Ein wesentliches Qualitätskriterium bei Musikinstrumenten der oben genannten Art ist die Bespielbarkeit, die vor- rangig durch die zum Niederdrücken der Saiten erforderli- che Kraft charakterisiert ist. Diese Saitenniederdruck- kraft ist in erster Linie vom Abstand zwischen der Unter- kante der Saite und der Oberkante des Griffbrettes, bzw. bei bundierten Instrumenten, der Bundstäbe abhängig.

Die Bezeichnung ,,Griffbrettoberfiäche" bezieht sich in den folgenden Ausführungen sowohl bei den mit Bünden ver- sehenen Instrumenten (z. B. Gitarren) wie bei den bundlo- sen Instrumenten (z. B. Streichinstrumente, aber auch bundlose Elektro-Ba gitarren) auf das Oberflächenprofil des Griffbrettes, unabhängig davon, ob im Verlauf dieser Linie Bundstäbe eingearbeitet sind oder nicht. Bei den meisten dieser Griffbretter ergibt sich in der Draufsicht aufgrund der Verbreiterung zum Korpus hin eine trapezför- mige Fläche, wie z.B. bei klassischen Gitarren. Darüber hinaus können sie aber auch eine gewölbte Oberfläche auf- weisen, wie z.B. bei Streichinstrumenten, Elektro- und Westerngitarren, was als dreidimensionale Form dem Aus- schnitt der Mantelfläche eines Kegelstumpfes entspricht.

Obwohl die Beschreibung der Übersichtlichkeit wegen vor- wiegend ausgerichtet ist auf das Messen und Bearbeiten bundierter Instrumente (z.B.Gitarren), gelten die Sach-

verhalte gleicherma en für bundlose Instrumente, nur da dort, z.B. bei zu niedriger Höhe, die Saite nicht auf die Bünde, sondern das Holz des Griffbretts aufschlägt.

Zur Erzielung einer möglichst geringen Saitenniederdruck- kraft kann der Saitenabstand zu den Bundstäben jedoch nicht beliebig klein eingestellt werden, da ansonsten die Schwingung der Saite beeinträchtigt wird, indem sie auf die nächstfolgenden Bünde aufschlägt. Um an jedem Punkt des Griffbrettes der schwingenden Saite den erforderli- chen Raum zu geben, mu der Instrumentenhals bzw. die Li- nie der Bundoberflächen, eine leicht gekrümmte Form auf- weisen. Es gibt für jede Saite eines Instrumentes bei konstanter Anschlagsstärke nur ein optimales Griffbrett- profil. Jede Abweichung von dieser Linie hat zur Folge, da entweder die Saite zu hoch über dem Griffbrett liegt und dadurch die Bespielbarkeit erschwert wird, oder, wenn die Saite zu niedrig liegt, sie beim Schwingen auf die nächstfolgenden Bünde (bzw. Griffbrettoberfläche) auf- schlägt.

Eine Durchbiegung des Halses entsteht bei einigen Instru- menten aufgrund der Saitenzugspannung, wenn Konstruktion und Materialeigenschaften dies nicht verhindern. Jedoch ist diese Durchbiegung zum einen nicht gleichmä ig, weil der Instrumentenhals zum Korpus hin dicker wird, und das Griffbrett an seinem Ende auf der Decke des Instrumentes oder, z.B. bei Elektrogitarren, direkt auf dem Korpus aufgeleimt ist, zum anderen ist sie aufgrund der spezifi- schen Eigenschaften des Materials Holz kaum vorherzube- stimmen. Die Folge sind zusammengesetzte Kurvenabschnitte mit unterschiedlichen Krümmungen. Eine optimale Einstel- lung der Krümmung durch die bei einigen Instrumenten vor- handene Halsstellschraube (wirkt im Inneren des Instru- mentenhalses der Saitenzugspannung entgegen) ist aufgrund

der geschilderten ungleichmä igen Stärke des Halses eben- falls nicht möglich.

Ein weiteres Problem ist die Tatsache, da der Abstand der Bundoberkanten vom Holz der Griffbrettoberfläche nicht gleichmä ig ist, was einerseits bedingt ist durch den Einbau bei der Herstellung (manuelles Einhämmern oder maschinelles Einpressen), andererseits durch die Abnut- zung der Bünde durch den Spieler. Sowohl in der maschi- nellen als auch der manuellen Fertigung treten Abweichun- gen im relevanten Bereich (>0,02 mm) auf. Dem wird tradi- tionell durch manuelles Schleifen (sog. Abrichten) der Bundoberflächen Rechnung getragen. Da hierfür die Saiten entfernt werden müssen und keine genauen Werte für die von den Bundoberflächen abzutragende Materialmenge be- kannt sind, ist dabei eine Berücksichtigung der Verfor- mung durch die unter Saitenspannung auf den Hals ausgeüb- ten Zugkräfte nicht möglich.

Einflu auf die erforderliche Griffbrettkrümmung hat zu- dem die Art der Saitenschwingung, welche im wesentlichen abhängig ist von den Materialeigenschaften der Saite (Stahl/Nylon, Durchmesser, blank/umsponnen, Zugspannung, Mensurlänge, etc.) und der Kraft, mit der die Schwingung angeregt wird (Anschlagsstärke) . Da die verschiedenen Saiten eines Instruments unterschiedlich stark sind und voneinander abweichende Zugspannungen aufweisen, mu auch die Griffbrettkrümmung längs der einzelnen Saiten unter- schiedlich sein. Das erforderliche Griffbrettprofil ist bei dickeren Saiten und solchen mit geringerer Zugspan- nung, entsprechend der Hüllkurve ihrer Schwingung, stär- ker gekrümmt. Demzufolge wird die Kurve flacher, je dün- ner die Saite ist bzw. je stärker ihre Zugspannung ist.

Zudem nimmt die erforderliche Krümmung des Griffbrettpro- fils mit der Anschlagsstärke zu (bzw. ab), entsprechend

der grö eren (bzw. kleineren) Schwingungsamplitude der Saite.

Bei der traditionellen Griffbrettbearbeitung wird dieses unterschiedliche Schwingungsverhalten der einzelnen Sai- ten nicht berücksichtigt, weil dafür weder verbindliche Werte bekannt sind noch mit manuellem Abrichten die er- forderliche Genauigkeit (+/-0,02 mm) erreicht werden kann, um dem Griffbrett längs jeder Saite eine individu- elle Krümmung zu geben. Somit ist das bekannte Abrichten des Griffbretts, bei dem die Bundstaboberkanten durch Schleifen von Hand in einer gewölbten Ebene auf eine Höhe gebracht werden, nur bedingt erfolgreich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein vom handwerklichen Geschick unabhängiges, mit geringem Zeit- aufwand anwendbares Verfahren zur individuellen, für eine gute Bespielbarkeit optimalen Einstellung der Saitenlage von Streich- und Zupfinstrumenten sowie eine entspre- chende Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzu- geben.

Erfindungsgemä wird die Aufgabe mit einem Verfahren ge- mä den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Damit wird ein Verfahren zur optimalen Einstellung der Saitenlage serienmä ig oder in Handarbeit hergestellter, neuer oder gebrauchter Streich- oder Zupfinstrumente, insbesondere aber Gitarren, zur Verfügung gestellt, das bei dem komplexen Zusammenwirken unterschiedlicher Ein- zelmerkmale (wie z.B. Halskrümmung, ungleichmä ig abge- nutztes Oberflächenprofil des Griffbretts, voneinander abweichende Bundhöhen oder abgenutzte Bundstäbe, durch Material, Saitenstärke und -typ bestimmte Saitenparameter oder Mensur) den geringstmöglichen Abstand zwischen der jeweiligen Saite und dem darunterliegenden Griffbrett

bzw. den Bundstäben zulä t, ohne da die schwingende Saite an die Bundstäbe anschlagen kann und dadurch das unerwünschte ,Schnarren" oder ,Klirren" der Saite auf- tritt.

Aufgrund der durch den minimalen Abstand zwischen Saite und Griffbrett erreichten Saitenniederdruckkraft werden mit dem vorgeschlagenen Verfahren die spieltechnischen Eigenschaften des Instruments deutlich verbessert, ohne da es für die Bearbeitung des Instruments besonderer handwerklicher Fähigkeiten oder Erfahrungen bedarf. Die maschinelle, computergesteuerte, spanabhebende Bearbei- tung des Griffbrettprofils bzw. der Bundstäbe erlaubt Ge- nauigkeiten im Bereich von +/-0,01 mm und die Erzielung glattester Oberflächen, wodurch der Spielkomfort weiter verbessert wird. Neben der Bearbeitung der Bundstäbe kann auch vom Griffbrett selbst Material abgetragen werden.

In Ausgestaltung der Erfindung kann die Berechnung der Griffbrettkrümmung im Verhältnis zur Saitenlage unter zu- sätzlicher Berücksichtigung der individuellen Anschlag- stärke des Benutzers erfolgen, so da die Qualität des Instruments weiter verbessert wird.

Um die Höhe der Saiten über dem Griffbrett einzustellen, mu jede Saite an ihren beiden Auflagepunkten (Sattel und Steg) in die errechnete Position gebracht werden. Dies erfolgt erfindungsgemä durch Einformen, vorzugsweise Fräsen, V-förmiger Kerben mit gleicher Winkligkeit in Sattel und Steg des Instruments, in denen sowohl dicke als auch dünne Saiten gleicherma en gut fixiert sind.

Vorteilhafterweise kann hierbei für unterschiedliche Sai- tenstärken dasselbe Fräswerkzeug verwendet werden, weil bei bekannter Werkzeugform die resultierende Höhe der je- weiligen Saite in der Kerbe rechnergestützt ermittelt werden kann und durch die in entsprechender Höhe einge-

brachte V-Form die Notwendigkeit entfällt, gerundete, un- terschiedlich dicke Kerben zu formen. Ist aufgrund des Materials oder der konstruktiven Eigenschaften von Sattel und Steg eine maschinelle Bearbeitung nicht möglich (speziell bei Elektrogitarren ist in der Regel die Sai- tenlage am Steg mit Hilfe von Schrauben verstellbar), kann die Justierung per Hand vorgenommen werden, wobei die aktuelle Position der Saite durch Darstellung des Me wertes am Rechner angezeigt wird.

Die erfindungsgemä e Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens umfa t einen dreidimensional beweglichen Me - kopf und ein dreidimensional bewegliches Bearbeitungs- werkzeug, in deren Bewegungsbahn eine mobile oder statio- näre Haltevorrichtung für das zu behandelnde Instrument angebracht ist. Me - und Bearbeitungswerkzeuge sind an einen Computer mit Datenspeicher angeschlossen, welcher alle relevanten Parameter und Me werte des Instrumentes einschlie lich der Anschlagstärke aufnimmt und speichert, daraus die optimale Griffbrettkrümmung, Saitenlage, sowie die zur Bearbeitung erforderlichen Parameter errechnet und darstellt und die dreidimensionalen Bewegungen der Me - und Bearbeitungswerkzeuge steuert.

In den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschrei- bung eines Ausführungsbeispiels sind weitere Merkmale, zweckmä ige Weiterbildungen und Vorteile der Erfindung angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Vorrichtung zum Ausmessen und Abrichten des Griffbrettprofils einer der Vorrichtung zu- geordneten Gitarre;

Fig. 2 eine grafische Darstellung der durch Linien verbundenen Me punkte des Oberflächenprofils des Griffbretts einer Gitarre; Fig. 3a und 3b eine grafische Darstellung des gemessenen Ober- flächenprofils unterhalb einer dünnen Saite und der Saitenlage sowie des optimalen Verlaufs der Krümmung vor dem Abrichten (Fig. 3a) und nach dem Abrichten (Fig. 3b); Fig. 4a und 4b eine grafische Darstellung des gemessenen Ober- flächenprofils und der Saitenlage sowie der be- rechneten optimalen Krümmung bei eine dicken Saite vor dem Abrichten (Fig. 4a) und nach dem Abrichten (Fig. 4b); Fig. 5 einen Schnitt durch einen Sattel mit V-förmigen Kerben und in diese liegenden unterschiedlich dicken Saiten; und Fig. 6a und 6b eine schematische Seitenansicht eines geraden und eines gekrümmten Gitarrenhalses mit einer schwingenden Saite.

Die in Fig. 1 in einer Seitenansicht dargestellte Gitarre 8 wird mit Gummibändern auf einer mobilen Haltevorrich- tung (nicht dargestellt) verspannt, die anschlie end an einer Me - und Abrichtvorrichtung arretiert wird. Die Haltevorrichtung ist mit verstellbaren Stütz- und Aufnah- meorganen ausgebildet, um Instrumente verschiedener Art und Grö e festlegen zu können.

Die Me - und Abrichtvorrichtung besteht aus einer hier vertikal angeordneten Führungsschiene 1, die auf zwei Querschienen 4 und 4a senkrecht zur Zeichnungsebene ver- schiebbar angeordnet ist und auf der ein angetriebener Schlitten 2 gleitend geführt ist. Der Antrieb der Füh- rungsschiene 1 und des Schlittens 2 erfolgt über von ei- nem Computer 13 gesteuerte Elektromotoren 5. An dem Schlitten sind wahlweise (oder gleichzeitig) ein Abricht- werkzeug 3 und/oder ein Me kopf 3a mit einem Halteorgan 9 angebracht. Das Abrichtwerkzeug 3 und der Me kopf 3a sind mit dem Schlitten 2 senkrecht zur Bewegungsrichtung auf der Führungsschiene 1 entsprechend dem Pfeil A bewegbar.

Die zu bearbeitende Gitarre 8 ist der Me - und Abricht- vorrichtung so zugeordnet, da das Griffbrett 7 des Hal- ses 6 und damit die Saiten 10 und die Bundstäbe 11 dem Abrichtwerkzeug 3 bzw. dem Me kopf 3a zugewandt sind. Der Me kopf 3a sowie die Elektromotoren für den Antrieb des Schlittens 2 und der Führungsschiene 1 sind an den Compu- ter 13 mit Datenspeicher und Monitor 14 sowie Drucker 15 angeschlossen.

Nach dem Ausmessen der Saitenstärke und der Abstände zwi- schen den Saiten und der Eingabe der entsprechenden Daten sowie weiterer Saitenparameter in den Computer 13 wird unter Saitenspannung - ausgehend von einer Referenzsaite damit dem Me kopf 3a nacheinander das Griffbrettprofil unter jeder Saite durch mechanisches oder berührungsloses Abtasten gemessen und das Me ergebnis in den Computer eingegeben und gespeichert, wobei während des Me vorgangs die betreffende Saite mit dem Halteorgan 9 seitlich ver- schoben wird.

Au erdem wird die Saitenlage, d. h. der Abstand zwischen der Unterkante der Saiten 10 und der Oberkante der Bund- stäbe 11 für jede Saite 10 am ersten und zwölften Bund

gemessen. Das erzielt Me ergebnis wird auf dem Monitor 14 des Computers 13 dargestellt.

Anschlie end errechnet der Computer 13 auf der Grundlage der zuvor eingegebenen Saitenparameter, nämlich Durchmes- ser, Material und Saitenart, sowie der Tonhöhe der Saite, der durch den Abstand zwischen Steg 12 und Sattel 16 be- stimmten Mensur und ggf. der Anschlagstärke des betref- fenden Musikers, die anhand von Testinstrumenten indivi- duell ermittelt wird, das optimale Oberflächenprofil, d. h. den optimalen Kurvenverlauf der Oberkanten der Bund- stäbe 11, die bei möglichst geringer Saitenhöhe - und da- mit geringer Saitenniederdruckkraft - ein Anschlagen der auf einen der Bundstäbe 11 heruntergedrückten und schwin- genden Saite 10 an einen anderen Bundstab des Griffbretts sicher ausschlie t.

Die Fig. 3a und 4a geben das auf dem Monitor 14 oder mit dem Drucker 15 ausgedruckte, grafisch dargestellte Ergeb- nis der vorangegangenen Messung einschlie lich des er- rechneten optimalen Verlaufs der Bundstaboberkanten und der optimalen Saitenlage für eine dünne - 0,23 mm starke - glatte Stahlsaite (Fig. 3a) und für eine dicke - 1,07 mm starke - umsponnene Stahlsaite wieder. In der Grafik sind als Me ergebnis die Profilierung in Längsrichtung des Griffbretts 7, der Sattel 16, die Höhe der Bundstäbe 11 und die Saite 10 (als strichlierte Linie C) darge- stellt. Die stark ausgezogene Kurve B gibt den gemessenen Verlauf der Oberkanten der Bundstäbe 11 wieder, während die schwach ausgezogene Kurve B den errechneten optima- len Verlauf der Bundstaboberkanten darstellt und die aus- gezogene Gerade C' die errechnete optimale Lage der be- treffenden Saite 10 über der optimalen Höhe der Bundstäbe 11 ist.

Aus dem Vergleich der in den Fig. 3a und 4a dargestellten Me - und Berechnungsergebnisse wird deutlich, da der Verlauf der Bundstabhöhen bei der dünnen Saite wesentlich flacher und der Saitenabstand zur Bundstaboberkante ge- ringer ist als bei der dicken Saite. Andererseits kann die dünne Saite im Verhältnis zur Höhe der Bundstäbe 11 tiefer gelegt werden, während die dicke Saite einen grö- eren Abstand zu den Bundstäben 11 haben mu , um ein An- schlagen dieser Saite zu vermeiden. Die Zahlenangaben in den Zeichnungen geben den gemessenen und den optimalen Abstand in Millimetern zwischen der Oberkante des Bund- stabes und der Unterkante der betreffenden Saite (im 12.

Bund) wieder.

Entsprechend den Differenzwerten zwischen dem gemessenen und dem optimalen Verlauf der Bundstaboberkante unterhalb jeder Saite werden nun bei abgenommenen Saiten 10 die be- treffenden Bundstäbe 11 über die Breite des Griffbrettes 7 von dem am Schlitten 2 befestigten Abrichtwerkzeug 3 überfahren, um dabei von der oberen Fläche der Bundstäbe 11 den über der optimalen Bundstabhöhe oder -kurve lie- genden Differenzbetrag computergesteuert abzuschleifen.

Das Griffbrett hat dann bezüglich der einzelnen Bearbei- tungspunkte der Bundstäbe 11 das in Fig. 2 dargestellte Oberflächenprofil. Aus der Zeichnung ist erkennbar, da die Griffbrettoberfläche nicht nur in Längsrichtung, son- dern auch in Querrichtung gewölbt ausgebildet ist, d. h., die Wölbung in Längsrichtung ist bei dickeren Saiten stärker ausgebildet als bei dünnen Saiten.

Nach dem Abschleifen und dem damit verbundenen Abflachen der oberen Fläche der üblicherweise im Profil halbrund ausgebildeten Bundstäbe 11 werden die dabei gebildeten seitlichen Kanten durch Abschleifen gerundet, um damit die Spielqualität und den Klang weiter zu verbessern.

Gleichzeitig wird dabei eine sehr glatte Bundstaboberflä-

che erzeugt, die sich ebenfalls vorteilhaft auf die Spielqualität auswirkt. Anschlie end werden die Saiten 10 wieder aufgezogen und über den Sattel 16 und den Steg 12 die zuvor ermittelte optimale Saitenlage eingestellt. Bei der Einstellung des Abstandes zwischen den Bundstabober- kanten und der Saitenunterkante über den Sattel 16 und/oder den Steg 12 werden in diese entsprechend der ge- wünschten Saitenlage mehr oder weniger tiefliegende V- förmige Kerben maschinell eingeschnitten, wobei die Länge der Kerbe gering (ca. 2 mm) und der hinter der Kerbe lie- gende Bereich freigeschnitten ist. Wie Fig. 5 zeigt, kön- nen aufgrund gleichbleibender Winkel die Kerben mit ein und demselben Werkzeug für unterschiedlich starke Saiten und verschiedene Saitenlagen eingeschnitten werden. Zudem bietet die V-Form jeder Saite, ob dick oder dünn, einen sicheren Halt.

Nach dem Aufspannen der Saiten und der Einstellung der optimalen Saitenlage in der zuvor beschriebenen Art er- folgt eine erneute Messung der Bundstabhöhe und Saiten- lage, und das erzielte Ergebnis wird wieder mit den ent- sprechenden optimalen (errechneten) Werten verglichen.

Aus der grafischen Darstellung auf dem Monitor 14 bzw. dem Druckerausdruck, die in den Fig. 3b und 4b wiederge- geben ist, wird deutlich, da nun der tatsächliche (gemessene) und der optimale (errechnete) Wert der Bund- stabhöhen und der Saitenlagen im wesentlichen identisch sind und somit ein leicht bespielbares Instrument mit mi- nimaler Saitenniederdruckkraft, Bundreinheit und sauberer Intonation zur Verfügung steht, da auf die individuelle Anschlagstärke des Benutzers eingestellt ist.

Die Fig. 6a und 6b veranschaulichen anhand eines geraden (Fig. 6a) und eines erfindungsgemä gekrümmt (Fig. 6b) abgerichteten Profils eines Griffbretts 7 mit Bundstäben 11 wie die Griffbrettkrümmung der Hüllkurve D (Schwin-

gungsbauch) der Saite 10 (Fig. 6b) angepa t ist, um einen möglichst geringen Abstand zwischen der Saite und den Bundstäben zu erzielen, während bei der Darstellung in Fig. 6a ein mit einer gro en Saitenniederdruckkraft verbundener Saitenabstand eingehalten werden mu , um das Anschlagen (Klirren) der Saite zu verhindern.

Bezugszeichenliste 1 Führungsschiene 2 Schlitten 3 Abrichtwerkzeug 3a Me kopf 4 Querschiene 4a Querschiene 5 Elektromotor 6 Hals 7 Griffbrett 8 Gitarre 9 Halteorgan 10 Saite 11 Bundstab 12 Steg 13 Computer 14 Monitor 15 Drucker 16 Sattel B gemessener Bundstaboberkantenverlauf (Krümmung) vor dem Abrichten B' errechneter (optimaler) Bundstaboberkantenverlauf (Griffbrettkrümmung) C gemessene Saitenlage C' errechnete (optimale) Saitenlage D Hüllkurve der schwingenden Saite