-
Verfahren und Einrichtung zur Veredelung von Streichinstrumenten Gegenstand
der Erfindung ist ein Verfahren zur Veredelung von Streichinstrumenten (Violine,
Viola, Cello usw.), bei dem das zu veredelnde Instrument der Einwirkung ihm künstlich
aufgedrückter Schwingungen vergrößerter Amplitude ausgesetzt wird, sowie eine Einrichtung
zur Durchführung dieses Verfahrens.
-
Es ist eine bekannte Tatsache, daß Streichinstrumente im Laufe der
Jahre durch ihre natürliche Benutzung eine gewisse Veredelung erfahren, die im Vergleich
zu neuen Instrumenten eine größere Klangfülle und vor allem eine erhöhte Weichheit
des Tones zur Folge hat. Diese natürliche Veredelung erfordert aber eine sehr lange
Zeit.
-
Um die Veredelungszeit abzukürzen, 'hat man schon versucht, eine Artkünstliche
Alterung herbeizuführen, und zwar in der Weise, daß die fertigen Instrumente mit
Hilfe eines künstlichen Streichmechanismus einem Dauerspielen unterworfen werden.
Aber auch dieses Verfahren verlangt eine recht lange Behandlungszeit und führt doch
zu keinem befriedigenden Ergebnis. Dies liegt offenbar daran, daß die Amplituden
der bei diesem Dauerspielen auftretenden Schwingungen zu klein sind, um das Instrument
in wirkungsvolle Vibration zu versetzen. Beim Veredeln kommt es darauf an, beim
Bau des Instrumentes entstandene innere mechanische Spannungen möglichst zu beseitigen.
und das Strukturgefüge des Holzes besser schwingungsfähig zu machen, damit dann
das Instrument als guter Resonanzkörper die ihm durch die Saiten aufgeprägten Schwingungen
optimal wiedergeben kann. Um dieses Ergebnis zu erzielen, bedarf es aber wesentlich
kräftigerer Veredelungsschwingungen
"als ,sie sich beimBespielen
desInstrumentes mittels Saiten hervorrufen lassen.
-
Bekannt ist ferner die Behandlung von Streichinstrumenten durch vibrierendes
Beklopfen mittels eines Hammers. Dies ist jedoch ein für wertvolle Instrumente wenig
sachgemäßes und zu robustes Verfahren, das außerdem den erstrebten Erfolg gleichfalls
nicht sichert. Man 'hat deshalb auch schon versucht, die künstliche Klangveredelung
mittels. eines starr am Instrument angebrachten Schwingankers eines Elektromagneten
zu erreichen, dessen Wicklung mit tonfrequenten- Strömen erregt wird.
-
Untersuchungen haben ergeben, daß auch das letztere Verfahren nicht
zum Erfolg führt, weil die Veredelungsschwingungen hierbei einem Schwingungssystem
entstammen, das keine eigene Schwingungsfähigkeit besitzt, und diese Schwingungen
dem zu veredelnden Instrument dabei überdies in starrer Kopplung .aufgedrückt werden,
so daß es nicht in eigener Resonanz zum Schwingen kommen kann. Es hat sich gezeigt,
daß es aber darauf ankommt, zur Veredelung die Schwingungen eines eigenschwingungsfähig-n
Körpers zu verwenden, wobei es wichtig ist, daß diese Schwingungen nicht nur eine
Amplitude =haben,- die größer ist als die normale Schwingungsamplitude bei der natürlichen
Spielweise des zu behandelnden - Instrumentes, sondern daß sie auch in geeigneter
Weise auf das Instrument zur Einwirkung gebracht werden. Der Lösung dieser Aufgabe
dient die Erfindung. Ihr gemäß wird die Veredelung mittels Schwingungen natürlicher
Art vorgenommen, die von gegenüber der Spielweise des zu veredelnden Instrumentes
vergrößerter Amplitude sind, insbesondere erzeugt durch einen in .Schwingungen versetzten
und dadurch einen natürlichen Ton abgebenden Schwingungskörper, mit dem das zu behandelnde
Instrument uristarr, also eigenschwingungsfähig gekoppelt ist. Dieses Verfahren
bringt gegenüber einem solchen mit auf elektrischem Wege erzeugten und in starrer
Weise zugeführten Schwingungen überraschend verbesserte Ergebnisse.
-
Die Möglichkeiten zur Ausführung des neuen Verfahrens sind in verschiedener
Art gegeben. Besonders zweckmäßig ist es, wenn das zu veredelnde Instrument einem
ertönend zum Schwingen gebrachten Klangkörper.aufgesetzt wird, und zwar so, daß
das Instrument dabei mit einer seine natürliche Lautstärke übersteigenden Amplitude
zum Erklingen kommt. Wesentlich ist hierbei ferner; daß das Instrument im Zusammenwirken
mit dem verwendeten natürlichen Klangkörper infolge der dabei verwendeten Ankopplung
zu einem Schwingungssystem mit beträchtlich erhöhter Resonanzamplitude wird, was
die Veredelung bei instrumenteigenen Schwingungsverhältnissen vor sich gehen läßt
und im, Gegensatz zu den bekannten Verfahren schon nach verhältnismäßig kurzer Zeit
der Be= handlungsdauer überraschende Resultate zustande bringt.
-
Als Generator für die Veredelungsschwingungen kann im Sinn der Erfindung
eine Anordnung Verwendung finden, die z. B. aus einem kräftigen, schwingungsfähig
aufgehängten Stahlstab aus Voll-oder Hohlmaterial besteht, der mechanisch oder elektromagnetisch
in Schwingung versetzt wird und dem das Instrument angekoppelt ist, was durch ein
spannbares Umfassungsband erfolgen kann. Es kann in Betracht kommen, die Erregungsfrequenz
dieses Metallstabes od. dgl, regelbar vorzusehen und ihn selbst in verschiedener
Abmessung auswechselbar vorzusehen., um die für jeden. Fall günstigstenVerhältnisse
zu schaffenund gegebenenfalls mit verschiedenen Frequenzen und auch unterschiedlichen
Amplituden zu arbeiten. Hierfür können auch Zusatzgewichte dienen zur Regelung der
Kopplungsverhältnisse und zur Abstimmung des ganzen Systems. Auch im elektrischen
Teil der .Anordnung können bei Verwendung elektromagnetischer Beeinflussung des
Klangkörpers amplituden- und frequenzändernde Regelglieder vorgesehen sein, die
die Arbeitsbedingungen variieren lassen.
-
Die Erfindung und deren Einzelheiten:, insbesondere auch hinsichtlich
der Einrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens, sind nachstehend an Hand
der Zeichnungen in einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert und beschrieben.
Es zeigt Fig. i eine Einrichtung in schaubildlicher Darstellung, mit der das. Verfahren
entsprechend der Erfindung in einfacher Weise vorgenommen werden kann.; Fig. 2 und
3 veranschaulichen als Einzelteile ein Kopplungsklötzchen zwischen Instrument und
Klangkörper in Ansicht, von vorn und unten dargestellt, Fig.4 eine Vorrichtung zur
rein mechanischen,' Schwingungserregung des Klangkörpers und Fig. 5 ein Einzelteil
der Vorrichtung nach Fig.4, demgegenüber vergrößert dargestellt.
-
Die dargestellte Einrichtung zur Ausführung des neuen Verfahrens besteht
aus einem Stahlrohr i, das als natürlicher Klangkörper und Generator für die Veredelungsschwingungen
dient und angeschlagen einen reinen Ton ergibt. Seine Bemessung kann dem Verwendungszweck
entsprechend unterschiedlich gewählt sein. Nach dem Beispiel. ist dieser Klangkörper
etwa i2o bis i5o cm lang vorgesehen. Zur Halterung des Rohres i läßt sich zweckmäßig
ein Rahmengestell 2 in Holz oder Eisenkonstruktion verwenden, das etwas höher ist
als der Höhe des Klangkörpers i entspricht. Es kann z. B. die dargestellte dreieckige
Grundrißform haben.
-
Der Stahlstab i kann in jeder geeigneten Weise zum Erklingen gebracht
werden. Es kann dies bevorzugt z. B. elektrisch mittels eines auf das untere Ende
des Stabes i wirkenden Elektromagneten 3 erfolgen, der zweckmäßig mit regelbarer
Frequenz durch Gleichstromimpulse erregt wird. Hierfür kann ein Hammerunterbrecher
4 mit einstellbarer Unterbrechungsfrequenz dienen, der in der Zuleitung 5 zum Magnet
3 liegt, welcher an das Gleichstromnetz oder beivorhandenem Wechselstromnett
6
an einen zwischengeschalteten Gleichrichter 7 angeschlossen ist. An Stelle einer
solchen Erregung für den Magnet kann auch eine: elektrische Anordnung in Betracht
kommen, bestehend aus Verstärkerröhren mit Oszillator, die nach dem Überlagerungsprinzip
arbeitet und die geeigneten Erregungsimpulse leicht regelbar liefert. Statt des
durch Hammerunterbrecher erregten Elektromagneten 'kann auch ein durch den gewöhnlichen
Wechselstrom erregter Elektromagnet verwendet werden. Bei geeigneter Abmessung wird
der Klangkörper aus Stahl oder Holz, wie später beschrieben, zur Eigenschwingung
angeregt. Eine andere Möglichkeit zur Schwingungserregung für den Klangkörper i
ist außerdem gegeben mit einem kleinen Elektromotor, der den Klangkörper i in Verbindung
mit einer an seinem unteren Ende wirksamen Reibungsscheibe, z. B. aus Holz, in Schwingungen
versetzt. Diese Scheibe kann auch durch einen Exzenter ersetzt werden, der auf der
Achse eines Elektromotors angebracht ist und in einem Kugellager läuft, das an dem
Klangkörper befestigt ist. Die Größe der Exzenterabweichung beträgt dabei höchstens
2 mm. Die Geschwindigkeit des Motors wird durch Widerstand od. dgl so lange verändert,
bis der Klangkörper in Eigenschwingung gerät.
-
Im einzelnen ist die angegebene Anordnung ferner so getroffen, daß
das Stahlrohr i etwa inmitten des Gestells 2, wie gezeichnet, dämpfungsfrei aufgehängt
ist. Das Rohr i wird am unteren Ende mittels einer Umfassungsschleife 8 durch zwei
Bänder g, die zu den gegenüberliegenden Gestenstützen führen, etwas schief hängend
befestigt. Das zu veredelnde Instrument io wird mit geringem Abstand parallel zum
Klangkörper i so aufgehängt, daß der Steg i i etwas ober- oder unterhalb der Mitte
des Körpers i sitzt.. Zwischen dem Steg i i und dem Klangkörper i wird zur Verstärkung
der Klangübertragung und zur Schonung des Steges i i ein hölzernes Zwischenstück
12 eingesetzt, das in Fig.2 und 3 als Einzelteil veranschaulicht ist. Dieses Zwischenstück
12 hat auf der am Steg i i aufliegenden Fläche eine Längsfurche 13 für ein unverrückbares,
aber loses Aufliegen der zusammengefügten Teile sowie zwei Querfurchen i4., in denen
die zwei mittleren Instrumentsaiten (A und D) durchziehen. Auf der -dem Klangkörper
i zugekehrten Seite des Zwischenstückes 12 ist eine der Rundung des Körpers i entsprechende
Ausnehmung 2o angebracht. Unter gewissen Verhältnissen kann das Zwischenstück 12
durch einen der gebräuchlichen Holzdämpfer ersetzt werden oder sogar ganz irr V@Tegfall
kommen. Das Instrument wird dann nur durch ein schmales Tuch- oder Lederband ohne
direkte Berührung des Steges mit dem Klangkörper verbunden.
-
Diese das Instrument io mit umgreifende Halteschleife 15 wird etwa
in der Nähe des Steges i i herumgelegt. Sie ist in ihrer Haltespannung durch eine
Stellschraube 16 loser oder fester einstellbar. Zur Festlegung der Lagedes Instrumentes
io dient außerdem ein an seinem unteren Ende befestigtes Gewicht i7, das unstarr
mittels eines Halteseils 18 verbunden ist und somit die Eigenmasse des Instrumentes
nicht verändert. Der den Klangkörper zum Schwingen bringende Elektromagnet 3 ist
am unteren Ende desselben angebracht, und zwar auf der gleichen Seite, auf der das
Instrument io anliegt. Seine Entfernung vom Klangkörper ist einstellbar, so daß
sich der Luftspalt zwischen beiden Teilen leicht regeln läßt.
-
Bei Einschaltung des elektrischen Stromes in der Leitung 5 wird der
Magnet 3 durch den Unterbrecher q. mit `kurzen. Stromstößen erregt. Entspricht die
Frequenz dieser Stromimpulse der Eigenfrequenz des Klangkörpers, so gerät er in
starke Schwingung. Die dementsprechende Einstellung wird durch Verstellen der Unterbrecherschraube
ig erreicht. Es wird sodann noch die Spannschraube 16 so eingestellt, daß die beste
Übertragung der Schwingungen des Klangkörpers i auf das Instrument io stattfindet.
Dies ist der Fall, sobald der übertragene Ton den lautesten Wert annimmt. Es werden
dabei Schwingungen von einer Stärke übertragen, wie sie bisher bei keinem Verfahren
erreicht wurden. Diese Bestwerte an Schwingungsübertra§ung erbeben sich, wenn das
Instrument io ganz lose 'mit dem Klangkörper in Berührung kommend gekoppelt ist,
so daß es sich weitgehend als eigenschwingungsfähiger Körper auflockern kann. Die
Dauer der Schwingungsbeeinflussung richtet sich nach den Eigenschaften. des zu behandelnden
Instrumentes. Im allgemeinen ist aber die erzielte Veredelung um so besser, je länger
seine Behandlung in der angeführten Weise vorgenommen wird.
-
Es ist noch von Bedeutung, darauf hinzuweisen, daß entsprechend der
Erfindung der Begriff Klangkörper im weitesten Sinn zu verstehen ist. Es fallen
darunter nicht ausschließlich solche Mittel, die nur in ihrer Eigenresonanz in Schwingung
versetzt werden, sondern es sind auch Schwingungsgebilde inbegriffen, die mit anderen
Frequenzen erregt werden, wobei nur Voraussetzung ist, daß die .solcherart aufgedrückten
Fremdschwingungen beliebiger Frequenz mit genügender Amplitude erzeugt werden, und
daß dann diese Frequenz ausreichend großer Amplitude zweckentsprechend auf das zu
veredelnde Instrument übertragen wird, so daß es seinerseits zum Schwingen kommt.
Dies kann so geschehen, daß das Veredelungsinstrument auch in diesem Fall einem
solchen Schwinger an-oder aufgesetzt wird, so daß es auf diese Weise durch diesen
kräftig zum Schwingen kommt. Das beste Resultat wird aber immer erreicht, wenn.
der Klangkörper aus Stahl, Eisen oder Holz in der ihm eigenen Schwingung, d. h.
in seiner Eigenschwingung, erregt wird.
-
Ein Ausführungsbeispiel hierfür zeigt auch Fig. q.. Der Schwingkörper
besteht dabei aus einem etwa i2o bis 150 cm langen Stahl- oder Eisenstab oder aus
einem ebenso langen Holzstab ia von rechteckigem Querschnitt mit einer am unteren
Ende angebrachten Weicheisenauflage, der analog, wie in Fig. i dargestellt ist,
in einem Gestell gehalten wird und dem die Geige in. gleicher Weise wie dort
angesetzt
wird. Dieser Stab ja wird durch eine Zahnungsscheibe 25, die auf der Achse eines
nicht dargestellten Elektromotors sitzt, zum: Schwingen gebracht. Dies geschieht
über eine am unterenEnde des Stabes ja angebrachte Walzrolle 2o, die nach Fig. 5
in Lagerungsstützen 21 drehbar ist. Der Stab ja wird -dabei durch einen ihn umgreifenden
verstellbaren Federzug 22" der an. einem Bodenstück 23 befestigt ist, zusammen mit
der Walze 2o gegen die Zahnungsscheibe 25 gezogen, so daß er beim Umlauf der Scheibe
25 jedesmal in die Zahnlücken derselben einspringt. Damit kommt der Stab ja mit
bestimmter Frequenz, die sich aus der Umlaufgeschwindigkeit der Scheibe 25 und deren
Zahnungszahl ergibt, zum Schwingen und zwingt das angesetzte Instrument kräftig
zum Mitschwingen. Bei einer Tourenzahl des .die Scheibe 25 antreibenden Motors von
3ooo Umdrehungen pro Minute und acht Scheibenzähnen ergibt sich eine Schwingungsfrequenz
von q.oo Hz. Diese Frequenz läßt sich durch Verändern der Motordrehzahl leicht in
weiten Grenzen regeln, was von großem Vorteil ist, wenn man verschiedene Behandlungsfrequenzen
zur Verfügung haben will. Zur Regelung der Schwingungsamplitude, die am unteren
Ende höchstens 2 mm betragen darf, dient eine die Ausschlagweite begrenzende Anschlagschraube
2q.. Der an seinem unteren Ende mit einer Weicheisenauflage versehene Holzstab kann
auch auf jede mögliche Art elektromagnetisch in Schwingung versetzt werden.
-
Bei der Behandlung mit oben beschriebenen Apparaturen treten an den
Instrumenten Reaktionen auf, wie sie mit bisher bekannten Mitteln auch nicht im
entferntesten erreicht wurden.