DE3022770A1

DE3022770A1 - Piezokeramischer tonabnehmer

Info

Publication number: DE3022770A1
Application number: DE19803022770
Authority: DE
Inventors: Helmut 8501 Feucht Schaller
Original assignee: Individual
Current assignee: Schaller Margaretha 90537 Feucht De Schaller B
Priority date: 1980-06-18
Filing date: 1980-06-18
Publication date: 1981-12-24
Also published as: DE3022770C2

Description

Piezokeramischer Tonabnehmer
Die Erfindung betrifft einen piezokeramischen Tonabnehmer für Musikinstrumente, insbesondere Saiteninstrumente mit einem auf einer Metallmembran befestigten piezokeramischen Element.
Bei den bisher bekannten piezokeramischen Tonanbnehmern ist das piezokeramische Element, vorzugsweise ein mit Elektroden und Anschluß drähten versehenes dünnes Blättchen aus Bleideternat auf die relativ dünne Metallmembran mittels eines Leitklebers aufgekittet. Das piezokeramische Element wird dann meist in eine Schutzmasse eingebettet, um es gegen mechanische Beschädigung zu schützen. Die Metallmembran wird dann jeweils auf dem zu Resonanzabgabe vorgesehenen Schwingungskörper befestigt. Dies kann durch Aufkleben oder auch mit Hilfe von Gummibändern erfolgen, so daß der Tonabnehmer wieder abnehmbar ist.
Bei den bisher bekannten Tonabnehmern dieser Art hat sich gezeigt, daß bisher nur ein relativ harter, sogenannter elektrischer Instrumentenklang erzeugt werden konnte. Dies ist in vielen Fällen unerwünscht, in denen der Naturton des Instrumentes verstärkt werden soll.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tonabnehmer der eingangs genannten Art anzugeben, der eine möglichst naturgetreue Wiedergabe des für das jeweilige Musikinstrument charakteristischen Klanges ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Metallmembran in einem offenendigen Gehäuse im wesentlichen parallel zu und in einem Abstand von der Gehäuseöffnung so angeordnet ist, daß das piezokeramische Element von der Gehäuseöffnung wegweist, daß die Gehäuseöffnung mittels einer zur Anlage an dem Musikinstrument bestimmten elastischen Membran dicht verschlossen ist und daß der zwischen der elastischen Membran und der Metallmembran eingeschlossene Raum mit einem im wesentlichen homogenen, sich an beliebige Raumformen anpassenden Füllmaterial ausgefüllt ist.
Es hat sich überraschender Weise gezeigt, daß mit dieser Anordnung der Originalklang der Instrumente praktisch unverfälscht übertragen und verstärkt werden kann, so daß es nun auch möglich ist, beispielsweise den Klang einer Geige, eines Cellos, eines Kontrabasses, einer Konzertgitarre, einer Zither und dgl. zu verstärken, ohne daß die charakteristische klassische Klangfärbung des jeweiligen Instruments dabei verloren geht, wie dies bisher der Fall war.
Das Füllmaterial kann von einer plastischen Masse oder auch von einer Flüssigkeit gebildet sein. Besonders gute Ergebnisse wurden mit Modeliermassen wie beispielsweise Plastilin erhalten. Dabei handelt es sich um Modeliermassen auf der Basis von Kaolin, Zinkoxid, Kreide, Pigmenten, Wachsen und ölen, wie sie beispielsweise als Knetmassen für Kinder im Handel erhältlich sind. Als geeignetes Füllmaterial hat sich jedoch beispielsweise auch Fensterkitt erwiesen. Die vorstehend genannten Materialien haben darüberhinaus den Vorteil, daß sie einfach und preiswert zu beschaffen und auch einfach zu handhaben sind.
e/ Gut(Ergebnisse wurden auch mit flüssigen Füllmaterialien wie Ölen und dgl. erhalten.
Die elastische Membran kann aus natrülichem oder künstlichem Kautschuk bestehen. Um das piezokeramische Element gegen mechanische Beschädigung zu sichern oder bei Bruch des piezokeramischen Elementes die Funktion des Tonabnehmers weitgehend zu erhalten, kann das piezokeramische Element in ach bekannter Weise in eine Kunststoffmasse eingebettet sein. Dies läßt sich auf einfache Weise dadurch bewerkstelligen, daß das Gehäuse auf der das piezokeramische Elemten tragenden Seite der Membran über diese hinaus verlängert ist und daß der dadurch gebildete Gehäusehohlraum mit dem Kunststoff, beispielsweise einem Epoxy- oder Polyester-Harz ausgefüllt ist. Dadurch werden gleichzeitig die Lötstellen der Anschluß stellen an den Elektroden gegen Umwelteinflüsse und mechanische Beschädigung geschützt.
Vorzugsweise ist die Membran einstückig mit dem Gehäuse ausgebildet, das zu diesem Zweck beispielsweise aus Bronze oder einem anderen hierfür geeigneten Material besteht. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Gehäuse im wesentlichen zylindrisch ausgebildet, wobei die Metallmembran in einem Abstand von den beiden Zylinderenden senkrecht zur Zylinderachse angeordnet ist. Um den das Füllmaterial enthaltenden Raum zuverlässig abdichten zu können, weist das zylindrische Gehäuse auf seiner dem piezokeramischen Element abgewandten Seite einen gegenüber der Metallmembran durchmessergrößeren Endabschnitt auf, dessen axiale Abmessung im wesentlichen der Dicke der elastischen Membran entspricht.
Auf diese Weise wird für die elastische Membran eine Auflagefläche geschaffen, die einen dichten Abschluß des das Füllmaterial aufnehmenden Raumes ermöglicht.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, welche in Verbindung mit den beiliegenden Figuren die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Tonabnehmer und Fig. 2 einen Schnitt längs Linie II-II in Fig. 1.
Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte piezokeramische Tonabnehmer umfaßt ein allgemein mit 10 bezeichnetes zylindrisches Gehäuse mit einem Gehäuseunterteil 12 und einem Gehäusedeckel 14. Das Gehäuseunterteil 12 weist dabei einen stufenförmig abgesetzten Abschnitt kleineren Außendurchmessers auf, auf den der Deckel 14 aufsetzbar ist, so daß die Mantelfläche des Deckels 14 und die Mantelfläche des durchmessergrößeren Abschnittes des Gehäuseunterteils 12 miteinander fluchten, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist.
In einem mittleren Abschnitt des aus Metall, beispielsweise Phosphorbronze bestehenden Gehäuseunterteils 12 ist eine einstückig mit diesem ausgebildete Membran 16 senkrecht zur Zylinderachse angeordnet. Die Stärke der Metallmembran 16 beträgt ca. 0,45 mm. Auf der dem Deckel 14 zugewandten Seite der Membran 16 ist ein piezokeramisches Element 18 in bekannter Weise aufgekittet, das beispielsweise aus einem dünnen Plättchen aus Bleideternat besteht. Die bei einer Schwingung der Membran 16 an dem piezokeramischen Element 18auftretenden elektrischen Spannungen werden über nicht dargestellte Anschlußdrähte abgegriffen. Zum Herausführen der Anschlußdrähte aus dem Gehäuseunterteil 12 ist in dem sich von der Membran 16 zum deckelseitigen Ende des Gehäuseunterteils 12 erstreckenden Zylinderabschnitt 20 eine radiale Bohrung 22 vorgesehen. Der von dem Zylinderabschnitt 20 und dem Deckel 14 eingeschlossene Raum ist mit einemEpoxy-oder Polyesterharz 24 ausgefüllt, in welches das piezokeramische Element 18 eingebettet ist. Das Harz schützt das piezokeramische Element 18 sowie die Lötstellen zwischen den Elektroden und den nschlußdrähten vor mechanischer Beschädigung und schädlichen Umwelteinflüssen und gewährleistet, daß der Tonabnehmer selbst bei einem Bruch des dünnen piezokeramischen Elementes 18 weiterverwendbar ist.
Auf der dem piezokeramischen Element 18 abgewandten Seite der Membran 16 weist das Gehäuseunterteil 12 einen ersten, den Durchmesser der Membran 16 bestimmenden Zylinderabschnitt 26 und einen gegenüber diesem durchmessergrößeren zweiten Zylinderabschnitt 28 auf. Zwischen den Zylinderabschnitten 26 und 28 ist eine Ringschulter 30 gebildet, die als Auflagefläche für eine Gummimembran 32 dient. Die axiale Abmessung des Zylinderabschnittes 28 ist dabei im wesentlichen gleich der Stärke der Gummimembran 32, so daß der Tonabnehmer mit der nach außen weisenden Oberfläche der Gummimembran 32 an eine Resonanzfläche eines Musikinstrumentes angelegt werden kann.
Die Gummimembran 32 schließt den Raum innerhalb des Zylinderabschnitts 26 dicht ab. Dieser Raum ist mit einer homogenen plastischen Masse oder Flüssigkeit 34 vollständig ausgefüllt. Dieses zwischen der äußeren, den Kontakt zu dem Instrument herstellenden Gummimembran 32 und der Metallmembran 16 eingeschlossene Füllmaterial überträgt die Schwingungen vom Instrument auf den piezokeramischen Schwinger überraschenderweise derart, daß der Naturton des jeweiligen Instrumentes bei der Übertragung und Verstärkung erhalten bleibt.

Claims

Ansprüche Piezokeramischer Tonabnehmer für Musikinstrumente, insbesondere Saiteninstrumente mit einem auf einer Metallmembran befestigten piezokeramischen Element, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallmembran (16) in einem offenendigen Gehäuse (12, 14) im wesentlichen parallel zu und in einem Abstand von der Gehäuseöffnung so angeordnet ist, daß das piezokeramische Element (18) von der Gehäuseöffnung wegweist, daß die Gehäuseöffnung mittels einer zur Anlage an dem Musikinstrument bestimmten elastischen Membran (32) dicht verschlossen ist und daß der zwischen der elastischen Membran (32) und der Metallmembran (16) eingeschlossene Raum mit einem im wesentlichen homogenen, sich an beliebige Raumformen anpassenden Füllmaterial (34) ausgefüllt ist.
2. Tonabnehmer nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmaterial (34) von einer plastischen Masse gebildet ist.
3. Tonabnehmer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmaterial (34) aus einer Modeliermasse wie z. B.

Plastilin besteht.
4. Tonabnehmer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmaterial (34) aus Fensterkitt besteht.
5. Tonabnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmaterial von einer Flüssigkeit wie dl oder dgl.

gebildet ist.
6. Tonabnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Membran (32) aus natürlichem oder künstlichen Kautschuk besteht.
7. Tonabnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das piezokeramische Element (18) in eine Kunststoffmasse (24) eingebettet ist.
8. Tonabnehmer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) auf der das piezokeramische Element (18) tragenden Seite der Metallmembran (16) über diese hinaus verlängert ist und daß der dadurch gebildete Gehäusehohlraum mit dem Kunststoff, insbesondere einem Epoxy- oder Polyesterharz (24) gefüllt ist.
9. Tonabnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallmembran (16) einstückig mit dem Gehäuse (12) ausgebildet ist.
10. Tonabnehmer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) im wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist, wobei die Metallmembran (16) in einem Abstand von den Zylinderenden senkrecht zur Zylinderachse angeordnet ist.
11. Tonabnehmer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Gehäuse (12) auf der dem piezokeramischen Element (18) abgewandten Seite der Metallmembran (16) einen gegenüber dieser durchmessergrößeren Endabschnitt (28) aufweist, dessen axiale Länge im wesentlichen der Dicke der elastischen Membran (32) entspricht.