-2- 284 Darlegung des Wesens der Erfindung-2- 284 Explanation of the nature of the invention
Die Erfindung hat die Aufgabe, ein Tonabnahmeeyatem für Streichinstrumente zu schaffen, das im Gegensatz zu Tonabnehmern der bekannten Art durch seine Anbringung die akustischen Eigenschaften des Instrumentes nicht beeinflußt und eine Wiedergabe des natürlichen Klangbildes ermöglicht. Das Tonabnahmesystem soll ferner den optischen Eindruck des Instrumentes nicht beeinträchtigen und für einen äußeren Betrachter nicht sichtbar sein. Da Tonabnehmer Im allgemeinen nachträglich für bereits gespielte Instrumente Anwendung finden, muß das Nachrüsten eines beliebigen Instrumentes relativ problemlos und ohne einen komplizierten Eingriff in die Konstruktion möglich sein.Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, indem in den sogenannten Stimmstock ein oder mehrere Piezoelemente Integriert werden und auf diese Weise die dort auftretenden Körperschallschwingungon erfaßt werden. Es hat sich auf völlig überraschende Weise gezeigt, daß die im Stimmstock auftretende spektrale Zusammensetzung der Biege- und Longitudinalwellen weitestgehend dem Spektrum des abgestrahlten Schalls entspricht. Dies ist insofern überraschend, als es der derzeit allgemein anerkannten wissenschaftlichen Theorie über den Funktionsmechanismus der Violine in einigen Punkten widerspricht. Der Stimmstock besitzt natürlich für den Klangcharaktereines Streichinstrumentes eine große Bedeutung. Danach besteht die Hauptfunktion des Stimmstocks in Effekten, die die Steifigkeitsverhältnisse und mechanischen Impedanzen des Gesamtsystems Geige maßgeblich bestimmen. Es ist nicht nach dem bisherigen Verständnis zu erwarten, daß bei einer Tonabnahme über den Stimmstock für alle Saiten ein sehr ausgewogener und dem natürlichen Klangbild sehr gut entsprechender Klangcharakter erzeugt werden kann.The invention has the object to provide a Tonabnahmeeyatem for stringed instruments, which in contrast to pickups of the known type by its attachment does not affect the acoustic properties of the instrument and allows playback of the natural sound image. The Tonabnahmesystem should also not affect the visual impression of the instrument and not be visible to an external observer. Since pickups are generally subsequently applied for already played instruments, the retrofitting of any instrument must be possible relatively easily and without complicated intervention in the construction. According to the invention, the object is achieved by integrating one or more piezo elements into the so-called tuning stick and be detected in this way the structure-borne sound vibration occurring there. It has been found, in a completely surprising way, that the spectral composition of the bending and longitudinal waves occurring in the voice pole largely corresponds to the spectrum of the radiated sound. This is surprising in that it contradicts some of the currently accepted scientific theory about the functional mechanism of the violin. Of course, the voice pole is very important for the sound character of a string instrument. According to this, the main function of the voice block is effects which decisively determine the rigidity ratios and mechanical impedances of the overall system of the violin. It is not to be expected from the previous understanding that when a sound pickup on the vocal head for all strings a very balanced and the natural sound very well corresponding sound character can be generated.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Tonabnahmesystems ist, daß die Tonabnahme völlig unauffällig geschehen kann, und es ist auch ohne weiteres möglich, sie nachträglich an einem beliebigen Instrument vorzunehmen. Der Stimmstock kann ohne Schwierigkeiten vorzugsweise mit dafür vorgesehenen Setzwerkzeugen dem Instrument entnommen werden, so daß der Einbau des eigentlichen Tonabnehmers außerhalb des Instrumentes in bequemer Weise erfolgen kann. Erfindungsgemäß müssen der Tonabnehmer, bestehend aus mindestens 1 Piezoelement, und der Stimmstock eine bauliche Einheit bilden. Dies wird dadurch gelöst, indem der Stimmstock vorzugsweise an seinem stegseitigen Ende eine Aussparung erhält, in die das Piezoelement sowie ein Teil des Anschlußkabels eingebettet werden. Die verbleibenden Hohlräume werden mit einer stabilisierenden Gußmasse wie beispielsweise einem aushärtenden Gießharz ausgefüllt, so daß das oder die Piezoelemente eine feste Verbindung mit dem Holz des Stimmstocks erhalten und das Anschlußkabel eine Zugsicherung erfährt. Das Eingießen der Piezoelemente ermöglicht die Wiederherstellung der ursprünglichen zylindrischen Form des Stimmstocks. Das Anschlußkabel kann in an sich bekannter Weise mit einer Anschlußbuchse verbunden werden, die entweder in eines der f-Löcher geklemmt wird oder auch in die Zarge oder eine andere, geeignet erscheinende und vor allem nach Gesichtspunkten der Zweckmäßigkeit ausgewählte Stelle des Instrumentes gesetzt wird.A major advantage of the Tonabnahmesystems invention is that the sound picking can be done completely unobtrusive, and it is also readily possible to make them later on any instrument. The prong can be removed without difficulty preferably with the appropriate setting tools the instrument, so that the installation of the actual pickup outside of the instrument can be done in a convenient manner. According to the invention, the pickup, consisting of at least one piezoelectric element, and the vocal pot form a structural unit. This is achieved by the soldering post preferably receives at its web-end end a recess into which the piezoelectric element and a part of the connecting cable are embedded. The remaining cavities are filled with a stabilizing casting compound, such as a thermosetting casting resin, so that the one or more piezo elements receive a firm connection with the wood of the voice block and the connection cable experiences a traction protection. The pouring of the piezo elements allows the restoration of the original cylindrical shape of the voice block. The connection cable can be connected in a conventional manner with a connector socket which is clamped either in one of the f-holes or in the frame or another, seems appropriate and especially selected from the point of view of expediency selected point of the instrument.
Wird das Instrument gespielt, erfolgt seitens der Saiten eine Schwingungsübertragung auf den Steg und von hier auf den gesamten Resonanzkörper. Gleichzeitig erfolgt eine gewisse Schwingungserregung über den Hals auf den Resonanzkörper, so daß sich insgesamt gesehen schwer überschaubare stationäre Eigenschwingungen des Resonanzkörpers sowie bestimmte Formen des Energieaustausches zwischen den einzelnen Bauelementen und Zonen des Resonanzkörpers aufbauen. Der Stimmstock nimmt in entscheidender Weise am Schwingungsablauf teil, und zwar in der F orm, daß die dem Stimmstock aufgezwungenen Schwingungen spektral eine große Ähnlichkeit mit dem abgestrahlten Schall aufweisen und somit bei der erfindungsgemäßen Abnahme der Stimmstockschwingungen ein weitgehend natürliches und ausgewogenes Klangbild entsteht.When the instrument is played, the strings transmit vibration to the bridge and from here to the entire resonator. At the same time there is a certain vibration excitation over the neck on the resonator body, so that, as a whole, build up difficult manageable stationary oscillations of the resonator and certain forms of energy exchange between the individual components and zones of the resonator. The voice post participates in a decisive manner in the oscillation sequence, specifically in the form that the vibrations imposed on the voice pole have a great spectrally similarity to the radiated sound, and thus a largely natural and balanced sound image is produced in the case of the inventive reduction of the vocal floor vibrations.
Ausführi'ngsbelsplelAusführi'ngsbelsplel
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert.The invention will be explained below with reference to a schematic drawing of an embodiment.
Fig. 1: zeigt eine Querschnittsdarstellung einer Violine.Fig. 1: shows a cross-sectional view of a violin.
Der Steg 1 bildet das Koppelelement zwischen den Saiten 2 und der Decke 3, die mit den Zargen 5 und dem Boden β den Resonanzkörper bildet. Die Decke 3 weist links und rechts symmetrisch zum Steg 1 zwei Ausschnitte auf, die sogenannten f-Löcher 13. Unter dem linken Stegfuß befindet sich der Baßbalken 4, und der Stimmstock 7 ist zwischen Decke 3 und Boden 6 unter dem rechten, diskantneitigen Stegfuß geklemmt. In der Nähe dec oberen Klemmpunktes befindet sich eine ovale Öffnung im Stimmstock 7. Diese Aussparung 8 wird so gewählt, daß eine dünne hulzwand beidseitig bestehen bleibt. In die Aussparung 8 ist ein piezoelektrisches Wandlerelement 9 in Form eines Biegestreifens eingelegt, wobei die Ausrichtung des Biegestreifens in Längsrichtung des Stimmstocks 7 erfolgt. Das Anschlußkabel 11, vorzugsweise ein geschirmtes dünnes Kabel, dessen Schirm mit einem Pol des Biegestreifens und sein Innenleiter mit dem zweiten Pol elektrisch leitend verbunden ist, wird an line Anschlußbuchse 12 gelegt, die im linksseitigen f-Loch 13 befestigt ist. Bei der Anschlußbuchse 12 handelt es sich um eine 3-mm-Klinkenbuchse, an die ein zum Verstärker führendes Kabel angeschlossen werden kann. Das piezoelektrische Wandlerelement 9 sowie auch der Teil des in der Aussparung 8 verlaufenden Anschlußkabels 11 sind mit einem Gießharz 10 fest in die Aussparung 8 eingebettet.The web 1 forms the coupling element between the strings 2 and the ceiling 3, which forms the resonance body with the frames 5 and the bottom β. The ceiling 3 has left and right symmetrical to the bridge 1 two cutouts, the so-called f-holes 13. Under the left bridge foot is the bass bar 4, and the sound post 7 is clamped between the ceiling 3 and bottom 6 under the right, diskantneitigen bridge foot , Near the upper terminal point is an oval opening in the post 7. This recess 8 is chosen so that a thin hulzwand remains on both sides. In the recess 8, a piezoelectric transducer element 9 is inserted in the form of a bending strip, wherein the orientation of the bending strip in the longitudinal direction of the voice block 7 takes place. The connecting cable 11, preferably a shielded thin cable whose shield is electrically connected to one pole of the bending strip and its inner conductor to the second pole, is placed on line connector socket 12 which is fixed in the left side f-hole 13. The socket 12 is a 3 mm jack, to which a cable leading to the amplifier can be connected. The piezoelectric transducer element 9 as well as the part of extending in the recess 8 connecting cable 11 are embedded with a casting resin 10 fixed in the recess 8.