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Aus der Druckschrift
DE 694 21 269 T2 ist ein Membranophon mit einer in einem Spannrahmen an allen Seiten eingespannten Membran bekannt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber diesem bekannten Membranophon verbessertes Membranophon zu schaffen.
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1 zeigt in Seitenansicht eine praktische Ausführung eines Instruments mit parallel aneinanderliegenden Spielflächen längs zur Sagittalebene orientiert, wobei die Andrückrolle 1 vom Slagarm mitverschoben wird.
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Am Rahmen 2 sind die beiden Schlagfelle 3 befestigt, dessen Mittelstrebe 4 den Rahmen in zwei Spielfelder aufteilt. Zur besseren Übersicht ist nur das linke Instrument vollständig gezeichnet. Das rechte Instrument ist spiegelbildlich zu ergänzen.
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Über zwei höhenverstellbare Stativstangen ist der Rahmen mit dem u-förmigen Stativfuss 6 verbunden, wobei die Stativstange 5 zur Körperanpassung mit der Traverse 7 simultan in Sagittalrichtung verstellt werden kann. Zwischen den kippbaren zweifach gelagerten Spannbacken 8, s. 1, 3 ist die Membran geklemmt. An der unteren Spannbacke ist der runde Stiel 9 befestigt und trägt zwei gekreuzt verbundene Hülsen 10, wobei in der einen Hülse ein weiterer Stiel 11 verstellbar geklemmt ist, dessen Ende über den Gabelgelenkkopf 12 an die längenverstellbare Stange 13 angebunden ist. Stange 13 ist über das Gelenk 14 in einer T-Nutschiene 15 am Pedal justierbar angelenkt. Die Pedale sind kippbar auf dem Träger 16 befestigt, wobei die Träger zusätzlich längs der Traverse über die Schiebehülse 17 justierbar und über das blockierbare Drehgelenk 18 winkeljustierbar bezüglich der Traversenrichtung sind. Die am Stiel 9 befestigte Gummizugfeder 19 ist am anderen Ende an einer Rahmenstrebe befestigt und unter Vorspannung für eine neutrale, als Ruhelage bezeichnete Pedalstellung ohne äussere Pedalkräfte. Beim Kippen des Pedalfusses nach B wird die Membran zusätzlich über die Ruhespannung hinaus gespannt, beim Kippen nach A entspannt unterhalb der Ruhespannung um einen Glissandoeffekt zu erzielen.
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Die Andrückrolle 1 ist auf dem Träger 20 beidseitig gelagert befestigt, der mit dem Arm 21 eine torsions- und biegesteife Ecke bildet. Das im Träger 20 befestigte Führungsrohr 22 läuft widerstandsarm mit Linearlagern auf der Führungsschiene 23.
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Auf Träger 20 ist Rolle 24 zweifach gelagert und stützt sich auf dem Rahmen 2 ab, zur Aufnahme des durch die Armkräfte eingeleiteten Tosionsmoments. Mit Armende 21 ist die rutschfeste Auflage 25 festverbunden. Auf ihr ruht der Unterarm in geeigneter Schlagposition und über das Reibmoment zwischen Unterarm und Auflage wird der Arm und damit Rolle 1 verschoben. Zwischen Spannbacke 26 und Membran 3 ist ein austauschbarer Steg 27 eingelegt. Die Membran 3 ist zwischen Rahmenrohr 2 und Spannbacke 27 geklemmt, s. auch 11.
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2 zeigt verschiedene einlegbare Stege A, B, C im Querschnitt.
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Zur dynamischen Abdämpfung der schwingenden Membran ist s. 3 eine Dämpfungsvorrichtung am Rahmen 1 befestigt.
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Zum ungedämpften Spiel sind die Oberschenkel soweit ausgegrätscht, dass der Kugelkopf 2 in seiner Ruhestellung nicht mehr berührt wird, wobei dann die Stange 3 am Anschlag 4 durch die Federvorspannung 5 anliegt.
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Die Dämpfung wird eingeleitet durch eine Einwärtsbewegung des Oberschenkels aus der gegrätschten Haltung heraus, wobei der Oberschenkel in Nähe des Kniegelenks dann auf Kugelkopf 2 trifft, der auf der gebogenen Stange 3 sitzt.
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Die Füsse bleiben dabei Stets mit den Pedalflächen verbunden und können simultan zur Dämpfungsaktion die Pedale für die Änderung der Membranspannung betätigen.
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Stangenneigung und Lage wird mit dem Lager 6 und der Hülse 7 passend eingestellt und anschliessend geklemmt.
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Hülse 7 ist mit Hebel 14 drehfest verbunden und sie drehen um die Achse 9 an der Rahmenstrebe. Eine Zugfeder 5 hält den Hebel 14 unter dauernder Vorspannung. Die Dämpfungswirkung wird durch eine Einwärtsdrehung verstärkt und durch eine Auswärtsdrehung des Schenkels wieder abgeschwächt, wobei der Kugelkopf in dauerndem Beinkontakt bleibt bis er bei weiterer Auswärtsdrehung des Beins über die Ruhestellung hinaus, dort stehenbleibt und sich vom Bein abhebt ohne mehr zu dämpfen. Eine Koppel 10 überträgt die Kraft auf den an der Drehachse 11 befestigten Hebel 12. Die Drehachse ist beidseitig am Rahmen gelagert und dient zur Befestigung des elastischen, an die Membran mit zunehmender Drehung sich flächig anlegenden Dämpfungsmaterials 13.
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Der Umriss für diesen Drehflächendämpfer ist weitgehend variabel, s. 4. Umriss 1 entspricht der in 2. verwendeten Dämpferform. Andere Umrisse mit allen denkbaren Zwischenformen zeigen Form 2–6, wobei der Umriss zusätzlich zungenartig, spitzenartig bis hin zu vielen Einzelstäbchen oder Borsten aufgelöst ist.
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Zur weiteren Verbesserung der Dämpfer können diese aus zwei unterschiedlich stark dämpfenden Materialien zusammengesetzt sein, z. b. kann als Gesamtumrissfläche schwach dämpfende Mylarfolie verwendet werden und darübergelegt, nur im schraffierten Bereich, eine stark dämpfende Gummifolie.
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Nach 5 dämpfen die Drehflächendämpfer mit ihrer an der Membran anliegenden Seitenfläche.
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Die Dämpfungsfläche legt sich mit zunehmender Drehung stärker an die Membran an. In Stellung 1 berührt der Dämpfer erstmalig die Membran 3, im Endzustand 2 liegt er stark dämpfend an.
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Statt den Drehflächendämpfern wird weiterhin eine als Stirnflächendämpfer bezeichnete Art benutzt. Eine vorteilhafte Ausführung dieser mit ihrer Dämpferstirnfläche auf die Membran drückende Anordnung zeigt 6. Diese bildet vorteilhaft, in senkrechter Projektion auf die Membranfläche eine kleinere Fläche ab, als der Dämpfer in 5 und somit eine kleinere und daher weniger behindernde akustische Schattenfläche auf die Abstrahlung der ungedämpften Membranschwingung.
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Anstatt das Dämpfermaterial direkt auf einen starren Träger zu plazieren, wird in 6 der Träger optimiert auf eine gleichmässig zunehmende Dämpferwirkung und dies gestattet eine feihfühligere Bedienung. Zwei elastische Biegestreifen 1, 2 sind an ihren Enden gelenkig verbunden. Auf Streifen 1 ist Weichschaum 3 als Dämpfungsmaterial befestigt.
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Durch ein flaches Gummiband 4 werden die Streifen zur Eigenform vorgekrümmt. Mit zunehmender Dämpfung der Membran 1, s. 7, legen sich die Streifen, zuletzt flach aneinandergedrückt, auf die Grundplatte 4.
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Statt an einem an einer Drehachse befestigten Hebel 6, s. 8 kann auch der Dämpfer rein translativ verschoben werden, s. 6.
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Eine weitere Zusatzoption, für alle dargestellten Instrumente einsetzbar, zeigt 9. Hier wird die sonst rechtwinklig zu ihrer Verfahrrichtung stehende Rolle in einen beliebigen Anstellwinkel bis max. 45° aus der senkrechten Normallage gedreht. Dies ermöglicht ein mittiges Drehgelenk 1 zwischen Rollenhalter 2 und Schlitten 3.
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In 9 ist der Rollenhalter starr mit einer Verlängerungsstange 4 verbunden, die mit einer Hand verdreht wird, während die andere Hand die Membran anschlägt.
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In 10 kann die Verdrehung interaktiv mit derselben Schlaghand ausgeführt werden. Durch seitliche Verschiebungen des Unterarms relativ zur Armauflage 5 wird der Hebel 6 verdreht und damit über die Koppel 7 der starr mit dem Rollenhalter verbundene Hebel 8 geschwenkt.
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Für ein Instrument nach 1 kann eine noch ergonomisch sinnvoll bespielbare Membranlänge von etwa 0,8 m angegeben werden. Darüber hinaus muss von dieser Anordnung der Spielflächen längs zur Sagittalebene auf quer zur Saggitalebene ausgerichtete Flächen umgestiegen werden, s. 11. Damit ergeben sich noch sinnvoll bespielbare Membranlängen von 2 m in der Sitzposition. 11 erfasst den individuellen Bewegungsablauf eines feststehenden oder sitzenden Spielers als senkrechte Projektion auf eine quer zu seiner Sagittalebene angeordnete Spielfläche mit diskret dargestellten Einzelpositionen des armgesteuerten Schlagstocks zwischen den Maximalauslenkungen 1 und 2.
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Der Stockauftreffpunkt befindet sich stets auf der Mittellinie der Spielfläche und ist mit dem körperfesten Punkt 4 über die Linie 6 verbunden. Linie 5 konstanter Länge ist über den konstanten Winkel alpha mit der Linie 6 verbunden. Kurve 3 verbindet alle Stellungen des Endpunktes der Linie 5 miteinander. Kurve 7 verbindet alle Stellungen des Punktes 4 miteinander.
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Der individuelle Verlauf der Bewegungskurven ist abhängig von Stocklänge, individuellen Körperabmassen des Spielers, der Sitzposition usw.
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Zur qualitativen Beurteilung wurde die bespielte Mittellinie in A, B, C unterteilt. Den konstanten Weglängen zwischen den Auftreffpunkten entsprechen ungleichförmig sich verändernde Abschnitte auf Kurve 7. Im Bereich B sind die zurückgelegten Strecken des Punktes 4 kleiner als in A und C, jedoch ändert sich der variable momentane Drehwinkel beta stärker in B als in A, C.
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Die nicht eingezeichnete, längs der Mittellinie verschiebbare Andrückrolle befindet sich bezüglich des Schlagpunktes entweder stets auf der linken oder auf der rechten Seite.
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Befindet sie sich auf der linken Seite, so befindet sich der höchste spielbare Ton in 1 und der tiefste in 2.
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Um nun durch die Armbewegung über den Koppelpunkt 4 die Andrückrolle mitzuverschieben, wobei der Koppelpunkt als beliebiger Punkt, je nach Spielerpräferenz zwischen Hand- und Ellenbogengelenk gewählt wird, bedarf es eines ungleichförmig übersetzenden Getriebes. Dieses kann mit unterschiedlichsten Konstruktionen verwirklicht werden, jedoch vorteilhaft so, dass auf den bewegenden Unterarm kein Biegemoment wirkt.
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12 zeigt ein vorteilhaftes Getriebeschema für die praktische Umsetzung der in 11 dargestellten Kopplung zwischen Schlaghand und Schlitten. Statt des dargestellten Getriebes zur Steuerung des Schlittens über die Armbewegung, können auch andere Getriebekonstruktionen wie mehrgliedrige Koppel-, Zahnstangen-, Zugmittel- oder Kurvengetriebe verwendet werden.
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Kurve 3 in 11 wird vorteilhaft nachgebildet durch die am Rahmen 1 befestigte Nutkurve 8, an deren Flanken die Rolle 7 formschlüssig entlanggeführt wird, wobei jeweils eine Flanke für eine Richtung genutzt wird und bei Richtungsumkehr der Hebel 14 die mit ihr verbundene Rolle, durch die Spielpassung der Nutbreite bezüglich des Rollendurchmessers bedingt, auf die gegenüberliegende Flanke schwenkt. Hebel 14 ist starr mit Hebel 6 und Hebel 12 verbunden und sie schwenken gemeinsam um die am Schlitten 4 befestigte Achse 9.
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Am Hebelende 6 ist die profilierte Armauflage 13 drehbar gelagert. Die Armauflage kann auch starr mit Hebel 6 verbunden sein und andersartig geeignet profiliert.
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Die Kraftkomponente aus der Armbewegung längs zur Schlittenbewegungsrichtung verschiebt den Schlitten 4. Zur Verdrehsicherung bezüglich der Linearführung 15 dient der Ausleger 10, dessen Rolle sich am Rahmen abstützt.
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Vorteilhaft und fakultativ einsetzbar ist ein weiteres Getriebe, bestehend aus Hebel 12, Koppel 11 und der sich zum Schlitten 4 relativ bewegenden Laufhülse 5 mit daran befestigter Andrückrolle 3. Dieses hier als Schubkurbelgetriebe ausgeführte Ausgleichsgetriebe kann auch auf vielfältig andere Art mit Kurvenscheiben, Mehrfachkoppeln oder Verzahnungen ausgeführt sein. Bei einer Armbewegung nach A vergrössert sich dadurch die bespielte Membranlänge zusätzlich, bei einer Bewegung nach B verringert sie sich. Dadurch lässt sich der für jede Membranlänge anders definierte optimale Schlagauftreffpunkt einstellen.
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Die Ausbildung der Membranspannvorrichtung mittels Pedale und die Dämpfungsvorrichtung ist nicht eingezeichnet, jedoch in adaptierter Ausbildung der 1 entsprechend einzusetzen.
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13 zeigt in schematischer Seitenansicht die vorteilhafte Anordnung zweier simultan bespielbarer Membranflächen, wobei die waagrechte oder liegend geneigte Fläche der Anordnung in 11 entspricht. Darüber ist eine stehende oder stehend geneigte Fläche hinzugefügt mit seitlichem Versatz zur unteren Fläche, resultierend aus den unsymmetrischen Bedingungen der Spielergonomie von rechtem und linkem Arm. Jede Fläche ist zudem einzelverstellbar in allen Freiheitsgraden ihrer Raumlage durch eine geeignete Stativkonstruktion. Die Maximalauslenkungen sind mit 1, 2 bezeichnet.
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Wird Hebel 6 in 12 vorteilhaft starr mit dem Schlitten 4 verbunden, so dass Hebel 6 stets im gleichen Anstellwinkel verfährt und das Kurvengetriebe mit Nutkurve 8 daher überflüssig ist, so geht dies ergonomisch sinnvoll nur sich aufrecht bewegend mit folgenden zwei Bewegungstechniken:
- 1. Die Körpersagittalebene ist senkrecht zur Linearachse 15 hin orientiert ist und mit seitlich ausgleichenden Wiege- oder Seitwärtschreitbewegungen der Beine wird der Anstellwinkel des Schlagarms zur Längsrichtung der Spielfläche konstant gehalten.
- 2. Durch Vorwärts- oder Rückwärtsgehen, wobei die Saggitalebene dann parallel zur Achse 15 orientiert ist. Mit dieser Technik lassen sich vorteilhaft einzeln stehende Flächen mit unbegrenzter Membranlänge bespielen.
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Die folgenden Patentansprüche können durch die unten aufgelisteten, nicht zwingenden Merkmale ergänzt werden:
- 1.1 die Membran besitzt Rechteckform,
- 1.2 ein rechtes und linkes Instrument ist, jeweils von der rechten und linken Körperseite ausgehend, simultan bespielbar,
- 1.3 die Rahmen stehen in einer Reihe längs oder quer zur Sagittalebene,
- 1.4 die Dämpfung von störenden Schwingungen erfolgt durch, auf die Membran im Spielbereich gelegte Dämpfungsflächen
- 1.5 die Dämpfung von störenden Schwingungen im nicht bespielten Membranbereich erfolgt durch eine Dämpferleiste,
- 1.6 ein Steg mit elektrischem Tonabnahmer ist im bespielten Membranbereich eingeklemmt,
- 1.7 zur Veränderung der Schwingungscharakteristik werden im Spiel Klappenöffnungen an den freien Membranrändern gesteuert,
- 1.8 zur Klangverstärkung wird ein, den Spannrahmen der Membran umgebender, unten offener Kasten angesetzt,
- 2.1 die Membraneinspannung ist an einer Seite des Spannrahmens beweglich gelagert, durch eine Zugfeder vorgespannt und durch Körperbewegungen entspannbar oder stärker vorspannbar.
- 3.1 ein auf einer geraden oder gekrümmten Führungsschiene in Spannrichtung geführter Schlitten trägt die Rolle,
- 3.2 die exakte Tonhöhe wird durch eine mit einer Druckfeder beaufschlagten, vom Schlitten mitgeführten Rolle über Vertiefungen in der Laufschiene abgetastet,
- 5.1 ein in Sitzposition kniebetätigter, waagrecht schwenkender Hebel mit, um eine waagrechte Achse und um eine senkrecht dazu stehende, neigungsfixierbare zweite Achse (10) drehender elastischer Bügel (2) zur Oberschenkelanbindung, wird zur Ansteuerung der Membranspannung verwendet, wobei rechte und linke Kniebewegungen die Tonveränderung gleichsinnig oder gegensinnig steuern können,
- 5.2 simultan zur Kniesteuerung ist ein Fusspedal ansteuerbar,
- 5.3 ein Schnurzug mit momentenlosem Handgriff wird zur Verschiebung der Andrückrolle im senkrecht stehenden Rahmen verwendet (3),
- 5.3.1 im Handgriff ist ein Hebel (8) integriert, der den Bowdenzug der Membranentspannung anlenkt,
- 5.4 ein auf einer Führungsbahn mit dem Fuss verschiebbarer Schlitten überträgt seine Bewegung mittels Getriebe auf die Andrückrolle (21), während gleichzeitig kniebewegte Hebel (3) die Entspannungshebel (6) steuern.
