Die Erfindung betrifft ein Musikinstrument mit einem Resonanzkörper aus faserverstärktem Kunststoff. Mit dem Begriff Musikinstrument werden hier allgemein alle tonerzeugenden beziehungsweise tonwiedergebenden Instrumente bezeichnet.
Es ist bekannt, bei einen Resonanzkörper besitzenden Musikinstrumenten diese Resonanzkörper aus Holz anzufertigen. Solche Musikinstrumente können beispielsweise Klaviere, Flügel, Streich- und Zupfinstrumente sein. Bei der Herstellung der Resonanzkörper werden an das zu verwendende Holz sehr hohe Anforderungen gestellt. So muß dieses insbesondere sorgfältig ausgewählt, über einen langen Zeitraum gelagert und mit hohem handwerklichen Können verarbeitet werden. Damit wird klar, daß diese Resonanzkörper nur mit einem verhältnismäßig hohen Aufwand hergestellt werden können. Darüber hinaus ist nachteilig, daß aus Holz bestehende Resonanzkörper, das insbesondere bei Streichinstrumenten sehr dünn ausgebildet ist, bei unsachgemäßer Behandlung leicht zum Reißen neigt und darüber hinaus gegen Feuchtigkeit sehr empfindlich ist.
Es ist auch bereits bekannt z.B. aus US-A-4 364 990, die Resonanzkörper aus faserverstärktem Kunststoff herzustellen. Diese erfüllen jedoch nicht annähernd die Erwartungen an eine gute Klangqualität.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Musikinstrument der gattungsgemäßen Art zu schaffen, das einfach und preiswert herzustellen ist und über hervorragende Klangqualitäten verfügt.
Diese Aufgabe wird bei einem Musikinstrument gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 mit Hilfe der in diesem Anspruch genannten Merkmale gelöst. Dadurch, daß der faserverstärkte Kunststoff einzelne Stränge zur Dämpfung der Schwingungen aus Hohlfasern aufweist, ergibt sich ein sehr guter Klang des Resonanzkörpers, wobei gleichzeitig dessen Haltbarkeit wesentlich besser ist als bei herkömmlichen Resonanzkörpern aus Holz oder Kunststoff.
Bevorzugt wird ein Musikinstrument, bei dem die Hohlfasern in den Strängen unidirektional angeordnet sind. Eine solche unidirektionale Ausrichtung der Hohlfasern ist relativ einfach herstellbar. Darüber hinaus können durch die unidirektionale Ausrichtung besonders gute Klanggualitäten erreicht werden.
Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel des Musikinstruments ist die Anzahl der Hohlfasern beziehungsweise die Anzahl, Breite und/oder Höhe der Stränge in Abhängigkeit von der gewünschten Dämpfungseigenschaft festlegbar. Durch diese Variationsmöglichkeiten der Anzahl der Hohlfasern beziehungsweise der Ausgestaltung der Stränge wird erreicht, daß die Klangqualitäten jedes einzelnen Musikinstruments beeinflußt und optimal eingestellt werden kann.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung des Musikinstruments ist vorgesehen, daß die Hohlfasern gegebenenfalls eine hygroskopische Struktur besitzen. Hierdurch ist sehr vorteilhaft möglich, eventuell auftretende Feuchtigkeiten aufzunehmen und eine Verschlechterung der Klangeigenschaften des Musikinstruments zu verhindern oder sogar durch gezielte Feuchtigkeitszugabe zu verbessern.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung des Musikinstruments ist wenigstens eine Stützschicht vorgesehen, die vorzugsweise als eine äußere Deckschicht ausgebildet ist. Durch diese Stützschicht wird einerseits eine notwendige Festigkeit des Resonanzkörpers erreicht und andererseits bildet diese eine bearbeitbare Schicht, die eine individuelle Gestaltung der Ansicht des Musikinstruments gestattet. Bei der Bearbeitung der Stützschicht wird eine die Klangqualität verschlechternde Bearbeitung der die Hohlfasern enthaltenden Schicht vermieden.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung ist ein Musikinstrument vorgesehen, das mehrere, wenigstens zwei zueinander versetzt angeordnete, unidirektional ausgerichtete Hohlfasern enthaltende Schichten besitzt. Durch die Anordnung mehrerer Schichten, die jeweils Hohlfasern enthalten, kann eine detaillierte Klangbeeinflussung des Resonanzkörpers erfolgen. Indem diese Schichten vorzugsweise zueinander versetzt angeordnet werden, wird gleichzeitig eine Stabilitätserhöhung des Resonanzkörpers erreicht.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 zeigt einen Ausschnitt eines Resonanzkörpers 10, und zwar einen Längsschnitt durch einen Wandungsbereich 12. Der Resonanzkörper 10 besitzt eine Trägerschicht 14 und darüber angeordnet eine erste Schicht 16, eine zweite Schicht 18 und eine dritte Schicht 20, die jeweils aus faserverstärktem Kunststoff besteht, wobei einzelne Stränge der in den Schichten vorgesehenen Fasern aus Hohlfasern bestehen. Die Stützschicht 14 bildet dabei gleichzeitig eine äußere Deckschicht und besteht vorzugsweise aus einem Kohlenstoffasern enthaltenden Vlies oder Gewebe.
In der Figur 2 wird der Aufbau des in Figur 1 gezeigten Wandbereichs verdeutlicht. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt die Stützschicht 14 ein Gewebe 22 aus Kohlenstoffasern, die in eine Kunststoffschicht eingebettet sind. Die Schichten 16, 18 und 20, die hier aufgeschnitten gezeigt sind, weisen unidirektional ausgerichtete Stränge 24 auf, von denen einzelne Hohlfaserstränge 26 sind. Diese sind zur Verdeutlichung schraffiert dargestellt. Die Schichten 16 und 18 weisen jeweils abwechselnd einen Strang 24 und einen Hohlfasern enthaltenden Strang 26 auf. In der Schicht 20 sind hier beispielsweise zwischen zwei Hohlfasersträngen 26 zwei Stränge 24 vorgesehen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Stränge 24 beziehungsweise 26 der einzelnen Schichten 16, 18 und 20 zueinander versetzt angeordnet.
Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte Ausschnitt aus einem Resonanzkörper ist nur beispielhaft dargestellt. So können selbstverständlich mehrere Stützschichten 14 vorhanden sein oder auch mehr oder weniger die Hohlfaserstränge 26 enthaltenden Schichten 16, 18 und 20 vorgesehen sein. Es ist auch möglich, daß in einer oder auch mehreren Schichten 16, 18 und 20 die Stränge 24 und 26 nicht zueinander versetzt sind, so daß diese beispielsweise deckungsgleich oder aber genau versetzt zueinander verlaufen.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist denkbar, daß die Hohlfaserstränge 26 in wenigstens einer der Schichten 16, 18 und 20 in einem Winkel zu den in den anderen Schichten vorgesehenen Hohlfasersträngen 26 angeordnet sind. Dieser Winkel kann von 0 bis 90° gewählt sein. Weiterhin ist denkbar, daß einzelne der Hohlfaserstränge 26 durch Stränge aus Glas und/oder Aramidfasern ersetzt werden.
Zu den bereits genannten Strängen 24 und Hohlfasersträngen 26 können in den Figuren 1 und 2 nicht dargestellte querverlaufende Stabilisierungsstränge vorgesehen sein, die ihrerseits Hohl-, Aramid-, Kohle- und/oder Glasfasern umfassen. Diese Stränge dienen der zusätzlichen Stabilisierung des Resonanzkörpers. Diese Stabilisierung wird insbesondere bei sehr großen Resonanzkörpern, beispielsweise bei Bässen, vorgesehen sein.
Die Auswahl und der Aufbau der einzelnen in den Figuren 1 und 2 nur beispielhaft dargestellten Schichten richtet sich ausschließlich nach dem Musikinstrument, welches mit einem derartigen Resonanzkörper ausgestattet werden soll und nach möglichen zu erreichenden Dämpfungseigenschaften der jeweiligen Resonanzkörper. Beispielsweise ist denkbar, daß zusätzlich zu der außenliegenden Stützschicht 14 eine weitere, hier nicht dargestellte, innenliegende Stützschicht hinzukommt.
Der beschriebene Resonanzkörper wird dadurch hergestellt, daß die einzelnen Stützschichten 14 und Dämpfungsschichten 16, 18 und 20 übereinanderliegend in eine Kunststoffmatrix eingebettet werden, die zur Aushärtung der Kunststoffmasse erwärmt und/oder unter Druck gesetzt werden kann. Durch eine entsprechende Ausgestaltung der Kunststoffmatrix ist es möglich, nicht nur ebene Resonanzkörper herzustellen, sondern diese können gleich bei der Aushärtung so ausgebildet sein, daß sie beispielsweise geschwungene Formen aufweisen, wie dies unter anderem von Streichinstrumenten bekannt ist. Der Aufbau der Resonanzkörper kann dabei so gewählt werden, daß nur einzelne Teile des Resonanzkörpers separat aus den beschriebenen Stütz- und Dämpfungsschichten hergestellt werden, die dann in einem späteren Arbeitsgang in geeigneter Weise zusammengesetzt werden oder aber in besonderer Ausgestaltung ist denkbar, daß ein kompletter Resonanzkörper einstückig aus den erwähnten Schichten hergestellt wird. Hierdurch sind gegebenenfalls besonders gute Dämpfungseigenschaften des Resonanzkörpers erreichbar, da zwischen einzelnen Bereichen, beispielsweise Seitenteilen und Böden, ein nahtloser Übergang der Dämpfungsschichten erreicht ist.
Nach Herstellung eines Rohlings kann der Resonanzkörper oder ein Teil des Resonanzkörpers auf der Seite der Stützschicht 14 bearbeitet werden, beispielsweise durch Schleifen, so daß eine ebene Fläche oder gegebenenfalls bei entsprechender Stärke der Stützschicht 14 eine Wölbungen aufweisende Fläche entsteht. Die Stützschicht 14 kann nachfolgend beliebig gestaltet werden, wobei hier auf Einzelheiten nicht eingegangen werden soll.
An dieser Stelle wird nochmals ausdrücklich darauf hingewiesen, daß das beschriebene Ausführungsbeispiel nur eine mögliche Variante darstellt. Es ist jede weitere Kombination von verschiedenen Dämpfungsschichten, insbesondere hinsichtlich der Anzahl und der Lage der Hohlfaserstränge und der Anordnung wenigstens einer Stützschicht, möglich.
Zur Beeinflussung der Dämpfungs- und damit Klangeigenschaften des Resonanzkörpers können in einer oder mehreren Schichten sogenannte Microballons in das Harz der Kunstststoffmatrix eingebracht werden. Dabei ist es auch möglich, lediglich einige Bereiche der Schichten mit derartigen Microballons zu versehen. Als Materialien für die Microballons werden beispielsweise anorganische Silikate beziehungsweise Glas gewählt. Die Korngröße kann dabei zwischen 0,01 bis 0,018 mm liegen. Weitere typische, die Klangeigenschaften beeinflussende Harzfüllstoffe können Talkum, Holzmehl, Glasfaserschnitzel, Baumwollflocken, Aluminiumpulver, Kork, andere Fasermaterialien oder dergleichen sein und werden in Abhängigkeit der gewünschten Eigenschaften des Resonanzkörpers gewählt.
Die Klang- und Dämpfungseigenschaften eines Resonanzkörpers können auch noch dadurch beeinflußt werden, daß das Harz der Kunststoffmatrix mit einem Flexibilisator versehen wird, wobei auch hier das Einbringen des Flexibilisators in einer oder mehreren Schichten oder auch nur in einigen Bereichen von einer oder mehreren Schichten erfolgen kann.
Die Eigenschaften des Resonanzkörpers können überdies dadurch beeinflußt werden, daß Harze, Lacke und/oder Klebstoffe nachträglich oben und/oder unten auf der Oberfläche des Resonanzkörpers aufgetragen werden. Je nach den gewünschten Klangeigenschaften kann dabei eine durchgehende Schicht aufgetragen oder lediglich einzelne Bereiche der Oberbeziehungsweise Unterseite des Resonanzkörpers benetzt werden.
Grundsätzlich werden die untersten Schichten des Resonanzkörpers, die Stütz- und die Trägerschicht, ungedämpft ausgeführt. Aber auch hier können zur Beeinflussung der Klang- und Dämpfungseigenschaften Flexibilisatoren eingebracht und/oder andere Zusatzstoffe, Microballons oder faserige Füllstoffe beigefügt werden. Diese können dabei von Schicht zu Schicht variiert und auch gegebenenfalls nur bereichsweise eingebracht werden.
Aus dem oben Gesagten wird ohne weiteres ersichtlich, daß bei der Herstellung von Resonanzkörpern der hier beschriebenen Art auch schäumbare Harze verwendet werden können und daß die Resonanzkörper für beliebige tonerzeugende oder tonabgebende Instrumente verwendet werden können, also nicht nur für Klaviere, Flügel, Cembali, Spinetts, Harfen, alle Streich-, Blas- und Zupfinstrumente, sondern auch für Schlagzeuge und Lautsprecher.
Die hier erwähnten Hohlfasern sind grundsätzlich mit Luft gefüllt. Es ist jedoch auch denkbar, die Hohlfasern zur Beeinflussung der Dämpfungseigenschaften mit speziellen Gasen und/oder Flüssigkeiten zu füllen.