DE1009904B

DE1009904B - Device for converting mechanical vibrations into electrical vibrations with the aid of weight-loaded piezoelectric crystals

Info

Publication number: DE1009904B
Application number: DEJ9066A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Roman Jamka
Original assignee: ROMAN JAMKA DIPL ING
Current assignee: ROMAN JAMKA DIPL ING
Priority date: 1953-09-05
Filing date: 1954-08-25
Publication date: 1957-06-06

Description

Vorrichtung zum Umwandeln mechanischer in elektrische Schwingungen mit Hilfe gewichtsbelasteter piezoe'lektrischer Kristalle Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Umwandeln mechanischer in elektrische Schwingungen mit Hilfe gewichtsbelasteter piezoelektrischer Kristalle, insbesondere zur Tonverstärkung von Musikinstrumenten, wie z. B. Gitarre, Zither, Mandoline u. ä.Device for converting mechanical vibrations into electrical vibrations with the help of weight-loaded piezoelectric crystals The invention relates focuses on a device for converting mechanical vibrations into electrical vibrations with the help of weight-loaded piezoelectric crystals, especially for sound amplification of musical instruments, such as B. guitar, zither, mandolin, etc.

Es ist bekannt, an Musikinstrumenten mit solchen Wandlern Verstärkereinrichtungen anzubringen, um sie den erhöhten Anforderungen an die Lautstärke beim Spiel in größeren Räumen anzupassen. Hierbei wird das verwendete gewichtsbelastete piezoelektrische Kristallelement nicht direkt an die Tonabnehmerbuchsen vorhandener Rundfunkgeräte angeschlossen, sondern benötigt einen eigenen zusätzlichen Verstärker, dem erst der Lautsprecher nachgeschaltet ist. Hierdurch erhöhen sich die Gestehungskosten solcher Anlagen. Auch der Anwendung eigener, vom Radiogerät unabhängiger elektrischer Verstärkeranlagen stehen vielfach deren hohe Kosten entgegen, die ihre Verwendung vor allem in mittelgroßen Räumen infolge ungenügender Ausnutzung der Ausgangsleistung unwirtschaftlich macht.It is known to use amplifier devices on musical instruments with such transducers to be attached to them to the increased demands on the volume when playing in larger To adapt rooms. Here, the used weight-loaded piezoelectric Crystal element not directly connected to the pickup sockets of existing radio devices connected, but requires its own additional amplifier, which first the loudspeaker is connected downstream. This increases the prime costs such systems. Also the use of your own electrical ones that are independent of the radio Amplification systems are often opposed to their high costs and their use especially in medium-sized rooms due to insufficient utilization of the output power makes it uneconomical.

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung, die ein Verstärken von Tönen, insbesondere von Musikinstrumenten, mit Hilfe vorhandener Radiogeräte gestattet, wodurch auf einfache Weise eine laute, naturgetreue Wiedergabe in größeren Räumen, in denen das Instrument allein zu leise klingen würde, erreicht wird. Eine zusätzliche Verstärkereinrichtung ist nicht erforderlich. Die Erfindung geht zu diesem Zweck in bekannter Weise von gewichtsbelasteten Kristallen aus, bei denen das Gewicht um die Achse des geringsten Trägheitsmomentes des Kristalls schwingend angeordnet ist. Es sind bereits Anordnungen bekanntgeworden, bei denen das Kristallelement gewichtsbelastet ist. Jedoch haben diese Anordnungen jeweils mehrere getrennte Gewichte, die an den Ecken des Kristallelementes verteilt sind. Diese Art der Aufhängung der Belastungsgewichte setzt jedoch der Größe des -verwendeten Gewichtes eine Grenze und erfordert besondere Halterungen für den Kristall. Diese Nachteile will die Erfindung beseitigen. Sie verbessert den Wirkungsgrad dadurch, daß diese Belastung aus einem einzigen das Kristallelement U-förmig von beiden Seiten umgreifenden Gewicht besteht. Die beiden kürzen Schenkel des Belastungskörpers sind zwischen Grundkörper und Begrenzungsbügel frei schwingend angeordnet und mit je einem, Schlitz zur Aufnahme des Kristalls versehen. Besonderes Augenmerk wurde auf die raumsparende Anordnung des Gewichtes gelegt. Bei dieser Anordnung kann das Belastungsgewicht ganz erheblich vergrößert werden, so daß die stärkere Durchbiegung des Kristallelementes eine wesentlich höhere Ausgangsspannurig liefert als bei den bisher üblichen Elementen dieser Art.The invention is a device that a reinforcing of sounds, in particular from musical instruments, with the aid of existing radio devices allowing a simple way of a loud, lifelike reproduction in larger Spaces in which the instrument would sound too quiet on its own is reached. One additional amplifier equipment is not required. The invention goes to for this purpose in a known manner from weight-loaded crystals, in which the weight swinging around the axis of the lowest moment of inertia of the crystal is arranged. Arrangements are already known in which the crystal element is weight-loaded. However, these arrangements each have several separate weights, which are distributed at the corners of the crystal element. This type of suspension of the However, loading weights sets a limit on the size of the weight used and requires special mounts for the crystal. The invention aims at these disadvantages remove. It improves the efficiency in that this load from one single weight encompassing the crystal element in a U-shape from both sides. The two shorter legs of the load body are between the base body and the limiting bracket Arranged freely swinging and each with a slot to accommodate the crystal Mistake. Special attention was paid to the space-saving arrangement of the weight placed. With this arrangement, the loading weight can be increased considerably so that the greater deflection of the crystal element is a much higher Output voltage delivers than with the previously common elements of this type.

Die Zeichnungen zeigen ein Beipiel für die Ausführung der Erfindung, und zwar zeigt Fig, 1 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach der Erfindung, bei der die Begrenzungsbügel der übersicht halber nicht dargestellt sind, Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II, Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III der Fig. 1, Fig.4 und 5 zwei verschiedene Befestigungsarten der Vorrichtung an einem Musikinstrument, teilweise im Schnitt.The drawings show an example for the implementation of the invention, namely, Fig. 1 shows a plan view of the device according to the invention, at which the limiting bars are not shown for the sake of clarity, FIG. 2 shows a Section along the line II-II, Fig. 3 is a section along the line III-III of the Fig. 1, Fig.4 and 5 two different types of attachment of the device to one Musical instrument, partly in cut.

In den Fig. 1 bis 3 wurde der Verständlichkeit halber das Gehäuse weggelassen.In FIGS. 1 to 3, the housing has been shown for the sake of clarity omitted.

Auf dem Grundkörper 1 sind zwei kreisabschnittförmige Distanzkörper 2; z. B. aus Kunststoff od. dgl., angeordnet, auf denen die einander gegenüberliegenden, vorzugsweise abgeflachten Ecken 3 des annähernd quadratischen Kristalls 4 aufliegen. Um den Kristall 4 in. seiner Lage festzuhalten, ist ein Haltebügel 5 diagonal über dem Kristall 4 vorgesehen und mit -Hilfe der Schrauben-6 an den Distanzkörpern 2 bzw. dem Grundkörper 1 befestigt. Um ein Beschädigen des Kristalls 4 zu vermeiden, sind in bekannter Weise zwischen dem Kristall 4 und den Distanzkörpern 2 bzw. dem Haltebügel 5 elastische Zwischenlagen 7 aus Gummi od. ä. vorgesehen. An den ebenfalls abgeflachten Ecken 8 des Kristalls 4 ist ein U-förmiges Gewicht 9 aufgehängt, das zwischen den Distanzkörpern 2 schwingen kann. Die beiden kurzen Schenkel 10 des Gewichtes 9 weisen Schlitze 11 auf, in welche die Ecken 8 des Kristalls 4, nachdem er mit elastischen Zwischenlagen? aus Gummi od. dgl. versehen worden ist, eingeschoben werden. Nach oben werden die Schwingungen des Gewichtes 9 und damit des Kristalls 4 durch die Begrenzungsbügel 12, die an ihrer dem Gewicht zugekehrten Seite mit einem Gummibelag 13 versehen sind und parallel zu den Schenkeln 10 verlaufen, begrenzt und nach unten durch den ebenfalls nahe den Schenkeln 10 mit einem Gummibelag 13 versehenen Grundkörper 1. Dabei ist der zwischen den Schenkelober- bzw. -unterseiten und den Unter- bzw. Oberkanten der Gummibeläge 13 der Begrenzungsbügel bzw. des Grundkörpers verbleibende Luftspalt so bemessen, daß der Kristall seine Schwingungen unbehindert durchführen kann, bei auftretenden größeren Stößen von außen jedoch vor Bruch geschützt ist. Mit 14 sind weiche Zwischenlagen aus- Schaumgummi od. dgl, bezeichnet, die das Gewicht 9 in seiner Lage zwischen den Distanzkörpern 2 sichern und quer zur Längsachse auftretende Stöße dämpfen. 15 sind die beiden Leitungsanschlüsse des Kristalls 4, die zum Potentiometer führen, das an der Innenseite des Gehäuses 16 angeordnet ist und mit Hilfe des Handrades 17 betätigt werden kann. Es kann jedes handelsübliche Potentiometer verwendet werden, von dem dann ein abgeschirmtes Kabel zum Radiogerät führt. Die Distanzkörper 2 können auch aus einem Stück mit dem Grundkörper 1 bestehen.On the base body 1 are two circular segment-shaped spacers 2; z. B. od plastic. The like. Arranged on which the opposite, preferably flattened corners 3 of the approximately square crystal 4 rest. In order to hold the crystal 4 in its position, a retaining bracket 5 is provided diagonally above the crystal 4 and is fastened to the spacer bodies 2 or the base body 1 with the aid of the screws 6. In order to avoid damaging the crystal 4, elastic intermediate layers 7 made of rubber or the like are provided in a known manner between the crystal 4 and the spacers 2 or the retaining bracket 5. A U-shaped weight 9, which can oscillate between the spacer bodies 2, is suspended from the corners 8 of the crystal 4, which are also flattened. The two short legs 10 of the weight 9 have slots 11 into which the corners 8 of the crystal 4 after it has been provided with elastic intermediate layers? Made of rubber or the like. Has been provided, can be inserted. Upwards, the vibrations of the weight 9 and thus of the crystal 4 are limited by the limiting brackets 12, which are provided with a rubber lining 13 on their side facing the weight and run parallel to the legs 10, and downwards by the likewise near the legs 10 with a rubber lining 13 provided base body 1. The air gap remaining between the upper and lower sides of the legs and the lower and upper edges of the rubber linings 13 of the limiting bracket or the base body is dimensioned so that the crystal can carry out its vibrations unhindered occurring larger impacts from the outside, however, is protected from breakage. Soft intermediate layers of foam rubber or the like are denoted by 14, which secure the weight 9 in its position between the spacers 2 and dampen shocks occurring transversely to the longitudinal axis. 15 are the two line connections of the crystal 4, which lead to the potentiometer, which is arranged on the inside of the housing 16 and can be operated with the aid of the handwheel 17. Any commercially available potentiometer can be used, from which a shielded cable then leads to the radio device. The spacer bodies 2 can also consist of one piece with the base body 1.

Die Befestigung der Vorrichtung auf dem Musikinstrument kann z. B. nach Fig. 4 auf einfache Weise durch einen Saugkörper 18 aus Gummi od. dgl. erfolgen, der an beliebiger Stelle des Grundkörpers am Musikinstrument durch Andrücken angebracht werden kann. Trotz des Saugkörpers 18, der ein elastisches Verbindungsglied zwischen Musikinstrument und Abtastelement darstellt, erfolgt eine einwandfreie Tonverstärkung.The attachment of the device on the musical instrument can, for. B. 4 in a simple manner by a suction body 18 made of rubber or the like. which is attached at any point on the main body of the musical instrument by pressing can be. Despite the absorbent body 18, which is an elastic connecting member between Represents musical instrument and sensing element, sound amplification is flawless.

Nach Fig. 5 ist an den nach einer Seite über das Gehäuse 16 hinaus verlängerten Grundkörper 19 eine L-förmige Klammer 20 angelenkt, deren annähernd parallel zum längeren Schenkel der Klammer 20 angeordneter Anschlag 21 mit einer durch den verlängerten Grundkörper hindurchgeschraubten Halteschraube 22 zusammenarbeitet. Durch Drehen der Halteschrauben 22 wird der längere Schenkel der Klammer 20 gegen den Boden des Instrumentes gepreßt und dadurch die Vorrichtung am Instrument befestigt. Zur Vermeidung einer Beschädigung der Oberfläche des Instrumentes ist an der dem Musikinstrument zugekehrten Seite des verlängerten Grundkörpers 19 bzw. der L-förmigen Klammer 20 eine Filz-bzw. Stoffauflage 23 vorgesehen.According to Fig. 5 is on one side of the housing 16 also extended base body 19 an L-shaped bracket 20 articulated, the approximately parallel to the longer leg of the bracket 20 arranged stop 21 with a through the extended base body screwed retaining screw 22 cooperates. By turning the retaining screws 22, the longer leg of the clamp 20 is against pressed the bottom of the instrument, thereby securing the device to the instrument. To avoid damage to the surface of the instrument, the Musical instrument facing side of the extended base body 19 or the L-shaped Clamp 20 a felt or. Fabric support 23 is provided.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist folgende: Die vom Resonanzboden des Musikinstrumtes ausgehenden mechanischen Schwingungen werden auf den verlängerten Grundkörper 19 bzw. den Grundkörper l über den Saugkörper 18 übertragen und über die Distanzkörper 2 und den Haltebügel 5 an den Kristall 4 weitergeleitet. Die Ecken 3 des Kristalls 4 werden gegenüber den Ecken 8 gehoben und gesenkt; der Kristall wird dabei mehr oder weniger mechanisch durchgebogen, wodurch in ihm eine elektrische Spannung entsteht, die über die Anschlußdrähte 15 und das Potentiometer auf das Rundfunkgerät übertragen wird. Dabei kann durch Betätigen des Handrades 17 des Potentiometers die erzeugte Spannung bis auf 0 vermindert werden. Hierdurch hat der Spieler des Musikinstrumentes die Möglichkeit, die Lautstärke der vom Lautsprecher hervorgebrachten Töne selbst zu beeinflussen. Die dem Rundfunkgerät zugeleiteten Ströme werden dann in bekannter Weise verstärkt.The mode of operation of the device according to the invention is as follows: The mechanical vibrations emanating from the soundboard of the musical instrument are on the extended base body 19 or the base body l via the absorbent body 18 and transferred via the spacer 2 and the bracket 5 to the crystal 4 forwarded. The corners 3 of the crystal 4 are raised relative to the corners 8 and lowered; the crystal is more or less mechanically bent, whereby an electrical voltage arises in it, which via the connecting wires 15 and the potentiometer is transmitted to the radio. You can do this by pressing of the handwheel 17 of the potentiometer, the generated voltage can be reduced to 0. This allows the player of the musical instrument to adjust the volume to influence the sounds produced by the loudspeaker. The one to the radio supplied currents are then amplified in a known manner.

Claims

PATENTANSPP (`CF" I'-1. Device for converting mechanical into electrical Vibrations with the aid of weight-loaded piezoelectric crystals, in particular for sound amplification of musical instruments where the crystal is exposed to stress is subject and swing freely around the axis of its lowest moment of inertia can, characterized in that the load from a single the crystal element (4) U-shaped from below on two sides encompassing weight (9).

2. Device according to: claim 1, characterized in that two opposite corners (3) of the approximately square crystal (4) with the base body (1, 19) via spacers (2) are connected, while at the other two corners (8) the freely hanging weight (9) attacks.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the weight (9) has an upwardly open U-shaped cross-section, both of which are short Leg (10) swing freely between the base body (1) and the limiting bracket (12) arranged and each provided with a slot (11) for receiving the crystal (4) are.

4. Device according to claims 2 and 3, characterized in that a is provided diagonally over the crystal (4) arranged retaining bracket (5).

5. Device according to claims 2 to 4, characterized in that the crystal (4) has intermediate layers (7) made of rubber or the like. Is connected to the weight (9) or the retaining bracket (5).

6. Device according to claims 2 to 5, characterized in that the retaining bracket (5) and base body (1) on the one facing the leg (1Ö) of the weight (9) Side with rubber layers (13) or the like. Are provided.

7. Device according to the claims 2 to 6, characterized in that - that soft intermediate layers (14), z. B. made of foam rubber, between weight (9) and spacer body (2) are provided, which are transverse to the longitudinal axis of the weight Reduce occurring shocks. Publications considered: German patent specification No. 739 966.