DE10318216B4 - Sound vibration reduction system, sound instrument and method for the reduction of sound vibrations - Google Patents

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Abstract

Schallschwingungsabnahmesystem zur Umwandlung von Schallschwingungen eines Klanginstrumentes in elektrische Signale mit
– zumindest einem mechanisch-elektrischen Wandler (14) mit einem aktiven und einem passiven (6) Bewegungspol, wobei der aktive Bewegungspol mit einer Schallschwingungsabnahmestelle (8, 81 ,82) des Klanginstrumentes entweder direkt oder über ein zwischenliegendes Durchleitelement (7) in Kontakt bringbar ist,
– zumindest einem Trägheitsmassenelement (2), das mit dem passiven Bewegungspol (6) des Wandlers (14) verbunden ist, und
– zumindest einer schwingungsentkoppelnden, von einer Verbindung über den Wandler (14) unabhängigen Lagerung (3) zur Lagerung des zumindest einen Trägheitsmassenelementes (2) und zur Schwingungsentkopplung parallel zur Richtung der abzunehmenden Schallschwingungen, wobei das Trägheitsmassenelement (2) über die schwingungsentkoppelnde Lagerung (3) mit einem Bereich verbunden ist, der nicht der Schallschwingungsabnahmestelle (8, 81 ,82) des Klanginstrumentes entspricht.Schallschwingungsabnahmesystem for converting sound vibrations of a sound instrument into electrical signals with
- At least one mechanical-electrical converter (14) having an active and a passive (6) Bewegungspol, the active Bewegungspol with a Schallschwingungsabnahmestelle (8, 81, 82) of the sound instrument either directly or via an intermediate passage element (7) into contact is
- At least one inertial mass element (2), which is connected to the passive Bewegungspolpol (6) of the transducer (14), and
- At least one vibration-decoupling, by a connection via the transducer (14) independent storage (3) for supporting the at least one inertial mass element (2) and for vibration decoupling parallel to the direction of the abzunehmenden sound vibrations, wherein the inertial mass element (2) via the vibration-decoupling storage (3 ) is connected to an area that does not correspond to the sound vibration receiving point (8, 81, 82) of the sound instrument.

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Description

Die Erfindung btetrifft ein Schallschwingungsabnahmesystem zur Umwandlung von Schallschwingungen eines Klanginstrumentes in elektrische Signale, ein Klanginstrument mit einem solchen Schallschwingungsabnahmesystem und Verfahren zum Abnehmen von Schallschwingungen von einem Klanginstrument.The Invention btistakes a Schallschwingungsabnahmesystem for conversion from sound vibrations of a sound instrument to electrical signals, a sound instrument with such a sound vibration reduction system and methods for removing sound vibrations from a sound instrument.

Schallschwingungsabnahmesysteme dienen zur Ankopplung an Körperschall z. B. eines Musikinstrumentes, um die abgenommenen Schallschwingungen in elektrische Signale umzuwandeln. Diese elektrischen Signale dienen dann mit Hilfe elektronischer Komponenten zur Verstärkung des Schalles oder Aufzeichnung. Insbesondere werden derartige Schallschwingabnahmesysteme als Tonabnehmer für Musikinstrumente eingesetzt. Dabei wäre der Einsatz in folgenden Haupteinsatzgebieten wünschenswert:

  • – Bei Live-Auftritten vor großem Publikum, im Freien oder bei der Kombination von leisen akustischen Instrumenten mit den beliebig verstärkbaren elekroakustischen Instrumenten muß der Schall der akustischen Instrumente in elektrische Signale gewandelt und nach dem Durchlaufen von Mischpulten und Verstärkern über Lautsprecher wiedergegeben werden. Als Wandler eignen sich Tonabnehmer prinzipiell besser als Mikrofone, da bei Tonabnehmeranordnungen die Rückkopplungsschwelle deutlich höher liegt als bei Mikrofonanordnungen.
  • – Im Gebiet der Musikaufnahmetechnik und im vorgenannten Anwendungsgebiet ist es häufig wünschenswert, wenn die einzelnen Instrumente über separate Kanäle aufgenommen werden können, um dann über die spätere Signalverarbeitung, etwa an Mischpulten, den Klang und die Lautstärkeverhältnisse abzustimmen. Bei der Aufnahme über einzelne Mikrofone werden hierzu Richtmikrofone und besonders dicht am Schallerzeuger angebrachte Mikrofone eingesetzt. Zum Teil müssen die Einzelinstrumente in schallisolierenden Einzelräumen aufgenommen werden. Beim Einsatz von Tonabnehmersystemen an leisen akustischen Instrumenten würden sich die geschilderten aufwendigen Mikrofonaufnahmeanordnungen erübrigen, da das Übersprechen auf die Mikrofone benachbarter Instrumente vermieden wird.
Schallschwingungsabnahmesysteme serve for coupling to structure-borne noise z. B. a musical instrument to convert the removed sound vibrations into electrical signals. These electrical signals are then used with the help of electronic components to amplify the sound or recording. In particular, such Schallschwingabnahmesysteme be used as a pickup for musical instruments. The use in the following main fields of application would be desirable:
  • - For live performances in front of a large audience, in the open air or when combining soft acoustic instruments with any amplifiable electroacoustic instruments, the sound of the acoustic instruments must be converted into electrical signals and played back through speakers after passing through mixing consoles and amplifiers. In principle, pickups are better suited as converters than microphones, since in pickup arrangements the feedback threshold is significantly higher than in microphone arrangements.
  • - In the field of music recording technology and in the aforementioned field of application, it is often desirable if the individual instruments can be recorded via separate channels, and then vote on the subsequent signal processing, such as mixing consoles, the sound and the volume ratios. For recording via individual microphones, directional microphones and especially microphones mounted close to the sound generator are used. In part, the individual instruments must be recorded in sound-insulating individual rooms. When using pick-up systems on quiet acoustic instruments, the described elaborate microphone receiving arrangements would be unnecessary because the crosstalk to the microphones of adjacent instruments is avoided.

Bekannte Syteme, wie sie z. B. in EP 0 840 282 A1 oder US 6,255,565 B1 bschrieben sind, greifen den Körperschall eines Saiteninstrumentes mit Hilfe einer piezokeramischen Folie unter den Stegfüßen des Saiteninstrumentes oder an den Saiten direkt ab.Known systems, as z. In EP 0 840 282 A1 or US 6,255,565 B1 are borrowed, grab the structure-borne noise of a stringed instrument with the help of a piezoceramic film under the bridge feet of the stringed instrument or on the strings directly from.

Bei bekannten Systemen nimmt der Steg, in der Regel aus Holz, die Saitenschwingungen als mechanische Schwingungen auf, transformiert und filtert sie und leitet sie über die Stegfüße auf einen Klangboden, der den Schall weiter transformiert und schließlich an die Umgebung als Luftschall abstrahlt. Viele marktübliche Tonabnehmersysteme koppeln an den Körperschall dieses Steges an. Kernstück des Tonabnehmers ist der Wandler, der die mechanischen Schwingungen in elektrische Schwingungen umsetzt. Wegänderungen in Form mechanischer Schwingungen werden vom Wandler in elektrische Spannungsänderungen umgewandelt. Solche Tonabnehmersysteme können in vorhandene oder eigens angefertigte Ausnehmungen des Steges eingefügt oder eingeklemmt werden, wie es in US 4,785,704 beschrieben ist.In known systems, the bridge takes, usually made of wood, the string vibrations as mechanical vibrations, transforms and filters them and passes them over the bridge feet on a sound ground, which further transforms the sound and finally radiates to the environment as airborne sound. Many commercially available pickup systems connect to the structure-borne sound of this bridge. The heart of the pickup is the transducer, which converts the mechanical vibrations into electrical vibrations. Path changes in the form of mechanical vibrations are converted by the converter into electrical voltage changes. Such Tonabnehmersysteme can be inserted or trapped in existing or specially made recesses of the web, as in US 4,785,704 is described.

EP 0 609 553 61 beschreibt einen Tonabnehmer für Musikinstrumente, bei dem Schwingspulen durch den Resonanzkörper des Instrumentes in Schwingungen versetzt werden, die in den Ringspalt eines Permanentmagneten reichen. An den Spulen wird die durch die Schwingungen erzeugte Induktionsspannung abgegriffen. Der Permanentmagnet als passiver Bewegungspol des auf diese Weise gebildeten Wandlers ist durch Federn entkoppelt. EP 0 609 553 61 describes a pickup for musical instruments in which voice coils are vibrated by the sound box of the instrument, which extend into the annular gap of a permanent magnet. At the coils, the induction voltage generated by the vibrations is tapped. The permanent magnet as a passive movement pole of the transducer formed in this way is decoupled by springs.

Andere Tonabnehmersysteme sind als Zwischenglied zwischen dem saitenführenden Oberteil des Steges und den auf dem Klangboden stehenden Füßen ausgeführt, so wie es in EP 0 840 282 A1 beschrieben ist. Die Körperschallwellen durchlaufen im Wandler die Strecke zwischen seinen beiden Bewegungspolen und erfahren dabei eine Phasenverschiebung, die als Relativauslenkung der beiden Bewegungspole zur eigentlichen Wandlung zur Verfügung steht.Other pickup systems are designed as an intermediate link between the string-guiding upper part of the bridge and the feet standing on the soundboard, as it is in EP 0 840 282 A1 is described. The structure-borne sound waves pass through the path between its two poles of motion in the converter and experience a phase shift which is available as relative displacement of the two poles of movement for actual conversion.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Schallschwingungsabnahmesystem zur Umwandlung von Schallschwingungen eines Klanginstrumentes in elektrische Signale, ein Klanginstrument mit einem Schallschwingungsabnahmesystem und Verfahren zur Abnahme von Schallschwingungen zur Umwandlung in elektrische Signale mit verbesserten akustischen Eigenschaften anzugeben. Diese Aufgabe wird mit einem Schallschwingungsabnahmesystem mit den Merkmalen des Anspruches 1, einem Klanginstrument mit den Merkmalen des Anspruches 20 und Verfahren zur Schallschwingungsabnahme mit den Merkmalen des Anspruches 25 oder 26 erreicht. Unteransprüche sind auf bevorzugte Ausführungen gerichtet.task The present invention is a sound vibration pickup system for the conversion of sound vibrations of a sound instrument in electrical signals, a sound instrument with a sound vibration pickup system and methods for reducing sound vibrations for conversion into electrical signals with improved acoustic properties specify. This task is done with a sound vibration pickup system with the features of claim 1, a sound instrument with the Characteristics of claim 20 and method of sound vibration decrease with achieved the features of claim 25 or 26. Subclaims are on preferred versions directed.

Ein erfindungsgemäßes Schallschwingungsabnahmesystem zur Umwandlung von Schallschwingungen eines Klanginstrumentes in elektrische Signale weist zumindest einen mechanisch-elektrischen Wandler mit einem aktiven und einem passi ven Bewegungspol auf, wobei der aktive Bewegungspol mit einer Schallschwingungsabnahmestelle des Klanginstrumentes entweder direkt oder über ein zwischen liegendes Durchleitelement in Kontakt bringbar ist. Weiterhin ist zumindest ein Trägheitsmassenelement vorhanden, dass mit dem passiven Bewegungspol des Wandlers verbunden ist und es ist weiterhin zumindest eine schwingungsentkoppelnde, von einer Verbindung über den Wandler unabhängige Lagerung zur Lagerung des zumindest einen Trägheitsmassenelementes vorgesehen und zur Schwingungsentkopplung parallel zur Richtung der abzunehmenden Schaltschwingungen, wobei das Trägheitsmassenelement über die schwingungsentkoppelnde Lagerung mit einem Bereich verbunden ist, der nicht der Schaltschwingungsabnahmestelle des Klanginstrumentes entspricht. Aus Symmetriegründen und wegen der leichten Anpaßbarkeit an die Geometrie z. B. des Steges eines Saiteninstrumentes werden vorteilhafterweise zwei Wandler und zwei Trägheitsmassen eingesetzt.An inventive Schallschwingungsabnahmesystem for converting sound vibrations of a sound instrument into electrical Sig nale has at least one mechanical-electrical transducer with an active and a passi ven Bewegungspol, wherein the active Bewegungspol is brought into contact with a Schallschwingungsabnahmestelle the sound instrument either directly or via an intermediate lying passage. Furthermore, at least one inertia mass element is present, which is connected to the passive movement pole of the converter and it is further provided at least one vibration-decoupling, independent of a connection via the transducer bearing for supporting the at least one inertial mass element and for vibration decoupling parallel to the direction of the abzunehmenden switching vibrations the inertia mass element is connected via the vibration-decoupling mounting to a region which does not correspond to the switching vibration decay point of the sound instrument. For reasons of symmetry and because of the easy adaptability to the geometry z. B. the web of a stringed instrument advantageously two transducers and two inertial masses are used.

Das zumindest eine zusätzliche Trägheitsmassenelement ruht also im wesentlichen gegenüber der abzunehmenden Schwingung, sowohl gegenüber der Schallschwingungsabnahmestelle als auch gegenüber anderen schwingenden Teilen des Instrumentes.The at least one extra Inertial mass element is essentially opposite the abzunehmenden vibration, both with respect to the Schallschwingungsabnahmestelle as well as opposite other vibrating parts of the instrument.

Im Unterschied zu konventionellen Tonabnehmersystemen verwendet das erfindungsgemäße Schallschwingungsabnahmesystem einen oder mehrere Wandler, deren passiver Bewegungspol mit von dem eigentlichen Wandler unabhängigen Trägheitsmassen verbunden ist, die separat über schwingungsentkoppelnde Tonabnehmerlagerungen an einer relativ dazu ruhenden Bezugsumgebung gelagert sind. Vorteilhaft sind Trägheitsmassen von mindestens 20 g.in the This differs from conventional pickup systems Sound-absorbing system according to the invention one or more transducers, whose passive Bewegungspol with of the independent converter independent inertial masses connected separately over vibration-isolating pickup bearings at a relative thereto stationary reference environment are stored. Inertia masses are advantageous of at least 20 g.

Für die Zwecke des vorliegenden Textes wird die Lagerung als schwingungsentkoppelnd bezeichnet, wenn sie zumindest in Richtung parallel zur Richtung der abzunehmenden Schallschwingungen schwingungsentkoppelnd wirkt.For the purpose of the present text, the storage is as vibration decoupling denotes, if at least in the direction parallel to the direction the abzunehmenden sound vibrations acts vibration decoupling.

Ein erfindungsgemäßes Schallschwingungsabnahmesystem verfügt über zumindest eine Trägheitsmasse mit Wandler. Es können jedoch ebenso zwei oder mehr Trägheitsmassen mit entsprechend vielen Wandlern vorgesehen sein. Sind mehrere Wandler mit Trägheitsmassen vorgesehen, so können die Wandler zusammengeschaltet werden, um das elektrische Signal zu verstärken. Je nach dem, ob die Wandler beim Betrieb des Klanginstrumentes gleichphasig oder gegenphasig schwingen, werden die Signale gegenphasig bzw. gleichphasig zueinander geschaltet, um ein optimales Verstärkungsergebnis zu erreichen.One Sound-absorbing system according to the invention has at least an inertial mass with converter. It can but also two or more inertial masses be provided with a corresponding number of transducers. Are several transducers with inertial masses provided, so can the converters are interconnected to the electrical signal to reinforce. Depending on whether the transducers in-phase during operation of the sound instrument or oscillate in phase opposition, the signals are in anti-phase or In-phase connected to each other for an optimal gain result to reach.

Mit dem erfindungsgemäßen Schallschwingungsabnahmesystem können elektrische Ausgangsleistungen erbracht werden, welche geeignet sind, analoge Line-In-Eingänge von Audiogeräten normal und rückwirkungsfrei ohne Zwischenschaltung von elektronischen Vorverstärkern anzusteuern. So ist z. B. eine mittlere Ausgangsspannung von größer 0,25 V unter einer Ausgangsnennimpedanz von weniger als 15 kOhm zu erreichen.With the sound vibration reduction system according to the invention can electrical output powers are provided, which are suitable analog line-in inputs of audio devices normal and reaction-free without the interposition of electronic preamplifiers. So is z. B. an average output voltage of greater than 0.25 V below a nominal output impedance of less than 15 kOhm.

Andererseits eignet sich aufgrund der optimalen Schallschwingungsabnahmeeigenschaften des erfindungsgemäßen Systems das System auch zur Schallschwingungsabnahme von leisen Instrumenten, insbesondere auch von semi-akustischen Instrumenten, deren Handhabung originalen akustischen Instrumenten entspricht, welche aber keinen lauten Direktschall abgeben sollen. Mit derartigen semiakustischen Instrumenten können z. B. Konzertmusiker üben, ohne auf weit abgelegene oder schallisolierte Räume angewiesen zu sein. Solche Instrumente mit einem erfindungsgemäßen Schallschwingungsabnahmesystem können in Form, Gewicht, Handhabung und Ansprache den originalen akustischen Instrumenten möglichst weitgehend entsprechen. Der Musiker kann den weitgehend originalen Klang z. B. über Kopfhörer oder nahe den Ohren positionierte Lautsprecher wahrnehmen. Dennoch kann die prinzipielle Spieltechnik an einem solchen semiakustischen Instrument dem originalen Instrument entsprechen.on the other hand is suitable due to the optimal sound vibration decay characteristics of the inventive system the system also for the sound vibration decrease of quiet instruments, especially of semi-acoustic instruments, their handling original acoustic instruments, but which are not loud To deliver direct sound. With such semi-acoustic instruments can z. B. practice concert musician, without relying on remote or soundproofed rooms. Such Instruments with a Schallschwingungsabnahmesystem invention can in shape, weight, handling and addressing the original acoustic Instruments as possible largely correspond. The musician has the largely original sound z. B. over headphone or perceive speakers positioned near the ears. Yet can the principle playing technique on such a semi-acoustic Instrument corresponding to the original instrument.

Das erfindungsgemäße Schallschwingungsabnahmesystem ist mit unterschiedlichen Instrumenten einsetzbar, aber z. B. auch als Tonabnehmer an eine Glasscheibe ankoppelbar, die Geräusche und Klänge der Umgebung aufnimmt. Besonders vorteilhaft ist jedoch die Verwendung mit einem Saiteninstrument, z. B. einem Cello.The Sound-absorbing system according to the invention is usable with different instruments, but z. Belly as a pickup to a glass pane coupled, the sounds and sounds of the Environment absorbs. However, the use is particularly advantageous with a stringed instrument, z. B. a cello.

Aufgrund der schwingungsentkoppelnden Eigenschaft der Trägheitsmassen könnte die der Trägheitsmasse abgewandte Seite dieser Lagerung sogar in unmittelbarer Nähe der Schallschwingungsabnahmestelle vom Klanginstrument befestigt sein. Um eine Dämpfung der abnehmbaren Amplitude zu vermeiden und eine Klangbeeinflussung zu minimieren, wird jedoch als Befestigungsstelle vorzugsweise ein weiter von der Schallschwingungsabnahmestelle entfernter Ort mit geringerer Eigenschwingung ausgewählt.by virtue of The vibration decoupling property of the inertial masses could be the the inertial mass opposite side of this storage even in the immediate vicinity of the Schallschwingungsabnahmestelle be attached by the sound instrument. To a damping of the removable amplitude however, to avoid and minimize sound interference will as attachment point preferably a farther from the Schallschwingungsabnahmestelle Site selected with lower self-oscillation.

Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn der Elastizitätsmodul (bzw. die Materialsteifigkeit) des Trägheitsmassenelementes einschließlich der Verbindung des Trägheitsmassenelementes mit dem passiven Bewegungspol des Wandlers einen Wert von mindestens 20 N/mm2 aufweist.It has proved to be particularly advantageous if the modulus of elasticity (or material stiffness) of the inertia mass element including the connection of the inertia mass element to the passive movement pole of the transducer has a value of at least 20 N / mm 2 .

Die schwingungsentkoppelnde Lagerung hat vorzugsweise in Richtung der Schwingung des abzunehmenden Schalles eine Lagersteifigkeit von weniger als (TM/4) (N/(g·mm)), wenn die obengenannte spezielle Lagerung der Trägheitsmasse ergänzt wird durch weitere Lagerungen wie etwa den Materialverbund zwischen dem aktiven und dem passiven Bewegungspol in einigen Wandlerbauarten, wobei diese Steifigkeit alle die Trägheitsmasse lagernden Effekte einschließt. Die schwingungsentkoppelnde Lagerung hat darüber hinaus vorzugsweise in Richtung der Schwingung des abzunehmenden Schalles eine Lagersteifigkeit von weniger als (TM/8) (N/(g·mm)), wenn die obengenannte spezielle Lagerung die einzige wesentliche Lagerung der Trägheitsmasse darstellt, wie dies zum Beispiel der Fall sein kann bei Wandlerbauarten ohne Materialverbund zwischen dem aktiven und dem passiven Bewegungspol. TM steht in beiden Fällen für die Größe der Trägheitsmasse in Gramm. Die Unterschreitung der oben angegebenen Steifigkeiten erweist sich als besonders günstig für die optimale Umwandlung der Schallschwingungen in klangtreue elektrische Signale, da die Trägheitsmasse und damit der passive Bewegungspol des Wandlers besonders effektiv gegen den Empfang von Störschall und von phasenversetztem Nutzschall aus der Richtung der Befestigung der Trägheitsmassenlagerung an der Bezugsumgebung entkoppelt wird.The vibration decoupling storage preferably in the direction of Oscillation of the sound to be accepted a bearing stiffness of less than (TM / 4) (N / (g · mm)), when the above-mentioned special inertial mass bearing is supplemented by other bearings such as the composite material between the active and the passive Bewegungspol in some converter types, wherein this rigidity all the inertial mass includes overlapping effects. The vibration-decoupling bearing moreover preferably has Direction of the vibration of the sound to be accepted a bearing stiffness of less than (TM / 8) (N / (g · mm)), when the above special storage the only essential storage the inertial mass represents, as may be the case for example with converter types without material connection between the active and the passive movement pole. TM stands in both cases for the Size of the inertial mass in grams. Below the above stated stiffness proves to be particularly favorable for the optimal conversion of sound vibrations into fidelity electrical Signals, because the inertial mass and thus the passive movement pole of the transducer particularly effective against the receipt of background noise and of phase-shifted useful sound from the direction of attachment the inertial mass storage decoupled at the reference environment.

Die Gesamtsteifigkeit der Lagerung der Trägheitsmasse ist in Nutzschallschwingungsrichtung im Verhältnis zur Trägheitsmasse bei derartigen bevorzugten Ausführungsformen so gering, daß die Eigenfrequenz des Feder-Masse-Systems auf Werte unterhalb der Hörschwelle verschoben werden kann. So bleiben die Trägheitsmassen an den passiven Wandlerpolen bei geringen Dämpfungs- und Positionierungsmaßnahmen im gesamten Übertragungsbereich räumlich still stehen und ermöglichen einen linearen Frequenzgang und eine maximale Effektivität der Wandler.The Total rigidity of the storage of the inertial mass is in Nutzschallschwingungsrichtung in relation to to the inertial mass in such preferred embodiments so low that the natural frequency of the spring-mass system to values below the hearing threshold can be moved. So the inertial masses remain at the passive converter poles at low attenuation and positioning measures throughout the transmission range spatial stand still and allow a linear frequency response and maximum efficiency of the converter.

Eine Unbeweglichkeit und Steifigkeit der schwingungsentkoppelnden Lagerung in die Richtungen quer zur Nutzschallschwingungsrichtung erbringt andererseits folgende Vorteile: Die Querbewegungen zwischen dem Wandler und der Schallschwingungsabnahmestelle werden reduziert und damit Störgeräusche und eventuelle Fehlstellungen oder mechanische Überlastungen im Wandler vermieden. Ist die Schallschwingungsabnahmestelle vom Klangkörper derart gestaltet, daß die Nutzschallschwingungsrichtung im normalen Einsatzfall im wesentlichen parallel zur Erdoberfläche liegt, wie z. B. beim Einbau in den Steg eines Cellos, dann ist die Lagerung in Schwerkraftrichtung steif ausgelegt. Sie kann also die statische Lagerung übernehmen und die nachgiebige Richtung der schwingungsentkoppelnden Lagerung bleibt frei für die optimale Ankopplung der Wandler an die Schallschwingungsabnahmestelle des Klanginstrumentes. Als günstig erweist sich dabei, wenn die schwingungsentkoppelnde Lagerung eine Steifigkeit parallel zur Richtung der abzunehmenden Schallschwingung von höchstens der Hälfte der Steifigkeit senkrecht zu dieser Richtung aufweist.A Immobility and rigidity of the vibration decoupling bearing in the directions transverse to the Nutzschallschwingungsrichtung on the other hand following advantages: The transverse movements between the transducer and the Schallschwingungsabnahmestelle be reduced and thus noise and possible misalignments or mechanical overloads in the converter are avoided. Is the Schallschwingungsabnahmestelle of the orchestra in such a way designed that the Nutzschallschwingungsrichtung in normal use essentially parallel to the earth's surface lies, such. B. when installing in the bridge of a cello, then the bearings are stiff in the direction of gravity. So she can take over the static storage and the compliant direction of the vibration decoupling bearing remains free for the optimal coupling of the transducer to the Schallschwingungsabnahmestelle of the sound instrument. As favorable proves to be when the vibration decoupling storage a Stiffness parallel to the direction of the acoustic vibration to be removed from at most half having rigidity perpendicular to this direction.

Die schwingungsentkoppelnde Lagerung sollte in Richtung der abzunehmenden Schallschwingung nachgiebig sein, also eine Vorzugsbewegungsrichtung in dieser Richtung haben. Diese Vorzugsrichtung sollte möglichst wenig, vorteilhafterweise zumindest weniger als 32° von der Schwingungsrichtung der abzunehmenden Schallschwingung abweichen.The vibration decoupling storage should be in the direction of the abzunehmenden Sound vibration be compliant, so a preferred direction of movement have in that direction. This preferred direction should be as possible little, advantageously at least less than 32 ° of the Vibration direction of the accepted acoustic vibration deviate.

Die schwingungsentkoppelnde Lagerung kann eine Linearführung oder eine Kurvenführung umfassen. Vorzugsweise weist die schwingungsentkoppelnde Lagerung zumindest ein Gelenk auf.The vibration decoupling bearing can be a linear guide or include a curve guide. Preferably, the vibration-decoupling bearing at least a joint on.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausbildung ist die schwingungsentkoppelnde Lagerung als Parallelogrammführung mit mindestens zwei Gelenkarmen und vier Gelenken ausgeführt. An zwei gegenüberliegenden Seiten dieser Parallelogrammführung sind diejenigen Elemente befestigt, die gegeneinander beweglich sein sollen. Als einfache und kostengünstige Möglichkeit haben sich Festkörpergelenke, insbesondere Gummigelenke oder Biegegelenke erwiesen. Solche Festkörpergelenke können aus Metallen bestehen oder Metallbestandteile, duroplastische, thermoplastische oder elastomere Kunststoffe enthalten. Ebenso können entsprechende Gelenke aus Textilien, Faserwerkstoffen oder als Verbundwerkstoffe bzw. Kompounde der obengenannten Bestandteile ausgeführt sein. Festkörpergelenke besitzen insbesondere den Vorteil der absoluten inneren Spielfreiheit. Bei den anderen Gelenkbauformen kann dagegen das meist vorhandene Lagerspiel zu störenden Scheppergeräuschen, besonders bestimmten Resonanzfrequenzen, führen.at a particularly advantageous embodiment is the vibration decoupling Storage as parallelogram guide with at least two articulated arms and four joints executed. At two opposite Pages of this parallelogram are fastened those elements that are movable against each other should. As a simple and inexpensive possibility have solid joints, in particular Rubber joints or bending joints proved. Such solid joints can consist of metals or metal components, thermosetting, thermoplastic or elastomeric plastics. Likewise, appropriate joints can look out Textiles, fiber materials or as composite materials or compounds be carried out the above components. Solid joints in particular, have the advantage of absolute inner backlash. In the other types of joints, however, the most existing Bearing game to disturbing Schepper noises, particularly determined resonance frequencies lead.

Um bei einer parallelogrammartigen Lagerung die Verwindungssteifigkeit ausreichend hoch zu gestalten, wird vorteilhafterweise der Abstand zwischen zwei äußeren Gelenkarmen mindestens halb so groß gewählt wie die Länge der Gelenkarme, also die Parallelogrammseiten parallel zur Richtung der abzunehmenden Schwingung mindestens halb mal so lang wie die Parallelogrammseiten senkrecht zur Richtung der abzunehmenden Schwingung gewählt. Aus dem gleichen Grund kann vorteilhafterweise die Breite der Gelenkarme mindestens halb so groß gewählt werden wie die Länge der Gelenkarme.Around in a parallelogram storage the torsional rigidity sufficiently high, advantageously, the distance between two outer articulated arms chosen at least half as tall as the length the articulated arms, so the Parallelogrammseiten parallel to the direction the swinging vibration is at least half as long as the Parallelogram sides perpendicular to the direction of the vibration to be removed selected. Out For the same reason can advantageously the width of the articulated arms be at least half as large like the length the articulated arms.

Um die Nachgiebigkeit der Gelenke in Richtung des abzunehmenden Nutzschalles ausreichend hoch zu gestalten und die trotz der schwingungsentkoppelnden Lagerung noch übertragenen Schwingungen in Richtung unhörbar tiefer Frequenzen zu verlagern, sind die Biegestellen in den Gelenken vorteilhafterweise höchstens 1/10 mal so dick wie die Länge der Gelenke.In order to make the flexibility of the joints sufficiently high in the direction of the useful sound to be taken and the still transmitted despite the vibration-decoupling storage Schwin To move in the direction of inaudible low frequencies, the bending points in the joints are advantageously at most 1/10 times as thick as the length of the joints.

Die Ankopplung der Wandlerbaueinheit an die Schallschwingungsabnahmestelle am Klanginstrument kann z. B. durch Anpressen geschehen. Dazu können entsprechende Anpreßvorrichtungen, z. B. Druckfedern vorgesehen sein. Diese Druckfedern können die Wandlerbaueinheit gegen einen im Vergleich zur Schallschwingungsabnahmestelle ruhenden Teil des Klanginstrumentes abstützen. Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung sind derartige Anpreßvorrichtungen, z. B. Druckfedern zwischen die Gelenkarme der parallelogrammartig ausgestalteten Führung der schwingungsentkoppelnden Lagerung eingefügt.The Coupling of the transducer assembly to the Schallschwingungsabnahmestelle on the sound instrument can z. B. done by pressing. This can appropriate pressing devices, z. B. compression springs may be provided. These compression springs can the Transducer assembly against a compared to the Schallschwingungsabnahmestelle support resting part of the sound instrument. In a particularly advantageous Design are such pressing devices, z. B. compression springs between the articulated arms of the parallelogram-like leadership of vibration-decoupling bearing inserted.

Die Anpreßvorrichtung kann Festkörperfedern, z. B. Druckfedern oder Gummifedern, aber auch Gasfedern oder Magnetabstoßungsfedern aufweisen. Bei entsprechender Anordnung am Klanginstrument kann die Anpreßvorrichtung auch die Gewichtskraft der Trägheitsmasse ausnutzen.The pressing device can be solid-state springs, z. As compression springs or rubber springs, but also gas springs or magnetic repulsion springs exhibit. With appropriate arrangement on the sound instrument can the pressing device also the weight of the inertial mass exploit.

Der aktive Bewegungspol des Wandlers und die Schallschwingungsabnahmestelle des Klanginstrumentes können direkt miteinander verbunden werden. Besonders günstig für den Klang hat sich jedoch erwiesen, wenn sich zwischen dem aktiven Bewegungspol des Wandlers und der Schallschwingungsabnahmestelle ein Durchleitelement in Form eines Stößels zum Weiterleiten der Schallschwingungen befindet. Dieser Stößel kann entweder an der Schallschwingungsabnahmestelle und dem aktiven Bewegungspol des Wandlers befestigt sein oder nur an einem dieser Elemente und an dem anderen dieser Elemente nur angepreßt werden. Ebenso ist eine Ausführung möglich, bei der der Stößel an beiden Stellen nur angepreßt wird. Das Anpressen kann z. B. bei der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform mit Hilfe der Anpreßvorrichtung erfolgen.Of the active Bewegungspol the transducer and the Schallschwingungsabnahmestelle of the sound instrument be connected directly to each other. Especially favorable for the sound, however, has proved when between the active Bewegungspol the converter and the Schallschwingungsabnahmestelle a passage in the form of a plunger to Forward the sound vibrations is located. This pestle can either at the sound vibration collection point and the active movement pole be attached to the transducer or only on one of these elements and on the other of these elements only be pressed. Likewise, an execution is possible with the plunger in both places just pressed becomes. The pressing can z. In the preferred one described above embodiment with the help of the pressing device respectively.

Ein solches Durchleitelement übernimmt die Schallschwingungen der Schallschwingungsabnahmestelle zwangserregt und phasengleich und leitet sie als Longitudinalschwingungen auf den aktiven Bewegungspol des Wandlers weiter.One such passage element takes over the sound vibrations of the Schallschwingungsabnahmestelle forced and in phase, and introduces them as longitudinal vibrations the active movement pole of the converter on.

Besonders vorteilhaft hat sich ein Durchleitelement von geringer Masse und hoher Steifigkeit relativ zu seiner Masse erwiesen. So ergeben sich Resonanzfrequenzen, die weit oberhalb der zu übertragenden Schwingungen liegen, so daß der Stößel die Schwingungen linear und frei von Überlagerungen durch Eigenresonanzen hindurchleitet. Durch einen großen Durchmesser des Stößels im Verhältnis zu seiner Länge werden Biegeschwingungen als unerwünschte zusätzliche Schwingungsform gering gehalten.Especially Advantageously, a passage element of low mass and high rigidity relative to its mass proved. So arise Resonant frequencies that are far above the vibrations to be transmitted, so that the Tappet the vibrations linear and free of overlays Transits natural resonances. Due to a large diameter of the plunger in the relationship to his length Bending vibrations as an undesirable additional waveform are low held.

Als Material für einen solchen Stößel ist hartelastomeres Material vorteilhaft, insbesondere, wenn die Schallschwingungsabnahmestelle aus dem für Musikinstrumente typischen Material Holz besteht. Werden die Materialien der die Schallschwingungsabnahmestelle berührenden Stößelbereiche zu hart gewählt, kann es bei besonders hohen Schallamplituden und Schallschnellen dazu kommen, daß der Stößel und der aktive Wandlerpol aus Trägheitsgründen den Schwingungen nicht mehr folgen können und die Stößelspitze von der Schallabnahmestelle abhebt. In diesen Extremfällen käme es zu unerwünschten Klangverzerrungen oder zum Einarbeiten des Stößels in die Schallschwingungsabnahmestelle. Der Stößel übernimmt hier also die Aufgabe eines Filters und Dämpfers für übersteuerte Anteile des abgenommenen Nutzschalls und die Aufgabe eines Schutzes vor Abnutzung bzw. Änderungen der Größe und der Druckverteilung der Berührfläche zwischen Stößel und Schallschwingungsabnahmestelle. Diese Funktionen des Stößels garantieren die Eliminierung von Übersteuerungs-Verzerrungen noch vor der Umwandlung in elektrische Signale und zeitliche Konstanz der Klangeigenschaften.When Material for such a pestle is hartelastomeres material advantageous, especially if the Schallschwingungsabnahmestelle from the for Musical instruments typical material consists of wood. Be the materials the ram areas contacting the sound vibration pickup location are too hard it with particularly high sound amplitudes and sound bangs to it come that the Pestle and the active converter pole for inertial reasons the Can no longer follow vibrations and the plunger tip lifts off from the sound collection point. In these extreme cases, it would be too undesirable Sound distortions or for incorporation of the plunger in the Schallschwingungsabnahmestelle. The ram takes over Here, then, the task of a filter and damper for overdriven portions of the removed Useful sound and the task of protection against wear or changes in the Size and the Pressure distribution of the contact surface between Pestle and Sonic vibration off point. These functions of the ram guarantee the elimination of overdrive distortions yet before conversion into electrical signals and temporal constancy the sound properties.

Damit die Eckfrequenz bzw. die Eckamplitude für das Ansprechen der Dämpfung im Bereich außerhalb der obersten zu übertragenden Frequenzen bzw. oberhalb der größten zu übertragenden Lautstärken zu liegen kommen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Summe der Massen auf der aktiven Wandlerseite (im wesentlichen die Masse des Stößels und die Masse der schwingenden Wandlerbestandteile) besonders klein zu wählen im Verhältnis zu der Summe der Massen auf der passiven Wandlerseite (im wesentlichen die Masse der Trägheitsmasse und Teile der Trägheitsmassenlagerung).In order to the corner frequency or the corner amplitude for the response of the damping in Area outside the top one to transfer Frequencies or above the largest to be transmitted volumes To come to rest, it has proved to be advantageous, the sum the masses on the active transducer side (essentially the mass of the pestle and the mass of the oscillating transducer components) is particularly small to choose in relation to the sum of the masses on the passive converter side (essentially the mass of the inertial mass and parts of the inertial mass storage).

Bei einem Stößel, der zumindest eine löse Verbindungsstelle entweder mit der Schallschwingungsabnahmestelle des Klanginstrumentes oder dem aktiven Bewegungspol des Wandlers aufweist, hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn diese Verbindungsstelle winkeltolerant ausgestaltet ist. Dies kann dadurch erreicht werden, daß diese lose Verbindungsstelle ein zylindrisches, balliges oder spitzes Element aufweist und somit nur mit einer begrenzten Fläche aufliegt. Mit einer solchen Anordnung erhält man eine gute zeitliche Konstanz der Klangergebnisse und gewinnt zugleich ein Element zum klangneutralen Toleranzausgleich bei Toleranzbewegungen, die z. B. beim Stimmen eines Saiteninstrumentes oder sonstigen Form- oder Lageänderungen durch Stöße und Abnutzungserscheinungen auftreten. Das zylindrische, ballige oder spitze Element kann dabei entweder am Stößel selbst oder an der Schallschwingungsabnahmestelle ausgebildet sein.at a pestle, the at least one dissolving connection point either with the sound vibration pickup point of the sound instrument or the active moving pole of the converter, has proved to be proven advantageous when this junction angle tolerant is designed. This can be achieved by having them loose joint a cylindrical, spherical or pointed element and thus rests only with a limited area. With such Arrangement is obtained a good temporal constancy of the sound results and wins at the same time an element for sound-neutral tolerance compensation for tolerance movements, the z. B. when tuning a stringed instrument or other shape or position changes from bumps and signs of wear occur. The cylindrical, crowned or pointed element can either on the plunger itself or be formed at the Schallschwingungsabnahmestelle.

Für den Klang erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Anpreßkraft des Stößels an der losen Verbindungsstelle kleiner ist als das Achtfache der Gewichtskraft, die der Trägheitsmasse und dem Wandler entspricht. Ebenso ist es vorteilhaft, wenn die lose Verbindungsstelle eine relative Gleitreibungszahl von weniger als 0,3 aufweist.For the sound it proves to be advantageous if the contact pressure of the plunger the loose joint is less than eight times the weight, the inertial mass and the transducer corresponds. Likewise, it is advantageous if the loose joint a relative sliding coefficient of less as 0.3.

Als Wandler können z. B. Elemente eingesetzt werden, die Abstandsänderungen unter Ausnutzung optischer Verfahren und Effekte erfassen, oder Wandler, die eine abstandsabhängige elektrische Kapazitätsänderung erfassen. Ebenso sind Wandler möglich, die elektrische, magnetische und elektromagnetische Feldänderungen oder damit zusammenhängende Effekte erfassen. Besonders vorteilhaft aufgrund der einfachen Handhabung und robusten, kompakten Bauweise sind piezoelektrische Elemente, insbesondere eine Membran mit einer piezoelektrischen keramischen Beschichtung.When Transducers can z. B. elements are used, the distance changes under utilization capture optical processes and effects, or converters that have a distance-dependent electrical capacity change to capture. Likewise, converters are possible the electrical, magnetic and electromagnetic field changes or related Capture effects. Particularly advantageous due to the ease of use and robust, compact design are piezoelectric elements, in particular a membrane with a piezoelectric ceramic Coating.

Das erfindungsgemäße Schallschwingungsabnahmesystem ist im Gegensatz zu den marktüblichen Wandlersystemen auch mit Wandlern ohne Materialverbund zwischen aktivem und passivem Bewegungspol einsetzbar. Ein Beispiel für einen solchen materialverbundfreien Wandler wäre etwa ein kapazitiver Wandler, bei dem die Schallschwingungsabnahmefläche metallisiert ist und in geringem Abstand parallel zu dieser Fläche eine in zwei metallisierte Polhälften geteilte Gegenfläche angeordnet ist, welche auf der passiven Seite des Wandlers aufgebracht ist. Bei schwingungsinduzierten Abstandsänderungen ändert sich die Kapazität der Anordnung. Diese Kapazitätsänderung läßt sich über geeignete elektronische Beschattungen wie bei den Kondensatormikrofonen in elektrische Spannungsschwankungen umwandeln.The Sound-absorbing system according to the invention is contrary to the market Converter systems also with converters without material composite between can be used for active and passive movement pole. An example of one Such composite material converter would be about a capacitive transducer, wherein the Schallschwingungsabnahmefläche is metallized and in a small distance parallel to this surface one in two metallized pole halves split counterface is arranged, which is applied to the passive side of the transducer is. In the case of vibration-induced changes in distance, the capacity of the arrangement changes. This capacity change can be over suitable electronic shading as with the condenser microphones in convert electrical voltage fluctuations.

Ein erfindungsgemäßes Klanginstrument weist ein erfindungsgemäßes Schallschwingungsabnahmesystem auf, das an zumindest einer Schallschwingungsabnahmestelle die Schallschwingungen abgreift, die bei Betrieb des Klanginstrumentes in Schwingungen versetzt werden. Dabei kann vorteilhafterweise die Schallschwingungsabnahmestelle einen Schwingarm umfassen, dessen eines Ende eine Schwingfläche aufweist, die mit dem Wandler des erfindungsgemäßen Schallschwingungsabnahmesystems verbunden wird, wobei der Schwingarm eine längliche Form aufweist. Dieser Arm überträgt die abzugreifenden Nutzschallschwingungen und ist vorteilhafterweise derart ausgestaltet, daß zumindest 2/3 der Armlänge frei von Spannungszuständen sind, die auf andere mechanische Funktionen des Klanginstrumentes zurückzuführen sind, z. B. Verbiegungen des Steges bei dem Stimmvorgang eines Saiteninstrumentes.One inventive sound instrument has an inventive Schallschwingungsabnahmesystem auf, which picks up the sound vibrations at at least one Schallschwingungsabnahmestelle, which are set in vibration during operation of the sound instrument. It can advantageously the Schallschwingungsabnahmestelle a swing arm having one end having a swinging surface, with the transducer of the invention Schallschwingungsabnahmesystems is connected, wherein the swing arm has an elongated shape. This Arm transfers the exhausted Nutzschallschwingungen and is advantageously designed such that at least 2/3 the arm's length free of voltage states which are based on other mechanical functions of the sound instrument are due z. B. bending of the bridge in the tuning process of a stringed instrument.

Zum Beispiel kann das erfindungsgemäße Schallschwingungsabnahmesystem den Steg eines Saiteninstrumentes oder Teile davon ersetzen. Ebenso können der Sattel, der Saitenhalter eines Saiteninstrumentes oder Teile davon durch das erfindungsgemäße Schallschwingungsabnahmesystem ersetzt werden.To the Example, the inventive sound vibration reduction system replace the bridge of a stringed instrument or parts thereof. As well can the saddle, the tailpiece of a stringed instrument or parts thereof by the inventive sound vibration reduction system be replaced.

Bei anderen Ausführungen des erfindungsgemäßen Klanginstrumentes koppelt das erfindungsgemäße Schallschwingungsabnahmesystem an den Klangboden oder an einen anderen körperschallführenden Bestandteil des Klanginstrumentes an, z. B. den Sattel, den Baßbalken oder den Stimmstock eines Saiteninstrumentes. Ebenso kann das erfindungsgemäße Schallschwingungsabnahmesystem an eine Saite direkt ankoppeln.at other versions the sound instrument according to the invention couples the Schallschwingungsabnahmesystem invention to the sound floor or to another structure-borne sound component of the sound instrument on, for. B. the saddle, the bass bar or the vocal stock of a stringed instrument. Likewise, the inventive Schallschwingungsabnahmesystem to connect a string directly.

Das erfindungsgemäße Klanginstrument kann ein normales Instrument sein, an dem mit Hilfe des erfindungsgemäßen Schallschwingungsabnahmesystemes die Schallschwingungen abgegriffen werden und in elektrische Signale umgewandelt werden.The Sound instrument according to the invention can be a normal instrument on which with the help of the invention Schallschwingungsabnahmesystemes the sound vibrations are tapped and into electrical signals being transformed.

Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Klanginstrumentes ist ein Instrument, das im hörbaren Bereich nur leisen oder gar keinen direkten Schall erzeugt. Solche semi-akustischen Instrumente werden z. B. durch Saiteninstrumente ohne oder mit kleinem Klangkörper gebildet. Die Schallschwingungen werden mit Hilfe des erfindungsgemäßen Schallschwingungsabnahmesystemes abgenommen, in elektrische Signale umgewandelt, elektronisch weiterverarbeitet und direkt oder nach Verstärkung über Lautsprecher ausgegeben.A preferred development of the sound instrument according to the invention is a Instrument in the audible Area produces only quiet or no direct sound. Such semi-acoustic instruments are z. B. by stringed instruments without or with a small sound body educated. The sound vibrations are using the Schallschwingungsabnahmesystemes invention removed, converted into electrical signals, electronically processed and directly or after amplification through speakers output.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Abnehmen von Schallschwingungen von einem Klanginstrument werden die Schallschwingungen von zumindest einem mechanisch-elektrischen Wandler aufgenommen und in elektrische Signale umgewandelt, wobei der aktive Bewegungspol des zumindest einen Wandlers entweder direkt oder über ein Durchleitelement mit einer Schallschwingungsabnahmestelle eines Klanginstrumentes in Kontakt ist und der passive Bewegungspol mit zumindest einem Trägheitsmassenelement verbunden wird, das in Richtung der abzunehmenden Schallschwingung schwingungsentkoppelnd und von einer ggf. vorhandenen Verbindung über den Wandler unabhängig gelagert ist.at a method according to the invention for Taking off sound vibrations from a sound instrument the sound vibrations of at least one mechanical-electrical converter recorded and converted into electrical signals, the active Bewegungspol the at least one transducer either directly or via a Pass-through element with a Schallschwingungsabnahmestelle a Sound instrument is in contact and the passive Bewegungspol with at least one inertial mass element is connected, the vibration decoupling in the direction of the acoustic vibration to be removed and stored independently of a possibly existing connection via the converter is.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen im folgenden im Detail unter Bezugnahme auf die anliegenden Figuren erläutert. Dabei zeigt:The Invention is based on embodiments in the following in detail with reference to the accompanying figures explained. Showing:

1: eine Schnitt-Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Schallschwingungsabnahmesystem, 1 FIG. 4 is a sectional top view of a sound vibration decay system according to the invention, FIG.

2: eine perspektivische Schnittansicht eines solchen Schallschwingungsabnahmesystems, 2 FIG. 2: a perspective sectional view of such a sound vibration pickup system, FIG.

3: eine schematische Detailansicht der in 1 bzw. 2 gezeigten Ausführungsform, 3 : a schematic detail view of in 1 respectively. 2 shown embodiment,

4: ein erfindungsgemäßes Klanginstrument, 4 a sound instrument according to the invention,

5: einen Steg einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Klanginstrumentes zum Einsatz mit einem erfindungsgemäßen Schallschwingungsabnahmesystem, 5 a bridge of another embodiment of a sound instrument according to the invention for use with a sound vibration reduction system according to the invention,

6: eine Teilansicht einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schallschwingungsabnahmesystems, und 6 a partial view of another embodiment of a Schallschwingungsabnahmesystems invention, and

7: einen Steg einer erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Klanginstrumentes zum Einsatz mit einem erfindungsgemäßen Schallschwingungsabnahmesystem der 6. 7 A bridge of an embodiment according to the invention of a sound instrument for use with a sound vibration reduction system according to the invention 6 ,

1 zeigt die Schnittansicht durch ein erfindungsgemäßes Schallschwingungsabnahmesystem, wie es z. B. als Ersatz des Steges eines Cellos eingesetzt werden kann. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht dieser Ausführungsform. Dabei sind in der Regel baugleiche Elemente der Übersichtlichkeit halber nur jeweils einmal mit einem entsprechenden Bezugszeichen versehen. 1 shows the sectional view through an inventive Schallschwingungsabnahmesystem, as z. B. can be used as a replacement of the bridge of a cello. 2 shows a perspective view of this embodiment. For the sake of clarity, elements of identical construction are usually provided with a corresponding reference number only once in each case.

Das gesamte Schallschwingungsabnahmesystem ist mit 30 bezeichnet. 1 bezeichnet einen Unterbau, der sich über Füße 10 auf dem Klanginstrument abstützt. Auf dem Mittelteil des Unterbaus 1 stützt sich ein Stützfuß 12 des hölzernen Oberbaus 5 ab. In Saitenführungskerben 18 des Oberbaus 5 sind die Saiten 9 des Klanginstrumentes gelagert. Der Oberbau 5 verfügt bei dieser Ausführungsform über äußere Füße 13, die zu ihren Enden hin zunehmend schlank ausgeführt sind, und an ihren äußersten Enden durch zwei Klemmen, z. B. Exzenterverschraubungen, mit dem Unterbau 1 form- und kraftschlüssig verbunden sind. Die Füße 13 sind derart ausgestaltet, daß sie aufgrund ihrer schlanken Ausführung Biegegelenke darstellen und der Pendelbewegung des Oberbaus 5 in Richtung 21, die weiter unten im Detail beschrieben wird, nur geringen Widerstand entgegensetzen, aber die notwendige Rückstellkraft für die Pendelschwingungen und die korrekte globale Lage des Oberbaus 5 relativ zum Unterbau 1 und den Saiten 9 sicherstellen. Durch massive Verklemmung der Füße 13 mit dem ruhenden Unterbau 1 werden störende Schepper- und Vibrationserscheinungen an den Berührflächen zum Unterbau 1 vermieden. Der Mittelfuß 12 nimmt die statischen Lagerkräfte auf, wobei die Verpressung über die Aufstellkraft und die Nähe des Aufstellpunktes zum Knotenpunkt der Pendelschwingungen unerwünschte Vibrationen vermeiden. Zum Beispiel wird die statische Anpreßkraft durch die Saitenspannung der Saiten 9 bewirkt, die den Oberbau 5 in Richtung des Unterbaus 1 drückt, der sich wiederum über die Füße 10 am Klangkörper 31 des Instrumentes abstützt (siehe 4). Dadurch, daß die äußeren Füße 13 als Biegebalken ausgestaltet sind, übernimmt der mittige Fuß 12 die statischen Lasten, die z. B. 250 N bis 300 N bei einer Saitenspannung von 4·160 N betragen können.The entire Schallschwingungsabnahmesystem is with 30 designated. 1 denotes a substructure that extends over feet 10 supported on the sound instrument. On the middle part of the substructure 1 supports a support leg 12 of the wooden superstructure 5 from. In string guide grooves 18 of the superstructure 5 are the strings 9 stored the sound instrument. The superstructure 5 has outer feet in this embodiment 13 which are made increasingly slender towards their ends, and at their extremities by two clamps, e.g. B. Exzenterverschraubungen, with the substructure 1 are positively and non-positively connected. The feet 13 are designed such that they represent bending joints due to their slim design and the pendulum motion of the superstructure 5 in the direction 21 , which is described in detail below, only little resistance, but the necessary restoring force for the pendulum oscillations and the correct global position of the superstructure 5 relative to the substructure 1 and the strings 9 to ensure. By massive jamming of the feet 13 with the dormant substructure 1 Be disturbing Schepper- and vibration phenomena at the contact surfaces to the substructure 1 avoided. The metatarsus 12 absorbs the static bearing forces, the compression on the Aufstellkraft and the proximity of the set-up point to the node of the pendulum oscillations avoid unwanted vibrations. For example, the static contact pressure is due to the string tension of the strings 9 causes the superstructure 5 in the direction of the substructure 1 press, in turn, over the feet 10 on the orchestra 31 of the instrument (see 4 ). Because of the outer feet 13 designed as a bending beam, takes over the central foot 12 the static loads that z. B. 250 N to 300 N at a string tension of 4 · 160 N can be.

Am Mittelteil des Unterbaus 1 sind parallelogrammartig ausgeführte schwingungsentkoppelnde Lagerungen 3 für die Trägheitsmassen 2 vorgesehen.At the middle part of the substructure 1 are parallelogram executed vibration-decoupling bearings 3 for the inertial masses 2 intended.

Diese Parallelogrammführungen sind in 3 schematisch im Detail dargestellt. Am mittleren Teil des Unterbaus 1 sind über Gelenke 41 Gelenkarme 42 befestigt. Diese Gelenkarme 42 sind wiederum über Gelenke 41 mit den Trägheitsmassenelementen 2 verbunden. Die Gelenkarme 42 sind z. B. Kunststoffgelenke einer Länge von etwa 1 cm. Die Breite, die bei der gewählten Darstellungsweise der 1 und 3 senkrecht zur Figurenebene gemessen wird, beträgt z. B. 1,5 cm. Die Gelenke 41 sind bei der geschilderten Ausführungsform verdünnte Bereiche mit einer Dicke kleiner als 0,1 mal der Länge der Gelenkarme. Die parallelogrammartige Ausgestaltung ist also so gewählt, daß eine Bewegung der Trägheitsmassenelemente 2 relativ zum Unterbau 1 in Richtung 22 leicht möglich ist, wobei eine Bewegung senkrecht zu dieser Richtung stark begrenzt ist.These parallelogram guides are in 3 shown schematically in detail. At the middle part of the substructure 1 are over joints 41 articulated arms 42 attached. These articulated arms 42 are in turn over joints 41 with the inertial mass elements 2 connected. The articulated arms 42 are z. B. plastic joints of a length of about 1 cm. The width of the selected representation of the 1 and 3 is measured perpendicular to the plane of the figure, z. B. 1.5 cm. The joints 41 are in the described embodiment, thinned areas having a thickness less than 0.1 times the length of the articulated arms. The parallelogram-like configuration is thus chosen so that a movement of the inertial mass elements 2 relative to the substructure 1 in the direction 22 is easily possible, with a movement perpendicular to this direction is very limited.

Wiederum mit Bezug zu den 1 bis 3 sind Druckfedern 4 erkennbar, die zwischen die Gelenkarme 42 eingebracht sind, die derart vorgespannt sind, daß sie die Trägheitsmassenelemente 2 in der 1 nach oben gegen den Oberbau 5 vorspannen. In 3 sind diese Federn als Zickzacklinie nur schematisch angedeutet.Again in relation to the 1 to 3 are compression springs 4 recognizable, between the articulated arms 42 are introduced, which are biased so that they are the inertial mass elements 2 in the 1 up against the superstructure 5 Pretension. In 3 these feathers are indicated as a zigzag line only schematically.

Am in 1 oben dargestellten Bereich der Trägheitsmassenelemente 2 befindet sich eine Membran 14 mit einer piezoelektrischen Beschichtung. Elektrische Anschlüsse zum Abgriff von an der piezoelektrischen Membran durch mechanische Belastung erzeugten elektrischen Spannung sind schematisch durch Zuleitungen 15 dargestellt, die z. B. zu einer elektronischen Auswertungseinheit führen.At the in 1 shown above range of inertial mass elements 2 there is a membrane 14 with a piezoelectric coating. Electrical connections for tapping electrical voltage generated at the piezoelectric membrane by mechanical stress are schematically represented by leads 15 shown, the z. B. lead to an electronic evaluation unit.

Die Trägheitsmassenelemente 2 haben z. B. eine Masse von 150 g. Die piezoelektrische Membran 14 hat bei der bevorzugten Ausführungsform einen Durchmesser von 27 mm, eine Dicke von 0,3 mm und ist an den Trägheitsmassenelementen 2 mittels einer Überlappungs-Ringauflagefläche von 0,5 mm Breite verklebt.The inertial mass elements 2 have z. B. a mass of 150 g. The piezoelectric membrane 14 in the preferred embodiment has a diameter of 27 mm, a thickness of 0.3 mm and is on the inertial mass elements 2 glued by means of an overlap ring contact surface of 0.5 mm wide.

Mittig auf der piezoelektrischen Membran 14 ist ein Stößelelement 7 aus hartelastomerem Material aufgeklebt. Es besteht z. B. aus einem thermoplastischen Elastomerkompound. Die Dicke dieses Stößels 7 beträgt 1 mm bis 2 mm bei einem Durchmesser von z. B. 7 mm. Die Stößel 7 werden z. B. einfach durch die Anpreßkraft der vorgespannten Druckfedern 4 am Oberbau 5 angepreßt.Centered on the piezoelectric membrane 14 is a plunger element 7 glued from hard elastomeric material. There is z. B. from a thermoplastic elastomer compound. The thickness of this plunger 7 is 1 mm to 2 mm with a diameter of z. B. 7 mm. The pestles 7 be z. B. simply by the contact pressure of the prestressed compression springs 4 on the superstructure 5 pressed.

Die der Schallschwingungsabnahmefläche zugewandte Stirnfläche des Stößels 7 kann eine leicht ballige Formgebung umfassen, so daß nur eine sehr kleine Fläche, die nicht notwendigerweise der gesamten Stirnfläche des Stößels 7 entsprechen muß, mit dem Oberbau 5 an der Schallschwingungsabnahmestelle 8 in Kontakt ist. Bei der gezeigten Ausführungsform wird je eine vollständige erfindungsgemäße Wandlereinheit gebildet aus den Bestandteilen Stößel 7 und dem schwingungsfähigen Anteil der Wandlermembran 14 als Bauelemente, welche den aktiven Bewegungspol des Wandlersystems darstellen, und aus dem nicht mehr schwingungsfähigen Randbereichen 6 der Membran, der Trägheitsmasse 2 und einem ebenfalls noch als Trägheitsmasse wirksamen Anteil der Masse der schwingungsentkoppelnden Trägheitsmassenlagerung 3, welche die Bestandteile des passiven Bewegungspols des Wandlersystems darstellen.The Schallschwingungsabnahmefläche facing end face of the plunger 7 may comprise a slightly spherical shape, so that only a very small area, not necessarily the entire face of the plunger 7 must comply with the superstructure 5 at the sound vibration collection point 8th is in contact. In the embodiment shown, a complete converter unit according to the invention is formed from the components plunger 7 and the oscillatory portion of the transducer membrane 14 as components which represent the active movement pole of the converter system and out of the no longer vibratable edge regions 6 the membrane, the inertial mass 2 and an also effective as inertial mass fraction of the mass of the vibration-decoupling inertial mass storage 3 representing the components of the passive motion pole of the transducer system.

Zur Weiterleitung der Nutzschallschwingungen vom Oberbau 5 in Richtung der Stößel 7 sind Schwingarme 11 vorgesehen. Diese Schwingarme übernehmen keine wesentlichen statischen Lasten. Die Saitenabstützung der Saiten 9 geschieht über den Mittelfuß 12. Die Schwingarme 11 haben nur die Aufgabe, die Schallschwingungen mit größtmöglicher Amplitude und kleinstmöglicher Dämpfung an die Stößel 7 zu übertragen.For forwarding the useful sound vibrations of the superstructure 5 in the direction of the pestle 7 are swinging arms 11 intended. These swing arms take no significant static loads. The string support of the strings 9 happens over the midfoot 12 , The swing arms 11 have only the task, the sound vibrations with the greatest possible amplitude and the lowest possible attenuation of the plunger 7 transferred to.

In dem Oberbau 5 können seitliche Einschnitte 16 und Mitteleinschnitte 17 vorgesehen sein, die ähnlich wie bei herkömmlichen Stegen von Saiteninstrumenten die Klangübertragung optimieren. Solche Einschnitte 16, 17 machen den Steg nachgiebiger gegen die für Saiteninstrumente typischen Pendelschwingungen 21 und sichern eine Lage der Pendelschwingungsachse in der Nähe der Aufstandsfläche des Mittelfußes 12 auf dem Unterbau 1.In the superstructure 5 can be lateral cuts 16 and mid cuts 17 be provided, which optimize the sound transmission similar to conventional webs of stringed instruments. Such cuts 16 . 17 make the bridge compliant against the pendulum vibrations typical of stringed instruments 21 and secure a position of the pendulum vibration axis near the footprint of the metatarsus 12 on the substructure 1 ,

4 zeigt ein erfindungsgemäßes Klanginstrument mit einem erfindungsgemäßen Schallschwingungsabnahmesystem 30. Die Ausführungsform ist ein semiakustisches Cello mit einem semi-akustischen Klangkörper 31, einem Hals 33 und einem Stachel 34, der z. B. ausfahrbar gestaltet sein kann. Seitlich des semi-akustischen Klangkörpers 31 befinden sich Abstützelemente 32, die z. B. als Kniestütze dienen können. Der semi-akustische Klangkörper 31 ist nicht geeignet, lauten direkten Schall abzugeben, wie es der Klangkörper eines konventionellen Violoncellos wäre. 4 shows an inventive sound instrument with a Schallschwingungsabnahmesystem invention 30 , The embodiment is a semi-acoustic cello with a semi-acoustic sounding body 31 a neck 33 and a sting 34 , the z. B. can be designed extendable. Side of the semi-acoustic sound body 31 are support elements 32 that z. B. can serve as a knee brace. The semi-acoustic sound body 31 is not suitable to deliver direct sound, as it would be the sound of a conventional violoncello.

Beim Spielen auf einem solchen erfindungsgemäßen Violoncello werden die Schallschwingungen wie folgt abgenommen. Streichen, Zupfen oder Anschlagen der Saiten 9 mit einem Bogen führt zu Transversalschwingungen in Richtung 20. Die durch die Transversalschwingung 20 erzeugte seitliche Kraft wird von der Saite über die Saitenführungskerbe 18 in den Oberbau 5 eingeleitet. Es entsteht eine Pendelschwingung des Oberbaus 5 in Richtung 21 aufgrund der sich nach außen verjüngenden Füße 13, die eine Bewegung des unteren Teiles des Oberbaus 5 in Richtung 20 nicht zulassen, jedoch eine Pendelbewegung 21 um den Mittelfuß 12 gestatten. Über die Schwingarme 11 wird diese Schwingung an die Stößel 7 weitergegeben, die diese wiederum im wesentlichen linear an die piezoelektrische Membran 14 übertragen. Die Schwingungsübertragung der beiden Stößel erfolgt gegenphasig. Bei der elektronischen Nachbearbeitung der von den piezoelektrischen Membranen 14 abgegriffenen gegenphasigen elektrischen Spannungen werden die Signale gekreuzt parallel oder seriell miteinander verschaltet, so daß ausgangsseitig wahlweise die Impedanz halbiert oder die Spannungshöhe verdoppelt werden. Der kleine Durchmesser des Stößels 7 im Verhältnis zum Membrandurchmesser der Membran 14 bewirkt einen nur geringen Hebelarm zur Verwindung der Membran 14 bei Biegeschwingungen, so daß die Einleitung unerwünschter zusätzlicher Schwingungsformen noch wirkungsvoller unterdrückt wird.When playing on such a violoncello invention, the sound vibrations are removed as follows. Brush, pluck or strike the strings 9 with a bow leads to transverse oscillations in the direction 20 , The by the transversal vibration 20 generated lateral force is from the string over the string guide groove 18 in the superstructure 5 initiated. The result is a pendulum oscillation of the superstructure 5 in the direction 21 due to the outwardly tapered feet 13 that is a movement of the lower part of the superstructure 5 in the direction 20 not allow, but a pendulum movement 21 around the midfoot 12 allow. About the swing arms 11 This vibration is applied to the pestle 7 in turn, these in turn substantially linearly to the piezoelectric membrane 14 transfer. The vibration transmission of the two plungers takes place in opposite phase. In the electronic post-processing of the piezoelectric membranes 14 tapped out-of-phase electrical voltages, the signals are crossed parallel or connected in series with each other, so that the output either the impedance halved or the voltage level doubled. The small diameter of the pestle 7 in relation to the membrane diameter of the membrane 14 causes only a small lever arm for twisting the membrane 14 at bending vibrations, so that the initiation of unwanted additional waveforms is suppressed more effectively.

In 1 andeutungsweise erkennbar ist die ballige Ausgestaltung der Stößel 7 im Auflagebereich am Oberbau 5, die eine praktisch identische Größe und Druckbeaufschlagung der Stößelendfläche auch bei leichten Winkelfehlstellungen zwischen Schallschwingungsabnahmefläche 8 und Stößel 7 bewirkt.In 1 suggestively recognizable is the spherical design of the plunger 7 in the contact area at the superstructure 5 that a virtually identical size and pressurization of the plunger end face even with slight angular misalignments between Schallschwingungsabnahmefläche 8th and pestles 7 causes.

Die Schwingungen werden in Richtung 21 über den Stößel 7 auf die Membran 14 übertragen. Der passive Bewegungspol 6 der oben beschriebenen Wandlereinheit ist mit den Trägheitsmassenelementen 2 in Verbindung, die schwingungsentkoppelnd gelagert sind. Die Trägheitsmassenelemente 2 ruhen also im wesentlichen gegenüber der Schwingung, die sowohl vom Oberbau 5 ausgeführt wird, als auch ggf. vom Klangboden des Klangkörpers 31, auf dem sich die Füße 10 abstützen.The vibrations are in the direction 21 over the pestle 7 on the membrane 14 transfer. The passive pole of movement 6 The above-described converter unit is with the inertial mass elements 2 in connection, which are mounted vibration decoupling. The inertial mass elements 2 So basically rest against the vibration, both from the superstructure 5 is executed, as well as possibly from the sound floor of the orchestra 31 on which are the feet 10 support.

Bei einer anderen Ausführungsform sind die Druckfedern 4 nicht in den Parallelogrammführungen 3 vorgesehen, sondern stützen die Trägheitselemente 2 direkt gegen den Unterbau 1 ab. Eine derartige Abstützung ist z. B. bei der Ausführungsform der weiter unten beschriebenen 6 realisiert.In another embodiment, the compression springs 4 not in the parallelogram guides 3 provided, but support the inertia elements 2 directly against the substructure 1 from. Such support is z. B. in the embodiment of the described below 6 realized.

Die beschriebenen Ausführungsformen können als Ersatz des Steges eines Saiteninstrumentes eingesetzt werden. Erfindungsgemäße Schallschwingungsabnahmesysteme können aber auch als separate Baugruppe ausgeführt und an vorhandene Sättel, Stege oder andere Schwingflächen des Instrumentes angekoppelt werden.The described embodiments can be used as a replacement of the web of a stringed instrument. However, inventive Schallschwingungsabnahmesysteme can also as run separate assembly and coupled to existing saddles, webs or other oscillating surfaces of the instrument.

5 zeigt eine alternative Ausführungsform für den Oberbau 5. Gleiche Elemente sind wiederum mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei wiederum jeweils nur eines der möglicherweise mehrfach vorhandenen Elemente mit der Bezugsziffer versehen ist. An den Schallschwingungsabnahmestellen 8 liegt beim Betrieb der Stößel 7 mit seiner oberen Anlagefläche an. Bei der Ausführungsform der 5 sind die Schwingarme 11 und die seitlichen Füße 13 miteinander verschmolzen. Eine solche Ausführungsform kann z. B. gerade bei kleinen Oberbauten 5 vorteilhaft sein, da die Tonabnehmerstößel 7 möglichst weit von der Mittelachse 12 entfernt angeordnet werden sollten, um große Amplituden abgreifen zu können und große Trägheitsmassenelemente 2 unterbringen zu können. Für weitere Einkerbungen zwischen den Schwingarmen 11 und den äußeren Füßen 13 ist dann ggf. kein Platz mehr. Dennoch tritt bei dieser Dreifußanordnung an den Schallschwingungsabnahmestellen 8 eine hohe ungedämpfte Schwingungsamplitude auf. Bei größeren Oberbauten 5, z. B. an einem Cello oder einem Kontrabaß, ist oftmals ausreichend Platz, um die Fünffußanordnung der 1 bzw. 2 zu realisieren. 5 shows an alternative embodiment for the superstructure 5 , Identical elements are again denoted by the same reference numerals, again only one of the multiply existing elements being provided with the reference number. At the sound vibration collection points 8th lies in the operation of the ram 7 with its upper contact surface. In the embodiment of the 5 are the swing arms 11 and the side feet 13 merged together. Such an embodiment may, for. B. especially for small superstructures 5 be advantageous because the Tonabnehmerstößel 7 as far as possible from the central axis 12 should be located away in order to tap large amplitudes and large inertial mass elements 2 to be able to accommodate. For more notches between the swingarms 11 and the outer feet 13 is then possibly no more space. Nevertheless occurs in this tripod assembly at the Schallschwingungsabnahmestellen 8th a high undamped oscillation amplitude. For larger superstructures 5 , z. B. on a cello or a double bass, is often enough space to the five-foot arrangement of 1 respectively. 2 to realize.

In 6 ist ein alternativer Aufbau gezeigt. Es handelt sich dabei um den Steg 51 eines Basses, der hier nur als Teilansicht gezeigt ist. Über eine Klemmbefestigung 19 des Systems am Stegfuß des Baßsteges 51 ist eine nur schematisch gezeigte Halterung 23 befestigt, die das erfindungsgemäße Schallschwingungsabnahmesystem haltert. Wiederum ist über eine Parallellogrammführung 3, die Gelenkarme 42 und Gelenke 41 umfaßt, ein Trägheitsmassenelement 2 gehaltert, das sich über eine Druckfeder 4 gegen die Halterung 23 an der Klemmbefestigung 19 abstützt. Wie bereits mit Bezug zu 1 und 2 beschrieben, stellt das Trägheitsmassenelement 2 über die Randbefestigung der Membran 14 einen passiven Bewegungspol 6 dar, wobei der aktive Bewegungspol der piezoelektrischen Membran 14 mit dem Stößel 7 verbunden ist. Die 6 zeigt deutlich die ballige Anlagefläche des Stößels 7 zur Anlage an der Schallschwingungsabnahmestelle 81.In 6 an alternative construction is shown. It is the footbridge 51 a bass, which is shown here only as a partial view. About a clamp attachment 19 of the system at the foot of the bass bridge 51 is a holder shown only schematically 23 attached, which holds the inventive Schallschwingungsabnahmesystem. Again, there is a parallel loop 3 , the articulated arms 42 and joints 41 includes, an inertial mass element 2 held, which is about a compression spring 4 against the holder 23 at the clamp attachment 19 supported. As already related to 1 and 2 describes the inertial mass element 2 about the edge attachment of the membrane 14 a passive pole of movement 6 wherein the active Bewegungspol the piezoelectric diaphragm 14 with the pestle 7 connected is. The 6 clearly shows the spherical contact surface of the plunger 7 for installation at the sound vibration sampling point 81 ,

7 zeigt einen Baßsteg 51 mit möglichen Schallschwingungsabnahmestellen 81, 82. 7 shows a bass bridge 51 with possible Schallschwingungsabnahmestellen 81 . 82 ,

Wie auch die Bezugsziffer 8 der 1 bis 5, bezeichnen hier die Bezugsziffern 81 und 82 die Berührungsflächen zwischen Stößel 7 und demjenigen Teil des Oberbaus 5, an dem die Schallschwingung abgegriffen wird.As well as the reference number 8th of the 1 to 5 , here denote the reference numerals 81 and 82 the contact surfaces between plunger 7 and that part of the superstructure 5 at which the sound vibration is tapped.

Aufgrund der großen Variabilität des erfindungsgemäßen Schallschwingungsabnahmesystemes ist es möglich, auf die unterschiedlichen Spielhaltungen unterschiedlicher Instrumente Rücksicht zu nehmen. Wird z. B. ein Cello vertikal auf seinen Stachel gestellt und so gespielt werden, so ist das in 1 bis 3 gezeigte Schallschwingungsabnahmesystem in Ideallage derart ausgerichtet, daß die bevorzugte Bewegungsrichtung der Trägheitsmassenlagerung senkrecht zur Schwerkraftrichtung ist, da die gesamte Schwerkraft der Trägheitsmassen steif gelagert ist und keine Richtungskomponente der Schwerkraft in die Richtung der abgenommenen Schallschwingungen und damit in die nachgiebige Lagerungsrichtung der Parallelogrammlagerung verläuft. Ruckartige Bewegungen der Instrumentenmasse, der Schwerkraft folgend, führen also zu keiner unerwünschten Auslenkung der Trägheitsmassen. Dennoch hat bei Schrägstellungen des Cellos z. B. von weniger als 45° das erfindungsgemäße System noch Vorteile, da zumindest ein Großteil der Schwerkraft der Trägheitsmassen noch nicht in die Auslenkungsrichtung der Trägheitsmassen wirkt. Bei der Anordnung des erfindungsgemäßen Schallschwingungsabnahmesystems an dem Instrument kann dies in vorteilhafter Weise berücksichtigt werden. So wird ein Kontrabaß z. B. in der Regel vertikaler gehalten als ein Cello, so daß ein Schallschwingungsabnahmesystem gemäß der 1 bis 3 im wesentlichen senkrecht vom Klangkörper abstehend ausgebildet werden kann, um den vorteilhaften Effekt optimal zu nutzen. Eine Violine wird ande rerseits während des Spielens im wesentlichen waagerecht gehalten, so daß sich eine Lagerungsanordnung nach 6 als besonders vorteilhaft erweist. Bei im wesentlichen waagerechter Haltung der Violine zeigt der Steg 51 im wesentlichen vertikal nach oben, so daß auch hier die Schwerkraft in einer steifen Richtung der Lagerung 3 wirkt. Dies zeigt, daß das erfindungsgemäße Schallschwingungsabnahmesystem durch seine große Flexibilität auf die unterschiedlichen Spielhaltungen der einzelnen Instrumente angepaßt werden kann. Gegebenenfalls kann die Winkelausrichtung der nachgiebigen Bewegungsrichtung durch entsprechende Ausrichtung des Schallschwingungsabnahmesystems bzw. der darin enthaltenen Gelenke in Bezug zu dem Klangkörper entsprechend gewählt werden.Due to the great variability of the inventive sound vibration decay system, it is possible to take into account the different game postures of different instruments. If z. For example, if a cello is placed vertically on its sting and played in this way, that is in 1 to 3 shown Schallschwingungsabnahmesystem aligned in an ideal position such that the preferred direction of inertial mass storage is perpendicular to the direction of gravity, since the entire gravity of the inertial masses is rigidly mounted and no directional component of gravity in the direction of the detached sound vibrations and thus in the flexible storage direction of Parallelogrammlagerung runs. Jerky movements of the instrument mass, following gravity, so lead to no unwanted deflection of the inertial masses. Nevertheless, in inclinations of the cello z. B. of less than 45 °, the system of the invention still benefits because at least a majority of the gravity of the inertial masses does not yet act in the direction of deflection of the inertial masses. In the arrangement of the inventive Schallschwingungsabnahmesystems on the instrument, this can be taken into account in an advantageous manner. So a double bass z. B. usually held vertically as a cello, so that a Schallschwingungsabnahmesystem according to the 1 to 3 can be formed substantially perpendicularly projecting from the sound body to optimally use the beneficial effect. On the other hand, a violin is held substantially horizontally during play, so that a storage arrangement according to 6 proves to be particularly advantageous. In a substantially horizontal attitude of the violin, the web 51 is substantially vertically upwards, so that the force of gravity in a rigid direction of storage here 3 acts. This shows that the inventive sound vibration reduction system can be adapted by its great flexibility to the different game postures of the individual instruments. Optionally, the angular orientation of the compliant direction of movement may be appropriately selected by appropriate alignment of the sound vibration pickup system and the joints contained therein with respect to the orchestra.

Das erfindungsgemäße Schallschwingungsabnahmesystem kann zum Abnehmen von Schallschwingungen an originalen akustischen Instrumenten, oder aber semiakustischen Instrumenten, die keinen lauten direkten Schall abgeben, eingesetzt werden. Aufgrund des statisch stabilen, aber im Bereich der schallführenden Bestandteile dämpfungsarmen Aufbaus und wegen der relativ zu den bekannten Tonabnehmersystemen sehr hohen Amplituden an den Wandlern ergeben sich deutlich höhere elektrische Ausgangspegel. Das konstruktionsbedingt hohe Nutzschall-Schwingungssignal macht bei Verwendung generatorischer Wandlertypen wie dem beschriebenen piezoelektrischen Membranwandler die Vorverstärkung des elektrischen Ausgangssignals überflüssig und vermeidet die damit verbundenen negativen Effekte. Kosten für Vorverstärker und erforderliche Versorgung mit Hilfsenergie entfallen. Die mit dem erfindungsgemäßen Schallschwingungsabnahmesystem ausgestatteten Musikinstrumente können ggf. direkt an die üblichen Line-In-Buchsen kostengünstiger Aufnahmegeräte und Verstärker angeschlossen werden.The sound vibration reduction system according to the invention can be used to reduce sound vibrations on original acoustic instruments or semi-acoustic instruments that do not emit loud direct sound. Due to the statically stable, but in the field of sound-conducting components low-attenuation structure and because of the relative to the known Tonabnehmersystemen very high amplitudes at the transducers significantly higher electrical output levels result. The design-related high payload vibration signal makes Ver The use of regenerative converter types such as the described piezoelectric membrane transducer makes the pre-amplification of the electrical output signal superfluous and avoids the associated negative effects. Costs for preamplifier and required supply of auxiliary energy eliminated. If necessary, the musical instruments equipped with the sound vibration reduction system according to the invention can be connected directly to the usual line-in jacks of inexpensive recording devices and amplifiers.

Zum hohen elektrischen Ausgangssignal tragen wesentlich die hohe Masse am passiven Bewegungspol des Wandlers und die effektive Entkopplung dieser Massen durch Biegegelenklagerungen bei.To the high electrical output significantly contribute the high mass at the passive motor pole of the converter and the effective decoupling of these masses by flexural joint bearings.

Durch die Ausgestaltung mit einem Stößel besteht die Möglichkeit, Körperschallschwingungen sowohl an großflächigen als auch an kleinflächigen Stellen oder an spitzen Erhebungen sowie an konvexen oder konkaven Stellen des Klangkörpers abnehmen zu können. Durch die andrückende Feder ist die Zuverlässigkeit der Kontaktstelle zwischen dem Wandler und der Schallschwingungsabnahmestelle gesichert.By the embodiment consists of a plunger the possibility, Structure-borne vibrations both on large areas as also on small areas or at pointed elevations as well as at convex or concave places of the orchestra to be able to lose weight. By the pressing Pen is the reliability secured the contact point between the transducer and the Schallschwingungsabnahmestelle.

Die Trägheitsmasse ist über schwingungsentkoppelnde Lagerungen an der relativ zur Schallabnahmestelle global ruhenden Bezugsumgebung gelagert. Der Befestigungsort dieser Lagerungen kann wahlweise in unmittelbarer Nähe der Schallabnahmestelle, aber auch an weiter entfernten Stellen des Klangkörpers gewählt werden oder sogar an Stellen erfolgen, welche keine Bestandteile des Klanginstruments darstellen.The inertial mass is over vibration-decoupling bearings at the relative to the Schallabnahmestelle stored globally dormant reference environment. The place of attachment of this Storage can optionally in the immediate vicinity of the sound collection point, but also be chosen at more distant points of the orchestra or even in places which are not components of the sound instrument represent.

Claims (26)

Schallschwingungsabnahmesystem zur Umwandlung von Schallschwingungen eines Klanginstrumentes in elektrische Signale mit – zumindest einem mechanisch-elektrischen Wandler (14) mit einem aktiven und einem passiven (6) Bewegungspol, wobei der aktive Bewegungspol mit einer Schallschwingungsabnahmestelle (8, 81 ,82) des Klanginstrumentes entweder direkt oder über ein zwischenliegendes Durchleitelement (7) in Kontakt bringbar ist, – zumindest einem Trägheitsmassenelement (2), das mit dem passiven Bewegungspol (6) des Wandlers (14) verbunden ist, und – zumindest einer schwingungsentkoppelnden, von einer Verbindung über den Wandler (14) unabhängigen Lagerung (3) zur Lagerung des zumindest einen Trägheitsmassenelementes (2) und zur Schwingungsentkopplung parallel zur Richtung der abzunehmenden Schallschwingungen, wobei das Trägheitsmassenelement (2) über die schwingungsentkoppelnde Lagerung (3) mit einem Bereich verbunden ist, der nicht der Schallschwingungsabnahmestelle (8, 81 ,82) des Klanginstrumentes entspricht.Sound vibration reduction system for converting sound vibrations of a sound instrument into electrical signals with - at least one mechanical-electrical transducer ( 14 ) with one active and one passive ( 6 ) Bewegungspol, wherein the active Bewegungspol with a Schallschwingungsabnahmestelle ( 8th . 81 . 82 ) of the sound instrument either directly or via an intermediate passage ( 7 ) is brought into contact, - at least one inertial mass element ( 2 ) with the passive movement pole ( 6 ) of the converter ( 14 ), and - at least one vibration decoupling, from a connection via the transducer ( 14 ) independent storage ( 3 ) for supporting the at least one inertia mass element ( 2 ) and for vibration decoupling parallel to the direction of the acoustic vibrations to be accepted, wherein the inertial mass element ( 2 ) via the vibration-decoupling bearing ( 3 ) is connected to an area that is not the Schallschwingungsabnahmestelle ( 8th . 81 . 82 ) corresponds to the sound instrument. Schallschwingungsabnahmesystem nach Anspruch 1, bei dem das zumindest eine Trägheitsmassenelement (2) und die Verbindung des Trägheitsmassenelementes (2) mit dem passiven Bewegungspol (6) des zumindest einen Wandlers (14) einen Elastizitätsmodul von mindestens 20 N/mm2 aufweisen.Acoustic vibration sampling system according to claim 1, wherein the at least one inertial mass element ( 2 ) and the connection of the inertial mass element ( 2 ) with the passive movement pole ( 6 ) of the at least one transducer ( 14 ) have a modulus of elasticity of at least 20 N / mm 2 . Schallschwingungsabnahmesystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem die Lagersteifigkeit pro Trägheitsmassenelement (2) in Richtung parallel zur abzunehmenden Schallschwingung einen Wert kleiner als (TM/4) (N/(g·mm)) aufweist, wenn die Trägheitsmasse parallel zur schwingungsentkoppelnden Lagerung noch andere Lagerungen aufweist, oder einen Wert kleiner (TM/8) (N/(g·mm)) aufweist, wenn die schwingungsentkoppelnde Lagerung die einzige Trägheitsmassenlagerung bildet, wobei TM die Masse des Trägheitsmassenelementes (2) in Gramm ist.Acoustic vibration sensing system according to one of claims 1 or 2, wherein the bearing stiffness per inertia mass element ( 2 ) has a value smaller than (TM / 4) (N / (g · mm)) in the direction parallel to the acoustic vibration to be taken when the inertial mass has other bearings parallel to the vibration-decoupling bearing or a value smaller than (TM / 8) (N / (g · mm)) when the vibration-decoupling bearing forms the sole inertial mass bearing, where TM is the mass of the inertial mass element ( 2 ) in grams. Schallschwingungsabnahmesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das zumindest eine Trägheitsmassenelement (2) eine Masse größer oder gleich 20 g aufweist.Acoustic vibration sampling system according to one of claims 1 to 3, wherein the at least one inertial mass element ( 2 ) has a mass greater than or equal to 20 g. Schallschwingungsabnahmesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die schwingungsentkoppelnde Lagerung (3) derart ausgestaltet ist, daß ihre Lagersteifigkeit parallel zur Richtung (21) der abzunehmenden Schallschwingung höchstens 1/2 mal der Lagersteifigkeit senkrecht zu dieser Richtung ist.Acoustic vibration sampling system according to one of claims 1 to 4, wherein the vibration-decoupling bearing ( 3 ) is designed such that its bearing stiffness parallel to the direction ( 21 ) of the acoustic vibration to be accepted is at most 1/2 times the bearing stiffness perpendicular to this direction. Schallschwingungsabnahmesystem nach Anspruch 5, bei dem die schwingungsentkoppelnde Lagerung (3) eine Gelenkführung mit mindestens einem Gelenkarm und einem Gelenk umfaßt.Acoustic vibration sampling system according to claim 5, wherein the vibration-decoupling bearing ( 3 ) comprises a joint guide with at least one articulated arm and a joint. Schallschwingungsabnahmesystem nach Anspruch 6, bei dem die schwingungsentkoppelnde Lagerung (3) eine Parallelogrammführung mit mindestens zwei Gelenkarmen (42) und vier Gelenken (41) umfaßt.Acoustic vibration sampling system according to claim 6, wherein the vibration-decoupling bearing ( 3 ) a parallelogram guide with at least two articulated arms ( 42 ) and four joints ( 41 ). Schallschwingungsabnahmesystem nach Anspruch 7, bei dem die Parallelogrammseiten parallel zur Richtung (21) der abzunehmenden Schwingung mindestens 1/2 mal so lang wie die Parallelogrammseiten (41) senkrecht zur Richtung der abzunehmenden Schwingung sind.Acoustic vibration sampling system according to claim 7, in which the parallelogram sides are parallel to the direction ( 21 ) of the vibration to be picked up at least 1/2 times as long as the parallelogram sides ( 41 ) are perpendicular to the direction of the vibration to be removed. Schallschwingungsabnahmesystem nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem die Gelenke als Festkörpergelenke ausgeführt sind.Sound vibration collection system according to one of claims 6 to 8, in which the joints as solid joints accomplished are. Schallschwingungsabnahmesystem nach Anspruch 9, mit Biegegelenken (41) als Festkörpergelenke, wobei die Biegestellen in den Gelenken höchstens 0,1 mal so dick sind wie die Länge der Gelenke.Acoustic vibration extraction system according to claim 9, with bending joints ( 41 ) as solid-state joints, where the bending points in the joints are at most 0.1 times as thick as the length of the joints. Schallschwingungsabnahmesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit zumindest einer Anpreßvorrichtung (4) zur definierten Vorspannung des zumindest einen Wandlers (14) in Richtung einer Schallschwingungsabnahmestelle (8, 81, 82) des Klanginstrumentes.Sound-vibration take-off system according to one of claims 1 to 10, with at least one pressure device ( 4 ) to the defined bias of the at least one transducer ( 14 ) in the direction of a sound vibration sampling point ( 8th . 81 . 82 ) of the sound instrument. Schallschwingungsabnahmesystem nach Anspruch 11 und einem der Ansprüche 6 bis 10, bei dem die Anpreßvorrichtung (4) eine Feder umfaßt, die zwischen einer Angriffstelle des ruhenden Anteils des Wandlersystems und einer beliebigen kraftübertragenden Bezugsumgebung angeordnet ist.Acoustic vibration extraction system according to claim 11 and any one of claims 6 to 10, wherein the pressure device ( 4 ) comprises a spring disposed between an engagement point of the stationary portion of the transducer system and any force transmitting reference environment. Schallschwingungsabnahmesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, mit einem Durchleitelement in Form eines Stößels (7) zum Weiterleiten der Schallschwingung von der Schallschwingungsabnahmestelle (8, 81, 82) des Klanginstrumentes zu dem zumindest einen Wandler (14), wobei der Stößel (7) derart angeordnet ist, daß er zwischen dem aktiven Bewegungspol des zumindest einen Wandlers (14) und einer Schallschwingungsabnahmestelle (8, 81, 82) des Klanginstrumentes angeordnet ist, wenn das Schallschwingungsabnahmesystem mit einer Schallschwingungsabnahmestelle (8, 81, 82) in Kontakt ist.Sound-vibration take-off system according to one of claims 1 to 12, with a passage element in the form of a plunger ( 7 ) for forwarding the sound vibration from the sound vibration sampling point ( 8th . 81 . 82 ) of the sound instrument to the at least one transducer ( 14 ), wherein the plunger ( 7 ) is arranged such that it is arranged between the active movement pole of the at least one transducer ( 14 ) and a Schallschwingungsabnahmestelle ( 8th . 81 . 82 ) of the sound instrument is arranged when the sound vibration pick-up system with a Schallschwingungsabnahmestelle ( 8th . 81 . 82 ) is in contact. Schallschwingungsabnahmesystem nach Anspruch 13, bei dem der Stößel (7) in Richtung (21) der abzunehmenden Schallschwingung eine geringere Ausdehnung hat als in einer Richtung senkrecht dazu.Acoustic vibration extraction system according to claim 13, wherein the plunger ( 7 ) in the direction ( 21 ) of the acoustic vibration to be accepted has a smaller extent than in a direction perpendicular thereto. Schallschwingungsabnahmesystem nach einem der Ansprüche 13 oder 14, wobei der Stößel (7) separat ausgestaltet ist und an den aktiven Bewegungspol des Wandlers (14) einerseits und eine Schallschwingungsabnahmestelle (8, 81, 82) eines Klanginstrumentes andererseits anpreßbar ist.Acoustic vibration sampling system according to one of claims 13 or 14, wherein the plunger ( 7 ) is designed separately and to the active movement pole of the transducer ( 14 ) on the one hand and a sound vibration sampling point ( 8th . 81 . 82 ) of a sound instrument, on the other hand, can be pressed. Schallschwingungsabnahmesystem nach einem der Ansprüche 13 oder 14, bei dem der Stößel (7) als Teil des Wandlers (14) ausgestaltet ist und lose an eine Schallschwingungsabnahmestelle (8, 81, 82) eines Klanginstrumentes anpreßbar ist.Acoustic vibration sampling system according to one of claims 13 or 14, in which the plunger ( 7 ) as part of the converter ( 14 ) and loosely connected to a sound vibration collection point ( 8th . 81 . 82 ) of a sound instrument can be pressed. Schallschwingungsabnahmesystem nach einem der Ansprüche 13 oder 14, bei dem der Stößel fest mit der Schallschwingungsabnahmestelle (8, 81, 82) eines Klanginstrumentes verbunden und lose an den Wandler (14) anpreßbar ist.Acoustic vibration sampling system according to one of claims 13 or 14, in which the plunger is fixedly connected to the sound vibration collecting point ( 8th . 81 . 82 ) of a sound instrument and loose to the transducer ( 14 ) can be pressed. Schallschwingungsabnahmesystem nach einem der Ansprüche 15 bis 17, bei dem die lose Verbindungsstelle winkeltolerant ausgestaltet ist und ein zylindrisches, ein balliges oder ein spitzes Element umfaßt.Sound vibration collection system according to one of claims 15 to 17, in which the loose joint designed angle tolerant is and comprises a cylindrical, a crowned or a pointed element. Schallschwingungsabnahmesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 18, bei dem der zumindest eine Wandler ein piezoelektrisches Element umfaßt,Sound vibration collection system according to one of claims 1 to 18, wherein the at least one transducer is a piezoelectric element comprises Klanginstrument mit einem Schallschwingungsabnahmesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 19 und zumindest einer Schallschwingungsabnahmestelle (8, 81, 82), die bei Betrieb des Klanginstrumentes in Schwingungen versetzt wird.Sound instrument with a sound vibration pick-up system according to one of claims 1 to 19 and at least one sound vibration pickup point ( 8th . 81 . 82 ), which is vibrated during operation of the sound instrument. Klanginstrument nach Anspruch 20, bei dem die zumindest eine Schallschwingungsabnahmestelle einen Schwingarm (11) umfaßt, dessen eines Ende eine Schwingfläche aufweist, die mit dem Wandler (14) in Kontakt ist, wobei der Schwingarm eine längliche Form aufweist.A sound instrument according to claim 20, wherein the at least one sound vibration pickup location comprises a rocking arm ( 11 ), one end of which has an oscillating surface connected to the transducer ( 14 ), the swinging arm having an elongate shape. Klanginstrument nach einem der Ansprüche 20 oder 21, wobei das Klanginstrument ein Musikinstrument ist,Sound instrument according to one of claims 20 or 21, where the sound instrument is a musical instrument, Klanginstrument nach den Ansprüchen 21 und 22, bei dem der zumindest eine Schwingarm (11) Teil eines Steges (5) ist.Sound instrument according to claims 21 and 22, wherein the at least one rocking arm ( 11 ) Part of a bridge ( 5 ). Klanginstrument nach einem der Ansprüche 20 bis 23, wobei das Klanginstrument ein semi-akustisches Instrument ist.Sound instrument according to one of claims 20 to 23, where the sound instrument is a semi-acoustic instrument. Verfahren zum Abnehmen von Schallschwingungen von einem Klanginstrument und Umwandlung in elektrische Signale mit einem Schallschwingungsabnahmesystem (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 19.Method for picking up sound vibrations from a sound instrument and converting them into electrical signals with a sound vibration pickup system ( 30 ) according to one of claims 1 to 19. Verfahren zum Abnehmen der Schallschwingungen von einem Klanginstrument, bei dem die Schallschwingungen von zumindest einem mechanischelektrischen Wandler (14) aufgenommen werden und in elektrische Signale umgewandelt werden, wobei der aktive Bewegungspol des zumindest einen Wandlers (14) entweder direkt oder über ein Durchleitelement (7) mit einer Schallschwingungsabnahmestelle (8, 81, 82) eines Klanginstrumentes in Kontakt ist, und der passive Bewegungspol (6) mit zumindest einem Trägheitsmassenelement (2) verbunden ist, das in der Richtung (21) der abzunehmen den Schallschwingung schwingungsentkoppelnd gelagert ist, wobei das Trägheitsmassenelement (2) über die schwingungsentkoppelnde Lagerung (3) mit einem Bereich verbunden ist, der nicht der Schallschwingungsabnahmestelle (8, 81 ,82) des Klanginstrumentes entspricht.Method for reducing the sound vibrations of a sound instrument, in which the sound vibrations of at least one mechanical-electrical transducer ( 14 ) are converted and converted into electrical signals, wherein the active Bewegungspol the at least one transducer ( 14 ) either directly or via a feed-through element ( 7 ) with a sound vibration sampling point ( 8th . 81 . 82 ) of a sound instrument is in contact, and the passive movement pole ( 6 ) with at least one inertia mass element ( 2 ) connected in the direction ( 21 ) of which the sound vibration is vibration-decoupling, the inertial mass element ( 2 ) via the vibration-decoupling bearing ( 3 ) is connected to an area that is not the Schallschwingungsabnahmestelle ( 8th . 81 . 82 ) corresponds to the sound instrument.
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