DE508201C - Verfahren zur Untersuchung von Holzspaenen oder sonstigen Bestandteilen fuer den Bau von Resonanzgebilden - Google Patents

Description

• Verfahren zur Untersuchung von Holzspänen oder sonstigen Bestandteilen für den Bau von Resonanzgebilden Beim Bau von Musikinstrumenten, z. B. von Klavieren, Geigen, Blasinstrumenten, Grammophonen, Lautsprechern, sowie beim Bau von Uhren mit Westminstergongwerken u. dgl. sind Resonanzböden herzustellen, die aus einzelnen Holzspänen verleimt oder aus anderen Stoffen zusammengefügt werden, deren kleinste Teilchen leicht in Schwingung geraten. Die Prüfung der Bestandteile, z. B. der einzelnen Holzspäne, ierfolgte bisher fast ausschließlich durch Abklopfen mit den Fingern. Diese Methode hat den Nachteil, daß die Schwingungserregung zu gering ist, um eine einwandfreie Beurteilung auf Brauchbarkeit der Holzspäne aus dem entstehenden Ton zu ermöglichen.
• Man hat daher vielfach auf diese Prüfung ganz verzichtet und eine Auswahl der Hölzer lediglich nach der Dichte der Jahresringe vorgenommen. Diese bekannten Resonanzböden zeigen nach Fertigstellung der Instrumente oft Fehler, die so groß sein können, daß man die Resonanzböden nicht verwenden kann. Ein wesentlicher Fortschritt in der Prüfung wird erfindungsgemäß erzielt, wenn man in den einzelnen Holzspänen durch einen elektrischen Tongenerator Schwingungen erregt, die durch einen Tonabnehmer wieder in elektrische Schwingungen umgeformt werden, deren Amplitude oder deren zeitliche Amplitudenänderung beobachtbar gemacht wird. Die Untersuchung wird über den ganzen Frequenzbereich ausgedehnt, der auf den Resonanzkörper einwirken kann, denn ein Holzspan kann bei Erregung mit bestimmten Schwingungszahlen reine, bei anderen aber unreine, stark vibrierende Töne aufweisen. Ferner sollen noch die Schwingungszahlen bestimmt werden, bei denen die Holzspäne Resonanz aufweisen, denn abgesehen davon, daß die Holzspäne für Klavier andere Eigenschwingungszahlen als die für Geigen u. dgl. aufweisen sollen, ist es zur Herbeiführung vollendeter Klangwirkung notwendig, auch in einem einzigen Klangkörper Holzspäne verschiedener Eigenfrequenzen in ganz bestimmter Anordnung zu verwenden. Gleichzeitig mit der Bestimmung der Eigenschwingungszahl kann ferner im Zustande der Resonanz die Amplitude der im Holz erregten Schwingung bestimmt werden, die ein Maß für die Klangfülle ist. Dieses Verfahren ist an sich nämlich zur Bestimmung der Frequenzkurven von Lautsprechern und Telephonen bekannt und wird daher nicht allgemein beansprucht.
• Die Klangreinheit kann durch eine subjektive oder objektive Meßmethode bestimmt werden; für die Bestimmung der Klangfülle und der Eigenschwingungszahl ist zweckmäßig. einer objektiven Meßmethode der Vorzug zu geben. Als Schwingungserreger eignet sich für die Prüfung der Resonanzkörper ganz besonders ein elektroakustischer Tongenerator, wie solche z. B. unter Benutzung zweier elektrischer Röhrensender von nahezu gleicher Frequenz herstellbar sind, deren Schwebungsfrequenz verstärkt und einem Lautsprecher zugeführt wird. Durch Veränderung der Schwingungszahl eines der beiden Schwingungskreise ist man in der Lage, fortschreitend alle Töne zu erzeugen, die in der Musik vorkommen.
• Als Lautsprecher verwendet man am besten elektrodynamische Systeme, deren Eigenfrequenz in der Regel von anderer Schwingungszahl ist wie die, welche für die Musiktöne in Frage kommen. In das Schallfeld des Lautsprechers werden nun die zu prüfenden Stoffe, also z. B. die Holzspäne, gebracht, wodurch in diesen mechanische Schwingungen erregt werden. Diese rufen Töne hervor, deren Reinheit durch das Gehör feststellbar ist. Zweckmäßig ist es, einen membranlosen Lautsprecher zu verwenden, dessen bewegliches System mit dem Holzspan in Berührung gebracht wird, da man dadurch einerseits den störenden Ton des Lautsprechers vermeidet und andererseits durch die direkte Einwirkung eine größere erregende Wirkung erzielt wird. Neben der subjektiven Methode der Tonreinheitsbestimmung läßt sich auch noch eine objektive anwenden. Zu diesem Zwecke werden die mechanischen Schwingungen im Holz durch ein Mikrophon o. dgl. wiederum in elektrische Schwingungen umgeformt, durch eine Elektronenröhre verstärkt "und die Amplitude mit einem Röhrenvoltmeter gemessen. Es läßt sich so die Resonanzkurve des Spanes über den gewünschten Frequenzbereich aufnehmen und die Klangreinheit des Holzspanes feststellen.
• Daß man diese Prüfung bei allen Tonhöhen ausführen soll, wurde bereits erwähnt. Bei einem bestimmten Tone wird ein in dem Anodenstromkreis des Abnehmegerätes eingebautes Miniamperemeter einen Höchstausschlag aufweisen. Dieser ist das Erkennungszeichen dafür, daß sich der Holzspan mit der erregenden Schwingung in Resonanz befindet, also die gleiche Eigenschwingungszahl hat -wie der betreffende Ton. Ist der . Tongenerator in Schwingungszahlen geeicht, so ist die Eigenschwingungszahl ohne weiteres ablesbar. Nicht alle Holzspäne gleicher Eigenschwingungszahl werden gleichen Höchstausschlag . am Milliamperemeter aufweisen. f e größer der Ausschlag am Instrument ist, desto größer ist die Amplitude der im Holz verlaufenden Schwingung, desto größer auch die, Klangfülle, welche dem betreffenden Span eigen ist. Dieses Prüfverfahren läßt sich natürlich auch auf den fertigen Resonanzboden u. dgl. selbst anwenden.
• In der die Beschreibung ergänzenden Figur ist die prinzipielle Anordnung dargestellt. i bedeutet den zu untersuchenden Holzspan, 2 den Röhrentongenerator, 3 das elektrodynamische bzw. elektromagnetische oder elektrostatische Antriebssystem, q. ein Mikrophon oder sonstiges Abnahmesystem, und 5 bedeutet das Röhrenvoltmeter.
• Die wiederholte Umformung von mechanischen Schwingungen in elektrische Schwingungen und umgekehrt gestattet somit, in eleganter Weise alle charakteristischen Eigenschaften von Stoffen für Resonanzkörper durch eine objektive Prüfungsweise zu bestimmen. Durch sie erst wird eine völlig exakte, fein abgestufte Beurteilung der Baustoffe möglich, sie läßt ferner eine genaue Güteprüfung während des Baues und nach Fertigstellung hochwertiger Instrumente zu, und sie ermöglicht die Feststellung der Wirkung bestimmter Maßnahmen beim Bau der Instrumente (Wölbung des Resonanzbodens, Verteilung von Spänen verschiedener Wellenleitfähigkeit usw.), ohne daß Täuschungen, wie solche bei subjektiver Beobachtung vorkommen,, zu Fehlentscheidungen führen.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE:. i. Verfahren zur Untersuchung von Holzspänen öder sonstigen Bestandteilen für den Bau von Resonanzgebilden, für Musikinstrumente, für Uhren mit Schlagwerken, für Lautsprechergehäuse u. dgl., dadurch gekennzeichnet; daß zur Bestimmung der Klangreinheit, Klangfülle und Eigenschwingungszahl'der Späne in an sich bekannter Weise durch einen elektrischen Tongenerator in den Spänen Schwingungen erregt werden, die durch einen Tonabnehmer wieder in elektrische Schwingungen umgeformt werden, deren Amplitude oder deren zeitliche Amplitudenänderung beobachtbar gemacht wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der Eigenschwingungszahl und der Klangfülle in an sich bekannter Weise in den Anodenstromkreis eines mit dem Tonabnehmer verbundenen Röhrenverstärkers ein Milliamperemeter eingebaut ist, , dessen Ausschlag entweder direkt verwertet wird oder der durch eine negative Gitterspannung zum Verschwinden gebracht wird, deren Größe ein Maß für die Wellenamplitude ist.