WO2018087079A1 - Tuning peg for stringed instruments - Google Patents

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WO2018087079A1
WO2018087079A1 PCT/EP2017/078454 EP2017078454W WO2018087079A1 WO 2018087079 A1 WO2018087079 A1 WO 2018087079A1 EP 2017078454 W EP2017078454 W EP 2017078454W WO 2018087079 A1 WO2018087079 A1 WO 2018087079A1
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WO
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string
vortex
voltage
values
tension
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Application number
PCT/EP2017/078454
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German (de)
French (fr)
Inventor
Görgün KILIC
Original Assignee
Kilic Goerguen
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kilic Goerguen filed Critical Kilic Goerguen
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10D—STRINGED MUSICAL INSTRUMENTS; WIND MUSICAL INSTRUMENTS; ACCORDIONS OR CONCERTINAS; PERCUSSION MUSICAL INSTRUMENTS; AEOLIAN HARPS; SINGING-FLAME MUSICAL INSTRUMENTS; MUSICAL INSTRUMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10D3/00—Details of, or accessories for, stringed musical instruments, e.g. slide-bars
    • G10D3/14—Tuning devices, e.g. pegs, pins, friction discs or worm gears

Definitions

  • the invention relates to a stringed instrument with at least one string.
  • the invention also relates to a method for actuating a stringed instrument.
  • US Pat. No. 7,858,865 B2 discloses a stabilizer for tuning a string of a stringed instrument by increasing or decreasing the tension of the string.
  • each string is provided with a sensor and an analyzer, as well as an actuator with which the tension of the string can be readjusted.
  • a tuning of the string instrument works by means of a piezoelectric element which measures the tone of a string when the string is struck. By striking the string vibrations are transmitted in the vortex, which are detected by the piezoelectric element. Thereafter, a sound analysis is made and the deviation to a desired frequency spectrum is determined. In case of deviation, the bracket is adjusted by means of an adjusting device and the string tension readjusted.
  • US 4,375,180 relates to a device for tuning a stringed instrument.
  • a tension measuring device of a string and an actuator which drives a motor which restores an original string tension.
  • Measuring device and servomotor are designed relatively expensive and arranged behind the web.
  • an adjusting device for a string of a musical instrument is provided, which is a separate independent of the musical instrument component. To tune the string instrument an essay is placed on the vertebrae of the stringed instrument.
  • All disclosed actuators is disadvantageously common that they are large, bulky and visible on the pegbox of the stringed instrument arranged. It is in a first aspect an object of the present invention to provide a stringed instrument with an improved tuning device and, in a second aspect, it is an object of the present invention to provide a method of operating a stringed instrument. The object is achieved in its first aspect by a stringed instrument having the features of claim 1.
  • the stringed instrument has at least one string, one end of which is connected to a vertebra, wherein the vertebra is rotatable about a longitudinal axis and by a rotational movement about the longitudinal axis of the string tension, preferably manually adjustable.
  • a tuning device is provided, each having an electric servomotor for each vortex for the at least one string, which is in operative connection with the associated vortex, wherein the servomotor has a drive shaft and the drive shaft and the longitudinal axis of the associated vortex are arranged coaxially to each other ,
  • the mood device is preferably arranged on and in the vortex.
  • the servomotor and the vortex can be arranged relative to one another in a particularly simple and space-saving manner.
  • the coaxial arrangement of the drive shaft of the servomotor and the longitudinal axis of the vortex have become possible only because very small, can be integrated into a sleeve of the vortex servomotors are available.
  • Each string is preferably assigned to exactly one servomotor.
  • the servomotor is conveniently provided inside the vortex.
  • a tension sensor is provided on each string, preferably inside the vortex, and the tension sensor and the servomotor are electrically connected with each other, and the servo motor adjusts the string tension in accordance with measured values of the actual tension of the tension sensor.
  • the tension of the string can be continuously measured and thus monitored, and with a variable string tension a readjustment of the string tension can take place via corresponding setting pulses, which are generated by voltage measurement values of the voltage sensor.
  • the voltage sensor is conveniently designed as strain gauges. However, the voltage sensor may also be a force measuring pin, or a force meter or extensometer.
  • the strain gauge is preferably provided on a free portion of the sleeve.
  • the vortex comprises a rack located in the longitudinal axis and the rack is directly and rotatably connected to the drive shaft of the actuator, which means that the rack and the drive shaft have a ratio of 1: 1, ie the rotational movement of the drive shaft directly and directly generates a rotational movement in the ratio 1: 1 of the rack.
  • the rack is preferably in turn rotatably connected to a vortex head of the vortex, so that an angular rotation of the vortex head of the vortex around the longitudinal axis in the ratio of 1: 1 generates a rotational movement of the rack.
  • the servomotor may be in the vortex head.
  • the vortex on a string winder on which the at least one string is attached and the drive shaft and the string winder are connected via a transmission with each other in operative connection.
  • a string winder is here to understand a component of the vortex on which the string or attached to the vertebrae end of the string can be wound and unwound.
  • the string winder may be inserted in the free portion of the sleeve.
  • the end of the string is attached to the string winder, it can be provided on the string winder an eyelet or a hole to which the string can be knotted or into which the string can be inserted with its end.
  • the gearbox is optional. It is also conceivable to design the string winder without a gear.
  • the preferred existing transmission can be designed as a planetary gear.
  • the transmission has a ratio of 2: 1 to 4: 1 or higher, but there are other translations conceivable, ie, that the rotation of the vortex head of the vortex only to a third or quarter or less rotation of the String winder leads.
  • the string winder and the whirl head are rotatable about the same longitudinal axis.
  • the string winder is also formed as a sleeve-shaped component, through which the rack is guided and in which, preferably facing away from the vortex head portion, the planetary gear is arranged.
  • the vertebra comprises the vertebral head and a shaft.
  • the shaft in turn preferably comprises the string winder and the sleeve and a mounting surface or the like for the tension sensor, preferably strain gauges. Possibly. the vortex comprises further components.
  • the mounting surface may be provided on the outside of the shaft, preferably on the outside of the free section of the sleeve.
  • the voltage sensor is conveniently coated with a protective layer.
  • a tension sensor is provided on the shaft, preferably the sleeve of the vertebra, which measures deformations of the vertebra or of a part of the vertebra.
  • the tension sensor is suitably designed as a strain gauge, which may be arranged for example in a free portion of the sleeve, in which an open end of the string winder is inserted so that it comes by pulling the string winder to a slight deformation of the open end of the sleeve, which can be measured with the strain gauge.
  • the deformation of the sleeve or of the component in which the strain gauge is arranged generates voltage measurement values which are fed to an evaluation unit.
  • the voltage measured values are compared as actual values with desired values, and from the difference, control values are calculated which are supplied to the servomotor assigned to the at least one string.
  • the control values are calculated so that the actual tension of the string is again set to the desired tension, which is preferably stored in a memory.
  • the evaluation unit comprises a memory and a comparison unit.
  • the memory are set values for each string, preferably a plurality of desired values for each string, which may be associated with a person, a piece of music or the like, stored.
  • the setpoint values are compared with actual values measured by the voltage sensor and control values formed therefrom.
  • the evaluation unit can be provided at various points of the stringed instrument. It is conceivable that the evaluation unit is arranged in the pegbox of the stringed instrument, but it is also conceivable that each vertebra is assigned its own, smaller evaluation unit, which may be provided, for example, in the vertebral head of the vertebra.
  • the evaluation unit can in particular, if they are decentralized in Whirling vertebra is arranged to be operable via a push-button, by pressing once, twice or several times; a central evaluation unit, but also individual evaluation units can also be operated via a Bluetooth connection or other data-conducting, but wireless connections.
  • the vortices can be connected to a system.
  • the tuning of a string can directly affect the tuning of another string.
  • the tuning of a string is measured and recorded by the tension and thereby determines the tunings of another, preferably all other strings. For example, tuning the one string to a note "a" will affect the tuning of the other strings, which will be tuned to "a" or "d", for example.
  • the control can be done by means of an app loaded on a mobile phone.
  • a mobile phone Basically, depending on the type of string instrument, such as ukulele, violin, etc., various relative arrangements of string winder, sleeve, servomotor and whirl head are conceivable.
  • the servomotor can be arranged in the vortex head.
  • the string winder may also be provided at the lower end of the vertebra, so that the vertebra has a clamping portion provided centrally in the vertebra.
  • the object is achieved by a method having the features of claim 11.
  • the method is particularly suitable for carrying out with one of the above-described stringed instruments.
  • the method relates to the operation of the stringed instrument.
  • the term actuation is here to be interpreted broadly and includes all actions that can be performed on the stringed instrument. It comprises in particular a method for tuning, but also for playing the stringed instrument.
  • the method also includes use as a pickup or recorder.
  • nominal values of string tensions are determined and the target values are stored in a memory. Then, at a later point in time, constant or single or multiple actual voltages of each of the strings are measured by means of a respective tension sensor associated with the strings and the actual measured values are compared with the desired values associated with the strings and deviations of the desired values from the actual values set values that are supplied to a servomotor associated with the string, the voltage of the respective string back to the desired voltage by means of the servomotor established.
  • the rotational movement generated by the servomotor is preferably transmitted directly to the rotational movement of a rotational axis of the vortex, wherein the axis of rotation of the drive shaft of the servomotor and the axis of rotation of the vortex coincide coaxially.
  • a string is favorably excited to oscillate, the actual measured values of the actual string voltage are assigned to a specific electrical voltage profile, and a frequency profile is assigned to the electrical voltage profile, and a tone characteristic with the frequency profile is generated.
  • the generated sound profile can be emitted in a loudspeaker.
  • the notes may be amplified over the notes played on the stringed instrument.
  • the played tone progression is changed with respect to the tones corresponding to the vibrations of the excited string.
  • the change may be a transposition of the string tones of all strings or a transposition of the notes of only one of the strings.
  • the frequency response is transmitted via a data-conducting connection to a smartphone and stored there.
  • the tuning of one string determines the tuning of at least one other string and the at least one other string is tuned in accordance with the tuned tuning string.
  • the strings form a coherent system, in which the tuning of a string automatically determines the tuning of one or all of the other strings.
  • the string instrument can also function as a TonabNeille- or recording device.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II in Fig. 1
  • 3 is a sectional view taken along the line III-II I in Fig. 2
  • FIG. 4 is a front view of the vortex in Fig. 1,
  • FIG. 5 shows a sectional view of the vortex along the line V-V in FIG. 2.
  • Fig. 1 shows the vortex according to the invention in a lateral view
  • Fig. 5 shows the vortex in a frontal view.
  • the vertebra is part of a stringed instrument according to the invention, which has at least one, preferably four or six strings, which are guided via a saddle and a web to a pegbox in which a number of vertebrae corresponding to the number of strings, each rotatable about a respective Longitudinal axis L, is provided.
  • Each string is preferably associated with exactly one vertebra by attaching one end of the string to the vertebra. With the vortex, the tension of its associated string can be adjusted by turning the vortex.
  • the vortex according to the invention can be seen in a sectional view in Fig. 2 in its internal structure.
  • the vortex has an approximately mushroom-shaped vortex head 1, which is rotatably connected to a central rack 2, a central axis M1 of the rack 2 corresponds to the longitudinal axis L and axis of rotation of the vortex.
  • an electric servomotor 3 according to the invention is provided, which has a drive shaft 4 which is arranged coaxially to the longitudinal axis L of the swirl and to the center axis M1 and is non-rotatably connected to the central rack 2.
  • the electric servomotor 3 thus directly rotates the central rack 2.
  • the whirl head 1 is inserted with the central rack 2 in a free portion 6b of the sleeve 6 and at an opposite end the drive shaft 4 of the electric servomotor 3 is inserted into the free portion 6b of the sleeve 6 and rotatably connected to the drive shaft 4.
  • the sleeve 6 is clamped with a clamping portion 6a in the pegbox and there rotatably mounted relative to the peg box.
  • two side planetary racks 7a, 7b are provided, which are on the inside with the central rack 2 engaged and outside with an internal ring gear of a string winder 9 are engaged.
  • the string winder 9 is also inserted into the free portion 6b of the sleeve 6.
  • the arrangement of the three racks 2, 7a, 7b is in the form of a planetary gear and shown in Fig. 5 in a cross section along the line VV. In Fig. 5 it can be seen that the central rack 2 is in engagement with the two planetary racks 7a, 7b, which in turn are in engagement with the internal gear of the string winder 9.
  • the transmission has an inventive translation of 3: 1 to 4: 1.
  • inventive translation of 3: 1 to 4: 1.
  • other translations are conceivable.
  • one end of the string associated with the whirl is fastened.
  • an eyelet or a hole 1 1 is provided, in which one end of the string can be introduced and knotted with the vertebra or otherwise firmly connected.
  • the servomotor 3 is an electric motor, for example the POLOLU-2358 manufactured by Pololu Corp.
  • the servo motor 3 itself has an internal gear, which is not shown here, with a transmission ratio of about 200: 1, d. h., That 200 revolutions of the servomotor 3 to a single revolution of the drive shaft 4, as shown in FIG. 2, lead.
  • the servomotor 3 has two electrical connections 12a, 12b.
  • a sensor not shown in the form of a strain gauge 13 is provided in a free portion 6b of the sleeve 6, which is fixed in position relative to the pegbox.
  • the sensor detects internal deformations of the sleeve 6, from which conclusions can be made on the voltage with which draws the string to the vertebra.
  • a strain gauge 13 along the sleeve 6 other types of voltage sensors may be provided. According to the invention, however, these are an integral part of the vortex structure according to FIG. 2, but they can also be positioned at other locations instead of the sleeve 6.
  • FIG. 3 shows the vortex according to FIG. 1 and FIG. 2 in a sectional view.
  • the planetary gear drives directly to the string winder 9, at whose, the whirling head 1 facing end, the actual winding area is provided for the string.
  • the string winder 9 is rotatably supported in the open end of the sleeve 6.
  • the vortex according to the invention now makes it possible, with regard to the method according to the invention, to initially set a tension of the string associated with the vortex manually with the aid of the vertebral head 1 by turning the vortex and examining hearing.
  • each string is a vortex, each vortex a voltage sensor, each voltage sensor associated with a servomotor 3.
  • the construction of a vortex shown in FIGS. 1 to 5 thus repeats according to the invention for each of the strings of the stringed instrument according to the invention.
  • a desired voltage value is stored in the memory of the evaluation unit for each string.
  • the tension of the strings can be adjusted by heat, by storage of the instrument and the like.
  • the setpoint values stored in memory are read out and compared to actual values that are currently determined via the tension sensor for each of the strings. If the actual voltage values deviate from the desired voltage values, the difference between the two values is assigned a manipulated variable which is converted into an electrical impulse and fed to the servomotor 3 associated with the string. The manipulated variable determines the angle at which the drive shaft 4 of the servomotor 3 is rotated in order to readjust the setpoint voltage.
  • the operation of the evaluation unit can be done manually via push buttons and entering a specific print sequence or the evaluation unit may have a more complex keyboard. However, it is also conceivable to operate the evaluation unit by means of an app via radio such as Bluetooth or WLAN.
  • each string a plurality of target voltages are stored, these target voltages can be assigned to a person, a certain mood, a piece of music or the like and the one Preset tension assigned to each musical instrument in each string can be recalled as a group.
  • FIG. 4 shows a frontal view of the vertebra, in which in particular the region of the strain gauge 13 can be seen.
  • the strain gauge 13 is integrated in the wall of the free portion 6b of the sleeve 6 and thus arranged in the interior of the vortex.
  • the components, apart from the whirl head 1, are also referred to as shank.
  • the shaft here comprises the string winder 9 and the sleeve 6.
  • Fig. 5 shows a sectional view taken along the line VV of Fig. 2.
  • the planetary gear is shown.
  • the planetary gear is arranged in the upper part of the sleeve 6. It includes the central rack 2 and the two planetary racks 7a, 7b, which are arranged in a line next to each other and are mounted in lateral guides in the sleeve 6.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Stringed Musical Instruments (AREA)

Abstract

The invention relates to a stringed instrument with at least one string, one end of which is connected to a tuning peg. The tuning peg can be rotated about a longitudinal axis (L), and the string tension can be adjusted by a rotational movement about the longitudinal axis (L). A respective electric adjusting motor (3) is provided for the at least one string, said electric adjusting motor being operatively connected to the paired tuning peg. The adjusting motor (3) has a drive shaft (4), and the drive shaft (4) and the longitudinal axis (L) of the paired tuning peg are coaxial to each other. A tension sensor (13) is provided on each of the at least one strings, and the tension sensor determines the tension measurement value of the adjusted string and feeds said value to a storage unit of an analysis unit as a target value. The tension sensor (13) and the adjusting motor (3) are electrically connected together, and the adjusting motor (3) adjusts the string tension on the basis of differences between the measurement value of the actual tension and the target tension of the tension sensor (13).

Description

Wirbel für Saiteninstrumente  Peg for stringed instruments
Die Erfindung betrifft ein Saiteninstrument mit wenigstens einer Saite. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betätigen eines Saiteninstrumentes. The invention relates to a stringed instrument with at least one string. The invention also relates to a method for actuating a stringed instrument.
In der US 7,858,865 B2 ist ein Stabilisator für die Stimmung einer Saite eines Saiteninstrumentes offenbart, indem die Spannung der Saite vergrößert oder verringert wird. Dafür an ist jeder Saite ein Sensor und ein Analysator vorgesehen, sowie ein Stellantrieb, mit dem die Spannung der Saite nachjustiert werden kann. US Pat. No. 7,858,865 B2 discloses a stabilizer for tuning a string of a stringed instrument by increasing or decreasing the tension of the string. For this purpose, each string is provided with a sensor and an analyzer, as well as an actuator with which the tension of the string can be readjusted.
Aus der US 2009/01 14075 A1 ist der Wirbel eines Saiteninstrumentes bekannt, bei dem ein Getriebe in den Wirbelkopf des Wirbels integriert ist. From the US 2009/01 14075 A1, the vortex of a stringed instrument is known, in which a transmission is integrated into the vortex head of the vortex.
In der US 5,998,713 ist ein Wirbel offenbart mit einem Planetengetriebe, das im Wirbelschaft vorgesehen ist. Dieses wird als nächstkommender Stand der Technik gegenüber der vorliegenden Erfindung angesehen. Darüber hinaus ist in der US 8,772,615 B2 ein Stellmotor für die Saite eines Saiteninstrumentes offenbart, der über ein Getriebe die Spannung der Saite ändert. In dem Patent DE 10 2012 108 507.2 B1 des Anmelders ist ein Verfahren zum Stimmen eines Saiteninstrumentes offenbart, bei dem Dehnungsänderungen mittels eine Membranrosette bestimmt werden und Abweichungen der Dehnung von Sollwerten nachjustiert werden. Die US 2008/0276787 A1 offenbart einen Wirbel einer Saite eines Saiteninstrumentes. Eine Stimmung des Saiteninstrumentes funktioniert mit Hilfe eines piezoelektrischen Elements, das den Ton einer Saite misst, wenn die Saite angeschlagen wird. Durch das Anschlagen der Saite werden Schwingungen im Wirbel übertragen, die durch das piezoelektrische Element erfasst werden. Danach wird eine Tonanalyse gemacht und es wird die Abweichung zu einem Soll-Frequenzspektrum bestimmt. Bei Abweichung wird mittels einer Stellvorrichtung der Bügel nachgestellt und die Saitenspannung nachjustiert. In US 5,998,713 a vortex is disclosed with a planetary gear provided in the vortex shaft. This is considered to be the closest prior art to the present invention. In addition, US Pat. No. 8,772,615 B2 discloses a servomotor for the string of a stringed instrument which changes the tension of the string via a transmission. Applicant's patent DE 10 2012 108 507.2 B1 discloses a method for tuning a stringed instrument, in which changes in strain are determined by means of a membrane rosette and readjustment of deviations in the elongation of nominal values is adjusted. US 2008/0276787 A1 discloses a vortex of a string of a stringed instrument. A tuning of the string instrument works by means of a piezoelectric element which measures the tone of a string when the string is struck. By striking the string vibrations are transmitted in the vortex, which are detected by the piezoelectric element. Thereafter, a sound analysis is made and the deviation to a desired frequency spectrum is determined. In case of deviation, the bracket is adjusted by means of an adjusting device and the string tension readjusted.
Die US 4,375,180 betrifft eine Einrichtung zum Stimmen eines Saiteninstrumentes. Es ist eine Messvorrichtung für die Spannung einer Saite vorgesehen sowie eine Stellvorrichtung, die einen Motor ansteuert, der eine ursprüngliche Saitenspannung wiederherstellt. Messvorrichtung als auch Stellmotor sind relativ aufwendig gestaltet und hinter dem Steg angeordnet. In der US 7,659,466 B1 ist eine Einsteilvorrichtung für eine Saite eines Musikinstrumentes vorgesehen, die ein separat vom Musikinstrument unabhängiges Bauteil darstellt. Zum Stimmen des Saiteninstrumentes wird ein Aufsatz auf den Wirbelkopf des Saiteninstrumentes aufgesetzt. US 4,375,180 relates to a device for tuning a stringed instrument. There is provided a tension measuring device of a string, and an actuator which drives a motor which restores an original string tension. Measuring device and servomotor are designed relatively expensive and arranged behind the web. In US 7,659,466 B1 an adjusting device for a string of a musical instrument is provided, which is a separate independent of the musical instrument component. To tune the string instrument an essay is placed on the vertebrae of the stringed instrument.
Allen offenbarten Stellantrieben ist nachteiligerweise gemeinsam, dass sie groß, voluminös und sichtbar am Wirbelkasten des Saiteninstrumentes angeordnet sind. Es ist in einem ersten Aspekt Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Saiteninstrument mit einer verbesserten Stimmungseinrichtung zur Verfügung zu stellen und es ist in einem zweiten Aspekt Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betätigen eines Saiteninstrumentes zur Verfügung zu stellen. Die Aufgabe wird in ihrem ersten Aspekt durch ein Saiteninstrument mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. All disclosed actuators is disadvantageously common that they are large, bulky and visible on the pegbox of the stringed instrument arranged. It is in a first aspect an object of the present invention to provide a stringed instrument with an improved tuning device and, in a second aspect, it is an object of the present invention to provide a method of operating a stringed instrument. The object is achieved in its first aspect by a stringed instrument having the features of claim 1.
Das erfindungsgemäße Saiteninstrument weist wenigstens eine Saite auf, deren eines Ende mit einem Wirbel verbunden ist, wobei der Wirbel um eine Längsachse drehbar ist und durch eine Drehbewegung um die Längsachse die Saitenspannung, vorzugsweise auch manuell, einstellbar ist. Darüber hinaus ist eine Stimmungseinrichtung vorgesehen, die für jeden Wirbel jeweils einen elektrischen Stellmotor für die wenigstens eine Saite aufweist, der mit dem zugeordneten Wirbel in Wirkverbindung steht, wobei der Stellmotor eine Antriebswelle aufweist und die Antriebswelle und die Längsachse des zugeordneten Wirbels koaxial zueinander angeordnet sind. Die Stimmungseinrichtung ist vorzugsweise am und im Wirbel angeordnet. Dadurch kann erfindungsgemäß auf eine Umlenkung der Drehbewegung des Stellmotors auf den Wirbel verzichtet werden, und der Stellmotor und der Wirbel können in besonders einfacher und platzsparender Weise zueinander angeordnet werden. Die koaxiale Anordnung von Antriebswelle des Stellmotors und der Längsachse des Wirbels sind erst dadurch möglich geworden, dass sehr kleine, in eine Hülse des Wirbels integrierbare Stellmotoren erhältlich sind. Jeder Saite ist vorzugsweise genau ein Stellmotor zugeordnet. Der Stellmotor ist günstigerweise im Inneren des Wirbels vorgesehen. The stringed instrument according to the invention has at least one string, one end of which is connected to a vertebra, wherein the vertebra is rotatable about a longitudinal axis and by a rotational movement about the longitudinal axis of the string tension, preferably manually adjustable. In addition, a tuning device is provided, each having an electric servomotor for each vortex for the at least one string, which is in operative connection with the associated vortex, wherein the servomotor has a drive shaft and the drive shaft and the longitudinal axis of the associated vortex are arranged coaxially to each other , The mood device is preferably arranged on and in the vortex. As a result, according to the invention, it is possible to dispense with a deflection of the rotary movement of the servomotor onto the vortex, and the servomotor and the vortex can be arranged relative to one another in a particularly simple and space-saving manner. The coaxial arrangement of the drive shaft of the servomotor and the longitudinal axis of the vortex have become possible only because very small, can be integrated into a sleeve of the vortex servomotors are available. Each string is preferably assigned to exactly one servomotor. The servomotor is conveniently provided inside the vortex.
Darüber hinaus ist an jeder Saite, vorzugsweise im Innern des Wirbels, ein Spannungssensor vorgesehen, und der Spannungssensor und der Stellmotor stehen elektrisch miteinander in Verbindung, und der Stellmotor stellt die Saitenspannung in Abhängigkeit von Messwerten der Ist-Spannung des Spannungssensors ein. Insbesondere kann somit fortlaufend die Spannung der Saite gemessen und damit überwacht werden und bei einer veränderlichen Saitenspannung kann über entsprechende Stellimpulse, die durch Spannungsmesswerte des Spannungssensors erzeugt werden, eine Nachjustierung der Saitenspannung erfolgen. Moreover, a tension sensor is provided on each string, preferably inside the vortex, and the tension sensor and the servomotor are electrically connected with each other, and the servo motor adjusts the string tension in accordance with measured values of the actual tension of the tension sensor. Especially Thus, the tension of the string can be continuously measured and thus monitored, and with a variable string tension a readjustment of the string tension can take place via corresponding setting pulses, which are generated by voltage measurement values of the voltage sensor.
Der Spannungssensor ist günstigerweise als Dehnmessstreifen ausgebildet. Es kann sich bei dem Spannungssensor aber auch um einen Kraftmessbolzen, oder einen Kraftmesser oder Dehnungsaufnehmer handeln. Der Dehnmessstreifen ist vorzugsweise an einem freien Abschnitt der Hülse vorgesehen. The voltage sensor is conveniently designed as strain gauges. However, the voltage sensor may also be a force measuring pin, or a force meter or extensometer. The strain gauge is preferably provided on a free portion of the sleeve.
Vorzugsweise umfasst der Wirbel eine in der Längsachse liegende Zahnstange und die Zahnstange steht mit der Antriebswelle des Stellantriebs direkt und drehfest in Verbindung, das soll heißen, dass die Zahnstange und die Antriebswelle eine Übersetzung von 1 :1 haben, also die Drehbewegung der Antriebswelle direkt und unmittelbar eine Drehbewegung im Verhältnis 1 :1 der Zahnstange erzeugt. Preferably, the vortex comprises a rack located in the longitudinal axis and the rack is directly and rotatably connected to the drive shaft of the actuator, which means that the rack and the drive shaft have a ratio of 1: 1, ie the rotational movement of the drive shaft directly and directly generates a rotational movement in the ratio 1: 1 of the rack.
Die Zahnstange ist vorzugsweise mit einem Wirbelkopf des Wirbels wiederum drehfest verbunden, sodass eine Winkeldrehung des Wirbelkopfes des Wirbels um die Längsachse im Verhältnis von 1 :1 eine Drehbewegung der Zahnstange erzeugt. The rack is preferably in turn rotatably connected to a vortex head of the vortex, so that an angular rotation of the vortex head of the vortex around the longitudinal axis in the ratio of 1: 1 generates a rotational movement of the rack.
Bei anderen Ausführungsformen kann sich auch der Stellmotor im Wirbelkopf befinden. In other embodiments, the servomotor may be in the vortex head.
In einer günstigen Ausführungsform der Erfindung weist der Wirbel einen Saitenwickler auf, an dem die wenigstens eine Saite befestigt ist und die Antriebswelle und der Saitenwickler stehen über ein Getriebe miteinander in Wirkverbindung. In a favorable embodiment of the invention, the vortex on a string winder on which the at least one string is attached and the drive shaft and the string winder are connected via a transmission with each other in operative connection.
Unter einem Saitenwickler ist hier ein Bauteil des Wirbels zu verstehen, auf dem die Saite bzw. das am Wirbel befestigte Ende der Saite aufgewickelt und abgewickelt werden kann. Der Saitenwickler kann in den freien Abschnitt der Hülse eingesteckt sein. Das Ende der Saite ist am Saitenwickler befestigt, dafür kann am Saitenwickler eine Öse oder ein Loch vorgesehen sein, an dem die Saite festgeknotet oder in das die Saite mit ihrem Ende eingesteckt werden kann. Under a string winder is here to understand a component of the vortex on which the string or attached to the vertebrae end of the string can be wound and unwound. The string winder may be inserted in the free portion of the sleeve. The end of the string is attached to the string winder, it can be provided on the string winder an eyelet or a hole to which the string can be knotted or into which the string can be inserted with its end.
Das Getriebe ist optional vorgesehen. Es ist auch denkbar den Saitenwickler ohne Getriebe auszubilden. Das bevorzugt vorhandene Getriebe kann als Planetengetriebe ausgebildet sein. Vorzugsweise weist das Getriebe eine Übersetzung von 2:1 bis 4:1 oder höher auf, es sind jedoch auch andere Übersetzungen denkbar, d. h., dass die Umdrehung des Wirbelkopfes des Wirbels nur zu einer Drittel- bzw. Viertel- oder geringeren Umdrehung des Saitenwicklers führt. Der Saitenwickler und der Wirbelkopf sind um dieselbe Längsachse drehbar. Der Saitenwickler ist ebenfalls als hülsenförmiges Bauteil ausgebildet, durch das die Zahnstange geführt ist und in dem, vorzugsweise an dem Wirbelkopf abgewandten Abschnitt, das Planetengetriebe angeordnet ist. The gearbox is optional. It is also conceivable to design the string winder without a gear. The preferred existing transmission can be designed as a planetary gear. Preferably, the transmission has a ratio of 2: 1 to 4: 1 or higher, but there are other translations conceivable, ie, that the rotation of the vortex head of the vortex only to a third or quarter or less rotation of the String winder leads. The string winder and the whirl head are rotatable about the same longitudinal axis. The string winder is also formed as a sleeve-shaped component, through which the rack is guided and in which, preferably facing away from the vortex head portion, the planetary gear is arranged.
Der Wirbel umfasst den Wirbelkopf und einen Schaft. Der Schaft wiederum umfasst vorzugsweise den Saitenwickler und die Hülse und eine Montagefläche oder ähnliches für den Spannungssensor, vorzugsweise Dehnmesstreifen. Ggf. umfasst der Wirbel weitere Bauteile. Die Montagefläche kann außen am Schaft, vorzugsweise außen an dem freien Abschnitt der Hülse vorgesehen sein. Der Spannungssensor ist günstigerweise mit einer Schutzschicht überzogen. The vertebra comprises the vertebral head and a shaft. The shaft in turn preferably comprises the string winder and the sleeve and a mounting surface or the like for the tension sensor, preferably strain gauges. Possibly. the vortex comprises further components. The mounting surface may be provided on the outside of the shaft, preferably on the outside of the free section of the sleeve. The voltage sensor is conveniently coated with a protective layer.
Besonders bevorzugt ist ein Spannungssensor am Schaft, vorzugsweise der Hülse des Wirbels vorgesehen, der Verformungen des Wirbels oder eines Teils des Wirbels misst. Der Spannungssensor ist dazu günstigerweise als Dehnmessstreifen ausgebildet, der beispielsweise in einem freien Abschnitt der Hülse angeordnet sein kann, in deren eines offene Ende der Saitenwickler eingesteckt ist, sodass es durch Zugkraft an dem Saitenwickler zu einer geringfügigen Verformung auch des offenen Endes der Hülse kommt, die mit dem Dehnmessstreifen messbar ist. Die Verformung der Hülse bzw. des Bauteils, in dem der Dehnmessstreifen angeordnet ist, erzeugt Spannungsmesswerte, die einer Auswerteeinheit zugeführt werden. In der Auswerteeinheit werden die Spannungsmesswerte als Ist-Werte mit Soll-Werten verglichen und aus der Differenz werden Stellwerte berechnet, die dem der wenigstens einen Saite zugeordneten Stellmotor zugeführt werden. Die Stellwerte sind so berechnet, dass die Ist-Spannung der Saite wieder auf die vorzugsweise in einem Speicher abgelegte Soll-Spannung eingestellt wird. Particularly preferably, a tension sensor is provided on the shaft, preferably the sleeve of the vertebra, which measures deformations of the vertebra or of a part of the vertebra. The tension sensor is suitably designed as a strain gauge, which may be arranged for example in a free portion of the sleeve, in which an open end of the string winder is inserted so that it comes by pulling the string winder to a slight deformation of the open end of the sleeve, which can be measured with the strain gauge. The deformation of the sleeve or of the component in which the strain gauge is arranged generates voltage measurement values which are fed to an evaluation unit. In the evaluation unit, the voltage measured values are compared as actual values with desired values, and from the difference, control values are calculated which are supplied to the servomotor assigned to the at least one string. The control values are calculated so that the actual tension of the string is again set to the desired tension, which is preferably stored in a memory.
Günstigerweise umfasst die Auswerteeinheit einen Speicher und eine Vergleichseinheit. In dem Speicher sind Soll-Werte für jede Saite, vorzugsweise mehrere Soll-Werte für jede Saite, die einer Person, einem Musikstück oder Ähnlichem zugeordnet sein können, abgelegt. In einer Vergleichseinheit werden die Soll-Werte mit vom Spannungssensor gemessenen Ist-Werten verglichen und daraus Stellwerte gebildet. Conveniently, the evaluation unit comprises a memory and a comparison unit. In the memory are set values for each string, preferably a plurality of desired values for each string, which may be associated with a person, a piece of music or the like, stored. In a comparison unit, the setpoint values are compared with actual values measured by the voltage sensor and control values formed therefrom.
Die Auswerteeinheit kann an verschiedenen Stellen des Saiteninstrumentes vorgesehen sein. Es ist denkbar, dass die Auswerteeinheit im Wirbelkasten des Saiteninstrumentes angeordnet ist, es ist jedoch auch denkbar, dass jedem Wirbel eine eigene, kleinere Auswerteeinheit zugeordnet ist, die beispielsweise in dem Wirbelkopf des Wirbels vorgesehen sein kann. Die Auswerteeinheit kann insbesondere, wenn sie dezentral im Wirbelkopf der Wirbel angeordnet ist, über einen Druckknopf, durch ein-, zwei- oder mehrmaliges Drücken, bedienbar sein; eine zentrale Auswerteeinheit, aber auch einzelne Auswerteeinheiten können auch über eine Bluetooth-Verbindung oder anderweitige datenleitende, aber kabellose Verbindungen bedienbar sein. The evaluation unit can be provided at various points of the stringed instrument. It is conceivable that the evaluation unit is arranged in the pegbox of the stringed instrument, but it is also conceivable that each vertebra is assigned its own, smaller evaluation unit, which may be provided, for example, in the vertebral head of the vertebra. The evaluation unit can in particular, if they are decentralized in Whirling vertebra is arranged to be operable via a push-button, by pressing once, twice or several times; a central evaluation unit, but also individual evaluation units can also be operated via a Bluetooth connection or other data-conducting, but wireless connections.
Die Wirbel können zu einem System verbunden sein. Die Stimmung einer Saite kann unmittelbar Auswirkungen auf die Stimmung einer anderen Saite haben. Die Stimmung einer Saite wird über die Spannung gemessen und erfasst und dadurch werden die Stimmungen einer anderen, vorzugsweise aller anderen Saiten festgelegt. Wird beispielsweise die eine Saite auf einen Ton „a" gestimmt, hat das Auswirkungen auf die Stimmung der anderen Saiten, die dann beispielsweise ebenfalls auf „a" oder auf„d" gestimmt werden. The vortices can be connected to a system. The tuning of a string can directly affect the tuning of another string. The tuning of a string is measured and recorded by the tension and thereby determines the tunings of another, preferably all other strings. For example, tuning the one string to a note "a" will affect the tuning of the other strings, which will be tuned to "a" or "d", for example.
Die Steuerung kann dafür mittels einer auf einem Handy geladenen App erfolgen. Grundsätzlich sind auch in Abhängigkeit von der Art des Saiteninstruments, wie Ukulele, Violine usw., verschiedene relative Anordnungen von Saitenwickler, Hülse, Stellmotor und Wirbelkopf denkbar. Insbesondere kann der Stellmotor im Wirbelkopf angeordnet sein. Der Saitenwickler kann auch am unteren Ende des Wirbels vorgesehen sein, sodass der Wirbel einen Klemmabschnitt aufweist, der mittig in dem Wirbel vorgesehen ist. The control can be done by means of an app loaded on a mobile phone. Basically, depending on the type of string instrument, such as ukulele, violin, etc., various relative arrangements of string winder, sleeve, servomotor and whirl head are conceivable. In particular, the servomotor can be arranged in the vortex head. The string winder may also be provided at the lower end of the vertebra, so that the vertebra has a clamping portion provided centrally in the vertebra.
In dem zweiten Aspekt wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 1 gelöst. Das Verfahren eignet sich insbesondere zur Durchführung mit einem der oben beschriebenen Saiteninstrumente. Das Verfahren betrifft das Betätigen des Saiteninstrumentes. Der Begriff des Betätigens ist hier weit auszulegen und umfasst alle Handlungen, die an dem Saiteninstrument vorgenommen werden können. Es umfasst insbesondere ein Verfahren zum Stimmen, aber auch zum Spielen des Saiteninstrumentes. Das Verfahren umfasst auch die Verwendung als Tonabnehme- oder Aufnahmegerät. In the second aspect, the object is achieved by a method having the features of claim 11. The method is particularly suitable for carrying out with one of the above-described stringed instruments. The method relates to the operation of the stringed instrument. The term actuation is here to be interpreted broadly and includes all actions that can be performed on the stringed instrument. It comprises in particular a method for tuning, but also for playing the stringed instrument. The method also includes use as a pickup or recorder.
Dabei werden Soll-Werte von Saitenspannungen bestimmt und die Soll-Werte werden in einem Speicher abgelegt. Dann werden zu einem späteren Zeitpunkt ständig oder einmalig oder mehrmalig Ist-Spannungen jeder der Saiten mittels jeweils je eines den Saiten zugeordneten Spannungssensors gemessen und die Ist-Messwerte mit den, den Saiten zugeordneten, Soll-Werten verglichen und aus Abweichungen der Soll-Werte von den Ist- Werten Stellwerte bestimmt, die einem der Saite zugeordneten Stellmotor zugeführt werden, der die Spannung der jeweiligen Saite mittels des Stellmotors auf die Soll-Spannung zurück einstellt. Dabei wird vorzugsweise die von dem Stellmotor erzeugte Drehbewegung direkt auf die Drehbewegung einer Drehachse des Wirbels übertragen, wobei die Drehachse der Antriebswelle des Stellmotors und die Drehachse des Wirbels koaxial zusammenfallen. Günstigerweise wird eine Saite zur Schwingung angeregt, die Ist-Messwerte der Ist- Saitenspannung werden einem bestimmten elektrischen Spannungsverlauf zugeordnet und dem elektrischen Spannungsverlauf wird ein Frequenzverlauf zugeordnet und es wird ein Tonverlauf mit dem Frequenzverlauf erzeugt. Der erzeugte Tonverlauf kann in einem Lautsprecher abgestrahlt werden. Die Töne können gegenüber den auf dem Saiteninstrument gespielten Tönen verstärkt sein. In this case, nominal values of string tensions are determined and the target values are stored in a memory. Then, at a later point in time, constant or single or multiple actual voltages of each of the strings are measured by means of a respective tension sensor associated with the strings and the actual measured values are compared with the desired values associated with the strings and deviations of the desired values from the actual values set values that are supplied to a servomotor associated with the string, the voltage of the respective string back to the desired voltage by means of the servomotor established. In this case, the rotational movement generated by the servomotor is preferably transmitted directly to the rotational movement of a rotational axis of the vortex, wherein the axis of rotation of the drive shaft of the servomotor and the axis of rotation of the vortex coincide coaxially. A string is favorably excited to oscillate, the actual measured values of the actual string voltage are assigned to a specific electrical voltage profile, and a frequency profile is assigned to the electrical voltage profile, and a tone characteristic with the frequency profile is generated. The generated sound profile can be emitted in a loudspeaker. The notes may be amplified over the notes played on the stringed instrument.
Vorzugsweise wird der abgespielte Tonverlauf gegenüber den, den Schwingungen der angeregten Saite entsprechenden, Tönen verändert. Die Veränderung kann eine Transposition der Saitentöne aller Saiten oder eine Transposition der Töne nur einer der Saiten sein. Preferably, the played tone progression is changed with respect to the tones corresponding to the vibrations of the excited string. The change may be a transposition of the string tones of all strings or a transposition of the notes of only one of the strings.
Besonders bevorzugt wird der Frequenzverlauf über eine datenleitende Verbindung an ein Smartphone übermittelt und dort gespeichert. Günstigerweise legt das Stimmen einer Saite die Stimmung wenigstens einer anderen Saite mit fest und die wenigstens eine andere Saite wird entsprechend der mit festgelegter Stimmung gestimmten Saite gestimmt. Die Saiten bilden hier ein zusammenhängendes System, in dem die Stimmung einer Saite automatisch die Stimmung einer oder aller anderen Saiten mit festlegt. Particularly preferably, the frequency response is transmitted via a data-conducting connection to a smartphone and stored there. Conveniently, the tuning of one string determines the tuning of at least one other string and the at least one other string is tuned in accordance with the tuned tuning string. The strings form a coherent system, in which the tuning of a string automatically determines the tuning of one or all of the other strings.
In einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird beim Spielen einer Saite erkannt, welche Saite gezupft wird und wo die gezupfte Saite mit der Hand verkürzt wird. Aus diesen beiden Parametern wird der zugehörige Ton ermittelt und gespeichert. Auf diese Weise kann das Saiteninstrument auch als Tonabnehme- oder Aufnahmegerät fungieren. In a further variant of the method according to the invention is recognized when playing a string, which string is plucked and where the plucked string is shortened by hand. From these two parameters, the associated tone is determined and stored. In this way, the string instrument can also function as a Tonabnehme- or recording device.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels in fünf Figuren beschrieben, dabei zeigen: The invention will be described with reference to an embodiment in five figures, in which:
Fig. 1 eine seitliche Ansicht des erfindungsgemäßen Wirbels, 1 is a side view of the vortex of the invention,
Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie II-II in Fig. 1 , Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-II I in Fig. 2, 2 is a sectional view taken along the line II-II in Fig. 1, 3 is a sectional view taken along the line III-II I in Fig. 2,
Fig. 4 eine Frontalansicht des Wirbels in Fig. 1 , 4 is a front view of the vortex in Fig. 1,
Fig. 5 eine Schnittansicht des Wirbels entlang der Linie V-V in Fig. 2. 5 shows a sectional view of the vortex along the line V-V in FIG. 2.
Fig. 1 zeigt den erfindungsgemäßen Wirbel in einer seitlichen Ansicht, während Fig. 5 den Wirbel in einer Frontalansicht zeigt. Der Wirbel ist Teil eines erfindungsgemäßen Saiteninstrumentes, das wenigstens eine, vorzugsweise vier oder sechs Saiten aufweist, die über einen Sattel und über einen Steg zu einem Wirbelkasten geführt sind, in dem eine der Anzahl der Saiten entsprechende Anzahl an Wirbeln, jeweils drehbar um eine jeweilige Längsachse L, vorgesehen ist. Fig. 1 shows the vortex according to the invention in a lateral view, while Fig. 5 shows the vortex in a frontal view. The vertebra is part of a stringed instrument according to the invention, which has at least one, preferably four or six strings, which are guided via a saddle and a web to a pegbox in which a number of vertebrae corresponding to the number of strings, each rotatable about a respective Longitudinal axis L, is provided.
Jeder Saite ist vorzugsweise genau ein Wirbel zugeordnet, indem an dem Wirbel ein Ende der Saite befestigt ist. Mit dem Wirbel kann die Spannung der ihm zugeordneten Saite durch Drehen des Wirbels eingestellt werden. Each string is preferably associated with exactly one vertebra by attaching one end of the string to the vertebra. With the vortex, the tension of its associated string can be adjusted by turning the vortex.
Der erfindungsgemäße Wirbel ist in einer Schnittansicht in Fig. 2 in seinem inneren Aufbau zu erkennen. Der Wirbel weist einen etwa pilzförmig ausgebildeten Wirbelkopf 1 auf, der drehfest mit einer zentralen Zahnstange 2 verbunden ist, eine Mittelachse M1 der Zahnstange 2 entspricht der Längsachse L und Drehachse des Wirbels. An einem dem Wirbelkopf 1 entgegengesetzten Ende der Zahnstange 2 ist ein erfindungsgemäßer, elektrischer Stellmotor 3 vorgesehen, der eine Antriebswelle 4 aufweist, die koaxial zur Längsachse L des Wirbels und zur Mittelachse M1 angeordnet ist und drehfest mit der zentralen Zahnstange 2 verbunden ist. Der elektrische Stellmotor 3 dreht damit unmittelbar die zentrale Zahnstange 2. The vortex according to the invention can be seen in a sectional view in Fig. 2 in its internal structure. The vortex has an approximately mushroom-shaped vortex head 1, which is rotatably connected to a central rack 2, a central axis M1 of the rack 2 corresponds to the longitudinal axis L and axis of rotation of the vortex. At one end of the rack 2 opposite the whirling head 1, an electric servomotor 3 according to the invention is provided, which has a drive shaft 4 which is arranged coaxially to the longitudinal axis L of the swirl and to the center axis M1 and is non-rotatably connected to the central rack 2. The electric servomotor 3 thus directly rotates the central rack 2.
Der Wirbelkopf 1 ist mit der zentralen Zahnstange 2 in einem freien Abschnitt 6b der Hülse 6 eingesteckt und an einem gegenüberliegenden Ende ist die Antriebswelle 4 des elektrischen Stellmotors 3 in den freien Abschnitt 6b der Hülse 6 eingeführt und drehfest mit der Antriebswelle 4 verbunden. Die Hülse 6 ist mit einem Klemmabschnitt 6a in den Wirbelkasten eingeklemmt und dort gegenüber dem Wirbelkasten drehfest gelagert. The whirl head 1 is inserted with the central rack 2 in a free portion 6b of the sleeve 6 and at an opposite end the drive shaft 4 of the electric servomotor 3 is inserted into the free portion 6b of the sleeve 6 and rotatably connected to the drive shaft 4. The sleeve 6 is clamped with a clamping portion 6a in the pegbox and there rotatably mounted relative to the peg box.
Zwischen der zentralen Zahnstange 2 und der Hülse 6 sind zwei seitliche Planetenzahnstangen 7a, 7b vorgesehen, die innenseitig mit der zentralen Zahnstange 2 im Eingriff stehen und außenseitig mit einem Innenzahnkranz eines Saitenwicklers 9 im Eingriff stehen. Der Saitenwickler 9 ist ebenfalls in den freien Abschnitt 6b der Hülse 6 eingesteckt. Die Anordnung der drei Zahnstangen 2, 7a, 7b ist in Form eines Planetengetriebes ausgebildet und in Fig. 5 in einem Querschnitt entlang der Linie V-V dargestellt. In Fig. 5 ist zu erkennen, dass die zentrale Zahnstange 2 im Eingriff mit den zwei Planetenzahnstangen 7a, 7b steht, die wiederum im Eingriff mit dem Innenzahnrad des Saitenwicklers 9 stehen. Between the central rack 2 and the sleeve 6, two side planetary racks 7a, 7b are provided, which are on the inside with the central rack 2 engaged and outside with an internal ring gear of a string winder 9 are engaged. The string winder 9 is also inserted into the free portion 6b of the sleeve 6. The arrangement of the three racks 2, 7a, 7b is in the form of a planetary gear and shown in Fig. 5 in a cross section along the line VV. In Fig. 5 it can be seen that the central rack 2 is in engagement with the two planetary racks 7a, 7b, which in turn are in engagement with the internal gear of the string winder 9.
Das Getriebe weist eine erfindungsgemäße Übersetzung von 3:1 bis 4:1 auf. Es sind jedoch auch andere Übersetzungen denkbar. An dem Saitenwickler 9 wiederum ist gemäß Fig. 2 das eine Ende der dem Wirbel zugeordneten Saite befestigt ist. Dafür ist in dem Saitenwickler 9 beispielsweise eine Öse oder ein Loch 1 1 vorgesehen, in das das eine Ende der Saite eingeführt und mit dem Wirbel verknotet oder anderweitig fest verbunden werden kann. The transmission has an inventive translation of 3: 1 to 4: 1. However, other translations are conceivable. On the string winder 9, in turn, according to FIG. 2, one end of the string associated with the whirl is fastened. For this purpose, in the string winder 9, for example, an eyelet or a hole 1 1 is provided, in which one end of the string can be introduced and knotted with the vertebra or otherwise firmly connected.
Bei dem Stellmotor 3 handelt es sich um einen Elektromotor, beispielsweise um den POLOLU-2358 des Herstellers Pololu Corp. Der Stellmotor 3 selbst weist ein Innengetriebe auf, das hier nicht dargestellt ist, mit einem Übersetzungsverhältnis von etwa 200:1 , d. h., dass 200 Umdrehungen des Stellmotors 3 zu einer einzelnen Umdrehung der Antriebswelle 4, gemäß Fig. 2, führen. Der Stellmotor 3 weist zwei elektrische Anschlüsse 12a, 12b auf. The servomotor 3 is an electric motor, for example the POLOLU-2358 manufactured by Pololu Corp. The servo motor 3 itself has an internal gear, which is not shown here, with a transmission ratio of about 200: 1, d. h., That 200 revolutions of the servomotor 3 to a single revolution of the drive shaft 4, as shown in FIG. 2, lead. The servomotor 3 has two electrical connections 12a, 12b.
In Fig. 2 ist in einem freien Abschnitt 6b der Hülse 6, die positionsfest gegenüber dem Wirbelkasten ist, ein nicht dargestellter Sensor in Form eines Dehnmessstreifens 13 vorgesehen. Der Sensor erfasst innere Verformungen der Hülse 6, aus denen auf die Spannung Rückschlüsse getroffen werden können, mit der die Saite an dem Wirbel zieht. Statt eines Dehnmessstreifens 13 entlang der Hülse 6 können auch andere Arten von Spannungssensoren vorgesehen sein. Erfindungsgemäß sind diese jedoch integraler Bestandteil des Wirbelaufbaus gemäß Fig. 2, sie können allerdings auch an anderen Stellen statt der Hülse 6 positioniert werden. In Fig. 2, a sensor not shown in the form of a strain gauge 13 is provided in a free portion 6b of the sleeve 6, which is fixed in position relative to the pegbox. The sensor detects internal deformations of the sleeve 6, from which conclusions can be made on the voltage with which draws the string to the vertebra. Instead of a strain gauge 13 along the sleeve 6, other types of voltage sensors may be provided. According to the invention, however, these are an integral part of the vortex structure according to FIG. 2, but they can also be positioned at other locations instead of the sleeve 6.
Von dem Dehnmessstreifen 13 gehen ebenfalls zwei elektrische Anschlüsse 13a, 13b ab, die zusammen mit den elektrischen Anschlüssen 12a, 12b des Stellmotors 3 über elektrische Verbindungen mit einer (nicht dargestellten) Auswerteeinheit verbunden werden. Die Auswerteeinheit ist in der Ausführung gemäß Fig. 2 separat vom Wirbel am Wirbelkasten oder anderweitig am Saiteninstrument positioniert. Es ist jedoch auch denkbar, die Auswerteeinheit beispielsweise in dem Wirbelkopf 1 des Wirbels vorzusehen und zusätzlich zur Bedienung der Auswerteeinheit einen Druckknopf oder Ähnliches am Wirbelkopf 1 vorzusehen, sodass die Auswerteeinheit durch einmaliges, zweimaliges usw. Drücken des Druckknopfes bedient werden kann. Fig. 3 zeigt den Wirbel gemäß Fig. 1 und Fig. 2 in einer Schnittansicht. Dort sind die zentrale Zahnstange 2 sowie die mit ihr zusammenwirkenden Planetenzahnstangen 7a, 7b, die das Planetengetriebe bilden, dargestellt. Das Planetengetriebe treibt direkt den Saitenwickler 9 an, an dessen, dem Wirbelkopf 1 zugewandten Ende, der eigentliche Wickelbereich für die Saite vorgesehen ist. Der Saitenwickler 9 ist in dem offenen Ende der Hülse 6 drehbar gelagert. From the strain gauge 13 also go from two electrical connections 13a, 13b, which are connected together with the electrical terminals 12a, 12b of the servomotor 3 via electrical connections to a (not shown) evaluation unit. The evaluation unit is in the embodiment of FIG. 2 separately from the vortex on the pegbox or otherwise positioned on the stringed instrument. However, it is also conceivable to provide the evaluation unit, for example in the whirl head 1 of the vortex and in addition to the operation of the evaluation provide a push button or the like on the whirl head 1, so that the evaluation can be operated by one, two times, etc. pressing the push button. FIG. 3 shows the vortex according to FIG. 1 and FIG. 2 in a sectional view. There, the central rack 2 and the cooperating with their planetary gear racks 7a, 7b, which form the planetary gear shown. The planetary gear drives directly to the string winder 9, at whose, the whirling head 1 facing end, the actual winding area is provided for the string. The string winder 9 is rotatably supported in the open end of the sleeve 6.
Der erfindungsgemäße Wirbel ermöglicht es nunmehr, hinsichtlich des erfindungsgemäßen Verfahrens, zunächst eine Spannung, der dem Wirbel zugeordneten Saite manuell mit Hilfe des Wirbelkopfs 1 durch Drehen des Wirbels und prüfendes Hören einzustellen. The vortex according to the invention now makes it possible, with regard to the method according to the invention, to initially set a tension of the string associated with the vortex manually with the aid of the vertebral head 1 by turning the vortex and examining hearing.
Wenn die Spannung eingestellt ist, wird mit Hilfe des Spannungssensors der Spannungsmesswert bestimmt und der Spannungsmesswert wird als Soll-Wert einem Speicher der Auswerteeinheit zugeführt und dort abgespeichert. Dieses Verfahren wird für jede der Saiten des Saiteninstrumentes durchgeführt. Grundsätzlich ist jeder Saite ein Wirbel, jedem Wirbel ein Spannungssensor, jedem Spannungssensor ein Stellmotor 3 zugeordnet. Der in den Fig. 1 -5 dargestellte Aufbau eines Wirbels wiederholt sich also erfindungsgemäß für jede der Saiten des erfindungsgemäßen Saiteninstrumentes. Damit wird in dem Speicher der Auswerteeinheit für jede Saite ein Soll-Spannungswert abgelegt. Die Spannungen der Saiten können durch Wärmeeinwirkung, durch Lagerung des Instrumentes und Ähnliches verstellt werden. Um die Saiten für einen Auftritt zu stimmen, werden die Soll-Werte, die im Speicher abgelegt werden, ausgelesen und mit Ist-Werten, die über den Spannungssensor für jede der Saiten aktuell bestimmt werden, verglichen. Wenn die Ist-Spannungswerte von den Soll-Spannungswerten abweichen, wird der Differenz der beiden Werte eine Stellgröße zugeordnet, die in einen elektrischen Impuls umgewandelt wird und dem der Saite zugehörigen Stellmotor 3 zugeführt wird. Die Stellgröße bestimmt den Winkel, mit dem die Antriebswelle 4 des Stellmotors 3 gedreht wird, um die Soll-Spannung neu einzustellen. Die Bedienung der Auswerteeinheit kann manuell über Druckknöpfe und das Eingeben einer bestimmten Druckfolge erfolgen oder die Auswerteeinheit kann eine komplexere Tastatur aufweisen. Es ist jedoch auch denkbar, die Auswerteeinheit mittels einer App über Funk wie Bluetooth oder WLAN zu bedienen. When the voltage is set, the voltage measurement value is determined with the aid of the voltage sensor and the voltage measurement value is supplied as a setpoint value to a memory of the evaluation unit and stored there. This procedure is performed for each of the strings of the stringed instrument. Basically, each string is a vortex, each vortex a voltage sensor, each voltage sensor associated with a servomotor 3. The construction of a vortex shown in FIGS. 1 to 5 thus repeats according to the invention for each of the strings of the stringed instrument according to the invention. Thus, a desired voltage value is stored in the memory of the evaluation unit for each string. The tension of the strings can be adjusted by heat, by storage of the instrument and the like. To tune the strings for performance, the setpoint values stored in memory are read out and compared to actual values that are currently determined via the tension sensor for each of the strings. If the actual voltage values deviate from the desired voltage values, the difference between the two values is assigned a manipulated variable which is converted into an electrical impulse and fed to the servomotor 3 associated with the string. The manipulated variable determines the angle at which the drive shaft 4 of the servomotor 3 is rotated in order to readjust the setpoint voltage. The operation of the evaluation unit can be done manually via push buttons and entering a specific print sequence or the evaluation unit may have a more complex keyboard. However, it is also conceivable to operate the evaluation unit by means of an app via radio such as Bluetooth or WLAN.
Es ist möglich, dass in dem Speicher der Auswerteeinheit für jede Saite mehrere Soll- Spannungen gespeichert werden, diese Soll-Spannungen können einer Person, einer bestimmten Stimmung, einem Musikstück oder Ähnlichem zugeordnet werden und die einer Einstellung des Musikinstrumentes zugeordnete Soll-Spannung in jeder Saite kann als Gruppe abgerufen werden. It is possible that in the memory of the evaluation unit for each string a plurality of target voltages are stored, these target voltages can be assigned to a person, a certain mood, a piece of music or the like and the one Preset tension assigned to each musical instrument in each string can be recalled as a group.
In Fig. 4 ist eine Frontalansicht des Wirbels dargestellt, bei der insbesondere der Bereich des Dehnmessstreifens 13 zu erkennen ist. Der Dehnmessstreifen 13 ist in die Wandung des freien Abschnitts 6b der Hülse 6 integriert und damit im Inneren des Wirbels angeordnet. Durch Zugwirkung der gespannten Saite am Saitenwickler 9, erfährt die mit dem Klemmabschnitt 6a in den Wirbelkasten eingelassene Hülse 6 eine Kraft, die zu einer geringeren Verformung der Hülse 6 führt, die durch den in Längsrichtung der Hülse 6 in dem freien Abschnitt 6b angeordneten Dehnmessstreifen 13 erfassbar ist. Diese Verformung wird als Maß für die Spannung der Saite der Auswerteeinheit zugeführt. Die Bauteile, abgesehen vom Wirbelkopf 1 , werden auch als Schaft bezeichnet. Der Schaft umfasst hier den Saitenwickler 9 und die Hülse 6. Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie V-V der Fig. 2. Dabei wird das Planetengetriebe dargestellt. Das Planetengetriebe ist in dem oberen Teil der Hülse 6 angeordnet. Es umfasst die zentrale Zahnstange 2 sowie die beiden Planetenzahnstangen 7a, 7b, die in einer Linie nebeneinander angeordnet sind und in seitlichen Führungen in der Hülse 6 gelagert sind. FIG. 4 shows a frontal view of the vertebra, in which in particular the region of the strain gauge 13 can be seen. The strain gauge 13 is integrated in the wall of the free portion 6b of the sleeve 6 and thus arranged in the interior of the vortex. By pulling action of the tensioned string on the string winder 9, the sleeve 6, which is inserted into the peg box 6a, experiences a force which leads to a lesser deformation of the sleeve 6, which is determined by the strain gauges 13 arranged in the free portion 6b in the longitudinal direction of the sleeve 6b is detectable. This deformation is fed to the evaluation unit as a measure of the tension of the string. The components, apart from the whirl head 1, are also referred to as shank. The shaft here comprises the string winder 9 and the sleeve 6. Fig. 5 shows a sectional view taken along the line VV of Fig. 2. Here, the planetary gear is shown. The planetary gear is arranged in the upper part of the sleeve 6. It includes the central rack 2 and the two planetary racks 7a, 7b, which are arranged in a line next to each other and are mounted in lateral guides in the sleeve 6.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Wirbelkopf 1 vortex head
zentrale Zahnstange  central rack
elektrischer Stellmotor  electric servomotor
Antriebswelle Hülse Drive shaft sleeve
a Klemmabschnitt a clamping section
b freier Abschnitt  b free section
7a Planetenzahnstange  7a planetary rack
7b Planetenzahnstange  7b planetary rack
9 Saitenwickler 9 string winder
1 1 Loch 1 1 hole
12a elektrischer Anschluss  12a electrical connection
12b elektrischer Anschluss  12b electrical connection
13 Dehnmessstreifen  13 strain gauges
13a elektrischer Anschluss  13a electrical connection
13b elektrischer Anschluss  13b electrical connection
L Längsachse L longitudinal axis
M1 Mittelachse  M1 central axis

Claims

Patentansprüche claims
1 . Saiteninstrument mit wenigstens einer Saite, deren eines Endes mit einem Wirbel verbunden ist und der Wirbel ist um eine Längsachse (L) drehbar und durch eine Drehbewegung um die Längsachse (L) ist die Saitenspannung einstellbar und jeweils ein elektrischer Stellmotor (3) ist für die wenigstens eine Saite vorgesehen, der mit dem zugeordneten Wirbel in Wirkverbindung steht und der Stellmotor (3) weist eine Antriebswelle (4) auf und die Antriebswelle (4) und die Längsachse (L) des 1 . String instrument with at least one string whose one end is connected to a vortex and the vortex is rotatable about a longitudinal axis (L) and by a rotational movement about the longitudinal axis (L), the string tension is adjustable and in each case an electric servomotor (3) is for the at least one string is provided, which is in operative connection with the associated vortex and the servomotor (3) has a drive shaft (4) and the drive shaft (4) and the longitudinal axis (L) of the
zugeordneten Wirbels sind koaxial zueinander angeordnet und an jeder der wenigstens einen Saite ist ein Spannungssensor (13) vorgesehen und  associated vertebrae are arranged coaxially to each other and at each of the at least one string, a voltage sensor (13) is provided and
der Spannungssensor bestimmt den Spannungsmesswert der eingestellten Saite und führt ihn einem Speicher einer Auswerteeinheit als Soll-Wert zu und  the voltage sensor determines the voltage measured value of the set string and supplies it to a memory of an evaluation unit as a setpoint value and
der Spannungssensor (13) und der Stellmotor (3) sind elektrisch miteinander verbunden und der Stellmotor (3) stellt die Saitenspannung in Abhängigkeit von Differenzen des Messwertes der Ist-Spannung von der Soll-Spannung des  the voltage sensor (13) and the servomotor (3) are electrically connected to each other and the servomotor (3) sets the string tension in dependence on differences in the measured value of the actual voltage from the setpoint voltage of the
Spannungssensors (13) ein.  Voltage sensor (13).
2. Saiteninstrument nach Anspruch 1 , 2. string instrument according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Stellmotor (3) und der Spannungssensor (13) im Innern des Wirbels angeordnet sind.  characterized in that the servomotor (3) and the voltage sensor (13) are arranged in the interior of the vortex.
3. Saiteninstrument nach Anspruch 1 oder 2, 3. string instrument according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der Wirbel eine in der Längsachse (L) liegende  characterized in that the vortex lying in the longitudinal axis (L)
Zahnstange (2) umfasst und die Zahnstange (2) mit der Antriebswelle (4) direkt und drehfest verbunden ist.  Rack (2) and the rack (2) with the drive shaft (4) is directly and rotatably connected.
4. Saiteninstrument nach Anspruch 1 , 2 oder 3, 4. string instrument according to claim 1, 2 or 3,
dadurch gekennzeichnet, dass der Wirbel einen Saitenwickler (9) aufweist, an dem die wenigstens eine Saite befestigt ist und die Antriebswelle (4) und der Saitenwickler (9) über ein Getriebe miteinander in Wirkverbindung stehen.  characterized in that the vortex has a string winder (9) to which the at least one string is attached and the drive shaft (4) and the string winder (9) are in operative connection with each other via a gear.
5. Saiteninstrument nach Anspruch 4, 5. stringed instrument according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe ein Planetengetriebe ist.  characterized in that the transmission is a planetary gear.
6. Saiteninstrument nach einem der vorstehenden Ansprüche, 6. string instrument according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungssensor (13) Spannungsmesswerte der ihm zugeordneten Saite misst und eine Auswerteeinheit vorgesehen ist, in der die Ist- Messwerte mit Sollwerten verglichen werden und aus deren Differenz Stellwerte berechnet werden, die dem der Saite zugeordneten Stellmotor (3) zugeführt werden und der die Ist-Spannung der Saite auf die Soll-Spannung einstellt. characterized in that the voltage sensor (13) measures voltage measured values of the string assigned to it and an evaluation unit is provided, in which the actual Measured values are compared with setpoints and from the difference of which control values are calculated which are fed to the servomotor (3) associated with the string and which sets the actual tension of the string to the setpoint voltage.
Saiteninstrument nach einem der vorstehenden Ansprüche, Stringed instrument according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass jedem Wirbel ein Spannungssensor zugeordnet ist und der zugeordnete Spannungssensor einen Dehnmessstreifen (13) aufweist, der außen an einer Hülse (6) angeordnet ist, in die der Saitenwickler (9) eingelassen ist.  characterized in that each vertebra is associated with a voltage sensor and the associated voltage sensor has a strain gauge (13) which is externally disposed on a sleeve (6) into which the string winder (9) is embedded.
Saiteninstrument nach einem der vorstehenden Ansprüche, Stringed instrument according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass jeder Saite eine Auswerteeinheit zugeordnet ist und die zugeordnete Auswerteeinheit innen in dem Wirbel angeordnet ist.  characterized in that each string is associated with an evaluation unit and the associated evaluation unit is arranged inside in the vortex.
Saiteninstrument nach einem der vorstehenden Ansprüche, Stringed instrument according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass die den Saiten zugeordneten Sensoren und die characterized in that the sensors associated with the strings and the
Stellmotoren (3) jeweils mit einer zentralen Auswerteeinheit datenleitend in Verbindung stehen. Actuators (3) are in each case in communication with a central evaluation unit.
Saiteninstrument nach einem der vorstehenden Ansprüche, Stringed instrument according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit einen Speicher für Soll-Werte der Saitenspannungen der Saite und eine Vergleichseinheit zum Vergleich der Soll- Spannungen mit den Messwerten der Ist-Spannungen aufweist.  characterized in that the evaluation unit has a memory for nominal values of the string tensions of the string and a comparison unit for comparing the nominal voltages with the measured values of the actual voltages.
Verfahren zum Betätigen eines Saiteninstrumentes nach einem der vorstehenden Ansprüche, indem A method of operating a stringed instrument according to any one of the preceding claims, by
Soll-Werte von eingestellten Saitenspannungen bestimmt werden und die Soll-Werte in einem Speicher abgelegt werden,  Setpoint values of set string tensions are determined and the setpoint values are stored in a memory,
die Ist-Spannung jeder der Saiten mittels eines Spannungssensors (13) gemessen wird und die Ist-Messwerte mit dem der jeweiligen Saite zugeordneten Soll-Wert verglichen werden und aus Abweichungen der Ist- von den Soll-Werten Stellwerte bestimmt werden, die einem der Saiten zugeordneten Stellmotor (3) zugeführt werden, der die Ist-Spannung der Saiten auf die Soll-Spannung einstellt.  the actual voltage of each of the strings is measured by means of a voltage sensor (13) and the actual measured values are compared with the desired value assigned to the respective string and, from deviations of the actual values from the desired values, control values are determined for one of the strings associated adjusting motor (3) are supplied, which sets the actual tension of the strings to the desired voltage.
12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , 12. The method according to claim 1 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Saitenspannungen manuell mittels eines Wirbels eingestellt werden und die Soll-Werte gemessen werden. characterized in that the desired string tensions are manually adjusted by means of a vortex and the target values are measured.
13. Verfahren nach Anspruch 1 1 oder 12, 13. The method of claim 1 1 or 12,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Saite zur Schwingung angeregt wird, die Ist- Messwerte der Ist-Saitenspannung einem bestimmten elektrischen Spannungsverlauf zugeordnet werden und dem elektrischen Spannungsverlauf ein Frequenzverlauf zugeordnet wird und ein Tonverlauf mit dem Frequenzverlauf erzeugt wird.  characterized in that a string is excited to vibrate, the actual measured values of the actual string voltage are assigned to a specific electrical voltage profile and the electrical voltage curve is assigned a frequency profile and a tone progression with the frequency profile is generated.
14. Verfahren nach Anspruch 13, 14. The method according to claim 13,
dadurch gekennzeichnet, dass der abgespielte Tonverlauf die den Schwingungen der angeregten Saite entsprechenden Töne verändert.  characterized in that the played tone progression changes the sounds corresponding to the vibrations of the excited string.
15. Verfahren nach Anspruch 13, 15. The method according to claim 13,
dadurch gekennzeichnet, dass der Frequenzverlauf über eine datenleitende  characterized in that the frequency response via a data-conducting
Verbindung an ein Smartphone übermittelt wird und dort gespeichert wird. 16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 1 bis 15,  Connection is transmitted to a smartphone and stored there. 16. The method according to any one of claims 1 1 to 15,
dadurch gekennzeichnet, dass durch das Stimmen einer Saite, die Stimmung wenigstens einer anderen Saite mit festgelegt wird und die wenigstens eine andere Saite entsprechend der mit festgelegten Stimmung gestimmt wird. 17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 1 bis 15,  characterized in that the tuning of at least one other string is determined by the tuning of a string and the at least one other string is tuned according to the set mood. 17. The method according to any one of claims 1 1 to 15,
dadurch gekennzeichnet, dass beim Zupfen einer Saite durch den der Saite zugeordneten Sensors (13) erkannt wird, welche Saite gezupft wird und an welchem Druckpunkt die gezupfte Saite durch Hinunterdrücken der Saite auf den Steg verkürzt wird und aus der erkannten Saite und dem Druckpunkt der gezupfte Ton ermittelt und gespeichert wird.  characterized in that when plucking a string through the sensor associated with the string (13) is detected, which string is plucked and at which pressure point the plucked string is shortened by pushing down the string on the web and from the recognized string and the pressure point of the plucked Sound is detected and stored.
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