DE1497853C3 - Elektronisches Saitenmusikinstrument - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf elektronisches Saitenmusikinstrument mit einem Resonanzkasten und einem sich daran anschließenden, ein Griffbrett aufweisenden Instrumentenhals, wobei zur Tonabnahme die elektrisch leitenden Saiten in einem Magnetfeld schwingen, daß durch mindestens einen länglichen, einen Dauermagneten enthaltenden, parallel zu den Saiten ausgerichteten und unter diesen liegenden Profilkörper aus magnetisch leitendem Material erzeugt wird:

Es war schon lange bekannt, bei Saitenmusikinstrumenten elektromagnetische Tonabnehmer mit einem stabförmigen Magnetkörper zu verwenden, dessen Polflächen sich an den Enden des Stabes befinden, und daß man, wenn die Saite aus einem anderen Metall als Eisen oder Stahl besteht und auch nicht mit einer Umspinnung aus diesem Material versehen werden kann, vom elektromagnetischen zum elektrodynamischen Prinzip übergehen muß (Dr. Werner Meyer-E pp ler, »Elektrische Klangerzeugung«, Ferd.

Dümmlers Vertag, Bonn, 1949, Seite 38). Es war auch bekannt, daß ein Klang eindeutig durch sein Spektrum gekennzeichnet werden kann, welches drei Bestimmungsstücke enthält: die Frequenzen der Teilschwingungen, ihre Amplituden und ihre Phasenwinkel (a. a. O.

Außer Musikinstrumenten mit elektrischer Tonerzeugung, bei denen das schwingende Element keine Saite ist (vgl. DT-PS 7 33 203), waren verschiedene Ausführungsformen für Tonabnehmer von Musikinstrumenten, insbesondere Saiteninstrumenten bekannt, deren Wirkungsweise auf dem Prinzip der magnetischen oder dynamischen Tonabnahme beruht und bei denen teilweise von der Möglichkeit Gebrauch gemacht wird, die abgenommene Spannung — bei magnetischer Tonabnahme — durch entsprechende Wahl der Windungszahl der Induktionsspule, des Magnet- und Saitenmaterials in weiten Grenzen zu varrieren (vgl.

DT-PS 9 70 536, DL-PS 25 688).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Saitenmusikinstrument mit Resonanzkasten, Griffbrett und elektrodynamischer Tonabnahme, bei der eine elektrisch leitende Saite im Magnetfeld schwingt, die Tonabnahme so zu gestalten, daß zur Gewährleistung

einer der Abklingdauer des tatsächlichen Instrumententones gleichen Abklingdauer des Tonabnehmersigrials die Grundschwingung gegenüber den Oberschwingungen besonders hervorgehoben wird, wobei letztere jedoch nicht Wesentlich gedämpft werden sollen. - .;'; ^: Diese Aufgabe· ^;wird^ -bei ^; einem ;elektronischen Säitenmusikinstrument der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, daß sich der zur Erzeugung' des Magnetfelds, in dem die elektrisch leitenden Saiten schwingen, dienende Profilkörper und damit auch das Magnetfeld zum Zwecke einer bevorzugten Tonabnahme der Grundschwingung der schwingenden Saite über einen mindestens die Hälfte der Gesamtlänge betragenden Teil der Saitenlänge erstreckt und 'daß der Profilkörper mit dem Instrumentenhals baulich vereinigt ist. ' ^{:: :} "' ·■..-.■■'. :■·;:■. . : ■■■ : , ^;

Es wurde gefunden, daß es auf diese Weise gelingt, eine im Gesamteindruck verbesserte Klangbildtreue bei der verstärkten Klangwiedergabe zu erhalten.

Dieser Effekt dürfte wie folgt zu erklären·sein:

Wird bei einem Saiteninstrument ohne Verstärkungseinrichtung eine Saite angeschlagen, so schwingt sie auf ihrer ganzen Länge und versetzt überall die sie umgebenden Luftteilchen in Schwingung, was den natürlichen Klang des Instruments ausmacht. Dadurch, daß dafür gesorgt wird, daß sich das Magnetfeld des Wandlerelektromagneten über den größeren Teil der wirksam schwingenden Saitenabschnitte erstreckt, so daß in jeweils einer angeschlagenen Saite induzierte elektrische Strom vorwiegend der Grundfrequenz der in Schwingung versetzten Saite entspricht, wird vor allem erreicht, daß die Dauer der Wiedergabe des verstärkten Tones annähernd gleich der Dauer des unverstärkten natürlichen, von der angeschlagenen Saite aus gehenden Tons angeglichen wird. Das ist bei den bisher bekannten elektronischen Saiteninstrumenten nicht der Fall, weil deren magnetisches Wandlersystem sich nur über einen sehr kurzen'Teil der schwingenden Saite erstreckt, was zur Folge hat, daß der verstärkte Ton im Vergleich zum natürlichen Ton verhältnismäßig rasch abfällt. ^r

Dadurch, daß der Ton bevorzugt von der Grundschwingung einer schwingenden Saite abgenommen wird, lassen sich Störungen durch mitschwingende Nachbarsaiten vermeiden. Außerdem läßt sich durch einen Verlauf des Magnetfelds in einer bestimmten Richtung nur bei Bewegungen der Saiten in Ebenen, welche die Achse dieser Richtung schneiden oder einen Winkel mit ihr bilden, ein Stromsignal in den Saiten derart induzieren, daß Schwingungen in unerwünschten Ebenen, wie sie etwa von Resonanzerscheinungen herrühren könnten, praktisch keinen Einfluß auf das ' Ausgangssignal haben. .

Bei einer bevorzugten Ausführungsform eines elektronischen Saitenmusikinstruments gemäß der Erfindung wird das Magnetfeld durch einen einzigen langgestreckten, rechteckig im Querschnitt geformten Dauermagneten hervorgerufen, der mit einem L-förmigen Profilstück zusammenwirkt. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Außenfläche der Oberseite des Magneten in einen Pol des Magnetfeldes und die obere Randfläche des senkrechten Teils des L-Profils den anderen Magnetpol darstellt. Die Magnetanordnung ist unter den Saiten dicht an der Stelle angeordnet, wo der Instrumentenhals in den eigentlichen Instrumentenkörper übergeht. Sie enthält vorzugsweise langgestreckte Streifen aus magnetischem Material, welche die Wirkung des Magnetfeldes räumlich so weit erstrecken, daß ein wesentlicher Teil· der Gesamtlänge, der Saiten im Bereich des Magnetfeldes liegt. Infolgedessen ist das von der Grundschwingung einer Saite induzierte Signal besonders groß im Vergleich zu den von ihren harmonischen, d.h. Ober- öder Uhtertöiien induzierten Signalkömpönenten. . ' " ...;.; a :;·;·■■. ■■/ ^: Bei einer änderen; besonders vorteilhaften Aüsführiingsförrn eines elektronischen Saitehrnusikinstruments ist für jeweils eine Saite ein einzelner Dauermagnet ^vorgesehen.-" ^;* '.'·■■■ - '; ^: ■■ ·'' "^!i- ^:'-·^;;:'^: "^{: r}'v:\r-:·-, •Im folgenden ist die Erfindung anhand der· in den Zeichnungen dargestellten Ausführüngsbeispiele näher erläutert! ' -^i:^.'-'-. ^::y':^-^: ■-,. ' '■;::■ ..■:■.;■·,.-■·;/:'·■/

Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung, schematisch und teilweise aufgebrochen gezeigt^ um die grundsätzlichen Merkmale eines elektrischen Saiteninstruments nach der Erfindung zu erläutern.

Fig.2 ist eine Querschnittsdarstellung mit der Blickrichtung der Pfeile 2-2 von F i g. 1, ; ·

Fi g. 3 zeigt in größerem Maßstab und abgebrochen einen Teil der Einrichtung zur Erzeugung des Magnetfeldes bei dem Instrument nach F ig. 1 .

Fig.4 ist ein Querschnitt mit der Blickrichtung der Pfeile4-4von-Fig.Ί. ""■-·

F i g. 5 ist eine ausschnittsweise perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. ■ ' - ·"■■ ^; -

Fig.6 ist ein ausschnittsweiser Querschnitt mit der Blickrichtung der Pfeile 6-6 von F i g. 5.

Figi7 ist eine aüsschnittsweise Draufsicht des Instrumentes nach Fig.5 in Verbindung mit einer anderen elektrischen Schaltung.

In Fig. 1 ist ein elektronisches Saitenmusikinstrument gemäß der Erfindung, und zwar eine Gitarre dargestellt. tO ist der Körper der Gitarre, an die sieh ein langgestreckter Instrumentenhals 11 anschließt. Die Saiten sind mit 12, 13,14,15,16 und 17 bezeichnet; Ihr eines Ende läuft über die übliche Auflageleiste 18 und ist an jeweils einem Abstimmknebel 19 befestigt. Auf der anderen Seite der Auflageleiste 18 überbrückt eine Kurzschlußleiste 20 aus elektrisch leitendem Werkstoff die Saiten, so daß sämtliche Saiten an einem Ende elektrisch miteinander verbunden sind. • Zu dem die Knebel tragenden Teil des Halses gehört außerdem eine mit 2t bezeichnete Verdicküng, von der iioch zu sprechen sein wird. -

"Wie Fig. 1 zeigt, verläuft das jeweilige zweite Ende der Saiten über einen mit 22 bezeichneten Steg und ist durch einen Zapfen 23 an dem Gitarrenkörper verankert. An den Verankerungszapfen 23 sind die Saiten mit einer entsprechenden Zahl elektrischer Leitungen 24 verbunden, die von dem Körper 10 abgehen. Sie stellen die Verbindung zu verschiedenen Wellenformungs- und Verstärkerkreisen her, die mit 25 bezeichnet sind. Die einzelnen Abgänge von diesen wiederum sind zu einem Lautsprechersystem 26 geführt.

Wie Fi g. 2 zeigt, sind die zuerst erwähnten Enden der Saiten, die durch die Kurzschlußleiste 20 zusammengeschlossen sind, elektrisch mit einem langgestreckten leitenden Streifen 27, vorzugsweise aus Aluminium, verbunden, der in dem Hals der Gitarre als Teil eines Lamellenaufbaues eingebettet ist. Die Schallgeschwindigkeit in dem Streifen 27 ist verschieden von der Schallgeschwindigkeit in den umgebenden Materialien des Lamellenaufbaues: als Folge hiervon ist die Schwingungs-Resonanzkurve des Halses abgeflacht. Ferner ist die Resonanzkurve dadurch verbreitert, daß die sowohl in F i g. 1 als auch in F i g. 2 dargestellte

Verdickung 21 vorgesehen ist.

Die Ausbildung des lameliierten Instrumentenhalses mit der Verdickung 21 hat eine Verbreiterung der Resonanzkurve zur Folge, die erwünscht ist, um den Wellenknotenpunkt der Saiten so zu verschieben, daß er in dem Bereich der Auflageleiste zu liegen kommt. Hieraus ergibt sich eine verbesserte Ausbildung der Gitarre. Um unechte, von Resonanz u. dgl. Erscheinungen im Instrumentenkörper herrührende Signale zu beseitigen, bildet der in F i g. 2 dargestellte Halsaufbau mit der Schallwandlereinrichtung eine wichtige Kombination, deren Merkmale zusammenwirken, um ein verbessertes, reineres Ausgangssignal zustande zu bringen.

Der schon erwähnte Aluminiumstreifen 27 dient als Verbindungsleiter zur Erdung der Kurzschlußleiste 20 am Punkte 28. Sämtliche Drähte können an einer bestimmten Stelle nach Wunsch aus dem Instrument herausgeführt werden. Es ist nicht erforderlich, einen besonderen Draht zu der Kurzschlußleiste 20 hinzuführen. Der Streifen 27 hat also eine zweifache Funktion: Einmal wird für eine erwünschte Dämpfung der Resonanz im Instrumentenhals gesorgt, und außerdem dient er als Zuleitung zu der Kurzschlußleiste 20.

In Fig.3 ist die Einrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes zum Induzieren von Strömen in den verschiedenen Saiten 12 bis 17 gezeigt. Diese Einrichtung, im folgenden kurz als Dauermagnet bezeichnet, besteht aus einem langgestreckten U-Profilkörper, der aus einem Profilkörper in Form einer dauermagnetischen Leiste 29 mit rechteckigem Querschnitt und einem magnetisch leitenden Profilkörper 30 von L-förmigem Querschnitt zusammengesetzt ist. Die dauermagnetische Leiste 29 ist parallel an eine Seitenfläche des horizontalen Teiles des L-förmigen Profilkörpers 31 angesetzt. Die obere Außenfläche der magnetischen Leiste 29 und ihre untere Außenfläche bilden Pole, die mit den Buchstaben N und 5 bezeichnet sind. Der L-förmige Profilkörper 30 besteht aus magnetisch leitendem Material und dient zur Verlagerung des Südpols nach links und nach oben in den vertikalen Teil 32 des Profilkörpers (vgl. F i g. 3).

Zusätzlich zu der dauermagnetischen Leiste 29 und dem L-förmigen Profilkörper 30 sind noch langgestreckte Streifen 33, 34 als Polschuhe vorgesehen, die auf den oberen Außenflächen der dauermagnetischen Leiste 29 und des vertikalen Teils 32 des Profilkörpers aufliegen. Die Richtung und Lage der Streifen ist in dem weggebrochenen Teil von F i g. 1 zu sehen. Die Streifen bestehen aus magnetischem Material und erstrecken sich zwecks Ausdehnung des Einflusses des zwischen den Polflächen verlaufenden Magnetfeldes über die voneinander getrennten Pole hinaus. Infolge dieser Anordnung befindet sich ein wesentlicher Teil der Länge der Saiten im Bereich des magnetischen Feldes, so daß das in jeder Saite beim Schneiden des Magnetfeldes induzierte Signal vorwiegend durch die Grundschwingung der Saite zustande kommt, während die Harmonischen infolge der Länge der im Magnetfeld befindlichen Saiten eine bedeutend geringere Wirkung haben.

In Fig.4 wird schematisch durch den Pfeil 35 die Richtung des Magnetfeldes gezeigt, das im wesentlichen parallel zur Ebene der Saiten 12 bis 17 verläuft. Werden jedoch die Saiten geschlagen oder angezogen, so verläuft ihre Bewegungsrichtung etwa in Richtung des Doppelpfeiles 36, also etwa rechtwinklig zur Richtung des Magnetfeldes, so daß in den Saiten ein maximales Signal induziert wird.

Beim Spiel eines elektrischen Saiteninstrumentes nach F i g. 1 bis 4 verursacht die zustande kommende Schwingung, je nachdem, ob eine oder mehrere Saiten angeschlagen werden, daß die Bewegung der Saiten das in F i g. 4 angegebene Magnetfeld schneidet. Infolgedessen wird ein Stromsignal direkt in der sich bewegenden Saite induziert, der durch die Saite selbst über einen der Leiter 24 zu dem dazugehörigen Welienformungs- und Verstärkerkreis geleitet wird.

Das in jeder der Saiten induzierte und durch sie weitergeleitete elektrische Signal ergibt dann ein Ausgangssignal, das bedeutend stärker ist als bei vergleichbaren schon bekannten Signalwandlereinrichtungen.

Die Saiten, die elektrisch leitend sein müssen, können z. B. aus Phosphorbronce oder Berylliumkupfer bestehende oder mit Metall umhüllte Kunststoffsaiten aus einem Polyamid (»Nylon«) oder in entsprechender Weise leitend gemachte Darmsaiten sein. Da keine Stahlsaiten, wie sie bisher bei elektrischen Gitarren notwendig waren, verwendet zu werden brauchen, werden verschiedene unerwünschte Eigenschaften der Stahlsaiten ausgeschaltet, wie z. B. ihre schlechtere Schwingfähigkeit bei höheren Tönen, die stärkere erforderliche Saitenspannung und ihre Unhandlichkeit für den Spielenden.

In F i g. 5 ist eine etwas andere Ausbildung des Instrumentenhalses 37 dargestellt. Der magnetische Profilkörper ist hier mit 38 bezeichnet. Darüber verlaufen die Saiten 39 bis 44. Der Profilkörper besteht hier aus einer flachen langgestreckten Vierkantleiste und kann aus mit Bariumferrit imprägniertem Hartgummi oder Kunststoff bestehen. Der magnetische Profilkörper ist aus 8 Einzelelementen in Form von Streifen 45 bis 52 zusammengesetzt, die einzeln magnetisiert sind, so daß längs ihrer zusammenliegenden Seiten Nord- und Südpole N und S vorhanden sind. Die mittleren 6 Streifen 46 bis 51 liegen unter den 6 Saiten 39 bis 44 und erzeugen für jede einzelne Saite ein besonderes Magnetfeld. Die äußeren Streifen 45 und 52 sind so ausgebildet, daß die Magnetfelder für die außen liegenden Saiten 39 und 44 möglichst homogen sind.

Wie F i g. 6 zeigt, verläuft das durch die Flußlinien H dargestellte Magnetfeld von der einen Seite jeweils eines Dauermagnetstreifens 46, 47, 48 her über dessen Oberfläche und schließt sich auf der entgegengesetzten Seite durch den Körper des jeweiligen Dauermagnetstreifens. Die Anordnung der Saiten relativ zu den Streifen ist so getroffen, daß jede Saite näher an einer Fuge als an der anderen liegt, so daß das Magnetfeld unter einem Winkel zur Gesamtebene der Saiten verläuft und die Schwingung der Saiten in einer Queroder Horizontalebene zur Folge hat, daß deren Bewegungsrichtung die magnetischen Flußlinien H schneidet. Die Längsabmessung der Streifen bei dieser Ausführungsform ist vorzugsweise größer als 50 % der Saitenlänge, so daß ein verhältnismäßig großer Teil jeder einzelnen Saite innerhalb des zugeordneten Magnetfeldes liegt.

Wie im Falle von Fig.4 werden auch bei der Ausführung nach F i g. 5 die Saiten, wenn das Instrument gespielt wird, derart angeschlagen, daß sie in einer Richtung, hier in Richtung 53, schwingen, bei der ihre Bewegung die Flußlinien H unter einem annähernd rechten Winkel schneidet, so daß der größte Strom in jeder Saite induziert wird.

F i g. 7 zeigt eine etwas andere Anschlußart, aus der

sich eine Verminderung der Einzelteile ergibt. Bei dieser Ausführungsform sind 6 Saiten 54 bis 59 über einen Instrumentenkörper 60 mit einem Instrumentenhals 61 gespannt, in welchem magnetisches Material 62 eingebettet ist. Statt einzelne Ausgangsklemmen vorzusehen, sind hier die Saiten durch Leiterschleifen 63 bis 67 in Reihe geschaltet. Ein einziger Ausgangstransformator 68 ist an die äußersten Saiten 54 und 59 geschaltet und speist einen einzigen Verstärker 69. Bei dieser Anordnung wird nur ein Ausgangstransformator und nur ein Verstärker für alle 6 Saiten benötigt.

Durch die Erfindung wird also ein wesentlich verbessertes elektrisches Saiteninstrument geschaffen, und zwar mit Hilfe einer neuartigen elektrischen Wandlereinrichtung, bei der die Saiten selbst als Teil der elektrischen Schaltung wirken. Auf diese Weise und besonders in Verbindung mit dem neuartigen lamellierten Profilkörper im Aufbau des Instrumentenhalses ergeben sich günstige Gewichtsverhältnisse und eine besonders handliche Anordnung, durch die ein elektrisches Instrument den bisherigen Ausführungen dieser Gattung erheblich überlegen ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

609 530/7

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Elektronisches Saitenmusikinstrument mit einem Resonanzkasten und einem sich daran anschließenden, ein Griffbrett aufweisenden Instrumentenhals, wobei zur Tonabnahme die elektrisch leitenden Saiten in einem Magnetfeld schwingen, daß durch mindestens einen länglichen, einen Dauermagneten enthaltenden, parallel zu den Saiten ausgerichteten und unter diesen liegenden Profilkörper aus magnetisch leitendem Material erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß sich dieser. Profilkörper und dämit-auch das Magnetfeld zum _: Zwecke einer bevorzugten Tonabnahme der Grundschwingung der schwingenden Saiten über einen mindestens die Hälfte der Gesamtlänge betragenden Teil der Saitenlänge erstreckt und daß der Profilkörper mit dem Instrumentenhals baulich vereinigt ist. . . . . ·

2. Musikinstrument nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Profilkörper ein langgestreckter Körper (30) mit U-förmigem Querschnitt und in gleicher Ebene liegenden Polflächen (S, N) an den Schenkelenden ist.

3. Musikinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Profilkörper aus einer Leiste (29) mit rechteckigem Querschnitt aus dauermagnetischem Material, welche den einen Schenkel der U-Form des Gesamtquerschnitts bildet, und einem gleichlangen magnetisch leitenden Profilkörper von L-förmigem Querschnitt (32) zusammengesetzt ist.

4. Musikinstrument nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß statt allen Saiten gemeinsam jeder Saite (39 bis 44) ein eigener Profilkörper (46 bis 51) zugeordnet ist.

5. Musikinstrument nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das jeder Saite zugeordnete Einzelmagnetfeld (H) in demjenigen Bereich, in dem sich die Saite befindet, schräg zur gemeinsamen Ebene der Saiten gerichtet ist.

6. Musikinstrument nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder einzelne Profilkörper nur aus einem magnetisieren Streifen besteht und die einzelnen Streifen (46 bis 51) so nebeneinanderliegend zusammengesetzt sind, daß sie sich mit jeweils gleichnamigen Polen (SS, NN) berühren.

7. Musikinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche vorhandenen Saiten (12 bis 17) mittels einer in der Nähe der einen Einspannstelle angeordneten Kurzschlußleiste (20) elektrisch verbunden und mit ihrem anderen Ende an je einem Signalempfänger (Verstärker 25) angeschlossen sind.

8. Musikinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche vorhandenen Saiten (54 bis 59) elektrisch in Reihe geschaltet sind und ein gemeinsamer mit den Enden der Reihenschaltung verbundener Signalempfänger (Verstärker 68) für alle Saiten vorgesehen ist.

9. Musikinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung des Magnetfeldes im wesentlichen parallel zu der Richtung der von den durch den Instrumentenkörper und den Instrumentenhals bestimmten Resonanzbedingungen herrührenden Schwingungen verursachten Bewegung der Saiten und etwa rechtwinklig zu der vom Spiel auf den Saiten herrührenden Bewegungsrichtung^), 53) dieser verläuft, so daß

'■-■■'■■ die von Bewegungen ider Saiten in der erstgenannten Richtung verursäciiten Signalströme vergleichsweise klein gehalten werden.

10. Musikinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Instrumentenhals (11) in der Nähe der Einspannstelle der Saiten eine Verdickung (21) aufweist.

ίο

11. Musikinstrument nach Anspruch 7, dadurch

gekennzeichnet, daß bei lameliiertem Aufbau des

.■ Instrumentenhalses eine der Lamellen aus einem

S- i streifenförmigen Metallteil (27) besteht, der als Erdungsleiter für die Kurzschlußleiste (20) und/oder zur Beeinflussung der Resonanzbedingungen des Instrumentenhalses (11), insbesondere zur Dämpfung, durch die unterschiedliche Fortpflanzungsgeschwindigkeit der akustischen Schwingungen in diesen Streifen gegenüber den übrigen Teilen des Instrumentenhalses dient.