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PATENTANSPRÜCHE
1. Elektronische Tonerzeugungsvorrichtung zum Einbauen in ein Klavierinstrument, gekennzeichnet durch ein längliches Organ (8), das mit einer Reihe Kontakte (10) versehen ist, welche Schaltkreise (9) für die elektronische Tonerzeugung ansteuern, und das (8) mittels einer Verstellvorrichtung verstellbar an einem zur Befestigung im Instrument ausgebildeten Träger (7) gelagert ist, damit es (8) bei im Instrument befestigtem Träger (7) von einer Ruhestellung (A) ausserhalb des Bewegungsbereichs der Tasten (1) des Instruments in eine Arbeitsstellung (B) verstellbar ist, in welcher es mit den Kontakten (10) in die Bewegungsbahnen der Tasten (1) ragt.
2. Klavierinstrument mit einer Tonerzeugungsvorrichtung gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (7) im Instrument befestigt ist und das an ihm (7) gelagerte längliche Organ (8) mittels der Verstellvorrichtung aus einer Ruhestellung (A) ausserhalb des Bewegungsbereichs der Tasten (1) des Instruments in eine Arbeitsstellung (B) verstellbar ist, in welcher das Organ (8) in die Bewegungsbahnen der den Saiten (5) des Instruments zugewandten Enden der Tasten (1) ragt, so dass die Kontakte (10) durch die Tasten (1) betätigbar sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakte durch an dem länglichen, metallischen Organ (8) mittels eines Isolierstücks elektrisch isoliert angeordnete Kontaktzungen (10) gebildet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das längliche Organ ein Winkelprofil (8) ist, dessen einer Schenkel am Träger (7) schwenkbar gelagert ist.
5. Instrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das längliche Organ (8) in der Arbeitsstellung (B) die Bewegung der Tasten (1) derart begrenzt, dass die Klaviermechanik (2, 3, 4) durch die Tasten (1) nicht betätigbar ist,
6. Instrument nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, däss der Träger (7) am Klaviaturbrett (6) des Instruments befestigt ist, und wenigstens einen Teil der Schaltkreise (9) trägt, und dass das längliche Organ (8) um eine parallel zur Klaviatur verlaufende Achse (11) schwenkbar am Träger (7) gelagert ist.
7. Instrument nach Anspruch 2 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakte durch an dem länglichen, metallischen Organ (8) mittels eines Isolierstücks elektrisch isoliert angeordnete Kontaktzungen (10) gebildet sind, die in der Arbeitsstellung (B) des Organs (8), durch die den Saiten (5) zugewandten Enden der Tasten (1) an das Organ (8) drückbar sind.
8. Instrument nach einem der Ansprüche 2, 5, 6, oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Iängliche Organ ein Winkelprofil (8) ist, dessen einer Schenkel am Träger (7) um eine parallel zur Klaviatur verlaufende Achse (11) schwenkbar gelagert ist und dessen anderer Schenkel in der Arbeitsstellung (B) in die Bewegungsbahnen der, den Saiten (5) zugewandten Enden der Tasten (1) ragt.
9. Instrument nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltkreise (9) einen durch das Dämpferpedal des Instruments einstellbaren Lautstärkeregler aufweisen.
10. Instrument nach Anspruch 2 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltkreise (9) mit einer Nachklangschaltung verbunden sind, die mittels eines, durch das Haltepedal (12) des Instruments betätigbaren Schalters (13) einschaltbar ist.
Die Erfindung betrifft eine elektronische Tonerzeugungsvorrichtung zum Einbauen in ein Klavierinstrument und ein Klavierinstrument mit der Tonerzeugungsvorrichtung.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache, in handelsübliche Klavierinstrumente leicht einbaubare Vorrichtung für die elektronische Tonerzeugung zu schaffen, mit welcher das Instrument wahlweise zur ursprünglichen, mechanischen Tonerzeugung und zur elektronischen Tonerzeugung, z.B. in der Art einer elektronischen Orgel, verwendet werden kann. Dabei soll die Umstellung von der mechanischen auf die elektronische Tonerzeugung und umgekehrt je durch einen einfachen Handgriff vorgenommen werden können und die ursprüngliche, mechanische Tonerzeugung des Instruments durch die eingebaute Tonerzeugungsvorrichtung in keiner Weise beeinträchtigt werden.
Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand der Patentansprüche 1 und 2.
Zur Gruppe der Klavierinstrumente gehören Klaviere, Flügel und Spinette.
Das Organ der in das Klavierinstrument eingebauten Toner zeugungsvorrichtung begrenzt in der Arbeitsstellung vorzugsweise die Bewegung der Tasten derart, dass die Klaviermechanik durch das Anschlagen der Tasten nicht betätigt wird. Dabei kann als elektroakustischer Wandler den Schaltkreisen zur elektronischen Tonerzeugung wahlweise ein Lautsprecher oder ein Kopfhörer nachgeschaltet werden, so dass ein Bespielen des Instruments ohne Störung von Nachbarn möglich ist.
Das längliche Organ kann in der Arbeitsstellung auch so angeordnet sein, dass sowohl die Kontakte wie auch die Klaviermechanik durch die Tasten betätigt werden.
Die elektronische Tonerzeugung kann z.B. nach der Art einer elektronischen Orgel, eines Elektropianos oder eines Synthesizers erfolgen.
Im folgenden wird anhand der beiliegenden Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Dabei handelt es sich um eine in ein Kleinklavier eingebaute Tonerzeugungsvorrichtung, deren elektronischer Teil nach der Art einer elektronischen Orgel mit Nachklangschaltung ausgebildet ist. Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch das Kleinklavier mit der eingebauten Tonerzeugungsvorrichtung und
Fig. 2 eine Einzelheit von Fig. 1 in grösserem Massstab.
Das lediglich schematisch dargestellte Kleinklavier hat eine Klaviatur mit an ihrem mittleren Teil kippbar auf dem Klaviaturbrett 6 gelagerten Tasten 1, eine Klaviermechanik bestehend aus Hebeln 2 und einer Hammermechanik 3 mit Hämmern 4, Saiten 5, einem Haltepedal 12 sowie einem (nicht dargestellten) Dämpferpedal.
Die Tonerzeugungsvorrichtung weist eine an der Unterseite des den Saiten 5 zugewandten Endes des Klaviaturbrettes 6 befestigte, einen Träger bildende Grundplatte 7 auf. An der unteren Seite der Grundplatte 7 sind Schaltkreise 9 für die elektronische Tonerzeugung angeordnet. Eine, das längliche Organ bildende Kontaktschiene 8 ist mittels Scharnieren um eine parallel zur Klaviatur, d.h. senkrecht zur Längsrichtung der einzelnen Tasten 1 verlaufende Achse 11 schwenkbar, an der, den Saiten 5 zugewandten Seite der Grundplatte 7 gelagert. Die Kontaktschiene 8 besteht aus einem Winkelprofil aus Leichtmetall, welches sich über die ganze Länge der Tastatur erstreckt und für jede Taste 1 eine Kontaktfeder 10 trägt.
Die Kontaktfe dem 10 sind der jeweils zugehörigen Taste 1 gegenüberliegend und von der Kontaktschiene 8 mittels eines Isolierstücks elektrisch isoliert angebracht.
In der in Fig. 1 dargestellten Ruhestellung der Kontaktschiene 8, die in Fig. 2 gestrichelt dargestellt und mit A bezeichnet ist, ist die Kontaktschiene 8 durch eine (nicht dargestellte) Feder ausserhalb des Bewegungsbereichs der Tasten 1 an einem (nicht dargestellten) Anschlag gehalten. Der normale Betrieb des Klaviers, bei dem die Tasten 1 über die Hebel 2 die Hammermechanik 3 betätigen, wobei beim Anschlagen der Hämmer 4 an den Saiten 5 mechanisch Töne erzeugt werden, wird daher in der Ruhestellung A der Kontaktschiene 8 in keiner Weise beeinträchtigt. Ein (nicht dargestellter) Kabelzug,
dessen eines Ende an einem, durch den Spieler bedienbaren (nicht dargestellten) Hebel unter dem Klaviaturbrett 6 und dessen anderes Ende an der Kontaktschiene 8 befestigt ist, dient zum Schwenken der Kontaktschiene 8 von der Ruhestellung A in eine in Fig. 2 ausgezogen dargestellte und mit B bezeichnete Arbeitsstellung. Bei Betätigung dieses Hebels wird über einen (nicht dargestellten) Mikroschalter gleichzeitig auch die Stromversorgung der Schaltkreise 9 eingeschaltet. Wie aus Fig.
2 ersichtlich, ragt die Kontaktschiene 8 in der Arbeitsstellung B einige Millimeter in die Bewegungsbahnen der den Saiten 5 zugewandten Enden der Tasten 1 hinein und übernimmt dadurch zwei Funktionen: Erstens begrenzt sie die Bewegung einer angeschlagenen Taste 1 so, dass der zugehörige Hebel 2 nicht oder nur geringfügig bewegt wird und damit der entsprechende Hammer 4 nicht betätigbar ist. Zweitens wird durch die Betätigung der Taste 1 ein elektrischer Kontakt zwischen der Kontaktfeder 10 und der Kontaktschiene 8 hergestellt, welcher die Schaltkreise 9 ansteuert.
Der die Schaltkreise 9 enthaltende Elektronikteil der Baugruppe weist nebst einem Netzteil auf zwei Printplatten sämtliche zur Tonerzeugung erforderlichen Schaltungen auf. Dabei handelt es sich um astabile Multivibratoren als Mutteroszillatoren für die 12 Halbtöne der temperierten Skala, sowie um 12 Ketten von integrierten Frequenzteilern für die Oktavlagen.
Solche Schaltungen sind dem Fachmann bekannt. Dazu kommt für jede Taste 1 ein elektronisches Gatter, welches mit der zugehörigen Kontaktfeder 10 verbunden ist. Beim Schliessen des Kontaktes zwischen der Kontaktschiene 8 und einer der Kontaktfedern 10 führt das zugeordnete Gatter ein entsprechendes Tonsignal einer Sammelleitung zu. Das elektronische Gatter sorgt ebenfalls für ein in seiner Dauer einstellbares, allmähliches Abklingen des Tones, sobald die Taste 1 losgelassen wird. Solche Gatterschaltungen sind z.B. in der Applikationsschrift Integrierte Schaltungen für elektronische Musikinstrumente ITT - Intermetall, 1973) beschrieben. Das dem Fachmann unter dem Namen Sustain bekannte Abklingen tritt bei der beschriebenen Anordnung nur beim Drücken des Haltepedals 12 des Klavieres auf.
Dort befindet sich ein durch das Pedal 12 betätigbarer Schalter 13, der mit den Gattern in Verbindung steht. Das Tonsignal der Sammelleitung ist in seiner Lautstärke über das Dämpferpedal des Klavieres einstellbar, welches damit die Rolle des Schwellers üblicher Orgeln übernimmt. Dies geschieht durch einen mit dem Dämpferpedal mechanisch verbundenen Stellwiderstand, der einen Lautstärkeregler für den Elektronikteil bildet. Schliesslich wird das Tonsignal über Registerfilter und Endverstärker einem ausserhalb des Klavieres aufgestellten, abschaltbaren Lautsprecher sowie einem Kopfhörer zugeführt.
Alle bisher unerwähnten Bedienungselemente einer elektronischen Orgel wie Registerschalter, Tonhöheeinsteller, Regler für die Nachklangdauer, sowie Regler für einen Vibratoeffekt befinden sich in einem separaten Steuerpult 14, das seitlich des Spielers unter der Klaviatur angebracht und über einen Kabelstrang mit dem Elektronikteil verbunden ist. Selbstverständlich kann die Auslegung des elektronischen Teils der Vorrichtung in anderer, dem Geschmack des Benützers oder dem Stand der Technik angepasster Weise erfolgen.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung erlaubt die Vorrichtung eine simultane mechanische und elektronische Tonerzeugung. Dabei befindet sich die Kontaktschiene 8 in ihrer Arbeitsstellung gegenüber der in Fig. 2 gezeigten Arbeitsstellung B um einige Millimeter erhöht, sodass ihre Berührungspunkte mit den, den Saiten 5 zugewandten Enden der Tasten 1 am oberen Ende von deren Bewegungsbahnen liegen. In dieser Stellung wird durch eine angeschlagene Taste 1 sowohl einer der Hebel 2 der Hammermechanik 3 wie auch éine der Kontaktfedern 10 betätigt, sodass gleichzeitig mechanisch Klaviertöne und elektronisch Orgeltöne erzeugt werden.
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PATENT CLAIMS
1. Electronic tone generating device for installation in a piano instrument, characterized by an elongated member (8) which is provided with a row of contacts (10) which control circuits (9) for the electronic tone generation, and which (8) adjustable by means of an adjusting device is mounted on a carrier (7) designed for fastening in the instrument, so that it (8) can be adjusted from a rest position (A) outside the range of movement of the keys (1) of the instrument to an operating position (B) when the carrier (7) is fastened in the instrument is in which it protrudes with the contacts (10) in the movement paths of the buttons (1).
2. Piano instrument with a tone generating device according to claim 1, characterized in that the carrier (7) is fixed in the instrument and the elongated member (8) mounted on it (7) by means of the adjusting device from a rest position (A) outside the range of movement of the keys (1) of the instrument is adjustable into a working position (B), in which the organ (8) protrudes into the movement paths of the ends of the keys (1) facing the strings (5) of the instrument, so that the contacts (10) through the Keys (1) can be operated.
3. Device according to claim 1, characterized in that the contacts are formed by contact tongues (10) which are arranged in an electrically insulated manner on the elongated metallic member (8) by means of an insulating piece.
4. Apparatus according to claim 1 or 3, characterized in that the elongate member is an angle profile (8), one leg of which is pivotably mounted on the carrier (7).
5. Instrument according to claim 2, characterized in that the elongated member (8) in the working position (B) limits the movement of the keys (1) in such a way that the piano mechanism (2, 3, 4) does not pass through the keys (1) can be actuated,
6. Instrument according to claim 2 or 5, characterized in that the carrier (7) is attached to the keyboard (6) of the instrument, and carries at least part of the circuits (9), and that the elongated member (8) around a parallel The axis (11) extending towards the keyboard is pivotably mounted on the carrier (7).
7. Instrument according to claim 2 or 6, characterized in that the contacts are formed by contact tongues (10) which are arranged in an electrically insulated manner on the elongated, metallic organ (8) by means of an insulating piece and which in the working position (B) of the organ (8) , through which the strings (5) facing ends of the buttons (1) on the organ (8) can be pressed.
8. Instrument according to one of claims 2, 5, 6 or 7, characterized in that the elongated organ is an angle profile (8), one leg of which is pivotably mounted on the carrier (7) about an axis (11) running parallel to the keyboard and its other leg in the working position (B) protrudes into the movement paths of the ends of the keys (1) facing the strings (5).
9. Instrument according to claim 2 or 5, characterized in that the circuits (9) have a volume control which can be adjusted by the damper pedal of the instrument.
10. Instrument according to claim 2 or 9, characterized in that the circuits (9) are connected to a reverberation circuit which can be switched on by means of a switch (13) which can be actuated by the holding pedal (12) of the instrument.
The invention relates to an electronic tone generating device for installation in a piano instrument and a piano instrument with the tone generating device.
The object of the invention is to provide a simple device for electronic tone generation which can be easily installed in commercially available piano instruments, with which the instrument can be used either for original mechanical tone generation and for electronic tone generation, e.g. such as an electronic organ, can be used. The switch from mechanical to electronic tone generation and vice versa should be able to be carried out by a simple handle and the original mechanical tone generation of the instrument should not be impaired in any way by the built-in tone generation device.
The solution to this problem according to the invention is the subject of claims 1 and 2.
The group of piano instruments includes pianos, grand pianos and spinets.
In the working position, the organ of the toner generating device built into the piano instrument preferably limits the movement of the keys such that the piano mechanism is not actuated when the keys are struck. A loudspeaker or headphones can optionally be connected downstream of the circuits for electronic sound generation as an electroacoustic transducer, so that the instrument can be played without disturbing neighbors.
In the working position, the elongated organ can also be arranged in such a way that both the contacts and the piano mechanism are actuated by the keys.
The electronic sound generation can e.g. in the manner of an electronic organ, an electric piano or a synthesizer.
An exemplary embodiment of the invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawing. This is a sound generating device built into a small piano, the electronic part of which is designed in the manner of an electronic organ with a sound circuit. Show it:
Fig. 1 shows a cross section through the small piano with the built-in sound generating device and
FIG. 2 shows a detail of FIG. 1 on a larger scale.
The small piano, shown only schematically, has a keyboard with keys 1 tilted at its middle part on the keyboard board 6, a piano mechanism consisting of levers 2 and a hammer mechanism 3 with hammers 4, strings 5, a holding pedal 12 and a damper pedal (not shown).
The tone generating device has a base plate 7 which is fastened to the underside of the end of the keyboard board 6 facing the strings 5 and forms a support. On the lower side of the base plate 7, circuits 9 for the electronic sound generation are arranged. A contact bar 8 forming the elongated organ is hinged around a parallel to the keyboard, i.e. The axis 11 running perpendicular to the longitudinal direction of the individual keys 1 is pivotable and is mounted on the side of the base plate 7 facing the strings 5. The contact rail 8 consists of an angle profile made of light metal, which extends over the entire length of the keyboard and carries a contact spring 10 for each key 1.
The Kontaktfe the 10 are the respective associated button 1 opposite and attached electrically insulated from the contact rail 8 by means of an insulating piece.
In the rest position of the contact bar 8 shown in FIG. 1, which is shown in dashed lines in FIG. 2 and denoted by A, the contact bar 8 is held by a spring (not shown) outside the range of movement of the keys 1 on a stop (not shown) . The normal operation of the piano, in which the keys 1 actuate the hammer mechanism 3 via the lever 2, with mechanical tones being generated when the hammers 4 strike the strings 5, is therefore in no way impaired in the rest position A of the contact bar 8. A cable pull (not shown),
one end of which is attached to a lever (not shown) under the keyboard 6 and the other end is attached to the contact bar 8, which can be operated by the player, is used to pivot the contact bar 8 from the rest position A into one shown in FIG B designated working position. When this lever is actuated, the power supply for the circuits 9 is switched on at the same time via a microswitch (not shown). As shown in Fig.
2, the contact bar 8 in the working position B protrudes a few millimeters into the movement paths of the ends of the keys 1 facing the strings 5 and thereby assumes two functions: First, it limits the movement of a key 1 that is struck so that the associated lever 2 does not or does not is only moved slightly and thus the corresponding hammer 4 cannot be actuated. Second, by actuating the button 1, an electrical contact between the contact spring 10 and the contact bar 8 is established which controls the switching circuits 9.
The electronic part of the assembly containing the circuits 9 has, in addition to a power supply unit on two printed circuit boards, all of the circuits required for sound generation. These are astable multivibrators as master oscillators for the 12 semitones of the tempered scale, as well as 12 chains of integrated frequency dividers for the octave registers.
Such circuits are known to those skilled in the art. In addition, there is an electronic gate for each key 1, which is connected to the associated contact spring 10. When the contact between the contact bar 8 and one of the contact springs 10 is closed, the associated gate sends a corresponding sound signal to a common line. The electronic gate also ensures a gradual fading of the tone of adjustable duration as soon as key 1 is released. Such gate circuits are e.g. in the application note Integrated Circuits for Electronic Musical Instruments ITT - Intermetall, 1973). The decay known to those skilled in the art under the name Sustain occurs in the described arrangement only when the holding pedal 12 of the piano is pressed.
There is a switch 13 which can be actuated by the pedal 12 and which is connected to the gates. The volume of the sound signal of the collecting line can be adjusted via the damper pedal of the piano, which thus takes on the role of the rocker of conventional organs. This is done using a variable resistor that is mechanically connected to the damper pedal and forms a volume control for the electronics. Finally, the audio signal is fed via a register filter and power amplifier to a loudspeaker that can be switched off outside the piano and to headphones.
All previously unmentioned control elements of an electronic organ, such as register switches, pitch adjusters, controls for the duration of the reverberation and controls for a vibrato effect, are located in a separate control panel 14, which is attached to the side of the player under the keyboard and connected to the electronic part via a cable harness. Of course, the design of the electronic part of the device can take place in a different manner, adapted to the taste of the user or the state of the art.
In another embodiment of the invention, the device allows simultaneous mechanical and electronic sound generation. The contact bar 8 is in its working position increased by a few millimeters compared to the working position B shown in FIG. 2, so that its points of contact with the ends of the keys 1 facing the strings 5 are at the upper end of their trajectories. In this position, a struck key 1 actuates both one of the levers 2 of the hammer mechanism 3 and one of the contact springs 10, so that mechanical piano tones and electronic organ tones are generated simultaneously.