DE3107014C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Tasteninstrument mit einem an einem Stimmstock unter Spannung gehalterten Saiten, die über eine Mechanik in Schwingungen versetzt werden, und einen gegen den Stimmstock abgestützten Klangkorpus, das aus einem Gehäuse mit einer Grundplatte und einem Resonanzboden besteht.

Derartige Tasteninstrumente sind beispielsweise als Cembali, Spinette, Hammerflügel oder Klaviere bekannt. Das Grundelement der Tonerzeugung bei diesen Instrumenten sind Saiten, die in Eigenschwingungen versetzt werden. Ein Ende der Saiten ist an Stiften in einem Rahmen oder einer Rast gelagert. Das andere Ende wird an Stimmwirbeln befestigt, die ihrerseits in einem Stimmstock gehaltert sind. Vermittels der Stimmwirbel wird die Spannung der Saiten verändert und so das Instrument gestimmt. Um die Abstrahlung der Saiten an die Luft zu verstärken, kann ein Klangkorpus Verwendung finden, das aus einem geschlossenen Gehäuse besteht. Die Saiten sind über dieses Klangkorpus gespannt und mit Stegen schwingungsmechanisch an einen Resonanzboden des Klangkorpus gekoppelt. Die Saiten werden durch eine über die Klaviatur des Instruments betätigte Mechanik zu Eigenschwingungen angeregt. Die Mechanik arbeitet üblicherweise in dem Bereich zwischen dem Stimmstock und dem Klangkorpus. Die Schwingungen der Saiten werden über die Stege auf das Klangkorpus übertragen, dessen Transversalschwingungen an die Luft abgestrahlt werden.

Es ist nach dem Stand der Technik bekannt, das Klangkorpus gegen den Stimmstock abzustützen und in verschiedensten Bauformen zu gestalten. Bei konventionellen Tastinstrumenten liegen die Grundplatte und der Resonanzboden des Klangkorpus parallel. Die Grundplatte dient in aller Regel zugleich als Trägerplatte für die Mechanik. Die Bauhöhe des Klangkorpus, d. h. der Abstand zwischen Grundplatte und Resonanzboden, ist über die Fläche konstant und teils durch die Wellenlänge der tiefsten Baßfrequenz, teils durch die Bauhöhe der Mechanik vorgegeben. Letztere ist ein von allen Erfordernissen der Klangformung losgelöster Parameter. Der Raumbedarf der Mechanik setzt der Freiheit in der Gestaltung des Klangkorpus Grenzen. Bei Ausbildung der Grundplatte als Trägerplatte für die Mechanik besteht überdies keine schwingungsmechanische Kopplung zwischen der Grundplatte und dem Stimmstock.

Es ist ferner bekannt, einen durchgehenden, über den Mechanikbereich ragenden Resonanzboden mit dem oberen Abschnitt des Stimmstocks zu verbinden. Durch eine im Mechanikbereich rechenartige Ausbildung des Resonanzbodens kann die Mechanik auf die Saiten wirken. Der untere Abschnitt des Stimmstocks ist in dieser Anordnung dagegen nicht mit dem Klangkorpus verbunden.

Es gibt Instrumente, bei denen zwischen dem Stimmstock und der als Damm bezeichneten Vorderwand des Klangkorpus Scheiben oder Stäbe angeordnet sind und das Klangkorpus so gegen den Stimmstock abgestützt ist. Sie nehmen entweder die volle Höhe des Stimmstocks ein oder greifen nur in einer einzigen Ebene zwischen dem Resonanzboden und der Grundplatte an dem Stimmstock an. Dadurch können höchstens Translationsbewegungen des Stimmstocks einphasig auf das Klangkorpus übertragen werden.

Aus der DE-PS 2 33 138 ist es bekannt, den Resonanzboden mit dem Stimmstock zu koppeln, derart, daß er am ganzen Stimmstock eine feste Auflage hat. Eine schwingungsmechanische Kopplung besteht aber in dieser Ebene nicht.

Die DE-PS 1 74 755 beschreibt einen Resonanzboden, der in einem Bereich zwischen den Saiten und Tasten angeordnet und der nur mit der vorderen oder oberen Kante an dem Stimmstock oder einem Quersteg gestützt und am anderen Ende durch die gespannten Saiten gehalten ist. Eine schwingungsmechanische Kopplung in zwei unabhängigen Ebenen ist hierdurch nicht gegeben.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Übertragung von Torsionsschwingungen des Stimmstocks auf das Klangkorpus eines Tasteninstruments einen wesentlichen Einfluß auf das Klangtimbre des Instruments ausübt. Überdies wurde erkannt, daß die Formgebung des Klangkorpus durch die übliche Anbindung an die Bauhöhe einer Mechanik zu nachteiligen Einschränkungen in der Klangcharakteristik führt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Tasteninstrument der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem durch Übertragung von Torsionsschwingungen des Stimmstocks auf das Klangkorpus die Klangtimbren des Instruments in Richtung hin auf einen lauten-, harfen- oder hackbrettartigen Klang forciert werden.

Diese Aufgabe wird durch ein Tasteninstrument der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Klangkorpus in zwei Ebenen beidseits einer Torsionsschwingungsachse des Stimmstocks schwingungsmechanisch an den Stimmstock gekoppelt und dieser an seiner Rückseite im Bereich seiner Längsachse gelagert ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Durch die schwingungsmechanische Kopplung des Klangkorpus an den Stimmstock in zwei unabhängigen Ebenen werden nunmehr nicht nur Translationsbewegungen, sondern auch Torsionsbewegungen des Stimmstocks auf das Klangkorpus übertragen. Vorteilhafterweise sind dazu die Grundplatte und der Resonanzboden des Klangkorpus mit einander gegenüberliegenden Abschnitten des Stimmstocks verbunden. In dieser Anordnung liegen Grundplatte und Resonanzboden bevorzugt in einem Bereich zwischen der Mechanik und den Saiten des Tasteninstruments. Diese Gestaltung macht im Rahmen der Erfindung die Formgebung des Klangkorpus frei von der Zwangsbedingung einer vorgegebenen Bauhöhe der Mechanik. Die Grundplatte kann dadurch auf wenigstens einem Teil ihrer Fläche gegen den Resonanzboden geneigt, gebogen oder gewölbt sein.

Erfindungsgemäß wird also das Klangkorpus ohne Rücksicht auf bauliche Gegebenheiten der Mechanik allein nach Klangformkriterien gestaltet. Während das Klangkorpus konventioneller Instrumente mit einer Parallelanordnung von Grundplatte und Resonanzboden im Baß und Diskant dieselbe Luftsäulenhöhe aufweist, kann nunmehr beispielsweise der Luftraum im Diskant eingeschränkt werden. Das ist für die Schallcharakteristik in den oberen Lagen von Vorteil. Durch die beanspruchten Maßnahmen der Erfindung und insbesondere ihre Kombination werden für ein Tasteninstrument neuartige Klangfarben und Formantlagen in Richtung hin auf einen lauten-, harfen- oder hackbrettartigen Klang erzielt.

Die Erfindung wird anhand von zwei in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche Teile sind in den Zeichnungen mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Tasteninstruments mit gewölbter Grundplatte;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Tasteninstruments mit schräger Grundplatte.

In den Abbildungen sind die Tasteninstrumente der vorliegenden Erfindung jeweils mit einer horizontalen Saiten- und Resonanzbodenlage dargestellt. Diese Anordnung ist typisch für einen Flügel oder ein Cembalo. Eine vertikale Saiten- und Resonanzbodenlage wie beim Klavier ist aber ebenso möglich.

Die Saiten 1 des Tasteninstruments sind an einem Ende mit einem Stift 2 verbunden, der in einem Rahmen oder einer Rast 3 gehaltert ist. Das andere Ende der Saiten 1 ist an Stimmwirbeln 4 befestigt, die ihrerseits in einem Stimmstock 5 stecken. Die Saiten 1 werden durch Drehen der Stimmwirbel 4 gespannt und gestimmt.

Die Saiten 1 werden über eine Mechanik 6 zu Eigenschwingungen angeregt. Diese Mechanik 6 wird durch Anschlagen der Tasten 7 einer Klaviatur betätigt. In den Abbildungen ist jeweils schematisch eine Cembalomechanik dargestellt. Das erfindungsgemäße Tasteninstrument kann aber auch mit anderen Mechaniken, beispielsweise der Hammermechanik eines Klaviers oder Flügels (nicht dargestellt) ausgerüstet sein.

Die Schwingungen der Saiten 1 werden über Stege 8 auf ein Klangkorpus 9 geleitet, das dadurch zu Transversalschwingungen angeregt wird. Diese Transversalschwingungen bewirken im wesentlichen die Schallabstrahlung des Tasteninstruments. Das Klangkorpus 9 ist ein Gehäuse, dessen untere Begrenzung von einer Grundplatte 10 a; 10 b und dessen obere Ebene von einem Resonanzboden 11 gebildet wird. Der Resonanzboden 11 ist eine ebene Platte, über die die Saiten 1 gespannt sind. Die zur Übertragung der Saitenschwingungen dienenden Stege 8 sind gegen diese Platte abgestützt. Weitere Teile des Klangkorpus 9 sind eine Rückwand 12, die auch ganz oder zum Teil von der Rast 3 gebildet sein kann, sowie Seitenwände (nicht dargestellt). Bei geeigneter Dimensionierung und Massenverteilung wird das Klangkorpus zu den gewünschten transversalen Schwingungsmoden angeregt, die überdies durch Rippen 13 an den Wänden des Klangkorpus 9 oder den Luftraum des Klangkorpus 9 in Segmente 14 teilende Zwischenwände 15 beeinflußt werden können.

Durch die Schwingungsanregung der Saiten 1 werden zugleich auch wechselnde Zugkräfte auf den Stimmstock 5 ausgeübt. Der Stimmstock 5 kann dabei in seiner Gesamtheit zu Schwingungen angeregt werden, und zwar einmal zu Translationsschwingungen in Zugrichtung der Saiten 1, und zum anderen zu Torsionsschwingungen. Welche Schwingung dominiert, hängt nicht zuletzt von der Lagerung des Stimmstocks 5 in dem Tasteninstrument ab. In den Abbildungen Fig. 1 und Fig. 2 ist eine Aufhängung des Stimmstocks 5 an einem durchgehenden Brett 16 dargestellt, dessen Schmalseiten an den seitlichen Außenflächen 17 des Tasteninstruments gehaltert sind. Der Stimmstock 5 ist mit seiner Rückseite 18 in etwa mittlerer Höhe auf das Brett 16 montiert. Die nach oben und unten überstehenden Abschnitte des Bretts 16 bilden dadurch symmetrische Hebel, deren Lagerung auf den Außenflächen 17 die Torsionsschwingungen des Stimmstocks bevorzugt auftreten läßt. Derselbe Effekt kann auch durch eine Punktlagerung (nicht dargestellt) des Stimmstocks 5 im Bereich seiner Längsachse erzielt werden. Die resultierenden Torsionsschwingungen weisen eine geringe Amplitude, aber eine sehr hohe Leistung auf und sind gemäß den Erkenntnissen der vorliegenden Erfindung für das Klangtimbre eines Tasteninstruments von wesentlicher Bedeutung.

Erfindungsgemäß ist das Klangkorpus 9 in zwei separaten Ebenen beidseits der Torsionsschwingungsachse des Stimmstocks 5 schwingungsmechanisch an den Stimmstock 5 gekoppelt. Dadurch wird eine Verbindung geschaffen, durch die die Torsionsschwingungen des Stimmstocks 5 auf das Klangkorpus 9 übertragen werden. In den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Grundplatte 10 a; 10 b und der Resonanzboden 11 mit einander gegenüberliegenden Abschnitten des Stimmstocks 5 gekoppelt. Die Verbindung kann über einen Teil der Länge oder die volle Länge des Stimmstocks 5 bestehen. In jedem Fall werden die Torsionsschwingungen des Stimmstocks 5 in gegenphasige Longitudinalschwingungen der Grundplatte 10 a; 10 b und des Resonanzbodens 11 umgesetzt, die sich den schallabstrahlenden Transversalschwingungen überlagern. Obwohl die Schallcharakteristik des Klangkorpus 9 dadurch letztlich nur geringfügig modifiziert wird, sind so erstaunliche Wirkungen im Klangtimbre zu erzielen.

In den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1 und Fig. 2 sind die Grundplatte 10 a; 10 b und der Resonanzboden 11 jeweils über den Stimmstock 5 hinaus verlängert. Die Grundplatte 10 a; 10 b liegt dabei flächig an der Unterseite 19, der Resonanzboden 11 flächig an der Oberseite 20 des Stimmstocks 5 an und ist auf der Berührfläche fest verbunden, beispielsweise verleimt. Diese Anordnung bietet ein Maximum an Hebelwirkung für die Übertragung der Torsionsschwingungen des Stimmstocks 5. Die Grundplatte 10 a; 10 b und der Resonanzboden 11 sind im Bereich der Mechanik 6 rechenartig durchbrochen, um einen Durchgriff der Mechanik 6 auf die Saiten 1 zu ermöglichen.

In einer abgewandelten Ausführungsform (nicht dargestellt) wird die schwingungsmechanische Kopplung zwischen dem Stimmstock 5 und der Grundplatte 10 a; 10 b bzw. dem Resonanzboden 11 durch Scheiben oder Stäbe geschaffen. Diese müssen in zwei Ebenen beidseits der Torsionsschwingungsachse des Stimmstocks 5 an den Stimmstock 5 angreifen. Die Scheiben oder Stäbe können dazu über die Unterseite 19 bzw. die Oberseite 20 des Stimmstocks 5 ragen und mit diesen Flächen verbunden sein. Sie können aber auch an dem Damm des Klangkorpus 9 anliegen und sich gegen die Vorderseite 21 des Stimmstocks 5 abstützen. Es besteht natürlich die Möglichkeit, die beschriebenen Arten der Kopplung zwischen Stimmstock 5 und Klangkorpus 9 auf jeweils einem Teil der Breite des Tasteninstruments zu realisieren.

In den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1 und Fig. 2 ist die Grundplatte 10 a; 10 b an die Unterseite 19 des Stimmstocks 5 hochgezogen. Die Grundplatte 10 a; 10 b und der Resonanzboden 11 liegen dabei in einem Bereich zwischen den Tasten 7 und den Saiten 1. Wie bereits erwähnt, ist die Grundplatte 10 a; 10 b im Bereich der Mechanik 6 durchbrochen, so daß ein Durchgriff der Mechanik 6 auf die Saiten 1 möglich ist. Diese Anordnung macht die Gestaltung des Klangkorpus 9 frei von den üblicherweise durch die Mechanik 6 gesetzten Zwangsbedingungen. Das Klangkorpus 9 kann allein nach Gesichtspunkten der musikbezogenen Klangformung gestaltet werden.

Bei der Formgebung des Klangkorpus 9 besteht zunächst die Möglichkeit, die konventionelle Parallelanordnung von Grundplatte 10 a; 10 b und Resonanzboden 11 beizubehalten (nicht dargestellt). Das Klangtimbre eines solchen Tasteninstruments wird dann allein durch die Kopplung zwischen Stimmstock 5 und Klangkorpus 9 modifiziert, die Torsionsschwingungen des Stimmstocks 5 auf das Klangkorpus 9 überträgt. Mit der Parallelanordnung von Grundplatte 10 a; 10 b und Resonanzboden 11 wird insbesondere ein hackbrettartiger Klang erzielt.

In den dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Grundplatte 10 a; 10 b jeweils schräg an den Stimmstock 5 angesetzt. Die Grundplatte 10 a gemäß Fig. 1 ist gebogen oder gewölbt. Die Grundplatte 10 b gemäß Fig. 2 ist eben und auf einem Teil ihrer Fläche gegen den Resonanzboden 11 geneigt. Durch diese Gestaltung wird die Luftsäulenhöhe des Klangkorpus 9 für verschiedene Tonlagen modifiziert. Insbesondere kann der Luftraum im Diskant eingeschränkt werden.

Versuche haben ergeben, daß eine optimale Klangwirkung des erfindungsgemäßen Tasteninstruments durch die Torsionsschwingungen übertragende Kopplung zwischen Stimmstock 5 und Klangkorpus 9 in Verbindung mit einer daran angepaßten, differenzierten Gestaltung des Klangkorpus 9 erzielt wird. Insbesondere können so lauten- und harfenähnliche Klangtimbren verwirklicht werden.

Der Klang des erfindungsgemäßen Tasteninstruments läßt sich schließlich durch verschiedene Konstruktionsmaßnahmen beeinflussen. Beispielsweise kann der Resonanzboden 11 oder auch die Grundplatte 10 a; 10 b des Klangkorpus 9 mit Rippen 13 belegt werden, um eine bestimmte Massenverteilung zu erzielen. Ebenso besteht die Möglichkeit, den Luftraum des Klangkorpus 9 durch Zwischenwände 15 in Segmente 14 zu unterteilen. Bauliche Gegebenheiten können es darüber hinaus nahelegen, die Unterseite des Tasteninstruments mit einem zusätzlichen, durchgehenden oder durchbrochenen Boden (nicht dargestellt) zu verschließen. Es wurde festgestellt, daß ein solcher Boden den Klang des Tasteninstruments nicht beeinträchtigt.

Die vorliegende Erfindung findet einen bevorzugten Einsatz im Cembalobau, wo Klangfarben von bislang unerreichter Fülle und Plastizität verwirklicht werden.

Liste der Bezugszeichen

1 Saite
2 Stift
3 Rast
4 Stimmwirbel
5 Stimmstock
6 Mechanik
7 Taste
8 Steg
9 Klangkorpus
10 a; 10 b Grundplatte
11 Resonanzboden
12 Rückwand
13 Rippe
14 Segment
15 Zwischenwand
16 Brett
17 seitl. Außenfläche
18 Rückseite
19 Unterseite
20 Oberseite
21 Vorderseite

Claims (15)

1. Tasteninstrument mit an einem Stimmstock unter Spannung gehalterten Saiten, die über eine Mechanik in Schwingungen versetzt werden, und einem gegen den Stimmstock abgestützten Klangkorpus, das aus einem Gehäuse mit einer Grundplatte und einem Resonanzboden besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Klangkorpus (9) in zwei Ebenen beidseits einer Torsionsschwingungsachse des Stimmstocks (5) schwingungsmechanisch an den Stimmstock (5) gekoppelt und dieser an seiner Rückseite (18) im Bereich seiner Längsachse gelagert ist.

2. Tasteninstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stimmstock (5) mit seiner Rückseite (18) in etwa mittlerer Höhe auf einem Brett (16) montiert ist, dessen Schmalseiten an seitlichen Außenflächen (17) des Instruments gehaltert sind.

3. Tasteninstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stimmstock (5) im Bereich seiner Längsachse punktgelagert ist.

4. Tasteninstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (10 a; 10 b) und der Resonanzboden (11) über die volle Länge oder je einen Teil der Länge des Stimmstocks (5) mit einander gegenüberliegenden Abschnitten des Stimmstocks (5) verbunden sind.

5. Tasteninstrument nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (10 a; 10 b) und/oder der Resonanzboden (11) über den Stimmstock (5) hinweg verlängert sind und an einer Fläche des Stimmstocks (5) anliegen.

6. Tasteninstrument nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (10 a; 10 b) und/oder der Resonanzboden (11) im Bereich der Mechanik rechenartig unterbrochen ist.

7. Tasteninstrument nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (10 a; 10 b) und/oder der Resonanzboden (11) über Stäbe oder Scheiben mit dem Stimmstock (5) verbunden sind.

8. Tasteninstrument nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe oder Scheiben über eine Fläche des Stimmstocks (5) ragen und mit dieser Fläche verbunden sind.

9. Tasteninstrument nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe oder Scheiben an einem Damm des Klangkorpus (9) anliegen und gegen die Vorderseite (21) des Stimmstocks (5) abgestützt sind.

10. Tasteninstrument nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (10 a; 10 b) und der Resonanzboden (11) in einem Bereich zwischen den Saiten (1) und den Tasten (7) angeordnet sind.

11. Tasteninstrument nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (10 a; 10 b) und der Resonanzboden (11) parallel liegen.

12. Tasteninstrument nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (10 a) gebogen oder gewölbt ist.

13. Tasteninstrument nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (10 b) auf wenigstens einem Teil ihrer Fläche gegen den Resonanzboden (11) geneigt ist.

14. Tasteninstrument nach Anspruch 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonanzboden (11) und/oder die Grundplatte (10 a; 10 b) mit Rippen (13) belegt ist.

15. Tasteninstrument nach Anspruch 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftraum des Klangkorpus (9) durch Zwischenwände (15) in Segmente (14) unterteilt ist.