DE2712268C3

DE2712268C3 - Method and device for improving the resonance behavior of resonance bodies in musical instruments

Info

Publication number: DE2712268C3
Application number: DE2712268A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Alfred Von 4630 Bochum Reumont
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-03-21
Filing date: 1977-03-21
Publication date: 1980-01-03
Also published as: DE2712268A1; JPS53117411A; DE2712268B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Verbessern des Resonanzverhaltens von Resonanzkörpern bei Musikinstrumenten.The invention relates to a method and a device for improving the resonance behavior of resonance bodies in musical instruments.

Es ist bekannt, daß alte Musikinstrumente mil Resonanzkörpern — vornehmlich Streichinstrumte — "to mit zunehmendem Alter an Klangvolumen zunehmen und dadurch wertvoller werden. Auch hat man schon erkannt, daß diese Verbesserung nicht durch Lagern, sondern durch häufigen Gebrauch des betreffenden Musikinstrumentes erfolgt. ⁴^It is known that old musical instruments with resonance bodies - primarily string instruments - increase in sound volume with increasing age and thus become more valuable. It has also been recognized that this improvement is not made by storing, but by frequent use of the musical instrument in question. ⁴ ^

Der Resonanzkörper von Streichinstrumenten, beispielsweise einer Geige, besitzt über das gesamte Frequenzspektrum eine Vielzahl von Resonanzfrequenzen (Eigenschwingungsfrequenzen), die sich im günstigsten Falle überschneiden. Auf diese Weise klingt das w betreffende Instrument im gesamten Tonbereich etwa gleich voll. Würde ein solches Saiteninstrument nur eine Resonanzfrequenz aufweisen, so würde dieses Instrument nur in der betreffenden Tonhöhe laut und vull klingen. Die Amplitude und damit die Lautstärke, die das Instrument bei eingespeister Energie — bei einer Geige den Bogenstrich — abstrahlt, ist bei der jeweiligen Resonanzfrequenz abhängig von der inneren Dämpfung des Resonanzkörpers. Je größer die innere Dämpfung ist, um so geringer ist die Amplitude und 6Q damit die Laufstärke des Instruments, Die innere Dämpfung ist Weitgehend abhängig Von der Eigenspannung des Resonanzkorpers, Je größer die Eigenspannung, desto größer die innere Dämpfung und damit desto geringer die Amplitude bei gleicher eingespeister Schallenergie.The sound box of string instruments, for example a violin, has a large number of resonance frequencies across the entire frequency spectrum (Natural oscillation frequencies) which, in the best case, overlap. This is how the w sounds instrument in question about equally full across the entire pitch range. Such a stringed instrument would only be one Have resonance frequency, this instrument would only be loud and vull at the pitch concerned sound. The amplitude and thus the volume that the instrument produces when the energy is fed in - with a Violin the bow stroke - radiates, is dependent on the inner frequency of the respective resonance frequency Attenuation of the resonance body. The greater the internal damping, the lower the amplitude and 6Q thus the running speed of the instrument, the internal damping is largely dependent on the internal stress of the resonance body, the greater the internal stress, the greater the internal damping and thus the lower the amplitude with the same injected sound energy.

Man hat beispielsweise schon erkannt, daß Resonanzkörper, die aus gepreßtem Sperrholz hergestellt sind, einen schlechten Klang aufweisen. Dies ist zurückzuführen auf die hohen Eigenspannungen des gepreßten Sperrholzes, das eine hohe innere Dämpfung verursacht Dies gilt auch für bei preiswerteren Gitarren verwendeten Resonanzkörper aus Sperrholz.It has already been recognized, for example, that sound boxes made of pressed plywood sound bad. This is due to the high internal stresses of the pressed Plywood, which causes a high level of internal damping. This also applies to cheaper guitars used sound box made of plywood.

Häufig kommt es vor, daß vor allem größere Streichinstrumente wie z. B. Violoncelli oder Kotrabässe eine Resonanzschwäche aufweisen, d. h., daß in einem bestimmten Frequenzbereich die Resonanzfrequenzen zu weit voneinander entfernt sind. Das betreffende Instrument klingt in diesem Frequenzbereich leise und nasal. Man hat dieses Phänomen auch bei sehr teueren und alten Saiteninstrumenten, ohne bislang eine Möglichkeit zu haben, in diesem Resonanzfrequenzbereich die Tonqualität des Instrumentes zu verbessern.It often happens that especially larger string instruments such. B. cellos or kotra basses have a weak resonance, d. i.e. that in one certain frequency range the resonance frequencies are too far apart. That in question The instrument sounds soft and nasal in this frequency range. One has this phenomenon even with very expensive ones and old stringed instruments, without having been able to operate in this resonance frequency range up to now improve the sound quality of the instrument.

Es ist zwar versucht worden, Musikinstrumente mit Resonanzkörpern durch Verwendung von LKi-aschall zu behandeln. Diese Versuche konnten deshalb zu keinem greifbaren Ergebnis führen, weil die bei Ultraschall vorkommenden Schwingungen im MHz-(Megahertz)bereich Hegen und Resonanzschwingungen, wenn überhaupt, sodann nur Resonanzschwingungen sehr hoher Ordnungszahl des Systems (Resonanzkörper) bewirken, die in bezug auf die Minderung der Eigenspannung des Resonanzkorpers praktisch wirkungslossind. Attempts have been made to make musical instruments with sound boxes by using LKi-aschall to treat. These attempts could not lead to any tangible result because the Ultrasonic vibrations in the MHz (megahertz) range Cherish and resonance vibrations, if at all, then only resonance vibrations of a very high atomic number of the system (resonance body) cause which are practically ineffective in terms of reducing the internal stress of the resonance body.

Neben der entspannenden Wärmebehandlung hat sich seit relativ kurzer Zeit das Vibrationsentspannen zur Reduktion von Eigenspannungen von z. B. geschweißten Bauteilen und Bauwerken aus Stahl bewährt. Bei diesem Verfahren wird das Bauteil als Resonanzkörper betrachtet, die verschiedenen Resonanzschwingungen, bei denen die einzuspeisende Energie jeweils ein Maxim .in bildet, ermittelt, bei einer bestimmten Resonanzfrequenz über einen Zeitraum von etwa 20 Minuten vibriert und anschließend der Erfolg der Entspannung durch Messen der Verringerung der Energie bei den verschiedenen Resonanzfrequenzen bestimmt. Die Verringerung der Energie ist ein Maß der Verringerung der inneren Dämpfung des Systems, die wiederum abhängig von der Höhe der Eigenspannung ist.In addition to the relaxing heat treatment, the vibration relaxation has been relieved for a relatively short time to reduce internal stresses from z. B. welded components and structures made of steel proven. In this process, the component is viewed as a resonance body, the various resonance vibrations, in which the energy to be fed in forms a maximum .in, determined for one vibrates at a certain resonance frequency over a period of about 20 minutes and then the Success in relaxation by measuring the reduction in energy at the various resonance frequencies certainly. The reduction in energy is a measure of the reduction in the internal damping of the System, which in turn is dependent on the level of internal stress.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zu schaffen, mit der das Resonanzverhalten bei Resonanzkörpern von Musikinstrumenten, insbesondere von Saiteninstrumenten (z. B. Geige. Kontrabaß. Klavier. Gitarre u. dgl.) zumindest im hörbaren Frequenzbereich wesentlich zu verbessern sind.The invention is based on the object of providing a method and a device with which the Resonance behavior in the case of the resonance bodies of musical instruments, especially string instruments (e.g. Violin. Double bass. Piano. Guitar and the like) to improve significantly at least in the audible frequency range are.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zum Verbessern des Resonanzverhaltens von Resonanzkörpern bei MusikinstHjmenten durch die Anwendung des Vibrationsentspannens in hörbaren Resonanzschwingungsbereichen gelöst.This object is achieved in a method for improving the resonance behavior of resonance bodies in music institutions through the application of vibration relaxation in audible resonance vibration ranges solved.

Wie umfangreiche Versuche gezeigt haben, sprechen auch sehr wertvolle Musikinstrumente, z. B. Kontrabässe und Geigen, nach Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wesentlich leichter an. In allen Frequenzbereichen, vor allem in den unteren Frequenzbereichen, d·. h_s bei den tieferen Tönen, klingen die instrumente nach Anwendung der Erfindung lauter und Voller, Die Resonanzlücken, die auch bei wertvollen größeren Saiteninstrumenten oft vorhanden sind, lassen sich durch Anwendung der Erfindung weitgehend beseitigen, Es hat sich gezeigt, daß in keinem Fall die Instrumente nach dem Vibrieren Schädigungen aufwei· sen.As extensive tests have shown, very valuable musical instruments, e.g. B. double basses and violins, after using the method according to the invention much easier. In all frequency ranges, especially in the lower frequency ranges, i.e. h _s for the lower tones, the instruments sound louder and fuller after using the invention. The resonance gaps, which are also often present in valuable larger string instruments, can be largely eliminated by using the invention. It has been shown that in no case the Instruments show damage after vibrating.

Durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfah-By using the method according to the invention

Δί IZ ZOÖ Δί IZ ZOÖ

rens läßt sich somit innerhalb einer relativ kurzen Zeitspanne, meist innerhalb von Minuten, ein Effekt erreichen, der sonst unter Umständen erst bei jahrhundertealten Seiteninstrumenten gegeben ist, die dazu noch viel gespielt sein müssen, obwohl — wie ausgeführt — auch diese sehr alten, besonders wertvollen Saiteninstrumente dann immer noch Resonanzschwächen aufweisen können, die sich bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der geschilderten Weise ebenfalls beseitigen lassen. Durch ₍o dieses Verfahren läßt sich somit die »Zeit« raffen. Das gilt praktisch für jedes beliebige Zupf- und Streichinstrument, aber auch für Klaviere. Selbst billige Instrumente, die aus Sperrholz zusammengefügt worden sind, lassen sich in ihrem Klangvolumen so erheblich verbessern, daß man glaubt, ein wesentlich wertvolleres Instrument vorsieh zu haben.rens, an effect can be achieved within a relatively short period of time, usually within minutes, which is otherwise only possible with centuries-old side instruments, which still have to be played a lot, although - as stated - these are also very old and particularly valuable String instruments can then still have weaknesses in resonance, which can likewise be eliminated when the method according to the invention is used in the manner described. By _(o, this process can thus be the "time" gather. This is handy for any Stringed instrument, but also for pianos. Even cheap instruments that have been assembled from plywood, can thus significantly improve its sound volume, that one believes that one has provided a much more valuable instrument.

Auch die Werkstoffe, also die Hälzer, die für Resonanzkörper verwendet werden, brauchen nicht mehr — wie bisher - Jahrzehnte abgelagert zu werden, sondern können nach dem erfindungsgcrnäßcn Verfahren »entdämpft« werden. Ein solchermaßen motorisch »entdämpftes« Holz klingt dann so, als sei es vorher lange Zeit abgelagert worden. Dabei ist es auch vorteilhaft, daß sich dieses Verfahren ohne teuere Investitionen in der Regel an Ort und Stelle, also wie das Stimmen eines Klavieres oder eines Streich- und Zupfinstrumentes durchführen läßt, obwohl dem auch nichts im Wege steht, das Verfahren unter unterschiedlichen klimatischen Verhältnissen (Temperaturen, Feuchtigkeiten) anzuwende'·, beispielsweise solche Instrumente oder Werkstoffe im Herstellerwerk zu entdämpfen. The materials, i.e. the sticks that are used for sound boxes, are also not required More - as before - to be deposited for decades, but can be done according to the process according to the invention Be "undamped". Wood that has been "de-damped" by motor in this way then sounds as if it was before has been deposited for a long time. It is also advantageous that this process is expensive without Investments usually on the spot, like tuning a piano or a string and Plucked instrument can be carried out, although nothing stands in the way, the process under different climatic conditions (temperatures, humidity) to apply, for example such instruments or to de-steam materials in the manufacturer's works.

Was die Aufgabe zur Schaffung eine·· Einrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßeii Verfahrens angelangt, so wird diese gemäß Anspruch 2 unter Anwendung eines regelbaren, motorischen Schwingungserregers dadurch gelöst, daß der Schwingungserreger z. B. ein durch einen Gleichstrommtor angetriebener Unwuchterreger ist, wobei der Gleichstrommotor stufenlos im gesamten Eigeuschwingungsbereich des betreffenden Resonanzkörpers regelbar ist, dessen Stromaufnahme zwecks Ermittlung der Resonanzfrequenzen des Resonanzkörpers sowie der Ermittlung der Verminderung der inneren Dämpfung ablesbar ist.What the task of creating a ·· facility arrived for performing the method according to the invention, this is according to claim 2 under Use of an adjustable, motorized vibration generator solved in that the vibration exciter z. B. a driven by a DC gate The unbalance exciter is, whereby the DC motor is continuously variable in the entire natural oscillation range of the relevant resonance body can be regulated, the current consumption of which for the purpose of determining the resonance frequencies of the resonance body and the determination of the reduction in internal damping can be read.

Diese Einrichtung kommt mit wenigen einfachen Konstruktionselementen aus, die im Bedarfsfalle einzeln käuflich erwerblich sind und nicht für diesen speziellen Anwendungsfall angefertigt werden müssen. VielmehrThis device manages with a few simple construction elements, which can be individually adjusted if necessary are commercially available and do not have to be made for this special application. Much more

lassen sich marktübliche Motoren als Unwuchterreger verwenden, die — je nach dem zu behandelnden Instrument — sich praktisch in einer Aktentasche transportieren und zu dem jeweiligen Einsatzort bringen lassen. Auf diese Weise ist es z. B. möglich, Kontrabässe oder andere Streich- und Zupfinstrumente an Ort und Stelle, beispielsweise im Konzertsaal, entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren zu behandeln. Es ist demgemäß nicht notwendig, daß die Musiker ihre Instrumente in eine Fabrik schicken. Das gilt auch für besonders wertvolle und sehr alte Instrumente, die von den Besitzern nur ungern aus den Händen gegeben werden. Auf diese Weise entfällt auch eine Transportversicherung.Commercially available motors can be used as unbalance exciters, which - depending on the to be treated Instrument - to be carried practically in a briefcase and to the respective place of use have it brought. In this way it is e.g. B. possible, double basses or other string and plucked instruments on the spot, for example in the concert hall, according to the method according to the invention treat. It is therefore not necessary for the musicians to send their instruments to a factory. That also applies to particularly valuable and very old instruments that their owners are reluctant to remove Hands are given. In this way there is also no need for transport insurance.

Im übrigen läßt sich ein Unwucht-Vibrationserreger leicht bedienen, dies kann beispielsweise so durchgeführt werden, daß der Unwucht-Vibrationserreger mit Hilfe eines Potentiometers durch Regelung der Gleichstromspannung auf die gewünschte Frequenz gebracht wird. Diese Frequenz kann mittels eines Stroboskop* gemessen werden. Dann kann mit Hilfe eines Beschleunigungsaufnehmers — der allerdings auch fehlen kann — beim Heraufregeln der Frequenz festgestellt werden, wie die Resonanzverhältnisse in dem durchfahrenen Bereich sind. Notiert werden bei der eingestellten Frequenz die an einem Amperemeter abgelesene Stromstärke oes Unwucht-Vibrationserregers und die an einem Voltmeter abgelesene Spannung. Bei konstanter Spannung sinkt während der Behandlung die vom Unwucht-Vibrationserreger aufgenommene Stromstärke, bis sie nach einer gewissen Zeitdauer auf einem praktisch konstanten Wert verharrt. Die Differenz der zu Anfang der Behandlung gemessenen Stromstärke und dem danach erzielten konstanten Wert, bei dem das Amperemeter verharrt, ist ein Maß für die Minderung der Dämpfung des Resonanzkörpers des betreffenden Musikinstrumentes.In addition, an unbalance vibration exciter is easy to operate; this can be done, for example, in this way be that the unbalance vibration exciter with the help of a potentiometer by regulating the DC voltage is brought to the desired frequency. This frequency can by means of a Strobe * can be measured. Then, with the help of an accelerometer, it can can also be absent - when increasing the frequency it can be determined how the resonance relationships in the area driven through. At the set frequency, they are noted on an ammeter Read current strength of the unbalance vibration exciter and the voltage read on a voltmeter. With constant tension it decreases during the treatment the current strength absorbed by the unbalance vibration exciter until it reaches it after a certain period of time remains at a practically constant value. The difference between those measured at the beginning of the treatment Current strength and the constant value achieved afterwards, at which the ammeter remains, is a measure for reducing the damping of the sound box of the musical instrument in question.

Soll eine Verbesserung des Schwingungsverhaltens eines Musikinstrumentes im gesamten IvJ."baren Frequenzbereich erzielt werden, so wird die Behandlung in der geschilderten Weise in Abständen des klingenden, also hörbaren Frequenzbereiches des jeweils behandelten Musikinstrumentes wiederholt. Auf diese Weise ist es auch möglich, den jeweiligen Resonanzkörper innerhalb einer oder mehrerer Resonanzfrequenzlücken motorisch in Schwingungen zu versetzen.The aim is to improve the vibration behavior of a musical instrument in the entire frequency range are achieved, the treatment is carried out in the manner described at intervals of the sounding, that is, the audible frequency range of the musical instrument being treated is repeated. That way is it is also possible to place the respective resonance body within one or more resonance frequency gaps to vibrate by motor.

In den Ansprüchen 3 und 4 sind weitere vorteilhafte Ausführungsformen erläutert.In claims 3 and 4 further advantageous embodiments are explained.

Claims

Patent claims:

1. Process for improving the resonance behavior of the resonance bodies of musical instruments, characterized by the application of vibration relaxation in audible resonance vibration ranges.

2. Device for performing the method according to claim 1, with a controllable, motorized Vibration exciter, characterized in that the vibration exciter is powered by a direct current motor is driven unbalance exciter, the DC motor steplessly throughout Natural oscillation range of the resonance body in question can be regulated, its current consumption for the purpose of determining the resonance frequencies of the resonance body and determining the reduction the internal damping can be read.

3. Device for performing the method according to claim 1, with a controllable, motorized Vibration exciter, characterized in that the vibration exciter is an electronically infinitely variable adjustable vibrator is.

4. Device for performing the method according to claim 1, with a controllable, motorized Vibration exciter, characterized in that the vibration exciter is a sound generator which can be regulated over the entire natural oscillation range of the resonance body. being the fed Energy at the previously determined resonance frequencies can be measured before and after relaxation.