DE19542487A1

DE19542487A1 - Zupfinstrument mit einer Einrichtung zur Verstärkung der Lautstärke und Basswidergabe

Info

Publication number: DE19542487A1
Application number: DE19542487A
Authority: DE
Inventors: Peter Gottschall
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-12-23
Filing date: 1995-11-15
Publication date: 1996-06-27
Also published as: US5567896A; JPH08234728A

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Zupfinstrument mit einer Einrichtung zur Verstärkung der Lautstärke und der Baßwiedergabe gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Zupfinstrumente, wie Gitarren, Lauten, Sitern, Mandolinen und dgl., weisen alle das gleiche Funktionsprinzip auf. Es werden Saiten angeschlagen oder gezupft und versetzen einen Resonanzkörper über einen Steg zur Decke in Schwingungen. Die Saiten sind am unteren Ende des Resonanzkörpers am Saitenhalter oder direkt am Steg befestigt und laufen über den Steg zum Hals, an dessen Ende sie durch Stimmechaniken gespannt werden. Der Resonanzkörper, auch Korpus genannt, ist im Prinzip eine Kiste mit einem Schalloch. Dieses seit Jahrhunderten bis in die heutige Zeit kaum veränderte Prinzip hat akustisch gesehen Grenzen bezüglich der Lautstärke und der Baßwiedergabe, weil der Resonanzkörper unter physikalischen Gesichtspunkten kaum schallverstärkende Komponenten enthält. Besteht der Wunsch, größere Lautstärken und bessere Baßwiedergabe zu erreichen, wurden bisher die Resonanzkörper entsprechend vergrößert, mit dem Ergebnis, daß wohl eine größere Lautstärke und eine bessere Wiedergabe der Bässe erreicht wird, jedoch die Wiedergabe der hohen Frequenzen schlechter wird.

Es ist auch bereits bekannt, bei Blasinstrumenten Trichter vor der Schallquelle anzuordnen. Diese Maßnahme eignet sich bei Zupfinstrumenten nicht, und es ist an sich nur eine Geige mit einem Trichter bekannt geworden, die sich ebenfalls nicht durchgesetzt hat und eher ein Kuriosum darstellt, denn einen Nutzen aufweist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, eine Einrichtung zu schaffen, welche die Baßwiedergabe und die Lautstärke von Zupfinstrumenten verbessert bzw. erhöht, ohne daß der Resonanzkörper zu vergrößern ist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1.

Die erfindungsgemäße Einrichtung kann in den Resonanzkörper jedes Zupfinstrumentes eingebaut werden, ohne daß seine Raumform verändert werden muß, dies weder in bezug auf die Größe noch in bezug auf das Aussehen. Das Instrument läßt sich daher in gewohnter Weise spielen, und es leidet durch die erfindungsgemäße Vorrichtung auch nicht die Wiedergabe seiner hohen Frequenzen. Im weiteren kann durch eine Verkleinerung des Instrumentes bei gleichbleibender Tonqualität der Verbrauch von Edelhölzern bei der Herstellung verkleinert werden.

Mit der Größe bzw. dem Querschnitt der Schallaustrittsöffnung bzw. der Schallaustrittsöffnungen kann der Strahlungswiderstand für die in Schwingung befindlichen Luftmoleküle eingestellt und damit der Baß und die Resonanz verändert werden. Der Musiker kann durch verschiedenartige schalldurchlässige Schallochgitter den Klang des Instrumentes auf seinen persönlichen Geschmack selbst einstellen. Um weitere laustärkenmindernde und sich gegenseitig auslöschende stehende Schallwellen im Korpus zu verhindern, können je eine Schallaustrittsöffnung rechts und links vom Halsansatz in der Zarge plaziert werden.

Der Klang des Instrumentes ist abhängig von der Länge, der Stärke, d. h. der Dicke, und dem Material sowie dem Neigungswinkel der Zwischendecke zur Decke sowie von der Größe der Schallöcher. Bei Verwendung von diagonalverleimten Zwischendeckenschichten können sich die Schallwellen diagonal im Instrument gut verteilen, und die Schallwellen werden zur Mitte der Zwischendecke geschoben und beeinflussen positiv die Eigenschwingung der Zwischendecke. Die Lage der Zwischendecke im Bereich der freischwingenden Kante bleibt offen und beeinflußt das gegenseitige Harmonisieren des oberen und des unteren Resonanzraumes.

Anhand illustrierter Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Resonanzkörper eines schematisch dargestellten Zupfinstrumentes herkömmlicher Bauweise,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Resonanzkörper eines schematisch dargestellten Zupfinstrumentes mit einer Zwischendecke zur Verbesserung des Baßreflexes,

Fig. 3 eine Ansicht eines schematisch dargestellten Zupfinstrumentes mit zwei im Bereich des in Abschnitte aufgeteilten Unterklotzes eingelassenen Schallaustrittsöffnungen,

Fig. 4 eine Ansicht eines Zupfinstrumentes mit zwei seitlich des Unterklotzes angeordneten Schallaustrittsöffnungen,

Fig. 5 eine Ansicht eines schematisch dargestellten Zupfinstrumentes mit einer Schallaustrittsöffnung,

Fig. 6 einen Längsschnitt durch den Resonanzkörper einer Gitarre mit einer eingebauten Zwischendecke,

Fig. 7 eine Ansicht des Zupfinstrumentes mit einer die Schallaustrittsöffnung überspannenden Abdeckklappe,

Fig. 8 einen Längsschnitt durch einen Resonanzkörper mit einer Zwischendecke und griffbrettseitigem Schalloch im Zargenkranz,

Fig. 9 einen Längsschnitt durch einen Resonanzkörper mit griffbrettseitigem Schalloch in der Decke,

Fig. 10 einen Längsschnitt durch einen Resonanzkörper mit zwei griffbrettseitigen Schallöchern,

Fig. 11 einen Querschnitt durch den Resonanzkörper in Fig. 10 längs Linie XI-XI in Fig. 12,

Fig. 12 einen Längsschnitt durch einen Resonanzkörper einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung,

Fig. 13 einen Grundriß des Resonanzkörpers in Fig. 12,

Fig. 14 eine schematische Darstellung des angestrebten Schallflußes in der Zwischendecke durch die Faserrichtung der beiden zusammengeklebten Hälften gemäß Fig. 13.

In der schematischen Darstellung eines Zupfinstrumentes 1 in Fig. 1 ist mit Bezugszeichen 3 dessen Korpus als Rechteck dargestellt. Dieser umfaßt eine Decke 5 und einen Boden 7, welche durch einen Zargenkranz 9 miteinander verbunden sind. Auf der linken Seite ist ein Teil des Instrumentenhalses 11 mit dem Griffbrett 12 und dessen Verbindung mit dem Zargenkranz 9 sichtbar. Das Ende des Instrumentenhalses 11 mit den Stimmechaniken ist nicht dargestellt; es ist nur eine Saite 13 sichtbar, welche über einen Steg 15, welcher auf der Decke 5 befestigt ist, verläuft und welche am Rand der Decke 5 mit dieser verbunden ist. In der Decke 5 ist weiter eine Schallaustrittsöffnung 17, auch Schalloch genannt, ersichtlich. Der Einfachheit halber sind sämtliche Verstärkungen, welche der Festigkeit des Instrumentes dienen, in den schematischen Darstellungen weggelassen worden. Der prinzipielle Aufbau des in Fig. 1 gezeigten Instrumentes entspricht den meisten heute gebräuchlichen Zupf- und auch Streichinstrumenten.

Die Erzeugung eines Tones erfolgt durch Zupfen an der Saite 13. Die dadurch erzeugte Schwingung der Saite 13 wird durch den Steg 15 auf die Decke 5 übertragen. Die Decke 5 bildet eine schwingende Membran, die den Schall nach innen und nach außen in gleicher Lautstärke abstrahlt. Der auf der Außenseite abgegebene Schall ist akustisch unverstärkt und enthält daher im wesentlichen nur die hohen Frequenzanteile, die keiner besonderen Resonanz bedürfen. Der nach innen abgestrahlte Schall wird durch die Resonanzfähigkeit des Korpus 3 verstärkt und tritt durch die Schallaustrittsöffnung 17 nach außen. Die Verstärkung der insbesondere tiefen Frequenzen und damit tiefen Töne hängt dabei vom Volumen des Korpus 3 ab. Sie ist bei kleinvolumigen Instrumenten, z. B. Mandolinen, sehr gering, bei Kontrabässen entsprechend wesentlich größer, wobei dann allerdings die hohen Töne unter der Größe des Korpus leiden.

In der schematischen Darstellung des erfindungsgemäßen Korpus 3 eines Zupfinstrumentes 1 in Fig. 2 ist im Innern des Korpus 3 eine Zwischendecke 19 geneigt zum Boden 7 und zur Decke 5 eingesetzt. Diese Zwischendecke 19 erstreckt sich nur über einen Teil des Querschnittes durch den Zargenkranz 9. Sie unterteilt den Innenraum des Korpus 3 in zwei sich erweiternde und miteinander verbundene Räume 21 und 23. Im dargestellten Beispiel ist die Zwischendecke 19 auf der dem Instrumentenhals 11 gegenüberliegenden Seite mit der Zargenkranz 9 verbunden. Die unterklotzseitige Verbindung mit dem Zargenkranz 9 liegt sehr nahe der Decke 5. Vorzugsweise ist die Zwischendecke 19 exakt der Kontur des Zargenkranzes 9 entlang verlaufend ausgebildet und mit dieser verbunden, z. B. verleimt. Einzig die Vorderkante 25, welche instrumentenhalsseitig in einem Abstand zum Zargenkranz 9 endet, liegt frei. Der freie Durchgang zwischen der Vorderkante 25 und dem gegenüberliegenden Reifen bilden den Verbindungsbereich 27 der beiden sich erweiternden Räume 21 und 23. Die beiden Räume 21 und 23 bilden zwei miteinander verbundene Schalltrichter. Man könnte auch von einem gefalteten Trichter sprechen. Im Bereich der größten Höhe des Raumes 23, d. h. am Ende des unteren Trichters, ist im Zargenkranz 9 die Schallaustrittsöffnung 17 ausgebildet. Diese liegt nun im ersten Ausführungsbeispiel, im Gegensatz zu den herkömmlichen Instrumenten, nicht mehr in der Decke 5, sondern im Zargenkranz 9.

Durch das Anzupfen der Saite 13 oder auch durch das Streichen mit einem Bogen wird die Decke 5 in bekannter Weise über den Steg 15 in Schwingung versetzt und strahlt die hohen Töne wie gewohnt und in gleicher Qualität direkt nach außen ab. Die tieferen Frequenzen der tiefen Töne werden ins Innere des Korpus 3 abgestrahlt und vorerst durch den sich erweiternden oberen Raum 21 verstärkt und in Richtung des Pfeiles P durch den Verbindungsbereich 27 in den unteren Raum 23 geleitet und dort weiter verstärkt, bis sie durch die Schallaustrittsöffnung 17 am Ende des unteren Raumes 23 nach außen abgestrahlt werden.

Die Intensität und Klangfarbe der hohen Frequenzen, welche direkt von der Decke 5 nach außen abgestrahlt werden, ändern sich durch die Zwischendecke 19 im Innern des Korpus 3 nicht. Hingegen werden die tiefen Töne durch den trichterförmigen Aufbau des Innern des Korpus 3 wesentlich verstärkt, so daß das Klangspektrum des Instrumentes breiter wird und die tiefen Töne zudem lauter sind. Die Schallaustrittsöffnung 17 im Zargenkranz 9 kann analog ausgebildet sein zu derjenigen bei herkömmlichen Instrumenten in der Decke 5. In Fig. 5 weist die Schallaustrittsöffnung 17 eine ovale Querschnittsform auf. Sie kann durch ein Stabgitter oder ein Lochblech 31 abgedeckt sein. Anstelle einer einzigen Schallaustrittsöffnung 17 können auch zwei entsprechend kleinere Öffnungen 17 gemäß Fig. 3 und 4 vorgesehen sein. Die Größe der Schallaustrittsöffnungen 17 hängt ab von der Größe des Korpus 3 und von dessen Raumform.

In den Fig. 3 bis 6 sind in gebrochenen Linien der Unterklotz 35 und die beiden Reifen 37 angedeutet, deren Bedeutung in der Beschreibung der Fig. 7 näher erläutert wird. Diese zeigt einen Längsschnitt durch ein Zupfinstrument 1, aus dem die Lage der beiden umlaufenden Reifen 37 sowie des Unterklotzes 35 und des Oberklotzes 45 ersichtlich ist. Weiter sind zur Verstärkung des Bodens 7 auf diesem aufgeklebte Rippen 39 und zur Verstärkung der Decke 5 auf dieser aufgeklebte Rippen 41 sichtbar. Im Gegensatz zur Darstellung in den Fig. 1 und 2 werden die Saiten 13 nur bis zum Steg 15 geführt und sind dort befestigt. Im weiteren ist zur Übertragung der Kräfte vom Steg 15 auf die Decke 5 unterhalb letzterer ein Deckbalken 43 angeordnet.

In der Fig. 7 ist deutlich ersichtlich, daß die Zwischendecke 19 an ihrem hinteren Ende bis direkt unter den oberen Reifen 37 reicht und dort satt am Zargenkranz 9 anliegend mit diesem verbunden ist. Der Verbindungsbereich 27 kann durch die schräg zur Decke 5 und zum Boden 7 verlaufenden Schenkel des Oberklotzes 45 begrenzt sein, welche einen stufenfreien Übergang des Querschnittes des oberen Raumes 21 in den unteren Raum 23 gewährleisten.

In Fig. 6 ist die Schallaustrittsöffnung vollständig von einer Abdeckplatte 47 verdeckt. Letztere kann ein aufgedrucktes oder durch Perforationen ausgebildetes Logo tragen.

In der zweiten Ausgestaltung der Erfindung gemäß Fig. 8 ist im Korpus 103 eine Zwischendecke 119 eingesetzt, deren Wurzel 120 nicht direkt am Zargenkranz 109 beginnt, sondern direkt an der Decke und zudem in einem Abstand vom Instrumentenhals 111 liegt. Wie im ersten Beispiel werden zwei Räume 121 und 123 gebildet, die unterklotzseitig durch einen Verbindungsbereich 127 miteinander verbunden sind. Der Austritt der tiefen Töne erfolgt durch zwei seitlich des Instrumentenhalses 111 auf dem Zargenkranz 109 liegende Schallaustrittsöffnungen 117.

In einer ähnlichen Ausgestaltung der Erfindung gemäß Fig. 9, bei der die Zwischendecke 119 analog zur Ausführung in Fig. 8 an der Decke 105 befestigt ist, befindet sich die Schallaustrittsöffnung 117 in der Decke, und zwar in der Verlängerung des Griffbrettes. Zudem liegt bei diesem Instrument der Verbindungsbereich 127 höher, da die Zwischendecke 119 eine geringere Neigung aufweist und folglich der obere Raum 121 kleiner ist im Verhältnis zum unteren Raum 123.

In der Ausgestaltung des Zupfinstrumentes gemäß Fig. 10 liegt die Vorderkante 125 der Zwischendecke ziemlich genau zwischen der Decke 105 und dem Boden 107 des Resonanzkörpers 103. Alternativ zu einer Schallaustrittsöffnung 117 in der Decke 105 oder im Zargenkranz 109 sind in diesem Ausführungsbeispiel an beiden Stellen Schallaustrittsöffnungen 117 angeordnet. In allen drei Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 8 bis 10 ist die Zwischendecke 119 mit Ausnahme ihrer Vorderkante 125 mit der Decke 105 und dem Zargenkranz 109 verleimt.

In der Ausgestaltung des Resonanzkörpers 203 in den Fig. 11 bis 14 ist die Zwischendecke 219 am Oberklotz 245 und/oder Verbindungsstrebe 246, falls eine solche vorhanden ist, befestigt und verläuft von diesem geneigt nach unten gegen den Unterklotz 235. Die Zwischendecke 219 liegt in diesem Beispiel folglich nur indirekt an der Decke 205 an. Bei kleineren Instrumenten kann auch nur eine weitere, dann aber gebogene Querleiste 248 eingesetzt sein (vergl. Fig. 13).

Die Zwischendecke 219 ist aus zwei aufeinanderliegenden Schichten 220 gebildet, die miteinander verbunden sind, z. B. verleimt. Durch diese Verleimung werden zwei Dinge erreicht: Zum ersten erhält die Zwischendecke 219 eine Querstabilität, und es müssen keine Verstärkungsbalken, wie sie beispielsweise in der Ausgestaltung der Erfindung nach Fig. 7 vorgesehen sind, eingesetzt werden, und es kann zweitens die Dicke den klanglichen Anforderungen entsprechend gewählt werden, ohne daß man Gefahr läuft, daß sich Spannungen - wie bei Verwendung von massivem Holz -, die zum Reißen führen können, innerhalb der Zwischendecke ergeben. Um eine möglichst hohe Formstabilität zu erreichen, wird vorgeschlagen, den Faserverlauf der verwendeten Holzlatten in einem Winkel von 10° bis 15° zur Längsachse des Instrumentes 1 bzw. 20°-30° zueinander anzuordnen. Diese Anordnung ermöglicht nicht nur die hohe Festigkeit der Zwischendecke 119, sondern sie wirkt sich auch positiv auf den Verlauf der Schallwellen in der Zwischendecke 119 aus. In Fig. 14 zeigt der Pfeil A den Verlauf der Fasern der oberen Plattenhälfte und der Pfeil B den Verlauf in der unten liegenden Plattenhälfte.

Aus der Querschnittsdarstellung in Fig. 11 ist die Ausbildung einer Verbindung zwischen der Zwischendecke 219 und dem Zargenkranz 209 dargestellt. Die Ränder 222 der Zwischendecke 119, welche in Anlage mit dem Zargenkranz 209 gelangen, sind spitzwinklig angefräst und berühren den Zargenkranz 209 im wesentlichen linienförmig. Um dennoch eine einwandfreie stabile Verbindung zwischen der Zwischendecke 219 und dem Zargenkranz 209 zu erzeugen, ist an letzterem ein im Querschnitt dreieckförmig gestalteter Reifen 224 angeleimt, welcher auf seinem kurzen Schenkel die Zwischendecke 219 trägt. Analog dazu sind die Decke 205 und der Boden 207 mit dem Zargenkranz 209 verbunden. Im Grundriß in Fig. 13 wie auch in der Darstellung gemäß Fig. 14 ist die Verbindungslinie 226 der Oberkante der Zwischendecke 219 mit der Decke 205 sichtbar. Ebenso kann in diesen beiden Figuren der Verlauf der Vorderkante 225 der Zwischendecke 119 gesehen werden. Deutlich ersichtlich ist auch eines der beiden Schallöcher 217, welches sich seitlich der Verlängerung des Griffbrettes 212 befindet, das auf den Hals 211 aufgeleimt ist und in den Oberbereich des Korpusses 103 hineinreicht. Das Schalloch 217 kann offen oder durch ein Sieb oder Gitter abgedeckt sein.

Die Zwischendecke 19, 119, 219 kann aus Holz, z. B. Fichte, bestehen oder aus Metall, z. B. Aluminium oder karbonverstärktem Kunststoff, hergestellt sein. Durch die Wahl des Materials der Zwischendecke 19, 119, 219 kann der Klang des Instrumentes 1 wesentlich verändert werden.

Alternativ zu einer einzigen Zwischendecke 19 können auch weitere solche eingesetzt sein und damit den gefalteten Schalltrichter verlängern bzw. vergrößern.

Die Zwischendecke kann auch zur Längsachse des Instrumentes geneigt eingesetzt sein.

Claims

1. Zupfinstrument mit einer Einrichtung zur Verstärkung der Lautstärke und der Baßwiedergabe, umfassend einen Korpus, einen Zargenkranz, einen Boden, eine Decke, eine Schallaustrittsöffnung, einen Unterklotz sowie einen Instrumentenhals mit einem Griffbrett, einen Steg und Saiten, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Korpus (3, 103, 203) mindestens eine geneigt zur Decke (5, 105, 205) verlaufende Zwischendecke (19, 119, 219) eingesetzt ist.

2. Zupfinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischendecke (19, 119) an ihrer höchstliegenden Kante am Zargenkranz (9) und/oder an der Decke (105, 205) oder an einer Querleiste (248) befestigt ist.

3. Zupfinstrument nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die am tiefsten liegende Kante (25, 125, 225) der Zwischendecke (19, 119, 219) in einem Abstand vom Zargenkranz (9,109,209) unter Bildung eines Verbindungsbereiches (27, 127, 227) endet.

4. Zupfinstrument nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischendecke (19, 119) mit Ausnahme der freiliegenden Kante (25, 125) satt am Zargenkranz (9, 109) anliegt und direkt mit letzteren verbunden ist oder daß die Zwischendecke (219) entlang des Zargenkranzes (209) angeschrägt ist und auf einem im Querschnitt dreieckförmig gestalteten Reifen (224) aufliegt und mit dem Zargenkranz (9, 109, 209) verbunden ist.

5. Zupfinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischendecke (219) aus mindestens zwei Schichten Holz (220) verleimt ist.

6. Zupfinstrument nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserrichtung der miteinander verleimten Hölzer (220) in einem Winkel von 10° bis 15° zur Längsachse des Instrumentes (201) verlaufen.

7. Zupfinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Schallaustrittsöffnungen (17, 117, 217) im Zargenkranz (9, 109, 209) oder/und in der Decke (5, 105, 205) ausgebildet sind.

8. Zupfinstrument nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallaustrittsöffnung (17, 117, 217) im Unterklotz (35, 235) oder seitlich des Unterklotzes (35, 235) oder des Oberklotzes (245) angeordnet ist.

9. Zupfinstrument nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallaustrittsöffnung (17, 117, 217) von einer Abdeckplatte (47) überspannt wird.

10. Zupfinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die höchstliegende Kante der geneigten Zwischendecke (19, 119, 219) griffbrettseitig oder unterklotzseitig liegt.