DE184834C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

184834 -■■. KLASSE 51 d. GRUPPE

HERBERT STEPHEN MILLS in CHICAGO.

Vorrichtung zum mechanischen Spielen von Streichinstrumenten mittels umlaufender Scheiben.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 21. Mai 1905 ab.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum mechanischen Spielen von Streichinstrumenten auf elektrischem, pneumatischem oder sonstigem Wege, wobei das Spielwerk durch ein in bekannter Weise gelochtes Notenband beeinflußt wird. Das Wesen der vorliegenden Erfindung besteht in einer besonderen Spielweise der Saiten des Instrumentes, wodurch die Tongüte desselben bedeutend erhöht werden soll. Zu diesem Zweck sind die zum Streichen der Saiten vorgesehenen Scheiben aus mehreren dünnen Hohlkörpern zusammengesetzt, deren Ränder beim Streichen derart auf deii Saiten liegen, daß gewisse Schwingun gen, die die Tongüte des Instrumentes schädlich beeinträchtigen könnten, vermieden sind. Diese Wirkung wird gleichzeitig durch eigenartig wirkende Fingermechanismen unterstützt, welche beim Greifen über die Saiten

20, letztere seitlich umfassen, um die seitlichen Schwingungen der Saiten zu verhindern. Dabei stützen sich diese Finger mit ihren Enden gegen das Griffbrett derart, daß die Saiten selbst nicht gegen das Griffbrett gepreßt wer-

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform einer auf elektrischem Wege zu spielenden Violine gemäß vorliegender Erfindung dargestellt.

Fig. ι ist eine Seitenansicht der Vorrichtung mit dem Gestell im Schnitt unter Darstellung des Motors in gebrochenen Linien. Fig. 2 ist eine Ansicht der Kontaktvorrichtung und der Kontaktwalze, durch welche unter Vermittlung" des Notenbandes die Vorrichtung beeinflußt wird. Fig. 3 ist vergrößert ein Schnitt nach Linie 6-6 der Fig. 1 und zeigt die Anordnung der in vier Reihen vorgesehenen Finger. Fig. 4 zeigt in vergrößertem Maßstabe die Anordnung der Finger und ihre Stellung mit Bezug auf die Saiten der Violine, und Fig. 4 a ist ein Schaubild der Fingergelenke. Fig. 5 zeigt die Wirkungsweise der Fingerenden, Fig. 6 eine ähnliche Ansicht, bei welcher gleichzeitig zwei aufeinander folgende Finger herabgepreßt erscheinen, Fig. 7 eine Draufsicht auf die Vorrichtung zur Bewegung der Streichscheiben. Fig. 8 ist eine Seitenansicht dieser Vorrichtung, Fig. 9 eine Endansicht derselben und der zugehörigen Magnete. Fig. 10 ist ein Schnitt nach 13-13 durch Fig. 7 in der Richtung des gezeichneten Pfeiles gesehen, Fig. 11 ein in vergrößertem Maßstabe nach Linie 14-14 geführter Schnitt durch Fig. 7, Fig. 12 ein in vergrößertem Maßstabe dargestellter Schnitt nach Linie 15 durch Fig. 11.

Die zwecks größerer Haltbarkeit mit Saiten aus Metall versehene Violine 1 ist auf einem Tisch fest gelagert, und zwar ist es vorteilhaft, das Instrument und die Vorrichtung durch ein Gehäuse abzudecken, das in den Zeichnungen fortgelassen ist. Die Stimmvorrichtung ist mit 3 bezeichnet und das Notenband mit 4. Es besteht, wie üblich, aus einem endlosen, mit Durchbrechungen versehenen Band aus Papier, welches über eine Führung gleitet. Das Notenband wird zwischen der

Walze 9 und Kontaktwalze ίο hindurchgeführt, wobei eine Kontaktvorrichtung ii (Fig. 2).in den den Musiknoten entsprechen-, den öffnungen des Bandes Stromkreise schließt, um die'entsprechenden'Vorrichtungen in Tätigkeit zu setzen.

Die aus Hartgummi bestehende Walze. 9

dient zum Abrollen des Notenbandes über die

' Kontaktwalze 10. Ihre Drehung erhält die Walze 9 durch ein Zahnrad 23, das in einen Zahntrieb 16 mit Schnurscheibe 15 eingreift.

Durch eine Handkurbel 20 kann die Walze 9 von der Kontaktwalze abgerückt werden.

Die Schnurscheibe 15 wird durch eine Schnur 25 von einer Scheibe 26 auf dem Ende der Welle 27 eines Elektromotors 28 angetrieben (Fig. 1). Auf der Welle 27 sind ein geeigneter Regler 29 und ein Schnurspanner 30 angeordnet. Die Motorwelle trägt an ihrem entgegengesetzten Ende eine Schnurscheibe 31 , die durch eine Schnur 32 die Streichscheiben antreibt. Auch hier ist ein Spanner 33 beliebiger Einrichtung angebracht.

Auf dem Tisch ist ein hohler Ständer 45 . befestigt (Fig. 1), der mit einem Arm 45" nach rückwärts über die Geige greift. In dem Ständer ist eine Anzahl von Schnurscheiben untergebracht (Fig. 9 und 10), von denen die Scheiben 46, 47 höher gelegen sind als die Scheiben 48,49. Die Schnur 32 ist innerhalb des Ständers gekreuzt und läuft über die Scheibe 48, dann'von'"unten über die Scheibe 46 und von dieser über die Scheibe 47 zur' Scheibe 49 (Fig. 10), so daß die Endscheiben in einer und' die Zwischenscheiben in entgegengesetzter Richtung laufen. Diese Scheiben sitzen auf den rückwärtigen Enden von Wellen 50 (Fig. 11), welche in der Vorderwand des Ständers 45 gelagert sind und, wie aus Fig. ι ersichtlich ist, parallel zu den Geigensaiten liegen. Auf dem vorderen Ende jeder Welle 50 ist eine Streichscheibe 51 befestigt, welche' durch Drehung die Geigensaite wie !ein Violinbogen anstreicht. Diese zweckmäßig aus Zelluloid hergestellten Streichscheiben bestehen aus tellerförmigen Hohlkörpern oder Einzelscheibchen, deren Ränder gegen die Saiten wirken. Damit ihre Streichwirkung ^ der eines Violinbogens möglichst gleicht, werden mehrere tellerförmige Scheiben (Fig. 11) gemeinsam zur Herstellung jeder Streichscheibe verwendet, die ineinander liegen und auf dem mit Schraubengewinde versehenen Ende der Welle 50 sitzen.

Jede Scheibenwelle, welche entsprechend

nachgiebig ist, ist hinter ihrem vorderen Ende in der Ankerstange eines Elektromagneten 52 (Fig. 11) gelagert, welcher dazu dient, diese Welle zu heben und zu senken, um die bezügliche Streichscheibe auf der zugehörigen Saite der Geige spielen zu lassen. Die Magnete 52 sind in senkrechter Anordnung in zwei Reihen auf dem Arm 45^s befestigt und haben die übliche Form von einspuligen Magneten.

Der Kern 53 der Magnetspule ist röhrenförmig gestaltet und sitzt in einem C-förmig gestalteten Bügel 54 von gleichem Material, dessen wagerecht liegende Teile über das ' obere und untere Ende der Spule ragen. Der Anker 55 sitzt auf einer durch den Kern senkrecht hindurchragenden Stange'56 und ist an seiner Unterseite ausgehöhlt, um eine Feder 57 aufzunehmen, welche dazu dient, den Anker zu heben, wenn die Magnetspule keinen Strom erhält. . In dem Oberteil des Armes 54 ist eine Öffnung 58 zum Durchtreten des Ankers vorgesehen, und da dieser Arm 54 mit dem Magnetkern 53 fest verbunden ist und aus gleichem Material besteht, so unterstützt er die Anziehung des Ankers. Die Stange 56 hat in ihrem unteren Ende einen Anschlag 59, der ihre Bewegung nach oben begrenzt. Auf dem unteren Ende der Stange 56 ist ein längliches Auge 60 vorgesehen, in dem die Welle 50 aufgehängt ist. Um das Ende jeder Stange 56 herum (Fig. 12) ist eine Haube 61 aufgeschoben, welche durch eine Feder 62, die sich gegen einen Stift 63 stützt, gegen die Welle 50 gedrückt wird, um in bekannter Weise Gerausche der Haube 61 zu verhindern. Mit den Streichscheiben in Verbindung sind die Mittel zum Regeln der Klangstärke, deren Wirkung sich durch Druck auf die Streichscheiben äußert. Eine vorteilhafte Ausführungsform dieser Mechanismen ist in den Fig. i, 7, 8 und 11 dargestellt.

Auf dem Arm 45" und hinter jedem Magneten 52.ist ein Magnet 6$ angeordnet. Wie aus Fig. 7 und 8 ersichtlich, liegt, auf seitliehen Backen 65 mit ihren Enden abgestützt, eine quer zu den Wellen 50 verlaufende flache Leiste 64, deren rückwärtiger Rand in Zwischenräumen ausgenommen und nach aufwärts gebogen ist. Diese Leiste 64 wird durch eine Feder 66 nachgiebig in wagerechter Stellung gehalten. Von den Lagern 65 erstreckt sich nach rückwärts hinter den Magneten 63 ein Winkelarm' 6y (Fig. 7), welcher eine Stange 68 trägt, die in gleichen Abständen nach vorn ragende Finger 69 besitzt (Fig. 7, 8 und 10). Die Magnete 63 sind, -wie¹ in Fig. 7 dargestellt, in einer zu. dem Magneteii 52 schrägen Reihe' angeordnet, derart, daß die Entfernung zwischen je zwei hintereinander liegenden Magneten 52, 63 nach der G-Saite der Violine zu größer wird. Von der rückwärtigen Kante- der Leiste 64 ragen Finger 70 (Fig.'7 und 11) nach rückwärts, welche mit nach aufwärts gedrehten gegabelten Enden versehen sind. Für jeden Magneten 52 und lose zwischen den Zinken

jedes der gegabelten Fingerenden, ist ein Arm 71 angeordnet, dessen Ende mit einem nach abwärts hängenden Schwanzstück 71* ausgestattet ist, welches durch eine öffnung 75 der Leiste 64 durchtritt (Fig. 11), und dessen anderes Ende sich über den Magneten 63'hin erstreckt und hier einen Anker 72 trägt. Jeder Anker 72 wird von dem Ankerkern weggehalten, und zwar durch Federn 73. Diese sind auf Bolzen 74 gewunden, die auf den Armen 71 sitzen und durch die Finger 69 nach aufwärts treten (Fig. 8). Jede Ankerstange 56 (Fig. 11) trägt zwischen Muttern 76, J¹J einen wagerechten Anschlag 78, von denen die Anschläge der beiden vorderen Magnete 52 nach rückwärts und jene der beiden rückwärtigen Magnete 52 nach vorwärts ragen (Fig. 7). _ . .

Dadurch nun, daß die Entfernungen der Magnetanker 72 von den Drebungspunkten der Arme 71, die zwischen den Zinken der Finger 70 liegen, allmählich zunehmen, kann das Kippen der Leiste 64 geändert. werden. Der Kippausschlag ist größer, wenn ein Anker 72 eines kürzeren Armes 71 durch seinen Magneten 63 angezogen wird, als beim Anziehen eines längeren Armes. Je höher der Vorderrand der Leiste 64 durch das Kippen gehoben wird, desto kürzer wird der mögliehe Ausschlag einer herabgezogenen Ankerstange 56 und der bezüglichen Streichwelle 50. Die Begrenzung dieser Bewegung erfolgt durch Anschlag der Teile 78 gegen den Rand der Leiste. Wenn der Anker 72 des kürzesten Armes 71 durch seinen. Magneten herabgezogen wird, so kommen "die Streichscheiben mit den Geigensaiten noch nicht in Berührung. Eine ganz schwache Berührung der Streichscheibe mit den Violinsaiten ermöglicht erst der nächste längere Arm 71 usw. Die Möglichkeit der Tonstärkeregelung ist also gegeben durch den zwischen den Anschlägen 78 und der Kippleiste verbleibenden Zwischenraum, der gleichwertig ist dem zulässigen Ausschlag der nach abwärts zu bewegenden Streichscheibe. . Die größte, zulässige Abwärtsbewegung der Ankerstangen 56 und der Streichscheiben entspricht demnach der größten zulässigen Kraft, mit welcher die Scheibe gegen die Saite gedrückt wird.

Zur Tonänderung sind besondere Finger oder Tasten angewendet, welche bei Verkürzung der Saitenlänge zwischen Fingerangrifispmikt und vorderen Enden das. seitliehe Ausschwingen der Saiten verhindern. Diese neue Angriffsweise der Finger soll, ebenso wie jene der Streichscheiben, die Tonfarbe verbessern, indem die gegen die Saiten wirkenden Streichscheiben durch ihren Druck auf die Seiten letztere an einem senkrechten Schwingen verhindern. Die Einrichtung der Finger'nach vorliegender Erfindung ermöglicht das Greifen in Vierteltönen, um Übergänge oder Triller hervorzubringen, genau so wie dies durch Handspiel möglich ist. Diese Finger- oder Greifmechanismen sind in den Fig. i, 3, 4, 5 und 6 dargestellt. Seitlich vom Hals der Violine und auf dem Tisch 2 befestigt erhebt sich ein Ständer 80, dessen oberes Ende auf einer schrägen Leiste 82 (Fig. 3) einen aus gekrümmten Fortsätzen 81 bestehenden Rahmen trägt. Gekrümmte Bodenflanschen 83 liegen quer zum Geigenhals 79 (Fig. 1) und sind mit Leisten 84 versehen (Fig. 5 und 6), welche sich parallel zum Violinhals erstrecken. Auf den Leisten •84 sind Elektromagnete 85 angeordnet, welche sich in vier Reihen parallel zu den Saiten der Geige erstrecken, und zwar sind für jede Saite so viel Magnete vorhanden als Halbtöne in einer Oktave. Die Magnete bestehen aus Einzelspulen und körinen die übliche Solenoideinrichtung haben. Es ist jedoch vorteilhaft, jeden dieser Magnete 85 mit einem gebogenen Teil 86 zu- versehen, weleher ähnlich wie der Fortsatz 54 des Magnetkernes 53 (Fig. 11) einen Bestandteil des Magnetkernes bildet, um die Anziehung des Ankers 87 (Fig. 11 und 3) zu unterstützen. Es ist vorteilhaft, alle diese Fortsätze für jede Magnetreihe 85 aus einem zusammenhängenden Metallstück ' herzustellen. Von jedem Fortsatz 86. ragt ein Bolzen 88 nach aufwärts, und auf jedem Paar dieser Bolzen ist eine Schiene 89 angeordnet, welche in gleichen Zwischenräumen durchbrochen ist, um durch diese Öffnungen auf- und abbewegliche, winklig gebogene Stangen 90 zu führen (Fig. 5 und 6). Die oberen Enden dieser Stangen 90 haben Schraubenfedern 91, um die Stangen in gehobener Stellung zu halten. Die letzteren sind auch in der Leiste 84 geführt und mit den Magnetankern 87 verbunden, während ihre abgebogenen Enden in einer Schiene 92 (Fig. 5) geführt sind, die, wie Fig. 3 zeigt, auf den Armen 93 der Hauptträger befestigt ist. Zwischen den Leisten 89 und den Ankern ' 87 ist auf jeder Stange 90 eine Hülse 94 aus weichem Gummi oder ähnlichem Material aufgeschoben, um die Auf- und Abwärtsbewegung der Stangen geräuschlos zu machen. Jede Stange 90 trägt nachgiebig an ihrem unteren Ende einen mehrfach g'ebogenen Metallstreifen 95 (Fig". 5 und 6) mit einem nach unten rag'enden Fortsatz 96 der dargestellten Form, welcher sich quer über eine Saite der Geige, erstreckt. Zur Verbindung der Greifer 95 mit ihren Stangenenden 90 ragen letztere durch Öffnungen der wagerechten Teile dieser Greifer lose hindurch, wobei eine Feder 98 zwischen den beiden wagerechten Teilen mit einem Haltestift 97 die Bewegung der Finger

ebenfalls geräuschlos macht. In dem unteren Ende jedes Fiiig'ers 96 ist eine dreieckige Nut 99 angeordnet (Fig. 3), welche beim Herabdrücken der bezüglichen Stangen 90 die entsprechende Violinsaite umfaßt. Diese genuteten Greifer der Stangen 90 sind untereinander durch jochartige Gelenke nachgiebig verbunden (Fig. 4 und 4 a). Jedes Gelenk besteht aus einem Mittelstück 100, welches den Nuten 99 entsprechend ausgesattelt ist und über der Saite der Geige liegt. Dieses Mittelstück ist mit Armen 101 versehen, die sich in entgegengesetzten Richtungen erstrecken und klobenartig in Doppelaugen 102 auslaufen, die so lang sind, daß bei Verbindung aller Gelenke die Kloben einander überlappen (Fig. 4). Der Geigenhals 97 ist (Fig. 3) zwischen den Saiten mit Längsnuten versehen, so daß sich unterhalb der Saiten längslaufende Rippen 103 bilden.

Bei Erregung eines Magneten 85 wird sein Anker angezogen und die entsprechende Stange 90 mit dem Greifer 96 herabgedrückt. Wenn dabei das zugehörige Klobenpaar 102 die bezügliche Rippe 103 umfassend seitlich gegen den Halskörper drückt, so erfolgt dies durch den Einfluß der Feder 98 geräuschlos, wobei die Saite in der entsprechenden Nut 99 des Greifers liegt und in derselben am seitliehen Ausschwingen verhindert wird, ohne mit dem Griffbrett selbst in Berührung zu kommen, um die richtige Tongüte hervorzubringen. Fig. 5 zeigt eine Stange 90 in herabgepreßter Stellung. Um einen Viertelton hervorzubringen, werden zwei benachbarte Stangen 90 einer Reihe herabgedrückt (Fig. 6), derart, daß sich der zwischen denselben liegende Sattel 100 über die Saite legt, wobei seine seitlichen Ausläufer über der bezüglichen Rippe 103 des Geigenhalses liegen und die Augen 102 der benachbarten Gruppe daran verhindern, sich über' diese Rippe zu legen, da die Sättel 100 etwas flacher sind als die Nuten 99 der Greifer 96. Derselbe Viertelton wird auch hervorgebracht, wenn nur eine Stange 90 herabgedrückt und in dieser Stellung gehalten wird während des Herabdrückens der nächstfolgenden Stange. Durch Festhalten der ersten Stange und rasches Auf- und Abbewegen der nächsten Stange wird beim Spielen der Streichscheibe 51 auf der Saite ein Triller hervorgebracht.

Die Kraftwelle dreht durch ihre Riemenverbindung 32 (Fig. 1) mit den Scheiben der Streichwellen 50 die letzteren ununterbrochen während des Abspielens eines Stückes, das vom Notenband 4 bestimmt ist, und dessen Bewegung durch den Antrieb der Riemenscheibe 15 erfolgt, die die Zuführungswalze 9 dreht. Diese bewegt durch Reibung mit der Kontaktwalze 10 das Notenband 4.

Die Streichscheiben können außer mittels Elektrizität auch durch andere Antriebsmittel zur Wirkung gebracht werden, ebenso wie die Greifvorrichtungen. In der vorliegenden Ausführungsform jedoch, ist die Erfindung lediglich für elektrische Wirkungsweise gedacht, und zu diesem Zweck ist die Kontaktleiste 11-vorgesehen (Fig. 2), welche gegen y. die Kontaktwalze 10 wirkt. Die Tastwerke und Streichmechanismen sind durch diese Kontaktleiste und Kontaktwalze vorteilhaft in Reihe miteinander verbunden, wobei durch das gelochte Notenband Stromkreise geschlossen und unterbrochen werden, welche die verschiedenen Mechanismen im richtigen Zeitpunkt, beeinflussen.

Bei der Fortbewegung des Notenbandes treten die einzelnen Kontaktfinger 104 durch die unter sie gelangenden Öffnungen des. Streifens in Berührung mit der Kontaktwalze 10 und schließen 'Stromkreise durch die Magnete 85 für die Fingerwerke, durch die Magnete 52 für die Streichwellen und durch die Magnete 63, um den Druck der Streichscheiben gegen die Saiten zu regeln. An einer Stelle der Kontaktwalze 10 ist eine Anzahl von Isolierstücken 107 (Fig. 2) gleichmäßig eingelassen. Wenn eine Öffnung des Notenbandes auf diesen Ring von Isolierstücken trifft, so wechseln Metall und Isolierung beim Drehen der Kontaktwalze gegen den bezüglichen Kontaktfinger miteinander ab, wodurch jede Streichscheibe, deren Magnet 52 in Erregung ist, mit der Saite in schnell nacheinander unterbrochenen (vibrierenden) Kontakt gelangt und ein Tremolo erzeugt.

Das Stimmen der Saiten wird mittels der Wirbel 3 bewirkt, während die Streichscheiben 51 unter Vermittlung des Motors 28 angetrieben werden, die Bewegung des Noten- ^r bandes aber abgestellt ist. Dies Abstellen kann jederzeit durch Abwärtsdrehen der Kurbel 20 bewirkt werden. . Die Spielgeschwindigkeit kann leicht durch Vorrichtungen geregelt werden, die vom Motor 28 beeinflußt werden.

Es ist ersichtlich, daß unter Verwendung ähnlicher oder abgeänderter Mechanismen der Antrieb der Maschine auch durch Druckluft erfolgen könnte, obgleich der elektrische Betrieb am einfachsten ist. ·

Claims (4)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Vorrichtung zum mechanischen Spielen von Streichinstrumenten mittels umlaufender Scheiben, dadurch gekennzeichnet, daß beim Spielen der Saiten ihr seitliches Schwingen dadurch verhindert wird, daß die aus ausgehöhlten, dünnen Scheibchen von Zelluloid oder dergl. bestehenden

   Streichscheiben mit ihren Rändern auf die Saiten wirken, während die Greiffinger die Saiten seitlich umfassen und sich mit ihren Enden derart gegen das Griffbrett stützen, daß die Saiten nicht gegen das letztere gepreßt werden.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, da-^s durch gekennzeichnet, daß die genuteten Fingerenden durch Gelenke (100,101,102) so miteinander verbunden sind, daß sattelförmige Zwischenglieder oder Greifer "(loo) gebildet werden, die für Mitteltöne zur Wirkung kommen, wenn zwei hintereinander liegende Finger gegen die Saite bewegt werden.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, da-, durch gekennzeichnet, daß die beispielsweise durch Federn geräuschlos abgestützten, in üblicher Weise durch Elektromagnete bewegten Fingergelenkstangen

   (90) und die zum Andrücken der Scheiben gegen die Geigensaiten dienenden Ankerstangen (56) so eingerichtet sind, daß die Druckwirkung der Scheiben gegen die Saiten zwecks Regelung der Tonstärken durch Änderung des Weges jener Stangen erfolgt.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stangen (56) eine mit Anschlagrand ausgestattete Leiste (64) durchsetzen - und mit gegen diese Leiste spielenden Anschlägen (78) ausgestattet sind, derart, daß beim Kippen dieser Leiste z. B. durch verschieden lange Ankerarme (71) je nach Erregung der bezüglichen Magnete die Anschlagsgrenze zwischen den Fingern (78) und der Leiste (64) und die Ausschlagsgrenze der Streichwellen (50) und die Stärke des Druckes auf die Saiten geregelt wird.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.