.</font></div>
<div><br></div>
<blockquote type="cite" cite>
<blockquote><font face="Verdana" color="#000000">. . . Several makes
of piano, notably<b> Bösendorfer</b> and<b> Stuart</b> now have
extra strings at the bass and/or the treble end, these are not always
provided with keys and action components. The extended width and thus
extra flexibility and area of the soundboard undoubtedly contributes
greatly to the quality and dynamic range of the piano sound and
resonance in these strings also contributes positively to the general
sound quality.</font></blockquote>
</blockquote>
<div><br></div>
<div><font color="#0000FF">And your engineering basis for making these
claims is? What makes you believe that bigger is necessarily better
especially with regard to sound board area? And how on earth might
extra strings enhance the dynamic range of an instrument? Bigger where
and smaller where might indeed be more pertinent questions with regard
to sound board area.</font></div>
<div><br></div>
<blockquote type="cite" cite>
<blockquote><font face="Verdana" color="#000000">. . . To produce a
pure sound the string must be of uniform density and cross section or
it will emit a warble or range of frequencies known as a false note.
False notes also arise if the length of the string is even slightly
indeterminate. . . If the bridge pin is not firmly encastered in the
material of the bridge then it also may flex and sound purity is
lost.</font></blockquote>
</blockquote>
<div><br></div>
<div><font color="#0000FF">Yes, that's one of several
causes.</font></div>
<div><br></div>
<blockquote type="cite" cite>
<blockquote><font face="Verdana" color="#000000">&nbsp;The ingenious
Stuart bridge agraffe has eliminated the requirement for bridge
carving and provides a uniquely definitive termination to the string
length.</font></blockquote>
</blockquote>
<div><br></div>
<div><font color="#0000FF">Agreed in principle, but this particular
design would appear to remain noisy, due to the nature of its
execution. Sure the 'silicon implants' certainly are a help, but as we
all know, there's no substitute for appropriate design at the
outset.</font></div>
<div><br></div>
<blockquote type="cite" cite>
<blockquote><font face="Verdana" color="#000000">&nbsp;In consequence
the Stuart piano is virtually free of false notes.</font></blockquote>
</blockquote>
<div><br></div>
<div><font color="#0000FF">Clearly, you would seem not to have been
'up-close and personal' with enough Stuart instruments. I could have
sworn that I've heard a few falsies, but then I might have been poorly
located in the listening area. Yes, poor string terminations are a
potential cause of false notes, and bridge terminations if properly
designed and executed can help an instrument to produce a purer tone,
but there are other causes of falseness.</font></div>
<div><br></div>
<blockquote type="cite" cite>
<blockquote><font face="Verdana" color="#000000">. . . At the keyboard
end of the string the sounding length is determined by the string
passing under a knife-edge on the<i> capo d'astra</i> bar or through
an agraffe located on the frame. This knife-edge is subject to wear
and inaccuracy of manufacture which may be a cause of false
notes.</font></blockquote>
</blockquote>
<div><br></div>
<div><font color="#0000FF">and considerable string noise . The
'inaccuracy of manufacture' can be solved with a little attention to
detail.</font></div>
<div><br></div>
<blockquote type="cite" cite>
<blockquote><font face="Verdana" color="#000000">&nbsp;The author has
experimentally fitted hardened beryllium copper wire knife edges to
one instrument and obtained significant improvement particularly in
reducing sliding friction and aiding the tuner's
task.</font></blockquote>
</blockquote>
<div><br></div>
<div><font color="#0000FF">Certainly, and just as one swallow doesn't
necessarily indicate a summer, Richard might have used any of a range
of materials freshly profiled, and compared to an original noisy bar,
an improvement will be detected. The achievement of a tonal
improvement in the short term is is common, but the results in five
years time will indicate if an 'improvement' has durability. It might
also be worth mentioning that if the instrument Richard modified was
one of the brand name which he sells, I happen to know that this
particular company does not believe in hardening the Capo' bars to
make them more resistant to string deformation and the development of
string noise. I know this because our established practice of
hardening capo bars was criticised by a company representative from
the said firm. In fact, the representative claimed that hardening bars
could only be deemed experimental. I haven't answered my critics
directly with regard to their claim. But I would like to say in my
defence that the practice, for us, was experimental back in 1995. We
found at the time that it worked very well indeed, and it has been a
routine practice in our workshop ever since, for both rebuilt and new
instruments.</font></div>
<div><br></div>
<blockquote type="cite" cite>
<blockquote><font face="Verdana" color="#000000">. . .Two modern
instruments, Estonia and Fazioli employ means of accurate tuning of
these extension lengths with marked beneficial acoustic results.
Steinway and<b> [SOME]</b> others use duplex scaling with a factory
set tuned length.</font></blockquote>
</blockquote>
<div><br></div>
<div><font color="#0000FF">We use tuned lengths for the rear duplexes
also (plan view available at http://overspianos.com.au/OS003.html).
But the jury is still well and truly out, as to the benefits. Our
front 'duplex' lengths are deliberately out of tune with the harmonics
of the speaking length. On this matter, to us, the jury is well and
truly in. Further, information is in the archives for recent
subscribers.</font></div>
<div><br></div>
<blockquote type="cite" cite>
<blockquote><font face="Verdana" color="#000000">. . . Traditionally
made of grey cast iron, the frame has to withstand the tensile forces
of the strings that total some twenty tons. Cast iron is far from an
ideal choice</font></blockquote>
</blockquote>
<div><br></div>
<div><font color="#0000FF">Why? Please refer to my entry below -
SAMPLES !</font></div>
<div><br></div>
<blockquote type="cite" cite>
<blockquote><font face="Verdana" color="#000000">&nbsp;but has
survived from the days when it was the only option. Cast iron is
highly absorbing of acoustic energy and has a low Young's
Modulus.</font></blockquote>
</blockquote>
<div><br></div>
<div><font color="#0000FF">There are many grades of cast iron, with
varying degrees of strength and hysteresis loss (as you acknowledge
below). The piano maker has many choices of cast iron - a range which
is much wider today than previously.</font></div>
<div><br></div>
<blockquote type="cite" cite>
<blockquote><font face="Verdana" color="#000000">Historically the
metallurgical content of the cast iron used in pianos has been
modified to achieve better castability and to reduce sound energy
loss, each maker has his own magic ingredients.</font></blockquote>
</blockquote>
<div><br></div>
<div><font color="#0000FF">Perhaps.</font></div>
<div><br></div>
<blockquote type="cite" cite>
<blockquote><font face="Verdana" color="#000000">&nbsp;Some makers now
use cast steel frames which obviously have a more favourable Young's
modulus to give better stiffness and less mass. Carbon fibre frames
which might be horrendously expensive would appear to offer mass,
strength and stiffness advantage. Without going to that extreme one
can envisage titanium might be an interesting
option</font></blockquote>
</blockquote>
<div><br></div>
<div><font color="#0000FF">A very interesting option, especially if we
are hoping to produce a piano which goes immediately out of tune as
soon the ambient temperature changes a mere couple of
degrees.</font></div>
<div><font color="#0000FF"><br></font></div>
<div align="center"><font color="#0000FF"><b>SAMPLE LINEAR EXPANSION
COEFFICIENTS</b></font></div>
<div><font color="#0000FF"><br></font></div>
<div><font
color="#0000FF"><x-tab>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
</x-tab>Metal<x-tab>&nbsp;&nbsp;
</x-tab><x-tab>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
</x-tab>Linear Expansion (per unit length per degree F)</font></div>
<div><font color="#0000FF"><br></font></div>
<div><font
color="#0000FF"><x-tab>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
</x-tab>Cast Iron<x-tab>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
</x-tab>0.00000655&nbsp;&nbsp; (typical iron plate
material)</font></div>
<div><font
color="#0000FF"><x-tab>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
</x-tab>Carbon Steel<x-tab>&nbsp;&nbsp;&nbsp;
</x-tab>0.00000633&nbsp;&nbsp; (SAE 1085 piano wire)</font></div>
<div><font
color="#0000FF"><x-tab>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
</x-tab>Titanium<x-tab>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
</x-tab>0.0000049&nbsp;&nbsp;&nbsp; (Richard's 'interesting' plate
material)</font></div>
<div><font color="#0000FF"><br></font></div>
<div><font color="#0000FF"><i>Source: Machinery's Handbook (21st Edit.
- page 2270)</i></font></div>
<div><br></div>
<blockquote type="cite" cite>
<blockquote><font face="Verdana" color="#000000">. . . The roller
action pioneered by Erard, a Company name still used, has been
modified and refined to a high degree of perfection. It is difficult
to see how mechanical actions may be significantly
improved.</font></blockquote>
</blockquote>
<div><br></div>
<div><font color="#0000FF">Keep looking Richard.</font></div>
<div><br></div>
<blockquote type="cite" cite>
<blockquote><font face="Verdana" color="#000000">&nbsp;Individual
actions are now tailored to particular maker's instruments by the lead
action manufacturer, Renner. All Renner actions, if well fitted and
well regulated, offer superb control.</font></blockquote>
</blockquote>
<div><br></div>
<div><font color="#0000FF">Compared to what?</font></div>
<div><br></div>
<blockquote type="cite" cite>
<blockquote><font face="Verdana" color="#000000">The Steinway/Renner
action has wide artist acclaim because it remains reliably playable
even if grossly maladjusted.</font></blockquote>
</blockquote>
<div><br></div>
<div><font color="#0000FF">This is surely new knowledge! It's
certainly new to me.</font></div>
<div><br></div>
<blockquote type="cite" cite>
<blockquote><font face="Verdana" color="#000000">Bösendorfer have in
the past year introduced a new Renner built action which in the
author's opinion is supreme in consistency and touch
control.</font></blockquote>
</blockquote>
<div><br></div>
<div><font color="#0000FF">Do I detect marketing spin which is in
serious danger of overtaking the engineering approach? Please
understand that I'm not doubting that the said action might indeed be
a significant improvement. But in the author's view, it would appear
that there is only one piano which deserves supreme admiration.
Although uncle Wayne and Paolo also get a fair run. Or am I misreading
the script?</font></div>
<div><font color="#0000FF"><br></font></div>
<div><font color="#0000FF">My apologies for the length of this
post.</font></div>
<div><font color="#0000FF"><br>
Sincerely,</font></div>
<div><font color="#0000FF">Ron O.</font></div>
<x-sigsep><pre>-- 
</pre></x-sigsep>
<div><font face="Times New Roman" size="+1" color="#0000FF"><b>OVERS
PIANOS - SYDNEY</b></font></div>
<div><font color="#000000"><i>&nbsp;&nbsp;&nbsp;</i></font><font
color="#0000FF"><i>Grand Piano Manufacturers</i></font><font
color="#000000"><br>
_______________________</font></div>
<div><font size="-2" color="#000000"><br>
</font><font color="#000000">Web
http://overspianos.com.au</font></div>
<div><font color="#000000">mailto:info@overspianos.com.au<br>
_______________________</font></div>
</body>
</html>