DE60100638T2

DE60100638T2 - Oberes Element für ein Saitenmusikinstrument

Info

Publication number: DE60100638T2
Application number: DE60100638T
Authority: DE
Inventors: William Hudak; Nicholas Ladutko; Donald M. Johnson; Frank I. Untermyer; William P. Vassilopoulos; Clifford Gunsallus; Jr. Robert H. Saunders
Original assignee: KAMAN MUSIC CORP BLOOMFIELD; Kaman Music Corp
Current assignee: KAMAN MUSIC CORP BLOOMFIELD; Kaman Music Corp
Priority date: 2000-05-19
Filing date: 2001-05-16
Publication date: 2004-06-17
Anticipated expiration: 2021-05-17
Also published as: KR100438308B1; US6294718B1; EP1156475B1; JP3658547B2; CN1241165C; KR20010105267A; DE60100638D1; EP1156475A1; JP2001356759A; CN1325101A

Description

Fachgebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen besaitete Musikinstrumente von einer solchen Art, welche einen hohlen Korpus und einen Hals aufweisen wie zum Beispiel Gitarren. Ganz speziell betrifft die vorliegende Erfindung ein Deckenteil für den Korpus eines solchen Instruments und ein Verfahren, ein solches herzustellen.
Querverweis auf eine damit im Zusammenhang stehende Anmeldung
Einiges von dem in dieser Anmeldung offenbarten Material wird in der Anmeldung zum europäischen Patent unter dem Titel „Korpus- und Halsanordnung eines besaiteten Musikinstruments" offenbart und ist in deren Ansprüchen enthalten, welches gleichlaufend mit dieser Anmeldung angemeldet worden ist und jetzt unter EP 1 156 473 A1 offengelegt ist.
Hintergrund der Erfindung
Bei herkömmlichen Gitarren hoher Qualität von dem oben allgemein beschriebenen Typ ist der Bereich des Resonanzbodens des Deckenteils eines der wichtigsten Bestandteile. Die von den Saiten kommenden Schwingungen werden auf den Resonanzboden über die Saitenhalterung übertragen. Demzufolge hat die Gestaltung des Resonanzbodens einen sehr starken Einfluss auf das gesamte akustische Leistungsvermögen der Gitarre.
Bei klassischen Gitarren werden häufig fein gemaserte Weichhölzer wie z. B. Fichte, Rote Zeder oder Rotholz wegen ihrer hervorragenden Klangqualitäten und ihres exquisiten Aussehens als Resonanzbodenmaterial benutzt. Jedoch sind Instrumente aus Holz ihrem Wesen nach den Umgebungseinflüssen ausgesetzt, insbesondere der Feuchtigkeit, der Nässe und der Hitze. Die Steifigkeit eines hölzernen Resonanzbodens kann sich bei Veränderungen der Feuchtigkeit ändern. Zum Beispiel sind hölzerne Resonanzböden unter den Bedingungen einer hohen Feuchtigkeit der Ausbildung von Vertiefungen oder einer nach innen gerichteten Querverformung, einer Durchbiegung, dem Kriechen oder der Ausbildung einer Riffelung und unter der Spannung der Saiten der Verformung ausgesetzt. Die Tendenz des Holzes zur Rissbildung unter heißen, trockenen Bedingungen bringt weitere Probleme mit sich. Da sich die physikalischen Eigenschaften des Holzes verändern, ist es schwierig, Instrumente herzustellen, welche hinsichtlich der Klangerzeugung ein einheitliche Qualitätsmerkmale aufweisen Auch ist es generell erforderlich, dass gesonderte konstruktive Versteifungen wie z. B. Streben und Halssegmente vorhanden sind, um bei Instrumenten aus Holz die Saitenspannung zu kompensieren. Diese Streben werden auch dazu benutzt, um die Schwingungen der Saite, welche von der Saitenhalterung über das Deckenteil aufgenommen werden, zu verteilen und um die Bereiche um alle im Deckenteil angeordneten Schalllöcher herum strukturell auszusteifen. Diese Versteifungen erhöhen die Kosten für den Herstellers und das Gewicht eines derartigen Instruments beträchtlich, und es ist auch bekannt, dass sie die Klangfarbe beeinflussen.
Um viele der Probleme, die mit Instrumenten aus Holz im Zusammenhang stehen, zu beheben, wurde in der Vergangenheit vorgeschlagen, Deckenteile und weitere Gitarrenbestandteile aus Verbundwerkstoffen herzustellen. Die Bezeichnung "Verbundwerkstoffe" bezieht sich auf Materialien, welche in der Hauptsache aus zwei oder mehreren witterungsbeständigen, nicht aus Holz bestehenden Bestandteilen hergestellt wurden wie beispielsweise aus Kohlefasern, die in eine Epoxidharzmatrix eingebettet sind, wobei die Fasern entweder wahllos oder in einer Richtung verlaufend angeordnet oder in ein Gewebe eingewebt sind. Jedoch haben Resonanzböden von Deckenteilen aus Verbundwerkstoffen häufig nicht dieselbe gewünschte Klang- und Frequenzqualität wie hölzerne Resonanzböden.
Ein aus Verbundwerkstoffen gefertigtes Deckenteil für ein besaitetes Musikinstrument, wie es im Oberbegriff von Anspruch 1 definiert ist, ist aus dem US-Patent 5 333 527 bekannt.
Bei den Versuchen, dieses Problem in Angriff zu nehmen, wird bei einigen aus Verbundwerkstoff gefertigten Deckenteilen des Standes der Technik eine schichtverleimte Konstruktion genutzt, welche mindestens ein Paar der Verbundwerkstoffschichten mit einer Kernschicht aus Holz oder möglicherweise einem anderen dazwischen geklebten Material wie z. B. einem Aramidmaterial aufweist (Aramide werden durch das Wörterbuch des Merriam-Webster-Collegiate und für die Belange dieser Anmeldung definiert als irgendein Material aus einer Gruppe von leichtgewichtigen, aber sehr festen und hitzebeständigen synthetischen aromatischen Polyamidmaterialien, welche zu Fasern, Fäden oder dünnen Lagen geformt werden und besonders in Textilien und Kunststoffen verwendet werden). Je ungehinderter es der Kernschicht ermöglicht wird zu schwingen, um so besser ist die Klangqualität des Instrumentes und desto genauer bildet der Resonanzbodenbereich die akustische Leistungsfähigkeit des Holzes nach. Bei den schichtverleimten Resonanzböden mit hölzernen oder anderen Kernschichten des Standes der Technik erstreckt sich jedoch die Kernschicht über den gesamten Bereich bis zur Seitenwand des Instrumentenkorpus, so dass an den Seitenwänden die Verbundwerkstoffschichten unter Spannung gegen die Kernschicht drücken und die Schwingungen des Kerns in genau derselben Weise einschränken, als würde man den Klang eines schwingenden Becken durch Festhalten an seinen äußeren Kanten einschränken.
Um darüber hinaus das Gewicht zu verringern, werden die schichtverleimten Deckenteile aus Verbundwerkstoff des Standes der Technik häufig aus einem relativ dünnen Material hergestellt. Als Ergebnis ist das Deckenteil von Anfang an flexibel, und es ist eine beträchtliche Anzahl an Streben erforderlich, um dem Deckenteil insbesondere um die im Resonanzboden befindlichen Schalllöcher herum die strukturelle Aussteifung zu verleihen.
Daher besteht die Notwendigkeit für ein verbessertes Deckenteil für den Korpus eines akustischen oder eines akustisch/elektrischen Saiteninstrumentes.
Darstellung der Erfindung
Gegenüber dem Stand der Technik bietet die vorliegende Erfindung Vorteile und verbesserte Alternativen dergestalt, dass ein Deckenteil vorgeschlagen wird, welches einen im Allgemeinen flachen nach vorn zeigenden Teil für ein Saiteninstrument mit hohlem Korpus wie beispielsweise eine Gitarre aufweist, bei welchem eine schichtverleimte Konstruktion benutzt wird. Ein innerer Bereich (Resonanzbodenbereich) des nach vorn zeigenden Teiles, das heißt, ein Bereich, welcher von den Seitenwänden des Instrumentenkorpus einen gewissen Abstand hat, enthält ein Paar der Verbundwerkstoffschichten mit einer Kernschicht, welche zwischen den Verbundwerkstoffschichten verleimt ist. Ein kernfreier Biegekantenbereich umgibt diesen inneren Bereich und ermöglicht, dass dieser innere Bereich wesentlich freier schwingen kann als die für eine verbesserte akustische Leistungsfähigkeit nach dem Stand der Technik schichtverleimten Resonanzböden.
Wahlweise verleihen ein nach hinten abstehender Saum und nach hinten abstehende Schalllochflansche dem Deckenteil eine beträchtliche konstruktive Versteifung, wenn sie an den Korpus angebaut worden sind. Auch wird das Ausmaß der Verstrebung bedeutend verringert, welches im Vergleich mit Deckenteilen nach dem Stand der Technik erforderlich ist. Der Saum ermöglicht auch, dass das Deckenteil mit den Seitenwänden des Instrumentenkorpus auf eine einfache und effiziente Art und Weise zusammengebaut werden kann, welche ein attraktives Aussehen verleiht.
Wahlweise wird das Deckenteil für die Verwendung mit einem Instrumentenkorpus, dessen Seitenwand eine im Allgemeinen zum nach vorn zeigenden Teil rechtwinklig verlaufenden Außenfläche aufweist, dergestalt hergestellt, dass der Biegekantenbereich des nach vorn zeigenden Teiles eine Außenkante und eine Innenfläche aufweist und dass der Saum von der Innenfläche nach hinten absteht und sich längs der Kante des Biegekantenbereichs erstreckt. Ferner weist der Saum eine seitlich nach innen zeigende Fläche auf, welche im Allgemeinen senkrecht zum nach vorn zeigenden Teil verläuft und welche so ausgelegt ist, dass sie beim Zusammenbau des Deckenteils mit der Seitenwand gleitend über die Außenfläche der Seitenwand des Korpus passt, wodurch Hilfsvorrichtungen wie Montageringe, Auflagestreifen oder weitere herkömmliche Komponenten, welche gewöhnlich für das Anbringen eines Deckenteiles an den Seitenwänden Verwendung finden, unnötig werden.
Wahlweise weist die Kernschicht des Innenbereiches mindestens eine Öffnung auf, welche den Rand eines Schallloches festlegt und wobei an dem Rand des Schalllochs das Paar von Verbundwerkstoffschichten im Kontakt miteinander verklebt und so gebogen ist, dass es einen Flansch bildet, der von der rückseitigen Fläche des Innenbereiches nach hinten absteht, um den Innenbereich in der Nähe des Schallloches zu versteifen. Zusätzlich hat man die Streben, die verwendet werden, an der Innenfläche des Innenbereiches gemeinsam mit dieser in einem einzigen Verfahren zur Herstellung des Deckenteiles aushärten lassen.
Des weiteren stellt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Deckenteils für einen Korpus eines Akustik-Saiteninstruments vor, wobei dieses Verfahren umfasst:
das Einbringen einer ersten Verbundwerkstoffschicht, welche eine erste Schichtgrenze aufweist, in eine vorbereitete Form;
das Aufbringen einer Kernschicht, welche einen Außenumfang aufweist, auf die erste Schicht;
das Aufbringen einer zweiten Verbundwerkstoffschicht, welche eine zweite Schichtgrenze aufweist, auf die Kernschicht, wobei die erste und die zweite Schichtgrenze sich außerhalb des Kernschichtumfangs erstrecken und eine aufgeschichtete Anordnung bilden, welche einen kernfreien Bereich aufweist, der an den äußeren Umfang der Kernschicht grenzt;
das Abdecken der aufgeschichteten Anordnung mit ablösbarer Folie;
die Anwendung von Wärme und Druck, um die Verbundwerkstoffschichten und den Kern gemeinsam auszuhärten und das Deckenteil zu liefern, welches umfasst:
einen nach vorn zeigenden Teil, welcher in einem gewissen Abstand von der Seitenwand des Korpus nach innen einen Innenbereich aufweist, nachdem das Deckenteil an den Korpus, angesetzt worden ist, wobei der Innenbereich die Verbundwerkstoffschichten mit der dazwischen geklebten Kernschicht aufweist, und
den nach vorn zeigenden Teil, der außerdem einen kernfreien Biegekantenbereich aufweist, welcher an den äußeren Umfang des Innenbereichs angrenzt, wobei der Biegekantenbereich die Verbundwerkstoffschichten aufweist, die im Kontakt miteinander verklebt sind.
Das Verfahren kann ferner umfassen:
das Ausbilden eines 90°-Bogens in einem Außenkantenbereich des kernfreien Bereichs der Auflageanordnung, um den Saum zu bilden; und
die Anwendung von Wärme und Druck, um die Verbundwerkstoffschichten und den Kern gemeinsam auszuhärten und das Deckenteil zu liefern, bei welchem der Biegekantenbereich eine Außenkante und eine Innenfläche aufweist und der Saum von der Innenfläche des Biegekantenbereichs nach hinten absteht und sich längs der Kante des Biegekantenbereichs erstreckt.
Das Verfahren kann ferner umfassen:
das Schneiden der Kernschicht für ein Schallloch, um den Umfang des Kernschalllochs zu ergeben;
das Schneiden und Zusammenpressen der Verbundwerkstoffschichten innerhalb des Umfangs des Kernschalllochs, um einen Schalllochflansch zu ergeben; und
das Biegen des Schalllochflansches im Wesentlichen um 90° längs des Umfangs des Schalllochs, so dass er von dem Innenbereich aus nach hinten absteht.
Das Verfahren kann ferner umfassen:
das Vorschneiden der einzelnen Strebenlagen aus Verbundwerkstoff zu einer speziellen geometrischen Form;
das Aufschichten der Lagen in einer speziellen Aufeinanderfolge auf die zweite Schicht, um eine Anzahl von Streben zu bilden, die von der zweiten Schicht abstehen;
das Einsetzen von Dornen über den Streben, um die aufgeschichtete Anordnung zu bilden;
das Bedecken der aufgeschichteten Anordnung mit Ablösefolie und
das Vakuumverpacken der Anordnung, um den Druck zu erzeugen.
Das Erhitzen der eingepackten Anordnung kann in einem Ofen oder in einem Autoklaven erfolgen.
Die erste Schicht, die zweite Schicht und die Streben können außerdem Grafitgewebe enthalten, welches vorher mit Epoxydharz imprägniert worden ist.
Die Streben können außerdem in einer Richtung verlaufende Fasern enthalten, die vorher mit Grafit imprägniert worden sind.
Die Erfindung erläutert auch ein weiteres Verfahren zur Fertigung eines Deckenteils für einen Korpus eines Akustik-Saiteninstruments, wobei dieses Verfahren umfasst:
das Einbringen einer ersten Lage aus trockenem Grafitgewebe, welche eine erste Schichtgrenze aufweist, in eine vorbereitete Form;
das Aufbringen einer Kernschicht, welche einen Außenumfang aufweist, auf die erste Lage;
das Aufbringen einer zweiten Lage aus trockenem Grafitgewebe, welche eine zweite Schichtgrenze aufweist, auf der Kernlage, wobei die Grenzen der ersten und der zweiten Lage sich außerhalb des Umfangs der Kernlage erstrecken und eine aufgeschichtete Anordnung bilden, die einen kernfreien Bereich aufweist, der an den Außenumfang der Kernlage grenzt;
das Kompaktieren der ersten Lage, der zweiten Lage und des Kerns unter Hitze und Druck, um eine vorkompaktierte Deckenanordnung zu bilden;
das Einbringen der vorkompaktierten Deckenanordnung in eine RTM-Form;
das Einspritzen eines Harzes niedriger Viskosität in die Form;
das Anwenden von Hitze und Druck zum Aushärten der vorkompaktierten Deckenanordnung, so dass die fertige Deckenanordnung entsteht; und
das Entgraten der Deckenanordnung, um das Deckenteil zu ergeben, welches umfasst:
einen nach vorn zeigenden Teil, welcher in einem gewissen Abstand von der Seitenwand des Korpus nach innen einen Innenbereich aufweist, nachdem das Deckenteil an den Korpus angefügt worden ist, wobei der Innenbereich die Schichten aus Verbundwerkstoff mit der dazwischen geklebten Kernschicht aufweist, und
den nach vorn zeigenden Teil, der außerdem einen kernfreien Biegekantenbereich aufweist, welcher an den Außenumfang des Innenbereichs grenzt, wobei der Biegekantenbereich die im Kontakt miteinander verklebten Verbundwerkstoffschichten aufweist.
Das Verfahren kann außerdem umfassen:
das Vorschneiden der einzelnen Strebenlagen aus trockenem Grafit zu einer speziellen geometrischen Form;
das Aufschichten der Lagen, um einen Schichtwerkstoff zu bilden;
das Kompaktieren der aufgeschichteten Lagen in einer Form unter Hitze und Druck, um eine Vorform einer Strebe zu bilden;
die Feinbearbeitung der Vorform der Strebe zu einer speziellen geometrischen Form;
das Einbringen der Vorform der Strebe in die RTM-Form, welche die vorkompaktierte Deckenanordnung enthält;
die Anwendung von Hitze und Druck, um die Vorform der Strebe und die vorkompaktierte Deckenanordnung gemeinsam auszuhärten, damit eine gemeinsam ausgehärtete Anordnung aus Strebe und Deckenanordnung gebildet wird; und
das Entgraten der gemeinsam ausgehärteten Anordnung aus Strebe und Deckenanordnung, damit das Deckenteil entsteht.
Das trockene Grafit kann aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus Grafitgewebe und in einer Richtung verlaufenden Grafitfasern besteht.
Der Schritt des Aufschichtens kann außerdem das Überlappen der Lagen entweder mit einem vorimprägnierten Grafitgewebe oder mit vorimprägnierten Grafitfasern, die in einer Richtung verlaufen, umfassen.
Der Schritt der Anwendung von Wärme und Druck zum Aushärten kann die Anwendung einer Heißölpresse zum Aushärten der Vorform der Streben und der vorkompaktierten Deckenanordnung umfassen.
Der Schritt der Anwendung von Wärme und Druck zum Aushärten kann die Anwendung einer Etagenpresse zum Aushärten der Vorform der Streben und der vorkompaktierten Deckenanordnung umfassen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und aus den anhängenden Zeichnungen deutlich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Draufsicht auf eine gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaute Gitarre;
2 ist eine Seitenansicht der Gitarre der 1;
3 ist eine Draufsicht auf das Deckenteil der 1 mit teilweise entfernten Teilen;
4 ist die Seitenansicht des Deckenteiles der 3;
5 ist eine Schnittdarstellung des Deckenteiles längs der Linie 5-5 der 1;
6 ist eine Schnittdarstellung des Schallloches durch den Innenbereich des Deckenteiles längs der Linie 6-6 der 3;
7 ist eine Bodenansicht des Deckenteiles längs der Linie 7-7 der 4 und
8 ist eine Schnittdarstellung einer typischen Strebe längs der Linie 8-8 der 7.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Mit Bezug auf die 1 und 2 enthält eine Gitarre 10 gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einen hohlen Korpus 12, welcher ein schüsselförmiges Rückenteil (Schüssel) 14 und ein relativ dünnes Deckenteil 16 mit vier Schalllöchern 18, welche sich durch diesen hindurch erstrecken, aufweist. Vom Korpus 12 erstreckt sich nach oben ein länglicher Hals 20, welcher in einem Wirbelkasten 22 endet, der mit Spannvorrichtungen 24 für sechs Saiten 26 ausgestattet ist und ein Griffleistenbrett 28 trägt, das an seiner nach vorn zeigenden Seite angebracht ist. Die Saiten 26 erstrecken sich zwischen dem Wirbelkasten 22 und einem Saitenhalter 30, welcher am Deckenteil 16 befestigt ist.
Die hier und in den nachfolgenden Ansprüchen verwendeten relativen Ortsbezeichnungen wie "oberer", "unterer", "vorderer", "hinterer" und ihre davon abgeleiteten Bezeichnungen werden in Verbindung mit dem in Frage kommenden Instrument unter der Voraussetzung benutzt, dass dieses so gerichtet ist, wie das in 1 dargestellt ist, d. h. mit seinem Wirbelkasten ganz oben, mit seinem Hals im Allgemeinen in vertikaler Richtung und mit seinem Deckenteil zum Betrachter zeigend.
Wie in den 3 und 4 dargestellt ist, enthält das Deckenteil einen flachen, nach vorn zeigenden Teil 32 und einen Saum 34, welcher sich längs der Außenkante 35 des nach vorn zeigenden Teiles 32 erstreckt und von diesem aus nach hinten absteht. Der nach vorn zeigende Teil 32 weist einen Innenbereich 36, d. h. einen Resonanzboden, und einen Biegekantenbereich 38, welcher sich längs des äußeren Umfanges 40 des Innenbereiches erstreckt, auf. Der Innenbereich 36 enthält auch vier Schalllöcher 18, welche Ränder 42 aufweisen.
Der Innenbereich 36 des nach vorn zeigenden Bereiches 32 umfasst eine äußere Verbundwerkstoffschicht 44 und eine innere Verbundwerkstoffschicht 46 mit einer Kernschicht 48, welche zwischen die innere und äußere Schichten 44 und 46 geklebt ist. Jede dieser Verbundwerkstoffschichten 44 und 46 kann aus unterschiedlichen faserverstärkten Materialien hergestellt sein, welche in eine geeignete Matrix aus Harz eingebettet ist, aber vorzugsweise ist jede von ihnen aus einem gewebten Tuch von Kohlefasern gefertigt, welche in einen Epoxidharz wie beispielsweise EPON 826 eingebettet sind. Die Kernschicht 48 ist vorzugsweise eine Holzschicht, sie kann aber auch aus einem anderen geeigneten Material wie beispielsweise aus einem Aramidmaterial bestehen.
Mit Bezug auf die 5 erstrecken sich die Verbundwerkstoffschichten 44 und 46 vom äußeren Umfang 50 des Innenbereiches 36 aus außenseitig und sind im Kontakt zueinander verklebt, um den kernfreien Biegekantenbereich 38 des nach vorn zeigenden Teiles 32 zu bilden. Wie dies in detaillierter Form weiter unten besprochen wird, weist der Innenbereich 36 eine innere Oberfläche 80, von welcher eine Anzahl an geraden Streben 82 nach hinten absteht (wie dies am besten in den 7 und 8 zu sehen ist). Der Biegekantenbereich 38 weist eine Außenkante 52 und eine innere Oberfläche 54 auf. Der Saum 34 des Deckenteiles 16 ist eine weitere Verlängerung der geklebten Verbundwerkstoffschichten 44 und 46, welche mit einem vorbestimmten Krümmungsradius 47 gebogen ist, so dass er von der inneren Oberfläche 54 aus nach hinten absteht und sich längs der Außenkante 52 des Biegekantenbereiches 38 erstreckt. Der vorbestimmte Krümmungsradius 47 liegt vorzugsweise innerhalb eines Bereiches von ungefähr 0,9525 cm (3/8 Inch) bis 1,905 cm (3/4 Inch). Der Saum 34 hat eine nach innen zeigende Oberfläche 56, welche im Allgemeinen senkrecht zu dem nach vorn zeigenden Teil 32 ist. Die Schüssel 14 des Korpus 12 hat eine Korpusseitenwand 58 mit einer äußeren Oberfläche 60, welche im Allgemeinen senkrecht zu dem nach vorn zeigenden Teil 32 ist. Die nach innen zeigende Oberfläche 56 des Saumes 34 ist so ausgelegt, dass sie nach erfolgtem Anfügen des Deckenteils 16 an die Schüssel 14 gleitend über die äußere Oberfläche 60 der Korpusseitenwand 58 passt.
Die Korpusseitenwand 58 enthält eine nach vorn zeigende Kante 62. Angrenzend an die nach vorn zeigende Kante 62 ist die Seitenwand 58 des Korpus seitlich nach innen zu abgestuft, damit sich ein nach innen zu abgestufter Wandbereich 64 und eine nach vorn zeigende Schulter 66, welche von der nach vorn zeigenden Kante 62 aus nach hinten angeordnet ist, ergeben. Der Saum 34 enthält eine hintere Kante 68, welche so angepasst ist, dass sie stumpf an die Schulter 66 stößt, wenn das Deckenteil 16 auf der Korpusseitenwand 58 befestigt wird. Zusätzlich enthält der Saum 34 eine seitlich nach außen zeigende Seitenfläche 70, welche nach dem erfolgten Zusammenfügen des Deckenteils 16 mit der Seitenwand 58 dem Wesen nach bündig mit der Außenfläche 72 der Seitenwand 58 von der Schulter 66 aus nach hinten angeordnet ist.
Der Saum 34 steht von der inneren Oberfläche 54 des Biegekantenbereiches 38 nach hinten um einen Abstand ab, welcher größer ist als der Abstand 74 zwischen der Schulter 66 und der nach vorn zeigenden Kante 62 der Seitenwand 58. Dies ergibt einen Spalt 76 zwischen der inneren Oberfläche 54 des Biegekantenbereiches 38 und der nach vorn zeigenden Kante 62 der Korpusseitenwand 58, wenn die rückseitige Kante 68 des Saumes 34 stumpf gegen die Schulter 66 stößt.
In der Gitarre 10 werden, wenn die Saiten 26 gezupft werden, akustische Schwingungen, d. h. Schallwellen, über den Saitenhalter 30 zum Innenbereich 36 des Deckenteiles 16 übertragen. Infolge der innewohnende Flexibilität des Biegekantenbereiches 38 wird dieser Innenbereich 36 im Vergleich zu den Resonanzböden der Gitarren des Standes der Technik nicht starr an seinem äußeren Umfang 50 gehalten und schwingt demzufolge ungehinderter. Darüber hinaus verringert der Spalt 76 zwischen der inneren Oberfläche 54 des Biegekantenbereiches 38 und der nach vorn zeigenden Kante 62 der Korpusseitenwand 58 wesentlich die konstruktiven Einschränkungen hinsichtlich der Schwingungsbewegungen seines Biegekantenbereiches 38 und Innenbereiches 36. Die sich ergebende relativ uneingeschränkte Freiheit des Innenbereiches 36, auf die anregenden Schwingungen der Saiten zu reagieren, verbessert dadurch ganz beträchtlich den gesamten Klang, die Dynamik, das Standverhalten und weitere akustische Eigenschaften der Gitarre 10 im Vergleich zu den Gitarren des Standes der Technik.
Mit Bezug auf die 6 weist der Innenbereich 36 des Deckenteiles 16 einen Umfang 78 des Schallloches auf, und das Paar an Verbundwerkstoffschichten 44 und 46 erstreckt sich auf der Innenseite des Umfanges 78, um den Flansch 45 zu bilden. Das bedeutet, dass die Verbundwerkstoffschichten 44 und 46 an der Innenseite des Umfanges 78 des Schallloches in Kontakt miteinander verklebt sind und von der Innenfläche 80 des Innenbereichs 36 abstehen um den Flansch 45 zu ergeben, welcher den Innenbereich 36 im Bereich des Schallloches 18 verstärkt. Bei einer Benutzung verringert die konstruktive Verstärkung, welche durch die Schalllochflansche 45 gewährleistet wird, die Notwendigkeit von Verstrebungen und ergibt dadurch eine erhöhte akustische Leistungsfähigkeit.
Mit Bezug auf die 7 steht eine Anzahl von geraden Streben 82 von der inneren Oberfläche 80 des Innenbereichs 36 nach hinten ab. Obwohl in dieser Ausführungsform die Streben 82 in einem fächerähnlichen Muster dargestellt sind, können weitere Strebenmuster, z. B. vertikale Muster oder Kombinationen von Mustern verwendet werden, und sie können auch Kreuzstreben einschließen. Darüber hinaus können weitere Strebenformen wie z. B. kreisförmige verwendet werden. Die Streben 82 sind vorzugsweise aus Grafitfasergewebe in einer Harzmatrix oder aus in einer Richtung verlaufenden Grafitfasern in einer Harzmatrix und/oder einer Kombination von Grafitgewebe und in einer Richtung verlaufenden Grafitfasern in einer Harzmatrix gefertigt. Andere Materialien wie z. B. Glasfasern oder Aramid können ebenfalls verwendet werden.
Mit Bezug auf die 8 enthält jede der Streben 82 eine Anzahl von Verbundwerkstoffschichten oder -lagen 84, welche miteinander schichtverleimt und zusammen mit dem Verbundwerkstoff des Deckenteiles 16 ausgehärtet sind, um die Streben 82 an die innere Oberfläche 80 des Innenbereiches 36 zu kleben. Die Anzahl der Lagen 84 und der Typ der Strebenhalterung, des Gewebes und/oder der in eine Richtung verlaufenden Fasern, und die Form sind durch die gewünschten Klangqualitäten der Gitarre 10 vorbestimmt.
Wie weiter unten noch ausführlicher beschrieben wird, können verschiedene Herstellungsprozesse verwendet werden, um die Streben 82 und die Deckenteile 16 zusammen auszuhärten wie z. B. mit dem Vakuum/Trockenofen-Verfahren, dem Autoklaven-Verfahren und dem Harz-Transferpress-Verfahren. Die Produktionsmenge, die Kosten und der terminliche Ablauf können die Auswahl des Prozesses bestimmen. Für niedrige Produktionsmengen kann möglicherweise das Vakuum/Trockenofen-Verfahren angewendet werden, um die Investitionen in Großanlagen und in nicht weiter verwendbare Werkzeugbestückung zu begrenzen. Für die Produktion in einem großen Umfang kann möglicherweise ein Vakuum/Autoklaven-Verfahren oder ein Verfahren des Harz-Transferpressens zum Einsatz kommen, welche die Investitionen in Großanlagen und nicht weiter verwendbarer Werkzeugbestückung rechtfertigen.
Beim Vakuum/Autoklaven-Prozess oder beim Vakuum/Trockenofen-Prozess wird jede einzelne Strebenlage 84 auf eine spezielle geometrische Form vorgeschnitten, und zwar auf einem Typ der Ausrüstung oder per Hand unter der Verwendung von Schablonen und Instrumenten vom Typ einer Rasierklinge. Sie werden in einer spezifischen Aufeinanderfolge vorgestapelt und danach auf die innere Oberfläche 80 der unausgehärteten inneren Verbundwerkstoffschicht 46 aufgebracht, welche in eine vorbereitete Negativform gelegt wurde. Dorne für das Aufbringen des Drucks und die Beibehaltung der Netzform der Streben während des Aushärtens werden eingebaut; zusätzliche Dorne aus Elastomer werden in den Aufbau eingebracht; und die vollständige Anordnung wird danach mit einem Ablösefilm überzogen. Die Anordnung wird vakuumverpackt und in einem Ofen oder in einem Autoklaven ausgehärtet.
Beim Harz-Transferpress-Verfahren sind im Allgemeinen sämtliche Gewebe und die in einer Richtung verlaufenden Grafitfasern trocken (nicht mit Harz vorimprägniert) oder sie können klebrig gemacht worden sein, um die Form beizubehalten, nachdem der Arbeitsgang der Vorformung abgeschlossen wurde. In speziellen Bereichen, welche eine besondere Schalldämpfung erfordern, werden vorimprägnierte Grafitfasern und/oder in eine Richtung verlaufende vorimprägnierte Grafitfasern in das trockene Laminat eingearbeitet. Zu Anfang werden die Grafitmaterialien in einer ähnlichen Art und Weise, wie das bereits beschrieben wurde, vorgeschnitten, in eine Form gelegt und unter Hitze und im Vakuum zusammengepresst, woraus sich eine Vorform ergibt. Diese Vorform wird dann zu einer Netzkonfiguration bearbeitet und in eine Harz-Transferpressform gebracht, welche einen vorverdichteten Deckenzusammenbau enthält. Ein Harz geringer Viskosität wird in die Vorform mittels Unterdruck eingespritzt. Eine mit heißem Öl beheizte und in sich geschlossene Presse wird dann benutzt, um die Streben und den Deckenzusammenbau gemeinsam zu härten. Eine Plattenpresse kann auch verwendet werden, um während des Harz-Transferpressvorgangs den Gießformdruck zu erzeugen.
Die gemeinsam ausgehärtete Anordnung aus Streben und Deckenteil wird aus der Form genommen und entgratet. Die Fertigbearbeitung ist auf diejenigen Bereiche begrenzt, welche den freien Zugang und den Zugriff auf die nachfolgenden Arbeitsgänge im Zusammenhang mit dem Zusammenbau von Schüssel und Hals erfordern.
Während bevorzugte Ausführungsformen dargestellt und beschrieben wurden, können daran , verschiedene Modifikationen vorgenommen und Teile ersetzt werden, ohne dass vom Rahmen der Erfindung, wie er in den Ansprüchen festgelegt ist, abgewichen wird. In dieser Hinsicht ist auch zu verstehen, dass die Beschreibung der vorliegenden Erfindung lediglich der Veranschaulichung dient und keinerlei Einschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens bedeutet.

Claims

Deckenteil (16) für den Korpus (12) eines Akustik-Saiteninstruments, wobei dieses Deckenteil (16) einen nach vorn zeigenden Teil (32) enthält, welcher einen in einem gewissen Abstand von der Seitenwand (58) des Korpus (12) nach innen zu befindlichen Innenbereich (36) aufweist, nachdem das Deckenteil (16) an den Korpus (12) angebaut worden ist, wobei dieser Innenbereich (36) ein Paar Verbundwerkstoffschichten (44, 46) mit einer dazwischen geklebten Kernschicht (48) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der nach vorn zeigende Teil (32) einen kernfreien Biegekantenbereich (38) aufweist, der an den Außenumfang (40) des Innenbereichs (36) angrenzt, wobei dieser Biegekantenbereich (38) mindestens eine der Verbundwerkstoffschichten (44, 46) aufweist.
Deckenteil (16) nach Anspruch 1, bei welchem in dem Biegekantenbereich (38) des nach vorn zeigenden Teils (32) beide Schichten des Paars von Verbundwerkstoffschichten (44, 46) vorhanden sind und im Kontakt miteinander verklebt sind.
Deckenteil (16) nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die Seitenwand (58) eine Außenfläche (70) aufweist, die im Allgemeinen rechtwinklig zum nach vorn zeigenden Teil (32) des Deckenteils (16) angeordnet ist, wobei der Biegekantenbereich (38) eine Außenkante (52) und eine Innenfläche (54) aufweist und das Deckenteil außerdem einen Saum (34) aufweist, der von der Innenfläche (54) des Biegekantenbereichs (38) des nach vorn zeigenden Teils (32) nach hinten absteht und sich längs der Kante (52) des Biegekantenbereichs (38) erstreckt, wobei der Saum (34) eine seitlich nach innen zeigende Fläche (56) aufweist, die im Allgemeinen rechtwinklig zu dem nach vorn zeigenden Teil (32) verläuft, wobei die nach innen zeigende Fläche (54) so angepasst ist, dass sie gleitend über die Außenfläche (60) der Seitenwand (58) des Korpus (12) während des Zusammenbaus des Deckenteils (16) mit den Seitenwänden (59) passt.
Deckenteil (16) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 3, bei welchem der Innenbereich (36) ein Schallloch (18) enthält, welches durch eine kernfreie Schalllochumgrenzung (42) festgelegt ist, wobei diese Schalllochumgrenzung (42) das Paar von Verbundwerkstoffschichten (44, 46), die im Kontakt miteinander verklebt sind und von der Innenfläche (54) des Innenbereichs (36) nach hinten abstehen, aufweist, um den Innenbereich (36) in der Nähe des Schalllochs (18) zu verstärken.
Deckenteil (16) nach einem der vorangehenden Ansprüche l bis 4, welches außerdem eine Anzahl von verstärkenden Streben (82) aufweist, welche von der Innenfläche (54) des Innenbereichs (36) nach hinten abstehen, wobei jede der Streben (82) eine Anzahl von Verbundwerkstoffschichten (84) enthält, die man zusammen mit dem Verbundwerkstoff des Deckenteils (16) schichtweise angeordnet und zusammen aushärten lassen hat, um die Streben (82) an die Innenseite (54) des Innenbereichs (36) zu kleben.
Deckenteil (16) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 5, bei welchem die Kernschicht (48) ferner eine Kernschicht aus Holz umfasst.
Deckenteil (16) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 6, bei welchem das Paar Verbundwerkstoffschichten (44, 46) ferner ein mit einem Epoxydharz imprägniertes Grafitgewebe enthält.
Deckenteil (16) nach einem der vorangehenden Ansprüche 3 bis 7, bei welchem das Deckenteil (16) mit einem vorbestimmten Krümmungsradius gebogen ist, so dass der Saum (34) von der Innenfläche (54) nach hinten absteht.
Deckenteil (16) nach Anspruch 8, bei welchem der vorbestimmte Krümmungsradius in einem Bereich von ungefähr 0,9525 cm (3/8 Inch) bis 1,905 cm (3/4 Inch) liegt.
Deckenteil (16) nach einem der vorangehenden Ansprüche 3 bis 9, bei welchem der Saum (34) außerdem das kernfreie Paar Verbundwerkstoffschichten (44, 46), die im Kontakt miteinander verklebt sind, enthält.
Deckenteil (16) nach einem der vorangehenden Ansprüche 3 bis 10, bei welchem die Seitenwand (58) des Korpus (12) eine nach vorn zeigende Kante (62) aufweist und angrenzend an die nach vorn zeigende Kante (52) nach innen abgestuft ist, um einen nach innen abgestuften Wandbereich (54) und eine nach vorn zeigende Schulter (66), die von der nach vorn zeigenden Kante (62) aus weiter hinten angeordnet ist, zu ergeben, wobei der Saum (34) aufweist: eine hintere Kante (68), die so ausgelegt ist, dass sie an die Schulter (66) stößt, wenn das Deckenteil (16) auf die Seitenwand (58) des Korpus (12) aufgesetzt wird, und eine seitlich nach außen zeigende Seitenfläche (70), die im Wesentlichen bündig mit der Außenfläche der Seitenwand (58) von der Schulter (66) aus nach hinten zu angeordnet ist, nachdem das Deckenteil (16) mit der Seitenwand (58) zusammengesetzt worden ist.
Deckenteil (16) nach Anspruch 10 oder 11, bei welchem der Saum (34) um eine gewisse Entfernung von der Innenfläche (54) des Biegekantenbereichs (38), die größer ist als der Abstand (74) zwischen der Schulter (66) und der nach vorn zeigenden Kante (62) der Seitenwand (58), nach hinten absteht, um einen Spalt (76) zwischen der Innenfläche (54) des Biegekantenbereichs (38) und der nach vorn zeigenden Kante (62) der Seitenwand (48) des Korpus (12) zu ergeben, wenn die Hinterkante (68) des Saumes (34) an die Schulter (66) anstößt.
Deckenteil (16) nach einem der vorangehenden Ansprüche 3 bis 12, bei welchem der Saum (34) ein Paar Verbundwerkstoffschichten (44, 46) aufweist, welche im Kontakt miteinander verklebt sind und daher einen kernfreien Saum (34) bilden.
Verfahren zur Herstellung eines Deckenteils (16) für einen Korpus (12) eines Akustik-Saiteninstruments, wobei dieses Verfahren umfasst: das Einbringen einer ersten Verbundwerkstoffschicht, welche eine erste Schichtgrenze aufweist, in eine vorbereitete Form; das Aufbringen einer Kernschicht, welche einen Außenumfang aufweist, auf die erste Schicht; das Aufbringen einer zweiten Verbundwerkstoffschicht, welche eine zweite Schichtgrenze aufweist, auf die Kernschicht, wobei die erste und die zweite Schichtgrenze sich außerhalb des Kernschichtumfangs erstrecken und eine aufgeschichtete Anordnung bilden, welche einen kernfreien Bereich aufweist, der an den äußeren Umfang der Kernschicht grenzt; das Abdecken der aufgeschichteten Anordnung mit ablösbarer Folie; die Anwendung von Wärme und Druck, um die Verbundwerkstoffschichten und den Kern gemeinsam auszuhärten und das Deckenteil zu liefern, welches umfasst: einen nach vorn zeigenden Teil (32), welcher in einem gewissen Abstand von der Seitenwand (58) des Korpus (12) nach innen einen Innenbereich (36) aufweist, nachdem das Deckenteil (16) an den Korpus (12), angesetzt worden ist, wobei der Innenbereich (36) die Verbundwerkstoffschichten (44, 46) mit der dazwischen geklebten Kernschicht (48) aufweist, und den nach vorn zeigenden Teil (32), der außerdem einen kernfreien Biegekantenbereich (38) aufweist, welcher an den äußeren Umfang (40) des Innenbereichs (36) angrenzt, wobei der Biegekantenbereich (38) die Verbundwerkstoffschichten (44, 46) aufweist, die im Kontakt miteinander verklebt sind.
Verfahren nach Anspruch 14, welches ferner umfasst: das Ausbilden eines 90°-Bogens in einem Außenkantenbereich des kernfreien Bereichs der Auflageanordnung, um den Saum (34) zu bilden; und die Anwendung von Wärme und Druck, um die Verbundwerkstoffschichten (44, 46) und den Kern (48) gemeinsam auszuhärten und das Deckenteil (16) zu liefern, bei welchem der Biegekantenbereich (38) eine Außenkante (52) und eine Innenfläche (54) aufweist und der Saum (34) von der Innenfläche (54) des Biegekantenbereichs (38) nach hinten absteht und sich längs der Kante des Biegekantenbereichs (38) erstreckt.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, welches ferner umfasst: das Schneiden der Kernschicht für ein Schallloch (18), um den Umfang (78) des Kernschalllochs zu ergeben; das Schneiden und Zusammenpressen der Verbundwerkstoffschichten (44, 46) innerhalb des Umfangs (78) des Kernschalllochs , um einen Schalllochflansch (45) zu ergeben; und das Biegen des Schalllochflansches (45) im Wesentlichen um 90° längs des Umfangs (78) des Schalllochs, so dass er von dem Innenbereich (36) aus nach hinten absteht.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 14 bis 16, welches ferner umfasst: das Vorschneiden der einzelnen Strebenlagen (84) aus Verbundwerkstoff zu einer speziellen geometrischen Form; das Aufschichten der Lagen (84) in einer speziellen Aufeinanderfolge auf die zweite Schicht, um eine Anzahl von Streben (82) zu bilden, die von der zweiten Schicht abstehen; das Einsetzen von Dornen über den Streben (82), um die aufgeschichtete Anordnung zu bilden; das Bedecken der aufgeschichteten Anordnung mit Ablösefolie und das Vakuumverpacken der Anordnung, um den Druck zu erzeugen.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 14 bis 17, bei welchem das Erhitzen außerdem das Erhitzen der eingepackten Anordnung in einem Ofen umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 14 bis 17, bei welchem das Erhitzen außerdem das Erhitzen der eingepackten Anordnung in einem Autoklaven umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 14 bis 19, bei welchem die erste Schicht, die zweite Schicht und die Streben (82) außerdem Grafitgewebe enthalten, welches vorher mit Epoxydharz imprägniert worden ist.
Verfahren nach Anspruch 17, bei welchem die Streben (17) außerdem in einer Richtung verlaufende Fasern enthalten, die vorher mit Grafit imprägniert worden sind.
Verfahren zur Fertigung eines Deckenteils (16) für einen Korpus (12) eines Akustik-Saiteninstruments, wobei dieses Verfahren umfasst: das Einbringen einer ersten Lage aus trockenem Grafitgewebe, welche eine erste Schichtgrenze aufweist, in eine vorbereitete Form; das Aufbringen einer Kernschicht, welche einen Außenumfang (40) aufweist, auf die erste Lage; das Aufbringen einer zweiten Lage aus trockenem Grafitgewebe, welche eine zweite Schichtgrenze aufweist, auf der Kernlage, wobei die Grenzen der ersten und der zweiten Lage sich außerhalb des Umfangs der Kernlage erstrecken und eine aufgeschichtete Anordnung bilden, die einen kernfreien Bereich aufweist, der an den Außenumfang (40) der Kernlage grenzt; das Kompaktieren der ersten Lage, der zweiten Lage und des Kerns unter Hitze und Druck, um eine vorkompaktierte Deckenanordnung zu bilden; das Einbringen der vorkompaktierten Deckenanordnung in eine RTM-Form; das Einspritzen eines Harzes niedriger Viskosität in die Form; das Anwenden von Hitze und Druck zum Aushärten der vorkompaktierten Deckenanordnung, so dass die fertige Deckenanordnung entsteht; und das Entgraten der Deckenanordnung, um das Deckenteil (16) zu ergeben, welches umfasst: einen nach vorn zeigenden Teil (32), welcher in einem gewissen Abstand von der Seitenwand (58) des Korpus (12) nach innen einen Innenbereich (36) aufweist, nachdem das Deckenteil (16) an den Korpus (12) angefügt worden ist, wobei der Innenbereich (36) die Schichten (44, 46) aus Verbundwerkstoff mit der dazwischen geklebten Kernschicht aufweist, und den nach vorn zeigenden Teil (32), der außerdem einen kernfreien Biegekantenbereich (38) aufweist, welcher an den Außenumfang (40) des Innenbereichs (36) grenzt, wobei der Biegekantenbereich (38) die im Kontakt miteinander verklebten Verbundwerkstoffschichten aufweist.
Verfahren nach Anspruch 22, welches außerdem umfasst: das Vorschneiden der einzelnen Strebenlagen (84) aus trockenem Grafit zu einer speziellen geometrischen Form; das Aufschichten der Lagen (84), um einen Schichtwerkstoff zu bilden; das Kompaktieren der aufgeschichteten Lagen (84) in einer Form unter Hitze und Druck, um eine Vorform einer Strebe zu bilden; die Feinbearbeitung der Vorform der Strebe zu einer speziellen geometrischen Form; das Einbringen der Vorform der Strebe in die RTM-Form, welche die vorkompaktierte Deckenanordnung enthält; die Anwendung von Hitze und Druck, um die Vorform der Strebe und die vorkompaktierte Deckenanordnung gemeinsam auszuhärten, damit eine gemeinsam ausgehärtete Anordnung aus Strebe und Deckenanordnung gebildet wird; und das Entgraten der gemeinsam ausgehärteten Anordnung aus Strebe und Deckenanordnung, damit das Deckenteil (16) entsteht.
Verfahren nach Anspruch 23, bei welchem das trockene Grafit aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Grafitgewebe und in einer Richtung verlaufenden Grafitfasern besteht.
Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, bei welchem der Schritt des Aufschichtens außerdem das Überlappen der Lagen (84) entweder mit einem vorimprägnierten Grafitgewebe oder mit vorimprägnierten Grafitfasern, die in einer Richtung verlaufen, umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 23 bis 25, bei welchem der Schritt der Anwendung von Wärme und Druck zum Aushärten die Anwendung einer Heißölpresse zum Aushärten der Vorform der Streben und der vorkompaktierten Deckenanordnung umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 23 bis 25, bei welchem der Schritt der Anwendung von Wärme und Druck zum Aushärten die Anwendung einer Etagenpresse zum Aushärten der Vorform der Streben und der vorkompaktierten Deckenanordnung umfasst.