WO2000042597A1 - Verfahren und vorrichtung zum hydraulichen spannen oder entspannen einer membran eines musikinstrumentes - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum hydraulichen spannen oder entspannen einer membran eines musikinstrumentes Download PDF

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WO2000042597A1
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membrane
pressure chamber
fixation
support
resonance body
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PCT/DE2000/000173
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Inventor
David Faulwasser
Dieter Roman Dill
Original Assignee
David Faulwasser
Dieter Roman Dill
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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
    • G10D13/00—Percussion musical instruments; Details or accessories therefor
    • G10D13/10—Details of, or accessories for, percussion musical instruments
    • G10D13/16—Tuning devices; Hoops; Lugs
    • 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
    • G10D13/00—Percussion musical instruments; Details or accessories therefor
    • G10D13/01—General design of percussion musical instruments
    • G10D13/02—Drums; Tambourines with drumheads

Definitions

  • the invention relates to a method for tensioning or relaxing a membrane of a musical instrument, in particular a single-skin frame drum, ceramic darabukka, zarb, buk, daiko or the like, in which a pressure fluid in at least one variable formed by an elastically stretchable hollow body outside the resonance body of the drum Pressure chamber passed and the membrane between a membrane support and a membrane fixation controlled over its circumference evenly pressurized by the pressure fluid introduced into the variable pressure chamber and deformed arched
  • the invention further relates to a device for tensioning or relaxing a membrane of a musical instrument, in particular a membrane of a single-skin frame drum, ceramic darabukka, zarb, buk, daiko or the like, which rests on a membrane support, connected to a membrane fixation provided in particular on the resonance body of the musical instrument and by means of a pressure fluid that can be guided into at least one variable pressure chamber, can be at least partially pressurized between the membrane support and the membrane fixation in a controlled manner
  • the eardrums are fastened in a variety of ways.
  • the skins are rigidly fastened using pegs, nails or glue and then tensioned using a heat source.Tensioning the skins using strings is also conventional, usually with hoops, but this is what Tensioning the head or tuning the instrument or changing the head takes a lot of time. Exact pitches are difficult to tune. There is also a limited range of tension. By increasing the vibration level, the tension cords cause an optimal vibration of the membrane and thus, among other things, a relatively large dynamic range It is also common for the skins of traditional drums with interlocking mechanical elements such as. B Clamping screws and clamps or with two hoops with a mutual screw connection etc.
  • the protruding elements of the tensioning mechanism turn out to be uncomfortable in the case of body contact and the risk of hand injuries, especially on the wrists, is relatively large for beginners or when the drums are struck very forcefully
  • plastic skins solves the problem of negative effects of heat and humidity, but due to their inherent elasticity and rigidity ratio compared to natural skins, plastic skins have a vibration behavior with less dynamics and unpleasant overtone spectra
  • a device for tensioning the skins on drums, banjo 's and other musical instruments (DE-PS 109 902), which consists of an inflatable tube made of any material, which is attached to the instrument so that it attached in the inflated state Skin tension
  • a clamping ring which can be reduced in diameter and is provided with tensioning screws, is used, by which on the one hand the weight of the drum is undesirably increased and on the other hand there is a risk of hand injury to the person playing the drum
  • the replacement of the eardrum is relatively time-consuming
  • the invention is based on the object of providing a method and a device of the type mentioned at the outset, with which tensioning or relaxing a membrane of a musical instrument, in particular a single-skin frame drum, ceramic Darabukka, in a simpler and faster way than before.
  • Zarb, Buk, Daiko or the like can be controlled without using a conventional tensioning and fixing mechanism and with the possibility of a relatively quick and uncomplicated interchangeability of the membrane and an exact intonation of the musical instrument.
  • the aim is to reduce the risk of injury with fingers played in whole or in part To reduce percussion instruments and to increase the playing comfort.
  • the traditional design for drums without tensioning device should be retained while fulfilling the other objectives outlined above.
  • the probably oldest drum, the single-headed one Frame drum can be provided with an effective tuning device that has the lowest possible weight, high vibration and the lowest possible number of components
  • the tire which fixes the membrane is preferably kept free-swinging in relation to the resonance body by pressurizing the inner surface or the outer surface of the membrane between the membrane support and the membrane fixation via the pressure fluid introduced into the variable pressure chamber. in the case of the membrane between the membrane support and the membrane fixation being deformed outwards or outwards
  • a lubricant can be suitably applied to the membrane support, thus ensuring uniform tension equalization within the membrane with each membrane deformation.
  • the membrane can also be fixed very easily by gluing or gluing and / or nailing the latter and on the edge of the resonance body opposite the membrane support and / or on the inner surface of the latter
  • a device for tensioning or relaxing a membrane of a musical instrument in that the membrane forms at least the wall section of the variable pressure chamber, through which the volumetric variability of the pressure chamber is given, and in that the pressure chamber controllable to the shape of a balloon formed uniformly in the circumferential direction of the membrane is deformable at least over the circumferential range of action of the membrane
  • the wall of the variable pressure chamber can be formed entirely from the membrane.
  • the wall of the variable pressure chamber can also be attached to a membrane fixation spaced apart from the resonance body and with its section extending beyond the membrane fixation below the membrane support on the resonance body and with its outer surface at the end of the section of the membrane support surface sealingly also the edge of the membrane can be glued or glued to the resonance body in a simple manner and / or fastened by means of nails, staples, pins, screws or the like or connected directly to the edge opposite the membrane support and / or the inner surface of the resonance body WO 00/42597 _ g _ PCT / DE00 / 00173
  • a device for tensioning or relaxing a membrane of a musical instrument of the type mentioned at the beginning in which the pressure fluid can be guided into a variable pressure chamber formed by an elastically stretchable hollow body and which is characterized in that the membrane forming fur placed on the resonance body is hat-shaped and bordered in a tire, the inside diameter of which is slightly larger than the assigned outside diameter of the resonance body and which bears against the pressurized hollow body forming the variable pressure chamber in such a way that it freely vibrates with respect to the latter Resonance body held and fixed the edge of the membrane stretched by the hollow body
  • the tire is clamped between the pressurized hollow body and the inner surface of the tensioned membrane in the freely floating position with respect to the resonance body, the edge of the tensioned membrane being held in a sealing manner by the tire against the outer wall of the resonance body.
  • the edge of the tensioned membrane can also be fixed at the lower end of the tire, which forms an outer border of the hollow body which pressurizes the outer surface of the membrane and is held by the latter in its free-floating position in relation to the resonance body.
  • a suitable lubricant, preferably applied to the membrane support ensures this in a simple and reliable manner , which is always given a uniform, equalized to the pressurization of the latter voltage equalization within the membrane
  • the method for tensioning or relaxing a membrane is used for tuning at least one string of the musical instrument running above the membrane of the musical instrument and having at least one end fixed and tensioned on the membrane or for tensioning or relaxing at least one tensioned string which extends above the membrane via at least one web device located on the latter WO 00/42597 _ ⁇ _ PCT / DE00 / 00173
  • the flat and flexible power transmission of the controlled at least one variable pressure chamber filled with compressed air to the membrane ensures a uniform voltage exchange within the membrane of a drum.Targeted intonation can thus be achieved directly by simple pressure change in the cavity forming the variable pressure chamber, so that instruments are accurate and let them coordinate quickly with each other
  • the spontaneously available tunability offers a variety of sounds that would otherwise require the use of new or additional instruments
  • variable pressure chamber gives all drums the ability to be tuned immediately while playing
  • a virtuoso soloist insert can be accentuated with a high skin tension and an accompanying function with a tonally coordinated lower tension can be taken over with the same instrument
  • the membrane When the control valve of the at least one variable pressure chamber is opened, the membrane can be relaxed in a very short time by equalizing the pressure in the latter to the outside pressure.Follows or membranes can thus be protected after play by relieving them and thus being used for a longer period of time.
  • the relieving causes regeneration of the natural skins Due to their elasticity, ie the tension in the skin that arises after relieving, gradually increases. Since natural skins only reach their optimal sound after a long period of settling, a longer usability of the natural skins leads to an improvement in the sound of the instruments
  • the flexible pressure chamber or flexible pressure chambers ensures a vibrating force absorption of the membrane tension and thereby an optimal vibration behavior and a great dynamic as it already exists with a string tension
  • the invention can be used with all types of membraneophones, regardless of their shape, just as advantageously as for chordophones whose top is formed from a membrane
  • the tensioning device Since the at least one variable pressure chamber is preferably formed from a commercially available tube of tires, the tensioning device hardly increases the weight of the drum.This is particularly important in the case of a frame drum, since this is played with one hand and at the same time held by the latter.
  • the force of the membrane tension is along The physical force line of action of the resonance body is evenly transferred to it, through which mode of action the resonance body is stabilized with tensioning screws in contrast to a conventional tensioning mechanism
  • the fixation of the membrane according to the method according to the invention enables the skins to be replaced quickly and, since bulky clamping or tensioning rings are not required to fix the skin edge, in particular a frame drum of low weight that is safe to have, because of the relatively large sound variability of natural skins, a resonance body can be used use for different sound demands New drums with removable heads for different sound designs can now be launched on the market, and the existing selection of removable heads means that the sound design of the drums is transferred from the producer to the musicians, since tattered skins can now be replaced within minutes a partially complex repair work.
  • the very simple construction of the device according to the invention fulfills all the requirements placed on an optimal tensioning or relaxation of membrane-like elements or membranes, and can be produced inexpensively, in particular also for conventional musical instruments already used, by means of a retrofit which causes relatively low costs
  • the method according to the invention is particularly suitable for use in all musical instruments with a membrane -ophonic construction, and the method is most frequently used in a general embodiment of a musical instrument in which a groove is embedded in the resonance body on the outside below the membrane support and a tube is embedded in the groove, which does not protrude over the edge of the groove in the unfilled state.
  • the membrane that forms the membrane is preformed as a hat and edged at the edge in the tire already mentioned, the inside diameter of which is minimally larger than the assigned outside diameter of the resonance body.
  • the fur is placed on the resonance body, the Fur wall forms the outer border of the tube and positions the tire below the groove.
  • the tube is inflated by means of compressed air with the effect that the membrane between the membrane support and the membrane fixation is deformed in a bead shape outwards by the pressure of the tube and is thereby tensioned and the tire is held free swinging through the tube to the resonance body as a compressed air source can already serve a simple bicycle or car air pump
  • the device according to the invention is particularly suitable for use with frame drums of a lightweight construction, in which, in contrast to the general construction described above, a separate tire is dispensed with and the skin with the edge opposite the membrane support and / or with the inner surface of the resonance body. pers is directly connected This connection is achieved p ⁇ mar by gluing or gluing, which can be combined with elements such as nails, staples, pins, screws and the like.
  • This design ensures the simplest system of an tunable frame drum consisting of three elements, namely a skin, A frame and a commercially available tire hose
  • the present invention impresses in its surprising simplicity, through which the play position of the frame drum, which is demonstrated by illustrations, can be maintained, since the tuning device according to the invention only brings about an insignificant increase in weight
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a membrane lying on a membrane support and fastened to a membrane fixation, for example with a circular plan,
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of the membrane according to FIG. 1 when pressure is applied to the inner surface of the membrane between the membrane support and the membrane fixation
  • FIG. 3 shows a schematic representation of the membrane according to FIG. 1 when pressure is applied to its outer surface between the membrane support and the membrane fixation
  • 4a to 4e are schematic sectional representations which illustrate the chronological assembly and functioning of a frequently used general, first embodiment of the device
  • FIG. 5 shows a schematic sectional view of a second embodiment of the device, the basic mode of operation of which corresponds to that of the first embodiment
  • FIG. 6 shows a schematic sectional view of a third embodiment of the device, the principle of operation of which corresponds to that of the first embodiment, WO 00/42597 _ l ⁇ _ PCT / DE00 / 00173
  • FIG. 7 is a schematic sectional view of a fourth embodiment of the device, the principle of its operation corresponds to that of the first embodiment,
  • FIG. 8 shows a schematic sectional view of a fifth embodiment of the device, the basic mode of operation of which corresponds to that of the first embodiment
  • FIG. 9 shows a schematic sectional view of a sixth embodiment of the device, the basic mode of operation of which corresponds to that of the first embodiment,
  • variable pressure chamber is formed by the membrane
  • 11 is a schematic sectional view showing the use of the device according to the principle of operation of the first embodiment for tuning at least one string of a string instrument
  • FIG. 12 is a plan view of a schematically illustrated banjo in which the method for tensioning or relaxing the membrane is used, and
  • FIG. 13 is a schematic sectional view of a harp, viewed in the direction of the course of the strings of the harp, in which the method is used
  • FIGS. 2 and 3 which can be seen in connection with FIG. 1, the pressure uniformly applied between the membrane support 2 and the membrane fixation 3 across the circumference of the membrane either applies to the inner surface 4 ( Contact surface) of the membrane 1 (Fig 2) or on the outer surface 5 of the membrane 1 (Fig 3), the Membrane 1 between the membrane support 2 and the membrane fixation 3 is pronounced arched outwards or inwards
  • FIG. 4a to 4e show the assembly and the mode of operation of a frequently used first embodiment of the device shown chronologically.
  • a groove 7 is embedded in a resonance body 6 below the membrane support 2, in which a variable pressure chamber 8 is inserted forming tube 9 is embedded, which can be inflated by means of a compressed air source (not shown).
  • the tube 9 does not protrude beyond the edge of the groove 10.
  • the membrane 1 is preferably formed from a skin that is pre-shaped as a hat and at the edge 11 in a tire 12 The inner diameter of the tire 12 is minimally larger than the assigned outer diameter of the resonance body 6. The skin is placed on the resonance body 6 according to FIG.
  • FIGS. 4c to 4e illustrate the chronological course of the deformation stages of the membrane 1 when compressed air is fed into the hose 9 forming the variable pressure chamber 8, after which the hose 9 expands the membrane 1 between the membrane support 2 and the membrane fixation 3 over the membrane circumference on the inner surface 4 (membrane support surface) pressurized (Fig. 4c) and, due to its increased internal pressure, deformed in a bead shape towards the outside and thus tensioning.
  • the tire 12 is held in a free-swinging manner by the inflated tube 9 to the resonance body 6 (FIGS. 4d and 4e)
  • the hose 9 forming the variable pressure chamber 8 acts on the inner surface 4 (membrane support surface) of the membrane 1 between the membrane support 2 formed by the resonance body 6 and the membrane fixation 3 Bei
  • this embodiment is on the outer surface 5 of the membrane 1 in its deformable area between the membrane support 2 and the membrane fixation 3 in the direction of the circumference of the membrane 1 over this at least partially extending band or a ring 13, preferably made of metal, wood or plastic, which is elastically stretchable and applied directly to the outer surface 5 of the membrane 1 or arranged on the outer surface 5 of the membrane 1 via an elastic, stretchable bearing 14, whereby the membrane 1 is protected from damage
  • FIG. 6 shows a third embodiment of the device, the basic mode of operation of which corresponds to that of the first embodiment.
  • the basic mode of operation of which corresponds to that of the first embodiment.
  • the tire 1 is used to produce special rim hits, the so-called "rim shots"
  • FIG. 7 shows a fourth embodiment of the device similar to FIG. 4e, the principle of its operation corresponds to that of the first embodiment, but in which the membrane 1 rests on a membrane support 2 spaced apart from the resonance body 6
  • the variable pressure chamber 8 forming tube 9 rests on the side 17 of the membrane holder 16 facing the resonance body 6 and, when inflated by means of compressed air, the outer surface 5 of the membrane 1 between the membrane support 2 and the membrane fixation 3 over the membrane
  • FIG. 9 shows a sixth embodiment of the device, in which the tube 9 receiving the groove 7 is formed in a two-part frame 18 below the membrane support 2 provided on the upper frame part 19, the membrane 1 running over the membrane support 2 being the outer border of the variable Forms pressure chamber 8 forming hose 9 and is fixed on the rear side 20 of the lower frame part 21.
  • the basic radio mode of operation of this sixth embodiment of the device corresponds to that of the first embodiment
  • FIG. 10 shows a seventh embodiment of the device, in which the membrane 1 running over the membrane support 2, which is formed by the resonance body 6, forms the entire wall 26 of the variable pressure chamber 8, is fastened to a membrane fixation 3 spaced apart from the resonance body 6 and with its section 27, which extends beyond the membrane fixation 3, beneath the projecting membrane support 3 on the resonance body 6 and with its outer surface 5 at the end of the section 27, sealingly rests against its inner surface 4 (membrane support surface) when the pressure fluid is introduced into the variable pressure chamber 8 preferred embodiment of the device, the inner surface 4 of the membrane 1 between the membrane support 2 and the membrane fixation 3 over the circumferential effective range of the membrane 1 in its circumferential direction as a whole is immediately directly pressurized and deformed strongly curved towards the outside, the membrane 1 being tensioned.
  • FIG. 11 shows a schematic section of a zither-like string instrument 35, the cover 21 of which is formed by a membrane 1, which can be tensioned and relaxed by means of the first embodiment of the device according to FIG. 5 in the basic mode of operation described in connection with the latter, at least one above the membrane 1
  • Running string 22 lies at opposite points of a double bridge device 23, which in turn rests on the cover 21 of the stringed instrument 35 formed by the tensionable or relaxable membrane 1, and its ends 24 each engage one of the resonance bodies 6 below the tensioning device
  • Annular vortex device 25 set such that it rests on the outer surface 5 of the membrane 1 in the region of its outwardly pronounced curvature 26 between the membrane support 2 formed by the resonance body 6 and the membrane fixation 3 formed by the tire 12 and when tensioning or relaxing the membrane 1 by means of the The tension of the tensioning device can be changed.
  • the use of the method for tuning the strings of a stringed instrument resulting from the aFig 1 1 is particularly special in the case of stringed instruments equipped with a fingerboard, in which the top of the resonance body is formed by a membrane that can be tensioned or relaxed by the tensioning device Advantage, because when tensioning or releasing the membrane, the height of the support point of the string, which is tensioned at one end via the bridge placed on the membrane, can be related above the membrane to the height of the string above the fingerboard of the instrument, d he corresponds to the high ratio required for an exact fine tuning of the instrument

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Spannen oder Entspannen einer Membran eines Musikinstrumentes, wobei ein Druckfluidum in mindestens eine von einem elastisch dehnbaren Hohlkörper 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 wird. Um ein sehr einfaches und schnelles Spannen oder Entspannen sowie Auswechseln der Membran zu ermöglichen, erfolgt die Fixierung der Membran nur durch einen Reifen, der bei Druckbeaufschlagung der Membran über das in die variable Druckkammer eingeführte Druckfluidum in Bezug auf den Resonanzkörper freischwingend gehalten wird.

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM HYDRAULICHEN SPANNEN ODER ENTSPANNEN EINER MEMBRAN EINES MUSIKINSTRUMENTES
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 Resonanzkorpers 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 Resonanzkorper des Musikinstrumentes vorgesehenen Membranfixierung verbunden ist und mittels eines Druckfluidums, das in mindestens eine variable Druckkammer fuhrbar ist, zwischen der Membranauflage und der Membranfixierung gesteuert mindestens teilweise druckbeaufschlagbar ist
Es ist bekannt, daß Temperatur- und Feuchtigkeitsanderungen Spannung und Masse von Membranen von Musikinstrumenten verandern Dies gilt insbesondere für mit tierischen Hauten, sogenannten Naturfelle, bespannte traditionelle Trommeln, bei denen die Spannung des Trommelfells und die Tonhohe durch Warme und geringe Luftfeuchtigkeit erhöht wird
Bei traditionellen Trommeln werden die Trommelfelle auf die verschiedenste Weise befestigt So werden die Felle z B mittels Pflocken, Nageln oder durch Leimen starr befestigt und dann durch Verwendung einer Wärmequelle gespannt Herkömmlich ist auch das Spannen der Felle mittels Schnuren, meist mit Spannreifen, was jedoch das Spannen des Fells bzw das Stimmen des Instrumentes oder das Wechseln des Fells zeitlich aufwendig gestaltet Exakte Tonhohen sind schwer stimmbar Zudem besteht ein begrenzter Spannungsbereich Die Spannschnure bewirken durch die Vergrosserung der Schwingungsebene eine optimale Schwingung der Membran und somit u a eine verhalnismaßig große Dynamik Gelaufig ist auch, die Felle traditioneller Trommeln mit ineinandergreifenden mechanischen Elementen wie z. B Schrauben und Spannbocken oder mit zwei Spannreifen mit gegenseitiger Schraub Verbindung etc zu spannen Spannschrauben erleichtern zwar den Spannvorgang, erfordern aber zusatzlich Spannreifen, bevorzugt aus Metall, da die punktuelle Kraftübertragung beim Spannen des Fells mittels Spannschrauben einer verhältnismäßig stark versteiften Ausfuhrung bedarf. Eine derartige Spannmechanik macht dadurch häufig den größten Anteil des Gewichtes der Trommel aus Auch fuhrt die versteifte Membranaufnahme zu einer Schwingungsbehinderung der Membran und dadurch u a zu einer verringerten Dynamik Die verhältnismäßig schwere Spannmechanik muß am Resonanzkorper der Trommel befestigt werden, was aufgrund des erhöhten Gewichtes und der steifen Verbindung eine unerwünschte Dampfung und damit eine negative Klangbeeinflussung mit sich bringt Außerdem entstehen Neb engerausche wie Klirren und mebran- und resonanzkorperfremde Klangspektrumanteile
Weiterhin erweisen sich die abstehenden Elemente der Spannmechanik beim Korperkontakt als unangenehm und die Gefahr von Handverletzungen , speziell an den Handgelenken ist bei Anfangern oder beim sehr kraftigen Schlagen der Trommeln verhalnismaßig groß
Um die notige Verwindungssteifigkeit des Resonanzkorpers im Bereich der Spannbocke zu erreichen, ist eine verhältnismäßig hohe Materialfestigkeit bzw verhältnismäßig große Materialstarke des Resonanzkorpers erforderlich Spröde Materialien wie Keramik, Glas, Weichholzer etc eignen sich aufgrund der punktuellen Belastung der Spannmechanik nicht für den Resonanzkorper 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 gewahrleisten, muß eine aufwendige und verhältnismäßig schwere Spannmechanik bei Inkaufnahme der genannten Nachteile eingesetzt werden
Naturfelle verschleißen bei dauerhaft hoher Spannungsbeanspruchung sowie durch Warme- und Luftfeuchtigkeitswechsel verstärkt Ihre 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 gewahrleistet und daher in der Praxis auch selten durchgeführt
Durch die herkömmliche Verwendung von Kunststofffellen wird zwar das Problem der negativen Warme- und Luftfeuchtigkeitseinflusse gelost, jedoch weisen Kunststofϊfelle infolge des ihnen eigenen Elastizitats- und Steifigkeitsverhaltnisses 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 aufblahbaren Schlauch aus beliebigem Material besteht, der so an dem Instrument angebracht ist, daß er im aufgebiahten Zustand das befestigte Fell spannt Zur Befestigung des Randes des über einen aufblahbaren 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 Resonanzkorper 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 Resonanzkorper 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 Membranauflage am Resonanzkorper aufliegenden Trommelmembran quasi eingequetscht ist. so daß eine gleichmaßige Druckbeaufschlagung der Trommelmembran zwischen der Membranauflage und der Membranfixierung am Resonanzkorper 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 umfangsmaßig beabstandeten Quetschenpunkten gleichmaßig druckbeaufschlagt Im übrigen sind auch bei dieser bekannten Trommel die zuvor benannten Nachteile des durch die Spannmechanik bedingten übermäßigen Gewichtes, der unerwünschten Schwingungsdampfung, der punktuellen und/oder versteiften Kraftüber-tragung und des zeitaufwendigen Wechseins 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 Ermoglichung 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 erhohen 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 Schwingungsfahigkeit und eine möglichst reduzierte Zahl der Bauteile aufweist
Diese Aufgabe wird in überraschend einfacher Weise erfindungsgemaß dadurch gelost, 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 Resonanzkorper freischwingend gehalten wird
Vorzugsweise wird der die Fixierung der Membran ausübende Reifen durch Druckbeaufschlagung der Innenflache oder der Außenflache der Membran zwischen der Membranauflage und der Membranfixierung über das in die variable Druckkammer eingeführte Druckfluidum in Bezug auf den Resonanzkorper freischwingend gehalten, wo- bei 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 gleichmaßigen 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 Resonanzkorpers und/oder an der Innenflache 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 gelost, daß die Membran zumindest den Wandabschnitt der variablen Druckkammer bildet, durch den die volumenmaßige Veranderbarkeit der Druckkammer gegeben ist, und daß die Druckkammer steuerbar zur Form eines in Umfangsrichtung der Membran gleichmaßig ausgebildeten Ballons zumindest über den umfangsmaßiegn 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 Resonanzkorper beabstandeten Membranfixierung befestigt und mit ihrem sich jenseits der Membranfixierung erstreckenden Abschnitt unterhalb der Membranauflage am Resonanzkorper sowie mit ihrer Außenflache am Ende des Abschnitts an der Membranauflageflache abdichtend anliegen Auch kann der Rand der Membran in einfacher Weise am Resonanzkorper festgeklebt oder verleimt und/oder mittels Nageln, Tackerklammern, Stiften, Schrauben oder dergleichen befestigt oder mit dem zur Membranauflage entgegengesetzten Rand und/oder der Innenflache des Resonanzkorpers direkt verbunden sein WO 00/42597 _ g _ PCT/DE00/00173
Die aufgezeigte Aufgabe wird weiterhin gelost 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 Resonanzkorper aufgesetzte Fell hutformig vorgeformt und am Rand in einen Reifen eingefaßt ist, dessen Innendurchmesser geringfügig großer als der zugeordnete Außendurchmesser des Resonanzkorpers ist und der an dem die variable Druckkammer bildenden, druckbeaufschlagten Hohlkörper so anliegt, daß er von letzterem freischwingend in Bezug auf den Resonanzkorper festgehalten und den Rand der durch den Hohlkörper gespannten Membran fixiert
Vorzugsweise ist der Reifen zwischen dem druckbeaufschlagten Hohlkörper und der Innenflache der gespannten Membran eingespannt in der in Bezug auf den Resonanzkorper freischwingenden Stellung gehalten, wobei der Rand der gespannten Membran von dem Reifen abdichtend gegen die Außenwand des Resonanzkorpers fixiert gehalten ist Der Rand der gespannten Membran kann auch am unteren Ende des Reifens festgelegt sein, der eine äußere Einfassung des die Außenflache der Membran druckbeaufschlagenden Hohlkörpers bildet und von letzterem in seiner m Bezug auf den Resonanzkorper 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 gleichmaßiger, an die Druckbeaufschlagung letzterer angepaßter Spannungsausgleich gegeben ist
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemaßen Vorrichtung sind in den Patentansprüchen 17 bis 32 beschrieben
Erfindungsgemaß wird das Verfahren zum Spannen oder Entspannen einer Membran nach den Patentansprüche 1 bis 7 zum Stimmen mindestens einer oberhalb der Membran des Musikinstrumentes verlaufenden und mit mindestens einem Ende an der Membran festgelegten und gespannten Saite des Musikinstrumentes oder zum Spannen oder Entspannen mindestens einer gespannten Saite verwendet, die oberhalb der Membran über mindestens eine auf letzterer befindliche Stegeinrichtung verlauft WO 00/42597 _ η _ PCT/DE00/00173
Die flachige und flexible Kraftübertragung der gesteuert mit Druckluft gefüllten mindestens einen variablen Druckkammer auf die Membran gewahrleistet einen gleichmäßigen Spannungsaustausch innerhalb der Membran einer Trommel Eine gezielte Intonation ist somit durch einfache Druckveranderung 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 wahrend des Spielens war bislang nur bei der Orchesterpauke möglich Durch den Einsatz der erfindungsgemaße Vorrichtung unter Verwendung einer manuell, analog oder digital gesteuerten Druckveranderung der variablen Druckkammer ist jedoch bei allen Trommeln die unmittelbare Umstimmbarkeit wahrend des Spielens gegeben
Zum Beispiel kann mittels der Erfindung mit einer hohen Fellspannung eine virtuose solistische Einlage akzentuiert eingebracht und mit demselben Instrument eine Begleitfünktion 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 Offnen 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 langer 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 gewahrleistet 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 Auswolbung des Fellrandes bildet eine elastisch federnde Auflageflache für die Hände eines Spielers und beeinträchtigt nicht die Spielhaltung der Hände Da der Aufbau und die Anordnung der erfindungsgemaßen Vorrichtung zum Spannen oder Entspannen der Membran des Musikinstrumentes dessen optischen Eindruck nicht bestimmen, können bei Erhalt des ursprunglichen 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 Resonanzkorpers auf diesen gleichmäßig übertragen, durch welche Wirkungsweise der Resonanzkorper im Gegensatz zu einer herkömmlichen Spannmechanik mit Spannschrauben stabilisiert wird
Die Fixierung der Membran gemäß dem erfindungsgemaße 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 Klangvariabilitat von Naturfellen laßt sich ein Resonanzkorper für unterschiedlichste Klanganspruche 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 Reparaturarbeit. Ersatzfelle bieten somit Musikern eine Sicherheit, die bislang nur Ersatzinstrumente gewahrleisten konnten Für einen Transport können die Felle vom Resonanzkorper abgenommen und ineinander gestapelt werden, was vor allem bei großen Trommeln wie z B Orchesterpauken nutzlich sein kann Bei geschlossenen Resonanzkorpern entsteht dadurch ein zusatzlicher Stauraum Das den kleinsten und empfindlichsten Teil einer Trommel darstellende Fell kann somit getrennt verpackt werden
Der sehr einfache Aufbau der erfindungsgemaßen 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 erfindungsgemaße 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 Resonanzkorper 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 großer als der zugeordnete Außen-durchmesser des Resonanzkorpers ist Das Fell wird auf den Resonanzkorper 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 wulstformig nach außen verformt und dadurch gespannt wird und der Reifen durch den Schlauch freischwingend zum Resonanzkorper festgehalten ist Als Druckluftquele kann bereits eine einfache Fahrrad- oder Autoluftpumpe dienen
Die erfindungsgemaße 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 Innenflache des Resonanzkor- pers direkt verbunden ist Diese Verbindung wird pπmar durch eine Verklebungung oder Verleimung, die mit Elementen wie Nageln, Tackerklammern, Stiften, Schrauben und dergleichen kombinierbar ist, erreicht Diese Bauweise gewahrleistet das einfachste Systen einer stimmbaren Rahmentrommel bestehend aus drei Elementen, und zwar einem Fell, einem Rahmen und einem handelsüblichen Bereifüngsschlauch Die vorliegende Erfindung besticht in ihrer überraschenden Einfachheit, durch die die mehrtausendjahrige, 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 Innenflache der Membran zwischen der Membranauflage und der Membranfixierung,
Fig. 3 eine schematische Darstellung der Membran nach Fig 1 bei einer Druckbeaufschlagung auf ihre Außenflache 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, WO 00/42597 _ l χ _ PCT/DE00/00173
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 Ausfuhrungsform 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 Verfahr ensgemaß wird die Membran 1 über ihren gesamten Umfang hin zwischen der Membranauflage 2 und der Membranfixierung 3 insgesamt gleichmaßig druckbeaufschlagt Wie aus den Fig 2 und 3 hervorgeht, die in Verbindung mit Fig 1 zu sehen sind, erfolgt die insgesamt gleichmaßige Druckbeaufschlagung zwischen der Membranauflage 2 und der Membranfixierung 3 über den Membranumfang hin verfahrensgemaß entweder auf die Innenflache 4 (Auflageflache) der Membran 1 (Fig 2) oder auf die Außenflache 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 Resonananzkorper 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 1 1 in einen Reifen 12 eingefaßt ist, wie Fig 1 zeigt Der Innendurchmesser des Reifen 12 ist minimal großer als der zugeordnete Außendurchmesser des Resonanzkorpers 6 Das Fell wird gemäß Fig 4b auf den Resonanzkorper 6 so aufgesetzt, daß es über die von letzterem gebildete Membranauflage 2 lauft und die äußere Einfassung für den in der Nut 7 angeordneten Schlauch 9 bildet, wobei der Reifen 12 unterhalb der Nut 7 am Resonanzkorper 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 Innenflache 4 (Membranauflageflache) druckbeaufschlagt (Fig 4c) und aufgrund seines gesteigerten Innendrucks wulstformig nach außen verformt und somit spannt. Der Reifen 12 wird durch den aufgeblasenen Schlauch 9 freischwingend zum Resonanzkorper 6 festgehalten (Fig 4d und 4e)
Fig 5 zeigt eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung, deren prinzipielle Funktionsweise der der ersten Ausführungsforn entspricht, d h der die variable Druckkammer 8 bildenden Schlauch 9 beaufschlagt die Innenflache 4 (Membranauflageflache) der Membran 1 zwischen der vom Resonanzkorper 6 gebildeten Membranauflage 2 und der Membranfixierung 3 Bei dieser Ausführungsform ist jedoch an der Außenflache 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 Außenflache 5 der Membran 1 unmittelbar aufgebracht oder über eine elastische dehnbare Lagerung 14 auf der Außenflache 5 der Membran 1 angeordnet ist, wodurch die Membran 1 vor Beschädigung geschutz 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 Außenflache 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 Außenflaoche der Membran 1 mittels einer elastischen Lagerung 15 aufgebracht Der Reifen 1 dient zur Erzeugung spezieller randschlage, der sogenannten ,,Rim Shots"
Fig 7 zeigt eine zur Fig 4e ahnliche, vierte Ausführungsform der Vorrichtung, deren prinzipielle Funktionsweise der der ersten Ausführungsform entspricht, bei der die Membran 1 jedoch auf einer von dem Resonanzkorper 6 beabstandeten Membranauflage 2 aufliegt
Aus Fig 8 geht eine fünfte Ausführungsform der Vorrichtung hervor, bei der die Membranauflage 2 vom Resonanzkorper 6 gebildet ist und die über die Membranauflage 2 verlaufende Membran 1 an der vom Resonanzkorper 6 abgewandten Seite 15 eines von letzterem beabstandet angeordneten Mebranhalters 16 festgelegt ist, wobei der die variable Druckkammer 8 bildende Schlauch 9 an der dem Resonanzkorper 6 zugewandten Seite 17 des Membranhalters 16 anliegt und beim Aufblasen mittels Druckluft die Außenflache 5 der Membran 1 zwischen der Membranauflage 2 und der Membranfixierung 3 über den Mem¬
branumfang 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 18 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 Ruckseite 20 des unteren Rahmenteils 21 festgelegt ist 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 Resonanzkorper 6 gebildet ist, laufende Membran 1 die gesamte Wand 26 der variablen Druckkammer 8 bildet, an einer vom Resonanzkorper 6 beabstan- deten Membranfixierung 3 befestigt ist und mit ihrem sich jenseits der Membranfixierung 3 erstreckenden Abschnitt 27 unterhalb der vorspringenden Membranauflage 3 am Resonanzkorper 6 sowie mit ihrer Außenflache 5 am Ende des Abschnitts 27 an ihrer Innenflache 4 (Membranauflagefläche) abdichtend anliegt Bei Einführung des Druckfluidums in die variable Druckkammer 8 wird bei dieser bevorzugten Ausfuhrungsform der Vorrichtung die Innenflache 4 der Membran 1 zwischen der Membranauflage 2 und der Membranfixierung 3 über den umfangsmaßigen Wirkungsbereich der Membran 1 hin in deren Umfangsrichtung insgesamt gleichmaßig unmittelbar druckbeaufschlagt und nach außen stark gewölbt verformt, wobei die Membran 1 gespannt wird.
Fig 11 zeigt im schematischen Schnitt ein zitherartiges Saiteninstrument 35, dessen Decke 21 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 22 liegt an einander gegenüberliegenden Punkten einer zweifachen Stegeinrichtung 23 auf, die wiederum auf der von der spannbaren oder entspannbaren Membran 1 gebildeten Decke 21 des Saiteninstrumentes 35 aufliegt, und ist mit ihren Enden 24 jeweils an einer am Resonanzkorper 6 unterhalb der Spannvorrichtung angreifenden kreisringformigen Wirbeleinrichtung 25 derart festgelegt, daß sie auf der Außenflache 5 der Membran 1 im Bereich deren nach außen ausgeprägter Wölbung 26 zwischen der vom Resonanzkorper 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 aFig 1 1 hervorgehende Verwendung des Verfahrens zum Stimmen der Saiten eines Saiteninstrumentes ist bei mit einem Griffbrett ausgerüsteten Saiteninstrumenten, bei denen die Decke des Resonanzkorpers von einer durch die Spannvorrichtung spann- bzw entspannbaren Membran gebildet ist, von besonderem Vorteil, da beim Spannen oder Entspannen der Membran zugleich die Hohe des Auflagepunktes der Saite, die über den auf der Membran aufgesetzten Steg an einem Ende gespannt ist, oberhalb der Membran zur Hohe der Saite über dem Griffbrett des Instrumentes in ein Verhältnis gebracht werden kann, das dem für eine exakte Feinstimmung des Instrumentes erforderlichen Hohenverhaltnis entspricht
Die Fig 12 und 13 verdeutlichen die Anwendung der Vorrichtung zum Spannen und Entspannen einer Membran am Beispiel eines Banjos 27 bzw einer Harfe 28, wobei die Membranauflage, der Membranhalter und die variable Druckkammer jeweils als unvollständiger Ring 29 bzw zweiteilig ausgebildet sind

Claims

Patentansprüche
1) 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 Resonanzkorpers der Trommel gebildete variable Druckkammer geleitet und die Membran zwischen einer Membranauflage und einer Membranfixierung gesteuert über ihren Umfang hin gleichmaßig 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 Resonanzkorper (6) freischwingend gehalten wird
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Fixierung der Membran ausübende Reifen durch Druckbeaufschlagung der Innenflache der Membran zwischen der Membranauflage und der Membranfixierung über das in die variable Druckkammer eingeführte Druckfluidum in Bezug auf den Resonanzkorper freischwingend gehalten wird, wobei die Membran zwischen der Membranauflage und der Membranfixierung ausgeprägt nach außen gewölbt verformt wird
3) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Fixierung der Membran ausübende Reifen durch Druckbeaufschlagung der Außenflache der Membran zwischen der Membranauflage und der Membranfixierung über das in die variable Druckkammer eingeführte Druckfluidum in Bezug auf den Resonanzkorper freischwingend gehalten wird, wobei die Membran zwischen der Membranauflage und der Membranfixierung ausgeprägt nach innen gewölbt verformt wird
4) 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 im mindestens eine variable Druckkammer geleitet und die Membran zwischen einer Membranauflage und einer Membranfixierung gesteuert gleichmaßig über ihren Umfang hin druckbeaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckbeaufschlagung der Membran zwischen der Membranauflage und der Membranfixierung durch das in die variable Druckkammer eingeführte Druckfluidum unmittelbar erfolgt.
5) Verfahren nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Membranauflage ein Gleitmittel aufgebracht und somit bei jeder Membranverformung für einen gleichmaßigen Spannungsausgleich innerhalb der Membran gesorgt wird
6) Verfahren nach Anspruch 4 und 5 , dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierung der Membran durch Verkleben oder Verleimen und/oder Nageln letzterer erfolgt
7) Verfahren nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierung der Membran an dem zur Membranauflage entgegengesetzten Rand des Resonanzkorpers und/ oder an der Innenflache des letzteren erfolgt
8) 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 Resonanzkorper 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, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (1) zumindest den Wandabschnitt (28) der variablen Druckkammer (8) bildet, durch den die volumenmaßige Veranderbarkeit der Druckkammer (8) gegeben ist, und daß die Druckkammer (8) steuerbar zur Form eines in Umfangsrichtung der Membran (1) gleichmaßig ausgebildeten Ballons zumindest über den umfangsmaßigen Wirkungsbereich der Membran (1) verformbar ist
9) Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (18) der variablen Druckkammer (8) insgesamt aus der Membran (1) gebildet ist
10) Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (18) der varia- blen Druckkammer (8) an einer vom Resonanzkorper (6) beabstandeten Membranfixierung (3) befestigt ist und mit ihrem sich jenseits der Membranfixierung (3) erstreckenden Abschnitt (19) unterhalb der Membranauflage (2) am Resonanzkorper (6) sowie mit ihrer Außenfläche (5) am Ende des Abschnitts (19) an der Membranauflagefläche (4) abdichtend anliegt
11) Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (11) der Membran (1) am Resonanzkorper (6) festgeklebt oder verleimt und/oder mittels Nageln , Tackerklammern, Stiften, Schrauben oder dergleichen befestigt ist
12) Vorrichtung nach Anspruch 8 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (11) der Membran (1) mit dem zur Membranauflage (2) entgegengesetzten Rand und/oder der Innenflache (31) des Resonanzkorpers (6) direkt verbunden ist
13) Vorrichtung zum Spannen oder Entspannen einer Membran eines Musikinstrumentes, insbesondere einer Membran einer einfelligen Rahmentrommel, Keramik - Darabukka, Zarb, Buk, Daiko oder dgl., die auf einer Membranauflage aufliegt, über eine insbesondere am Resonanzkorper vorgesehenen 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 Resonanzkorper (6) aufgesetzte Fell hutformig 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 Resonanzkorper (6) festgehalten ist und den Rand (11) der durch den Hohlkörper (8) gespannten Membran (1) fixiert
14) Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Reifen (12) zwischen dem druckbeaufschlagten Hohlkörper (8) und der Innenflache (4) der gespannten Membran (1) eingespannt in der in Bezug auf den Resonanzkorper (6) freischwingenden Stellung gehalten ist, wobei der Rand (11) der gespannten Membran (1) von dem Reifen (12) abdichtend gegen die Außenwand des Resonanzkorpers (6) fixiert gehalten ist
15) Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (11) der gespannten Membran (1) am unteren Ende (31) des Reifens (12) festgelegt ist, der eine äußere Einfassung (16) des die Außenflache (5) der Membran (1) druckbeaufschlagenden Hohlkörpers (8) bildet und von letzterem in seiner in Bezug auf den Resonanzkorper (6) freischwingenden Stellung gehalten ist
16) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Membranauflage (2) ein Gleimittel aufgebracht ist, durch das innerhalb der Membran (1) stets ein gleichmaßiger, an die Druckbeaufschlagung letzterer angepaßter Spannungsausgleich gegeben ist
17) Vorrichtung nach Anspruch 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (1) zwischen der Membranauflage (2) und der Membranfixierung (3) am unteren Ende (31) des Reifens (12) ausgeprägt konvex gewölbt ist
18) Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (1) zwischen der Membranauflage (2) und der Membranfixierung (3) ausgeprägt konkav gewölbt ist
19) Vorrichtung einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der elastisch dehnbare Hohlkörper (9) aus einem handelsüblichen, mit einem Ventil versehenen Fahrrad-, Moped-, Rollstuhl- oder Autoschlauch gebildet ist
20) Vorrichtung nach einem Anspruch 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der elastisch dehnbare Hohlkörper (9) ein faltbarer Balg ist
21) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (1) aus einer Tierhaut gebildet ist 22) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 20 , dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (1) aus einem synthetischen Material gebildet ist
23) Vorrichtung nach Anspruch 8 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranauflage (2) Teil des Resonanzkorpers (6) des Musikinstrumentes ist
24) Vorrichtung nach Anspruch 8 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranauflage (2) Teil der variablen Druckkammer (8) ist
25) Vorrichtung nach Anspruch 15 , dadurch gekennzeichnet , daß der einen Membranhalter darstellende Reifen (16) durch die variable Druckkammer (8) an der Membranauflage (2) festgehalten ist
26) Vorrichtung nach Anspruch 8 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranauflage (2), die Membranfixierung (3) und die variable Druckkammer (8) jeweils ringförmig ausgebildet sind
27) Vorrichtung nach Anspruch 8 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranauflage (2), die Membranfixierung (3) und die variable Druckkammer (8) jeweils zweigeteilt ausgebildet sind
28) Vorrichtung nach Anspruch 8 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß an der Membranfläche (5), die zur Auflageflache (4) der Membran (1) entgegengesetzt ist, in deren verformbaren Bereich ein sich in Richtung des Umfangs der Membran (1) über diesen mindestens teilweise erstreckendes elastisches Schutzband (13) vorgesehen ist
29) Vorrichtung nach Anspruch 8 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß an der Membranflache (5) in dem verformbaren Bereich der Membran (1) zwischen der Membranauflage (2) und der Membranfixierung (3) ein sich in Richtung des Umfangs der Membran (1) über diesen mindestens teilweise erstreckendes Metallband (13) bzw erstreckender Metallring (13) über eine elastisch dehnbare Lagerung angeordnet ist 30) Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranauflage (2) auf der variablen Druckkammer (8) aufliegt
31) Vorrichtung nach Anspruch 8 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die variable Druckkammer (6) an einen Kompressor angeschlossen ist
32) Vorrichtung nach Anspruch 8 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die variable Druckkammer (8 ) über ein Steuerventil (22,23) an mindestens eine weitere Druckkammer angeschlossen ist, deren Druck zu dem der variablen Druckkammer (8) unterschiedlich ist
33) Verwendung des Verfahrens zum Spannen oder Entspannen einer Membran nach den Patentansprüche 1 bis 7 zum Stimmen mindestens einer oberhalb der Membran des Musikinstrumentes verlaufenden und mit mindestens einem Ende an der Membran festgelegten und gespannten Saite des Musikinstrumentes.
34) Verwendung des Verfahrens zum Spannen oder Entspannen einer Membran nach den Patentansprüchen 1 bis 7 zum Spannen oder Entspannen mindestens einer gespannten Saite, die oberhalb der Membran über mindestens eine auf letzterer befindliche Stegeinrichtung verlauft
PCT/DE2000/000173 1999-01-14 2000-01-14 Verfahren und vorrichtung zum hydraulichen spannen oder entspannen einer membran eines musikinstrumentes WO2000042597A1 (de)

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