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Tonstab für Musikinstrumente Seit annähernd fünftausend Jahren werden
verschiedene arten von musikalischen Schlaginstrumenten hergestellt und verwendet.
In vielen dieser bekannten Instrumente werden für die Erzeugung von bestimmten Tönen
sogenannte Tonstäbe verwendet.
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Diese bestehen praktisch immer aus stabförmigen Gebilden aus einem
starren oder relativ starren MateriaL, z.B* verschiedenen Arten von Hartholz, Stahl,
Aluminiumlegierungen oder dergleichen.
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Wenn man aus einem derartigen Material bestehende Tonstäbe anregt,
z.B. mit einem Schlegel daraufschlä$t, schwingen die Tonstäbe und erzeugen dabei
einen Ton, dessen Tonhöhe von verschiedenen Faktoren abhängig ist, vor allem von
den Abmessungen das Tonstabes selbst und seiner Halterung.
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Es ist natürlich bekannt, daß Stäbe und Platten je nach der Art ihrer
Halterung verschiedenartig schwingen können. In bekannten Instrumenten, z.B. Xylophonen,
Marimbas und dergleichen, sind die Tonstäbe an zwei Stellen oder in zwei Bereichen
abgestützt, die zwischen den Enden dieser Stäbe liegen Mindestens in der Theorie
sind diese Stellen oder Bereiche sogenannte Knotenbereiche, so daß ein Tonstab mit
einer von seiner Länge abhängigen Frequenz derart schwingt, daß zwischen den Halterungen
zwei Schwingungs-Halbbäuche und in je einem der außerhalb der Halterungen angeordneten
Endteile des Tonstabes zwei Viertel-Schwingunsbäuche vorhanden sind
Man
nimmt an, daß die Schwingungsart für die Erzeugung eines Tons in der gewünschten
Qualität mit Hilfe eines derartigen Tonstabes sehr wichtig ist. Perner nimmt man
an, daß die physische Beschaffenheit des Tonstabes selbst für die Erzielung dieser
gewünschten Schwingungsart wichtig ist. Es ist außerdem erkannt worden, daß die
Qualität des erzeugten Tons von der Art der Halterung eines Tonstabes stark abhängig
sein kann. Wenn ein Tonstab z.B. mit Hilfe einer Schnur gehalten wird, die horizontale
Löcher in den Knotenbereichen des Stabes durchsetzt, verändert das Vorhandensein
dieser Löcher die physikalischen Eigenschaften derart, daß auch die Schwingungsart
des Stabes verändert wird. Ähnliche Ergebnisse eraielt man, wenn vertikal angeordnete
Befestigungslöcher in Tonstäbe annähernd in den Knotenbereichen derselben gebohrt
werden.
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Bei der Herstellung von Schlaginstrumenten, z.B. von Xylophonen,
Marinbas und dergleichen, müssen bei der Herstellung der Tonstäbe auch wirtschaftliche
Gesichtspunkte beachtet werden.
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Infolge der vorstehend beschriebenen Wirkungen von horizontalen Löchern
in derartigen Tonstäben ist es üblich, zum Erzielen einer gewünschten Schwingungsfrequenz
in dem Bereich zwischen den Knotenbereichten von mit derartigen Löchern versehenen
Stäben von diesen Material abzunehmen. Bei der Verwendung von vertikalen Löchern
ist die Abstimmung ähnlich sch ierig und war es häufig notwendig, die mit derartigen
Löchern versehenem Tonstäbe durch eine Materialabnahme abzustimmen. Diese Materialabnahme
ist aufwendig und bedingt einen Materialverlust. Ferner nimmt man an, daß durch
die Materialabnahme kdie Tonqualität beeinträchtigt wird.
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Derartige vertikal angeordnete Befestigungslöcher sind in Tonstäben
auch deshalb unerwünscht, weil die Halterungen dann bis zu jener Fläche eines Tonstäbes
versteher, an welcher dieser angeregt wird. Die Möglichkeit eines Angriffs eines
Erregungselements an einer der Halterungen ist unerwünscht.
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Angesichts des Vorstehenden besteht bei Schlaginstrumenten e-in Bedürfnis
nach der Schaffung von befriedigenden Halterungen für Tonstäbe. Diese Halterungen
dürfen die Schwingungseigenschaften der Tonstäbe nicht beeinträchtigen. Ferner müssen
die Halterungen relativ billig sein, damit die Kosten eines Musikinstrumentes möglichst
herabgesetzt werden. Die Herabsetzung der kosten ist jedoch von geringerer Bedeutung
als die Schaffung eines Instruments mit einwandfreier Tonqualität.
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Die vorstehend angeführte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Schaffung von Tonstäben gelöst, die mit Mitteln zum Befestigen der Tonstäbe an Halterungen
an zwischen den Enden des Stabes befindlichen Knotenbereichen versehen sind. Brfindungsgemäß
bestehen diese Befestigungsmittel aus Klemmen, die an den voneinander entfernten,
den Stabenden zugekehrten Seiten der Knotenbereiche des Stabes an dessen Oberfläche
befestigt sind.
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Jede Klemme besitzt Mittel zum Angriff an einer Halterung für den
Tonstab, so daß diese Halterung den Tonstab in einem Knotenbereich direkt berührt,
wobei die Klemme eine unerwünschte Bewegung des Tonstabes gegenüber der Halterung
verhindert.
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In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 in einer Seitenansicht ein derzeit
bevorzugtes Ausgführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Tonstabes im Gebrauch,
Fig. 2 in einer isometrischen Darstellung einen Teil des Tonstabes nach Sig. 1,
von unten gesehen, Fig. 3 3 in einer der Pig. 1 entsprechenden Seitenansicht eine
weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Tonstabes, Fig. 4 in einer isometrischen
Darstellung einen Teil des Tonstabes nach rig. 1 von unten gesehen und Pig, 5 in
einer isometrischen Darstellung eine für den Tonstab nach Fig. 3 verwendete Halterung.
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Das Wesen der Erfindung geht am besten au den Zeichnungen hervor.
Fig. 1 und 2 zeigen einen Tonstab 10 gemäß der Erfindung. Dieser Tonstab 10 besitzt
einen langgestreckten Stabkörper 12 aus einem starren Material, z.3. einer üblichen
Stahllegierung, wie sie für Tonstäbe für musikaliscile Schlaginstrumente häufig
verwendet wird. Dieser Stabkörper 12 hat vorzugsweise über seine ganze Länge zwischen
den Enden 14 einen einheitlichen Querschnitt. Der Stabkörper 12 kann in einem derartigen
Instrument in den Knotenbereichen 16, die sich zwischen den Enden 14 des Stabkörpers
12 quer über diesen erstrecken, mit Hilfe von üblichen Halterungen in Form von Schnüren
18 in einem derartigen Instrument gehalten werden.
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Die Halterungen 18 werden von untereinander gleichen Klemmen 20 festgehalten.
Jede Klemme 20 besitzt einen Befestigungsteil 22, der an der unteren Fläche 24 des
Stabkörpers 12 befestigt ist. Die Klemmen 20 bestehen vorzugsweise aus einem solchen
Material, daß ihre Befestigungsteile 22 mit dem Stab 12 verschweißt werden können.
Bei einem Stabkörper 12 aus Stahl bestehen die Klemmen 20 beispielsweise aus Stahl.
Man kann die Befestigungsteile 22 der Klemmen 20 jedoch auch auf andere Weise an
dem Stabkörper 12 befestigen, z.B. mit Hilfe einer kleinen Menge eines geeigneten,
üblichen Klebstoffes. Diese art der Befestigung ist dann vorteilhaft, wenn der Stabkörper
12 oder die Klemmen 20 aus einem solchen Material bestehen, daß sie nicht geschweißt
werden können. Jede Klemme 20 besitzt ferner einen hakenförmig gekrümmten Endteil
26, der die Oberfläche einer Halterung 18 derart umgreift, daß sich die Halterung
gegenüber den Enden 14 des Stabkörpers 12 nicht bewegen kann. Die hakenförmigen
endteile 26 erstrecken sich in der gezeigten Weise von den Befestigungszteilen 22
der Klemmen und enden im Abstand von dem Stabkörper 12.
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Zur Herstellung eines Tonstabes lO wird der Stabkörper 12 von einem
üblichen stabförmigen Strang eines geeigneten Materiale so abgeschnitten, daß der
auf Halterungen, z.B. den Halterungen 18, angeordnete Stabkörper bei seiner Erregung
mit Hilfe eines Schlegels mit einer frequenz schwingt, die etwas höher ist
als
die Frequenz, mit welcher dieser Stabkörper 12 in einem Instrument schwingen soll.
Dann werden die Klemmen 20 in der gezeigten Weise an diesen Stabkörper angesetzt
und an ihm angebracht. Vor dem Anbringen der Klemmen wird aufgrund von Versuchen
das Gewicht dieser Klemmen derart bestimmt, daß nach ihrem Anbringen an in gleichen
Abständen von den Enden 14 des Stabkörpers 12 angeordneten Stellen der Stabkörper
12 in dem Tonstab 10 mit der gewünschten Frequenz schwingt.
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Bei diesem Herstellungsverfahren können die Klemmen 20 und die Stabkörper
12 für den Tonstab 10 leicht mit solchen Kennwerten vorgefertigt werden, daß die
Tonstäbe 10 ohne weitere Abstimmung in Massenproduktion hergestellt werden können.
Diese Tatsache ist ein wichtiger Vorteil, der zu beträchtlichen Einsparungen gegenüber
den bekannten Verfahren führt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die bei der
Herstellung selbst verwendeten Verfahren verhältnismäßig wenig aufwendig sind.
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Die Erfindung führt jedoch zu wichtigen Vorteilen auch hinsichtlich
der Eonqualität. Da der'Stabkörper 12 des Tonstabes 10 nicht physisch, z.B. durch
Bohren von Löchern in den Stabkörper, verändert wird, schwingt er relativ genau,
so daß bei einer Erregung des Stabkörpers 12 dessen Enden 14 in zwei Halb-Schwingungsbäuchen
schwingen und der zwischen den HaLterungen 18 gelegene mittlere Teil im wesentlichen
in Porm von zwei Halb- -Schwingungsbäuchen schwingt. Dabei sind als Schwingungsbäuche
die Bäuche der Schwingung mit der gewünschten Schwingungsfrequenz bezeichnet. In
dieser Anordnung sind die Knotenbereiche l6 im wesentlichen gerade Linien, die sich
direkt quer über den Stabkörper 12 erstrecken.
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In einem musikalischen Schlaginstrument hat die beschriebene Anordnung
einen weiteren Vorteil. Die einzelnen Klemmen 20 wirken als Gewichte, die trachten,
nach der Erregung des Stabkörpers die Abklingzeit der Schwingung des Tonstabes lq
zu verlängern. Dies wird vor allem bei einigen Arten von Instramentan
als
vorteilhaft angesehen. Zum Unterschied von diesem erfindung genäß erzielten Vorteil
führen in einem Tonstab vorhandene Löcher im allgemeinen zu einer Verkürzung der
Abklingzeit der Schwingung des Tonstabes.
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Fig. 3 zeigt einen weiteren Tonstab 30 gemäß der Erfindung mit einem
dem Stabkörper 12 entsprechenden Stabkörper 32, der Enden 34 und Knotenbereiche
36 besitzt. Diese Knotenbereiche sind von derselben Art wie die Knotenbereiche 16.
per Tonstab 30 besitzt ferner untereinander gleiche Klemmen 38 mit je einen Befestigungsteil
40, der dem vorstehend beachriebenen Befestigungsteil 22 entspricht, und einem gekrümmten
Vorsprung 42. Die Befestigungsteile 40 können in der vorstehend beschriebenen Weise
an dem Stabkörper 32 befestigt werden. Die Vorsprünge 42 können passend in Schlitze
44 in elastomeren Halterungen 46 eingesetzt werden, so daß der Stabkörper 32 an
den sich längs der Knotenbereiche 36 erstreckenden Rändern 48 dieser Stabkörper
46 abgestützt ist. In dieser Anordnung greifen die Klemmen 38 einwandfrei an den
Halterungen 46 an, so daß der Tonstab 30 in der gewünschten Orientierung gehalten
wird, wenn die Halterungen 46 in geeigneter Weise angeordnet sind.
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Das Zusammensetzen des Tonstabes 30 erfolgt im wesentlichen ebenso
wie bei dem Tonstab 10, Man erkennt ferner, daß eid Tonstab, z.B. der Tonstab 30,
dieselben Vorteile besitzt wie der Tonstab 10. Daher braucht die vorstehende Beschreibung
der Eigens schaften und Vorteile des erfindungsgemäßen Tonstabes für den Tonstab
30 nicht wiederholt zu werden.