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HINTERGRUND
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Stimmgerät für Saitenmusikinstrumente.
Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein auf
eine Frequenz reagierendes, zum Einstellen des Klangs des Instruments
geeignetes Stimmgerät.
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Beschreibung
des Standes der Technik
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Das
Stimmen von Saitenmusikinstrumenten erfordert typischerweise einen
ausgebildeten Musiker oder Techniker, welcher eine oder mehrere
Saiten des Instrumentes zum Klingen bringt, sich den Ton der Note
oder des Akkords anhört
und, wenn notwendig, die Spannung der Saite(n) einstellt, um das
Instrument zu stimmen. Dieses Verfahren ist zeitaufwendig und kann
normalerweise nicht während
einer Aufführung
durchgeführt
werden. Um die für
das Stimmen eines Saiteninstrumentes erforderliche Zeit abzukürzen und
auch um unerfahrene oder nicht entsprechend befähigte Musiker in die Lage zu
versetzen, ein Saiteninstrument ordnungsgemäß zu stimmen, wurden Stimmgeräte entwickelt,
welche die Spannung der Saiten einstellen. Jedoch ist es ein Problem,
die Saitenspannung so präzise
einzustellen, daß die
korrekten Schwingungsfrequenzen erzeugt werden. Bei Saiteninstrumenten
werden typischerweise Flügelschrauben
und Stimmwirbel verwendet, um die Saitenspannung zum Stimmen des Instrumentes
einzustellen. Die Ersteinstellung, mit der die präzise Saitenspannung
erhalten werden soll, ist für
jeden Spieler eine sehr lästige
Aufgabe. Wenn neue Saiten auf dem Instrument angebracht werden, muß der Spieler
zunächst
jede Seite ständig
spannen und neu spannen, bis sich ihre Elastizität stabilisiert. Bei stabiler
Saitenelastizität
muß der
Spieler nunmehr kontinuierlich die Saitenspannungen einstellen und
wieder neu einstellen, bis die Elastizität der Materialien des Instruments
sich in bezug auf die Kräfte stabilisiert
hat, die, wenn sie korrekt gespannt werden, durch die Saiten ausgeübt werden,
um die Sollfrequenzen abzugeben.
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Während des
Spiels werden die Saiten aufgrund des andauernden Spielens des Instruments, aufgrund
von Temperaturfaktoren und des natürlichen Rutschens der Saite
während
des Spannens bzw. Neuspannens oft verstimmt. Wie angemerkt wurden
Versuche durchgeführt,
Saitenstimmgeräte zu
liefern, welche die mit dem manuellen Stimmen eines Saiteninstruments
verbundenen Schwierigkeiten minimieren. Beispielsweise offenbart
das Busley erteilte US-Patent Nr. 5.038.657 ein Saitenspanngerät, welches
einen bidirektionalen Motor aufweist, um die Spannung jeder Saite
zu steuern, und damit verbundene Regelelektronik, um den Betrieb
des Saitenspanngeräts
zu regeln. Jede Saite ist direkt mit der Motorwelle verbunden, deren
Rotation durch die damit verbundene Regelelektronik geregelt wird.
Ein Meßwertgeber
wird dazu verwendet, die Frequenz des Signals jeder Saite zu messen.
Die gemessene Frequenz wird dann mit einem im Speicher abgespeicherten
Wert verglichen, um eine Angabe der Differenz zwischen der tatsächlichen
und der Sollfrequenz des Signals zu liefern. Diese Differenz wird
anschließend
dazu verwendet, die Richtung und den Umfang der Drehung der Motorwelle
zur Einstellung der Saitenfrequenz zu steuern. Auf dem Instrumentenkörper sind
manuelle Schalter angeordnet, um die Motoren zu aktivieren und das
Instrument zu stimmen. Jedoch erhöhen die Verwendung einer Vielzahl von
Motoren innerhalb des Instruments und die Verwendung von auf dem
Instrumentenkörper
angebrachten Schaltern das Gewicht des Instruments, was das Instrument
für den
Musiker schwerfällig macht.
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Als
weiteres Beispiel bezieht sich das Scholz erteilte US-Patent Nr.
4.375.180 auf ein Saitenmusikinstrument mit einer automatischen
Selbststimmvorrichtung, die die Saiten des Instruments, die möglicherweise
verstimmt sind, spannt oder lok kert. Jede Saite ist mit einer unabhängigen automatischen Stimmvorrichtung
versehen, und sämtliche
Vorrichtungen werden gleichzeitig auf Befehl so betrieben, daß sie automatisch
die Spannung der Saiten korrigieren. Jede Stimmvorrichtung ertastet
die Spannung ihrer zugehörigen
Saite und vergleicht die abgetastete Spannung mit einer der für das Stimmen der
Saite gewünschten
Referenzspannung. Die Saitenspannung wird dann als Reaktion auf
Art und Umfang entsprechend dem Vergleich von Saitenspannungen erhöht oder
gemindert.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Gerät für das Stimmen von Musiksaiten
eines Saitenmusikinstruments auf eine vom Benutzer ausgewählte vorbestimmte
Frequenz. Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Stimmgerät nach der
vorliegenden Erfindung ein Detektormittel für das Detektierten eines von
einer Musiksaite eines Saitenmusikinstruments abgegebenen Musiktons.
Das Detektormittel bewirkt, daß ein
Signal abgegeben wird, das dem detektierten Musikton der Musiksaite
entspricht, wenn sie von dem Benutzer in Schwingungen versetzt wird.
Vorzugsweise umfaßt
das Detektormittel Tonabnehmersensoren, welche unterhalb der Musiksaiten
des Musikinstruments liegen. Signalanpassungsmittel sind vorgesehen
und mit dem Detektormittel verbunden, um aus dem detektierten Musikton vorbestimmte
Obertonsignale zu entfernen. Des weiteren sind Verarbeitungsmittel
vorgesehen und mit dem Signalanpassungsmittel verbunden, um den Musikton
mit einem von dem Benutzer gewählten Frequenzwert
zu vergleichen. Das Verarbeitungsmittel bewirkt, daß ein elektrisches
Steuersignal abgegeben wird, welches eine Funktion einer Differenz zwischen
dem detektierten Musikton und dem vom Benutzer gewählten Frequenzwert
ist. Vorzugsweise umfaßt
das Verarbeitungsmittel eine zentrale Prozessoreinheit mit damit
verbundenem Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) und Festwertspeicher
(ROM).
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Das
auf Frequenz reagierende Stimmgerät nach der Erfindung weist
nach einer bevorzugten Ausführungsform
Saiteneinstellmittel auf, welche mit dem Verarbeitungsmittel und
mit einer Vielzahl von Musiksaiten des Saitenmusikinstruments verbunden sind.
Das Saiteneinstellmittel bewirkt, daß die Spannung einer ausge wählten Musiksaite
in Abhängigkeit von
dem elektrischen Steuersignal, wie es von dem Verarbeitungsmittel
abgegeben wird, wahlweise eingestellt wird. Das Saiteneinstellmittel
umfaßt
einen Elektromotor, welcher auf das elektrische Steuersignal des
Verarbeitungsmittels reagiert. Das Saiteneinstellmittel weist des
weiteren vorzugsweise eine Vielzahl von Getriebeeinheiten auf, die
jeweils mit einer Musiksaite des Saitenmusikinstruments verbunden sind.
Des weiteren ist ein Kupplungsmechanismus mit eingeschlossen, der
kraftschlüssig
mit jedem der Vielzahl von Getrieben verbunden ist, wobei der Kupplungsmechanismus
bewirkt, daß wahlweise eine
Getriebeeinheit mit dem Elektromotor verbunden wird, so daß eine ausgewählte Musiksaite
auf den vom Benutzer gewählten
Frequenzwert wahlweise gestimmt wird.
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Weitere
erfindungswesentliche Merkmale gehen aus der nachfolgenden Beschreibung
hervor, in der mit Bezug auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele
erläutert
werden. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht
des Signalwandlers und des Motorsteuergerätes;
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2 ein Blockdiagramm des
Stimmteils des in 1 gezeigten
erfindungsgemäßen Geräts;
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3 ein schematisches Blockdiagramm der
Schaltungen des Stimmgeräts
nach 2;
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4 eine Draufsicht eines
Saiteninstruments mit der Darstellung des einen Saiteneinstellmechanismus
aufweisenden Innenteils;
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5 eine teilweise Schnittansicht
eines Saiteninstruments mit der Darstellung eines Saiteneinstellmechanismus
nach 4;
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6 eine alternative Ausführungsform
des Saiteneinstellmechanismus, welcher geeignet ist, Antriebswellen
auf dem Korpus des Saiteninstruments anzutreiben; und
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7 eine Draufsicht eines
Teils eines Saiteninstruments mit der Darstellung einer Vielzahl
von Antriebsmotoren für
das Spannen der Saiten des Instruments.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG
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Es
wird nunmehr auf einzelne Details in den Zeichnungen Bezug genommen,
in denen gleiche Bezugszeichen ähnliche
oder identische Elemente bezeichnen. 1 zeigt
einen Gehäuseteil 100 des Stimmgeräts 150,
welcher entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung mit einer Gitarre 10 elektrisch verbunden ist.
Es dürfte
klar sein, daß das
Stimmgerät 150 nach
der vorliegenden Erfindung so konfiguriert ist, daß es in
Saiteninstrumenten Verwendung findet, und zur Erläuterung
bzw. als Beispiel wird das Stimmgerät 150 nachstehend
unter Bezugnahme auf eine bevorzugte, aus einer elektrischen Gitarre 10 bestehende
Ausführungsform
beschrieben. Jedoch kann das Stimmgerät in beliebigen verschiedenen
Saiteninstrumenten, wie z.B. akustischen Gitarren, Cellos, Geigen
und Klavieren, implementiert werden. Ferner ist festzuhalten, daß die elektrische
Gitarre 10 wie nachstehend beschrieben einen Korpusteil 14 aufweist,
welcher eine Brückeneinheit 16 zur
Aufnahme von Gitarrensaiten 18 und einen Halsteil 20 aufweist,
welcher sich vom Korpusteil 14 aus erstreckt. Wie ebenfalls an
sich bekannt, weist die elektrische Gitarre 10 Musiktonabnehmersensoren 24 auf,
welche vorzugsweise unterhalb und in der Nähe der Gitarrensaiten 18 für das Detektieren
der Obertonfrequenz jeder Gitarrensaite 18 angeordnet ist.
Vorzugsweise können die
Musiktonabnehmersensoren 24 auch die Anbringung eines Mikrophons
umfassen.
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In 2 wird ein Blockdiagramm
des Stimmgeräts,
das allgemein mit dem Bezugszeichen 150 bezeichnet wird,
gezeigt. Das Stimmgerät 150 weist eine
Signalwandlereinheit 160 auf, welche bewirkt, daß sie von
den vorstehend erwähnten
Instrument-Tonabnehmersensoren 24 Obertonsignale erhält. Die
Signal wandlereinheit 160 bewirkt des weiteren, daß die eingehenden,
von den Instrument-Tonabnehmersensoren 24 erhaltenen Obertonsignale ausgefiltert
werden und die vorgenannten Signale so modifiziert werden, daß sie in
einem für
einen anschließenden
Vergleich mit einer vom Benutzer gewählten, von der Frequenzeinstelleinheit 162 bestimmten
Frequenz geeigneten Zustand sind, so daß festgestellt wird, ob die über die
Tonabnehmersensoren 24 von der Gitarre 10 eingehenden
Obertonsignale ordnungsgemäß gestimmt
sind, wie dies nachstehend näher
beschrieben wird. Die Frequenzeinstelleinheit 162 ist mit
der Signalwandlereinheit 160 verbunden, wobei die Frequenzeinstelleinheit 162 bewirkt,
daß ein
Benutzer in die Lage versetzt wird, den vorgenannten geeigneten
Frequenzwert über Frequenzeinstellschalter 110 (1) wahlweise zu bestimmen.
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Das
Stimmgerät 150 weist
des weiteren einen Saiteneinstellcontroller 164 und einen
Saiteneinstellmechanismus 168 auf. Der Saiteneinstellcontroller 164 ist
vorzugsweise in dem außenliegenden
Gehäuseteil 100 enthalten
und mit der darin angeordneten Signalwandlereinheit 160 elektrisch
verbunden. Der Saiteneinstellcontroller 164 ist über den
Saiteneinstellmechanismus 168 kraftschlüssig mit den Gitarrensaiten 18 verbunden,
deren Funktionalität
und Ausgestaltung nachstehend näher
beschrieben werden. Der Saiteneinstellcontroller 164 erhält die vorstehend
genannten modifizierten harmonischen Obertonsignale aus der Signalwandlereinheit 160 und
bewirkt, daß elektrische
Steuersignale generiert und die elektrischen Steuersignale an den
Saiteneinstellmechanismus 168 weitergeleitet werden, welcher
die entsprechende Gitarrensaite 18 auf die vom Benutzer
gewählte
Frequenz einstellt, wie dies nachstehend näher erläutert wird. Insbesondere, und auch
dies wird nachstehend näher
erläutert,
ist das vorgenannte elektrische, durch den Saiteneinstellcontroller 164 generierte
Steuersignal eine Funktion der Differenz zwischen dem aktuellen
Frequenzwert einer gewählten
Gitarrensaite 18, wie er von den Tonabnehmersensoren 24 detektiert
wird, und dem Sollfrequenzwert, wie er vom Benutzer über den
Frequenzeinstellschalter 110 mittels der Frequenzeinstelleinheit 162 gewählt wird.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform
des Stimmgeräts 150 sind
die oben beschriebene Signalwandlereinheit 160, die Frequenzeinstelleinheit 162 und
der Sai teneinstellcontroller 164 im Gehäuse 100 enthalten
und liegen, wie in 1 gezeigt,
außerhalb des
Gitarrenkorpus 14. Es ist jedoch klar, daß die vorgenannten
Komponenten des Stimmgeräts
im Inneren des Gitarrenkorpus 14 liegen können.
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Es
wird auf 3 Bezug genommen.
Dort wird ein Blockdiagramm der Signalwandlereinheit 160,
des Saiteneinstellcontrollers 164 und des Saiteneinstellmechanismus 168 dargestellt.
Wie gezeigt, umfaßt
der Saiteneinstellcontroller 164 einen Prozessor 170,
wie z.B. den Basic Stamp-Mikroprozessor, der von Parallax Inc. hergestellt
wird. Der vorgenannte Prozessor 170 weist vorzugsweise
einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) (172) und einen
Festwertspeicher (ROM) 175 auf. Im Speicher sind System-
und Anwendungsprogramme abgespeichert, um beispielsweise den Betrieb
des Stimmgeräts 150 nach
der Erfindung zu steuern. Wie bei solchen Speicherkonfigurationen üblich, werden Speicherdekoder 116 verwendet,
die so konfiguriert sind, daß sie
bestimmte Speicherinhalte aus dem RAM 172 und dem ROM 175 adressieren.
Input/Output(I/O)-Dekoder 174 werden dazu verwendet, um den
Datenstrom in und aus der Signalwandlereinheit 160 ordnungsgemäß zu regulieren.
Die Signalwandlereinheit 160 umfaßt ein Filternetzwerk 176,
welches bewirkt, daß Signale
von den Tonabnehmersensoren 24 (1) erhalten werden und anschließend die später erwähnten Signale
so gefiltert werden, daß die Sollfrequenz
für anschließende Verarbeitung
isoliert wird. Die gefilterten Signale werden dann vorzugsweise
durch einen Analog/Digital(A/D)-Wandler 178 in ein digitales
Format umgewandelt. Die digitalen Signale aus dem A/D-Wandler 178 werden
anschließend
durch einen Puffer 180 gepuffert und an den Prozessor 170 weitergeleitet.
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Bei
dem hier behandelten bevorzugten und in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist, wie oben erwähnt, der
Frequenzeinstellschalter 110 auf dem Gehäuseteil 100 angeordnet,
welcher mit der Frequenzeinstelleinheit 162 verbunden ist.
Der Frequenzeinstellschalter 110 ist so konfiguriert, daß er vom Benutzer
wahlweise in der Weise betätigt
wird, daß eine
vorgewählte
Gitarrensaite 18 auf einen vorbestimmten harmonischen Frequenzwert
eingestellt wird. Es wird auf 3 Bezug
genommen. Die Daten aus dem vorstehend erwähnten Frequenzeinstellschalter 110 und
der Einstelleinheit 162 werden mit dem Anschlag 182 kontaktiert
und dann zum Vergleich mit aus den Tonabnehmersensoren 24 erhaltenen
Daten an den Prozessor 170 weitergeleitet. Der Gehäuseteil 100 umfaßt vorzugsweise
ein Displaymittel 112, das für das Anzeigen gewählter Frequenzeinstellungen
sowie der Frequenz der aus den Tonabnehmersensoren 24 erhaltenen
Daten konfiguriert ist.
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Unter
weiterer Bezugnahme auf die 1 bis 3 wird nun die Verwendung
des Stimmgeräts 150 nach
der vorliegenden Erfindung erörtert.
Es sollte klar sein, daß nachstehend
bevorzugte Ausführungsbeispiele
des Saiteneinstellmechanismus 168 beschrieben werden.
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Zunächst bestimmt
der Benutzer über
die auf dem Gehäuseteil 100 vorgesehenen
Gitarrenschalter 152, welche Gitarrensaite 18 der
Gitarre 10 ordnungsgemäß zu stimmen
ist, sowie den ausgewählten
Frequenzwert, auf den die vorgenannte Gitarrensaite 18 durch
Betätigung
des auf dem Gehäuseteil 100 des
Stimmgerätes
vorgesehenen Frequenzeinstellschalters 110 zu stimmen ist.
Der Benutzer versetzt anschließend
vorzugsweise durch manuelle Betätigung
die vorgenannte ausgewählte
Gitarrensaite 18 derart in Schwingungen, daß der Tonabnehmersensor 24 vorzugsweise
ein analoges (Spannungs-)oszillierendes Signal generiert, welches
einen Grundfrequenzwert aufweist, welcher unter anderen Faktoren
von der Länge
der Gitarrensaite 18, ihrem Querschnitt, ihrem Material
und ihrer Spannung abhängt.
Wie an sich bekannt, nimmt bei jeder gegebenen Gitarrensaite 18 durch
Erhöhung
der Saitenspannung ihre Grundfrequenz der Schwingung zu. Nachdem
das vorstehend erwähnte
oszillierende Signal von dem Tonabnehmersensor 24 erhalten wurde,
wird letzteres Signal in der Signalwandlereinheit 160 signalkonditioniert,
so daß unerwünschte Teile
des erhaltenen Signals, wie z.B. ein unerwünschtes Frequenzspektrum, daraus
entfernt werden, was das Erfassen eines Signals ermöglicht,
welches zur Schwingungsfrequenz der Gitarrensaite 18 proportional
ist.
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Wenn
einmal die Schwingungsfrequenz für die
gewählte
Gitarrenseite 18 erhalten wurde, bewirkt der Saiteneinstellcontroller 164,
daß die
vorgenannte gewünschte
Referenzfrequenz mit der vorgenannten gemessenen Frequenz verglichen
wird, und vorzugsweise wird durch einen Steueralgorithmus die Differenz
zwischen Frequenzen (der Sollfrequenz und der gemessenen Frequenz)
verarbeitet, um das notwendige elektrische Steuersignal zu berechnen,
welches den Motor ansteuert (wie dies nachstehend erörtert wird),
welcher bewirkt, daß die
Gitarrensaite 18 gestimmt wird. Es ist klar, daß der vorgenannte
Ablauf entweder in einem analogen oder in einem digitalen Format
durchgeführt
werden kann und sich fortsetzt, bis das Fehlersignal (d.h. die Differenz
zwischen der Sollfrequenz und der gemessenen Frequenz) innerhalb
eines vorbestimmten Bereiches des Sollfrequenzwertes zu liegen kommt.
Insbesondere bewirkt das vorgenannte Steuersignal, daß, wenn
die gemessene Frequenz niedriger liegt als die Sollfrequenz, der
Motor in der Richtung gedreht wird, die die Spannung auf der gewählten Gitarrensaite
auf einen Wert erhöht,
welcher zur Differenz zwischen der Soll- und der gemessenen Frequenz
proportional ist. Das Stimmgerät
nach der vorliegenden Erfindung arbeitet in der vorstehend beschriebenen
Weise, bis die vorgewählte
in Schwingungen versetzte Gitarrensaite 18 innerhalb eines
vorgegebenen akzeptablen Bereiches des Sollfrequenzwertes gespannt
ist. Bei dem hier behandelten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine Lampe 114 auf
dem Gehäuseteil 100 vorgesehen
und wird so wirksam, daß sie
aufleuchtet, wenn das gewünschte
Stimmen für
eine gewählte
Gitarrensaite 18 abgeschlossen wurde.
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Unter
Bezugnahme auf die 4 und 5 wird nunmehr eine bevorzugte
Ausführungsform
des vorgenannten innenliegenden Saiteneinstellmechanismus 168 beschrieben,
welcher bewirkt, daß die Spannung
der Gitarrensaite 18 auf der elektrischen Gitarre 10 eingestellt
wird. Der Saiteneinstellmechanismus 168 ist, wie bei dem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der 4 und 5 dargestellt, im Inneren des
Korpusteils 14 der Gitarre montiert. Bei dem dargestellten
bevorzugten Ausführungsbeispiel
umfaßt der
Saiteneinstellmechanismus 168 einen Getriebeblock 200,
welcher kraftschlüssig
mit einem Antriebsmotor 202 verbunden ist. Der Getriebeblock 200 ist vorzugsweise
eine Reihe von Zahnrädern 210a–f, wobei
ein einzelnes Zahnrad 210f an einem Ende des Getriebeblocks 200 in
den Antriebsmotor 202 eingreift. Vorzugsweise wird die
Anzahl der Zahnräder 210a–f durch
die Anzahl der auf der Gitarre 10 angeordneten Gitarrensaiten 18 bestimmt.
Beispielsweise gibt es bei dem in 4 gezeigten
bevorzugten Ausführungsbeispiel fünf Gitarrensaiten 18a–e, welche
auf der Gitarre 10 angeordnet sind, und sechs Zahnräder 210a–f,
also jeweils ein Zahnrad 210a–e für jede Gitarrensaite 18a–e,
wobei ein Zahnrad 210f für den Antriebsmotor 202 bestimmt
ist. Jedes Zahnrad 210a–e bewirkt, daß jeweils
die Spannung jeder Gitarrensaite 18a–e der Gitarre 10 eingestellt
wird. Jedes mit den jeweiligen Gitarrensaiten 18a–e auf der
Gitarre 10 verbundene Zahnrad 210a–e ist
mit jeweils einem Lager 212a–e, welches an dem
Gitarrenkorpusteil 14 befestigt ist, und mit einer wahlweise betätigten Kupplungseinheit 214a–e verbunden. Jede
Kupplungseinheit 214a–e bewirkt,
daß jeweils ein
Zahnrad 210a–e mit
dem Antriebsmotor 202 verbunden wird. Jede Kupplungseinheit 214a–e kann mechanisch
betätigt
werden, beispielsweise durch Bewegung eines (nicht gezeigten) Hebels.
Vorzugsweise ist jede Kupplungseinheit 214a–e eine
elektrisch oder magnetisch betätigte
Einheit, welche auf Steuersignale reagiert, die durch den vorgenannten Saiteneinstellcontroller 164 abgegeben
werden. Des weiteren bewirkt jeweils jedes Kupplungseinheit 214a–e,
wenn sie durch den Saiteneinstellcontroller 164 aktiviert
wird, daß eine
Saiteneinstellantriebswelle 216a–e mit ihrem entsprechenden
Zahnrad 210a–e verbunden
wird, deren Funktionalität
nachstehend erläutert
wird.
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Es
wird nun auf 5 und nach
wie vor auf 4 Bezug
genommen. Jede Saiteneinstellantriebswelle 216a–e ist über Gewinde
mit einem ersten Ende eines jeweiligen Hebelmechanismus 218a–e verbunden,
welcher um einen jeweiligen damit verbundenen Scharnierteil 220a–e drehbar
mit dem Gitarrenkorpusteil 14 verbunden ist. Eine Gitarrensaite 18a–e ist
jeweils derart mit einem zweiten Ende eines Hebelmechanismus 218a–e verbunden,
daß die
proximale Bewegung des zweiten Endes des Hebelmechanismus 218a–e in
Richtung auf die Saitenhalterung 22 ein Lockern der jeweiligen
Gitarrensaite 18a–e bewirkt,
während
eine distale Bewegung des zweiten Endes des Hebelmechanismus 218a–e von der
Saitenhalterung 22 weg das Festziehen der jeweiligen Gitarrensaite 18a–e bewirkt.
Entsprechend bewirkt eine Drehbewegung einer Saiteneinstellschraube 216a–e eine
proximale Bewegung des zweiten Endes eines jeweiligen Hebelmechanismus 218a–e in
Richtung auf die Saitenhalterung 22, während eine Drehbewegung einer
Saiteneinstellschraube 216a–e eine distale Bewegung
eines zweiten Endes eines jeweiligen Hebelmechanismus 218a–e weg
von der Saitenhalterung 22 bewirkt.
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In
der Anwendung erzeugt ein Saiteneinstellmechanismus 168 (2) ein elektrisches Steuersignal,
welches die Kupplungseinheit 214a–e (4) aktiviert, die mit der wie oben beschrieben
auf die Sollfrequenz zu stimmenden ausgewählten Gitarrensaite 18a–e verbunden
ist. Wenn beispielsweise die Gitarrensaite 18c ausgewählt wird,
um auf eine Sollfrequenz gestimmt zu werden, aktiviert das generierte
Steuersignal aus dem Saiteneinstellcontroller 164 die Kupplungseinheit 214c.
Das vorgenannte Steuersignal bewirkt des weiteren, daß der Antriebsmotor 202 in
einer bestimmten Richtung rotiert, was demzufolge bewirkt, daß die Saiteneinstellschraube 216c sich
entweder in einer ersten Richtung nach rechts oder in einer zweiten
Richtung nach links dreht, was bewirkt, daß die Gitarrensaite 18c entweder
gelockert oder festgezogen wird, so daß die Gitarrensaite 18c in
einem zulässigen
Bereich des vom Benutzer gewählten
Sollfrequenzwertes plaziert wird, wie dies durch den Tonabnehmersensor 24 detektiert
und vorstehend beschrieben wurde.
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Eine
weitere bevorzugte Ausführungsform des
Saiteneinstellmechanismus 168 wird in 6 dargestellt, welche den Gitarrenkopfbereich 26 des Halsteils 20 der
Gitarre 10 darstellt. Insbesondere ist der Gitarrenkopfbereich 26 jeweils
mit Schneckenradgetriebeeinheiten 28a–e versehen. Es wird
angemerkt, daß die
spezifische Konfiguration eines solchen Schneckenradgetriebes dem
Fachmann an sich bekannt ist und hier nicht beschrieben werden muß. Mit jeder
Schneckenradgetriebeeinheit 28a–e ist jeweils eine
längliche
Antriebswelle 30a–e kraftschlüssig verbunden.
Die Drehung jeder länglichen Antriebswelle 30a–e (d.h.
eines Stimmwirbels einer Gitarre) in einer ersten Richtung nach
rechts bewirkt, daß eine
entsprechende Schneckenradgetriebeeinheit 28a–e die
entsprechende Gitarrensaite 18a–e lockert, während die
Drehung einer länglichen
Antriebswelle 30a–e in
einer zweiten Richtung nach links bewirkt, daß die entsprechende Schneckenradgetriebeeinheit 28a–e eine
entsprechende Gitarrensaite 18a–e strafft. Bei der
in 6 dargestellten bevorzugten
Ausführungsform
sind die länglichen
Antriebswellen 30a–e jeweils
so geformt, daß sie
eine sechseckige Kontur haben, um einen lösbaren Eingriff mit einem Antriebsmotor
zu ermöglichen,
wie dies nachstehend näher
erläutert
wird. Es ist jedoch klar, daß die
rechteckige Ausbildung lediglich eine von vielen Konfigurationen
ist, die verwendet werden können,
um den genannten lösbaren
Eingriff zu ermöglichen.
Beispielsweise könnten
Kopplungsvorrichtungen, wie Splinte, quadratisch geformte Wellen und
verschiedene Schraubenkopfarten, verwendet werden, um die später erwähnte lösbare Verbindung zwischen
einem Antriebsmotor 220 und einer länglichen Antriebswelle 30a–e zu
ermöglichen.
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Ein
Antriebsmotor 220 ist elektrisch mit dem Gehäuseteil 100 des
erfindungsgemäßen Stimmgeräts 150 (1) verbunden, wobei der
Antriebsmotor 220 mit einem Kopfteil 222 versehen
ist, der für
den vorstehend erwähnten
lösbaren
Eingriff mit dem Endstück
einer länglichen
Antriebswelle 30a–e ausgebildet
ist. Vorzugsweise bzw. nach der bevorzugten Ausführungsform der 6 hat der Kopfteil 222 eine sechseckige
Ausbildung, dies ist aber, wie oben erwähnt, keine Einschränkung.
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Bei
der Verwendung erfaßt
der Benutzer von Hand den Kopfteil 222 des Antriebsmotors 220,
wobei die längliche
Antriebswelle 30a–e jeweils
mit einer Gitarrensaite 18a–c verbunden ist,
die der Benutzer auf einen gewählten
Frequenzwert stimmen will. Nachdem der Benutzer die Sollfrequenz
gewählt
und die Gitarrensaite 18a–e in Schwingungen
versetzt hat, welche wie oben erwähnt zu stimmen ist, erzeugt der
Saiteneinstellcontroller 164 ein elektrisches Steuersignal,
welches bewirkt, daß der
Antriebsmotor 220 in einer Richtung rotiert, welche entsprechend
bewirkt, daß eine
längliche
Antriebswelle 30a–e entweder
in einer vorgenannten ersten Richtung nach rechts oder in einer
zweiten Richtung nach links dreht, was zur Folge hat, daß die erfaßte Schneckengetriebeeinheit 28a–e die
gewählte
Gitarrensaite 18a–e entweder
lockert oder anzieht, so daß sie
so gespannt ist, daß sie
innerhalb eines zulässigen
Bereiches des vom Benutzer gewählten
Frequenzwertes schwingt. Der Benutzer kann den vorgenannten Vorgang
hinsichtlich einer weiteren Gitarrensaite 18a–e fortsetzen,
so daß die
genannte gewählte
Gitarrensaite 18a–e ordnungsgemäß auf einen
gewählten
Frequenzwert gestimmt wird.
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In 7 wird noch eine weitere
Ausführungsform
des Saiteneinstellmechanismus 168 gezeigt. Diese Ausführungsform
ist im wesentlichen ähnlich
zu der Ausführungsform
des Saiteneinstellmechanismus nach 6,
mit der Ausnahme, daß der
Gehäuseteil 100 des
Stimmgeräts
und insbesondere der Saiteneinstellcontroller 164 elektrisch
mit Antriebsmotoren 230a–e verbunden ist.
Die Antriebsmotoren 230a–e sind jeweils mit
dem Kopfteil 232a–e versehen,
die so ausgestaltet sind, daß sie
wie in 7 gezeigt in
lösbaren
Eingriff mit den Endteilen 31a–c der jeweiligen
länglichen
Antriebswellen 30a–e treten
können.
Des weiteren und wie oben erwähnt,
weist der Gehäuseteil 100 des
Stimmgeräts 150 Antriebsmotorschalter 152 auf,
die bewirken, daß nach
deren Betätigung
jeweils ein Antriebsmotor 230a-e aktiviert wird.
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In
der Verwendung betätigt
der Benutzer zunächst
den Antriebsmotorschalter 152, welcher der Gitarrensaite 18a–e entspricht,
die der Benutzer zu stimmen wünscht.
Anschließend
wählt der
Benutzer für
die gewählte
Gitarrensaite 18a–e eine
Sollfrequenz aus, wonach der Benutzer die gewählte Gitarrensaite 18a–e in
Schwingungen versetzt. Wie oben beschrieben erzeugt der Saiteneinstellcontroller 164 ein
elektrisches Steuersignal, welches bewirkt, daß der Antriebsmotor 230a–e,
welcher der gewählten Gitarrensaite 18a–e entspricht,
in einer solchen Richtung rotiert, daß die gewählte Gitarrensaite 18a–e so genau
gestimmt wird, um innerhalb des gewählten Frequenzbereiches zu
liegen zu kommen.
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Alternativ
enthält
der Gehäuseteil 100 des Stimmgeräts 150 Elektronik
und Hardware, welche ausreichend sind, um jede Gitarrensaite 18a–e gleichzeitig
zu stimmen. Beispielsweise kann das Stimmgerät 150 nach 2 fünf getrennte Signalwandlereinheiten 160,
Saiteneinstellcontroller 164 und Saiteneinstellmechanismen 168 aufweisen,
die jeweils als getrennte Stimmgeräte 150 konfiguriert sind.
Jedes getrennte Stimmgerät 150 würde einen einzelnen
Instrumenten-Tonabnehmersensor 24 für eine bestimmte
Gitarrensaite 18a–e haben,
und die vom Benutzer gewählte
Frequenz für
jede Saite würde
durch eine von fünf
Frequenzeinstellungen 162, welche einer bestimmten Saite 18a–e zugeordnet
ist, bestimmt werden. Damit könnten
alle fünf
Saiten 18a–e durch
die fünf
getrennten Stimmgeräte 150 gleichzeitig
gestimmt werden.
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Alternativ
würde ein
einzelner Saiteneinstellcontroller 164 mit fünf getrennten
Signalwandlereinheiten 160 und fünf getrennten Saiteneinstellmechanismen 168 verbunden
sein. Jede Signalwandlereinheit 160 erhielte einen Input
aus einem der fünf
Instrumenten-Tonabnehmersensoren 24 und verarbeitete ihn
für den
Saiteneinstellcontroller 164. Damit könnte das modifizierte harmonische
Eingangssignal aus jeder Signalwandlereinheit 160 einer
bestimmten Gitarrensaite 18a–e entsprechen. Die
jeder bestimmten Signalwandlereinheit 160 zugehörige Frequenzeinstellung 162 für eine bestimmte
Saite 18a–e wäre festgelegt,
und der Frequenzeinstellschalter 110 (nach 1) könnte
weggelassen werden. Der Output des Saiteneinstellcontrollers 164 für die bestimmte
Signalwandlereinheit 160 würde dem der gleichen Saite
entsprechenden Saiteneinstellmechanismus 168 zugeführt. Wenn
angenommen wird, daß der Prozessor 170 (siehe 3) genügend Kapazität hat, um
das Verarbeiten sämtlicher
fünf Saiten 18a–e gleichzeitig
(oder in einem Multiplexing-Prozeß) zu beherrschen, könnten sämtliche
fünf Saiten 18a–e gleichzeitig
eingestellt werden.
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Während die
Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsbeispiele im einzelnen gezeigt
und beschrieben wurde, dürfte
es für
den Fachmann klar sein, daß verschiedene
Modifikationen hinsichtlich der Form und des Details vorgenommen
werden könnten.
Demzufolge sind Modifikationen der bevorzugten Ausführungsbeispiele
für den Fachmann
offensichtlich, und die hierin definierten allgemeinen Grundsätze können auf
andere Ausführungsbeispiele
Anwendung finden. Damit soll die Erfindung nicht auf die dargestellten
Ausführungsbeispiele
beschränkt
werden, sondern sie ist entsprechend den beigefügten Patentansprüchen zu
erteilen.