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Tastenantrieb für mechanische Klaviere od. dgl. Die Erfindung bezieht
sich auf einen Tastenantrieb für mechanische Klaviere oder sonstige mit Tasten betriebene
Musikinstrumente oder Geräte, deren Tastenbetätigung durch einen motorisch angetriebenen
Lochstreifen erfolgt.
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Bei mechanischen Klavieren erfolgt der Tastenantrieb bisher gewöhnlich
durch eine Mehrzahl von den Tasten einzeln zugeordneten abgefederten Kolben, die
in zugeordneten Zylindern durch Unterdruck in einer Rückzugstellung gehalten werden
und bei Aufhebung des Unterdruckes durch einen mit reihenweise angeordneten Stanzlöchern
versehenen Lochstreifen die Tasten mechanisch oder elektrisch betätigen. Diese Vorrichtungen
sind kompliziert und teuer, meist auch schlecht zugänglich, wenn Störungen auftreten,
und sind gewöhnlich in das betriebene Instrument fest eingebaut und lassen sich
daher nicht ohne weiteres nachträglich an vorhandenen Klavieren anbringen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige Tastenantriebe
dahingehend zu vereinfachen, daß sie sich leicht und mit verhältnismäßig geringen
Kosten herstellen, mit geringem Arbeitsaufwand einbauen bzw. anbringen und bei Bedarf
auch als gesondertes Zubehörgerät bei vorhandenen Klavieren, Instrumenten oder Geräten
benutzen lassen.
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Der Tastenantrieb erfolgt in bekannter Weise durch einen Lochstreifen,
dessen Löcher eine der Tastenzahl entsprechende Anzahl von beweglichen Kontakten
steuern, die den Antrieb der jedem Kontakt zugeordneten Taste vermitteln. Die Erfindung
kennzeichnet sich dadurch, daß die Kontakte in einer mit einer Saugpumpe versehenen
Saugkammer im Bereich von nebeneinanderliegenden Lufteinlaßkanälen angeordnet sind,
die durch den Lochstreifen abgedeckt und bei Freigabe durch die Löcher des Lochstreifens
von in die Saugkammer eindringender Luft durchströmt werden, die die Kontakte in
ihre Schaltstellung treibt.
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In bevorzugter Ausführung bestehen die Kontakte aus an einem Ende
eingespannten Blattfedern, die mit ihren beweglichen Enden die Lufteinlaßkanäle
der Saugkammer bedecken und bei ihrer Bewegung durch die in die Saugkammer eindringende
Luft mit einem zugeordneten Gegenkontakt in Berührung kommen. Dabei sind zweckmäßig
die Blattfedern, auf Lücke versetzt liegend, mit ihren eingespannten Enden abwechselnd
auf der einen oder anderen Seite der in einer Reihe angeordneten Lufteinlaßkanäle
an zugeordneten Stegleisten befestigt und die Gegenkontakte durch eine im Bereich
der beweglichen Blattfederenden den Lufteinlaßkanälen gegenüberliegende Kontaktleiste
gebildet. Die den Lufteinlaßkanälen zugeordneten Blattfedern weisen dabei eine ähnliche
Anordnung auf wie die federnden Zungen von Blasinstrumenten, erfüllen aber eine
andere Aufgabe, da sie nicht als Schließventile dienen, sondern Kontakte eines elektrischen
Stromkreises darstellen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind zweckmäßig die mit den
Blattfedern und der Saugpumpe versehene Saugkammer und die ihr gleichlaufend an
beiden Seiten zugeordneten Lochstreifenrollen einschließlich ihres Antriebsmotors
in einem vom angetriebenen Instrument oder Gerät gesonderten Gehäuse untergebracht.
Die Betätigung der Tasten erfolgt durch Solenoide, die entweder in einem auf die
Tastatur aufsetzbaren Gehäuse angeordnet oder an dem Tastenhebelboden des Klaviers
angebracht sein können.
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Die Zeichnung zeigt Beispiele für die Ausführung des Tastenantriebes
nach der Erfindung, und zwar zeigt F i g. 1 die schaubildliche Ansicht eines mit
dem Tastenantrieb nach der Erfindung versehenen Klaviers, F i g. 2 in größerem Maßstab
einen Querschnitt durch zwei benachbart liegende Antriebsmagneten für die in F i
g. 1 dargestellte Außenbetätigung der Klaviertasten,
F i g. 3 eine
abgeänderte Anordnung der Magneten für den Tastenantrieb im Innern des Klaviers,
F i g. 4 ein elektrisches Schaltschema für den Magnetstromkreis, F i g. 5 eine stark
vergrößerte schaubildliche Teilansicht der für den Tastenantrieb nach der Erfindung
verwendeten Saugkammer, F i g. 6 die Teilansicht einer zum Betätigen des Tastenantriebes
nach der Erfindung dienenden Lochstreifenrolle, F i g. 7 einen senkrechten Querschnitt
durch die Rollenanordnung und F i g. 8 in kleinerem Maßstab eine Ansicht auf die
in der Saugkammer befindlichen Schaltungen. Gemäß F i g. 1 ist ein handelsübliches
Klavier mit einem auf die Tasten aufgesetzten Betätigungskasten 46 versehen, der
durch ein Kabel 44 mit einem Schaltgehäuse 10 verbunden ist. Die in dem Schaltgehäuse
befindlichen Teile können auch unmittelbar im Klavier oder im sonstigen Tasteninstrument
untergebracht sein.
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Das Schaltgehäuse 10 enthält gemäß F i g. 7 eine Saugkammer 12, die
sich im wesentlichen über die ganze Länge des Schaltgehäuses erstreckt und eine
gewölbte Hauptfläche 14 aufweist. Die Hauptfläche ist an ihrer Innenseite
mit zwei einwärts ragenden äußeren Stegleisten 16,18 und einer dazwischenliegenden
mittleren Stegleiste 20 versehen. Diese mittlere Stegleiste enthält eine Anzahl
von dicht nebeneinanderliegenden Bohrungen 21, die als Luftkanäle dienen und bei
Freigabe an beiden Enden den Innenraum der Saugkammer 12 mit der Außenluft verbinden.
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Jede der äußeren Stegleisten 16 und 18 weist eine Anzahl von in gleichmäßigen
Abständen nebeneinanderliegenden Vertiefungen 22 auf, von denen eine Vertiefung
in F i g. 5 dargestellt ist. Dabei liegen die Vertiefungen der einen Stegleiste
auf Lücke versetzt zu den Vertiefungen der anderen Stegleiste. Jede dieser Vertiefungen
22 dient zur Aufnahme des einen Endes eines als Blattfeder ausgebildeten Schaltkontaktes
23. Die Blattfedern ragen von der sie aufnehmenden Vertiefung der äußeren Stegleisten
16 oder 18 bis auf die mittlere Stegleiste 20, wo sie mit ihrem freien Ende jeweils
einen der nebeneinanderliegenden Luftkanäle 21 verschließen. Das äußere Ende jeder
Blattfeder 23 ist an der Vertiefung 22 durch Klebmittel oder auf sonstige
Weise befestigt. Vorzugsweise besteht die Saugkammer 12 aus schmelzbarem Kunststoff.
In diesem Falle können die Blattfedern durch niedergeschmolzene Kantenteile 26 der
Stegleisten 16 bzw.18 festgelegt werden.
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Die Blattfedern 23 bestehen aus elektrisch leitendem Werkstoff und
sind an den freien Enden je mit einem Kontaktansatz 24 versehen. Diese Kontaktansätze
24 sind einer in Abstand darüberliegenden Kontaktleiste 28 zugekehrt, die sich gemäß
F i g. 8 über die ganze Länge der Saugkammer 12 erstreckt. Zu beiden Seiten der
mittleren Kontaktleiste 28 sind etwa in der Mitte der beidseitigen Blattfedern 23
zwei obere Einstelleisten 30 vorgesehen, die ebenfalls etwas in Abstand über den
Blattfedern 23 liegen und im Bereich jeder Blattfeder mit einer aus Kunststoff bestehenden
Stellschraube 32 versehen sind.
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Die Saugkammer 12 ist durch eine Rückwand 34 verschlossen, die mit
Schrauben 35 oder auf sonstige Weise an den Wänden der Saugkammer befestigt ist
und eine Saugpumpe 36 trägt. Die Saugpumpe ist mit der Saugkammer 12 durch ein in
der Rückwand 34 befindliches Loch 37 verbunden.
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Jede der Blattfedern 23 ist an ihrem äußeren am Gehäuse fest angebrachten
Ende gemäß F i g. 5 mit einem isolierten Zuleitungsdraht 38 versehen. Die einzelnen
Drähte 38 sind zu einem Kabel 40 vereinigt. An der mittleren Kontaktleiste
28 ist ein Leitungsdraht 42 befestigt, und dieser Leitungsdraht ist schließlich
mit den beiden Kabeln 40, die die an die Blattfederenden geführten Leitungsdrähte
38 enthalten, zu einem Hauptkabel 44 zusammengefaßt, das gemäß F i g. 1 das tragbare
Schaltgehäuse 10 mit einem Gehäuse 46 verbindet, das über den Tasten des
Klaviers angeordnet ist und sich über die ganze Länge der Tastatur 47 erstreckt.
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In dem Gehäuse 46 befinden sich zwei benachbarte Reihen von Solenoiden
48 und 48 A, und zwar ist jeder Taste des Klaviers ein Solenoid zugeordnet. Gemäß
F i g. 2 liegen die Solenoide 48 A für die Haupttasten 58 des Klaviers etwas tiefer
als die Solenoide 48, die den Zwischentontasten 60 zugeordnet sind. Sämtliche Solenoide
der Haupttasten 58 einerseits und sämtliche Solenoide der Zwischentontasten 60 andererseits
sind in leistenartigen Gehäusen 49 untergebracht, in denen sich die Wicklungen 50
der Solenoide befinden. Jedes dieser Gehäuse besteht aus zwei Leisten von U-förmigem
Querschnitt, die mit den freien Enden ihrer Schenkel einander zugekehrt sind. Jede
Solenoidwicklung 50 umschließt einen Magnetanker 51, der in einer Hülse gleitet.
Diese Hülsen sind an beiden Enden mit Gewindeansätzen 51 A versehen und mit
darauf sitzenden Muttern an den Solenoidgehäusen verspannt. Werden die Muttern gelockert,
so kann man die zugeordneten Solenoidspulen in den Gehäusen verschieben, um sie
gegebenenfalls unterschiedlichen Anordnungen und Abmessungen der Klaviertasten in
ihrer Lage anzupassen. Die Gehäuseleisten 49 bestehen zweckmäßig aus Metall, damit
sie die in den Spulen etwa entstehende Wärme aufnehmen und ableiten können und ein
gemeinsames Magnetfeld für die Solenoidspulen bilden. Die Solenoidwicklungen 50
sind natürlich von den Gehäuseleisten 49 isoliert. Die beweglichen Solenoidanker
51 sind an ihren den Tasten zugekehrten Enden je mit einem angeschraubten Druckkissen
52 und am anderen Ende je mit einer Rückführfeder 54 versehen.
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In der abgeänderten Ausführung nach F i g. 3, bei der die Solenoide
nicht außen über den Tasten, sondern im Innern des Klaviers untergebracht sind,
ist jeweils die äußere Leiste 49 A der Solenoidgehäuse mit einem nach außen ragenden
Befestigungsansatz zur Aufnahme einer Schraube 49 B versehen. Die Solenoide sind
hier in zwei Reihen unter der Tastenauflage 56 angeordnet. Die beweglichen Solenoidanker
51 durchragen von unten her je ein Loch der Tastenauflage 56 und liegen mit ihren
Druckkissen 52 von unten her an den inneren Enden der Tastenhebel 58 bzw. 60 an.
Die Tasten sind in der üblichen Weise an Stiften 62 gelagert. Die Tastenhämmer zum
Anschlagen der Saiten und alles sonstige Zubehör sind fortgelassen worden.
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In dem beweglichen Schaltgehäuse 10 sind zwei Rollen 64 und 66 drehbar
gelagert, die von einem nicht dargestellten umkehrbaren Motor in gegensinnigen Drehrichtungen
angetrieben werden können. Diese Rollen tragen einen Lochstreifen 68, der mit einer
Vielzahl von eingestanzten Löchern 70 versehen
ist. Die
Stanzlöcher 70 sind so angeordnet, daß jedes Loch des Streifens beim Umlaufen der
Rollen mit einem der Luftkanäle 21 der gewölbten Vorderfläche 14 der Saugkammer
12 zur Deckung kommen kann.
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Das bewegliche Schaltgehäuse 10 ist schließlich mit einem Stromzuführungskabel72
und mit einem Druckknopfschalter 74 versehen, dessen Druckknopf in F i g. 1 dargestellt
ist. Ist der Stecker des Zuführungskabels 72 in eine Steckdose eingesteckt, so kann
der Druckknopfschalter 74 durch Niederdrücken des Druckknopfes aus der in F i g.
4 dargestellten Öffnungsstellung in die Schließstellung gebracht werden. Hierdurch
werden der Motor für den Antrieb der Vorlaufrolle des Lochstreifens 68 und zugleich
auch die Saugpumpe 36 eingeschaltet, die in der Saugkammer 12 einen Unterdruck erzeugt.
Sobald nun eines der Stanzlöcher 70 des Lochstreifens 68 mit dem in seinem Bewegungsbereich
befindlichen Luftkanal 21 zur Deckung kommt, kann Außenluft durch den Luftkanal
21 in die Saugkammer einströmen. Der Luftstrom stößt dabei auf das innere, bewegliche
Ende der im Bereich dieses Luftkanals befindlichen Blattfeder 23, die mit ihrem
Kontaktansatz 24 an die Kontaktleiste 28 anschlägt. Hierdurch wird das zugeordnete
Solenoid 50 oder 50 B
von der an die Blattfeder angeschlossenen Zuführungsleitung
38 unter Strom gesetzt und sein Anker 51 angezogen, wobei die zugeordnete
Taste 58 oder 60 angeschlagen wird. In F i g. 4 ist dieser Vorgang schematisch durch
den Tastenhammer 76 angedeutet, der die Klaviersaite 78 anschlagen soll. Beim Anschlagen
einer Saite ertönt der Ton in gleicher Weise wie bei Handbetätigung des Klaviers.
Die Stanzlöcher 70 sind in den Lochstreifen 68 so eingeschlagen, daß die Klaviertasten
wie beim Handspielen in gleicher Reihenfolge einzeln oder gemeinsam nach einem Notenblatt
von den Solenoiden betätigt werden.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung kann nicht nur auch für andere
Tasteninstrumente, sondern auch zur Betätigung von mit Tasten versehenen Geräten
jeglicher Art, z. B. Schreibmaschinen oder Fernschreibern, benutzt werden.