專利名稱：用于調(diào)整弦樂(lè)器的琴弦的張力的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于調(diào)整弦樂(lè)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(shù)：
為了對(duì)弦樂(lè)器進(jìn)行正確地調(diào)音，在這種樂(lè)器中需要精確地調(diào)整在 兩個(gè)固定點(diǎn)之間張緊的琴弦的張力，以便在撥動(dòng)琴弦時(shí)形成一個(gè)有著 正確頻率的駐波，并且因此產(chǎn)生所期望的音調(diào)。
為此，弦樂(lè)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(gè)軸上或者一個(gè)類似的元件上，并且可以通過(guò)繞起
或松開來(lái)張緊或放松，以便得到所述琴弦的正確調(diào)音。
然而，特別是當(dāng)所述弦樂(lè)器應(yīng)該也可以被自動(dòng)調(diào)音時(shí)，即借助
行比較來(lái)控制用于改變琴弦張力的驅(qū)動(dòng)裝置的控制裝置時(shí)，這些已知 的、用于調(diào)整所述琴弦張力的可能性就并不總是合適的。例如在吉他， 特別是電吉他或電貝斯上，用于張緊或者放松所述琴弦的所謂的機(jī)構(gòu) 或弦軸位于所述樂(lè)器的所謂的琴頭上并因此在所述琴頭的相對(duì)較小的
部分上，。雖然原則上存在這樣的可能性也在這里安裝一個(gè)用于調(diào) 整琴弦張力的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，但是非常困難的甚至幾乎不可能的是， 在樂(lè)器的這個(gè)部分上設(shè)置用于吉他或電貝斯的自動(dòng)調(diào)音的系統(tǒng)的總的 控制裝置。因此值得追求的是，去尋找可選的、用于調(diào)整弦樂(lè)器的琴 弦張力的可能性。

發(fā)明內(nèi)容
這樣一種可選方案根據(jù)帶有一個(gè)在以下的權(quán)利要求1中給出的方 法的、用于調(diào)整弦樂(lè)器的琴弦的張力的方法來(lái)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(quán)利要求2中描述了一種實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的裝置。在權(quán)利要求3至5 中給出了所述裝置的有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)。在權(quán)利要求6中，最后給出了 一種用于對(duì)弦樂(lè)器的至少一根琴弦進(jìn)行自動(dòng)調(diào)音的裝置，根據(jù)本發(fā)明 其使用一種新式的用于調(diào)整弦樂(lè)器的琴弦張力的裝置。
根據(jù)本發(fā)明，所述新式的、用于調(diào)整弦樂(lè)器的琴弦張力的方法以 及按本發(fā)明所述裝置的特點(diǎn)在于不是使用機(jī)械裝置來(lái)巻繞琴弦，而 是替代地利用處于壓力下的壓力介質(zhì)例如流體來(lái)工作。這種壓力介質(zhì) 作用在保持部段上，并且推動(dòng)所述保持部段，所述琴弦的第一端固定 在所述保持部段上，并且因此移動(dòng)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(zhì)優(yōu)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(jī)來(lái)自動(dòng)調(diào)整琴弦張力。代替其例如可以用存在于壓力容 器中的液壓液體來(lái)工作，以便控制壓力地且精確地調(diào)整琴弦張力。這 樣一種方式特別好地適用于在一種自動(dòng)調(diào)節(jié)弦樂(lè)器例如吉他的琴弦張 力的裝置中使用，其中控制裝置根據(jù)由琴弦實(shí)際產(chǎn)生的音調(diào)的頻率與 標(biāo)準(zhǔn)音調(diào)的預(yù)定頻率的偏差來(lái)控制壓力介質(zhì)的輸入或者排出，用以提 高或是降低所述琴弦張力。
在權(quán)利要求3提到的、有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)中給出了根據(jù)本發(fā)明所述 的裝置的一種可能的實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明所使用的套管與容納它的孔的 共同作用，獲得了一種類似于在氣缸中的活塞的效果，因此所述套管 可以借助于所述壓力介質(zhì)或者在放松時(shí)借助于所述琴弦拉力，以簡(jiǎn)單 的方式被推入所述塊中的孔內(nèi)，并且因此張緊或者放松所述琴弦。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(lè)器的琴身上，所述琴弦的一端被固定在一個(gè)固定塊中，在電吉他 的情況下偶爾也被固定在一個(gè)顫音系統(tǒng)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(zhuǎn)穿入所述孔中。在此， 不用很大的耗費(fèi)一個(gè)傳統(tǒng)的塊可以替換為裝配有根據(jù)本發(fā)明所述的套 管并設(shè)有相應(yīng)的擴(kuò)大的孔的塊，而不用對(duì)所述樂(lè)器進(jìn)行重大的改變。 因此可以以簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)"自動(dòng)"調(diào)節(jié)琴弦的可能，而不用從顯著地
改變所述樂(lè)器。
在權(quán)利要求4中給出的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)用于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"。那么借助于 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(kuò) 大的部段中。
如果所述套管如在權(quán)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(shí)用作為拾音器。借助于所述套 管可以探測(cè)緊貼在那里的琴弦的振動(dòng)，并且通過(guò)陶資的壓電特性將所 述振動(dòng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。那么這種電信號(hào)既可以直接輸送給放大器，并 被作為聲音信號(hào)使用；它們還可以作為控制信號(hào)來(lái)使用，例如用以控 制midi功能。最后也可以使用所述信號(hào)，以便給在權(quán)利要求6中描述 的用以對(duì)弦樂(lè)器進(jìn)行自動(dòng)調(diào)音的裝置提供關(guān)于振動(dòng)弦的實(shí)際探測(cè)的頻
率的信息；這些信息接著用于與所述標(biāo)準(zhǔn)頻率進(jìn)行比較，并最終用于 計(jì)算琴弦所需的進(jìn)一 步的張緊或放松。


本發(fā)明的其它的特征和優(yōu)點(diǎn)由以下借助附圖示出的實(shí)施例得出。 在接下來(lái)的描述和在圖示中，根據(jù)電吉他的實(shí)現(xiàn)來(lái)描述本發(fā)明，其中 本發(fā)明本質(zhì)上并不局限于這種特殊的弦樂(lè)器，而是原則上可以使用于 所有已知的弦樂(lè)器中。在圖中示出
圖1 示出電吉他的示意圖，作為具有根據(jù)本發(fā)明所述的裝置的 弦樂(lè)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(jù)本發(fā)明所述的顴音系統(tǒng)塊，
圖4 在圖3中所示的具有滑塊的顫音系統(tǒng)塊，其中所述滑塊之 一在分解圖中示出，并且
圖5 具有裝配的且被拉簧保持住的顫音系統(tǒng)塊的吉他的琴身 的一部分。
具體實(shí)施例方式
在附圖中，示出了一個(gè)根據(jù)本發(fā)明所述的裝置的實(shí)施例在一個(gè)電 吉他中。相同的元件標(biāo)有相同的附圖標(biāo)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(gè)顛音系 統(tǒng)塊5作為在這個(gè)電吉他1上的固定塊，所述顫音系統(tǒng)塊包含本發(fā)明， 并且因此將在此后詳細(xì)地進(jìn)行描述。
所述琴弦6a至6f從顫音系統(tǒng)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(guò)翼片8來(lái)調(diào)節(jié)。在所述 琴弦6a至6f下方， 一個(gè)彈撥護(hù)板9設(shè)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、隨后將進(jìn)一步闡釋的控制芯片10、以及拾音器12(所謂 的"pickup")。此外還可以看到線路14,所述控制芯片10通過(guò)這些 線路與所述顫音系統(tǒng)塊5連接起來(lái)，其中將隨后將詳細(xì)地說(shuō)明這種連 接。
在圖3a至d中以不同的視圖進(jìn)一步地示出所述顫音系統(tǒng)塊5。這 種顫音系統(tǒng)塊5包含本發(fā)明。在圖3a中顯示了所述顫音系統(tǒng)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(tǒng)塊5總共具有六個(gè)孔11， 所述琴弦6a至6f可以以之隨后進(jìn)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(gè)直徑擴(kuò)大的部段lla。 套管13可縱向移動(dòng)地設(shè)置在所述孔11中。所述套管13分別具有一個(gè) 擴(kuò)大的頭部13a。所述擴(kuò)大的頭部13a的外徑對(duì)應(yīng)于所述孔11的部段 lla的內(nèi)徑；所述其余的套管13的外徑對(duì)應(yīng)于所述其余的孔11的直 徑。以這種方式，在從所述擴(kuò)大頭部13a到其余的套管13的過(guò)渡和從 所述孔11的部段lla到其余的孔11的過(guò)渡之間形成了一個(gè)環(huán)形空間 17。一個(gè)輸入管道18以一個(gè)穿刺孔的形式通入到這個(gè)環(huán)形空間17中。
通過(guò)這個(gè)輸入管道18,壓力介質(zhì)在優(yōu)選的實(shí)施例中為液壓液體可以送 入到所述環(huán)形空間17中。
在所述套管13中引入一個(gè)內(nèi)孔19，其在所述套管13的擴(kuò)大頭部 13a的區(qū)域內(nèi)具有一個(gè)擴(kuò)大的內(nèi)徑(部段19a)。此外可以看出(與本 發(fā)明不相關(guān)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(tǒng)塊5的、在圖3c上部所示的部段中固定安裝在所述孔 11中。這些套管用于穿過(guò)所述套管13的琴弦與所述顫音系統(tǒng)塊5的 金屬材料之間的絕緣。這種絕緣在特定的應(yīng)用情況中是必須的，特別 是當(dāng)所述琴弦6a至6f要被用作為電導(dǎo)體時(shí)。
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)固定于在所述套管13內(nèi)的孔的擴(kuò)大部段19a中。那么此外 所述琴弦通過(guò)所述孔19被穿入相應(yīng)的套管13中，并且接著穿過(guò)其它 的、固定的套管20,從所述顫音系統(tǒng)塊5中穿出。在那里，所述琴弦 導(dǎo)引經(jīng)過(guò)在圖4中示出的滑塊21，并從那里經(jīng)過(guò)所述琴頸3直達(dá)電吉 他1的琴頭4。在那里所述琴弦纏繞在所述弦軸7上。在所述顫音系 統(tǒng)塊5的孔11中的所述套管13通過(guò)在所述環(huán)形空間17內(nèi)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于平衡中。如果現(xiàn)在要張 緊所述琴弦，額外的液壓流體將通過(guò)所述輸入管道18送入到所述環(huán)形 空間17中，用于提高壓力。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(dòng)，并拉緊所述琴弦。此外相反地，如果要放松 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(dòng)。
優(yōu)選使用來(lái)自一個(gè)液壓液體存儲(chǔ)元件中的液壓液體，所述液壓液 體存儲(chǔ)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。那么在此僅 僅需要一個(gè)相應(yīng)的閥門電路(Ventilschaltung),所述閥門電路分別 被正確地控制，以便張緊或放松所述吉他琴弦。
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(gè)在兩
個(gè)方向上亦即用于張緊以及用于放松可主動(dòng)地用液壓液體加載的單元 (雙箱系統(tǒng))。
重要的是在示出的實(shí)施例中，所述套管13的總長(zhǎng)度大于所述孔 11的擴(kuò)大部段lla的長(zhǎng)度，所以在此，即使在最大琴弦張力的情況下， 所述環(huán)形空間17相對(duì)于其余的孔11是密封的，并且沒(méi)有液壓液體可 以不受控制地從所述環(huán)形空間17中流出。
在優(yōu)選的應(yīng)用中，這種用于調(diào)整所述琴弦的張力系統(tǒng)被集成在一 種用于對(duì)吉他進(jìn)行自動(dòng)校音的裝置中。為此使用所述在圖2中示出的 控制芯片10。在這個(gè)芯片中儲(chǔ)存了每根琴弦的固有振動(dòng)頻率的額定 值。這個(gè)控制芯片IO通過(guò)信號(hào)線例如與所述拾音器12相連，以便可 以探測(cè)所述琴弦的固有振動(dòng)的實(shí)際頻率。根據(jù)所述額定值和所述實(shí)際 值之間的偏差，所述控制芯片IO計(jì)算出一個(gè)分量，將這根琴弦張緊或 放松該分量，并且控制對(duì)應(yīng)于被分配給這一琴弦的穿刺管道18的閥 門，以便可以通過(guò)流入或排出液壓液體來(lái)分別匹配相應(yīng)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(tǒng)塊 5中利用單獨(dú)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制成，來(lái)作為用于探測(cè)所述琴弦的頻率的實(shí)際 值的元件。
最后在圖5中從后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(tǒng)塊5的懸掛，所述顫音系統(tǒng)塊裝配有根據(jù) 本發(fā)明工作的套管13。所述顫音系統(tǒng)塊5借助于三根彈簧22保持水 平，所述彈簧可以通過(guò)相應(yīng)的調(diào)整裝置23調(diào)整它們加載在所述顴音系 統(tǒng)塊5上的拉力。在此設(shè)置了液壓調(diào)節(jié)的另外一種使用可能性。在不 依賴于前述發(fā)明的可利用的技術(shù)發(fā)展范圍內(nèi)，可以設(shè)想通過(guò)液壓缸 或氣動(dòng)缸、或者以其它的方式，利用壓力介質(zhì)主動(dòng)地改變單個(gè)保持所 述顫音系統(tǒng)塊5水平的彈簧的彈簧張力。以這種方式可以"自動(dòng)"地進(jìn) 行調(diào)整所述顫音系統(tǒng)塊的水平，例如用以實(shí)現(xiàn)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(tǒng)(例如一個(gè)Floyd-Rose顫音系統(tǒng))時(shí)
匹配所述拉力。在此這樣一種缸,皮標(biāo)識(shí)為24。也可能的是，例如所述 彈簧22全部由氣動(dòng)缸或液壓缸來(lái)代替。這一最后描述的解決方案也可 以不依賴于在此要求的發(fā)明來(lái)實(shí)施，并且單獨(dú)地作為一個(gè)特別的發(fā)明。
附圖標(biāo)記清單
1電吉他
2琴身
3琴頸
4琴頭
5顫音系統(tǒng)塊
6a-f琴弦
7弦軸
8翼片
9彈撥護(hù)板
10控制芯片
11孑匕
lla擴(kuò)大部段
12拾音器
13套管
13a擴(kuò)大頭部
14線路
17環(huán)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(diào)整裝置
24氣動(dòng)釭或液壓釭
權(quán)利要求
1.用于調(diào)整弦樂(lè)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(gè)在所述固定塊(5)中或在所述固定塊(5)上相對(duì)于所述固定塊可移動(dòng)的保持部段(13)通過(guò)用處于預(yù)定壓力下的壓力介質(zhì)加載而移動(dòng)，用以張緊或者放松所述琴弦(6a-6f)，所述琴弦(6a-6f)的第一端固定在所述保持部段上。
2. 用于調(diào)整弦樂(lè)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，其特征在于在所述固定塊(5)中或在所述固定塊(5) 上相對(duì)于所述固定塊可移動(dòng)地設(shè)置一個(gè)保持部段(13)，所述保持部 段可以通過(guò)用處于預(yù)定壓力下的壓力介質(zhì)加載而移動(dòng)，用以張緊或者 》文木>所述琴弦(6a-6f)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述裝置具有至少 一個(gè)在所述固定塊(5 )內(nèi)導(dǎo)引的、包括一個(gè)具有擴(kuò)大直徑的孔段(lla ) 的孔(11)以及一套管(13 )，所述套管設(shè)置成在所述至少一個(gè)孔(11) 中可移動(dòng)地且密封所述壓力介質(zhì)，其中所述套管(13)具有一個(gè)具有 擴(kuò)大外徑的頭部(13a)以及一個(gè)具有外徑的延伸段，所述頭部的擴(kuò)大 外徑基本上對(duì)應(yīng)于在孔(11)的具有擴(kuò)大直徑的部段(lla)中的孔直 徑，所述延伸段的外徑基本上對(duì)應(yīng)于其余的孔(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(shè)計(jì)有一臺(tái)階，其 中所述套管(13 )的頭部(13a )設(shè)置在具有擴(kuò)大的直徑的孔部段(lla ) 中，并且所述套管(13)的延伸段一直伸入到其余的孔(11)中，以 便在所述套管(13)的頭部(13a)和延伸段之間的臺(tái)階與具有擴(kuò)大直 徑的孔部段(lla)到其余的孔(11)的過(guò)渡之間形成一個(gè)密封的環(huán)形 空間(17)，并且其中至少一根管道(18)通入到這個(gè)環(huán)形空間(17) 中，用以輸入或者排出壓力介質(zhì)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于在所述套管(13)的頭部(13a)中設(shè)置有一個(gè)相對(duì)于在所述套管(13)的其余部段中的 孔(19)的直徑擴(kuò)大的孔部段(19a)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的裝置，其特征在于所述套管(13) 是一種由壓電陶瓷材料制成的套管，其中所述套管(13)被導(dǎo)電地觸 點(diǎn)接通，用于接收壓電效應(yīng)產(chǎn)生的信號(hào)。
6. 用于對(duì)弦樂(lè)器(1)特別是吉他或電貝斯的至少 一根琴弦(6a-6f) 進(jìn)行自動(dòng)校音的裝置，包括用于探測(cè)振動(dòng)的琴弦(6a-6f)的聲學(xué)信號(hào) 的傳感器(12);用于將聲學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)、以便確定所屬的 頻率的轉(zhuǎn)換單元；用于將測(cè)定的頻率和預(yù)定頻率進(jìn)行比較的比較單元； 用于調(diào)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(jù)在所測(cè)定的頻率和預(yù)定頻率之間的確定的偏差 來(lái)控制所述用于調(diào)整至少一根琴弦(6a-6f)的張力的裝置，其特征在 于所述用于調(diào)整至少一根琴弦(6a-6f)的張力的裝置是根據(jù)權(quán)利要 求2至5之一所述的裝置。
全文摘要
本發(fā)明給出了一種用以調(diào)整弦樂(lè)器的琴弦張力的簡(jiǎn)單并有效的方法以及一種這樣的裝置，其中一個(gè)在所述固定塊(5)中或在所述固定塊(5)上相對(duì)于所述固定塊可移動(dòng)的保持部段(13)通過(guò)用處于預(yù)定壓力下的壓力介質(zhì)加載而移動(dòng)，用以張緊或者放松所述琴弦(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(hào)G10G7/02GK101176144SQ200580049607
公開日2008年5月7日 申請(qǐng)日期2005年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月17日
發(fā)明者克里斯托弗·亞當(dāng)斯 申請(qǐng)人:特科特斯有限公司