用於調整弦樂器的琴弦的張力的裝置和方法
2023-06-18 04:19:01
專利名稱：用於調整弦樂器的琴弦的張力的裝置和方法
技術領域：
本發明涉及一種用於調整弦樂器的琴弦的張力的方法及裝置，所 述琴弦的第一端固定在固定塊上且第二端固定在另外的固定裝置上。
背景技術：
為了對弦樂器進行正確地調音，在這種樂器中需要精確地調整在 兩個固定點之間張緊的琴弦的張力，以便在撥動琴弦時形成一個有著 正確頻率的駐波，並且因此產生所期望的音調。
為此，弦樂器的琴弦的兩端之一通常被剛性地固定住，所述琴弦 的第二端纏繞在一個軸上或者一個類似的元件上，並且可以通過繞起
或鬆開來張緊或放鬆，以便得到所述琴弦的正確調音。
然而，特別是當所述弦樂器應該也可以被自動調音時，即藉助
行比較來控制用於改變琴弦張力的驅動裝置的控制裝置時，這些已知 的、用於調整所述琴弦張力的可能性就並不總是合適的。例如在吉他， 特別是電吉他或電貝斯上，用於張緊或者放鬆所述琴弦的所謂的機構 或弦軸位於所述樂器的所謂的琴頭上並因此在所述琴頭的相對較小的
部分上，。雖然原則上存在這樣的可能性也在這裡安裝一個用於調 整琴弦張力的電動驅動裝置，但是非常困難的甚至幾乎不可能的是， 在樂器的這個部分上設置用于吉他或電貝斯的自動調音的系統的總的 控制裝置。因此值得追求的是，去尋找可選的、用於調整弦樂器的琴 弦張力的可能性。
發明內容
這樣一種可選方案根據帶有一個在以下的權利要求1中給出的方 法的、用於調整弦樂器的琴弦的張力的方法來給出，所述琴弦的第一 端固定在固定塊上且第二端固定在另外的固定裝置上。在裝置方面，在權利要求2中描述了一種實現這一目標的裝置。在權利要求3至5 中給出了所述裝置的有利的擴展結構。在權利要求6中，最後給出了 一種用於對弦樂器的至少一根琴弦進行自動調音的裝置，根據本發明 其使用一種新式的用於調整弦樂器的琴弦張力的裝置。
根據本發明，所述新式的、用於調整弦樂器的琴弦張力的方法以 及按本發明所述裝置的特點在於不是使用機械裝置來巻繞琴弦，而 是替代地利用處於壓力下的壓力介質例如流體來工作。這種壓力介質 作用在保持部段上，並且推動所述保持部段，所述琴弦的第一端固定 在所述保持部段上，並且因此移動在固定塊中的固定在其中的琴弦端， 從而改變所述琴弦的張力。
使用壓力介質優選為 一種流體特別是使用液壓液體，允許不使用 任何伺服電機來自動調整琴弦張力。代替其例如可以用存在於壓力容 器中的液壓液體來工作，以便控制壓力地且精確地調整琴弦張力。這 樣一種方式特別好地適用於在一種自動調節弦樂器例如吉他的琴弦張 力的裝置中使用，其中控制裝置根據由琴弦實際產生的音調的頻率與 標準音調的預定頻率的偏差來控制壓力介質的輸入或者排出，用以提 高或是降低所述琴弦張力。
在權利要求3提到的、有利的擴展結構中給出了根據本發明所述 的裝置的一種可能的實現。根據本發明所使用的套管與容納它的孔的 共同作用，獲得了一種類似於在氣缸中的活塞的效果，因此所述套管 可以藉助於所述壓力介質或者在放鬆時藉助於所述琴弦拉力，以簡單 的方式被推入所述塊中的孔內，並且因此張緊或者放鬆所述琴弦。這 種解決方案特別適合于吉他，特別是電吉他以及電貝斯。在此，在所 述樂器的琴身上，所述琴弦的一端被固定在一個固定塊中，在電吉他 的情況下偶爾也被固定在一個顫音系統塊上。這樣一種塊通常總是具 有孔，所述琴弦的一端通常以一大約90。的偏轉穿入所述孔中。在此， 不用很大的耗費一個傳統的塊可以替換為裝配有根據本發明所述的套 管並設有相應的擴大的孔的塊，而不用對所述樂器進行重大的改變。 因此可以以簡單的方式實現"自動"調節琴弦的可能，而不用從顯著地
改變所述樂器。
在權利要求4中給出的擴展結構用於使琴弦在套管中的固定更加 容易。例如在吉他上，特別是在電吉他中和電貝斯上，琴弦在其固定 在琴身上的一端上具有典型的加厚部，即所謂的"球端"。那麼藉助於 所述球端，所述琴弦端就可以被固定在通入到所述套管中的孔的、擴 大的部段中。
如果所述套管如在權利要求5中給出的那樣由壓電陶資材料制 成，所述套管就可以以有利的方式同時用作為拾音器。藉助於所述套 管可以探測緊貼在那裡的琴弦的振動，並且通過陶資的壓電特性將所 述振動轉換為電信號。那麼這種電信號既可以直接輸送給放大器，並 被作為聲音信號使用；它們還可以作為控制信號來使用，例如用以控 制midi功能。最後也可以使用所述信號，以便給在權利要求6中描述 的用以對弦樂器進行自動調音的裝置提供關于振動弦的實際探測的頻
率的信息；這些信息接著用於與所述標準頻率進行比較，並最終用於 計算琴弦所需的進一 步的張緊或放鬆。
本發明的其它的特徵和優點由以下藉助附圖示出的實施例得出。 在接下來的描述和在圖示中，根據電吉他的實現來描述本發明，其中 本發明本質上並不局限於這種特殊的弦樂器，而是原則上可以使用於 所有已知的弦樂器中。在圖中示出
圖1 示出電吉他的示意圖，作為具有根據本發明所述的裝置的 弦樂器的示例；
圖2 示出圖1中的電吉他的琴身的放大的示意圖3a-d 以不同的視圖示出在圖1和圖2中示出的吉他所配備 的、根據本發明所述的顴音系統塊，
圖4 在圖3中所示的具有滑塊的顫音系統塊，其中所述滑塊之 一在分解圖中示出，並且
圖5 具有裝配的且被拉簧保持住的顫音系統塊的吉他的琴身 的一部分。
具體實施例方式
在附圖中，示出了一個根據本發明所述的裝置的實施例在一個電 吉他中。相同的元件標有相同的附圖標記。
首先在圖1和2中整體地示出了一電吉他1。所述電吉他可以粗 略地劃分為琴身2、琴頸3、以及琴頭4。在琴身2上安裝一個顛音系 統塊5作為在這個電吉他1上的固定塊，所述顫音系統塊包含本發明， 並且因此將在此後詳細地進行描述。
所述琴弦6a至6f從顫音系統塊5開始延伸，所述琴弦在琴頭4 上纏繞在弦軸7上，其中所述弦軸7可以通過翼片8來調節。在所述 琴弦6a至6f下方， 一個彈撥護板9設置在所述電吉他1的琴身2上。
在圖2中放大地示出所述電吉他1的琴身2。在此，可以看到額 外的、隨後將進一步闡釋的控制晶片10、以及拾音器12(所謂 的"pickup")。此外還可以看到線路14,所述控制晶片10通過這些 線路與所述顫音系統塊5連接起來，其中將隨後將詳細地說明這種連 接。
在圖3a至d中以不同的視圖進一步地示出所述顫音系統塊5。這 種顫音系統塊5包含本發明。在圖3a中顯示了所述顫音系統塊5的三 維視圖；在圖3b中顯示了它的俯視圖；在圖3c中顯示了它的沿著在 圖3b中的切線A-A的剖視圖；以及在圖3d中顯示了它的沿著切線 B-B的、從圖3b中截取出的剖視圖。
在圖3a至3d中可以看到所述顫音系統塊5總共具有六個孔11， 所述琴弦6a至6f可以以之隨後進一步描述的方式被固定在這些孔中。 所述孔11在圖3c下部示出的部段中具有一個直徑擴大的部段lla。 套管13可縱向移動地設置在所述孔11中。所述套管13分別具有一個 擴大的頭部13a。所述擴大的頭部13a的外徑對應於所述孔11的部段 lla的內徑；所述其餘的套管13的外徑對應於所述其餘的孔11的直 徑。以這種方式，在從所述擴大頭部13a到其餘的套管13的過渡和從 所述孔11的部段lla到其餘的孔11的過渡之間形成了一個環形空間 17。一個輸入管道18以一個穿刺孔的形式通入到這個環形空間17中。
通過這個輸入管道18,壓力介質在優選的實施例中為液壓液體可以送 入到所述環形空間17中。
在所述套管13中引入一個內孔19，其在所述套管13的擴大頭部 13a的區域內具有一個擴大的內徑(部段19a)。此外可以看出(與本 發明不相關的從其它的方面使用的)另外的套管20，所述套管20在 所述顫音系統塊5的、在圖3c上部所示的部段中固定安裝在所述孔 11中。這些套管用於穿過所述套管13的琴弦與所述顫音系統塊5的 金屬材料之間的絕緣。這種絕緣在特定的應用情況中是必須的，特別 是當所述琴弦6a至6f要被用作為電導體時。
在使用中，所述琴弦6a至6f以在它們的一端上的加厚部(即所 謂的球端)固定於在所述套管13內的孔的擴大部段19a中。那麼此外 所述琴弦通過所述孔19被穿入相應的套管13中，並且接著穿過其它 的、固定的套管20,從所述顫音系統塊5中穿出。在那裡，所述琴弦 導引經過在圖4中示出的滑塊21，並從那裡經過所述琴頸3直達電吉 他1的琴頭4。在那裡所述琴弦纏繞在所述弦軸7上。在所述顫音系 統塊5的孔11中的所述套管13通過在所述環形空間17內存在的液壓 液體保持在它們的位置上。在此，所述液壓流體的施加到所述套管13 上的壓力與由琴弦或琴弦的張力施加的力處於平衡中。如果現在要張 緊所述琴弦，額外的液壓流體將通過所述輸入管道18送入到所述環形 空間17中，用於提高壓力。由此，在所述孔11中的套管13在圖3c 所示的定向中向下移動，並拉緊所述琴弦。此外相反地，如果要放鬆 所述琴弦，液壓流體將被從所述輸入管道18中排出，由此，在所述孔 11中的套管13在圖3c所示的定向中向上移動。
優選使用來自一個液壓液體存儲元件中的液壓液體，所述液壓液 體存儲元件可以安裝在吉他1的琴身2中，而不必額外地改變吉他的 幾何形狀或材料，因此也不需要銑削及其它的材料去除。那麼在此僅 僅需要一個相應的閥門電路(Ventilschaltung),所述閥門電路分別 被正確地控制，以便張緊或放鬆所述吉他琴弦。
除了裝置的在此描述的工作方式，所述裝置也可以包含一個在兩
個方向上亦即用於張緊以及用於放鬆可主動地用液壓液體加載的單元 (雙箱系統)。
重要的是在示出的實施例中，所述套管13的總長度大於所述孔 11的擴大部段lla的長度，所以在此，即使在最大琴弦張力的情況下， 所述環形空間17相對於其餘的孔11是密封的，並且沒有液壓液體可 以不受控制地從所述環形空間17中流出。
在優選的應用中，這種用於調整所述琴弦的張力系統被集成在一 種用於對吉他進行自動校音的裝置中。為此使用所述在圖2中示出的 控制晶片10。在這個晶片中儲存了每根琴弦的固有振動頻率的額定 值。這個控制晶片IO通過信號線例如與所述拾音器12相連，以便可 以探測所述琴弦的固有振動的實際頻率。根據所述額定值和所述實際 值之間的偏差，所述控制晶片IO計算出一個分量，將這根琴弦張緊或 放鬆該分量，並且控制對應於被分配給這一琴弦的穿刺管道18的閥 門，以便可以通過流入或排出液壓液體來分別匹配相應琴弦的琴弦張 力。
作為拾音器12 (電磁拾音器)的替代，既可以在所述顫音系統塊 5中利用單獨安裝的壓電元件，也可以利用所述套管13本身，只要所 述套管由壓電陶瓷材料製成，來作為用於探測所述琴弦的頻率的實際 值的元件。
最後在圖5中從後方或下方示出所述電吉他1的琴身2的一部分。 在此可以看到所述顫音系統塊5的懸掛，所述顫音系統塊裝配有根據 本發明工作的套管13。所述顫音系統塊5藉助於三根彈簧22保持水 平，所述彈簧可以通過相應的調整裝置23調整它們加載在所述顴音系 統塊5上的拉力。在此設置了液壓調節的另外一種使用可能性。在不 依賴於前述發明的可利用的技術發展範圍內，可以設想通過液壓缸 或氣動缸、或者以其它的方式，利用壓力介質主動地改變單個保持所 述顫音系統塊5水平的彈簧的彈簧張力。以這種方式可以"自動"地進 行調整所述顫音系統塊的水平，例如用以實現吉他演奏的不同的效果， 或者用以在^f吏用不同的顫音系統(例如一個Floyd-Rose顫音系統)時
匹配所述拉力。在此這樣一種缸,皮標識為24。也可能的是，例如所述 彈簧22全部由氣動缸或液壓缸來代替。這一最後描述的解決方案也可 以不依賴於在此要求的發明來實施，並且單獨地作為一個特別的發明。
附圖標記清單
1電吉他
2琴身
3琴頸
4琴頭
5顫音系統塊
6a-f琴弦
7弦軸
8翼片
9彈撥護板
10控制晶片
11孑匕
lla擴大部段
12拾音器
13套管
13a擴大頭部
14線路
17環形空間
18輸入管道
19孑匕
19a部段
20套管
21滑塊
22彈簧
23調整裝置
24氣動釭或液壓釭
權利要求
1.用於調整弦樂器(1)的琴弦(6a-6f)的張力的方法，所述琴弦以一第一端固定在固定塊(5)上而以一第二端固定在另外的固定裝置(7)上，其中一個在所述固定塊(5)中或在所述固定塊(5)上相對於所述固定塊可移動的保持部段(13)通過用處於預定壓力下的壓力介質加載而移動，用以張緊或者放鬆所述琴弦(6a-6f)，所述琴弦(6a-6f)的第一端固定在所述保持部段上。
2. 用於調整弦樂器(1)的琴弦(6a-6f)的張力的裝置，所述琴 弦以一第一端固定在固定塊(5)上而以一第二端固定在另外的固定裝 置(7)上，其特徵在於在所述固定塊(5)中或在所述固定塊(5) 上相對於所述固定塊可移動地設置一個保持部段(13)，所述保持部 段可以通過用處於預定壓力下的壓力介質加載而移動，用以張緊或者 》文木>所述琴弦(6a-6f)。
3. 根據權利要求2所述的裝置，其特徵在於所述裝置具有至少 一個在所述固定塊(5 )內導引的、包括一個具有擴大直徑的孔段(lla ) 的孔(11)以及一套管(13 )，所述套管設置成在所述至少一個孔(11) 中可移動地且密封所述壓力介質，其中所述套管(13)具有一個具有 擴大外徑的頭部(13a)以及一個具有外徑的延伸段，所述頭部的擴大 外徑基本上對應於在孔(11)的具有擴大直徑的部段(lla)中的孔直 徑，所述延伸段的外徑基本上對應於其餘的孔(11)的孔直徑，其中 在所述套管(13)的頭部(13a)和所述延伸段之間設計有一臺階，其 中所述套管(13 )的頭部(13a )設置在具有擴大的直徑的孔部段(lla ) 中，並且所述套管(13)的延伸段一直伸入到其餘的孔(11)中，以 便在所述套管(13)的頭部(13a)和延伸段之間的臺階與具有擴大直 徑的孔部段(lla)到其餘的孔(11)的過渡之間形成一個密封的環形 空間(17)，並且其中至少一根管道(18)通入到這個環形空間(17) 中，用以輸入或者排出壓力介質。
4. 根據權利要求3所述的裝置，其特徵在於在所述套管(13)的頭部(13a)中設置有一個相對於在所述套管(13)的其餘部段中的 孔(19)的直徑擴大的孔部段(19a)。
5. 根據權利要求3或4所述的裝置，其特徵在於所述套管(13) 是一種由壓電陶瓷材料製成的套管，其中所述套管(13)被導電地觸 點接通，用於接收壓電效應產生的信號。
6. 用於對弦樂器(1)特別是吉他或電貝斯的至少 一根琴弦(6a-6f) 進行自動校音的裝置，包括用於探測振動的琴弦(6a-6f)的聲學信號 的傳感器(12);用於將聲學信號轉換為數位訊號、以便確定所屬的 頻率的轉換單元；用於將測定的頻率和預定頻率進行比較的比較單元； 用於調整至少一根琴弦(6a-6f)的張力的裝置；以及控制裝置(10)， 所述控制裝置用以根據在所測定的頻率和預定頻率之間的確定的偏差 來控制所述用於調整至少一根琴弦(6a-6f)的張力的裝置，其特徵在 於所述用於調整至少一根琴弦(6a-6f)的張力的裝置是根據權利要 求2至5之一所述的裝置。
全文摘要
本發明給出了一種用以調整弦樂器的琴弦張力的簡單並有效的方法以及一種這樣的裝置，其中一個在所述固定塊(5)中或在所述固定塊(5)上相對於所述固定塊可移動的保持部段(13)通過用處於預定壓力下的壓力介質加載而移動，用以張緊或者放鬆所述琴弦(6a-6f)，所述琴弦(6a-6f)的第一端固定在所述保持部段上。
文檔編號G10G7/02GK101176144SQ200580049607
公開日2008年5月7日 申請日期2005年3月17日 優先權日2005年3月17日
發明者克里斯多福·亞當斯 申請人:特科特斯有限公司