DE102015015385A1

DE102015015385A1 - Vorrichtung zur Realisierung eines Tastenleergangs und der verschiedenen, teils im Spielbetrieb veränderlichen Tastenwiderstände verschiedener Pfeifenorgelspieltische zur Verwendung an einem digitalen Spieltisch.

Info

Publication number: DE102015015385A1
Application number: DE102015015385.4A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-11-28
Filing date: 2015-11-28
Publication date: 2017-06-01

Abstract

Pfeifenorgeln haben an ihren Tasten mitunter ein komplexes Kraft-Weg-Verhalten, je nach Traktur, worauf man sich gerne am heimischen, digitalen Spieltisch vorbereiten möchte. Wünschenswert ist ein einstellbarer Tastenleergang, eine Druckpunktsimulation und eine Federkraftkomponente, welche jeweils unabhängig im Spielbetrieb veränderbar sind. Im Vergleich zu bisherigen Ansätzen kommt die hier beschriebene Vorrichtung diesem Ideal mit geringem konstruktivem Aufwand sehr nah. Hierzu verbindet eine Mikrotraktur über ein einstellbares Spiel die hinteren Wippenenden einer klassischen Orgelbautastatur mit Widerstandselementen. Diese bestehen aus einem Feder- und einem Magnetsystem (gemäß Patent 10 2015 000 133 von Olaf Schmidt), welche im laufenden Spielbetrieb verstellt werden können. Eine programmgesteuerte Automatisierung liest geladene Orgel, aktive Register und Koppeln aus und ändert die Tastenkräfte durch motorisiertes Verstellen der Widerstandssysteme. Hiermit wird eine vergleichsweise kostengünstige Herstellung von Orgelspieltischen, welche verschiedenste, auch im Spiel veränderliche Tastenkraftverhältnisse realer Kirchenorgeln für das außerkirchliche Üben zugänglich machen, ermöglicht.

Description

Wer sich auf das Spiel an Pfeifenorgeln vorbereiten möchte, macht dies zunehmend auf einem Übungsinstrument zu hause. Dabei zählt neben einem guten Klang vor allem ein realistisches Anschlagsgefühl, um eine gute Übertragung des Geübten auf die Pfeifenorgel der Wahl zu ermöglichen. Grade bei den weit verbreiteten Pfeifenorgeln mit mechanischer Traktur ist das Kräftespiel an den Tasten komplex. Es gibt einen Druckpunkt beim öffnen der Ventile, welcher sich durch die Anzahl und Art der gezogenen Register verändern kann. Es gibt die Ventilfeder, deren Kraft überwunden werden muß, meist ein Bleigewicht am hinteren Tastenwippenende, zur Zurückführung der niedergedrückten Taste und mechanische Koppeln. Diese erhöhen sowohl Druckpunkt als auch Haltekräfte der gewählten Manuale drastisch. Häufig gibt es an den Tasten einen Leergang, bevor das Tastenende Kraft auf das Ventil ausübt. An einigen Orgeln erlebt man auch noch einen ansteigenden Tastenwiderstand von den hohen zu den tiefen Tönen. Es ist wünschenswert, all diese Komponenten, von denen einige sich im laufenden Spielbetrieb verändern, am Übeinstrument erleben zu können.
Der einzige Lösungsansatz, der dieses an einer nicht-mechanischen Orgel bisher realisieren könnte, setzt Elektromagnete ein (siehe Patente WO 01/39169 A1 und WO 01/39170 A1 von UHT). Nachteil dieser Einrichtung ist der sehr aufwändige und kostenintensive Aufbau. Es wird für jede einzelne Taste eine Vorrichtung mit Elektromagnet, ein elektronischer Tastenlagesensor und eine elektronische Steuerung benötigt. Die Trägheit bleibeschwerter Tastenarme dürfte damit ausserdem nur unzulänglich simmulierbar sein und es entsteht ein erheblicher Stromverbrauch durch die Elektromagneten.
Einfachere Ansätze verwenden Permanentmagnete und konzentrieren sich im Wesentlichen auf die Simulation des Druckpunkts. Deren Tastenwiderstände sind ab Werk fest eingestellt und nicht im Laufenden Spielbetrieb veränderbar (siehe Patent EP 0 567 024 A2 von UHT oder DE 202013002462 U1 von Syre, Otto Heuss oder auch die Firma Fatar unter Verwendung von Gummihütchen). Ein Ansatz der zumindest eine Federkraftkomponente im laufenden Spielbetrieb veränderbar macht, findet sich in den Patenten US 2004/0025673 A1 und DE 37 28 841 A1 . Es werden Apparaturen dargestellt, welche mittels einer drehbaren Leiste veränderliche Federwiderstände an den Tasten bewirken. Ein Druckpunkt kann so aber nicht simuliert werden. Grundlage meiner weiterführenden Ideen ist das Patent von Herrn Olaf Schmidt, 10 2015 000 133. Durch seine Idee (elektrisch) verschieb(verdreh)barer Magnetschienen, kann eine Anpassung der Druckpunkt- und Haltekräfte im laufenden Spielbetrieb vorgenommen werden, jedoch ist die Änderung der Haltekraft direkt an die Änderung der Druckpunktkraft gekoppelt.
Gegenstand der vorliegenden Erfindungen ist eine stufenlose Druckpunkt- und Haltekrafteinstellung (unabhängig), die je nach gewählten Registern und Koppeln vollautomatisch die Tastenkräfte verändert. Das Phänomen abnehmender Kräfte von den tiefen zu den hohen Tasten eines Manuals kann ebenfalls simuliert werden. Zusätzlich ist ein Leergang der Tasten wählbar, welcher allerdings nicht im laufenden Spielbetrieb verändert werden kann. Der Gesamtaufbau ist vergleichsweis einfach gehalten, lässt sich kostengünstig realisieren und verbraucht wenig Strom. Ausgangsmaterial ist ein klassiches Wippenmanual, wie es in vielen Pfeifenorgeln anzutreffen ist. Ein Bleigewicht (1) unterstützt optional die Rückstellung der Wippe (2) nach erfolgtem Anschlag. Die Kraftübertragung zwischen der Wippe und den Widerstandselementen erfolgt über einen im hinteren Wippenteil eingelassenen Stift (3, Mikrotraktur), so daß der hintere, (gelochte) Druckstoff (4) nur durch das Wippeneigengewicht und das optionale Bleigewicht (1) belastet wird. Der Leergang wird entweder durch Unterlegscheiben (5) oder durch eine Schraubvorrichtung am oberen Mikrotrakturende (1, Zeichnung 2c) eingestellt.
Zwei Mechanismen verändern nun die Kraft, die es braucht, um die Mikrotraktur von ihrer Auflagefläche aus Filz (6) anzuheben:

1. Der Abstand der im inneren einer Führungsschiene (7) beweglich gelagerten Schiene (8) mit darauf befestigten Magneten (9) zur Mikrotraktur, gemäß Patent von Olaf Schmidt. Varianten: a. magnetisierbare Mikrotraktur, Schiene mit Magneten oder Magnetstreifen belegt (Zeichnung 1). b. am unteren Ende der Mikrotraktur befindet sich ein Magnet (1, Zeichnung 2a), die bewegliche Schiene ist magnetisierbar. c. Magnete an beiden Positionen (Zeichnung 2b).
2. Der Abstand der beweglich gelagerten Federschiene (10) von der Mikrotraktur.

Durch eine Vorspannung der Federn (11) wird sowohl Niederdruckkraft (schwächer) als auch Haltekraft (stärker) erhöht (Zeichnung 1). Über eine Magnethalterung der Federn an der Federschiene (12) in Kombination mit einer Führungshülse (13) ist es auch möglich, die Mikrotraktur (3) im laufenden Spielbetrieb ganz von Federkräften zu befreien (Zeichnung 2a). Beide Schienen (8, 10) sind an ihren jeweiligen Enden über Stellelemente (Servomotoren, Piezoaktoren oder ähnliches) vertikal verstellbar (nicht im Bild). Die Mechanik kann so gewählt werden, dass die Positionen stromlos gehalten werden. Für die Automatisierung wird ein Satz von Kennlinien aufgenommen (Schienenposition-Tastenkraft) sowie ein Datensatz erstellt, welcher die gewünschten Kraftänderungen auf die Tasten, in Abhängigkeit der gewählten Register und Koppeln beinhaltet. Dieser Datensatz ist für jedes zu simulierende Orgelmanual einmalig. Die Kennlinien müssen für ein Spieltischmanual nur einmal ermittelt werden. Zu speziellen Übungszwecken können die Parameter auch frei gewählt werden. Ein Programm liest nun die aktiven Register und Koppeln aus, berechnet daraus die resultierenden, gewünschten Kräfte und steuert die Stellelemente entsprechend an. Durch zwei Stellelemente pro Schiene ist es auch möglich, einen Anstieg der Kräfte von den hohen zu den tiefen Tasten durch Schrägstellung der Schienen zu imitieren.

– Die beschriebenen Vorrichtungen, unter Einbeziehhung des Patentes von Olaf Schmidt, ermöglichen erstmals eine kostengünstige, energiesparende, vollautomatische Anpassung der Tastenwiderstände im laufenden Spielbetrieb, wie sie bei Pfeifenorgeln mit verschiedenen Trakturen natürlicherweise auftreten, an einem digitalen Orgelspieltisch.
– Ein Leergang ist an der Mikrotraktur frei einstellbar.
– Durch die Kombination von Feder- und Magnetschiene ergibt sich ein weiter Raum von Druckpunkt- und Haltekräften. Eine Vielzahl realer Orgeln verschiedener Trakturtypen, oder auch eigens erdachte Kraftverhältnisse zu Trainingszwecken, sind haptisch darstellbar.
– auch ohne Motorsteuerung ist eine von Hand einstellbare Kombination aus Magnet-, Feder- und Gewichtanteil mit Leergang, vergleichsweise einfach zu realisieren (Zeichnung 2c).

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 01/39169 A1 [0002]
WO 01/39170 A1 [0002]
EP 0567024 A2 [0003]
DE 202013002462 U1 [0003]
US 2004/0025673 A1 [0003]
DE 3728841 A1 [0003]

Claims

Kopplung von Tasten und Widerstandselementen (magnetischer, federartiger oder sonstiger Art) durch eine Traktur, dadurch gekennzeichnet, dass durch Miniaturisierung der Traktur (Mikrotraktur) die Widerstandselemente direkt am zugehörigen Manual befestigt werden können.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Taste innerhalb eines Leerganges keine Kraft durch Widerstandselementen erfährt.
Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Weg des Leergang einstellbar ist.
Anordnung nach Anspruch 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Führung für eine Feder direkt an der Mikrotraktur angebracht ist.
Anordnung einer Federn als Gegenlager und Führung dienenden Schiene, dadurch gekennzeichnet, dass sie beweglich gelagerte ist.
Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiene die Federn durch Magnete in Position hält, auch wenn die Federn kein weiteres Gegenlager haben.
Anordnung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiene manuell oder elektrisch positionierbar ist.
Anordnung nach Anspruch 5–7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiene an ihren Enden unabhängig positionierbar ist.
Anordnung nach Anspruch 1–3 des Patents von Olaf Schmidt 10 2015 000 133, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiste oder das Profil an den jeweiligen Enden unabhängig positionierbar ist.
Steuerprogramm, dadurch gekennzeichnet, dass es automatisch aktive Register oder Koppeln ausliest und mittels Kenndaten die Stellelemente der beweglichen Widerstandsschienen (Magnet-, Feder-, oder sonstiger Art) ansteuert.