DE3022770A1 - Piezoceramic pick=up for stringed musical instrument - has metal membrane supporting piezoceramic element and elastic membrane in contact with instrument - Google Patents
Piezoceramic pick=up for stringed musical instrument - has metal membrane supporting piezoceramic element and elastic membrane in contact with instrumentInfo
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Abstract
Description
Piezokeramischer TonabnehmerPiezo-ceramic pickup
Die Erfindung betrifft einen piezokeramischen Tonabnehmer für Musikinstrumente, insbesondere Saiteninstrumente mit einem auf einer Metallmembran befestigten piezokeramischen Element.The invention relates to a piezoceramic pickup for musical instruments, in particular stringed instruments with a piezoceramic attached to a metal membrane Element.
Bei den bisher bekannten piezokeramischen Tonanbnehmern ist das piezokeramische Element, vorzugsweise ein mit Elektroden und Anschluß drähten versehenes dünnes Blättchen aus Bleideternat auf die relativ dünne Metallmembran mittels eines Leitklebers aufgekittet. Das piezokeramische Element wird dann meist in eine Schutzmasse eingebettet, um es gegen mechanische Beschädigung zu schützen. Die Metallmembran wird dann jeweils auf dem zu Resonanzabgabe vorgesehenen Schwingungskörper befestigt. Dies kann durch Aufkleben oder auch mit Hilfe von Gummibändern erfolgen, so daß der Tonabnehmer wieder abnehmbar ist.In the previously known piezoceramic pickups, the piezoceramic Element, preferably a thin one provided with electrodes and connecting wires Lead ternate leaflets on the relatively thin metal membrane using a conductive adhesive puttied up. The piezoceramic element is then usually embedded in a protective mass, to protect it against mechanical damage. The metal membrane is then each attached to the vibration body provided for resonance output. This can be done by Glued on or done with the help of rubber bands, so that the pickup can be removed again.
Bei den bisher bekannten Tonabnehmern dieser Art hat sich gezeigt, daß bisher nur ein relativ harter, sogenannter elektrischer Instrumentenklang erzeugt werden konnte. Dies ist in vielen Fällen unerwünscht, in denen der Naturton des Instrumentes verstärkt werden soll.In the case of the previously known pickups of this type, it has been shown that so far only a relatively hard, so-called electric instrument sound has been produced could be. This is undesirable in many cases where the natural tone of the Instrument should be strengthened.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tonabnehmer der eingangs genannten Art anzugeben, der eine möglichst naturgetreue Wiedergabe des für das jeweilige Musikinstrument charakteristischen Klanges ermöglicht.The invention is based on the object of a pickup of the initially specified type, which is as true to life as possible of the for the respective musical instrument with a characteristic sound.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Metallmembran in einem offenendigen Gehäuse im wesentlichen parallel zu und in einem Abstand von der Gehäuseöffnung so angeordnet ist, daß das piezokeramische Element von der Gehäuseöffnung wegweist, daß die Gehäuseöffnung mittels einer zur Anlage an dem Musikinstrument bestimmten elastischen Membran dicht verschlossen ist und daß der zwischen der elastischen Membran und der Metallmembran eingeschlossene Raum mit einem im wesentlichen homogenen, sich an beliebige Raumformen anpassenden Füllmaterial ausgefüllt ist.This object is achieved according to the invention in that the metal membrane in an open-ended housing substantially parallel to and spaced from the housing opening is arranged so that the piezoceramic element from the housing opening points away that the housing opening by means of a to rest on the musical instrument certain elastic membrane is tightly sealed and that the between the elastic Membrane and the metal membrane included Room with an im essentially homogeneous filling material that adapts to any spatial shape is.
Es hat sich überraschender Weise gezeigt, daß mit dieser Anordnung der Originalklang der Instrumente praktisch unverfälscht übertragen und verstärkt werden kann, so daß es nun auch möglich ist, beispielsweise den Klang einer Geige, eines Cellos, eines Kontrabasses, einer Konzertgitarre, einer Zither und dgl. zu verstärken, ohne daß die charakteristische klassische Klangfärbung des jeweiligen Instruments dabei verloren geht, wie dies bisher der Fall war.It has been shown, surprisingly, that with this arrangement the original sound of the instruments is transmitted and amplified practically unadulterated so that it is now also possible, for example the sound of a violin, a cello, a double bass, a concert guitar, a zither and the like amplify without affecting the characteristic classic tone coloration of the respective Instruments is lost in the process, as was previously the case.
Das Füllmaterial kann von einer plastischen Masse oder auch von einer Flüssigkeit gebildet sein. Besonders gute Ergebnisse wurden mit Modeliermassen wie beispielsweise Plastilin erhalten. Dabei handelt es sich um Modeliermassen auf der Basis von Kaolin, Zinkoxid, Kreide, Pigmenten, Wachsen und ölen, wie sie beispielsweise als Knetmassen für Kinder im Handel erhältlich sind. Als geeignetes Füllmaterial hat sich jedoch beispielsweise auch Fensterkitt erwiesen. Die vorstehend genannten Materialien haben darüberhinaus den Vorteil, daß sie einfach und preiswert zu beschaffen und auch einfach zu handhaben sind.The filling material can be a plastic mass or a Liquid be formed. Particularly good results have been achieved with modeling materials such as for example, obtained plasticine. These are modeling compounds on the Based on kaolin, zinc oxide, chalk, pigments, waxes and oils, such as those for example are commercially available as modeling clay for children. As a suitable filler material however, window putty has also proven itself, for example. The above Materials also have the advantage that they can be obtained easily and inexpensively and are also easy to use.
e/ Gut(Ergebnisse wurden auch mit flüssigen Füllmaterialien wie Ölen und dgl. erhalten. e / Good (results were also obtained with liquid filler materials such as oils and the like.
Die elastische Membran kann aus natrülichem oder künstlichem Kautschuk bestehen. Um das piezokeramische Element gegen mechanische Beschädigung zu sichern oder bei Bruch des piezokeramischen Elementes die Funktion des Tonabnehmers weitgehend zu erhalten, kann das piezokeramische Element in ach bekannter Weise in eine Kunststoffmasse eingebettet sein. Dies läßt sich auf einfache Weise dadurch bewerkstelligen, daß das Gehäuse auf der das piezokeramische Elemten tragenden Seite der Membran über diese hinaus verlängert ist und daß der dadurch gebildete Gehäusehohlraum mit dem Kunststoff, beispielsweise einem Epoxy- oder Polyester-Harz ausgefüllt ist. Dadurch werden gleichzeitig die Lötstellen der Anschluß stellen an den Elektroden gegen Umwelteinflüsse und mechanische Beschädigung geschützt.The elastic membrane can be made of natural or synthetic rubber exist. To secure the piezoceramic element against mechanical damage or if the piezoceramic element breaks, the function of the pickup will largely function To obtain, the piezoceramic element can in a known manner in a plastic mass be embedded. This can be achieved in a simple manner in that the housing on which the piezoceramic Elemten bearing side the membrane is extended beyond this and that the housing cavity formed thereby is filled with the plastic, for example an epoxy or polyester resin. As a result, the soldering points of the connection are at the same time on the electrodes Protected against environmental influences and mechanical damage.
Vorzugsweise ist die Membran einstückig mit dem Gehäuse ausgebildet, das zu diesem Zweck beispielsweise aus Bronze oder einem anderen hierfür geeigneten Material besteht. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Gehäuse im wesentlichen zylindrisch ausgebildet, wobei die Metallmembran in einem Abstand von den beiden Zylinderenden senkrecht zur Zylinderachse angeordnet ist. Um den das Füllmaterial enthaltenden Raum zuverlässig abdichten zu können, weist das zylindrische Gehäuse auf seiner dem piezokeramischen Element abgewandten Seite einen gegenüber der Metallmembran durchmessergrößeren Endabschnitt auf, dessen axiale Abmessung im wesentlichen der Dicke der elastischen Membran entspricht.The membrane is preferably formed in one piece with the housing, that for this purpose, for example, made of bronze or another suitable for this purpose Material. According to a preferred embodiment, the housing is essentially cylindrical with the metal membrane at a distance from the two Cylinder ends is arranged perpendicular to the cylinder axis. Around the the filler material To be able to reliably seal the space containing, the cylindrical housing on its side facing away from the piezoceramic element, one opposite the metal membrane Larger diameter end portion, the axial dimension of which is essentially the Thickness of the elastic membrane corresponds.
Auf diese Weise wird für die elastische Membran eine Auflagefläche geschaffen, die einen dichten Abschluß des das Füllmaterial aufnehmenden Raumes ermöglicht.In this way, there is a support surface for the elastic membrane created that a tight seal of the space receiving the filling material enables.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, welche in Verbindung mit den beiliegenden Figuren die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Tonabnehmer und Fig. 2 einen Schnitt längs Linie II-II in Fig. 1.Further features and advantages of the invention emerge from the following Description which, in conjunction with the accompanying figures, the invention based on an exemplary embodiment explained. 1 shows a schematic plan view of the pickup according to the invention and FIG. 2 shows a section along line II-II in Fig. 1.
Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte piezokeramische Tonabnehmer umfaßt ein allgemein mit 10 bezeichnetes zylindrisches Gehäuse mit einem Gehäuseunterteil 12 und einem Gehäusedeckel 14. Das Gehäuseunterteil 12 weist dabei einen stufenförmig abgesetzten Abschnitt kleineren Außendurchmessers auf, auf den der Deckel 14 aufsetzbar ist, so daß die Mantelfläche des Deckels 14 und die Mantelfläche des durchmessergrößeren Abschnittes des Gehäuseunterteils 12 miteinander fluchten, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist.The piezoceramic pickup shown in Figs. 1 and 2 includes a generally designated 10 cylindrical housing with a housing lower part 12 and a housing cover 14. The lower housing part 12 has a stepped section of smaller outer diameter, on the the cover 14 can be placed on, so that the outer surface of the cover 14 and the outer surface of the larger-diameter section of the lower housing part 12 are aligned with one another, as shown in FIG.
In einem mittleren Abschnitt des aus Metall, beispielsweise Phosphorbronze bestehenden Gehäuseunterteils 12 ist eine einstückig mit diesem ausgebildete Membran 16 senkrecht zur Zylinderachse angeordnet. Die Stärke der Metallmembran 16 beträgt ca. 0,45 mm. Auf der dem Deckel 14 zugewandten Seite der Membran 16 ist ein piezokeramisches Element 18 in bekannter Weise aufgekittet, das beispielsweise aus einem dünnen Plättchen aus Bleideternat besteht. Die bei einer Schwingung der Membran 16 an dem piezokeramischen Element 18auftretenden elektrischen Spannungen werden über nicht dargestellte Anschlußdrähte abgegriffen. Zum Herausführen der Anschlußdrähte aus dem Gehäuseunterteil 12 ist in dem sich von der Membran 16 zum deckelseitigen Ende des Gehäuseunterteils 12 erstreckenden Zylinderabschnitt 20 eine radiale Bohrung 22 vorgesehen. Der von dem Zylinderabschnitt 20 und dem Deckel 14 eingeschlossene Raum ist mit einemEpoxy-oder Polyesterharz 24 ausgefüllt, in welches das piezokeramische Element 18 eingebettet ist. Das Harz schützt das piezokeramische Element 18 sowie die Lötstellen zwischen den Elektroden und den nschlußdrähten vor mechanischer Beschädigung und schädlichen Umwelteinflüssen und gewährleistet, daß der Tonabnehmer selbst bei einem Bruch des dünnen piezokeramischen Elementes 18 weiterverwendbar ist.In a middle section of the metal, for example phosphor bronze existing housing lower part 12 is a membrane formed in one piece with this 16 arranged perpendicular to the cylinder axis. The thickness of the metal membrane 16 is approx. 0.45 mm. On the side of the membrane 16 facing the cover 14 there is a piezoceramic Element 18 cemented in a known manner, for example from a thin plate consists of lead ternat. When the membrane 16 vibrates on the piezoceramic Element 18 occurring electrical voltages are via connecting wires, not shown tapped. To lead out the connecting wires from the lower housing part 12 is in which from the membrane 16 to the cover-side end of the lower housing part 12 extending cylinder portion 20 a radial bore 22 is provided. The one from that Cylinder portion 20 and the lid 14 enclosed space is covered with an epoxy or Filled polyester resin 24, in which the piezoceramic element 18 is embedded is. The resin protects the piezoceramic element 18 and the soldering points between the electrodes and the connection wires from mechanical damage and damaging Environmental influences and ensures that the cartridge will break even if the thin piezoceramic element 18 can be reused.
Auf der dem piezokeramischen Element 18 abgewandten Seite der Membran 16 weist das Gehäuseunterteil 12 einen ersten, den Durchmesser der Membran 16 bestimmenden Zylinderabschnitt 26 und einen gegenüber diesem durchmessergrößeren zweiten Zylinderabschnitt 28 auf. Zwischen den Zylinderabschnitten 26 und 28 ist eine Ringschulter 30 gebildet, die als Auflagefläche für eine Gummimembran 32 dient. Die axiale Abmessung des Zylinderabschnittes 28 ist dabei im wesentlichen gleich der Stärke der Gummimembran 32, so daß der Tonabnehmer mit der nach außen weisenden Oberfläche der Gummimembran 32 an eine Resonanzfläche eines Musikinstrumentes angelegt werden kann.On the side of the membrane facing away from the piezoceramic element 18 16, the lower housing part 12 has a first one which determines the diameter of the membrane 16 Cylinder section 26 and a second larger diameter compared to this Cylinder section 28 on. An annular shoulder 30 is formed between the cylinder sections 26 and 28, which serves as a support surface for a rubber membrane 32. The axial dimension of the cylinder section 28 is essentially equal to the thickness of the rubber membrane 32, so that the pickup with the outwardly facing surface of the rubber membrane 32 to a resonance surface of a musical instrument can be created.
Die Gummimembran 32 schließt den Raum innerhalb des Zylinderabschnitts 26 dicht ab. Dieser Raum ist mit einer homogenen plastischen Masse oder Flüssigkeit 34 vollständig ausgefüllt. Dieses zwischen der äußeren, den Kontakt zu dem Instrument herstellenden Gummimembran 32 und der Metallmembran 16 eingeschlossene Füllmaterial überträgt die Schwingungen vom Instrument auf den piezokeramischen Schwinger überraschenderweise derart, daß der Naturton des jeweiligen Instrumentes bei der Übertragung und Verstärkung erhalten bleibt.The rubber diaphragm 32 closes the space within the cylinder section 26 tight. This space is with a homogeneous plastic mass or liquid 34 completed in full. This between the outer, the contact to the instrument producing rubber membrane 32 and the metal membrane 16 enclosed filler material Surprisingly transfers the vibrations from the instrument to the piezoceramic transducer in such a way that the natural tone of the respective instrument is transmitted and amplified preserved.
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