[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Festkörper der obengenannten Art mit den Merkmalen
gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1. Dabei fallen unter diesen Gattungsbegriff insbesondere
Bauelemente und Baugruppen von Musikinstrumenten, wie Schwing- oder Resonanzplatten
bzw. -böden sowie Schwing- odere Resonanz-Hohlraumkörper, insbesondere Klangkästen,
aber auch Versteifungsrippen, z.B. Bassbalken, Stützstäbe, insbesondere Stimmstöcke,
Streichbögen, Saitenstege sowie Saitenhalter - letztere für Saiten- bzw. Streichinstrumente
- aber auch elektromotorisch angeregte Klangabstrahlungs- und Klangerzeugungselemente
wie Lautsprechermembranen. Diesen Elementen bzw. Baugruppen ist funktional gemeinsam,
dass die Festkörperschwingung im allgemeinen in dünnwandigen, elastisch biegeverformbaren
Bereichen ausgebildet werden, und zwar in Form von stehenden Wellen mit einer Schwingrichtung
quer bzw. im Winkel zu einer Festkörperoberfläche, die vielfach als Schallabstrahlungs-
oder -übertragungsfläche wirksam ist.
[0002] Eine wesentlich andersartige Klasse von Festkörpern zur Klangerzeugung und -abstrahlung,
die ebenfalls zur Erfindungsgattung gehören, sind Hohlraumkörper, insbesondere rohrförmige,
innerhalb deren sich stehende Luftschwingungen ausbilden, und zwar bei Rohrelementen
der verschiedensten Art, wie sie für Blasinstrumente in Anwendung sind, mit longitudinaler
Schwingrichtung im wesentlichen in Rohrlängsrichtung. Der Festkörper bestimmt dabei
mit seiner Hohlraumgestaltung und seinen Hohlraumabmessungen das Klangspektrum, braucht
jedoch selbst nicht unbedingt an der Schwiwngung teilzunehmen.
[0003] Eine weitere Klasse von Hohlraumkörpern innerhalb der Erfindungsgattung sind Klangverteilungsräume,
wie Konzertsäle und dergl., die selbst ebenfalls im wesentlichen nicht an der Schwingung
teilnehmen und in denen sich auch keine stehenden Wellen ausbilden, die aber durch
ihre Hohlraumgestaltung und Hohlraumabmessungen sowie durch stoffliche Eigenschaften
hinsichtlich Reflexions- und Absorptionsfähigkeit der Innenwandflächen das im Raum
wahrnehmbare Klangbild bestimmen.
[0004] Mit Bezug auf die vorstehend erläuterte, umfassende Erfindungsgattung verfolgt die
Erfindung die Aufgabe, eine gezielte Beeinflussung der spektralen Zusammensetzung,
insbesondere der sich ausbildenden bzw. abgestrahlten bzw. im Raum verteilten Klänge
und damit eine ästhetische Verbesserung des Klangbildes bzw. die Unterdrückung von
verzerrenden Effekten zu ermöglichen. Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe
bestimmt sich durch die Merkmale der je für sich unabhängig, besonders vorteilhaft
aber in Kombination anwendbaren Ansprüche 1, 30 bzw. 32.
[0005] Wie Untersuchungen gezeigt haben, wird durch die angegebenen Überlagerungsgliederungen,
deren Herstellung im wesentlichen nur die Erfüllung zusätzlicher Gestaltungs- und
Bemessungskriterien, jedoch kaum zusätzlichen Bauaufwand erfordert, eine überraschende
Verbesserung der allgemein erwünschten Klangeigenschaften, insbesondere des Klangvolumens
und der Tragfähigkeit, bzw. eine störungsfreie und ausgeglichene Klangausbreitung
erreicht.
[0006] Bei der oben erstgenannten Klasse von Klang-Festkörpern mit stehenden Transversalwellen,
die an der Festkörperoberfläche in sich ausbreitende Longitudinalwellen im Luftraum
umgesetzt werden, erfolgt die Klangbeeinflussung im wesentlichen durch die ungleichförmige
räumliche, d.h. ein- bis dreidimensionale Verteilung der elastischen Verformungssteifheit
bzw. durch eine komplementäre Massenverteilung gemäss der angegebenen Überlagerungsgliederung.
Auf diese Weise wird die Ausbildung von Knoten bzw. Bäuchen im Sinne einer angestrebten
Spektral- bzw. Obertonverteilung begünstigt. Bei der zweitgenannten Klasse wird insbesondere
durch eine gezielte Verteilung von Eng- und Weitstellen über die Rohrlänge - grundsätzlich
ohne eigene Festkörperschwingungen - unmittelbar die Ausbildung der stehenden Longitudinalwellen
in der Luftfüllung des Hohlraumes mit ihren Knoten und Bäuchen im Sinne einer gewünschten
Spektralverteilung beeinflusst. Für Hohlraumkörper der dritten Klasse spielen im wesentlichen
weder Festkörperschwingungen noch stehende Wellen eine Rolle, vielmehr wird hier die
Spektralverteilung der Reflexions- bzw. Absorptionsfähigkeit im Sinne einer störungsfreien
Klangausbreitung beeinflusst. In allen Fällen wird eine gezielte Spektralbeeinflussung
mittels der erfindungsgemässen Gliederung erreicht.
[0007] Eine wesentliche Weiterentwicklung der Erfindung führte zu einer Bemessung der einander
überlagerten, jeweils in sich äquidistanten Gliederungsreihenfolgen in der Weise,
dass die Distanzen der Reihenfolgen, d.h. die gegenseitigen Abstände der Bereiche
erhöhter bzw. verminderter Verformungssteifheit bzw. Schwingmassenbelegung innerhalb
einer Reihenfolge, untereinander in einem ganzzahligen Verhältnis stehen und insbesondere
bei einer grösseren Anzahl von überlagerten Reihenfolgen eine harmonische Reihe bilden.
Dies führt vor allem zu einer bemerkenswerten Verbesserung der Klangreinheit bzw.
einer Verminderung des Klirrfaktors.
[0008] Die Erfindung wird weiter unter Bezugnahme auf die in den Zeichnungen schematisch
wiedergegebenen Ausführungsbeispiele erläutert. Hierin zeigt:
Fig.1 eine Profilansicht eines mit Überlagerungsgliederung versehenen, rippenförmigen
Schwingelementes,
Fig.2 eine Vorderansicht eines Violinsteges als mit Kanten- Überlagerungsgliederung
versehener Schwingkörper,
Fig.3 eine perspektivische Teilschnittansicht eines mit Überlagerungsgliederung versehenen
Resonanzbodens,
Fig.4 eine Draufsicht einer Schwingkörperoberfläche mit schematisch angedeuteter Mehrfach-Überlagerungsgliederung,
Fig.5 eine schematische Flächendraufsicht einer Schwingelementoberfläche mit rasterförmig
verteilten Bereichen unterschiedlicher Massenbelegung,
Fig.6 einen vereinfachten Querschnitt eines plattenförmigen Schwingelementes mit unterschiedlichen
Zusatzelementen sowie mit Durchbrechungen zur Beeinflussung der Schwingmassenbelegung,
Fig.7 eine Teil-Seitenansicht eines stabförmigen Schwingelementes mit Überlagerungsgliederung,
Fig.8 den Querschnitt einer Versteifungsrippe mit flächenhafter, sich über den Rippenumfang
erstreckender Überlagerungsgliederung,
Fig.9 den Querschnitt einer Versteifungsrippe mit gemäss Überlagerungsgliederungen
verteilten Einbettungen aus einem Material hoher Dichte,
Fig.10 den Konturverlauf einer bogenförmigen Versteifungsrippe mit Bemessung der Querschnittshöhe
über der Rippenlänge entsprechend einer Überlagerungsgliederung
Fig.11 eine Anordnung von Versteifungsrippen, verteilt über eine Resonanzplatte, mit
Querschnittshöhenverteilung über die Rippenzahl entsprechend einer Überlagerungsgliederung,
Fig.12 eine flächenhafte Verteilung von Versteifungsrippen in zwei sich kreuzenden
Scharen, teilweise mit Kurvernverlauf, auf dem Resonanzboden eines Saiteninstrumentes,
mit Abstandsbemessung entsprechend zwei Überlagerungsgliederungen,
Fig.13 eine Draufsicht einer Lautsprechermembran mit radialen und zirkularen, linienförmigen
Versteifungs- oder Beschwerungselementen und Abstandsbemessung gemäss zugehörigen
Überlagerungsgliederungen,
Fig.14 einen Blasinstrumententubus im Längsschnitt mit ungleichförmiger Querschnittsbemessung
über die Tubuslänge entsprechend einer Überlagerungsgliederung,
Fig.15 die harmonische Verteilung der sich im Tubus ergebenden, longitudinalen Stehwellen
entsprechend der Überlagerungsgliederung und
Fig.16 eine schematische Darstellung einer Höhen-Breiten-Querschnittsgestaltung eines
Konzertsaales mit Innenwandprofilierung entsprechend einer Überlagerungsgliederung,
Fig.17 eine Draufsicht einer Violin-Resonanzdecke mit Breitengliederung durch einen
erfindungsgemässeri Bassbalken,
Fig.18 eine schematische Flächen-Innenansicht eines zylindrischen Resonanzkörpers
mit Breitengliederung durch an der Innenseite der Deckplatte angesetzte Versteifungsrippen,
Fig.19 einen Teil-Axialschnitt eines Resonanzkörpers nach Fig.18,
Fig.20 eine abgewandelte Ausführung eines zylindrischen Resonanzkörpers mit Breitengliederung
durch Versteifungsrippen in einer Flächenansicht der Zylinder-Deckplatte,
Fig.21 eine zylindrische Resonanzplatte mit radialer Gliederung durch konzentrische
Rippen oder Rinnen,
Fig.22 eine abgewandelte Ausführung der Plattengliederung nach Fig.21,
Fig.23 das Schema einer Gliederung einer rechteckigen Resonanzplatte mittels einer
Schar von abschnittsweise geradlinig verlaufenden Rippen oder Rinnen,
Fig.24 das Gliederungsprofil einer Versteifungsrippe an einer Resonanzplatte,
Fig.25 eine abgewandelte Profilausführung einer Rippengliederung,
Fig.26 eine schematische Flächendraufsicht einer Violindecke oder eines Violinbodens
mit der Umfangsform angepasster Gliederung durch umlaufend gestaltete Rippen bzw.
Rinnen,
Fig.27 eine schematische Flächenansicht eines Violin-Resonanzelementes wie in Fig.26
mit Höhengliederung durch im wesentlichen quer zur Bespannungsrichtung verlaufende
Rippen bzw. Rinnen,
Fig.28 eine schematische Flächenansicht eines Violin-Resonanzelementes wie in Fig.27,
jedoch mit Breitengliederung durch der Seitenkontur angepasste Längsrippen bzw. Längsrinnen
und
Fig.29 eine Kombination der Längs- und Breitengliederung nach Fig.27 und 28.
[0009] In Fig.1 ist eine mit einem Resonanzboden RB schubfest verbundene Versteifungsrippe
in Form eines langgestreckten Schwingelementes SE angedeutet. Z.B. in Form eines Bassbalkens
an sich üblicher Art kann ein solches Element breite Anwendung finden. Neben einer
statischen Tragfunktion zur Verstärkung des Resonanzbodens gegen den Saiten-Spanndruck
hat dieses Element als Bestandteil des gesamten Schwingkörpers wesentlichen Einfluss
auf das Resonanzspektrum und das Einschwingverhalten, d.h. auf Klangfarbe und Anspielbarkeit
des Saiteninstrumentes.
[0010] Während allgemein eine gleichförmig geschwungene, zu den Balkenenden hin verjüngte
Längsprofilform für solche Versteifungsrippen üblich ist, und nach den eingangs erwähnten
Weiterentwicklungen mit beträchtlichen Effekten eine im wesentlichen gleichförmige
Gliederung durch äquidistante Profilhöhenverminderungen über die Balkenlänge angewendet
wird, ist im vorliegenden Fall eine über die Balkenlänge ungleichförmig verteilte
Gliederung G des Längsprofils vorgesehen, die aus einer hinsichtlich der Profilhöhe
additiven Überlagerung von vier äquidistanten Reihenfolgen R1 bis R4 besteht. Jede
dieser Reihenfolgen umfasst Bereiche A1 bzw. A2 bzw. A3 bzw. A4 erhöhter Biege-Verformungssteifheit
sowie mit letzteren alternierend angeordnete Bereiche Bl bzw. B2 usw. verminderter
Biege-Verformungssteifheit. In den versteiften Bereichen liegt wegen des grösseren
Balkenquerschnitts auch eine grössere Schwingmassenbelegung vor, sofern nicht durch
zusätzliche Massnahmen - etwa eine Verminderung der Profilbreite oder eine Verminderung
der Querschnittsfläche im mittleren Bereich der Querschnittshöhe, z.B. in Form von
Aussparungen oder Durchbrechungen - eine Kompensation oder sogar Überkompensation
dieser Massenvergrösserung vorgenommen wird.
[0011] Das Schwingungsbild eines Resonanzkörpers besteht im allgemeinen aus einer vielfältigen
Überlagerung von stehenden Wellen unterschiedlicher Wellenlänge und Amplitude. In
den Knotenbereichen herrscht dabei eine geringe bzw. verschwindende, in den Bauchbereichen
eine maximale, elastische Biegeverformung. In den Bereichen erhöhter bzw. verminderter
Biegesteifheit wird infolgedessen die Ausbildung von Schwingungsknoten bzw. Schwingungsbäuchen
begünstigt. Während nun eine einfache, äquidistante Verteilung von Bereichen erhöhter
und verminderter Steifheit die Ausbildung einer stehenden Welle nur konzentriert im
Bereich einer Resonanzfrequenz begünstigt, womit allerdings bereits gewisse, erstrebte
Betonungen innerhalb des Resonanzspektrums erreichbar sind, ermöglicht die Überlagerung
verschiedener äquidistanter Reihenfolgen von Bereichen erhöhter und verminderter Steifheit
eine Hervorhebung eines entsprechenden Frequenzbandes. Dies bedeutet die Möglichkeit
einer in ihrer Ausgeglichenheit und Vielfalt bedeutend verbesserten Gestaltung des
Klangbildes.
[0012] Durch Wahl der Distanzwerte D1, D2 usw. (siehe Fig.1) der einander überlagerten Reihenfolgen
und ihres gegenseitigen Verhältnisses lassen sich die Bereiche des Resonanzspektrums,
in denen die Betonungen erscheinen, weitgehend gezielt und reproduzierbar einstellen.
Im Interesse eines ausgeglichenen Spektralverlaufes und einer gezielten Einstellung
kontinuierlicher Übergänge können die Steifheitsdifferenzen innerhalb der einzelnen
Reihenfolgen unterschiedlich bemessen werden, vorteilhaft in der Weise, dass diese
Differenzen von Reihenfolge zu Reihenfolge gleichsinnig zum Distanzwert abgestuft
sind. Eine solche Ausführung ist in Fig.1 durch die in ausgezogener Linie wiedergegebene
Profilkontur angedeutet.Die Teilkonturen der Folgen R1 und R2 sind dazu strichliert
angedeutet. Andererseits kann die Steifheitsdifferenz im Interesse besonders weicher
Übergänge auch innerhalb jeweils einer Reihenfolge variiert werden, etwa in der Weise,
dass sie von einem Mittelpunkt des Schwingelementes oder eines Schwingelementabschnitts
ausgehend nach beiden Seiten hin abnimmt. Es ergibt sich dann beispielsweise eine
Gliederung Gl, wie sie in Fig.l strichpunktiert angedeutet ist.
[0013] Für die allgemein angestrebte Klangreinheit wesentlich ist eine Bemessung der Distanzen
Dl, D2, .... entsprechend ganzzahligen Verhältnissen. Diese Bedingung wird zweckmässig
auch bei einer geringen Anzahl von überlagerten Reihenfolgen eingehalten. Für umfangreichere
Überlagerungen empfiehlt sich eine Bemessung der Distanzen D1, D2, D3, .... gemäss
einer harmonischen Reihe, also entsprechend einer Längenunterteilung eines Schwingelementabschnitts
im Verhältnis 1/2, 1/3, 1/4 usw.. Damit haben sich insbesondere bei Saiteninstrumenten
hervorragende Effekte hinsichtlich Klangfülle und Klangreinheit ergeben.
[0014] Fig.2 zeigt die Anwendung der angegebenen Gliederung auf ein plattenförmiges Schwingelement,
nämlich einen saitentragenden Steg eines Streichinstrumentes, wobei sich eine Gliederung
G1 der in Fig.1 dargestellten Art längs einer Kante K des Steges erstreckt. Weitere,
verkürzte Gliederungen G2 sind an Seitenkantenabschnitten KS des Steges ST angebracht,
der als mehrgliedriger Schwingkörper mit den Schwingelementen SE1 an der Kante K sowie
SE2 an den Seitenkanten KS wirksam ist. Für diesen Anwendungsfall ist auf eine praktisch
festgestellte, überaus hohe Klangwirksamkeit schon durch vergleichsweise schwach ausgeprägte
Gliederungen hinzuweisen. Dies dürfte neben einer merklichen Teilnahme an der unmittelbaren
Schallabstrahlung auf die frequenzselektive Koppelwirkung des Steges zwischen den
klangerzeugenden Saiten und dem Resonanz-Hohlkörper des Instrumentenkorpus zurückzuführen
sein.
[0015] Fig.3 zeigt ein plattenförmiges Schwingelement SE2 mit Überlagerungsgliederung G3
an beiden Oberflächenseiten. Diese Gliederungen entsprechen in ihrem Querschnittsprofil
der bereits erläuterten Kanten- Überlagerungsgliederung G gemäss Fig.l. Die Bereiche
erhöhter bzw. verminderter Biegesteifheit bilden hier eine Schar von nebeneinanderliegenden,
langgestreckten Kämmen bzw. Mulden, die quer zu ihrer Längsrichtung Überlagerungsreihenfolgen
der erläuterten Art bilden. Solche Ausführungen kommen mit überaus hoher Gesamtwirkung
für Resonanzböden verschiedenster Art in Betracht, insbesondere für Resonanzböden
oder -platten in mechanisierten Zupfinstrumenten und für Wandelemente von Resonanzkörpern
für Saiten-, vor allem für Streichinstrumente.
[0016] Fig.4 stellt in schematischer Weise die Möglichkeit einer weiter verfeinerten Oberflächen-
Überlagerungsgliederung dar, nämlich in Form zweier sich auf einer Oberflächenseite
eines plattenförmigen Schwingelementes SE3 kreuzenden Scharen von kammförmigen Bereichen
A1, A2, A3 erhöhter Biegesteifheit, die zwei Überlagerungsgliederungen G3 und G4 nach
Art von Fig.3 bilden. Zwischen den kammförmigen Bereichen ergeben sich muldenförmige
Oberflächenbereiche verminderter Biegesteifheit, die der Übersichtlichkeit halber
nicht näher beziffert sind. Gliederungen dieser Art erlauben eine gezielte Beeinflussung
der zweidimensionalen, stehenden Wellengebilde und kommen mit grosser Wirksamkeit
insbesondere für ausgedehntere Resonanzgebilde in Betracht.
[0017] Wenn bei dünnwandigen Plattenresonatoren Stellen mit besonders geringer verbleibender
Querschnittsdicke vermieden werden sollen, so empfiehlt sich die kreuzende Anordnung
je einer Kamm-Muldengliederung auf beiden Oberflächenseiten der Platte.
[0018] Entsprechende Glieder
lungseffekte können grundsätzlich auch mit Hilfe einer ungleichförmigen Massenverteilung
erzielt werden, und zwar insbesondere bei Plattenresonatoren. Unter Annahme einer
gleichförmigen Verteilung der Verformungssteifheit kehren sich dabei die bevorzugten
Lagen von Wellenknoten und Wellenbäuchen um, d.h. im Bereich erhöhter Schwingmasse
ergeben sich bevorzugt Wellenbäuche, im Bereich verminderter Schwingmasse Wellenknoten.
Selbstverständlich müssen die Rand- bzw. Einspannbedingungen des Schwingelementabschnitts
mit einer solchen Ausbildung vereinbar sein, was aber auch für die Steifheitsgliederungen
in sinngemässer Weise gilt. Unter Beachtung dieser Verhältnisse sind mit Vorteil auch
kombinierte Steifheits- und Massengliederungen anwendbar. Im übrigen treten - wie
bereits angedeutet - ungleichförmige Massenverteilungen im allgemeinen auch bei einer
ungleichförmigen Steifheitsverteilung auf. Bei der allgemein anzuwendenden Steifheitsvariation
durch entsprechende Bemessung der Querschnittshöhe eines Biegeschwingers tritt jedoch
die Wirkung der Massenerhöhung im Bereich erhöhter Querschnittshöhe relativ zurück,
weil die Steifheit infolge des Zusammenhanges mit dem Querschnitts-Flächenträgheitsmoment
mit einer höheren Potenz der Querschnittshöhe wirksam wird. Die Massenzunahme kann
dann vielfach vernachlässigt werden, stört aber jedenfalls im allgemeinen nicht.
[0019] Andererseits lassen sich Massengliederungen ohne wesentliche Beeinflussung der Steifheit
auch herstellungstechnisch günstig mit Hilfe von innerhalb der schwingenden Oberfläche
allseitig umgrenzten, also fleckförmigen Erhöhungen bzw. Vertiefungen erzielen. Dazu
können letztere insbesondere auch in Form von Durchbrechungen geringerer Flächenausdehnung
innerhalb eines plattenförmigen Schwingelementes ausgeführt werden, während für die
Bereiche erhöhter Schwingmassenbelegung vorteilhaft die Anbringung von Zusatzmassen
in Betracht kommt. Auf diese Weise lassen sich insbesondere auch Steifheits- und Massengliederungen
in einer Anordnung mit gegenseitig verstärkender Wirkung vereinigen.
[0020] Fig.5 zeigt eine sich über die Oberfläche eines plattenförmigen Schwingelementes
SE4 erstreckende, rasterförmige Massengliederung G5 mit z.B. kreisförmigen Bereichen
AA1, AA2, .... erhöhter Schwingmasse und ebensolchen Bereichen BB1, BB2, .... verminderter
Schwingmasse. Diese Rasterverteilung entspricht in ihrem Grundaufbau einer zweidimensionalen
Gliederung längs sich kreuzender Linienscharen gemäss Fig.4.
[0021] Fig.6 zeigt hierzu im Querschnitt die Ausbildung der Bereiche BB1, BB2, .... in Form
von Löchern innerhalb des dünnwandigen Plattenelementes und die Ausbildung der Bereiche
erhöhter Masse in Form von Zusatzmassenelementen ZM1, ZM2, ZM3, ..... Letztere können
z.B. als knopfartige Elemente einfacher Form aufgeklebt werden. Besonders vorteilhaft
in der Herstellung ist aber die an den Elementen ZM2 und ZM3 angedeutete Möglichkeit
der Aufbringung in Form von dünnen Schichten aus Material hoher Dichte, wofür Schwermetalle
und entsprechende Legierungen, insbesondere auch Edelmetalle, in Betracht kommen.
Diese Elemente lassen sich bequem in Form von Folienabschnitten herstellen und aufkleben,
aber auch in Form von metallgefüllten Formmassen oder Lacken aufbringen. Letztere
bietet den besonderen Vorteil herstellungstechnischer Einfachheit.
[0022] Als Beispiel einer weiteren Hauptanwendungsmöglichkeit von Überlagerungsgliederungen
zeigt Fig.7 ein stabförmiges Schwingelement SE5 in Form eines Stimmstockes innerhalb
eines Resonanz-Hohlkörpers eines Saiteninstrumentes. Die Gliederung G6 umgreift mit
ihren kamm- bzw. rinnenförmigen Bereichen erhöhter bzw. verminderter Biegesteifheit
A1, A2, A3 bzw. B1, B2, B3 den Umfang des stabförmigen Schwingelementes. Auch mit
solcherart gegliederten Koppelelementen lassen sich erfahrungsgemäss bemerkenswerte
Klangverbesserungen erzielen. Die benachbarten, plattenförmigen Schwingelemente SE4
des Hohlkörpers werden vorteilhaft ebenfalls mit Überlagerungsgliederungen der vorbeschriebenen
Art versehen, wobei durch gegenseitige Abstimmung der Gliederungsbemessung hervorragende
Gesamtergebnisse erzielbar sind.
[0023] Die Querschnittsgestaltung einer Versteifungsrippe nach Fig.8 beruht auf der Erkenntnis,
dass auch in relativ kompakten Gebilden klangrelevante Transversalschwingungen im
Festkörper auftreten, im vorliegenden Fall u.a. Biegeschwingungen in verschiedenen
Richtungen parallel zur Querschnittsfläche. Stehende Wellen mit Längsrichtung quer
zur Rippenlängsrichtung werden dabei durch die gemäss Überlagerungsgliederungen G8a,
b, c verteilten Bereiche erhöhter bzw. verminderter Biegesteifheit in ihrer Ausbildung
entsprechend einer harmonischen Reihe begünstigt. Entsprechende Wirkungen lassen sich
mit in den schwingenden Festkörper eingebetteten Bereichen bzw. Elementen ED höherer
Dichte gemäss der Rippenausführung nach Fig.9 erzielen, die in Form von zwei sich
rechtwinklig durchdringenden Überlagerungsgliederungen G9a und G9b angeordnet sind.
[0024] Fig.10 zeigt nochmals eine Versteifungsrippe mit Kanten- bzw. Querschnittshöhengliederung,
jedoch mit zu den Enden hin im Mittel abnehmender Querschnittshöhe sowie mit bogenförmiger
Gesamtausbildung zur Anpassung an einen gewölbten Resonanzboden RB, wie er für Saiteninstrumente
üblich ist. Zusätzlich zu der Kanten- bzw. Querschnittshöhengliederung G10a sind an
den Flanken der Rippe Überlagerungsgliederungen G10b mit in Richtung der Rippenhöhe
verlaufenden, wellen- bzw. gratartigen Vertiefungen VT bzw. Erhöhungen EH vorgesehen,
also z.B. bezüglich der Gliederungen G8a, b in Fig.8 mit rechtwinklig versetzter Längserstreckung
der Gliederung, d.h. in Rippenlängsrichtung. Die Wirkung entspricht daher der Kantengliederung
GlOa, deren Längserstreckung ebenfalls mit der Rippenlängsrichtung übereinstimmt.
[0025] Fig.11 zeigt eine Überlagerungsgliederung an einer ebenen Resonanzplatte, wie an
sich z.B. für Klavier und Flügel üblich, mit rippenförmigen Aufsatz-Versteifungselementen
AV. Hier erstreckt sich die Gliederung allein in Richtung quer zu den Rippen, während
in Rippenlängsrichtung homogene Verhältnisse vorliegen. Der Übersichtlichkeit halber
sind die einzelnen Rippen nur mit den Ordnungszahlen 1 bis 8 der entsprechenden Harmonischen
bezeichnet, die dem Nenner des Distanz-Teilungsverhältnisses der betreffenden Überlagerungsreihenfolge
entsprechen. Die Rippenhöhe und damit die Versteifungswirkung nimmt mit der Ordnungszahl
ab, was erfahrungsgemäss zu einem in der Ausgeglichenheit des Klangbildes befriedigenden
Verlauf der harmonischen Amplituden beiträgt. Im übrigen begünstigt eine solche, im
wesentlichen eindimensionale Gliederung (nur in Rippenquerrichtung) die Ausbildung
von Stehwellen nur in einer Richtung der Platte.
[0026] Im Gegensatz dazu zeigt Fig.12 eine Resonanzboden-Draufsicht mit zwei sich im wesentlichen
quer durchdringenden Überlagerungsgliederungen G12a und G12b, die also insgesamt eine
zweidimensionale Gliederung ergeben. Die Gliederungselemente können als Versteifungselemente
bzw. komplementäre, streifenförmige Bereiche verminderter Biegesteifheit, aber auch
als Bereiche erhöhter bzw. verminderter Massenbelegung ausgebildet sein. Schmale Rippen
oder Stege haben in Verbindung mit vergleichsweise breiten Zwischenräumen eine geringe
Versteifungswirkung, so dass die im allgemeinen mit der Querschnittserhöhung verbundene
Massenvergrösserung überwiegt. Im einzelnen ist die Bemessung also allgemein so einzurichten,
dass sich die gewünschte Wirkung ergibt. Ausgehend von einem homogenen Biegeschwinger
begünstigen örtlich konzentrierte Versteifungen eine Knotenbildung, entsprechende
Massenkonzentrationen dagegen die Bildung von Schwingungsbäuchen. Da ohne besondere
Vorkehrungen, z.B. bei örtlicher Vergrösserung der Querschnittshöhe, Biegesteifheit
und Massenbelegung im allgemeinen gemeinsam beeinflusst werden, ist auf entsprechende
Differenzierung zu achten, etwa durch Materialaussparungen im Bereich der neutralen
Biegezone (Versteifung ohne Massenvergrösserung) bzw. durch Auftrennen von Bereichen
vergrösserter Querschnittshöhe mittels Kerben quer zur Biege- bzw. Wellenlängsrichtung
(Massenkonzentration ohne Versteifung).
[0027] Bei der Ausführung nach Fig.12 sind die Distanzen zwischen den langgestreckten Bereichen
von in Bezug auf die Zwischenräume erhöhter Biegesteifheit (in ihrer Längsrichtung),
z.B. Versteifungsrippen, in Längsrichtung dieser Bereiche über die Ausdehnung der
Gliederungsschar G12b veränderlich ausgebildet, und zwar entsprechend einem der Randkontur
des plattenförmigen Schwingkörpers angepassten Verlauf. Dadurch ergibt sich erfahrungsgemäss
eine besonders hohe und über die Gesamtfläche gleichmässig verteilte Ausnutzung des
Schwingkörpers für die harmonische Gestaltung der Spektralverteilung. Auch hier können
die Änderungsamplituden der Schwingungsparameter (Steifheit oder Massenbelegung) von
Überlagerungsreihenfolge zu Überlagerungsreihenfolge oder auch - ähnlich wie nach
Fig.10 - innerhalb je einer solchen Reihenfolge veränderlich ausgebildet werden, vorzugsweise
von der Mitte zu den Enden hin abnehmend.
[0028] Fig.13 zeigt als weiteres Beispiel eine kreisförmige Lautsprechermembran mit zwei
orthogonalen Massenkonzentrations-Überlagerungsgliederungen G13a und G13b, z.B. in
Form von streifenförmigen Massenauflagen oder -einlagerungen am bzw. im Membranwerkstoff,
etwa in Form von Lack mit Metallgranulatbeschwerung. Bei einem Membranschwingkörper
sind solche Massenkonzentrationen im allgemeinen einfacher herstellbar als Versteifungskonzentrationen.
[0029] Der in Fig.14 im Längsschnitt gezeigte Blasinstrumententubus ist mit einer in Rohrlängsrichtung
verlaufenden Überlagerungsgliederung G14a in Form von zur Rohrachse rotationssymmetrischen
Engstellen ES und Weitstellen WS versehen. Primäres Schwingmedium ist hier im Gegensatz
zu den Festkörperschwingern unmittelbar die Luftsäule im Tubus, wobei die Schallabstrahlung
an sich auch ohne Teilnahme des Tubus bzw. Festkörpers an der Schwingung durch Ausbreitung
von fortschreitenden Schallwellen von der Tubusmündung aus in den Raum erfolgen kann.
Im Hinblick auf den Charakter der Primärschwingungen als longitudinale Stehwellen,
d.h. mit axialer Luftströmung, können die Engstellen die Ausbildung von Bereichen
erhöhter örtlicher Strömungsgeschwindigkeit, also von Schwingungsbäuchen der Schallschnelle,
begünstigen. Entsprechend Umgekehrtes gilt für die Begünstigung von Knotenstellen
der Schallschnelle im Bereich von Weitstellen des Tubusquerschnitts. Auch hier ermöglicht
die Reihenfolge von Eng- und Weitstellen gemäss einer vorzugsweise harmonischen Überlagerungsgliederung
eine gezielte Spektralbeeinflussung und damit eine Verbesserung des Klangbildes.
[0030] Zusätzlich kann auch der Tubus, d.h. der Festkörper, durch eigene Schwingungen entsprechend
den in seinem Innenraum herrschenden Schwingungszuständen, die für ihn als Anregung
wirken, an der Klangbeeinflussung und vor allem an der Klangabstrahlung teilnehmen.
Hierzu ist im Beispiel auch die Tubusaussenfläche mit einer zur Innenfläche kongruenten
Überlagerungsgliederung G14b versehen.
[0031] Im übrigen können die Engstellen bei scharfkantiger Ausbildung nach Art von Lochblenden
auch merklich dämpfend wirken, was zu besonderen Effekten hinsichtlich der Abdämpfung
von bestimmten Spektralbereichen bzw. Harmonischen ausgenutzt werden kann. Im Beispiel
sind solche scharfkantigen Engstellen angedeutet. Wenn eine örtliche Dämpfung nicht
erwünscht ist, sollte eine Profilverrundung bzw. düsenartige Gestaltung der Engstellen
bevorzugt werden.
[0032] Allgemein ist zu beachten, dass die Festkörperwandungen als Begrenzungen der schwingenden
Luftsäule unter entsprechend periodisch schwankendem Innendruck stehen und daher zu
Transversalschwingungen (im Gegensatz zu den Longitudinalschwingungen der Luftsäule)
angeregt werden. Hier ergeben sich also wieder ähnliche Verhältnisse wie bei einem
dünnwandigen Resonanzkörper, der seine Transversalschwingungen bzw. Stehwellen in
Form von quer zur Festkörperoberfläche gerichteten, sich ausbreitenden Luftwellen
an die Umgebungsluft überträgt. Da die Knoten der Schallschnelle einerseits und des
Schalldruckes gegeneinander versetzt sind (bei einfachen Verhältnissen sind Knoten-
und Bauchlagen vertauscht) kann es vorteilhaft sein, Innen- und Aussengliederung bezüglich
Massenanhäufungen bzw. Versteifungsstellen entsprechend gegeneinander zu versetzen.
[0033] Fig.16 zeigt den Querschnitt eines Klangverteilungsraumes mit bogenförmig-konvexer
Überlagerungsgliederung G16 an Boden und Decke. Die Gliederungen erstrecken sich parallel
zum Raumquerschnitt von der Mittel-Vertikalebene nach beiden Seiten. Eine entsprechende
Gliederung kommt auch in Raumlämgsrichtung (mit Bezug auf die nicht gezeigte Schalleinstrahlungsseite)
in Betracht, ebenso eine entsprechende zweidimensionale Überlagerung bzw. Durchdringung
der Gliederungen in beiden Richtungen.
[0034] Die hier erzielbaren Effekte beruhen selbstverständlich nicht auf der Bildung von
Stehwellen im Raum, ebensowenig wesentlich auf Festkörperschwingungen mit Wellenlängen
im Bereich der hier grossen Abmessungen bzw. Gliederungsdistanzen. Es handelt sich
vielmehr um gezielte Beeinflussungen des Raumklangbildes mittels betonter Reflexions-
bzw. Absorptionsbereiche, wobei die Profilierung in den konvexen Bereichen eine insgesamt
durch Überlagerungen ausgeglichene Klangerfüllung des Raumes ermöglicht.
[0035] Abschliessend ist zu betonen, dass nicht nur die räumlich harmonisch verteilte Begünstigung
von Stehwellenknoten, sondern gegebenenfalls eine analoge Dämpfungsverteilung zur
gezielten Klangverbesserung eingesetzt werden kann. Die für eine konzentrierte Anordnung
von Versteifungen bzw. Massen oder Eng- und Weitstellen angegebenen Verteilungsmerkmale
sind demzufolge sinngemäss auch für Dämpfungsbereiche bzw. Dämpfungselemente anwendbar.
Eine bevorzugte Dämpfungswirkung lässt sich dabei unter Ausnutzung bekannter Materialeigenschaften
verwirklichen.
[0036] Die in Fig.17 gezeigte Violindecke ist durch einen der Randkontur angepasst verlaufenden
Bassbalken 11 über die Höhenerstreckung des Deckenkörpers 10 hinweg im Verhältnis
1/3 zu 2/3 der jeweiligen Breitenausdehnung B unterteilt. Dadurch ergibt sich eine
in manchen Fällen für einen bestimmten Klangcharakter erwünschte Betonung der Klangfülle
im mittleren Bereich des Spektrums.
[0037] Die kreisförmige Deckplatte 2 des zylinrischen Resonanzkörpers nach Fig.18 und 19
ist hinsichtlich ihrer quer zu einer vorgegebenen Vorzugsrichtung X-X gemessenen Breite
durch Rippen oder Rinnen 21 bis 25 in den harmonischen Verhältnissen 1/2R bis 1/6R
unterteilt, und zwar in der Weise, dass die Gliederungsabstände von der Mitte zum
Rand der Deckplatte hin abnehmen. Durch eine solche Gliederung nach einer harmonischen
Reihe lässt sich in einem breiteren Spektralbereich eine ausgeglichene Klangfülle
erzielen. Dabei tendiert die Zusammendrängung der linearen bzw. langgestreckten Gliederungselemente
im Falle der Ausbildung als steifheitsvermindernde Rinnen zu einer Kompensation der
an sich zum Rande hin wegen der dortigen Verankerung an der Zarge Z zunehmenden Steifheit
der Resonanzplatte, während eine Ausbildung der Gliederungselemente als versteifende
Rippen tendenziell die umgekehrte Wirkung hat. Entsprechend komplementäre Effekte
ergeben sich für Gliederungselemente, die durch Aussparung bzw. Auftrag in Richtung
einer Verminderung bzw. Erhöhung der auf die Fläche bezogenen Massenbelegung der Resonanzplatte
wirksam sind. Hierbei ist
[0038] hinsichtlich der jeweils angewendeten Breite und Höhe bzw. Tiefe sowie der Profilform
der Rippen bzw. Rinnen die gleichzeitige Wirkung hinsichtlich Steifheit und Massenbelegung,
d.h. hinsichtlich zweier gegensinniger Wirkungskomponenten, zu berücksichtigen, um
eine gegenseitige Aufhebung beider Wirkungen zu vermeiden. Dabei versteht es sich
ferner, dass die Massenbelegung als skalare Grösse keine gerichtete Wirkung hinsichtlich
der verschiedenen Richtungen innerhalb der Resonanzfläche hat, während die Biegesteifheit
grundsätzlich eine gerichtete Grösse ist. So hat die Rippe im allgemeinen eine wesentliche
Erhöhung der Biegesteifheit nur in ihrer Längsrichtung, nicht dagegen quer zu dieser
zur Folge. In diesem Zusammenhang versteht es sich auch, dass lineare Gliederungselemente
gegebenenfalls in Form von Aneinanderreihungen von Auftragungen bzw. Aussparungen
gebildet werden können, womit die Wirkung auf die Biegesteifheit in Längsrichtung
gezielt vermindert oder aufgehoben werden kann.
[0039] Fig.20 zeigt im Sinne der vorstehenden Erläuterungen eine Breitengliederung eines
plattenförmigen Resonanzkörpers 3 entsprechend den harmonischen Verhältniswerten 1/1R
bis 1/6R in der Querachse Y-Y durch Rippen oder Rinnen 30 bis 36 mit Zusammendrängung
im Bereich der Längsachse X-X.
[0040] Entsprechende Beispiele für eine radiale Gliederung einer kreisförmigen Resonanzplatte
4 bzw. 5 mit zum Rande bzw. zur Mitte hin zusammengedrängten Rinnen oder Rippen 42
bis 46 bzw. 52 bis 56 sind in den Figuren 21 und 22 angedeutet. Hierbei versteht es
sich, dass auch eine Kombination oder Überlagerung zweier oder mehrerer solcher Gliederungen
gegebenenfalls mit besonderen Klangwirkungen angewendet werden kann.
[0041] Ferner zeigt Fig.23 ein Anwendungsbeispiel einer harmonischen Flächengliederung durch
abschnittsweise geradlinige Rippen oder Rinnen 62a bis 64a und 62b bis 64b beiderseits
eines längs einer gegebenen Vorzugsrichtung X-X verlaufenden Gliederungselementes
60 für eine rechteckförmige Resonanzplatte 6. Derartige Strukturen kommen z.B. für
Resonanzplatten im Klavier oder Flügel und dergl. in Betracht. Die Vorzugsrichtung
kann dabei insbesondere durch die Faserrichtung einer aus Holz bestehenden Platte
bzw. durch die Haupt-Bespannungsrichtung gegeben sein. Die Übertragung dieser Gliederungsstruktur
auf abweichende, aber grundsätzlich ähnliche Platten- oder Rahmenformen nach Art eines
Trapezes oder dergl. bietet keine besonderen Schwierigkeiten für den Fachmann. Es
versteht sich, dass der hier eckig gezeigte Verlauf der Gliederungselemente in der
Praxis verrundet ausgeführt werden kann. Auch kann die Vorzugsrichtung über die Ausdehnung
der Platte variieren, was entsprechende Anpassungen der harmonischen Abstände zur
Folge hat.
[0042] In den Figuren 24 und 25 sind Anwendungsbeispiele für eine harmonische Abstandsgliederung
im Profil einer Versteifungsrippe 7 bzw. 8 an einem Resonanzkörper RB dargestellt,
und zwar mit Zusammendrängung an den Enden bzw. in der Mitte der Rippenlänge. Für
die jeweilige Klangwirkungsbeeinflussung gilt hier das vorstehend Erläuterte grundsätzlich
ebenfalls.
[0043] Fig.26 zeigt eine harmonische Gliederung einer Violin-Resonanzplatte mit umlaufenden
Rippen oder Rinnen RR1. Diese unterteilen die jeweils zwischen den Innenrändern der
Zarge Z gemessene Länge der Normalen n zu einer jeden Randkonturtangente t in den
harmonischen Verhältnissen 1/5, 1/10 und 1/20. Gegebenenfalls können die Abstände
zwischen diesen Gliederungselementen unter Vervollständigung der harmonischen Reihe
aufgefüllt werden, wie dies im Bereich L angedeutet ist. Ferner kommt - wie hier nicht
mehr besonders dargestellt ist - grundsätzlich auch eine Zusammendrängung der Gliederungselemente
zur Mitte hin in Betracht (siehe oben). Das Beispiel zeigt die Anwendung für unregelmässig
geformte Plattenkonturen, wobei sich eine besonders flächenfüllende und hinsichtlich
der Klangfülle hochwirksame Gliederung ergibt.
[0044] Die Figuren 26 bis 29 zeigen die Anwendung des Prinzips der harmonischen Längs- und
Quergliederung sowie der Überlagerung beider Gliederungsformen mit Rippen oder Rinnen
RR2 und RR3 in den Längs- bzw. Querabständen 1/2.1 bis 1/5.1 usw. bzw. 1/2.b bis 1/5.b
usw. für einen Violin-Plattenresonanzkörper. Diese Ausführungen ermöglichen ebenfalls
intensiv flächendeckende Gliederungen, jedoch im Gegensatz zu der Ausführung nach
Fig.26 mit gezielt differenzierbarer Wirkung für die sich in Längs- und Querrichtung
erstreckenden, stehenden Resonanzwellen im schwingenden Plattenkörper.
[0045] Wesentlich für die zuletzt erläuterten Ausführungen ist die Gliederung durch einfache
harmonische Reihen.
1. Schwing- und/oder reflexionsfähiger Festkörper für Geräte und Einrichtungen zur
Erzeugung, Abstrahlung, Verteilung bzw. Weiterleitung von Schallschwingungen, der
wenigstens abschnittsweise eine Gliederung der räumlichen Verteilung seiner Schwingungsparameter
aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die räumliche Gliederung (G, G1, G2, .........)
der Schwingungsparameter wenigstens zwei einander überlagerte, jeweils in sich im
wesentlichen äquidistante Reihenfolgen (R, Rl, R2, .........) von Bereichen erhöhter
bzw. verminderter Verformungssteifheit, Schwingmasse, Schwingdämpfung, Oberflächenkrümmung
bzw. -wölbung und/oder Reflexions- bzw. Absorptionsfähigkeit aufweist.
2. Festkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzen (D1, D2,
D3, ......) wenigstens eines Teils der äquidistanten Gliederungsreihenfolgen in einem
wenigstens annähernd ganzzahligen Verhältnis zueinander stehen, vorzugsweise entsprechend
den Werten einer geometrischen Reihe.
3. Festkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderungsamplituden
(AE) der Schwingungsparameter von Überlagerungsreihenfolge zu Überlagerungsreihenfolge
und/oder innerhalb jeweils einer Überlagerungsreihenfolge wenigstens abschnittsweise
zu- oder abnehmen.
4. Festkörper nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens eine Überlagerungsgliederung (G3, G4) durch wenigstens eine Schar von langgestreckten,
nebeneinanderliegenden Bereichen mit in Bezug auf unterschiedlichen Werten mindestens
eines Schwingungsparameters gebildet ist und dass diese Bereiche mit ihren gegenseitigen
Distanzen mindestens zwei jeweils in sich äquidistante Überlagerungsreihenfolgen (R1,
R2, R3 .........) bilden.
5. Festkörper nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch mindestens zwei sich kreuzende
Scharen von langgestreckten Bereichen mit in Bezug auf Ihre Umgebung unterschiedlichen
Werten mindestens eines Schwingungsparameters.
6. Festkörper nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens eine Überlagerungsgliederung (G5) durch im wesentlichen allseitig in wenigtens
einer Ebene umgrenzte Bereiche mit in Bezug auf Ihre Umgebung unterschiedlichen Werten
mindestens eines Schwingungsparameters gebildet ist.
7. Festkörper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bereiche unterschiedlicher
Schwingungsparameter in wenigstens einer Fläche reihenförmig oder rasterförmig verteilt
angeordnet sind.
8. Festkörper nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens eine sich längs einer vorspringenden Kante (K) erstreckende Überlagerungsgliederung
(G2) vorgesehen ist.
9. Festkörper nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens eine sich längs einer Körperoberfläche erstreckende, insbesondere flächenhafte
Überlagerungsgliederung (G3) vorgesehen ist.
10. Festkörper nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Hohlraum
vorgesehen ist, dessen Innenwandfläche wenigstens eine Überlagerungsgliederung (G14,
G16) aufweist.
11. Festkörper nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens eine Überlagerungsgliederung durch Erhebungen, insbesondere rippen- oder
wellenförmige bzw. kuppenförmige Erhebungen, innerhalb einerFestkörperoberfläche gebildet
ist.
12. Festkörper nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen der Überlagerungsgliederung
wenigstens teilweise durch Aufsatzelemente im Bereich einer Festkörperoberfläche gebildet
sind.
13. Festkörper nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens eine Überlagerungsgliederung durch Einbettungselemente innerhalb des Festkörper-Grundmaterials
gebildet ist.
14. Festkörper nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die
Aufsatz- bzw. Einbettungselemente aus vom Grundmaterial des Festkörpers unterschiedlichem
Material, insbesondere solchem höherer Dichte, vorzugsweise Schwermetall, bestehen.
15. Festkörper nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens eine, vorzugsweise flächenhafte Überlagerungsgliederung durch mindestens
eine Oberflächenschicht bzw. mindestens einen Schichtabschnitt, insbesondere in Form
einer Granulat-, Lack- und/oder Folienbeschichtung, vorzugseeise mit Metallgehalt,
gebildet ist.
16. Festkörper nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens eine Überlagerungsgliederung durch Einsenkungen, insbesondere Kerben, Kalotten
bzw. Durchbrechungen, gebildet ist.
17. Festkörper nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine wenigstens
teilweise rippen-, steg-, stab-, platten- bzw. membranartige Ausbildung mit mindestens
einer sich längs der Festkörperoberfläche erstreckenden Überlagerungsgliederung.
18. Festkörper nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine wenigstens
teilweise rippen-, steg-. stab- bzw. plattenartige Ausbildung mit mindestens einer
sich längs einer Festkörperkante erstreckenden, insbesondere das Kantenprofil umgreifenden
Überlagerungsgliederung.
19. Festkörper nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine wenigstens
teilweise hohlkörperartige Ausbildung mit mindestens einer sich längs einer Innenwandfläche
des Hohlkörpers erstreckenden Überlagerungsgliederung.
20. Festkörper nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch eine wenigstens teilweise rohrförmige
Ausbildung mit innenseitiger, sich insbesondere in Rohrlängsrichtung erstreckender
Überlagerungsgliederung.
21. Festkörper nach Anspruch 17 oder 18, gekennzeichnet durch eine Ausbildung als
Schwing- oder Resonanzplatte bzw. -schale eines Musikinstrumentes, insbesondere eines
Saiteninstrumentes.
22. Festkörper nach Anspruch 17 oder 18, gekennzeichnet durch eine Ausbildung als
Versteifungsrippe, Stützstab, insbesondere Stimmstock, Streichbogen, Saitensteg oder
Saitenhalter für ein Saiten- bzw. Streichinstrument mit wenigstens einer Oberflächen-
und/oder Kanten-Überlagerungsgliederung.
23. Festkörper nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch eine Ausbildung als Resonanz-Hohlkörper
für ein Saiten-, insbesondere Streichinstrument.
24. Festkörper nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch eine Ausbildung als Tubus eines
Blasinstruments, insbesondere mit mindestens einer sich in Längsrichtung des Tubus
erstreckenden Überlagerungsgliederung.
25. Festkörper nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch eine Ausbildung als Lautsprechermembran.
26. Festkörper nach Anspruch 19, gekennzeichent durch eine Ausbildung als Klangverteilungsraum,
insbesondere Konzertsaal, mit mindestens einer Innenflächen- Überlagerungsgliedrung,
vorzugsweise mit überlagerten Reihenfolgen von konvex gekrümmten oder gewölbten Oberflächenelementen.
27. Festkörper nach Anspruch 3 oder nach diesem und mindestens einem der übrigen vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderungsamplituden (AE) mindestens eines
Schwingungsparameters, insbesondere der Biegesteifheit oder Querschnittshöhe von Versteifungsrippen,
vom mittleren Bereich der Überlagerungsgliederungen zu deren Endbereichen hin abnehmend
ausgebildet sind.
28. Festkörper nach Anspruch 4 oder nach diesem und mindestens einem der übrigen vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzen zwischen den langgestreckten,
nebeneinanderliegenden Bereichen von in Bezug auf ihre Umgebung unterschiedlichen
Schwingungsparameterwerten in Längsrichtung dieser Bereiche über die Schar veränderlich
ausgebildet sind (Fig.12).
29. Festkörper nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die langgestreckten
Bereiche von in Bezug auf ihre Umgebung unterschiedlichen Schwingungsparameterwerten
in ihrem Längsverlauf der benachbarten Randkontur eines Oberflächenabschnitts des
schwingfähigen Festkörpers angepasst ausgebildet ist (Fig.12).
30. Schwing- und/oder reflexionsfähiger Festkörper für Geräte und Einrichtungen zur
Erzeugung, Abstrahlung, Verteilung bzw. Weiterleitung von Schallschwingungen, der
wenigstens abschnittsweise eine Gliederung der räumlichen Verteilung seiner Schwingungsparameter
aufweist, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens eine Gliederung durch eine langgestreckte Anordnung von im Vergleich
zu ihrer Umgebung unterschiedlicher Verformungssteifheit und/oder Massenbelegung gebildet
ist, welche die quer zu einer vorgegebenen Vorzugsrichtung (X-X) gemessene Breitenausdehnung
(Y-Y, B, R) des Festkörpers in einem wenigstens annähernd konstanten Verhältnis unterteilt.
31. Festkörper nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Festkörpers
durch die langgestreckte Anordnung in einem wenigstens annähernd ganzzahligen oder
ganzzahlig gebrochenen Verhältnis unterteilt.
32. Schwing- und/oder reflexionsfähiger Festkörper für Geräte und Einrichtungen zur
Erzeugung, Abstrahlung, Verteilung bzw. Weiterleitung von Schallschwingungen, der
wenigstens abschnittsweise eine Gliederung der räumlichen Verteilung seiner Schwingungsparameter
aufweist, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass innerhalb des Festkörpers wewnigstens zwei Bereiche von im Vergleich zu ihrer
Umgebung unterschiedlicher Verformungssteifheit und/oder Massenbelegung gebildet sind,
deren gegenseitige Abstände wenigstens annähernd im Verhältnis von vorzugsweise benachbarten
Gliedern einer geometrischen Reihe stehen.
33. Festkörper nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Bereiche von im Vergleich zu ihrer Umgebung unterschiedlicher Verformungssteifheit
bzw. Massenbelegung als langgestreckte, wewnigstens abschnittsweise rippen- oder rinnenförmige
Formelemente ausgebildet sind.
34. Festkörper nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Bereiche von im Vergleich zu ihrer Umgebung unterschiedlicher Verformungssteifheit
bzw. Massenbelegung als sich wenigstens teilweise linienförmig erstreckende Anordnungen
von im wesentlichen voneinander abgegrenzten Formelementen ausgebildet sind.
35. Festkörper nach einem der Ansprüche 32 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens
einer der Bereiche von im Vergleich zu seiner Umgebung unterschiedlicher Verformungssteifheit
bzw. Massenbelegung durch einen Randkonturbereich des Festkörpers gebildet ist.