EP0352310B1 - Einrichtung zur übertragung von saitenschwingungen auf die wände eines hohlkörpers - Google Patents

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EP0352310B1
EP0352310B1 EP89900794A EP89900794A EP0352310B1 EP 0352310 B1 EP0352310 B1 EP 0352310B1 EP 89900794 A EP89900794 A EP 89900794A EP 89900794 A EP89900794 A EP 89900794A EP 0352310 B1 EP0352310 B1 EP 0352310B1
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hollow body
bridge
walls
wall
strings
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Karlwalter Schmidt
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    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10D—STRINGED MUSICAL INSTRUMENTS; WIND MUSICAL INSTRUMENTS; ACCORDIONS OR CONCERTINAS; PERCUSSION MUSICAL INSTRUMENTS; AEOLIAN HARPS; SINGING-FLAME MUSICAL INSTRUMENTS; MUSICAL INSTRUMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10D3/00—Details of, or accessories for, stringed musical instruments, e.g. slide-bars
    • G10D3/04—Bridges

Definitions

  • the invention relates to a device for transmitting string vibrations to the walls of a hollow body according to the preamble of claim 1.
  • the vibrations of the strings are radiated from those walls of the instrument body on which the bridge over which the strings are stretched stands.
  • This wall is usually called the ceiling.
  • the vibrations are transmitted through a so-called voice to the hollow body wall opposite the ceiling, the floor, and are also radiated from it.
  • the ceiling and floor are kept at a distance by frame walls and closed to form a hollow body.
  • the freedom of movement of the blanket is further restricted by a curvature of the blanket against the string tension. It necessarily stiffens the blanket in such a way that it is not pressed in by the string tension forces.
  • a further restriction on the freedom of movement of the ceiling is caused by the fact that string instruments transmit vibrations to the entire surface of the ceiling and support the string tension necessary so-called bass bar.
  • a further restriction of the freedom of movement of the ceiling and, above all, its size and the size of the instrument body cavity is created by the indentations next to the bridge, which are necessary for bowed instruments for the freedom of movement of the bow. In order to allow sufficient movement of the ceiling, the sound holes must be made between the indentations and the bridge.
  • the invention is therefore based on the object to provide an arrangement of walls and supports according to the preamble of the main claim, in which the string tension forces introduced via the web only insignificantly load the sound-radiating walls in the direction of their oscillating movement, the necessary stiffening the movements of these walls minimal impair and allow a large volume instrument body.
  • the tension forces of the strings stretched over the bridge are introduced perpendicular to the direction of movement of the sound-radiating walls of the instrument body, ie in the direction of the main plane of these walls.
  • these walls are not prestressed in the direction of oscillation movement and the amplitudes of the oscillations are not restricted.
  • These walls do not have to be arched for structural reasons. They can just be executed and then vibrate better to emit sounds.
  • There is also an arrangement of the radiating walls below the strings and the bridge which is an indentation of these Walls are unnecessary for the freedom of movement of the arch. Due to the statically more rigid derivation of the string tensioning forces, greater tensioning forces can be supported, the bridge can be made higher and the transmission ratio of the string oscillating movements to the movements of the sound-radiating walls can be increased.
  • the design of the supports according to claim 3 improves the transmission of the string oscillating movement initiated at the contact point of the bridge point-wise onto the contact wall to the entire surface of the large hollow body side walls, without the wide supports restricting the freedom of movement of the side walls.
  • the structure of the walls according to claim 4 reduces the moving masses.
  • the construction of the walls according to claims 5 and 6 has the same effect.
  • the notch in the footprint of the web improves the bending ability of this wall along the line mentioned.
  • the support wall is bent along this line. The lower the wall rigidity at this point, the less the transmission of the string movements is hindered.
  • Fig. 1 is a perspective view with a section through a stringed instrument hollow body at the point at which the arrangement of the components for transmitting the string oscillating movements on the hollow body walls is visible.
  • Fig. 2 is a side view of an instrument body according to the invention.
  • Fig. 3 shows a section through the instrument body at the level of the web.
  • Fig. 4 is a view of the instrument body on the footprint.
  • the bridge 1 shows a string 2 stretched over the bridge 1.
  • the bridge 1 stands with its feet 3 and 4 on the narrow hollow body wall 5.
  • On the side of the wall 5 facing away from the bridge there is between the base points 3 and 4 of the bridge 1, protruding from the web rising wall 5, the hollow body side wall 6.
  • triangular supports 7 and 8 run towards the surface of the wall 6 and touch them at the node 17.
  • Laterally outside of the foot points 3 and 4 there is another hollow body side wall 9 on the side of the footrest upright wall 5 facing away from the web Support 10 and touch it at position 18.
  • Each wall 6 and 9 has a straight side 22 and a curved side 23. They are kept at a distance on the straight side 22 by the web contact wall 5 and on the curved side 23 by the frame 11. At the corner points 24, which are formed by the walls 5, 6, 9 and 11, there is the tailpiece 12 on one side and the neck 13 on the other side.
  • the side walls each have a sound hole in the center for better sound radiation of the low tones.
  • a swinging movement of the side 2, for example in the direction of the arrow 30, causes the web 1 to move in such a way that the foot 3 presses in the wall 5 and the foot 4 lifts the wall 5.
  • the supports 7 and 10 are thereby pressed down and bulge the walls 6 and 9 in the direction of arrows 31 and 32 outwards.
  • the support 8 is raised by the upward movement of the base 4 and the wall 5 at this point and pulls the wall 6 in the same direction as the movement of the support 7 in the direction of arrow 32 outwards.
  • Fig. 2 shows an embodiment of the support 8 according to claim 3.
  • the support 8 is designed so wide that it extends to the corners 24, which from the walls 5,6,9 and 11th be formed. Its height decreases between the line of contact 15 with the web uprising wall 5 and the line of contact 21 with the wall 6, starting from the node 17 under the web 1 to the corners 24.
  • the movement of the support 8 is not only communicated at a point 17 of the wall 6, but also along the line 15 at which the support 8 touches the wall 6. This is no longer just bulged out like a tent, but something like an umbrella. In this case, a point load is distributed through the rods on the fabric surface.
  • the larger bulge of the wall 9 captures more air and produces a larger tone of the stringed instrument.
  • FIG. 3 A further embodiment of the string vibration transmission device is shown in FIG. 3 according to claim 6.
  • the transmission of the string vibrations to the walls 6 and 9 is improved by reducing the moving masses.
  • the moving masses are reduced here by omitting the parts of the walls 5, 6 and 9 listed in claim 6.
  • An improvement in the transmission of vibrations from the string 2 to the walls 6 and 9 consists in the wall 5, on which the bridge 1 stands, along the dashed lines 16 shown in FIG. 4, which originate from the base point 3 of the bridge 1, between the walls 6 and 9, and to the corners 24, which are formed by the walls 5, 6, 9 and 11, to make them more flexible by means of an indentation.
  • the wall 5 is bent along these lines.
  • the notch reduces the section modulus of the wall 5 at this point. The movements caused by the web 1 there are not already supported by a rigid wall 5, but are forwarded.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Übertragung von Saitenschwingungen auf die Wände eines Hohlkörpers gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Bei heutigen Saiteninstrumenten werden die Schwingungen der Saiten von denjenigen Wänden des Instrumentenkörpers abgestrahlt, auf denen der Steg, über den die Saiten gespannt sind, steht. Diese Wand wird in der Regel mit Decke bezeichnet. Bei Streichinstrumenten werden die Schwingungen durch eine sogenannte Stimme weitergeleitet auf die der Decke gegenüberliegende Hohlkörperwand, den Boden, und auch von diesem abgestrahlt. Decke und Boden werden durch Zargenwände auf Abstand gehalten und zu einem Hohlkörper geschlossen. Diese Anordnung von Saiten, Steg und abstrahlenden Wänden hat den Nachteil, daß die vom Steg in die Decke eingeleitete Spannkraft der über ihn gespannten Saiten die Decke genau an der Stelle und in der Richtung belastet, an der sie am besten die zur Abstrahlung von Tönen notwendigen Schwingungen ausführen kann. Die Vorspannung schränkt die Bewegungsfähigkeit und dadurch auch die Tonabstrahlung ein.
  • Weiter eingeschränkt wird die Bewegungsfreiheit der Decke bei Streichinstrumenten durch eine Wölbung der Decke entgegen der Saitenspannkraft .Sie steift die Decke notwendiger Weise so aus, daß sie von den Saitenspannkräften nicht eingedrückt wird. Eine weitere Einschränkung der Deckenbewegungsfreiheit entsteht durch den bei Streichinstrumenten zur Übertragung der Schwingungen auf die ganze Deckenfläche und zur Saitenspannkraftabstützung notwendigen sogenannten Baßbalken. Eine weitere Einschränkung der Bewegungsfreiheit der Decke und vor allem Ihrer Größe und der Größe des Instrumentenkörper-Hohlraumes ensteht durch die bei Streichinstrumenten für die Bewegungsfreiheit des Bogens notwendigen Einbuchtungen neben dem Steg. Um eine ausreichende Bewegung der Decke zu ermöglichen müssen zwischen den Einbuchtungen und dem Steg die Schallöcher angebracht werden.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung von Wänden und Stützen gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches zu schaffen, bei der die über den Steg eingeleiteten Saitenspannkräfte die Ton abstrahlenden Wände nur unwesentlich in Richtung ihrer Schwingbewegung belasten, die notwendigen Versteifungen die Bewegungen dieser Wände minimal beeinträchtigen und einen großvolumigen Instrumenten-Körper ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Dabei werden die Spannkräfte der über den Steg gespannten Saiten senkrecht zu der Bewegungsrichtung der Ton abstrahlenden Wände des Instrumentenkörpers, d.h. in Richtung der Hauptebene dieser Wände, eingeleitet. Dadurch werden diese Wände nicht in Schwingbewegungsrichtung vorgespannt und die Amplituden der Schwingungen nicht eingeschränkt. Diese Wände müssen nicht aus statischen Gründen gewölbt werden. Sie können eben ausgeführt werden und dann zur Abstrahlung von Tönen besser schwingen. Weiter ergibt sich eine Anordnung der von abstrahlenden Wände unterhalb der Saiten und des Steges, die eine Einbuchtung dieser Wände für die Bewegungsfreiheit des Bogens erübrigt. Durch die statisch steifere Ableitung der Saitenspannkräfte können größere Spannkräfte abgestützt werden, der Steg kann höher ausgeführt werden und dadurch das Übersetzungsverhältnis von den Saiten-Schwingbewegungen zu den Bewegungen der Ton abstrahlenden Wände vergrößert werden.
  • Die genannten erfindungsgemäßen Maßnahmen führen dazu, daß bei gleicher Anregungsenergie und Schwingungsenergie der Saiten, durch größere schwingende Wände mit größeren Schwingamplituden und von einem größeren Instrumentenhohlkörper die umgebende Luft besser in Schwingung versetzt und dadurch ein größerer Ton erzeugt wird, als bei vergleichbaren Saiteninstrumenten gemaß dem Stand der Technik.
  • Die Gestaltung der Stützen nach Anspruch 3 verbessert die Übertragung der auf den Aufstandspunkt des Steges punktförmig auf die Aufstandwand eingeleitete Saitenschwingbewegung auf die gesamte Oberfläche der großen Hohlkörperseitenwände, ohne daß die breitem Stützen die Bewegungsfreiheit der Seitenwände einschränken.
  • Der Aufbau der Wände nach Anspruch 4 verringert die bewegten Massen. Das Gleiche bewirkt der Aufbau der Wände nach Anspruch 5 und 6.
  • Die Kerbe in der Aufstandsfläche des Steges verbessert die Biegefähigkeit dieser Wand entlang der genannten Linie. Bei der Weiterleitung der Saitenschwingungen vom Steg auf die Aufstandswand in die Stützen wird die Aufstandwand entlang dieser Linie abgeknickt. Je geringer die Wandsteifigkeit an dieser Stelle ist, desto weniger wird die Weiterleitung der Saitenbewegungen behindert.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen:
  • Fig. 1 eine perspektivische Ansicht mit einem Schnitt durch einen Saiteninstrumenten-Hohlkörper an der Stelle, an der die Anordnung der Bauteile zur Übertragung der Saitenschwingbewegungen auf die Hohlkörperwände sichtbar wird.
  • Fig. 2 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Instrumentenkörpers.
  • Fig. 3 einen Schnitt durch den Instrumentenkörper auf der Höhe des Steges.
  • Fig. 4 eine Ansicht des Instrumentenkörpers auf die Stegaufstandsfläche.
  • Fig. 1 zeigt eine über den Steg 1 gespannte Saite 2. Der Steg 1 steht mit seinen Füßen 3 und 4 auf der schmalen Hohlkörperwand 5. Auf der den Steg abgewandten Seite der Wand 5 befindet sich zwischen den Fußpunkten 3 und 4 des Steges 1 , von der Stegaufstandswand 5 abstehend, die Hohlkörperseitenwand 6. Ausgehend von den Fußpunkten 3 und 4 des Steges 1 verlaufen Dreiecke bildende Stützen 7 und 8 auf die Fläche der Wand 6 zu und berühren sie im knotenpunkt 17 . Seitlich außerhalb von den Fußpunkten 3 und 4 befindet sich auf der dem Steg abgewandten Seite der Stegaufstandswand 5 eine weitere Hohlkörperseitenwand 9. Zu deren Oberfläche hin führt, von dem Fußpunkt 3 des Steges 1 , der zwischen den Wänden 6 und 9 liegt, ausgehend, die Stütze 10 und berührt sie an der Stelle 18.
  • Jede Wand 6 und 9 besitzt eine gerade Seite 22 und eine gebogene Seite 23. Sie werden auf der geraden Seite 22 durch die Stegaufstandswand 5 auf Distanz gehalten und auf der gebogenen Seite 23 durch die Zarge 11 . An den Eckpunkten 24, die von den Wänden 5, 6,9 und 11 gebildet werden, befindet sich auf einer Seite der Saitenhalter 12 und auf der anderen Seite der Hals 13.
  • Die Seitenwände tragen jeweils mittig ein Schalloch zur besseren Schallabstrahlung der tiefen Tone.
  • Die vom Hals 13, vom Saitenhalter 12 und vom Steg 1 in den Instrumentenhohlkörper eingeleiteten Kräfte belasten die Wand 5, und vor allem die zur Tonabstrahlung vorgesehenen Wände 6 und 9 nur von der Stirnseite her parallel zu ihren Oberflächen. Ihre Bewegungsfähigkeit als Membran wird durch sie nicht eingeschränkt.
  • Eine Schwingbewegung der Seite 2 beispielsweise in der Richtung des Pfeiles 30 bewirkt eine Bewegung des Steges 1 in der Weise, daß der Fuß 3 die Wand 5 eindrückt und der Fuß 4 die Wand 5 anhebt. Die Stützen 7 und 10 werden dadurch nach unten gedrückt und beulen die Wände 6 und 9 in Richtung der Pfeile 31 und 32 nach außen hin aus. Die Stütze 8 wird durch die Aufwärtsbewegung des Fußpunktes 4 und der Wand 5 an dieser Stelle angehoben und zieht die Wand 6 gleichsinnig zur Bewegung der Stütze 7 in der Richtung des Pfeiles 32 nach außen.
  • Die Ausweichbewegung des Steges 1 und der Wände 5, 6 und 7, sowie der Stützen 7, 8 und 10 sind durch die gestrichelte Linie 33 dargestellt. Sinngemäß bewegen sich die Bauteile 1, 5, 6, 7, 8, 9 und 10 in entgegengesetzer Richtung, wenn die Saite 2 sich entgegengesetzt zum Pfeil 30 bewegt.
  • Bei der Bewegung der Wande 6 in Richtung des Pfeiles 32 und der Wand 9 in Richtung des Pfeiles 31 wird das Volumen des Instrumentenhohlkörpers vergrößert. Dadurch wird Luft von außen durch die Löcher 14 in den Hohlkörper eingesaugt, bzw. bei entgegengesetzter Bewegungsrichtung ausgeblasen. Da die Wände 6 und 9 großflächig sind und in ihrer Bewegungsrichtung nicht durch Vorspannungen und Ausbeulungen eingeschränkt sind, geschieht dies wirkungsvoll, ebenso wie die Übertragung der Bewegungen der Wände 6 und 9 an deren Außenseite direkt an die Umgebungsluft.
  • Fig. 2 zeigt eine Ausgestaltung der Stütze 8 entsprechend dem Anspruch 3. Dabei ist die Stütze 8 so breit ausgeführt, daß sie bis sich zu den Ecken 24 erstreckt, die von den Wänden 5,6,9 und 11 gebildet werden. Ihre Höhe nimmt zwischen der Berührungslinie 15 mit der Stegaufstandswand 5 und der Berührungslinie 21 mit der Wand 6, ausgehend von dem Knoten 17 unter dem Steg 1 zu den Ecken 24 hin ab. Dadurch wird die Bewegung der Stütze 8 nicht nur in einem Punkte 17 der Wand 6 mitgeteilt, sondern eintlang der Linie 15, an der die Stütze 8 die Wand 6 berührt. Diese wird nicht mehr nur zeltförmig ausgebeult, sondern etwa so wie ein Regenschirm. Bei dem wird auch eine Punktlast durch die Stangen auf die Stoff- oberfläche verteilt. Die größere Ausbeulung der Wand 9 erfaßt mehr Luft und erzeugt einen größeren Ton des Saiteninstrumentes.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Saitenschwingungsübertragungseinrichtung zeigt Fig. 3 entsprechend dem Anspruch 6. Hier wird die Übertragung der Saitenschwingungen auf die Wände 6 und 9 verbessert durch Verringerung der bewegten Massen. Die bewegten Massen werden hier durch Weglassen der im Anspuch 6 aufgeführten Teile der Wände 5, 6 und 9 verringert.
  • Eine Verbesserung der Schwingungsübertragung von der Saite 2 auf die Wände 6 und 9 besteht darin, die Wand 5, auf der der Steg 1 stelht, entlang der im Figur 4 gezeigten gestrichelten Linien 16, die von dem Fußpunkt 3 des Steges 1 ausgehen, der zwischen den Wänden 6 und 9 liegt, und zu den Ecken 24, die von den Wänden 5, 6,9 und 11 gebildet werden, verlaufen durch eine Einkerbung biegeweicher zu machen. Bei der Übertragung der Saitenschwingungen wird die Wand 5 entlang dieser Linien verbogen. Die Kerbe verringert das Widerstandsmoment der Wand 5 an dieser Stelle. Die vom Steg 1 dort verursachten Bewegungen werden nicht schon durch eine biegesteife Wand 5 abgestützt, sondern weitergeleitet.

Claims (6)

1. Einrichtung zur Übertragung der Schwingungsbewegungen von Saiten, die über einen auf einer Hohlkörperwand an zwei Stellen aufsitzenden Steg gespannt sind, auf die Wände des Hohlkörpers eines Musikinstrumentes,
dadurch gekennzeichnet,
daß die von den Saiten (2) in den Steg (1) und auf eine Stegaufstandswand (5) eingeleitete Spannkraft unterhalb der Stegaufstandswand (5) über Stützen (7,8,10), die von den Stegfußpunkten (3,4) ausgehen und auf die Oberflächen einer zwischen den Stegfußpunkten (3,4) von der Stegaufstandswand (5) ausgehenden Hohlkörperseitenwand (6) und zu einer weiteren, ebenfalls von der Stegaufstandswand (5) außerhalb der Stegfußpunkte (3,4) ausgehenden, Hohlkörperseitenwand (9) führen, abgestützt wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Hohlkörperwände (5, 6, 9) im mittleren Flächenbereich mit einem Schalloch (14) versehen ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei der zwischen der Stegaufstandswand (5) und den Hohlkörperseitenwänden (6, 9) verlaufenden Stützen (8, 10) so breit sind, daß sie sich bis in die Ecken (24) erstrecken, die von den anliegenden Hohlkörperwänden (5, 6, 9, 11) gebildet werden, und welche zu diesen Ecken hin eine abnehmende Höhe haben.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkörperseitenwand (6) sich zwischen der Zarge (11) und der Stützenanlagelinie (15) erstreckt.
5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkörperseitenwand (9) sich zwischen der Zarge (11) und der Stützenanlagelinie (19) erstreckt, und die Stegaufstandsfläche (5) zwischen den Stegfußpunkten (3, 4) beziehungsweise den Stützenauflagerlinien (20,21) verläuft.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stegaufstandswand (5) mit Kerben (16) versehen ist, die von einem Stegfußpunkt zu den Ecken (24), die von den Hohlkörperwänden (5, 6, 9, 11) gebildet werden, verlaufen.
EP89900794A 1988-01-27 1988-12-29 Einrichtung zur übertragung von saitenschwingungen auf die wände eines hohlkörpers Expired - Lifetime EP0352310B1 (de)

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EP0352310A1 EP0352310A1 (de) 1990-01-31
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