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Musikinstrument, bestehend aus Schwingungserzeugern und Schwingungsverstärker
Die Erfindung bezieht sich auf ein Musikinstrument, bestehend aus Schwingungserzeugem
und einer damit gekoppelten aufgeblasenen Hülle aus geschmeidigem, doch nicht dehnbarem
Material als Schwingungsverstärker.
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Es ist bekannt, bei Musikinstrumenten als Tonverstärker und Tonanpasser
Resonanzkästen, Schalltrichter, Kegel u. dgl. zu verwenden, welche in die aus den
Schwingungserzeugem stammenden reinen Töne Dominanten einführen, die jedem Musikgerät
eine besondere Note geben. Es wurden jedoch auch schon Tonverstärker vorgeschlagen,
die keine Dominanten in den Schallweg einführen, bei diesen sind mechanische oder
elektronische Schwingungserzeuger mit einem Tonverstärker gekoppelt, der aus einer
durch ein Fluidum aufgeblasenen Hülle aus geschmeidigem, doch nicht dehnbarem Material
besteht, auf welchermindestenseineAuflageflächeinmechanischer 'Verbindung mit den
Schwingungserzeugem aufliegt.
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Dieser bekannte aus einer aufgeblasenen Hülle bestehende Tonverstärker
wird bei solchen Musikinstrumenten angewendet, bei welchen Schwingungen großer Amplitude
und schwachen Schwingungsdruckes, wie beispielsweise aus Saiten oder Meinbrauen
entstehend, verwendet werden. Dabei werden die Schwingungen über einen Verbindungssteg
direkt auf die durch die aufgeblasene Hülle gebildeten Verstärker übertragen. Damit
aber eine derartige übertragung möglich ist, muß der Verbindungssteg selbst elastisch
angeordnet sein. Dieses übertragungsmittel kann aber nur befriedigend arbeiten,
wenn die Schwingungen Transversalschwingungen von großer Amplitude und schwachem
Schwingungsdruck sind. Longitudinalschwingungen jedoch, die im allgemeinen geringe
Amplitude und hohen Schwingungsdruck besitzen, wie sie beispielsweise bei schwingenden
Stäben oder bei elektronisch oder elektromagnetisch erzeugten Schwingungen auftreten,
lassen sich auf diese Weise schlechterdings nicht verstärken.
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Dem Erfindungsgegenstand liegt die Aufgabe zugrunde sehr viele Schwingungserzeuger
völlig verschiedener Typen in einem Instrument zusammenzufassen, wobei sämtliche
Schwingungen über das System der Verbindungsstäbe geleitet und auf die Hülle übertragen
werden sollen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei Verwendung
von Klangstäben oder elektrischen bzw. elektromagnetischen Oszillatoren als Schwingungserzeugende
dieselben starr auf Verbindungsstäben befestigt sind, die ihrerseits ebenfalls starr
sind und starr mit auf der Hülle aufliegenden Auflageflächen verbunden sind. Weitere
Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der verschiedenen Ausführungsbeispiele
darstellenden Zeichnungen beschrieben.
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In den Zeichnungen ist F i g. 1 ein schematischer Schnitt durch
einen elektrodynamischen Lautsprecher, F i g. 2 ein schematischer Schnitt
durch einen magnetischen Lautsprecher, Fig. 3 der Aufriß eines einfachen
Schlaginstrumentes, Fig. 4 eine schematische Ansicht eines Gerätes mit elektronischem
Generator und mechanischen Resonatoren, F i g. 5 ist eine schematische Ansicht
der Gesamtheit eines Gerätes mit vielfältigen mechanischen und ,elektronischen Generatoren
mit verschiedenen Resonatoren.
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Die Lautsprecher der F i g. 1 und 2 bestehen aus einem Verstärker
gemäß der Erfindung, d. h. mit einer Hülle 1 aus plastischem Material,
insbesondere aus Vinylchlorür, angefüllt mit Luft oder einem anderen Fluidum. Eine
Auflage 2 aus Metall liegt an der Wandung der Hülle an und wird durch Zugbänder3
an seinem Platz gehalten, insbesondere durch Zugbänder, die keine Eigenfrequenz
im Bereich des Hörbaren haben, im Inneren eines Rahmens 4.
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Bei der Ausführungsfonn der F i g. 1 ist die Auflage 2 mit
der Membran 5 der beweglichen Spule 6
einer elektrodynamischen Lautsprechervorrichtung
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durch Stützen oder einen an der Peripherie befindlichen Kranz fest verbunden.
Der Magnet des elektrodynamischen Lautsprechers ist an der Hinterwand
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des Rahmens befestigt. Die Spule 6 und die Meinbrane 5 stellen
den Vibrationserzeuger dar, und diese
Vibrationen werden durch die
Stützen 8 und die Auflage 2 auf die Hülle 1 übertragen, die deren
Anpassung und Verstärkung sichert.
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Bei der Ausführungsform der F i g. 2 trägt die Unterla ge 2
vermittels eines Kranzes 10 und eines Sperringes 11 die Membrane 12
aus Eisen einer, magnetischen Lautsprechereinrichtung, deren Spule 13
an der
Hinterwand 14 eines Rahmens befestigt ist.
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Bei den F i g. 1 und 2 sind die erzeugenden Organe der Vibrationen
außerhalb der Hülle 1 angebracht aber diese können auch ira Inneren der Hülle
selbst befestigt sein, unter der Voraussetzung, daß die Dichtigkeit mit Rücksicht
auf den Durchgang der erforderlichen Träger für diese Organe gesichert ist.
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Die oben angegebenen Ausführungsformen können in gleicher Weise als
Mikrophon verwendet werden, wobei die Hülle den Empfang von Tonschwingungen und
ihre Umsetzung in Spulen oder Membranschwingungen, die elektrische modulierte Ströme
ergeben, sichert.
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Die Ausführungsform der F i g. 3 stellt ein Musikgerät eines
neuen Typs dar. Es enthält eine Hülle oder eine Blase 15, die aufgeblasen
zwischen zwei Auflagen 16 gehalten wird, die einander gegenüberliegen, wobei
jede von ihnen mit den Armen 17 eines starren Bogens vorzugsweise aus Metall
verbunden ist, der einen Teil der Unterlage bildet. Der Bogen wird durch einen Stab
18 verlängert, der an seinem Ende eine halbkreisförmige Platte
19 trägt, an der Stäbe 20 von verschiedenen Längen befestigt sind. Diese
Stäbe haben berechnete Längen, um ihnen Vibrationsfrequenzen zu geben, die musikalischen
Frequdnzen entsprechen. An dem Stab 18 sind außerdem quer starre Stäbe 21
befestigt. Indem man vermittels eines Schlägels auf die Stäbe 20 schlägt, bringt
man diese in Vibration und die durch den Stab 18,
den Bogen 17 und
die Auflagen 16 übertragenen Wellen werden durch die Blase 15 angepaßt
und verstärkt, welche die Umsetzung der Energie sichert. Man erhält eine Tonemission,
welche der Schwingungsfrequenz des Stabes 20 entspricht, der angeschlagen ist. Die
Stäbe 21, die keine Eigenfrequenz haben, geben einen Tamboureffekt.
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Das Gerät der Fig. 4 ist von der Bauart mit elektronischem Schwingungsgenerator
und mit mechanischen Resonatoren. Das Gerät enthält einen Rahmen 22, in dem eine
Blase 23 aus Polyvinylchlorür angeordnet ist, auf dem vermittels Stützen
von T-förmigem Querschnitt eine metallische Masse 25,
welche die Unterlage
bildet, aufliegt. Die Unterlage 25 wird an ihrem Platz durch Zugbänder
26 gehalten, beispielsweise durch Saiten von Musikinstrumenten, die gespannt
sind und ihre Eigenfrequenzen haben. Die Unterlage trägt einen Stapel
27 von schwingenden Platten, deren Abmessungen berechnet sind, um ihnen musikalische
Frequenzen zu geben und Stäbe 28 oder Längen von Pianosaiten, die gleichfalls
Eigenfrequenzschwingungen haben. Der Vibrationsgenerator wird durch einen Lautsprecherantrieb
29
dargestellt.
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Der Lautsprecherantrieb 29 erzeugt in der Unterlage
25 Schwingungen, die durch Stützen 24 auf die Blase übertragen durch Umsetzung
der Energie angepaßt werden, um eine sehr beträchtliche Lautstärke zu ergeben. Die
Schwingungen werden indessen auf die Seiten 26 auf die Platten
27 und auf die Stäbe 28 übertragen. Diejenigen von diesen, die abgestimmt
sind, gehen in Resonanz und ihre Eigenschwingungen 4D werden auf die Blase
23 übertragen und durch diese verstärkt, wobei sie eine Echotonwirkung geben.
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Das oben beschriebene Apparatprinzip findet sich wieder in dem Musikinstrument
der F i g. 5. Dieses enthält als Hauptbestandteil eine Blase 30, die
in einem Bogen 31 getragen wird. Zwischen der Blase 30 und dem Bogen
31 sind Stätzen 32a, 32 b usw., die eine mechanische Verbindung zwischen
der Blase und dem Bogen herstellen. Es wurde festgestellt daß die Abmessungen der
Auflagefläche der Stützen, die übertragung der hellen Töne begünstigen, wenn diese
groß ist, und umgekehrt. Infolgedessen und gemäß den Merkmalen des Gerätes haben
die Stützen verschiedene Stützflächen, und Pedale wie 33 gestatten einen
oder mehrere Stützen außer Tätigkeit zu setzen, um die tiefen oder hellen Tonhöhen
zu begünstigen. Andere Blasen 34 können gleichfalls in dem Apparat kombiniert sein,
beispielsweise wie dargestellt, um als Füße und Hilfsverstärker zu dienen.
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Der Bogen31 wirddurcheineUnterlage verlängert, die durch eine Anordnung
von metallischen Stäben 35 gebildet ist, die ein ebenfalls starres und homogenes
Ganzes bildet, um Eigenfrequenzen zu vermeiden. Die Unterlage bildet den Rahmen,
den Träger und den übertragungskanal für die Schwingungen der verschiedenen Generatoren.
Die dargestellten Schwingungsgeneratoren enthalten einen Satz Platten
36, gegebenenfalls vom Stimmgabeltyp, einen Satz schwingende Stäbe
37, einen Satz Saiten 38,
einen Satz Stäbe 39 mit doppelter
Auflage, die durch Greifen oder Anschlagen betätigt werden können, einen Satz schwingender
Stäbe 40, deren Frequenz ,durch ein Gegengewicht einstellbar ist und die durch Reiben
an einem Glasstab 42 erregt werden können, schwingende Platten 43, erregt durch
Reiben eines Bogens an ihrem Rand und einen elektronischen Generator 44 vom oben
beschriebenen Typ, dessen prinzipielle Arbeitsweise im folgenden noch erklärt
werden wird. Das beschriebene Gerät enthält gleichfalls eine Stütze 45 mit der ein
Keil 46 oder ein entsprechendes Teil zusammenwirken kann, das auf einem Schwingungsgenerator
vorgesehen ist der unabhängig ist, derart, wie das Griffbrett einer Geige oder Gitarre
47 auf den Saiten 48 gespannt sind.
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Dämpfer oder andere den Ton abwandelnde Organe 49 können vorgesehen
sein, um mit einem oder mehreren der obigen Schwingungserzeuger zu-sammen
zu wirken. Diese Organe werden vermittels Pedale wie 50 betätigt. Endlich
enthält das Instrument Resonatoren, wie Stäbe aus Pianosaiten 51,
Spiralen
aus Pianosaiten 52, schwingende Platten 53,
Resonanzkageln 54 u. dgl.
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Außerdem enthält das Gerät vorzugsweise einen elektronischen Schwingungserzeuger
55, der direkt auf den Verstärker, welcher durch die Hülle 30 dargestellt
ist, arbeitet, gleichzeitig oder unabhängig vom Generator 44 unter der Steuerung
eines elektronischen Verstärkers 56 und eines Mikrophones 57.
Dieses
Mikrophon 57 gestattet eine reine Verstärkung der Stimme ohne Zwischenschaltung
von Resonatoren des Instruments. So bald tatsächlich der elektronische Generator
44 oder irgendeines der Elemente der Generatoren 36 bis 43 erregt wird, geraten
die Elemente der anderen Generatoren oder die Resonatoren 51 bis 54, die
eine Periode in Phase mit dem Generator haben, in Eigenschwingung und erzeugen Echoeffekte.
Um eine reine Verstärkun- der Schwin-Crungen, die den Mikrophonströmen entsprechen,
zu C
erhalten, verwendet man infolgedessen den elektrischen
Generator55, welcher mechanisch von der Unterlage isoliert ist.