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Elektromagnetischer Selbstunterbrecher zur Erzeugung von Tonschwingungen.
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zu veranlassen. Die Vorrichtung besitzt in üblicher Weise ein Kontaktstück, das auf einem beweglichen Arm angeordnet ist, welcher auf einer Welle oder einer Feder derart befestigt ist, dass er Schwingungen von kleiner Amplitude ausführen kann, wodurch der Stromkreis des Elektromagneten intermittierend unterbrochen wird, bis der tönende Körper eine so grosse Amplitude erreicht hat, dass er selbst als unterbrechendes Organ wirkt.
Es ist vorteilhaft, eines der Kontaktstücke beweglich anzuordnen, weil die tönenden Körper im allgemeinen zu starr sind, als dass sie der Elektromagnet so stark durchbiegen könnte, dass die Kontaktstücke voneinander getrennt und der Strom unterbrochen wird.
Versuche haben andrerseits erwiesen, dass ein reiner Ton und ein rasches Hervorbringen derselben, insbesondere dann, wenn es sich um Klaviersaiten handelt, nur dadurch ermöglicht werden kann, dass man die Schwingungsamplitude des beweglichen Kontaktstückes in weitestgehendem Masse verringert.
Die Fig. i bis 3 zeigen eine Ausführungsform der Erfindung für Stahlglocken, und zwar
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der Vo, l. chtung nach der Lm, t 3-3 der Fig. i ; die Fig. 4 bis 11 veranschaulichen die Anwendung der E. n idung auf Klaviersa. ten, und zwar zeigt Fig. 4 die Ansicht einer Vorrichtung für hohe Töne, F g. 5 eine Seitenansicht des beweglichen Armes der Fig. 4, Fig. 5 den oberen Teil der Vorrichtung im Grundriss, Fig. 7 eine Ansicht der Vorrichtung für mittelhohe Töne, Fig. 8 eine Ansicht der Vorrichtung für tiefe Töne ;
die Fig. 9 und 10 zeigen die Stromschaltung für einen
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unterbrecher tragen, Fig. 12 zeigt in schaubildlicher Darstellung die Vorrichtung zur Erzeugung des Pianissimo, Fig. 13 eine andere Ausführungsform der Schaltvorrichtung, Fig. 14 und 15 zeigen die Anordnung des Elektromagneten e der Flg. 13, Fig. 16 und 17 die Anordnung des Elektromagneten e1 der Fig. 13, Fig. 18 und 19 zeigen die gleichzeitige Anordnung der beiden Elektromagnete e und e1 am beweglichen Arme der Fig. 13, Fig. 20 zeigt die Anordnung der Vorrichtung, wenn dieselbe nicht gegenüber dem schwingenden Teil der Saite angeordnet werden kann, wie dies z.
B. bei höchsten Tönen des Klaviers der Fall ist ; Fig. 21 zeigt im vergrösserten Massstabe eine Einzelheit des Apparates, Fig. 22 eine Ausführungsform zu Fig. 20, Fig. 23 in vergrössertem Massstabe eine Einzelheit, Fig. 24 zeigt die Anordnung der Vorrichtung, wenn der Unterbrecher an der der Klaviatur abgekehrten Seite des Wirbelkastens angebracht werden muss.
In den Fig. i bis 3 ist C eine schwingende Lamelle, welche auf einer Welle c angebracht ist und den beweglichen Kontakt cl trägt. Die Welle c ist mit zwei Spitzen in einem Gestell D drehbar gelagert. Eine Feder F trachtet die Welle so zu drehen, dass das Kontaktstück cl mit dem Kontakt a, welcher an der Glocke befestigt ist, in Eingriff kommt. Die Lamelle C trägt in ihrem unteren
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Lamelle C fest verbunden ist. Der von der Lamelle 7'1 auf den Umfang des Schwungrades kl aus- geübte Druck kann durch eine Schraube/ geregelt werden.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende : Wenn die Lamelle C unter dem Einfluss des Elektromagneten B schwingt, so nimmt auch die'biegsame Lamelle 1'1 an dieser Bewegung teil. Die Lamelle sucht das Schwungrad kl-durch Reibung in drehende Bewegung zu versetzen.
Der Reibung wirkt jedoch das Beharrungsvermögen des Rades kl entgegen, so dass die schwingende Bewegung der Lamelle 7'1 gebremst wird, ohne ganz zum Stillstand zu kommen. Diese Wirkung des Rades kl als Schwingungsdämpfer erfolgt bei beiden Drehungsrichtungen der Lamelle C.
Da die Lamelle C auf diese Art gebremst wird, erhalten die Schwingungen der Glocke sehr rasch das Übergewicht über jene der Lamelle, so dass die Glocke sehr rasch als Selbstunterbrecher wirksam wird.
Bei der in den Fig. 4 bis 8 dargestellten Anordnung sitzt die Scheibe 1 auf einer Welle 2, welche zwischen den Armen einer Gabel 3 gelagert ist, deren Einstellung mit Hilfe einer gegebenenfalls mit einer Gegenmutter ausgestatteten Schraube 4 erfolgt. Die Scheibe 1 und ihre Welle 2 werden vorteilhaft aus einem einzigen Stück hergestellt, um eine genaue Zentrierung der Scheibe
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angelenkt, die bei 8 an die Platine M angeschraubt ist. Der bewegliche Arm C endet in ein bogenförmiges Stück 11, dessen Krümmungsmittelpunkt sich im Zentrum der Welle c des Armes C befindet. Die drehbare Scheibe stützt sich auf dieses bogenförmige Stück 11 mit ihrer Welle 2 in einem Punkt der Vertikalen durch c. Das Gewicht der Scheibe wird daher durch die Reaktion der Welle c im Gleichgewicht gehalten. Wenn der bewegliche Arm, z.
B. durch eine Feder oder durch ein Gegengewicht C4, in langsame Bewegung versetzt wird, so bewegt sich die Scheibe 1 auf dem Bogenstück 11. Bei. rascher Bewegung des Armes findet aber eine Bewegung der Scheibe nicht statt ; die Welle 2 gleitet dann auf dem Bogenstück 11, wodurch die Bremsung bewirkt wird. Zwei Anschläge 12, 13 verhindern die Loslösung der Scheibe vom Arm und begrenzen dessen Schwingungsweite.
F ist eine Feder, welche ein nicht oxydierbares Kontaktstück a besitzt, und sich mit ihrem
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Verbindung steht. F'ist eine zweite Feder, welche sich mittels eines Körpers aus weichem Material, z. B. Filz oder Kautschuk, gegen die Feder F stützt. Die beiden Federn sind mittels der Schraube B4 zwischen den beiden Platinen B und M (Fig. 4) bzw. b und M (Fig. 7 und 8) fest eingeklemmt und ihre Spannung ist regelbar. Cl ist ein Kontakt aus nicht oxydierbarem Material, vorteilhaft einem Bündel feiner Drähte, welche in geeigneter Weise zusammengedreht und mittels eines weichen Körpers, z.'B. Kautschuk D, gefasst werden, der selbst zwischen den beiden Armen d eines auf dem beweglichen Arm C befestigten Teiles festgeklemmt ist.
Ein kleines U-förmiges Blechstück G umfasst die beiden Arme d der G3. bel. Das Ende des biegsamen Drahtes cl stützt sich auf das Kontaktstück a ; das andere Ende liegt zwischen dem Kautschuk und einem der Arme d der Gabel und stellt so die elektrische Verbindung zwischen Cl und dem beweglichen Arm C bzw. der Stütze M her. H ist eine Gabel aus Kupfer, zwischen deren Armen die Welle c gelagert ist.
Die Entfernung der Gabelarme wird durch eine Schraube h geregelt, während die Gabel selbst mittels der Schraube hl an der Platine M einstellbar befestigt ist. e und eR sind zwei Elektromagnete, welche in dem Stromkreis des Hauptmagneten E, der auf die Saite A
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beweglichen Arm C und sind mittels der Schraube/ und ihrer Mutter J2 an einem Winkel J einstellbar befestigt.
Die Platine M ist einerseits mittels der Schraube M4 an einem Winkel M'befestigt, der durch Schraube M3 und Mutter M2 in horizontaler Richtung verstellbar ist und andrerseits an der Querleiste B, die mittels der Schraube B2 in-vertikaler Richtung verstellbar ist.
In den'Fig. 9 und 10 bezeichnet A die Klaviersaite, E den Elektromagneten, welcher die Saite in Schwingungen versetzt, D den um die Welle c beweglichen Arm, a und cl zwei Kontaktstücke aus nicht oxydierbarem Material, Ru einen Widerstand, der vor den Kontakten angeordnet ist, um die vom Induktionsstrom verursachten Funken zu unterdrücken, T zwei unter der Klaviatur angebrachte Kontaktstücke. e und eR sind zwei im Stromkreis des Hauptmagneten E hintereinander geschaltete Elektromagnete zur Betätigung des Armes C, c2 und c3 sind zwei Kontakte aus nicht oxydierbarem Material. Durch die Trennung dieser Kontakte wird in eR ein Strom erzeugt, während durch die Vereinigung derselben der Strom in eR kurzgeschlossen wird.
Die Einschaltung des Elektromagneten eR in den Stromkreis vergrössert den Widerstand dieses Stromkreises und vermindert die Stromstärke im Hauptmagneten E. Der Widerstand des Elektromagneten eR wird ein für allemal derart geregelt, dass ein Pianissimo bestimmter Stärke hervorgerufen werden kann ; es ist aber nicht notwendig, dass die Schwächung des Stromes das Einrücken des beweglichen Armes C paralysiere. Um diesen Übelstand zu vermeiden, sind die Elektromagnete e und eR in gleichem Sinne umwickelt und enthalten denselben weichen Kern
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des Unterbrechers ändert sich daher nicht, wenn die Tonstärke sich ändert.
Fig. 12 zeigt die Anordnung der Unterbrecher und den Apparat zur Erzeugung des Pianissimo. Der elektrische Stromkreis, entsprechend den Fig. 9 und 10, ist in dünnen Linien gezeichnet. Die Leiste N trägt an der Vorderfläche die Kontakte c2 und c3. Einer derselben, beispielsweise c3, steht mittels des Drahtes 15 mit dem Vereinigungspunkt der beiden Elektro-
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dem Teil M durch den Winkel M'die untereinander in Verbindung stehenden Schrauben M3 und A und den Draht 16 leitend verbunden ist. Wenn die Feder c3 entspannt ist, stützt sie sich gegen die Feder c2 und erzeugt in eR Kurzschluss, wodurch Porte erzeugt wird. Wird aber um-
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Die Drähte N2 sind mittels der Schrauben Ns (Fig. 12) an einer in horizontaler Richtung verschiebbaren Stange NI befestigt, so dass alle Kontakte c, c2 sich gleichzeitig trennen. Die Stange NI wird nach links durch die Feder N4 zurückgezogen, welche genügend stark ist, um den Faden n5 zu spannen. Die Verschiebung der Stange nach rechts erfolgt mittels des Winkels n, welcher vom : Pedal n1 mittels eines Hebels n2 betätigt wird. Dieser Hebel ist an der Unterseite einer Platte M mittels einer Feder n4 befestigt, welche gleichzeitig die Kontakte e3 auseinanderhält und das Zurückziehen des Pedals n1 bewirkt.
Während des Pianissimo wird das Pedal n1 durch die Feder n4 hochgehalten, was eine Schwingungsbewegung des Hebels n2 um seinen durch die Feder n4 gebildeten Drehpunkt auf der Platte n3 zur Folge hat. Die Feder n4 senkt zu gleicher Zeit den Faden n5 und veranlasst dadurch unter Vermittlung des Winkelhebels n eine Verschiebung der Stange ? nach rechts, somit auch eine Rechtsverschiebung der Kontakte c3 und die Unterbrechung der Kontakte e2, e3. Während des Fortes wird das Pedal n1 gesenkt und dadurch der Faden n5 nachgelassen und die Feder N4 freigegeben. Die Feder stösst sodann die Stange NI nach rechts und gibt dadurch die.
Kontakte c3 frei, die durch ihre Elastizität mit den Kontaktstücken c2 wieder zum Eingriff kommen.
Ein Einschnitt n6 gestattet) das Pedal n1 während der ganzen Dauer des Fortes gesenkt zu halten.
Es ist klar, dass jede der beiden Hälften des Klaviers ein solches Pedal besitzen kann bzw. das ganze Klavier zwei gekuppelte Pedale. Ebenso ist es klar, dass man mehrere aufeinanderfolgende
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des Widerstandes eR vergrössert werden.
Fig. 11 zeigt, wie die Leisten N und B, welche durch die Querleisten o, 01 und os miteinander verbunden sind und bei w, und w2 an dem Wirbelstock des Klaviers angeschlossen sind, von den Seiten nach Belieben entfernt und im Sinne der Pfeile abgehoben werden können. Z gibt die Höhe des Sattels der Klaviersaiten an.
Fig. 13 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher, wie später bei Erläuterung der Fig. 14 bis ig auseinandergesetzt werden wird, die Verminderung der Tonstärke, ohne Beeinträchtigung der Wirkung des Magneten e erfolgt, indem der Widerstand der Leitung vermehrt wird. Hierdurch kann an elektrischer Energie gespart werden.
Für die entsprechenden Konstruktionsteile sind die den Fig. 4 bis 8 entsprechenden Buchstaben verwendet. H ist eine auf dem Winkel M verstellbare Gabel, welche die ganze Schalt- vorrichtung trägt. Die Welle c des beweglichen Armes ist an ? zwei Punkten drehbar zwischen den Armen der Gabel H gelagert. Die Magnete e und el besitzen Laschen, welche mit den Gabelarmen bei 1, 11 derart vernietet sind, dass eine Verdrehung erst nach Überwindung eines starken Reibungswiderstandes möglich ist, um ihre Einstellung zu ermöglichen ; in gleicher We ; se ist die Lasche 7 bei 8 angenietet. L ist eine Feder zur Regelung des Druckes der Kontakte cl und a ; sie ist um einen verstellbaren Bolzen K gewickelt, welcher zwischen den Wangen der Gabel H vernietet ist ; 10 ist eine Feder zur Regelung des Druckes der Scheibe 1 gegen das Bogenstück 11 des beweglichen Armes C.
Die Schaltung des Elektromagneten e der Fig. 13 ist aus den Fig. 14, i5, 18 und 19 ersichtlich, während die Schaltung des Elektromagneten e1 in den Fig. 15, 16, 18 und 19 dargestellt ist. Der Magnet e kommt während des Eingriffes der Kontakte cl und a ebenso wie in den früheren Beispielen zur Wirkung ; er ist im Nebenschluss zum Hauptmagneten E angeordnet, welcher die Saite in Schwingungen versetzt.
Die Fig. 14 und 15 zeigen das Schaltungsschema für einen Ton, R ist ein in den Stromkreis von E eingeschalteter Rheostat, um die Tonstärke nach Belieben regeln zu können. r ist ein mit dem Magneten e verbundener fester Widerstand, um ein für allemal die Wirksamkeit des Magneten zu regeln.
Die Wirkungsweise ist folgende : Wenn man die Taste T senkt, wird zunächst der Elektromagnet E erregt und hierauf der Elektromagnet e1, wobei die Kontakte Cl, a nicht in Berührung sind. Der Elektromagnet el betätigt den beweglichen Arm C (Fig. 17), nähert die Kontakte cl, a, wird kurz geschlossen und gibt dadurch den beweglichen Arm C frei, so dass der Kontakt cl, a unterbrochen wird. Von diesem-Zeitpunkte ab wiederholt sich die gleiche Wirkungsweise in rascher Aufeinanderfolge, so dass im Elektromagneten E Stromschwingungen entstehen, welche die Saite A so lange in Schwingung versetzen, bis sie selbsterregend geworden ist. Die Stromschwingungen ergeben sich daraus, dass der Widerstand des Elektromagneten e1 höher ist als jener des Elektromagneten E.
Aus dem gleichen Grunde wird durch Einschaltung eines Widerstandes R in den Stromkreis die Wirksamkeit des Elektromagneten E verringert und das Pianissimo veranlasst ; wenn dieser Widerstand entsprechend gewählt wird, so hebt die Wirkung des Elektromagneten el nicht auf. Es ist besonders hervorzuheben, dass ein Elektromagnet el hier nicht vorhanden ist,
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Bei dem folgenden Schema hingegen (Fig. 16 und 17) ist der Elektromagnet e1 allein vorhanden. Er ist zu den Kontakten Cl und a parallel geschaltet und wirkt im Sinne der Annäherung der beiden Kontaktstücke cl und a. Die Feder L wirkt hier derart, dass sie im Zustande der Ruhe die Kontakte cl und a voneinander zu entfernen sucht. Der Magnet el, welcher einen grossen Widerstand und Selbstinduktion besitzt, beeinträchtigt nicht die Wirkung des Hauptmagneten E.
Da andrerseits der Widerstand von el viel grösser ist als jener von E, so wird die Wirkung von e1 durch die Einschaltung des Widerstandes R in den Stromkreis nur in geringem Masse vermindert und der Druck der Kontakte cl und a bleibt genügend gross, um ein sicheres Funktionieren der Kontakte cl, a zu bewirken. R'bezeichnet einen Widerstand zur Verhinderung der Funkenbildung. r'ist ein fester Widerstand, der die Wirkung von e'ein für allemal regelt. R ist ein Rheostat zur beliebigen Veränderung der Tonstärke.
Bei den bisher beschriebenen Schaltungen ist nur ein einziger Elektromagnet e oder el im Stromkreise angeordnet ; bei den nachfolgenden Ausführungsbeispielen hingegen wirken beide abwechselnd und in entgegengesetztem Sinne (Fig. 18, 19 und 13)'
Fig. 18 zeigt das Schema dieser Doppelschaltung für einen Ton, Fig. 19 das Halbschema und Fig. 13 eine Ausführungsform der Doppelschaltung. Zur Bezeichnung der Konstruktionsteile dienen dieselben Buchstaben wie in Fig. 14 bis 17.
Die Wirkungsweise ergibt sich aus der Beschreibung zu Fig. 14 bis 17. Im Ruhezustand besteht zwischen den Kontaktstücken weder ein Druck noch ein Zwischenraum ; drückt man auf die Taste T, so bringt der Elektromagnet el die Kontakte cl, a zum Eingriff ; so wie der Elektromagnet e sie wieder trennt, werden sie durch den Elektromagneten e'wieder zum Eingriff gebracht, welche Wirkungsweise sich fortwährend wiederholt ; daraus ergeben sich Stromschwingungen im Elektromagneten E, welche die Saite so lange in Schwingung versetzen, bis sie selbsterregend geworden ist.
Wie früher auseinandergesetzt, wird durch den Widerstand R das Pianissimo hervor-
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Fig. 20 zeigt eine andere Ausführungsform der Vorrichtung für den Fall, als dieselbe nicht gegenüber den schwingenden Teilen der Saite angebracht werden kann, wie dies z. B. bei den 'höchsten Tönen des Klaviers der Fall ist.
Al ist eine leichte, nicht oxydierbare Lamelle, welche die Rolle des in den früheren Beispielen erwähnten Hebels spielt, dessen Stützpunkt sich auf dem Sattelpunkt A2 befindet. Fig. 21 zeigt eine Ansicht des Hebels al. Eine Feder F drückt das umgebogene Ende von a an die Klaviersaiten A an und zwingt dieses Ende, die Schwingungen der Saite mitzumachen. Die Ein-
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liche Verschiebung des Hebels . Fig. 22 zeigt eine andere Ausführungsform der Fig. 20 für den Fall, wo der Magnet sich auf derselben Seite der Klaviersaiten befindet, wie die Schaltvorrichtung.
Fig. 23 zeigt eine Ansicht des Hebels Al in Fig. 22.
Fig. 24 zeigt, wie das von der Feder F getragene Stück a mittels einer starren Stange F2, die bei pa den Klavierkasten durchsetzt, mit der Saite A verbunden wird. Die ungeraden Löcher pa sind steigend, die geraden fallend angeordnet, so dass alle Schaltapparate in zwei Reihen rückwärts am Klavier angebracht werden können.
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