DE8913566U1 - Stimm-Mechanik für ein Saitenmusikinstrument - Google Patents

Description

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SCHAÜMBÜRG, THOENES & ENGLAENDER

EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

Helmut Schaller karl-heinz schaumburg, Dipi.

KUCkUCkSWeg 16 DR. D.ETER THOENES. D.p,.-Phys. KLAUS ENGLAENDER. Dipl.-Ing.

8501 Feucht

16. November 1989 S 7912 DE - VOpm

Stimm-Mechanik für ein Saitenmusikinstrument

Die Erfindung bezieht sich auf Saitenmusikinstrumente und insbesondere auf eine verbesserte Mechanik zum Befestigen eines Saitenendes an dem Instrument sowie zum Spannen und Stimmen der Saite auf eine gewünschte Tonhöhe.

Eine solche Stimm-Mechanik, auf die sich .die Erfindung bezieht, wird vielfach bei Gitarren, Banjos und ähnli-

k chen Saitenmusikinstrumenten verwendet und ist

üblicherweise auf einer am äußeren Ende des

&idiagr; Instrumentenhalses vorgesehenen Mechanik- oder Wirbel-

' platte angeordnet, um ein Saitenende des Instrumentes

; aufzunehmen und durch manuelle Drehung eines damit ver

bundenen Handgriffs die Saite auf eine gewünschte Tonhöhe zu spannen und in dieser zu halten.

P. O. BOX 860748 D-8000 MÜNCHEN 86 MAUERKIRCHERSTRASSE 31 TELEFON DB9-^ft7B^7 ; lEljthA^ ^: ujqif - äp/&rgr; »&sfgr; ,·, TELEX 5220&Idigr;9 ESPATC

Die Tonhöhe oder Schwingungsfrequenz einer Saite ist stark abhängig von ihrer Spannung, wobei sahr kleine Spannungsänderungen Änderungen in der Tonhöhe zur Folge haben, die durch das Ohr erfaßt werden. Da die Mechanik eine Saitenwelle umfaßt, an der die Saite befestigt ist und auf die die Saite durch Drehung der Welle um ihre Längsachse zum Spannen der Saite beim Stimmen aufgedreht wird, ist es wünschenswert, daß die Welle eine sehr stabile Drehachse hat. Vorzugsweise sollte die Welle lediglich eine Drehbewegung um ihre Längsachse ausführen können und an sämtlichen anderen Bewegungen gehindert sein, so daß keine unerwünschte Abweichung in der Saitenspannung und -Stimmung durch ein Hin- und Herbewegen oder durch eine andere unerwünschte Bewegung der Welle verursacht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Stimm-Mechanik zu schaffen, bei der die Saitenwelle so abgestützt ist, daß sie ohne Schwierigkeit in ihrer Längsachse zum Spannen oder Entspannen der Saite beim Stimmen des Instrumentes bewegt werden kann und andererseits in einer anderen Richtung eine geringe oder gar keine Bewegungsfreiheit oder kein Spiel hat, so daß die Mechanik die Fähigkeit besitzt, die Tonhöhe der Saite sehr leicht zu vergrößern oder zu verringern, wenn die Stütze gedreht wird, und die Saite zuverlässig in der gewählten Tonhöhe gehalten wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Stimm-Mechanik mit den Merkmalen des anspruchs 1 gelöst. '

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche .

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der

Wirbelplatte einer mit der erfindungsgemäßen Mechanik versehenen Gitarre;

Fig. 2 eine auseinandergezogene

perspektivische Ansicht einer Mechanik gemäß Fig. 1 und deren Befestigung an der Wirbelplatte;

Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch die Me

chanik, die der in Fig. 2 dargestellten ähnlich, jedoch in herkömmlicher Weise konstruiert ist;

Fig. 4 einen Vertikalschnitt durch die

erfindungsgemäße Mechanik gemäß F17. 2;

Fig. 5 einen Vertikalschnitt entlang der

Linie 5-5 in Fig. 4;

Fig. 6 einen Vertikalschnitt ähnlich dem in

Fig. 4, jedoch lediglich durch das Gehäuse;

Fig. 7 eine Draufsicht auf das Schneckenrad

in Fig. 4;

Fig. 8 ein Schnitt durch das Schneckenrad

entlang der Linie 8-8 in Fig. 7;

Fig. 9 eine Seitenansicht teilweise im £

Schnitt der Saitenwelle gemäß Fig. 4; |

Fig. 10 eine Bodenansicht auf die Saiten

welle ;

Fig. 11 eine Ansicht eines Werkzeugs zum Herstellen eines Gehäuseabschnitts gemäß Fig. 6; und

Fig. 12 eine Ansicht des unteren Endes des

Werkzeugs gemäß Fig. 11.

Fig. 1 zeigt eine typische Verwendung eines erfindungsgemäßen Maschinenkopfes, wobei die Wirbelplatte 14 einer Gitarre sechs Mechaniken 16 trägt, von denen jede „

p eine sich aufwärts erstreckende Saitenwelle 18 hat, f

I-welche mit jeweils einem Ende der sechs Gitarrensaiten, |

in Fig. 1 ist bei 20 nur eine gezeigt, verbunden und um | ihre Längsachse drehbar ist, um die Saite auf die Welle | aufzudrehen und dadurch die gewünschte Spannung und Tonhöhe einzustellen. Eine solche Drehung der Saitenwelle 18 jeder Mechanik wird erzielt durch ein manuelles Drehen eines Handgriffs 22, der einen Teil der Mechanik darstellt und auf einer Seite der Wirbelplatte 14 angeordnet ist.

Gemäß Fig. 2 hat jede Mechanik 16 ein Gehäuse 24, das einen sich aufwärts erstreckenden rohrförmigen Abschnitt 26 umfaßt, durch den die Saitenwelle -18 geführt wird. Die Saitenwelle hat in ihrem oberen Ende eine Öffnung 28, durch die die Saite gesteckt werden kann, bevor mit dem eigentlichen Aufwickeln begonnen wird. Der rohrförmige Abschnitt 26 des Gehäuses erstreckt

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- 5"-■

$ sich durch eine daran angepaßte Öffnung 30 in der

§. Wirbelplatte 14. Das Innere des rohrförmigen Ab-

schnittes 26 ist mit einem Gewinde versehen und nimmt

I- eine rohrförmige Gewindebuchse 32 auf, die die Mechanik

]■; axial in ihrer Stellung auf der Wirbelplatte 14 hält,

[,· wenn die Buchse in den rohrförmigen Abschnitt 26 ein-

y geschraubt und fest angezogen ist. Vorzugsweise ist

zwischen dem Kopf der rohrförmigen Buchse 32 und der

Wirbelplatte 14 eine Unterlegscheibe 34 angeordnet, um ein Verkratzen der Wirbelplatte zu vermeiden, wenn die Buchse in dem rohrförmigen Abschnitt 26 festgezogen wird. Das Gehäuse 24 umfaßt ferner vorzugsweise einen oder mehrere sich aufwärts erstreckende kleine Zähne oder Vorsprünge, wie z.B. bei 36 gezeigt, die in die Wirbelplatte 14 eingreifen, um die Drehung des Gehäuses 24 relativ zur Wirbelplatte um die Längsachse 38 der Saitenwelle 18 zu begrenzen.

Bevor die erfindungsgemäße Stimm-Mechanik näher beschrieben wird, wird zunächst Fig. 3 erläutert, die eine Mechanik 16' zeigt, welche ähnlich der erfindungsgemäßen Mechanik ist, jedoch in herkömmlicher Art und Weise aufgebaut ist. Solche Teile der Mechanik 16" in Fig. 3, die im wesentlichen wie die entsprechenden Teile der erfindungsgemäßen Mechanik 16 aufgebaut sind, haben mit Ausnahme des Strichs dieselben Bezugszeichen wie die Mechanik 16. Wie in Fig. 3 gezeigt, umfaßt die dargestellte herkömmliche Mechanik 16' ein Gehäuse 24' und eine Saitenwelle 18'. Die Saitenwelle hat ein oberes Ende 40' und ein unteres Ende 42'. An dem unteren Ende 42' ist ein Schneckenrad 44' befestigt, das durch eine damit verbundene, an dem Handgriff 22' befestigte Schnecke (in Fig. 3 nicht gezeigt) angetrieben wird. Die Saitenwelle 18' ist zur Drehung um ihre Längsachse 38' drehbar gelagert mittels eines Zwischenabschnitts

46', welcher sich durch eine komplementäre Öffnung 48' in dem Gehäuse erstreckt, wobei sowohl der Abschnitt 46' als auch die Öffnung 48' eine geringe axiale Länge haben. Eine nach unten weisende Schulter 50' auf der Welle 18* und eine nach oben gerichtete Schulter 52" auf dem Schneckenrad 44 stehen mit komplementären Flächen des Gehäuses 24' in Eingriff, um die Welle 18' gegen eine axiale Bewegung entlang der Achse 38" zu sichern. Die Passung zwischen der Welle 18' und dem Gehäuse 24' ist normalerweise relativ locker, so daß die Welle 18' ein dementsprechendes Spiel hat, welches ein Hin- und Herschlagen oder ein Verschieben relativ zum Gehäuse gestattet. Die Konstruktion ist derart ausgeführt, daß es schwierig ist, dieses Spiel durch engere Herstellungstoleranzen zu reduzieren; ein geringer Verschleiß kann zu einer beträchtlichen Vergrößerung des Spiels führen. Ein Teil des Wellenspiels wird aufgenommen, wenn die Buchse 32' in den rohrförmigen Gehäuseabschnitt 26' aufgrund des Eingriffs der Welle mit der Innenfläche der Buchse eingeschraubt wird. Die Passungen zwischen der Buchse und der Welle und zwischen der Buchse und dem rohrförmigen Abschnitt 26' des Gehäuses sind jedoch ebenfalls relativ locker, so daß, selbst wenn die Buchse eingebaut ist, die Saitenwelle 18' häufig immer noch eine Bewegung relativ zum Gehäuse 24' ausführen kann, die abgesehen von einer einfachen Drehung um ihre Längsachse 38' größer als gewünscht ist.

Bei der Erfindung ist die Mechanik 16 so konstruiert, daß eine verbesserte Lagerung für die Saitenwelle 18 erhalten wird, welche der Welle ein sehr viel geringeres Spiel oder eine nur geringe unerwünschte Bewegung relativ zum Gehäuse gestattet und welche sehr viel weniger empfänglich für ein Spiel infolge Verschleiß als

herkömmliche Konstruktionen, vergleiche Fig. 3, ist. Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Fig. 4 bis 10 detailliert beschrieben. Die Fig. 4 und 5 zeigen die zusammengebaute Mechanik 16, während die Fig. 6 bis 10 unterschiedliche Einzelteile zeigen.

Gemäß den Fig. 4 bis 10 hat die Welle 18 der Mechanik 16 ein oberes Ende 40, das sich aufwärts durch und über den rohrförmigen Abschnitt 26 des Gehäuses 24 erstreckt, und ferner ein unteres Ende 42, an dem ein Schneckenrad 44 befestigt ist. Wie in Fig. 10 gezeigt, hat das untere Ende 42 der Welle 18 Abflachungen 54, die dem Ende einen nicht kreisförmigen Querschnitt geben. Gemäß Fig. 7 hat das Schneckenrad eine komplementäre Öffnung 56, welche das Stützenende 42 aufnimmt, um eine Drehbewegung des Rades auf der Stütze zu unterbinden. Das Rad ist auf der Stütze durch eine in den Fig. 4 und 5 gezeigte Schraube 58 gehalten. Das Schneckenrad 44 kämmt mit einer Schnecke 60, welche durch das Gehäuse 24 drehbar um ihre Längsachse 62 abgestützt ist. Wie auch in Fig. 5 gezeigt, ist der rechte Abschnitt der Schnecke 60 in Form einer Welle 64 ausgebildet, welche sich aus dem Gehäuse 24 herauserstreckt und drehfest mit dem Handgriff 22 durch eine Schraube 66 und zusammenwirkende Abflachungen (nicht gezeigt) an der Welle 64 und an dem Handgriff 22 befestigt ist.

Zum Lagern der Welle 18 umfaßt das Gehäuse 24 eine relativ lange vertikal sich erstreckende zylindrische Öffnung 68, welche eine zylindrische innere Lagerflache 70 (Fig. 6) bildet. Zwischen ihren oberen und unteren Enden 40 und 42 hat die Welle 18 einen Lagerabschnitt 72, welcher mit einer äußeren zylindrischen Lagerfläche 74 (Fig. 9) versehen ist. Der Wellen-Lagerabschnitt 72

erstreckt sich durch die Gehäuseöffnung 68, wobei die innere Lagerfläche 70 des Gehäuses und die äußere Lagerfläche 74 der Welle im wesentlichen den gleichen Durchmesser haben. Die Durchmesser der Lagerflächen 70 und 74 sind nämlich so gewählt, daß der Durchmesser der Wellen-Lagerfläche 74 um ein sehr geringes Maß kleiner ist als der Durchmesser der Gehäuse-Lagerfläche 70, so daß die Welle relativ zum Gehäuse um ihre Längsachse 38 frei drehbar ist, während für die Welle nur ein geringer Freiheitsgrad für eine seitliche Bewegung relativ zum Gehäuse besteht. Falls dennoch eine solche Bewegung möglich ist, ist die Fähigkeit der Welle hin- und herzuschlagen oder sich in der Öffnung 68 schräg zu stellen, aufgrund der relativ großen Länge der Lagerflächen 70 und 74 minimiert.

Die große Länge der Öffnung 68 wird teilweise dadurch erreicht, daß das Gehäuse 24 am unteren Ende der Öffnung 68 einen Führungsabschnitt 76 umfaßt, dessen innere Lagerfläche einen Teil der Lagerfläche 70 der Öffnung 68 darstellt.

Der Führungsabschnitt 76 hat außerdem eine äußere Lagerfläche 78. Eine weitere Lagerung für die Welle 18 ist dadurch vorgesehen, daß das Schneckenrad 44 eine nach oben offene Aussparung 80 umfaßt, die teilweise durch eine zylindrische innere Lagerfläche 82 begrenzt wird, die an der äußeren Fuhrungslagerfläche 78 gleitet. Auch in diesem Fall ist die Führungsabschnitt-Lagerfläche 78 nur um ein sehr geringes Maß kleiner als die Schneckenrad-Lagerfläche 82, so daß das Ra"d relativ zum Führungskörper mit geringer seitlicher Bewegungsmöglichkeit frei drehbar ist. Falls trotzdem ein geringes seitliches Spiel zwischen den Lagerflächen 78 und 82 besteht, ermöglicht der relativ große Durchmesser

der Flächen 78 und 82, daß eine solche Beweglichkeit nur zu einer minimalen Fähigkeit der Welle 18 zum Hin- und Herschlagen oder zum Schrägstellen in der öffnung 68 führt.

Die Welle 18 ist axial in dem Gehäuse 24 durch eine nach unten weisende Schulter 84 (Fig. 9) am oberen Ende der zylindrischen Lagerfläche 72 gehalten, wobei die Schulter 84 mit einer nach oben weisenden komplementären Schulter 86 zusammenwirkt, die in dem Gehäuse 24 am oberen Ende der öffnung 68 (Fig. 6) vorgesehen ist. Am unteren Ende des Führungsabschnittes 76 des Gehäuses ist eine nach unten weisende Anschlagfläche 88 vorgesehen, die mit einer Bodenfläche 90 des Schneckenrades 44 zusammenwirkt. Das Schneckenrad 44 wiederum ist axial genau auf der Welle 18 fixiert, indem die Bodenfläche 90 des Rades ebenfalls mit einer nach unten weisenden Schulter 92 der Welle 18 zusammenwirkt, wobei die Schulter 92 am unteren Ende der Wellen-Lagerfläche 74 angeordnet ist.

Für den Betrieb der Mechanik 16 ist wichtig, daß die Lagerflächen 70 und 78 des Gehäuses 24 sorgfältig bemessene Durchmesser haben und genau konzentrisch zueinander ausgerichtet sind. Wie in den Fig. 11 und 12 gezeigt, liegt ein Merkmal der besonderen Konstruktion des Gehäuses 24 darin, daß die Flächen 70 und 78 und andere damit in Verbindung stehende Flächen durch eine einzige Bohrung hergestellt werden können, wie z.B. bei 94 gezeigt, um eine Übereinstimmung in den Durchmessern der Flächen 7 0 und 7 8 und deren genaue konzentrische Ausrichtung zueinander zu gewährleisten.

Claims (5)

1. Schutzansprüche

   Stimm-Mechanik für ein Saitenmusikinstrument umfassend:
   ein Gehäuse,

   eine längliche Saitenwelle mit einer Längsachse,
   eine Einrichtung zum Lagern der Welle für eine Drehung um Ihre Längsachse relativ zum Gehäuse, wobei die Welle einen über das Gehäuse vorstehenden oberen Endabschnitt zum Befestigen einer Saite und einen dem oberen Endabschnitt gegenüberliegenden unteren Endabschnitt aufweist, und
   ein an dem unteren Sndabschnitt der Welle befestigtes Schneckenrad, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung uum Lagern der Welle (18) für eine Drehung relativ zum Gehäuse (24) eine vertikal sich erstreckende zylindrische Öffnung (68) umfaßt, welche eine innere zylindrische Gehäuse-Lagerfläche (70) bildet, daß die Welle (18) einen mittleren Lagerabschnitt (72) hat, der zwischen dem oberen und unteren Endabschnitt (40, 42) liegt und die Gehäuseöffnung (68) durchsetzend von dieser aufgenommen ist, daß das Gehäuse (24) am unteren Ende der Öffnung (68) einen ringförmigen Führungsabschnitt (76) mit einer einen Teil der öffnung (68) darstellenden Innenfläche und mit einer äußeren zylindrischen Lagerfläche (78) hat, die konzentrisch zur öffnung (68) ausgerichtet ist, und daß das Schneckenrad (44) eine-.nach oben weisende zylindrische Aussparung (80) hat-, die wenigstens einen Teil des Führungsabschnittes (76) aufnimmt und teilweise durch eine nach innen weisende zylindrische Lagerfläche (82) gleitend an der äußeren Lagerfläche (78) des Führungsabschnittes (76) geführt ist.
2. 2. Stiitun-Mechanik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerabschnitt (72) der Welle (18) eine äußere zylindrische Lagerfläche (74) mit im wesentlichen dem gleichen Durchmesser wi' die innere Gehäuse-Lagerfläche (7 0) hat und die Lagerfläche (74) gleitend an der inneren Lagerfläche (70) geführt ist.
3. 3. Stimm-Mechanik nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (24) am oberen Ende der zylindrischen öffnung (68) eine aufwärts weisende Schulter (86) hat, und die Welle (18) am oberen Ende ihres Lagerabschnitts (72) eine abwärts weisende mit der aufwärts weisenden Gehäuse-Schulter (86) zusammenwirkende Schulter (84) hat.
4. 4. Stimm-Mechanik nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsabschnitt (76) an seinem unteren Ende eine nach unten weisende Anschlagfläche (88) hat, die sich radial zwischen der inneren und äußeren Lagerfläche (70, 78) des Führungsabschnittes (76) erstreckt, und die Aussparung (80) eine an der Anschlagfläche (88) des Führungsabschnittes (76) gleitend geführte Bodenfläche (90) hat.
5. 5. Stimm-Mechanik nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schnecke (60) eine Längsachse (62) hat und in dem Gehäuse für eine Drehung relativ zum Gehäuse um ihre Längsachse derart in kämmendem Eingriff mit dein Schnekkenrad (44) gelagert ist, daß die Drehung der Schnecke (60) um ihre Längsachse (62) eine Drehung der Welle (18) um ihre Längsachse (38) bewirkt,

   und daß ein an der Schnecke (60) befestigter, außerhalb des Gehäuses (24) angeordneter Handgriff (22) zum manuellen Drehen der Schnecke (60) vorgesehen ist.

   Stimm-Mechanik nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (18) am unteren Ende (42) des Lagerabschnitts (72) eine nach unten weisende Schulter (92) hat, die mit der Bodenfläche (90) der Schneckenrad-Aussparung zusammenwirkt, um die Lage des Schneckenrades (44) entlang der Längsachse (38) der Welle (18) festzulegen.