-
Anordnung mit wenigstens einem Mikrophon zur Schallabnahme vom Resonanzboden
von Musikinstrumenten Gegenstand des Stammpatentes ist eine Anordnung mit wenigstens
einem Mikrophon zur Schallabnahme vom Resonanzboden von Musikinetrumenten, welche
dadurch gekennzeichnet ist, daß die Anordnung wenigstens einen Luftschall sammelnden
Formkörper aufweist, der mit seiner den Schall aufnehmenden Öffnung am Resonanzboden
des Musikinstrumentes dicht anliegend befestigbar ißt und wenigstens teilweise aus
weichem, elastischen Material besteht, im Bereich der dem Resonanzboden abgewendeten
Schallaustrittsöffnung durch eine träge Masse aus Metall, einem schweren Kunststoff
od.dgl. belastet, oder von ihr selbst gebildet iet, und dessen Schallaustrittsöffnung
mittelbar oder unaittelbar akustisch mit einem weitgehend gegen Luft- und Körperschall
geschützten Mikrophon verbunden iet.
-
Eine solche Anordnung hat sich für größere Musikinstrumente, wie
sie beispielsweise ein Klavier darstellt, außerordentlich bewährt. Für kleinere
Instrumente, beispielsweise eine Guitarre, ist die Anordnung Jedoch zu volumina,
um einwandfrei am Resonanzboden befestigt werden
zu können. Sie
kann wegen ihrer Größe auch nicht unmittelbar an der günstigsten Stelle des Resonanzbodens
angeordnet werden, denn diese befindet sich noch unter den Saiten des Instrumentes.
-
Die Erfindung zielt darauf ab, diese Nachteile zu vermeiden und erreicht
dies dadurch, daß das Mikrophon selbst als träge Masse ausgebildet ist und mit dem
elastischen Formkörper eine Einheit bildet.
-
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann, im Falle die Masse
des Mikrophons selbst nicht ausreichend groß sein sollte, das Mikrophon mit einer
zusätzlichen Masse belastet werden.
-
Um der Forderung nach leichter Unterbringung der erfindungagemäßen
Anordnung auf einem kleineren Saiteninstrument noch besser entsprechen zu können,
wobei eine genügend große Aufnahmeöffnung des elastischen Formkörpers sichergestellt
ist, wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung der Formkörper stufenförmig
ausgebildet, eo daß der niedere Teil der Stufe noch unter die Saiten beispielsweise
einer Guitarre geschoben werden kann, ohne daß die Saiten in ihrer Schwingungsfähigkeit
beeinträchtigt werden oder der Spieler behindert ist. Der sich hiebei ausbildende
niedere Luftraum zwischen Re sonJFboden und Formkörper bew. Mikrophon wirkt sogenannten
Hohlraumresonanzen entgegen.
-
Zur Verhinderung des Zutritts von Luftschall aus der Umgebung wird
man zweckmäßigerweise die Wände des alastischen Formkörpers möglichst dick machen,
ohne jedoch eine Shore-Härte von 30 bis 50 zu Uberiteigen.
-
Durch konstruktive Maßnahmen kann erreicht werden, daß der Formkörper
als Tiefpaß wirkt, wie dies später noch ausgeflart wird.
-
Im wesentlichen besteht demnach die erfindungsgemäße
Anordnung
aus zwei schwingungsmechanischen Elementen, von denen eines durch den Formkörper
dargestellt ist, der mehrere Funktionen ausübt, das ander. hingegen als träge Masse
anzusehen iet, die mit einer Luftschall aufnehmenden, schwingungsfähigen Membran
versehen tot. Der Formkörper ist entweder zur Gänze als Schallabsorber, auch fUr
die tiefen Frequenzen, ausgebildet, oder er stellt einen mechanischen Tiefpaß dar,
dessen Wirkung durch eine große Zahl von Masse und Federkräften, elektrisch ausgedrUckt,
durch in Reihe liegende Induktivitäten und Ableitkondensatoren, versinnbildlicht
werden kann.
-
Der akustische Wandler iet z.B. ein elektrodynamisches System, in
dessen Luftspalt eine Tauchspule freibeweglich angeordnet iet, die mit einer Membran
verbunden ist. Der Wandler stellt eine träge Masse dar, die absolut in Ruhe bleibt,
weil der in den Formkörper vom Resonansboden eindringende Körperschall nur abgeschwächt
su den die Nasse darstellenden Wandler gelangen kann, weil er am Weg in Wärme umgewandelt
wird oder durch die Tiefpaßwirkung am Fortschreiten gehindert wird.
-
Es liegt hier sowohl der Effekt der Energieversehrenden Wirkung von
Dämpfungsmaterial, als auch eine Tiefpaßwirkung vor. Zur Energieverzehrung ist es
notwendig. daß das Volumen des Formkörpers eine hinreichende Größe besitzt.
-
Weiter. Einzelheiten und Vorteile der Brfindung können der folgenden
Beschreibung sn Hand der Zeichnung entnommen werden, in der die Fig.1a bis 3b in
Jeweils zwei aufeinanderstehenden senkrechten Schnittdarstellungen drei Ausführungsbeispiele
der erfindungsgemäßen Anordnung zeigen, Fig.4 eine perspektivische Ansicht der äußeren
Form der Erfindung erkennen läßt und in den Fig.5 und 6 die Anbringung der erfindungagemäßen
Anordnung
auf einer Guitarre bzw einem Klavier darstellt.
-
Wie die in den Fig.1a bis 3b dargestellten Ausführungsbeispiele teigen,
sind die Formkörper au weichelastischem Material verhältnismäßig voluminös augebildet.
Dadurch wird erreicht, daß die Shore-Härte von etwa 30 - 50, also entsprechender
Weichheit und das zur Dämpfung dienende Füllmaterial eine starke Energie verkehrende
Wirkung aufweisen und Uberdies Luftschall von außen nicht in den Kopplungsraum 2
eindringen kann. Auch der innerhalb des Kopplungsraumes befindliche Teil des Resonanzbodens
des Mueikinetrumentes kann seine Schallenergie nur in den Kopplungsraum abgeben
und damit voll auf die Membran des Schallwandler. 3 einwirken.
-
Würden die Dimensionen des Formkörpers kleiner, s.B. dünnwandiger
sein, dann könnten die Bedingungen nicht erftillt werden. So wUrde z.B. ein Mikrophon,
das mittels dUnnem, elastischem Dichtungsring mit seiner Membran an den Resonanzboden
des Musikinstrumentee gekoppelt wird, nicht bei allen Frequenzen zufriedenstellend
arbeiten. Da die Masse des Mikrophons und die RUckstellkraft des Dichtungsringes
keine nennenswerte Dämpfung aufweisen und die Eigenschwingung dieser Elemente im
Hörbereich liegen wird, würde unterhalb dieser Resonansfrequens eine Umwandlung
erfolgen, da der Wandler komplex mit dem Resonanzboden echwingt, in der Resonanz
eine Überhöhung der Frequenzkurve und oberhalb der Resonanz erst eine brauchbare
Wirkung entstehen.
-
Der Formkörper 1 besteht aus weichelastischem Material, z.B. aus
synthetischem Gummi. Seine Shorehärte kann 30 - 50 betragen. Durch Füllstoffe im
Gummi kann die innere Reibung so eingestellt werden, daß aufgeprägte mechanische
Schwingungen in Wärme umgesetzt werden. Der elektroakustische Wandler 3, z.3. ein
dynamisches Mikrophon oder ein Kondensatormikrophon stellt eine
Masse
dar, die infolge ihrer Masse-Trägheit von den restlichen Schwingungen im gedämpften
Material des Formkörpers 1 nicht mehr in Bewegung gesetzt wird. Dadurch wird der
vom Resonanaboden 4 in dem Kopplungsraum 2 entetehende Schall an der Membran 6 des
in Ruhe befindlichen Wandlers 3 zur Wirkung kommen. Der Wandler 3 kann durch eine
zusätzliche Masse 3a beschwert werden.
-
In den Figuren 1 und 2 ist das Mikrophon 3 in den Formkörper eingeschoben
und schließt an die Schallöffnungen 5 des Formkörpers an.
-
In der Fig.3 ist das Mikrophon 3 mit der Rückseite 7 am Formkörper
befestigt. Der Kopplungaraum 2 ist relativ niedrig, um Hohlraumresonanzen zu verhindern.
-
Die Wandstärke des Formkörpers ist möglichst dick, nicht nur um den
Körperschall zu absorbieren, sondern auch, um eine schalldichte Begrenzung des Kopplungsraumes
2 zu bilden.
-
Die Mikrophone 3 können so bemessen werden, daß die Membran 6 an
der Rückeeite durch eine niedrige Luftkammer begrenzt ißt. Dadurch entsteht eine
hohe Eigenachwingung der Membran, eine Forderung, die zur Ersiebung eines breiten
Frequenzspektrums im Hörbereich nützlich ist.
-
Die Fig.4 stellt ein lusführungebeispiel eines vollständigen Mikrophons
dar, wie es zur Schallabnahme von einer Guitarre geeignet ist. Es enthält die im
Formkörper eingesetzte Mikrophonkapsel 3 und die Anschlußbuchse 9 für einen Koaxialstecker.
Der Teil 10 des Formkörpers 1 ist so flach geformt, daß er unter die Saiten der
Guitarre paßt und die freie Schwingung der Saiten gewährleistet.
-
In Fig.5 ist die Anbringung des Mikrophons an einer Guitarre dargestellt.
Der flache Teil 10 des
Pormkörpers 1 ist unter den Saiten 12 angeordnet,
während der Teil 11, der den Wandler und die Steckbuchse enthält, außerhalb des
Saitenbereiches liegt. Die Befestigung des Formkörpers am Resonanzboden kann mittels
Klebeband erfolgen, das in verschiedenen Ausführungen im Handel erhältlich ist.
-
Die Fig.6 zeigt die Rückansicht eines Klaviere, an dessen Resonaniboden
13 das Mikrophon 14 angebracht ist. Die beste Wiedergabe im hohen Frequenzbereich
ist erzielbar, wenn das Mikrophon 14 an Jener Stelle des Resonanzbodens angebracht
wird, an der die kurzen Saiten für die hohen Töne angreifen. Dabei tritt noch genügend
Wirkung durch die tiefabgestimmten langen Saiten auf. Es können, wie bei allen anderen
Saiteninstrumenten, auch beim Klavier zwei oder mehrere Mikrophone angebracht sein,
wodurch der Klangcharakter beeinflußt und durch getrennte Regelung auch während
des Spielens variiert werden kann.
-
Beim Klavier kann auch die Mikrophonkapsel durch akustische Maßnahmen
so abgestimmt werden, daß z.B. durch Baßresonanz und Höhenbevorzugung gleichzeitig,
eine gewünschte Klangfarbe des Klaviers erzielt wird.