DE102005008979A1

DE102005008979A1 - Organ pipe tuning device, has tuning body that is formed such that tone of organ pipe is changed by moving tuning body using actuator that is controlled by computer program, where body is fully/partially arranged within air column of pipe

Info

Publication number: DE102005008979A1
Application number: DE200510008979
Authority: DE
Original assignee: MOHRLOK HERTA
Current assignee: HERMODE TUNING WERNER MOHRLOK E.K., DE
Priority date: 2005-02-28
Filing date: 2005-02-28
Publication date: 2006-08-31

Abstract

The device has a movable tuning body (SK) to control variation of tuning of an organ pipe (OP). The body is fully or partially arranged within an air column of the pipe and is movable parallel to their central axis. The cross section of the body is smaller than an inner cross section of the pipe. The body is formed such that tone of the pipe is changed by moving the body using an actuator (M) that is controlled by a computer program.

Description

Aufgabenstellung:Task:

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stimmen der Tonhöhen von Aerophonen, insbesondere von Orgelpfeifen. Die Vorrichtung soll sowohl dazu dienen, Orgelpfeifen innerhalb einer Orgel in ihrer Grundstimmung zu justieren und zwar vorzugsweise zu der ihr zugeordneten Tonhöhe innerhalb des Stimmungsmodells einer gleichstufigen Stimmung, als auch die Stimmungsverhältnisse zwischen den verschiedenen Orgelpfeifen zu verändern und damit von der gleichstufigen Stimmung abweichende Stimmungsmodelle zu erzeugen. Letzteres soll auch während des Spieles auf dem Instrument möglich sein und zwar durch Befehle des Musikers mittels entsprechender am Spieltisch des Musikinstrumentes angebrachten Eingabehilfen. Ganz besonders soll diese Vorrichtung aber auch dazu geeignet sein, die Stimmung mittels eines Computerprogramms in Echtzeit zu optimieren, was nach dem Stand der Technik bisher nur bei Musikinstrumenten mit elektronischer Tonerzeugung möglich ist.The The invention relates to a device for tuning the pitches of Aerophones, in particular organ pipes. The device should both serve organ pipes within an organ in their organ Adjust mood and preferably to its assigned pitch within the mood model of a peer mood, as also the mood to change between the different organ pipes and thus of the equal stages Mood to create deviant mood models. The latter should even while game on the instrument and by orders of the musician by means of appropriate on the gaming table of the musical instrument attached accessibility. Especially should this device but also be suitable to the mood means to optimize a computer program in real time, which after the Prior art so far only with musical instruments with electronic Sound production possible is.

Orgelpfeifen weisen in der Nähe des Pfeifenfußes eine Vorrichtung auf, welche beim Durchströmen von Luft die Luftsäule zum Schwingen anregt, die Tonhöhe für jede spezifische Pfeifenform wird vor allem durch den Abstand des gegenüberliegenden Endes der Pfeife zu dieser Vorrichtung bestimmt und zwar durch die Länge der schwingenden Luftsäule. Das dem Pfeifenfuß gegenüberliegende Ende der Orgelpfeife wird im folgenden Pfeifenende genannt. Es existieren zwei Arten von Orgelpfeifen: Erstens die offenen Orgelpfeifen, bei denen das Pfeifenende geöffnet ist, zweitens die gedeckten Orgelpfeifen, bei denen das Pfeifenende geschlossen ist. Die Gesamtlänge einer Orgelpfeife eines bestimmten Typs, offen oder gedeckt, bestimmen deren maximale längste schwingenden Luftsäule, also die mit ihr erzielbare tiefste Tonhöhe. Für die Feinstimmung der Orgelpfeifen existieren nach dem Stand der Technik bei offenen Pfeifen zu deren offenem Ende hin senkrecht verlaufenden Schlitze, welche, wenn sie weiter geöffnet werden, die Frequenzen erhöhen, wenn sie weiter geschlossen werden, die Frequenzen erniedrigen. Zum Verlängern oder Verkürzen dieser Schlitze sind verschiedene manuell zu bedienende Vorrichtungen bekannt. Gedeckte Pfeifen werden dagegen durch Verschieben ihres Deckels innerhalb der Richtung der Pfeifenlänge gestimmt, wodurch ebenfalls die Länge ihrer schwingenden Luftsäule und damit ihre Tonhöhe verändert wird. Das Verschieben der Deckel gedeckter Orgelpfeifen muss sehr sorgfältig geschehen, da der kleinste Luftspalt den Klang und die Tonhöhe der betreffenden Orgelpfeife ins Unbrauchbare abkippen lässt. Das Stimmen von Kirchenorgeln erfolgt nach dem Stand der Technik manuell, wobei die Kontrolle der Tonhöhen durch Gehör, durch vergleich mit der Tonhöhe von Stimmgabeln und/oder durch Vergleich mit der Anzeige elektronischer Stimmgeräte erfolgt.organ pipes show nearby of the pipe foot a device which, when flowing through the air column to the air Swinging stimulates the pitch for every specific whistle shape is mainly due to the distance of the opposite end the whistle to this device determined by the length of the swinging column of air. The the pipe foot opposite End of the organ pipe is called in the following pipe end. It exists two types of organ pipes: First, the open organ pipes, at which open the end of the pipe second, the covered organ pipes with the end of the pipe closed is. The total length Organ pipe of a certain type, open or covered their maximum longest swinging Air column, that is, the lowest pitch that can be achieved with it. For the fine tuning of the organ pipes exist according to the state of the art in open pipes to their open-ended vertical slits, which, if they further open that increase frequencies, if they are closed further, lower the frequencies. To extend or shorten These slots are various manually operated devices known. Covered pipes are, however, by moving their Cover tuned within the direction of the pipe length, which also the Length of her swinging column of air and thus her pitch changed becomes. Moving the covers of covered organ pipes must be very done carefully because the smallest air gap the sound and the pitch of the organ pipe dump into the useless. The tuning of church organs is done according to the state of the art manually, whereby the control of the pitches by ear, by compare with the pitch of tuning forks and / or by comparison with the display electronic Tuners he follows.

Bekannt im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist auch die Veränderung von Tonhöhen bei Blasinstrumenten, von allem Blechblasinstrumenten, wenn diese mit konischen Dämpfern innerhalb ihrer konisch geformter Schallstücke versehen werden. Diese Dämpfer dienen allerdings der Klangveränderung der betreffenden Instrumente, Tonhöhenveränderungen, soweit sie auftreten, sind eher unerwünschte Nebeneffekte. Bekannt ist außerdem durch EP 0 379 491 eine variable, per Computerprogramm erzeugte Stimmung für Musikinstrumente aufgrund der ans Computerprogramm gemeldeten Note-an- und Note-aus-Ereignissen.Known in the context of the present invention is also the change of pitches in wind instruments, in particular brass instruments, when provided with conical dampers within their conically shaped bells. However, these dampers are used to change the sound of the instruments concerned, pitch changes, as far as they occur, are rather undesirable side effects. It is also known by EP 0 379 491 a variable, computer-generated mood for musical instruments due to note-on and note-off events reported to the computer program.

Technische Lösung der Aufgabenstellung:Technical solution of Task:

Als Vorrichtung für die Stimmung der Orgelpfeifen wird vorgesehen, einen verschiebbaren Stimmkörper in die Pfeifen einzubringen, der in seinem Querschnitt kleiner ist als der innere Querschnitt der Orgelpfeife und welcher vorzugsweise die Pfeifenwände nicht berührt. Das Umstimmen der Orgelpfeifen erfolgt durch Verschieben des Stimmkörpers parallel zur Längsachse der Orgelpfeife. Die Tonhöhe geschlossener Pfeifen verändert sich zu tiefer, wenn sich der Stimmkörper in Richtung Pfeifenende bewegt und zu höher, wenn er sich in die gegenüberliegende Richtung bewegt, bei offenen Pfeifen ist es umgekehrt. Der Stimmkörper kann in Form und Querschnitts entweder so gestaltet werden, dass sich der Klang der Orgelpfeife werder durch sein Einbringen noch durch sein Verschieben ändert, oder auch so, dass sich der Klang durch sein Einbringen gewollt verändert, nicht jedoch durch sein Verschieben.When Device for the mood of the organ pipes is provided, a sliding vocal body in to bring in the pipes, which is smaller in its cross-section as the inner cross section of the organ pipe and which preferably the pipe walls not touched. The re-tuning of the organ pipes is done by moving the voice in parallel to the longitudinal axis the organ pipe. The pitch closed Changed pipes Too deeper, when the vocal body is in the direction of the pipe end moved and to higher, when he is in the opposite Direction moves, with open whistles it is the other way around. The voice can be shaped in shape and cross section either so that the sound of the organ pipe is still through through its introduction its moving changes, or in such a way that the sound does not change due to its introduction however, by moving it.

Der Antrieb für die Stimmkörper erfolgt mittels Stellmotoren, vorzugsweise Linearmotoren, es ist allerdings auch eine Ansteuerung mit anderen Motorentypen oder mittels Elektromagneten denkbar. Der Antrieb für offene Orgelpfeifen wird zweckmäßigerweise außerhalb der Orgelpfeife angebracht. Zwischen Motor und Stimmkörper kann ein entsprechendes Übertragungselement angebracht sein, beispielsweise eine Stange oder ein Stab. Bei gedeckten Pfeifen wird die komplette Stimmungsmechanik dagegen vorzugsweise im Bereich des Deckels am Pfeifenende angebracht und zwar innerhalb der Orgelpfeife, um Dichtigkeitsprobleme zu vermeiden. Die Stellmotoren werden mittels eines Computerprogramms bewegt, in dem eingespeist ist, welche Wege der Stellkörper jeder Orgelpfeife für bestimmte Umstimmungswerte zurücklegen muss. Darüber hinaus können diesem Computerprogramm erweiterte Funktionen zugewiesen werden. Zu Beginn des Stimmens einer kompletten Orgel oder aller Orgelpfeifen einer Orgel, welche mit dieser Stimmungstechnologie ausgestattet sind, müssen die einzelnen Pfeifen zu einer einheitlichen Grundstimmung justiert werden, vorzugsweise zu den Tonhöhen der gleichstufigen Stimmung und einer Tonhöhe für den kammerton a' von 440 Hz. Dieser Stimmvorgang kann dadurch geschehen, dass jede Orgelpfeife durch menschliche akustische Kontrolle einjustiert wird, worauf vom Steuerungsprogramm für die Stellmotoren die entsprechenden Positionen als Nullstellung festgehalten werden. Es kann aber auch so geschehen, dass die Tonhöhe von einem Mikrophon aufgenommen, der Istwert durch entsprechende schon bekannte Technologien mit einem Sollwert verglichen und der Istwert selbsttätig zum Sollwert reguliert wird.The drive for the tuning elements by means of actuators, preferably linear motors, but it is also possible to control with other types of motors or by means of electromagnets. The drive for open organ pipes is conveniently placed outside the organ pipe. Between the engine and voice body, a corresponding transmission element may be attached, for example a rod or a rod. With covered pipes, however, the complete mood mechanism is preferably mounted in the area of the lid at the end of the pipe and indeed within the organ pipe to avoid leakage problems. The servomotors are moved by means of a computer program which feeds in which paths the control element of each organ pipe has to cover for certain tuning values. Over there You can assign advanced features to this computer program. At the beginning of tuning a complete organ or all organ pipes of an organ equipped with this tuning technology, the individual pipes must be adjusted to a uniform basic tuning, preferably to the pitches of the equal-pitched tuning and a pitch for the pitch a 'of 440 Hz. This tuning process can be done by adjusting each organ pipe by human acoustic control, whereupon the control program for the servomotors records the corresponding positions as the zero position. But it can also be done so that the pitch recorded by a microphone, the actual value is compared by a corresponding known technologies with a target value and the actual value is automatically regulated to setpoint.

Der Hauptvorzug einer mit der beschrieben Vorrichtung versehenen Orgel liegt darin, dass diese nicht auf ein festes Stimmungsmodell fixiert bleiben muss, sondern schnell umgestimmt werden kann. Im einfachsten Fall dadurch, dass für bestimmte Tonarten und dadurch für bestimmte Werke besser geeignete feste Stimmungsmodelle, sogenannte Temperaturen, mittels geeigneter Eingabemöglichkeiten am Spieltisch aufgerufen werden können. Darüber hinaus können damit auch experimentelle Stimmungsmodelle erstellt werden, beispielsweise nach Partialtonreihen gestimmte Töne. Auch das Gesamtstimmungsniveau kann damit einfachst mittels Eingabehilfen am Spieltisch zu höher oder tiefer reguliert werden. Besonders geeignet ist die Vorrichtung für eine programmgesteuerte Stimmung, wie sie von elektronischen Musikinstrumenten bekannt ist, welche aufgrund der gespielten Musik entsprechend der Note-an und Note-aus-Meldungen ans Stimmungsprogramm in Echtzeit eine optimale Stimmung errechnet, die entsprechenden Korrekturwerte sofort an die Stellmotoren weitergibt, wodurch die errechneten Korrekturen unmittelbar ausgeführt werden.Of the Main advantage of an organ provided with the described device This is because it does not fixate on a fixed mood model stay, but can be retuned quickly. In the simplest Case in that for certain keys and thereby for certain works better suitable fixed mood models, so-called Temperatures, called by means of suitable input options on the gaming table can be. About that can out so that experimental mood models are created, for example tones tuned to partial rows. Also the overall voting level can thus easily by means of accessibility on the gaming table to higher or be regulated more deeply. Particularly suitable is the device for a programmatic Mood, as it is known from electronic musical instruments, which due to the music played according to the note-on and Note-off messages to the mood program in real time optimal Mood calculated, the corresponding correction values immediately the servomotors passes, causing the calculated corrections immediately executed become.

Die beigefügten Zeichnungen verdeutlichen die Funktionsweise der Vorrichtung anhand einiger möglicher Ausführungsformen. Die beweglichen Elementen sind schwarz dargestellt.The attached Drawings illustrate the operation of the device based some possible Embodiments. The moving elements are shown in black.

Zeichnung 1 zeigt eine offene Orgelpfeife OP im Längsschnitt. An der Stelle findet die Tonerzeugung statt, oben befindet sich das Pfeifenende PE. Darüber und mit dem Stimmkörper in die Pfeife ragend befindet sich die Stimmeinheit SE.drawing 1 shows an open organ pipe OP in longitudinal section. At the place finds the sound generation takes place at the top is the pipe end PE. About and with the voice body projecting into the pipe is the voice unit SE.

Zeichnung 2 zeigt die Stimmungseinheit einer offenen Orgelpfeife vergrößert MH stellt die Motorenhalterung dar, welche in einem festen Abstand zum Pfeifenende PE montiert ist. M stellt den Stellmotor dar, V das bewegliche Verbindungsstück zum eigentlichen Stimmkörper SK. Letzterer bewegt sich in den Richtungen wie mit dem Doppelpfeil gekennzeichnet.drawing 2 shows the mood unit of an open organ pipe augmented MH represents the motor mount, which is at a fixed distance to the Whistle PE is mounted. M represents the servomotor, V the movable connector to the actual voice body SK. The latter moves in the directions as with the double arrow characterized.

Zeichnung 3 zeigt den Querschnitt einer Orgelpfeife und eines Stimmkörpers mit je rundem Querschnitt. PW ist die Pfeifenwand, SK der Stimmkörper.drawing 3 shows the cross-section of an organ pipe and a voice body each round cross-section. PW is the pipe wall, SK the voice.

Zeichnung 4 zeigt eine gedeckte Orgelpfeife GP im Längsschnitt. An der Stelle TE findet die Tonerzeugung statt, oben befindet sich das Pfeifenende PE. Die Stimmungseinheit SE ist anstelle eines sonst üblichen Pfeifendeckels oben im geschlossenen Pfeifenende integriert.drawing 4 shows a covered organ pipe GP in longitudinal section. At the point TE If the sound generation takes place, at the top is the pipe end PE. The mood unit SE is instead of a usual one Pipe lid integrated at the top in the closed pipe end.

Zeichnung 5 zeigt die Stimmungseinheit einer gedeckten Orgelpfeife vergrößert. Die Motoraufhängung MH bildet gleichzeitig den luftdichten Abschluss der Pfeife. Der Motor ist darin integriert. V ist das bewegliche Verbindungselement zum Stimmkörper SK. Letzterer ist hier als Hohlkörper ausgebildet, der sich berührungslos über einer Ausstülpung der Motoraufhängung bewegt. Der Stimmkörper bewegt sich an den Richtungen wie mit dem Doppelpfeil gekennzeichnet.drawing 5 shows the mood unit of a covered organ pipe enlarged. The engine Mounts MH also forms the airtight seal of the pipe. Of the Engine is integrated in it. V is the movable connecting element to the voice SK. The latter is here as a hollow body trained, the contactless over a protuberance the engine mount emotional. The voice body moves in the directions as indicated by the double arrow.

Zeichnung 6 zeigt den Querschnitt einer Orgelpfeife und eines Stimmkörpers mit quadratischem Querschnitt. PW ist die Pfeifenwand, SK der Stimmkörper.drawing 6 shows the cross section of an organ pipe and a voice body square cross section. PW is the pipe wall, SK the voice.

Claims

A device for tuning organ pipes, characterized by: The mood changes are by a movable vocal body controlled, this being wholly or at least partially within the column of air the organ pipe is arranged and moves parallel to the central axis and wherein the cross section of the voice body is smaller than the inner one Cross section of the organ pipe.

An apparatus according to claim 1, wherein the movable voting body is designed so that the sound of the organ pipe is neither through his introduction, still changes by his movements.

An apparatus according to claim 1, wherein the movable voting body is designed so that the sound of the organ pipe by its introduction aware of a change experiences.

An apparatus according to claim 1 to 3, wherein the Movement of the voice is controlled by servomotors.

An apparatus according to claim 4, wherein in open organ pipes, the servomotors outside the Organ pipes are attached.

An apparatus according to claim 4, wherein when closed Organ pipes fill the entire unit of voice and actuator within the organ pipe is attached.

An apparatus according to claims 1 to 6, wherein the pitch the whistle is regulated by the fact that the current pitch is acoustic is detected, the actual value compared with a predetermined setpoint and, if both do not match, the actual value is automatic is tuned to the setpoint.

An apparatus according to claim 1 to 6, wherein Control of servomotors from the gaming table by manual selection various solid mood models can be called.

An apparatus according to claims 1 to 6, wherein the Control of the servomotors is done by a computer program, which the mood automatically turns into high fifths due to note on and note off messages. and Tone purity corrected.