DE9209128U1 - Klangelementesatz für Musikinstrumente, Geräte, Installationen oder zum Einzelgebrauch - Google Patents

Description

Anmelder: Dr. Heinz Stolze; AZ AMB-¹I₁, Beschreibung

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Klangelementesatz für Musikinstrumente, Geräte, Installationen oder zum

Einzelgebrauch

Beschreibung

Klangelemente werden typischerweise eingesetzt als Klangerzeuger in Musikinstrumenten, z.B. in Orgeln oder Orchesterglockenspielen und in Windspielen, Türglocken und Uhren sowie in Klanginstallationen. Sie bestehen in der Regel aus einem auf passende Länge gefertigten Metallstück mit über die Länge gleichbleibendem Querschnitt. Beispiele sind: ein Rohr mit einer Bohrung zur Aufhängung an einem Faden, Stäbe oder längliche Platten. Die Klangspektren sind typischerweise deutlich inharmonisch. Bei einem dünnen Rohr ist das Verhältnis der einzelnen Frequenzen zueinander in etwa 1 : 2,75 : 5,40 : 8,93 ... (Fletcher N.H., Rossing, T.D.: The 0 Physics of Musical Instruments). Daher stellt sich für den Hörer i.a. keine deutliche und eindeutige Tonhöhenempfindung ein. Bei Xylophonplatten ist es Stand der Technik, die untersten Frequenzen durch eine Einfräsung auf der Unterseite so zu verschieben, daß näherungsweise bestimmte Teiltonverhältnisse für die tiefsten Eigenfrequenzen auftreten.

Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen einfach herstellbaren Klangkörper oder Klangkörpersatz zu finden, der ein näherungsweise harmonisches Frequenzspektrum aufweist, einen Schlagton (wahrgenommene Tonhöhe beim Anschlag) mit prägnanter eindeutiger Tonhöhenempfindung auslöst und auch im Nachklingen harmonisch bleibt,und einen dem Schlagton entsprechenden Ton, allenfalls Oktav-verschoben, abstrahlt. Zudem sollte es leicht und wohldefiniert möglich sein, das Klangtimbre zu modifizieren.

Das Problem wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

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5 Eine Teillösung des Problemes erfolgt durch die Verwendung einzelner Klangkörper, die durch geeignete Formgebung in sich weitgehend harmonisch klingen. Hierzu werden zwei Typen benutzt:

Typ A: Form mit verjüngten Enden
Typ B: Form mit verjüngter Mitte

Die volle Problemlösung besteht darin, daß beide Typen sich klanglich ergänzen, und daß zusätzlich mit einem Schläger gearbeitet wird, der selbst klingt und damit einen weiteren harmonischen Klangbeitrag leistet.

Die Vorteile gegenüber einfachen Rohren oder Stäben liegen darin, daß durch den harmonischeren Klang der Einsatzbereich für die musikalische Anwendung 5 wesentlich erweitert ist. Für den Einsatz in Geräten ist der Vorteil durch den wesentlich angenehmeren, glockenähnlichen Klang gegeben. Gegenüber anderen denkbaren Lösungen ist auch ein Vorteil in der ästhetischen Form der Klangkörper zu sehen, die eine sichtbare Anbringung nahelegt. Die Klangkörper werden i.a. in der üblichen Art aufgehängt, d.h. durch eine Befestigung in den Knotenlinien der tiefsten Schwingungsmode.

Für das Zusammenklingen beider Klangkörper (Typ A und Typ B) ist es wesentlich, daß sich die Teiltonreihen 2:5:9:14 und 1:3:6:9 harmonisch ergänzen und in sich charakteristisch verschiedene Klangstrukturen aufweisen. Ähnlich wie bei der Registrierung von Orgeln lassen sich daher gezielt bestimmte Klangmischungen herzustellen, wobei noch der Einfluß des Anschlagortes und der Schlägerhärte ausgenutzt werden kann. Insbesondere zusammen mit dem klingenden Schläger sind reichhaltige Registriermöglichkeiten in mechanisch betätigten Glockenspielen oder Glockenregistern für Orgeln gegeben.

Eine weitere gezielt einsetzbare Klangergänzung geschieht mit dem selbstklingenden Schläger, mit dem dem Klang weitere Frequenzen im Bereich von ca 2000 bis 10000 Hz zugefügt werden können.

Die Klangkörper sind gut geeignet zur Verwendung in Installationen, auch im

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Freien. Hierbei werden auf verschiedenen Tonhöhen klingende Klangkörper vom Typ A oder B oder von Paaren beider Typen an verschiedenen Orten aufgehängt. Die Tonhöhen können so gewählt werden , daß die Frequenzen des Schlägertones als Obertöne zu allen Klangkörpern passen. Die Spieler können somit einen Teil des Klanges mit sich herumtragen. Diese Anwendung ist besonders für die therapeutisehe Arbeit und für die Ausbildung eines koordinierten Bewegungs- und Klangbewußtseins von großer Bedeutung.

Beschreibung des Typ A: Form mit verjüngten Enden

Ein Ausführungsbeispiel ist Figur Nr. 1 gegeben.

Ein exemplarisches Beispiel eines solchen Klangkörpers ist durch folgende Größ5 ßen beschrieben:

Material: Aluminium

Maße gemäß Figur Nr. 1:

L= 399 mm LK=84 mm 0=25 mm D=2 mm 0K=23,3 mm

Die Frequenzen der tiefsten vier Teiltöne dieses Klangkörpers sind ca:995; 2530; 4478; 6965 Hz. Sie verhalten sich im Rahmen einer Genauigkeit von ca +/- 20 cent (1 cent = 1/100 Halbton) im Verhältnis 2 : 5 : 9 : 14 . Die Höhe des wahrzunehmenden Schlagtones entspricht in etwa der halben Frequenz des tiefsten Teiltones, in diesem Fall ergibt sich ein h'. Im Nachklang klingt der tiefste Teilton am längsten nach, so daß nach einiger Zeit der Tonhöheneindruck h'' auftreten kann.

Beschreibung des Typ B: Form mit verjüngter Mitte

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Figur Nr. 2 gegeben. Ein exemplarisches Beispiel eines solchen Klangkörpers ist durch folgende Größen beschrieben:

_on Material: Aluminium

Maße gemäß Figur Nr. 2:

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L= 88 mm 0=25 mm D=2 mm LV=92 mm 0V=22,7 mm

Die Frequenzen der tiefsten vier Teiltöne dieses Klangkörpers sind ca: 500; 1 542; 3090; 4605 Hz. Sie verhalten sich im Rahmen einer Genauigkeit von ca +/-25 cent (1 cent = 1/100 Halbton) im Verhältnis 1 : 3 : 6 : 9 . Die Höhe des wahrzunehmenden Schlagtones entspricht in etwa der Frequenz des tiefsten Teiltones, in diesem Fall ergibt sich ein h'. Im Nachklang klingt der tiefste Teilton am längsten nach, so daß auch nach einiger Zeit der Tonhöheneindruck h' bleibt.

Beschreibung des klingenden Schlägers

Ein Ausführungsbeispiel ist in Figur Nr. 3 gegeben.

Das klingende Element ist eine Klangplatte (1), die in den beiden Knotenlinien der tiefsten Eigenschwingung durch je ein Perlonband (2) auf einem aus einem Rundholz gefertigten Schläger befestigt ist. Das Rundholz (3) ist rechteckig ausgefräst, wie in Schnitt C-C dargestellt ist. In dieser Ausfräsung ist die Klangplatte(1) aufgehängt. Zur sicheren Aufhängung in der jeweiligen Knotenlinie befinden sich unten in der Klangplatte beidseitig Bohrungen (siehe Schnitt C-C), die schräg von unten zur Seitenfläche hinlaufen. Durch diese Bohrungen wird der Perlonfaden (2) geführt. Er verläuft weiter durch eine Bohrung (4) in der nach dem Ausfräsen verbliebenen Seitenwand, wird durch eine schmale Nut (6) ge-

,QQ führt und wird durch eine Bohrung im Material unterhalb der Ausfräsung (5) auf die andere Seite durchgezogen. Diese Bohrung dient auch dazu, die Verknotung (6) des Perlonbandes aufzunehmen. Der Schläger wird am linken, konisch verjüngten Ende locker gefaßt und mit der Unterseite gegen den - oder die - metallenen Klangkörper geschlagen. Beim Aufprall auf die Klangkörper schlägt der elastisch Q &igr;- aufgehängte Klangstab des Schlägers gegen das Holzprofil und beginnt zu klingen.

Hierfür ist es wesentlich, daß das Trägheitsmoment des Schlägers gegenüber der Drehung der Anschlagbewegung zum großen Teil durch die Klangplatte bewirkt wird. Für eine gute Klangabstrahlung erhält der hölzerne Schlägerkörper auf der Unterseite eine öffnung(7), die in etwa das mittlere Viertel der Klangplatte freio ^gibt-

Ein exemplarisches Beispiel eines solchen Schlägers ist durch folgende Größen

Anmelder: Dr. Heinz Stolze; AZ &Lgr;&Mgr;&Egr;-1, Beschreibung

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beschrieben:

Material der Klangplatte: Aluminium

Maße: Länge=93 mm Dicke=5 mm Breite =13 mm (abgestimmt durch Einfräsung von ca 0,3 mm Tiefe über 2 mm Breite mittig auf der Unterseite)

Die Frequenzen der beiden tiefsten Teiltöne des Klangstabes im Schläger sind ca: 2940 Hz und 5540 Hz. Sie ergänzen im Rahmen einer Genauigkeit von wenigen cent die Frequenzreihe 1:2:5:3:6:9:14 der beiden Klangkörper (Typ A und Typ B) durch die Anteile 6 und 11. Der 6. Teilton wird in diesem Beispiel also verdoppelt 20 und ein Teilton mit der 11-fachen Freqenz des Grundtones hinzugefügt.

Claims (7)

Anmelder: Dr. Heinz Stolze; AZ "AMB-', Schutzatisprüche Blatt 1 von 1 Schutzansprüche

1. Klangkörpersatz für Anwendung allein oder in Musikinstrumenten, Installationen oder Geräten, dadurch gekennzeichnet, daß er aus drei Elementen a,b,c wie folgt besteht:

a) Klangkörper mit einer vorwiegend länglichen Form, der sich an den Enden verjüngt, so daß sich für die Schwingung mit freien Enden ein nahezu harmonisches Teiltonspektrum mit den Frequenzverhältnissen 2:5:9:14 ergibt,

b) Klangkörper mit einer vorwiegend länglicher Form, der sich in der Mitte verjüngt, so daß sich für die Schwingung mit freien Enden ein nahezu harmonisches Teiltonspektrum mit den Frequenzverhältnissen 1:3:6:9 ergibt,

c) Klangkörper mit einer vorwiegend länglichen Form, der in einem Schläger mit einer Klangabstrahlungsöffnung elastisch aufgehängt ist, so daß er beim Schlagen des Schlägers auf einen anderen Klangkörper erklingt.

2. Klangkörper nach Anspruch 1a,b, insbesondere mit rundem oder quadratischem 5 Querschnitt, der hohl oder gefüllt sein kann.

3. Klangkörper nach Anspruch 1a,b, mit rechteckigem Querschnitt, wobei die Verjüngung in der Breite und/oder Dicke erfolgen kann.

4. Klangkörper nach Anspruch 1a,b mit weiteren lokalen Verjüngungen oder Bohrungen zur Feinabstimmung der Frequenzverhältnisse

5. Klangkörper nach Anspruch 1a,b mit lokal angebrachten Gewichten zur Feinabstimmung der Frequenzverhältnisse

6. Klingender Schläger gemäß Anspruch 1, dessen Klangelement zur genauen Abstimmung seiner Eigenfrequenzen wie ein Klangkörper gemäß Schutzanspruch 1 .a) oder 1 .b) beschaffen ist.

7. Klingender Schläger gemäß Anspruch 1 mit mehreren Klangelementen.