DE4019415C2

DE4019415C2 - Stimmvorrichtung zum automatischen Ausgleich thermisch bedingter Stimmungsänderungen bei Saiteninstrumenten

Info

Publication number: DE4019415C2
Application number: DE4019415A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-08-19
Filing date: 1990-06-18
Publication date: 1994-12-22
Anticipated expiration: 2010-06-19
Also published as: DE4019415A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Stimmvorrichtung zum automatischen Ausgleich thermisch bedingter Stimmungsänderungen bei Saiteninstrumenten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Vorrichtung soll ein automatisches Stimmen des Instrumentes ermöglichen. Das Instrument wird nach dem Saitenwechsel bei einer beliebigen thermischen Temperatur präzise gestimmt (mit integrierter Fein stimmvorrichtung). Bei thermischen Temperatur schwankungen der Umgebung treten Verstimmungen der Saiten auf, die dann von der automatischen Stimm vorrichtung ausgeglichen werden. Das Instrument kann sich nur noch durch mechanische Abnutzung, z. B. plastische Verformung der Saiten, verstimmen. Diese mechanische Abnutzung wird dann von Zeit zu Zeit mit der integrierten Feinstimmvorrichtung oder ggf. einer üblichen Stimmvorrichtungen ausgeglichen. Beim Einbau dieser Vorrichtung braucht das Instrument nur sehr selten gestimmt zu werden.

Aus der DE 35 43 583 C2 ist ein Einzelsaitenhalter für Saiteninstrumente bekannt, mit dem ein automatisches Ausgleichen von Stimmungsänderungen des Saiteninstrumentes erfolgen kann. Thermisch bedingte Stimmungsänderungen der Saiten werden über ein Hebelgestänge kompensiert, an dem sowohl die jeweilige Saite als auch eine Feder befestigt ist. Bei thermisch bedingten Ver längerungen oder Verkürzungen der Saiten wird die Hebelstellung und damit der wirksame Hebelarm verändert. Durch eine entsprechend abgestimmte Dimensionierung und Anordnung der Feder wird erreicht, daß eine jeweils wirksame Zugspannung konstant bleibt.

Feinstimmvorrichtungen gibt es in verschiedenen Ausführungen. Der Einsatz von herkömmlichen schweren Feinstimmerbrücken im Bodybereich ist ungünstig gewählt und dämpft das Schwing verhalten.

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, daß erreicht werden soll, daß, wenn die Saite bei thermischen Veränderungen der Umgebung nach oben gestimmt wird, mit der automatischen thermischen Stimmvorrichtung für eine ausgleichende, die Saite nach unten stimmende Kraft gesorgt werden soll, und daß, wenn die Saite bei thermischen Veränderungen der Umgebung nach unten gestimmt wird, mit der automatischen Stimm vorrichtung eine ausgleichende, die Saite nach oben stimmende Kraft erzeugt werden soll, um wieder die Sollstimmung zu erreichen.

Die automatische Stimmvorrichtung muß also beide Funk tionen erfüllen, wenn z. B. das Instrument bei 30°C präzise gestimmt wird und z. B. in einen 15°C kalten Übungsraum bzw. auf die warme Bühne transportiert wird (Stimmpräzision bei thermischen Schwankungen um 30°C).

Zusätzlich ist es vorteilhaft, wenn folgende Anforderungen erfüllt werden.

1. Die Vorrichtung soll möglichst klein und leicht sein.
2. Die Vorrichtung soll leicht zu fertigen und einzubauen sein.
3. Die Vorrichtung soll möglichst preiswert zu fertigen sein.
4. Das Einstellen der Vorrichtung auf die unterschied lichen Saitensätze und Instrumente soll leicht zu erreichen sein und möglichst von den Musikern vorgenommen werden können.
5. Die Vorrichtung soll sowohl im Kopfbereich als auch im Bodybereich einzusetzen sein (Aufbau der Konstruktion).
6. Die Vorrichtung soll bei allen gitarreähnlichen Instrumenten bei Veränderung der Dimensionen einzubauen sein.
7. Die Vorrichtung soll mindestens ein präzises auto matisches Stimmen im hörbaren Bereich ermöglichen.
8. Die Stimmvorrichtung soll ein präzises Stimmen im meßbaren Bereich ermöglichen.
9. Die Flüsigkeitsentnahme soll schnell zu erreichen sein.
10. Unterschiedliche ausdehnbare Materialien sollen das Stimmen bei thermischen Schwankungen ermöglichen.

Diese oben angegebene Aufgabe wird bei einer gattungs gemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche gelöst.

Vorteile

1. Fein- und automatische Stimmvorrichtungen befinden sich in einer Vorrichtung.
2. Bei Temperaturschwankungen der Umgebung stimmt sich das Instrument selbständig.
3. Ein leichtes Einstellen (Anpassen) an unterschiedliche Saiten (Saitensätze) ist möglich.
4. Die Vorrichtung läßt sich im Kopf als auch im Body einbauen.
5. Weil leichtes Material verwendet wird, läßt sich das Bauteil leicht gestalten.
6. Das Bauteil läßt sich leicht ein- und zusammenbauen.
7. Mehrere Konstruktionsmöglichkeiten (je nach Anwendungsbereich).
8. Der Einbau in oder an der Kopfplatte ist möglich.
9. Für alle Saiteninstrumente denkbar.
10. Das Instrument muß nur sehr selten nachgestimmt werden (nur bei mechanischer Abnutzung von Instrumentensaiten).
11. Instrumentalisten, die oft ihre Instrumente transportieren, brauchen nicht nachstimmen (Zeitgewinn).
12. Die Vorrichtung läßt sich klein gestalten (Fein- und automatische Stimmvorrichtungen in einer Vorrichtung).
13. Die Stimmvorrichtung kann integriert mit einer Grob- und Umstimmvorrichtung zur Anwendung kommen.
14. Relativ leicht zu fertigende Teile.
15. Preisgünstig in der Herstellung.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch alle wichtigen Funktionsteile der Vorrichtung (Einbau bzw. Ausbau an der Kopfplatte).

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht (Schnitt) auf den oberen Hebelteil mit der Andruckrolle.

Beschreibung (Fig. 1)

Auf einer Befestigungsplatte (21), die mit Schrauben (22) z. B. an der Kopfplatte (20) befestigt wird, befinden sich z. B. die Hohlkammern (32), (33) für die z. B. Flüssigkeit (28). Die Hohlkammern sind an der Befestigungsplatte befestigt. Für jede Saite (16) wird eine automatische Kompensationseinrichtung benötigt. Innerhalb der Hohlkammern befinden sich zwei Dichtungen (27 und 40) sowie an den Dichtungen befestigte Drucküberträger (41 und 26). In dem Deckelteil (33), das auf der Hohlkammer befestigt ist, befindet sich ein Gewinde mit einer Feinstimm- bzw. Flüssigkeitsvolumeneinstellschraube (34), deren Spitze kugelförmig abgerundet ist, um ein leichtes Drehen der Schraube zu gewährleisten (Reibungsverminderung). Die Schraube (34) hat zwei Aufgaben.

1. Nach Entfernen der Dichtungsschraube (29) und Federeinstellschrauben (24) kann Flüssigkeit (28) entnommen werden. Durch die Skala (35) kann nach dem Drehen der Schraube (34) ersehen werden, wieviel Flüssigkeit sich zwischen den Dichtungen (27) und (40) in den Hohlkammern befindet. Somit kann mit Flüssigkeitsverminderung bzw. Vermehrung die Ausdehnungskraft der Flüssigkeit (Strecke) (a) reguliert werden und dadurch die Stimmwirkung der Vorrichtung.
2. Nach Abstimmung der Flüssigkeitsmenge an die Saitenstärke kann die Schraube (34) als Feinstimmschraube eingesetzt werden. Bei Drehbewegung der Schraube nach rechts werden alle im Hohlraum befindlichen Teile nach rechts bewegt (41, 40, 28, 27 und 26) und durch den am Teil (26) angebrachten Überträgerzapfen mit kugelförmig abgerundeter Spitze (37) auf den Stimmhebel (5) übertragen. Die Saite (16) wird durch Ausdehnung der Flüssigkeit (28) bzw. durch Schraubenverstellung nach rechts, nach oben gestimmt.

Federvorrichtung

Die Federvorrichtung besteht aus mehreren Teilen (25, 24, 43). Die Schrauben (24) befinden sich in einem Gewinde der Hohlkammer (32). Das durch diese Schrauben (24) befestigte Federandruckteil (43) weist ein Loch zum Durchstecken für den Zapen (37) auf. Wenn die Schraube (24) nach links gedreht wird, wird die Feder (25) zusammengedrückt und somit erhöht sich der Federandruck auf das Teil (26).

Federeinstellung

Bei Bewegung der Feinstimmschraube (34) nach links, drückt die Federvorrichtung alle in der Hohlkammer befindlichen Teile nach links gegen die Schraube (34). Erst durch die Federvorrichtung wird ein Stimmen der Saiten durch die Vorrichtung in beide Richtungen möglich.

Stimmhebel und Saitenführungsteil

Um den, für das Instrument wichtigen Bereich vollständig verstehen zu können, ist zu berücksichtigen, daß für die Gestaltung des Stimmhebels mehrere Möglichkeiten bestehen. Je nach Einbauposition der automatischen Stimmvorrichtung, direkt neben einem Saiten befestigungsteil (Klemm- und Einhängungsprinzip) oder auch zwischen zwei Stimmvorrichtungen (z. B. Umstimmer oder Grobstimmer) richtet sich die Anzahl der benötigten Röllchen (3 und 11). Um ein noch schnelleres Verändern der Stimmwirkung der Hebelvorrichtung (Anpassung an Saiten und Stimmungen bzw. Saitendehnungskoeffizienten) zu ermöglichen, sind die Hebelverhältnisse dieses Stimmhebels zu verändern.

a) Zum Beispiel kann die Dreh-Hebel-Achse (19) umgesteckt werden (39).
b) In einem Schlitz (6) des Stimmhebels (5) befindet sich eine Schraube (9) (Fig. 2). Auf die Schraube wird das Lager (8) für das Röllchen (7) ge schraubt. Nach Festziehen der Schraube (9) wird der Hebel (5) zwischen Schraubenkopf und Lager (8) eingeklemmt. Somit ist die Lage des auf das Lager (8) aufgesteckten Röllchens (7) genau festzulegen. Vor dem totalen Festziehen der Schraube (8) kann mit der Justier schraube (44) ein genaues Justieren der Röllchenlage erfolgen. Durch die unterschiedlich auf den Saitendehnungsfaktor (Dehnungskoeffizienten) der unterschiedlichen Saiten abgestimmte Schräge (36) ist ein Verändern der Stimmwirkung bei Betätigung der Feinstimmschraube (34) bzw. Ausdehnung der Flüssigkeit möglich.

Es bestehen mehrere Möglichkeiten der Einstellung der Vorrichtung.

a) Bleibt die Flüssigkeitsmenge gleich (28) und deren Ausdehnung, muß durch die Hebelübersetzung ein Angleichen an unterschiedliche Saitenstärken Saitenspannungen und Saitenausdehnungskoeffizienten ermöglicht werden.
b) Bleibt die Hebelübersetzung bei allen Saiten gleich, muß die Flüssig keitsmenge unterschiedlich sein.
c) Eine Kombination aus beiden Möglichkeiten ist sinnvoll.

Statt der Flüssigkeit können z. B. Metalle, spezielle Federn oder Bimetallfedern eingesetzt werden.

Abstimmung der Vorrichtung an unterschiedliche Saitenstärken, Saiten stimmungen, Spannungen, Saitendehnungsfaktoren sowie temperaturabhängige Saitendehnungskoeffizienten

1. Durch Volumenänderung (z. B. Ablassen der Flüssigkeit).
2. Umstecken des Hebeldrehpunktes (Änderung der Übersetzung).
3. Verschieben der Andruckrolle (Änderung der Übersetzung des Hebels).
4. Veränderung des Kontaktpunktes (36), Änderung der Schräge des Andruck teiles (36).
5. Einsatz eines modifizierten Hebels, eventuell doppelte Hebel übersetzung bzw. zwei Andruckrollen (7).

Um ein präzises einfaches Stimmen und Umstimmen der Instrumentensaiten zu ermöglichen, besteht die Stimmvorrichtung aus mehreren Baugruppen.

Claims

1. Stimmvorrichtung mit einer Kompensationseinrichtung zum automatischen Ausgleich thermisch bedingter Stimmungsänderungen bei Saiteninstrumenten, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kompensationseinrichtung mit einem im Bereich zwischen einer Saitenbefestigung und einer Saiten- Stegauflage entweder an einem Instrumentenkopf oder am Instrumentenkorpus angeordneten und sich in einem Zylinder (32) befindlichen Medium (28), insbesondere Bimetall, ausgestattet ist,
daß die Kompensationseinrichtung einen im Zylinder (32) befindlichen, bei Ausdehnung und Schrumpfung des Mediums (28) bewegbaren, mit einer Rückholfeder (25) vorgespannten Kolben (26, 41) umfaßt, der seine Bewegung an einen, in seiner Übersetzung einstellbaren und somit an unterschiedliche Saiten anpaßbaren Dreh-Hebel weitergibt,
wobei die Saite zwischen Saitenauflagen (3, 11), insbesondere Saitenauflageröllchen, durch eine am Dreh-Hebel befindliche Andruckrolle (7) derart auslenkbar ist, daß die Saite entgegen ihrer thermisch bedingten Verstimmung spann- und entspannbar ist.

2. Stimmvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Saite eine Kompensationseinrichtung vorgesehen ist.

3. Stimmvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle Kompensationseinrichtungen an einer gemeinsamen Befestigungsplatte (21) befestigt sind.

4. Stimmvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus den drei Baueinheiten Dreh-Hebel-Baugruppe, Zylinder-Baugruppe und Rückstellfeder-Baugruppe besteht.

5. Stimmvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie bei Anbringung am Instrumentenkopf gemeinsam mit Grob- und Feinstimmern an einer Grundplatte befestigt ist.

6. Stimmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das im Zylinder (32) befindliche Medium (28) eine Flüssigkeit, Metall- oder Bimetallfedern umfaßt.

7. Stimmvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Flüssigkeit als Medium (28) am Zylinder (32) ein Flüssigkeitseinfüllstöpsel (31) vorgesehen ist.

8. Stimmvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Außenbereich des Zylinders (32) eine Dichtungsschraube (29) befindet, mit der der Flüssigkeitseinfüllstöpsel (31) verschließbar ist.

9. Stimmvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Dichtungsschraube (29) ein Kanal (30) im Flüssigkeitseinfüllstöpsel (31) verschließbar ist.

10. Stimmvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Feinstimmschraube (34) vorgesehen ist, mit der zur Feinstimmung der Saiten die Stellung des Kolbens (26, 41) im Zylinder (32) einstellbar ist.

11. Stimmvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Feinstimmschraube (34) eine Skala (35) zum Anzeigen der Einstellposition angebracht ist.

12. Stimmvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckrolle (7) am Dreh-Hebel verschieblich gelagert und die Dreh-Hebel-Achse (19) umsteckbar ausgebildet sind.

13. Stimmvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Andruckrolle (7) eine Skala (38) zum Anzeigen der Einstellposition angebracht ist.

14. Stimmvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Dreh-Hebel mehrere Bohrungen (39) zum Umstecken der Dreh-Hebel-Achse (19) vorgesehen sind.

15. Stimmvorrichtung nach Anspruch 12, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreh-Hebel-Achse (19) mit Spannmuttern spannbar ist.

16. Stimmvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreh-Hebel-Achsen (19) an Achsenhalteteilen (45) geführt sind.

17. Stimmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Dreh-Hebel als Winkelhebel ausgebildet ist, in dessen einem Schenkel sich ein Schlitz (6) befindet, in dem das Achslager der Andruckrolle (7) festlegbar ist.

18. Stimmvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß sich auf Höhe des Schlitzes eine Justierschraube (44) befindet, mit der die Position der Andruckrolle (7) längs der Skala (38) justierbar ist.

19. Stimmvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückholfeder (25) als Druckfeder ausgebildet und an einem Drucküberträgerzapfen (37) gehaltert ist.

20. Stimmvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß am Zylinder (32) als Gegenlager für die Rückholfeder (25) eine Federandruckplatte angebracht ist, in deren Mitte ein Loch vorgesehen ist, das der Drucküberträgerzapfen (37) durchgreift.

21. Stimmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Federdruck der Rückholfeder (25) durch eine Federdruckeinstellschraube (24) regulierbar ist.

22. Stimmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf der den Saiten zugewandten Seite des Instrumentenkopfes angebracht ist.

23. Stimmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf der den Saiten abgewandten Seite des Instrumentenkopfes angebracht ist.