EP1062654B1

EP1062654B1 - Verfahren und vorrichtung zum hydraulichen spannen oder entspannen einer membran eines musikinstrumentes

Info

Publication number: EP1062654B1
Application number: EP00903549A
Authority: EP
Inventors: David Faulwasser; Dieter Roman Dill
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-01-14
Filing date: 2000-01-14
Publication date: 2005-12-07
Anticipated expiration: 2020-01-14
Also published as: ATE312397T1; DE50011794D1; DE10080077B4; DE19902702A1; AU2535400A; US6483017B1; DE20001152U1; DE10080077D2; WO2000042597A1; EP1062654A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spannen oder Entspannen einer Membran eines Musikinstrumentes, insbesondere einer einfelligen Rahmentrommel, Keramik-Darabukka, Zarb, Buk, Daiko oder dergleichen, bei dem ein Druckfluidum in mindestens eine von einem elastisch dehnbaren Hohlkörper außerhalb des Resonanzkörpers der Trommel gebildete variable Druckkammer geleitet und die Membran zwischen einer Membranauflage und einer Membranfixierung gesteuert über ihren Umfang hin gleichmäßig über das in die variable Druckkammer eingeführte Druckfluidum druckbeaufschlagt und gewölbt verformt wird.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Spannen oder Entspannen einer Membran eines Musikinstrumentes, insbesondere einer Membran einer einfelligen Rahmentrommel, Keramik-Darabukka, Zarb, Buk, Daiko oder dergleichen, die auf einer Membranauflage aufliegt, mit einer insbesondere am Resonanzkörper des Musikinstrumentes vorgesehenen Membranfixierung verbunden ist und mittels eines Druckfluidums, das in mindestens eine variable Druckkammer führbar ist, zwischen der Membranauflage und der Membranfixierung gesteuert mindestens teilweise druckbeaufschlagbar ist.

Es ist bekannt, daß Temperatur- und Feuchtigkeitsänderungen Spannung und Masse von Membranen von Musikinstrumenten verändern. Dies gilt insbesondere für mit tierischen Häuten, sogenannten Naturfelle, bespannte traditionelle Trommeln, bei denen die Spannung des Trommelfells und die Tonhöhe durch Wärme und geringe Luftfeuchtigkeit erhöht wird.

Bei traditionellen Trommeln werden die Trommelfelle auf die verschiedenste Weise befestigt. So werden die Felle z.B. mittels Pflöcken, Nägeln oder durch Leimen starr befestigt und dann durch Verwendung einer Wärmequelle gespannt. Herkömmlich ist auch das Spannen der Felle mittels Schnüren, meist mit Spannreifen, was jedoch das Spannen des Fells bzw. das Stimmen des Instrumentes oder das Wechseln des Fells zeitlich aufwendig gestaltet. Exakte Tonhöhen sind schwer stimmbar. Zudem besteht ein begrenzter Spannungsbereich. Die Spannschnüre bewirken durch die Vergrösserung der Schwingungsebene eine optimale Schwingung der Membran und somit u.a. eine verhältnismäßig große Dynamik

Geläufig ist auch, die Felle traditioneller Trommeln mit ineinandergreifenden mechanischen Elementen wie z. B. Schrauben und Spannböcken oder mit zwei Spannreifen mit gegenseitiger Schraubverbindung etc. zu spannen. Spannschrauben erleichtern zwar den Spannvorgang, erfordern aber zusätzlich Spannreifen, bevorzugt aus Metall, da die punktuelle Kraftübertragung beim Spannen des Fells mittels Spannschrauben einer verhältnismäßig stark versteiften Ausführung bedarf Eine derartige Spannmechanik macht dadurch häufig den größten Anteil des Gewichtes der Trommel aus. Auch führt die versteifte Membranaufhahme zu einer Schwingungsbehinderung der Membran und dadurch u.a. zu einer verringerten Dynamik. Die verhältnismäßig schwere Spannmechanik muß am Resonanzkörper der Trommel befestigt werden, was aufgrund des erhöhten Gewichtes und der steifen Verbindung eine unerwünschte Dämpfung und damit eine negative Klangbeeinflussung mit sich bringt. Außerdem entstehen Nebengeräusche wie Klirren und mebran- und resonanzkörperfremde Klangspektrumanteile.

Weiterhin erweisen sich die abstehenden Elemente der Spannmechanik beim Körperkontakt als unangenehm und die Gefahr von Handverletzungen , speziell an den Handgelenken ist bei Anfangern oder beim sehr kräftigen Schlagen der Trommeln verhälnismäßig groß.

Um die nötige Verwindungssteifigkeit des Resonanzkörpers im Bereich der Spannböcke zu erreichen, ist eine verhältnismäßig hohe Materialfestigkeit bzw. verhältnismäßig große Materialstärke des Resonanzkörpers erforderlich. Spröde Materialien wie Keramik, Glas, Weichhölzer etc. eignen sich aufgrund der punktuellen Belastung der Spannmechanik nicht für den Resonanzkörper. So wird z.B. die moderne Ausführung einer traditionellen Darabuka aus Keramik als Aluminiumkorper mit Spannschrauben hergestellt.

Die erforderliche Anzahl der Spannschrauben steigt mit zunehmendem Trommeldurchmesser. Um z.B. bei einer Orchesterpauke eine genaue Stimmbarkeit zu gewährleisten, muß eine aufwendige und verhältnismäßig schwere Spannmechanik bei Inkaufnahme der genannten Nachteile eingesetzt werden

Naturfelle verschleißen bei dauerhaft hoher Spannungsbeanspruchung sowie durch Wärme-und Luftfeuchtigkeitswechsel verstarkt line Nutzungszeit umfaßt maximal 20 bis 25% eines Tages. Ein schnelles Spannen und Neuspannen von aus Naturfellen gebildeten Trommelfellen wird durch die genannten bekannten Spannvorrichtungen oder -mechaniken nicht gewährleistet und daher in der Praxis auch selten durchgeführt

Durch die herkömmliche Verwendung von Kunststofffellen wird zwar das Problem der negativen Wärme- und Luftfeuchtigkeitseinflüsse gelöst, jedoch weisen Kunststofffelle infolge des ihnen eigenen Elastizitäts- und Steifigkeitsverhältnisses im Vergleich zu Naturfellen ein Schwingungsverhalten mit einer geringeren Dynamik und unangenehmen Obertonspektren auf.

Bekannt ist eine Vorrichtung zum Spannen der Felle an Trommeln, Banjo's und anderen Musikinstrumenten (DE-PS 109 902), die aus einem aufblähbaren Schlauch aus beliebigem Material besteht, der so an dem Instrument angebracht ist, daß er im aufgeblähten Zustand das befestigte Fell spannt. Zur Befestigung des Randes des über einen aufblähbaren Schlauch gezogenen Fells wird jeweils ein in seinem Durchmesser verringerbarer, mit Spannschrauben versehener Klemmring verwendet, durch den zum einen das Gewicht der Trommel unerwünscht erhöht und zum anderen die Gefahr einer Handverletzung der die Trommel spielenden Person gegeben ist. Weiterhin ist das Auswechseln des Trommelfells verhältnismäßig zeitaufwendig.

Bekannt ist weiterhin (US-PS 5,392,681), zum Stimmen einer Trommel, deren membranartiges Trommelfell am Resonanzkörper von einer Spannmechanik festgelegt ist, die von einem auf dem Trommelfell aufliegenden Spannring aus Metall und mit diesem über dessen Umfang verteilt in Eingriff stehenden und am Resonanzkörper der Trommel angreifenden Spannschrauben gebildet ist, ein dehnbares, blasenartiges Ringelement festzuklemmen, das steuerbar zum Stimmen der Trommel von einem Druckfluidum aufblasbar ist. Von Nachteil ist bei dieser Stimmvorrichtung der Trommel, daß das eine variable Druckkammer bildenden aufblasbare Ringelement insbesondere jeweils im Bereich der Spannschrauben zwischen dem Spannring und der auf einer Membranauftage am Resonanzkörper aufliegenden Trommelmembran quasi eingequetscht ist, so daß eine gleichmäßige Druckbeaufschlagung der Trommelmembran zwischen der Membranauflage und der Membranfixierung am Resonanzkörper durch das aufgeblasene dehnbare Ringelement über den Umfang der Membran hin nicht gegeben ist. Die Trommelmembran wird vielmehr beim Aufblasen des dehnbaren Ringelementes von diesem jeweils nur zwischen dessen umfangsmäßig beabstandeten Quetschenpunkten gleichmäßig druckbeaufschlagt. Im übrigen sind auch bei dieser bekannten Trommel die zuvor benannten Nachteile des durch die Spannmechanik bedingten übermäßigen Gewichtes, der unerwünschten Schwingungsdämpfung, der punktuellen und/oder versteiften Kraftüber-tragung und des zeitaufwendigen Wechselns des Trommelfells nicht behoben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zur Verfügung zu stellen, mit dem bzw. der auf einfachere und schnellere Weise als bisher ein Spannen oder Entspannen einer Membran eines Musikinstrumentes, insbesondere einer einfelligen Rahmentrommel, Keramik-Darabukka, Zarb, Buk, Daiko oder dergleichen gesteuert ohne Verwendung einer herkömmlichen Spann- und Fixiermechanik und bei Ermöglichung einer verhältnismäßig schnellen und unkomplizierten Auswechselbarkeit der Membran sowie einer exakten Intonation des Musikinstrumentes durchgeführt werden kann. Zugleich wird angestrebt, die Verletzungsgefahr bei ganz oder teilweise mit den Fingern gespielten Perkussionsinstrumenten zu verringern und den Spielkomfort zu erhöhen. Weiterhin soll das traditionelle Design für Trommel ohne Spannvorrichtung bei Erfüllung der oben aufgezeigten übrigen Zielstellungen erhalten bleiben. Zudem soll die vermutlich älteste Trommel, die einfellige Rahmentrommel, mit einer wirksamen Stimmvorrichtung versehen werden, die ein möglichst geringes Gewicht, eine hohe Schwingungsfähigkeit und eine möglichst reduzierte Zahl der Bauteile aufweist.

Diese Aufgabe wird in überraschend einfacher Weise erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Fixierung der Membran nur durch einen Reifen erfolgt, der bei Druckbeaufschlagung der Membran über das in die variable Druckkammer eingeführte Druckfluidum im Bezug auf den Resonanzkörper freischwingend gehalten wird.

Vorzugsweise wird der die Fixierung der Membran ausübende Reifen durch Druckbeaufschlagung der Innenfläche oder der Außenfläche der Membran zwischen der Membranauflage und der Membranfixierung über das in die variable Druckkammer eingeführte Druckfluidum in Bezug auf den Resonanzkörper freischwingend gehalten, wobei die Membran zwischen der Membranauflage und der Membranfixierung ausgeprägt nach außen bzw. nach innen gewölbt verformt wird.

Auf die Membranauflage kann geeigneterweise ein Gleitmittel aufgebracht und somit bei jeder Membranverformung für einen gleichmäßigen Spannungsausgleich innerhalb der Membran gesorgt werden. Die Fixierung der Membran kann auch sehr einfach durch Verkleben oder Verleimen und/oder Nageln letzterer sowie an dem zur Membranauflage entgegengesetzten Rand des Resonanzkörpers und/oder an der Innenfläche des letzteren erfolgen.
Bevorzugt wird die Druckbeaufschlagung der Membran zwischen der Membranauflage und der Membranfixierung anstelle über einen gesonderten elastisch dehnbaren Hohlkörper durch das in die variable Druckkammer eingeführte Druckfluidum unmittelbar bewirkt.

Die aufgezeigte Zielstellung wird auch durch eine Vorrichtung zum Spannen oder Entspannen einer Membran eines Musikinstrumentes gemäß der eingangs erwähnten Art vorteilhaft dadurch gelöst, daß die Membran zumindest den Wandabschnitt der variablen Druckkammer bildet, durch den die volumenmäßige Veränderbarkeit der Druckkammer gegeben ist, und daß die Druckkammer steuerbar zur Form eines in Umfangsrichtung der Membran gleichmäßig ausgebildeten Ballons zumindest über den umfangsmäßiegn Wirkungsbereich der Membran verformbar ist.

Vorzugsweise kann die Wand der variablen Druckkammer insgesamt aus der Membran gebildet sein. Die Wand der variablen Druckkammer kann auch an einer vom Resonanzkörper beabstandeten Membranfixierung befestigt und mit ihrem sich jenseits der Membranfixierung erstreckenden Abschnitt unterhalb der Membranauflage am Resonanzkörper sowie mit ihrer Außenfläche am Ende des Abschnitts an der Membranaunagefläche abdichtend anliegen. Auch kann der Rand der Membran in einfacher Weise am Resonanzkörper festgeklebt oder verleimt und/oder mittels Nägeln, Tackerklammern, Stiften, Schrauben oder dergleichen befestigt oder mit dem zur Membranauftage entgegengesetzten Rand und/oder der Innenfläche des Resonanzkörpers direkt verbunden sein.

Die aufgezeigte Aufgabe wird weiterhin gelöst durch eine Vorrichtung zum Spannen oder Entspannen einer Membran eines Musikinstrumentes der eingangs erwähnten Art, bei der das Druckfluidum in eine von einem elastsich dehnbaren Hohlkörper gebildete variable Druckkammer führbar ist und die dadurch gekennzeichnet ist, daß das die Membran bildende, auf den Resonanzkörper aufgesetzte Fell hutförmig vorgeformt und am Rand in einen Reifen eingefaßt ist, dessen Innendurchmesser geringfügig größer als der zugeordnete Außendurchmesser des Resonanzkörpers ist und der an dem die variable Druckkammer bildenden, druckbeaufschlagten Hohlkörper so anliegt, daß er von letzterem freischwingend in Bezug auf den Resonanzkörper festgehalten und den Rand der durch den Hohlkörper gespannten Membran fixiert.

Vorzugsweise ist der Reifen zwischen dem druckbeaufschlagten Hohlkörper und der Innenfläche der gespannten Membran eingespannt in der in Bezug auf den Resonanzkörper freischwingenden Stellung gehalten, wobei der Rand der gespannten Membran von dem Reifen abdichtend gegen die Außenwand des Resonanzkörpers fixiert gehalten ist. Der Rand der gespannten Membran kann auch am unteren Ende des Reifens festgelegt sein, der eine äußere Einfassung des die Außenfläche der Membran druckbeaufschlagenden Hohlkörpers bildet und von letzterem in seiner in Bezug auf den Resonanzkörper freischwingenden Stellung gehalten ist. Ein auf die Membranauflage vorzugsweise aufgebrachtes geeignetes Gleitmittel sorgt auf einfache und zuverlässige Weise dafür, das innerhalb der Membran stets ein gleichmäßiger, an die Druckbeaufschlagung letzterer angepaßter Spannungsausgleich gegeben ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Patentansprüchen 15 bis 23 beschrieben.

Die flächige und flexible Kraftübertragung der gesteuert mit Druckluft gefüllten mindestens einen variablen Druckkammer auf die Membran gewährleistet einen gleichmäßigen Spannungsaustausch innerhalb der Membran einer Trommel. Eine gezielte Intonation ist somit durch einfache Druckveränderung in dem die variable Druckkammer bildenden Hohlraum unmittelbar zu erreichen, so daß sich Instrumente genau und schnell aufeinander abstimmen lassen. Die spontan verfügbare Stimmbarkeit bietet eine Klangvielfalt, die sonst des Einsatzes neuer oder zusätzlicher Instrumente bedarf.

Einige Perkussionsinstrumente wie indische Tabla, Conga, Bongos, Darabuka etc. werden vor allem im professionellen Einsatz auf tonale Bezüge gestimmt. Eine Umstimmbarkeit während des Spielens war bislang nur bei der Orchesterpauke möglich. Durch den Einsatz der erfindungsgemäße Vorrichtung unter Verwendung einer manuell, analog oder digital gesteuerten Druckveränderung der variablen Druckkammer ist jedoch bei allen Trommeln die unmittelbare Umstimmbarkeit während des Spielens gegeben.

Zum Beispiel kann mittels der Erfindung mit einer hohen Fellspannung eine virtuose solistische Einlage akzentuiert eingebracht und mit demselben Instrument eine Begleitfunktion mit einer tonal abgestimmten niedrigeren Spannung übernommen werden. Auch können Instrumente, die traditionell mit begrenztem Stimmbereich ausgestattet sind, durch einen größeren Tonumfang vielseitiger eingesetzt werden.

Beim Öffnen des Steuerventils der mindestens einen variablen Druckkammer kann in kürzester Zeit durch Ausgleich des Drucks in letzterer zum Außendruck eine Entspannung der Membran erfolgen. Felle bzw. Membranen können somit nach dem Spielen durch Entlastung geschont und dadurch länger nutzbar gemacht werden. Die Entlastung bewirkt eine Regenerierung der Naturfelle aufgrund ihrer Elastizität, d.h. die Fellspannung, die sich nach der Entlastung einstellt, erhöht sich allmählich. Da Naturfelle erst nach einer längeren Zeit des Einschwingens ihren optimalen Klang erreichen, führt somit eine längere Nutzbarkeit der Naturfelle zu einer Klangverbesserung der Instrumente.

Die flexible Druckkammer bzw. flexiblen Druckkammern gewährleistet eine schwingende Kraftaufnahme der Membranspannung und dadurch ein optimales Schwingungsverhalten und eine große Dynamik, wie sie bereits bei einer Schnurbespannung gegeben ist

Die Erfindung läßt sich bei allen Arten von Membranophonen, unabhängig von deren Form, ebenso vorteilhaft einsetzen, wie für Chordophone, deren Decke aus einer Membran gebildet ist.

Die ausgeprägte rundliche Auswölbung des Fellrandes bildet eine elastisch federnde Auflagefläche für die Hände eines Spielers und beeinträchtigt nicht die Spielhaltung der Hände. Da der Aufbau und die Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Spannen oder Entspannen der Membran des Musikinstrumentes dessen optischen Eindruck nicht bestimmen, können bei Erhalt des ursprünglichen Designs z.B. auch bei traditionellen Instrumenten zeitgemäße Anforderungen an die Stimmbarkeit der Instrumente erfüllt werden.

Da die mindestens eine variable Druckkammer bevorzugt aus einem handelsüblichen Schlauch einer Bereifung gebildet ist, erhöht die Spannvorrichtung kaum das Gewicht der Trommel. Dies ist besonders wichtig bei einer Rahmentrommel, da diese mit einer Hand gespielt und gleichzeitig von letzterer gehalten wird. Die Kraft der Membranspannung wird entlang der physikalischen Kraftwirkungslinie des Resonanzkörpers auf diesen gleichmäßig übertragen, durch welche Wirkungsweise der Resonanzkörper im Gegensatz zu einer herkömmlichen Spannmechanik mit Spannschrauben stabilisiert wird.

Die Fixierung der Membran gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ermöglicht ein schnelles Auswechseln der Felle und sorgt, da sperrige Klemm- oder Spannringe zum Festlegen des Fellrandes nicht erforderlich sind, insbesondere eine sicher zu habenden Rahmentrommel geringen Gewichtes. Aufgrund der verhältnismäßig großen Klangvariabilität von Naturfellen läßt sich ein Resonanzkörper für unterschiedlichste Klangansprüche einsetzen. Als neue Produkte sind nun Trommeln mit Wechselfellen für unterschiedliche Klanggestaltungen auf dem Markt einführbar, und durch die vorhandene Auswahl von Wechselfellen wird die Klanggestaltung der Trommeln vom Produzenten auf die Musiker übertragen. Da zerschlissenen Felle jetzt innerhalb von Minuten ersetzt werden können, erübrigt sich eine teilweise aufwendige Reparatürarbeit. Ersatzfelle bieten somit Musikern eine Sicherheit, die bislang nur Ersatzinstrumente gewährleisten konnten.

Für einen Transport können die Felle vom Resonanzkörper abgenommen und ineinander gestapelt werden, was vor allein bei großen Trommeln wie z.B. Orchesterpauken nützlich sein kann. Bei geschlossenen Resonanzkörpern entsteht dadurch ein zusätzlicher Stauraum. Das den kleinsten und empfindlichsten Teil einer Trommel darstellende Fell kann somit getrennt verpackt werden.

Der sehr einfache Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfüllt alle an ein optimales Spannen oder Entspannen von membranartigen Elementen oder Membranen gestellte Erfordernisse, kann kostengünstig hergestellt werden, insbesondere auch für bereits verwendete herkömmliche Musikinstrumente im Wege einer verhältnismäßig geringe Kosten verursachenden Nachrüstung

Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders für alle Musikinstrumente membranophoner Bauweise geeignet verwendbar, und zwar findet das Verfahren am häufigsten bei einer allgemeinen Ausführungsform eines Musikinstrumentes Verwendung, bei der eine Nut in den Resonanzkörper außenliegend unterhalb der Membranauflage eingelassen und ein Schlauch in die Nut eingebettet ist, der im ungefüllten Zustand nicht über den Nutrand vorsteht. Das die Membran bildende Fell ist als Hut vorgeformt und am Rand in den bereits erwähnten Reifen eingefaßt, dessen Innendurchmesser minimal größer als der zugeordnete Außen-durchmesser des Resonanzkörpers ist. Das Fell wird auf den Resonanzkörper aufgesetzt, wobei die Fellwandung die äußere Einfassung des Schlauches bildet und den Reifen unterhalb der Nut positioniert. Der Schlauch wird mittels Druckluft aufgeblasen mit der Wirkung, daß die Membran zwischen der Membranauflage und der Membranfixierung über ihren gesamten Umfang hin durch den Druck des Schlauches wulstförmig nach außen verformt und dadurch gespannt wird und der Reifen durch den Schlauch freischwingend zum Resonanzkörper festgehalten ist. Als Druckluftquelle kann bereits eine einfache Fahrrad- oder Autoluftpumpe dienen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist besonders geeignet verwendbar für Rahmentrommeln leichter Bauweise, wobei im Unterschied zu der zuvor beschriebenen allgemeinen Bauweise auf einen gesonderten Reifen verzichtet ist und das Fell mit dem der Membranauflage entgegengesetzten Rand und/oder mit der Innenfläche des Resonanzkörpers direkt verbunden ist. Diese Verbindung wird primär durch eine Verklebungung oder Verleimung, die mit Elementen wie Nägeln, Tackerklammern, Stiften, Schrauben und dergleichen kombinierbar ist, erreicht. Diese Bauweise gewährleistet das einfachste Systen einer stimmbaren Rahmentrommel bestehend aus drei Elementen, und zwar einem Fell, einem Rahmen und einem handelsüblichen Bereifungsschlauch. Die vorliegende Erfindung besticht in ihrer überraschenden Einfachheit, durch die die mehrtausendjährige, durch Abbildungen belegte Spielhaltung der Rahmentrommel beibehalten werden kann, da die Stimmvorrichtung gemäß der Erfindung nur eine unwesentliche Gewichtserhöhung mit sich bringt.

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen erläutert. In diesen sind:

Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht einer auf einer Membranauflage aufliegenden und an einer Membranfixierung befestigten Membran mit z.B. kreisförmigen Grundriß,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Membran nach Fig. 1 bei einer Druckbeaufschlagung auf die Innenfläche der Membran zwischen der Membranauflage und der Membranfixierung,

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Membran nach Fig. 1 bei einer Druckbeaufschlagung auf ihre Außenfläche zwischen der Membranauflage und der Membranfixierung,

Fig. 4a bis 4e schematische Schnittdarstellungen, die chronologische den Zusammenbau und die Funktionsweise einer häufig verwendeten allgemeinen , ersten Ausführungsform der Vorrichtung verdeutlichen,

Fig. 5 eine schematische Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung, deren prinzipielle Funktionsweise der der ersten Ausführungsform entspricht,

Fig. 6 eine schematische Schnittansicht einer dritten Ausführungsform der Vorrichtung, deren prinzipielle Funktionsweise der der ersten Ausführungsform entspricht,

Fig. 7 eine schematische Schnittansicht einer vierten Ausführungsform der Vorrichtung, deren prizipielle Funktionsweise der der ersten Ausführungsform entspricht,

Fig. 8 eine schematische Schnittansicht einer fünften Ausführungsform der Vorrichtung, deren prinzipielle Funktionsweise der der ersten Ausführungsform entspricht,

Fig. 9 eine schematische Schnittansicht einer sechsten Ausführungsform der Vorrichtung, deren prinzipielle Funktionsweise der der ersten Ausführungsform entspricht,

Fig. 10 eine schematische Schnittansicht einer siebten Ausführungsform der Vorrichtung, bei der die variable Druckkammer von der Membran gebildet ist,

Fig. 11 eine schematische Schnittdarstellung, aus der die Verwendung der Vorrichtung gemäß der prinzipiellen Funktionsweise der ersten Ausführungsform zum Stimmen mindestens einer Saite eines Saiteninstrumentes hervorgeht,

Fig. 12 eine Draufsicht auf ein schematisch dargestelltes Banjo, bei dem das Verfahren zum Spannen oder Entspannen der Membran verwendet ist, und

Fig. 13 eine schematische Schnittansicht einer Harfe, gesehen in Richtung des Verlaufs der Saiten der Harfe, bei der das Verfahren in Anwendung ist.

Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Membran 1 , deren Grundriß als kreisförmig angenommen wird. Die Membran 1 liegt auf einer Membranauflage 2 auf und ist an ihrem Umfang an einer Membranfixierung 3 befestigt. Verfahrensgemäß wird die Membran 1 über ihren gesamten Umfang hin zwischen der Membranauflage 2 und der Membranfixierung 3 insgesamt gleichmäßig druckbeaufschlagt. Wie aus den Fig. 2 und 3 hervorgeht, die in Verbindung mit Fig. 1 zu sehen sind, erfolgt die insgesamt gleichmäßige Druckbeaufschlagung zwischen der Membranauflage 2 und der Membranfixierung 3 über den Membranumfang hin verfahrensgemäß entweder auf die Innenfläche 4 (Auflagefläche) der Membran 1 (Fig. 2) oder auf die Außenfläche 5 der Membran 1 (Fig. 3), wobei die Membran 1 zwischen der Membranauflage 2 und der Membranfixierung 3 ausgeprägt nach außen bzw. nach innen gewölbt verformt wird.

Aus den Fig. 4a bis 4e gehen der Zusammenbau und die Funktionsweise einer häufig verwendeten ersten Ausführungsform der Vorrichtung chronologisch dargestellt hervor. Wie Fig. 4a dabei zeigt, ist in einen Resonanzkörper 6 außenliegend unterhalb der Membranauflage 2 eine Nut 7 eingelassen, in der ein eine variable Druckkammer 8 bildender Schlauch 9 eingebettet ist, der mittels einer nicht dargestellten Druckluftquelle aufblasbar ist. Im ungefüllten Zustand steht der Schlauch 9 nicht über den Nutrand 10 vor. Die Membran 1 ist bevorzugt von einem Fell gebildet, das als Hut vorgeformt und am Rand 11 in einen Reifen 12 eingefaßt ist, wie Fig. 1 zeigt. Der Innendurchmesser des Reifen 12 ist minimal größer als der zugeordnete Außendurchmesser des Resonanzkörpers 6. Das Fell wird gemäß Fig. 4b auf den Resonanzkörper 6 so aufgesetzt, daß es über die von letzterem gebildete Membranauflage 2 läuft und die äußere Einfassung für den in der Nut 7 angeordneten Schlauch 9 bildet, wobei der Reifen 12 unterhalb der Nut 7 am Resonanzkörper 6 positioniert wird Die Fig. 4c bis 4 e verdeutlichen den chronologischen Ablauf der Verformungsstufen der Membran 1 bei der Zufuhr von Druckluft in den die variable Druckkammer 8 bildenden Schlauch 9, wonach der Schlauch 9 bei seiner Ausdehnung die Membran 1 zwischen der Membranauflage 2 und der Membranfixierung 3 über den Membranumfang hin auf der Innenfläche 4 (Membranauflagefläche) druckbeaufschlagt (Fig. 4c) und aufgrund seines gesteigerten Innendrucks wulstförmig nach außen verformt und somit spannt. Der Reifen 12 wird durch den aufgeblasenen Schlauch 9 freischwingend zum Resonanzkörper 6 festgehalten (Fig. 4d und 4e).

Fig. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung, deren prinzipielle Funktionsweise der der ersten Ausführungsform entspricht, d.h. der die variable Druckkammer 8 bildenden Schlauch 9 beaufschlagt die Innenfläche 4 (Membranauflagefläche) der Membran 1 zwischen der vom Resonanzkorper 6 gebildeten Membranauflage 2 und der Membranfixierung 3. Bei dieser Ausführungsform ist jedoch an der Außenfläche 5 der Membran 1 in deren verformbaren Bereich zwischen der Membranauflage 2 und der Membranfixierung 3 ein sich in Richtung des Umfangs der Membran 1 über diesen mindestens teilweise erstreckendes Band bzw. ein Ring 13 vorzugsweise aus Metall, Holz oder Kunststoff vorgesehen, das bzw. der elastisch dehnbar und auf der Außenfläche 5 der Membran 1 unmittelbar aufgebracht oder über eine elastische dehnbare Lagerung 14 auf der Außenfläche 5 der Membran 1 angeordnet ist, wodurch die Membran 1 vor Beschädigung geschütz wird.

Aus Fig. 6 geht eine dritte Ausführungsform der Vorrichtung hervor, deren prinzipielle Funktionsweise der der ersten Ausführungsform entspricht. Bei dieser Ausführungsform ist jedoch an der Außenfläche der Membran 1 in dem verformbaren Bereich zwischen der Membranauflage 2 und der Meembranfixierung 3 ein sich in Richtung der Umfangs der Membran 1 über diesen mindestens teilweise erstreckender steifer nach außen gewölbter Reifen 1 an der Außenfläche der Membran 1 mittels einer elastischen Lagerung 15 aufgebracht. Der Reifen 1 dient zur Erzeugung spezieller Randschläge, der sogenannten "Rim Shots".

Fig. 7 zeigt eine zur Fig. 4e ähnliche, vierte Ausführungsform der Vorrichtung, deren prinzipielle Funktionsweise der der ersten Ausführungsform entspricht, bei der die Membran 1 jedoch auf einer von dem Resonanzkörper 6 beabstandeten Membranauflage 2 aufliegt.

Aus Fig. 8 geht eine fünfte Ausführungsform der Vorrichtung hervor, bei der die Membranauflage 2 vom Resonanzkörper 6 gebildet ist und die über die Membranauflage 2 verlaufende Membran 1 an der vom Resonanzkörper 6 abgewandten Seite 17 eines von letzterem beabstandet angeordneten Membranhalters 16 festgelegt ist, wobei der die variable Druckkammer 8 bildende Schlauch 9 an der dem Resonanzkörper 6 zugewandten Seite 18 des Membranhalters 16 anliegt und beim Aufblasen mittels Druckluft die Außenfläche 5 der Membran 1 zwischen der Membranauflage 2 und der Membranfixierung 3 über den Membranumfang hin insgesamt gleichmäßig druckbeaufschlagt und die Membran 1 zwischen der Membranauflage 2 und der Membranfixierung 3 stark gewölbt nach innen verformt und dabei spannt.

Fig. 9 zeigt eine sechste Ausführungsform der Vorrichtung, bei der die den Schlauch 9 aufnehmende Nut 7 in einem zweiteiligen Rahmen 19, 20 unterhalb der am oberen Rahmenteil 19 vorgesehenen Membranauflage 2 ausgebildet ist, wobei die über die Membranauflage 2 laufende Membran 1 die äußere Einfassung des die variable Druckkammer 8 bildenden Schlauches 9 bildet und auf der Rückseite 21 des unteren Rahmenteils 20 festgelegt ist. Die variable Druckkammer 8 ist über ein Steuerventil 22 mit einer nicht dargestellten Druckmittelquelle verbunden. Die prinzipielle Funkstionweise dieser sechsten Ausführungsform der Vorrichtung entspricht der der ersten Ausführungsform.

Fig. 10 zeigt eine siebente Ausführungsform der Vorrichtung, bei der die über die Membranauflage 2, die von dem Resonanzkörper 6 gebildet ist, laufende Membran 1 die gesamte Wand 23 der variablen Druckkammer 8 bildet, an einer vom Resonanzkörper 6 beabstandeten Membranfixierung 3 befestigt ist und mit ihrem sich jenseits der Membranfixierung 3 erstreckenden Abschnitt 24 unterhalb der vorspringenden Membranauflage 3 am Resonanzkörper 6 sowie mit ihrer Außenfläche 5 am Ende des Abschnitts 24 an ihrer Innenfläche 4 (Membranauflagefläche) abdichtend anliegt. Bei Einführung des Druckfluidums in die variable Druckkammer 8 wird bei dieser bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung die Innenfläche 4 der Membran 1 zwischen der Membranauflage 2 und der Membranfixierung 3 über den umfangsmäßigen Wirkungsbereich der Membran 1 hin in deren Umfangsrichtung insgesamt gleichmäßig unmittelbar druckbeaufschlagt und nach außen stark gewölbt verformt, wobei die Membran 1 gespannt wird.

Fig. 11 zeigt im schematischen Schnitt ein zitherartiges Saiteninstrument, dessen Decke 25 von einer Membran 1 gebildet ist, die mittels der ersten Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. 5 in der im Zusammenhang mit letzterer beschriebenen prinzipielle Funktionsweise spannbar und entspannbar ist. Mindestens eine oberhalb der Membran 1 verlaufende Saite 26 liegt an einander gegenüberliegenden Punkten einer zweifachen Stegeinrichtung 27 auf, die wiederum auf der von der spannbaren oder entspannbaren Membran 1 gebildeten Decke 25 des Saiteninstrumentes aufliegt, und ist mit ihren Enden 28 jeweils an einer am Resonanzkörper 6 unterhalb der Spannvorrichtung angreifenden kreisringförmigen Wirbeleinrichtung 29 derart festgelegt, daß sie auf der Außenfläche 5 der Membran 1 im Bereich deren nach außen ausgeprägter Wölbung 30 zwischen der vom Resonanzkörper 6 gebildeten Membranauflage 2 und der vom Reifen 12 gebildeten Membranfixierung 3 aufliegt und beim Spannen oder Entspannen der Membran 1 mittels der Spannvorrichtung in ihrer Stimmung verändert werden kann. Die aus Fig. 11 hervorgehende Verwendung des Verfahrens zum Stimmen der Saiten eines Saiteninstrumentes ist bei mit einem Griffbrett ausgerüsteten Saiteninstrumenten, bei denen die Decke des Resonanzkörpers von einer durch die Spannvorrichtung spann- bzw. entspannbaren Membran gebildet ist, von besonderem Vorteil, da beim Spannen oder Entspannen der Membran zugleich die Höhe des Auflagepunktes der Saite, die über den auf der Membran aufgesetzten Steg an einem Ende gespannt ist, oberhalb der Membran zur Höhe der Saite über dem Griffbrett des Instrumentes in ein Verhältnis gebracht werden kann, das dem für eine exakte Feinstimmung des Instrumentes erforderlichen Höhenverhältnis entspricht.

Die Fig. 12 und 13 verdeutlichen die Anwendung der Vorrichtung zum Spannen und Entspannen einer Membran am Beispiel eines Banjos 31 bzw. einer Harfe 32, wobei die Membranauflage, der Membranhalter und die variable Druckkammer jeweils als unvollständiger Ring 33 bzw. zweiteilig ausgebildet sind.

Liste der Bezugszeichen:

1: Membran
2: Membranauflage
3: Membranfixierung
4: Innenfläche der Membran (Membranauflagefläche)
5: Außenfläche der Membran
6: Resonanzkörper
7: Nut
8: variable Druckkammer
9: Schlauch, Hohlkörper
10: Nutrand
11: Rand des Fells
12: Reifen
13: Band bzw Ring
14: gewölbter Reifen
15: elastische Lagerung
16: Membranhalter
17: vom Resonanzkörper abgewandte Seite des Membranhalters
18: Resonanzkörper zugewandte Seite des Membranhalters
19: oberer Rahmenteil
20: unterer Rahmenteil
21: Rückseite des unteren Rahmenteils
22: Steuerventil
23: Wand der variablen Druckkammer
24: Abschnitt der Wand der variablen Druckkammer
25: Decke
26: Saite
27: Stegeinrichtung
28: Saitenende
29: Wirbeleinrichtung
30: Wölbung
31: Banjo
32: Harfe
33: unvollständiger Ring
D: Druckbeaufschlagung

Claims

Verfahren zum Spannen oder Entspannen einer Membran eines Musikinstrumentes, insbesondere einer Membran einer einfelligen Rahmentrommel, Keramik-Darabukka, Zarb, Buk, Daiko oder dergleichen, bei dem ein Druckfluidum in mindestens eine von einem elastisch dehnbaren Hohlkörper außerhalb des Resonanzkörpers der Trommel gebildete variable Druckkammer geleitet und die Membran zwischen einer Membranauflage und einer Membranfixierung gesteuert über ihren Umfang hin gleichmäßig über das in die variable Druckkammer eingeführte Druckfluidum druckbeaufschlagt und gewölbt verformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierung der Membran (1) nur durch einen Reifen erfolgt, der bei Druckbeaufschlagung der Membran über das in die variable Druckkammer eingeführte Druckfluidum in Bezug auf den Resonanzkörper (6) freischwingend gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Fixierung der Membran ausübende Reifen durch Druckbeaufschlagung der Innenfläche der Membran zwischen der Membranauflage und der Membranfixierung über das in die variable Druckkammer eingeführte Druckfluidum in Bezug auf den Resonanzkörper freischwingend gehalten wird, wobei die Membran zwischen der Membranauflage und der Membranfixierung ausgeprägt nach außen gewölbt verformt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Fixierung der Membran ausübende Reifen durch Druckbeaufschlagung der Außenfläche der Membran zwischen der Membranauflage und der Membranfixierung über das in die variable Druckkammer eingeführte Druckfluidum in Bezug auf den Resonanzkörper freischwingend gehalten wird, wobei die Membran zwischen der Membranauflage und der Membranfixierung ausgeprägt nach innen gewölbt verformt wird.
Verfahren zum Spannen oder Entspannen einer Membran eines Musikinstrumentes, insbesondere einer Membran einer einfelligen Rahmentrommel, Keramik-Darabukka, Zarb, Buk, Daiko oder dergleichen, bei dem ein Druckfluidum in mindestens eine variable Druckkammer geleitet und die Membran zwischen einer Membranauflage und einer Membranfixierung gesteuert gleichmäßig über ihren Umfang hin druckbeaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckbeaufschlagung der Membran zwischen der Membranauflage und der Membranfixierung anstelle über einen gesonderten elastisch dehnbaren Hohlkörper durch das in die variable Druckkammer einführte Druckfluidum unmittelbar erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Membranauflage ein Gleitmittel aufgebracht und somit bei jeder Membranverformung für einen gleichmäßigen Schwingungsverlauf innerhalb der Membran gesorgt wird.
Verfahren nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierung der Membran durch Verkleben oder Verleimen und/oder Nageln letzterer erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierung der Membran an dem zur Membranauflage entgegengesetzten Rand des Resonanzkörpers und/oder der Innenfläche des letzteren erfolgt.
Vorrichtung zum Spannen oder Entspannen einer Membran (1) eines Musikinstrumentes, insbesondere einer Membran einer einfelligen Rahmentrommel, Keramik-Darabukka, Zarb, Buk, Daiko oder dergleichen, die auf einer Membranauflage (2) aufliegt, mit einer insbesondere am Resonanzkörper des Musikinstrumentes vorgesehenen Membranfixierung (3) verbunden ist und mittels eines Druckfluidums, das in mindestens eine variable Druckkammer (8) führbar ist, zwischen der Membranauflage (2) und der Membranfixierung (3) gesteuert mindestens teilweise druckbeaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (1) zumindest den Wandabschnitt der variablen Druckkammer (8) bildet, durch den die volumenmäßige Veränderbarkeit der Druckkammer (8) gegeben ist, und daß die Druckkammer (8) steuerbar zur Form eines in Umfangsrichtung der Membran (1) gleichmäßig ausgebildeten Ballons zumindest über den umfangsmäßigen Wirkungsbereich der Membran (1) verformbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (18) der variablen Druckkammer (8) insgesamt aus der Membran (1) gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (11) der Membran (1) am Resonanzkörper (6) festgeklebt oder verleimt und/oder mittels Nägeln, Tackerklammern, Stiften, Schrauben oder dergleichen befestigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (11) der Membran (1) mit dem zur Membranauflage (2) entgegengesetzten Rand und/oder der Innenfläche des Resonanzkörpers (6) direkt verbunden ist.
Vorrichtung zum Spannen oder Entspannen einer Membran eines Musikinstrumentes, insbesondere einer Membran einer einfelligen Rahmentrommel, einer Keramik-Darabukka, Zarb, Buk, Daiko oder dgl., die auf einer Membranauflage aufliegt, über eine insbesondere am Resonanzkörper vorgesehen Membranfixierung festgelegt ist und mittels eines Druckfluidums, das in mindestens eine von einem elastisch dehnbaren, an eine Druckfluidumquelle anschließbaren Hohlkörper gebildete variable Druckkammer führbar ist, zwischen der Membranauflage und der Membranfixierung gesteuert über ihren Umfang hin beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das die Membran (1) bildende, auf den Resonanzkörper (6) aufgesetzte Fell hutförmig vorgeformt und am Rand (11) in einen Reifen (12) eingefaßt ist, dessen Innendurchmesser geringfügig größer als der zugeordnete Außendurchmesser des Resonanzkörpers (6) ist und der an dem die variable Druckkammer (8) bildenden, druckbeaufschlagten Hohlkörper so anliegt, daß er von letzterem freischwingend in Bezug zum Resonanzkörper (6) festgehalten ist und den Rand (11) der durch den Hohlkörper (8) gespannten Membran (1) fixiert.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Reifen (12) zwischen dem druckbeaufschlagten Hohlkörper (8) und der Innenfläche (4) der gespannten Membran (1) eingespannt in der in Bezug auf den Resonanzkörper (6) freischwingenden Stellung gehalten ist, wobei der Rand (11) der gespannten Membran (1) von dem Reifen (12) abdichtend gegen die Außenwand des Resonanzkörpers (6) fixiert gehalten ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (11) der gespannten Membran (1) am unteren Ende des Reifens (12) festgelegt ist, der eine äußere Einfassung (16) des die Außenfläche (5) der Membran (1) druckbeaufschlagenden Hohlkörpers (8) bildet und von letzterem in seiner in Bezug auf den Resonanzkörper (6) freischwingenden Stellung gehalten ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (1) mit der Innenfläche (31) oder der Außenfläche des Resonanzkörpers (6) mittels eines solchen Klebers direkt verbunden ist, bei dem die Klangvariabilität der Membran (1) erhalten bleibt.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (1) mit dem sie einfassenden Reifen (12) mittels eines solchen Klebers direkt verbunden ist, bei dem die Klangvariabilität der Membran (1) erhalten bleibt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der elastisch dehnbare Hohlkörper (9) aus einem handelsüblichen, mit einem Ventil versehenen Fahrrad-, Moped-, Rollstuhl- oder Autoschlauch gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (1) aus einer Tierhaut gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (1) aus einem synthetischen Material gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranbauflage (2) Teil des Resonanzkörpers (6) des Musikinstrumentes ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der einen Membranhalter darstellende Reifen (16) durch die variable Druckkammer (8) an der Membranauflage (2) festgehalten ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranauflage (2), die Membranfixierung (3) und die variable Druckkammer (8) jeweils ringförmig ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 8 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die variable Druckkammer (8) über ein Steuerventil (22) an mindestens eine weitere Druckkammer angeschlossen ist, deren Druck zu dem der variablen Druckkammer (8) unterschiedlich ist.