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Die
Erfindung betrifft eine Tonhaltevorrichtung für ein Saiten aufweisendes Tasteninstrument, bei
dem zum Bedämpfen
eines Tons Dämpfungselemente
mit den Saiten unter Vorspannung Kontakt haben und bei dem zum Halten
eines Tons die Dämpfungselemente
durch Drehen einer in mindestens zwei Lagern gelagerten, mit einer
Mitnehmeranordnung gekoppelten Welle von den Saiten abhebbar sind.
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Gattungsgemäße Tonhaltevorrrichtungen (Sostenuto)
werden insbesondere bei Flügeln
und Klavieren (Pianos) eingesetzt. Durch Treten eines entsprechenden
Pedals wird über
eine Getriebeanordnung eine mit einer Mitnehmeranordnung gekoppelte
Welle entsprechend um die Längsachse
gedreht. Die Mitnehmeranordnung bewirkt dabei, dass die Drehung
der Welle in eine entsprechende, von der Saite weg gerichtete Bewegung
der Dämpfungselemente
umgesetzt wird. Durch Wegnahme der Dämpfungselemente und der demzufolge
erheblich geringeren Dämpfung
der Saite verlängert
sich der Ausschwingvorgang der Saite deutlich, so daß der Ton über einen
wesentlich längeren
Zeitraum gehalten werden kann.
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Da
an jede Saite mindestens ein Dämpfungselement
einzeln unter Vorspannung andrückt und
alle Dämpfungselemente
zusammen durch eine einzige Welle bedient werden sollen, ist eine
genaue Justierung der Welle erforderlich, um. ein einwandfreie Funktion
sowohl beim Bedämpfen
der Saiten als auch beim Tonhalten zu gewährleisten. Zum einen kann nämlich aufgrund
unterschiedlicher räumlicher Toleranzen
der einzelnen Dämpfungselemente
die Mitnehmeranordnung bei einigen Dämpfungselementen nicht mehr
angreifen, so dass beim Treten des Tonhaltepedals ein Teil der Saiten
bedämpft
und ein anderer Teil nicht bedämpft
würde.
Zum anderen müssen
alle Dämpfungselemente
bei nicht getretenem Pedal von den Dämpfungselementen vollständig entkoppelt
sein, um eine akustische Übertragung der
Saitenschwingungen über
die Mitnehmeranordnung auf die Welle und die damit unter Umständen verbundene
Erzeugung und Ausbreitung von Störgeräuschen zu
unterbinden.
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Darüber hinaus
spielt die Lagerung der Welle auch eine entscheidende Rolle im Hinblick
auf Einkopplungen von Saitenschwingungen über die Rahmenelemente auf
die Welle, was wiederum zur Erzeugung und Ausbreitung von Störgeräuschen führen kann.
Um eben dies zu verhindern, wurden bisher die Lagerbuchsen der Welle
gegebenfalls unter Zuhilfenahme von dämpfenden Beilegeelementen (zum Beispiel
aus Filz oder Papier) fest mit einzelnen Rahmenelementen verbunden,
wobei alle Rahmenelemente zusammen einen stationären, starren Rahmen bilden,
an dem alle wesentlichen Elemente wie etwa auch die Saiten selbst
befestigt sind. Auf diese Weise kann etwa ein Klappern oder Mitschwingen der
Welle und deren Lager weitgehend vermieden werden.
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Allerdings
gestaltet sich bei einer festen, starren Anordnung ein Justieren
beziehungsweise Nachjustieren der Welle für den oben beschriebenen Zweck
sehr schwierig. Bisher wurden dazu die Welle und/oder die Lager
mit einem Hammer entsprechend umgeformt oder Beilegestücke (bevorzugt
aus Papier) mit unterschiedlicher Stärke nach dem Lösen der
Verbindung zwischen Lager und Rahmenelement geschoben, so dass nach
dem Anziehen der Verbindung mit etwas Glück in etwa die gewünschte Position
der Welle erzielt wurde. Der Justiervorgang erfordert nach gängiger Methode
also einen erheblichen zeitlichen Aufwand, der umso stärker wiegt,
da neben dem Justieren bei der Herstellung insbesondere auch nach
einem Transport, bei größeren klimatischen
Schwankungen oder nach längerem
Gebrauch ein erneutes Justieren notwendig ist. Hinzu kommt, dass
vor allem bei Klavieren durch die senkrechte Anordnung der Saiten
sowie deren kompakten Aufbau das Justieren der Welle durch den schlechteren
Zugang zur Welle weiter erschwert wird.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, eine Tonhaltevorrichtung für ein Saiten
aufweisendes Tasteninstrument anzugeben, bei der die Feineinstellung (Regulierung)
der Welle einfacher durchzuführen
ist.
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Die
Aufgabe wird durch eine Tonhaltevorrichtung gemäss Patentanspruch 1 gelöst. Ausgestaltungen
und Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand von
Unteransprüchen.
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Vorteil
der Erfindung ist es, dass beim Feineinstellen keine Eingriffe in
den konstruktiven Aufbau der Tonhaltevorrichtung (wie zum Beispiel
Umformen der Welle oder Lösen
von tragenden Schrauben) notwendig sind. Darüber hinaus kann bei entsprechender
Auslegung der erfindungsgemässen
Tonhaltevorrichtung die Justierung von der Vorderseite her vorgenommen
werden, so dass eine Demontage des Klaviergehäuses sowie ein Verrücken des
Klaviers nicht erforderlich sind.
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Erreicht
wird dies bei einer Tonhaltevorrichtung der eingangs genannten Art
insbesondere dadurch, dass mindestens ein Lager mittels eines elastischen
Elements an einem Rahmenelement befestigt ist und dass zudem das
elastische Element mit einem stationären Rahmenelement mittels einer
Gewindestange gekop pelt ist, wobei die Position des elastischen
Elements gegenüber
dem Rahmenelement durch Drehen der Gewindestange veränderbar ist.
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Die
Gewindestange ist dabei bevorzugt so angeordnet, dass sie leicht
(beispielsweise von der Vorderseite her) zugänglich ist. Der Antrieb der
Welle erfolgt insbesondere durch ein Pedal, dessen Bewegung mittels
einer Getriebeanordnung zur Welle übertragen und in die Drehbewegung
der Welle umgesetzt wird. Dazu kann beispielsweise die Pedalbewegung
im Umfeld des Pedals in eine Drebewegung umgesetzt werden und die
Drehbewegung mittels einer biegsamen Welle zur Welle der Tonhaltevorrichtung übertragen
werden. Alternativ kann aber auch die Pedalbewegung mittels eines
Seilzuges zur Welle übertragen
werden und dort beispielsweise mittels eines Hebels in eine Drehbewegung
der Welle umgesetzt werden. Die Mitnehmeranordnung kann beispielsweise
derart ausgeführt
sein, dass ein hakenförmiger
Ausleger der Welle in lippenförmige
Ausleger der Dämpfungselemente
eingreift und die Dämpfungselemente
in Richtung der Welle mitnimmt. Alternativ kann die Welle einen
als Exzenter ausgebildeten Ausleger aufweisen, der bei Drehung der
Welle die Dämpfungselemente
von der Welle wegschiebt. Als Dämpfungselemente
können
mit Filz besetzte, hammerförmige
Körper
verwendet werden, die beispielsweise durch eine Blattfeder gehalten
und durch deren mechanische Spannung gegen die Saiten gedrückt werden
(Vorspannung).
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Bei
einer bevorzugten Ausgestaltung einer erfindungsgemässen Tonhaltevorrichtung
ist die Gewindestange in ein Gegengewinde beim elastischen Element
eingedreht. Die Gewindestange drückt
dabei mit einem Ende gegen ein Rahmenelement, wobei der Abstand
zwischen elastischem Element und Rahmenelement durch Drehen der
Gewindestange veränderbar
ist.
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Bei
einer dazu alternativen Ausgestaltung kann vorgesehen werden, dass
die Gewindestange in ein Gegengewinde bei einem Rahmenelement eingedreht
ist und die Gewindestange mit einem Ende gegen das elastische Element
drückt.
Dabei ist ebenfalls der Abstand zwischen elastischem Element und Rahmenelement
durch Drehen der Gewindestange veränderbar.
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Eine
weitere Alternative ist schliesslich dadurch gegeben, dass die Gewindestange
in ein Gegengewinde bei einem Rahmenelement eingedreht ist und die
Gewindestange an ihrem einen Ende an dem elastischen Element axial
drehbar befestigt ist, wobei der Abstand zwischen elastischem Element und
stationärem
Rahmenelement wiederum durch Drehen der Gewindestange veränderbar
ist.
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Um
durch die Bewegung des elastischen Elements hervorgerufene Kippbewegungen
der Gewindestange um den Befestigungspunkt der Gewindestange am
Rahmenelement auszugleichen, kann das Gegengewinde drehbar um eine
zur Drehachse der Gewindestange senkrechte Achse angeordnet werden.
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Bei
einer Weiterbildung der Erfindung ist das elastische Element aus
Federstahl gefertigt. Bevorzugt wird zudem das elastische Element
als Blattfeder ausgebildet. Es wird also insbesondere bei der Kombination
beider Massnahmen ohne größeren Aufwand
ein elastisches Element geschaffen, das sowohl den Anforderungen
in mechanischer (Steifigkeit) als auch akustischer Hinsicht (Störgeräusche) erfüllt.
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Um
auch eine Einstellung in einer zweiten Dimension zu ermöglichen
kann vorgesehen werden, dass mindestens ein Lager im wesentlichen
senkrecht zur Gewindestangenachse auf dem elastischen Element verschiebbar
angeordnet wird oder dass alternativ das elastische Element im wesentlichen senkrecht
zur Gewindestangenachse auf dem Rahmenelement verschiebbar angeordnet
wird. Die jeweilige Verschiebung ist dabei bevorzugt durch eine Exzenterwelle
einstellbar, da diese auf einfache Weise eine Drehbewegung der Exzenterwelle
in eine Längsbewegung
umsetzt und zudem eine einfache Befestigung des Lagers beispielsweise
mittels Schrauben auf dem elastischen Element ohne weiteres zulässt.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Figuren der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Es
zeigt:
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1 eine erste Ausführungsform
einer erfindungsgemässen
Tonhaltevorrichtung und
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2 eine zweite Ausführungsform
einer erfindungsgemässen
Tonhaltevorrichtung.
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Bei
der in 1 gezeigten Ausführungsform ist
an einem als Rahmenelement dienenden Mechanikbacken 1,
der mit anderen (in der Zeichnung nicht dargestellten) Rahmenelementen
mittelbar oder unmittelbar starr verbunden ist, eine erfindungsgemässe Tonhaltevorrichtung
befestigt. Die Tonhaltevorrichtung umfasst unter anderem ein Dämpfungselement 2 in
Form eines hammerartigen Gebildes, dessen "Stiel" durch einen Dämpferdraht 3 und dessen "Kopf" beispielsweise durch
einen Holzkörper 4 (oder Messingkörper etc.)
mit einer dem Mechanikbacken abgewandten flächigen Ausformung 5 gebildet
wird. An der Ausformung 5 sind mehrere (beispielsweise drei)
kissenartige Püschel 6 aus
weichem Material (wie beispielsweise Filz) befestigt. Die Püschel 6 stehen
mit einer in ein nicht dargestelltes Rahmenelement eingespannten
Saite 7 in Kontakt. Der Anpressdruck der Püschel 6 auf
die Saite 7 wird durch einen an geeigneter Stelle wie beispielsweise
einem Hebelarm 8 angebrachten (nicht gezeigten) Federmechanismus
erzeugt.
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Der
Dämpferdraht 3 ist
an ihrem dem Holzkörper 4 abgewandten
Ende an dem Hebelarm 8 befestigt. Der Hebelarm 8 ist
seinerseits mit einem Mechanikbalken 9 gelenkig verbunden
derart, dass die Püschel 6 von
der Saite 7 in Richtung des Mechanikbackens 1 abgehoben
werden können.
Der Mechanikbalken 9 ist schliesslich an dem Mechanikbacken 1 fest
angebracht.
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Zum
Abheben der Püschel 6 von
der Saite 7 dient eine als Welle vorgesehene Tonhaltestange 10, die
mit einem nasenförmigen
Mitnehmer 11 versehen ist. Der Mitnehmer 11 greift
bei der Drehung der Tonhaltestange 10 an eine in den Weg
des Mitnehmers 11 ragenden, lippenförmigen Ausformung 12 dem Hebelarm 8 an
und nimmt diese bei der Drehung mit in Richtung zum Mechanikbacken 1.
Er bewegt damit auch den Dämpferdraht 3,
den Holzkörper 4,
die flächige
Ausformung 5 sowie die Püschel 6 weg von der Saite 7.
Der Antrieb der Tonhaltestange 10 erfolgt durch ein nicht
dargestelltes Pedal über
einen nicht dargestellten Seilzug, wobei der Seilzug an einem Hebelarm
der Tonhaltestange 10 angreift und beim Treten des Pedals
den Hebelarm zu sich her zieht und damit die Drehung der Tonhaltestange 10 hervorruft.
Beim Ausführungsbeispiel
ist der Hebelarm einstückig
an der Tonhaltestange 10 angeformt, er kann jedoch in gleicher
Weise auch separat gefertigt werden und in geeigneter Weise mit
der Tonhaltestange 10 starr verbunden werden.
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Die
Lagerung der Tonhaltestange 10 erfolgt in mehreren (beispielsweise
vier) Punkten, von denen in der Zeichnung allerdings nur einer dargestellt ist.
Die Lager der einzelnen Lagerpunkte sind beim Ausführungsbeispiel
jeweils gleich aufgebaut. Ein Lager besteht dabei aus einer Lagerbuchse 14 zur Aufnahme
der Tonhaltestange 10. Die Lagerbuchse 14 ist
an einer ein elastisches Element bildenden Blattfeder 15 aus
Fe derstahl befestigt. Die Blattfeder 15 ist über einen
Exzentermechanismus am Mechanikbalken 9 befestigt und in
vertikaler Richtung beweglich. Die Blattfeder 15 ist darüber hinaus
durch eine Gewindestange 16 mit dem Mechanikbacken 1 verbunden
derart, dass das der Blattfeder 15 zugewandte Ende der
Gewindestange 16 mit dieser drehbar verbunden ist. Dazu
ist beim Ausführungsbeispiel durch
eine Bohrung in der Blattfeder 15 eine Niete 17 geführt, welche
in einer Innenbohrung 18 der Gewindestange 16 befestigt
ist, wobei die Blattfeder 15 so viel Spiel gegenüber der
Niete 17 und der Gewindestange 16 hat, dass die
Gewindestange 16 relativ zur Blattfeder 15 ohne
weiteres gedreht werden kann.
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Das
andere Ende der Gewindestange 16 weist ein Aussengewinde 19 auf,
das in ein Innengewinde 20 eines mit dem Mechanikbacken 1 drehbar verbundenen
Zapfens 21 eingedreht ist. Durch Drehlagerung des Zapfens 21 können durch
den Exzentermechanismus bedingte vertikale Verschiebungen der Blattfeder 15 ausgeglichen
werden. Wird nun die Gewindestange 16 gedreht, dann wird
die Blattfeder 15 entsprechend in vertikaler Richtung bewegt,
d. h. von der Saite 7 weg zum Mechanikbacken 1 hin bzw.
in umgekehrter Richtung verschoben. Zum Drehen der Gewindestange 16 kann
(wie beim Ausführungsbeispiel)
diese an dem der Blattfeder 15 gegenüber liegenden Ende einen Schlitz 22 aufweisen,
in den ein Schraubendreher eingeführt wird. Alternativ kann die
Gewindestange aber auch mit einem Drehknopf versehen werden. Der
Schlitz (oder der Drehknopf) ist dabei so angeordnet, dass er von
der Klaviervorderseite zugänglich
ist.
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Die
Blattfeder 15 weist zwei Langlöcher 23 zur Befestigung
am Mechanikbalken 9 auf, durch die Schrauben 24 geführt und
mit dem Mechanikbalken 9 verschraubt sind, wobei die Schrauben 24 so
fest gedreht sind, dass ein Verschieben der Blattfeder 15 in
vertikaler Richtung mit etwas Kraftaufwand möglich ist, jedoch ein Spiel
zwischen Blattfeder 15 und Mechanikbalken 9 im
wesentlichen nicht auftritt. Dadurch wird zum einen eine ausreichende
Befestigung der Blattfeder 15 erreicht, um die eingestellte
Position auch sicher zu halten, und zum anderen werden störende Geräusche am Übergang
zwischen Blattfeder 15 und Mechanikbalken 9 unterbunden.
Zwischen den beiden Langlöchern 23 ist
eine ovale Bohrung 25 angeordnet, in die eine Exzenterwelle 26 eingreift. Die
Exzenterwelle 26 hat an ihrem der Blattfeder 15 zugewandten
Ende eine exzentrische Ausformung und ist ansonsten rund. In Höhe des runden
Abschnitts ist sie in einer Bohrung des Mechanikbalkens 9 gelagert
und kann von der Vorderseite des Klaviers aus mittels eines Schraubendrehers
(die Exzenterwelle weist dazu einen Schlitz an der frontalen Querschnittsfläche auf)
gedreht werden. Die Exzenterwelle 26 wird dabei mittels
eines Sicherungsrings in horizontaler Richtung gehalten.
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Die
Einstellung der vertikalen und horizontalen Position erfolgt dann
(je nach Anwendungsfall auch an mehreren Lagerpunkten) mittels der
Gewindestange 16 und der Exzenterwelle 26 derart,
dass alle Dämpfungselemente
zusammen in der gleichen Weise – wie
beispielsweise das in 1 stellvertretend
für alle
anderen Dämpfungselemente
gezeigte Dämpfungselement – durch
die Tonhaltestange 10 bedient werden. Das bedeutet, dass
sowohl beim Bedämpfen
der Saiten als auch beim Tonhalten immer alle Dämpfungselemente "synchron" arbeiten. Damit wird
verhindert, dass aufgrund unterschiedlicher räumlicher Toleranzen der einzelnen
Dämpfungsglieder
und der Mitnehmeranordnung nach dem Treten des Tonhaltepedals ein
Teil der Saiten bedämpft
und ein anderer Teil nicht bedämpft
wird. Dementsprechend sind alle Dämpfungselemente bei nicht getretenem
Pedal von den Dämpfungselementen
vollständig
entkoppelt, um eine akustische Übertragung
der Saitenschwingungen über
die Mitnehmeranordnung auf die Welle und die damit unter Umständen verbundene
Erzeugung und Ausbreitung von Störgeräuschen zu
unterbinden.
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In 2 ist eine alternative Ausführungsform zu
der Anordnung von Blattfeder, Welle und Exzentermechanismus aus 1 gezeigt. Am Mechanikbalken 9 (entsprechend 1) sind eine Blattfeder 27 aus
Federstahl sowie ein starres Profilelement 28 gemeinsam
mittels zweier Schrauben 29 fest angeschraubt, wobei die
Blattfeder 27 zwischen Profilelement 28 und Mechanikbalken 9 angeordnet
ist. Blattfeder 27 und Profilelement 28 stehen
dabei in einem bestimmten Winkel zueinander, der mittels einer Gewindestange 30 eingestellt
werden kann. Die Gewindestange 30 weist dazu ein Aussengewinde 31 auf, das
in ein Innengewinde 32 bei der Blattfeder 27 eingedreht
ist derart, dass die Gewindestange 30 mit einem Ende gegen
das ein Rahmenelement bildende Profilelement 28 drückt. Der
Abstand zwischen Blattfeder 27 und Profilelement 28 ist
dabei durch Drehen der Gewindestange 30 veränderbar,
indem durch die beiden Gewinde 31 und 32 die Drehbewegung
in eine entsprechende Längsbewegung
umgesetzt wird. Neben der in 2 gezeigten
Ausführungsform,
bei der das Innengewinde 32 sich in der Blattfeder 27 befindet
und die Gewindestange 30 gegen das Profilelement 28 drückt, könnte in
gleicher Weise das Innengewinde 32 auch in dem Profilelement 28 vorgesehen
werden, wobei dann die Gewindestange 30 auf die Blattfeder 27 drückt. Die
Gewindestange 30 wird vorzugsweise jedenfalls so angeordnet,
dass sie leicht – beispielsweise
von der Vorderseite eines Klaviers – zugänglich ist.
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Zur
vertikalen Positionierung der Tonhaltestange 10 (entsprechend 1) ist ebenfalls ein Exzentermechanismus
vorgesehen. Eine Lagerbuchse 33 für die Tonhaltestange 10 ist
dabei auf einem U-Profil-element 34 befestigt, das ein
Langloch 35 aufweist. Das U-Profilelement 34 ist
dabei derart über die
Blattfeder 27 geschoben, dass das U-Profilelement 34 seitlich über seine
Schenkel von der Blattfeder 27 geführt wird. Durch das Langloch 35 des U-Profilelementes 34 sowie
durch ein Rundloch 36 in der Blattfeder 27 führt eine
Schraube 37, die so fest gedreht sind, dass ein Verschieben
der Blattfeder 27 in vertikaler Richtung mit etwas Kraftaufwand
möglich
ist, jedoch ein Spiel zwischen Blattfeder 27 und U-Profilelement 34 im
wesentlichen nicht auftritt. Dadurch wird zum einen eine ausreichende
Befestigung des und U-Profilelementes 34 an der Blattfeder 27 erreicht,
um die eingestellte Position auch sicher zu halten, und zum anderen
werden störende
Geräusche
am Übergang
zwischen Blattfeder 27 und U-Profilelement 34 unterbunden.
Weiterhin ist bei dem U-Profilelement 34 eine ovale Bohrung 38 vorgesehen,
in die eine Exzenterwelle 39 eingreift. Die Exzenterwelle 39 hat
an ihrem der Blattfeder 27 zugewandten Ende eine exzentrische
Ausformung und ist ansonsten rund. Die Exzenterwelle 39 ist
an der Blattfeder drehbar gelagert und kann von der Vorderseite
des Klaviers aus mittels eines Schraubendrehers (die Exzenterwelle
weist dazu einen Schlitz an der frontalen Querschnittsfläche auf)
gedreht werden.
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Obwohl
nicht ausdrücklich
erwähnt,
können bei
jeder Verbindung einzelner Elemente dämpfende Beilegestücke (zum
Beispiel aus Papier, Filz, Kunststoff etc.) zwischen die Elemente
eingebracht werden. Selbstverständlich
können
anstelle eines Exzentermechanismus auch nur Langlöcher mit
den zugehörigen
Schrauben vorgesehen werden, die zum Einstellen gelöst und dann
wieder festgezogen werden.
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- 1
- Mechanikbacken
- 2
- Dämpfungselement
- 3
- Dämpferdraht
- 4
- Holzkörper
- 5
- Ausformung
- 6
- Püschel
- 7
- Saite
- 8
- Hebelarm
- 9
- Mechanikbalken
- 10
- Tonhaltestange
- 11
- Mitnehmer
- 12
- Lippenförmige Ausformung
- 14
- Lagerbuchse
- 15
- Blattfeder
- 16
- Gewindestange
- 17
- Niete
- 18
- Innenbohrung
- 19
- Aussengewinde
- 20
- Innengewinde
- 21
- Zapfen
- 22
- Schlitz
- 23
- Langlöcher
- 24
- Schrauben
- 25
- Ovale
Bohrung
- 26
- Exzenterwelle
- 27
- Blattfeder
- 28
- Profilelement
- 29
- Schrauben
- 30
- Gewindestange
- 31
- Aussengewinde
- 32
- Innengewinde
- 33
- Lagerbuchse
- 34
- U-Profilelement
- 35
- Langloch
- 36
- Rundloch
- 37
- Schraube
- 38
- Ovale
Bohrung
- 39
- Exzenterwelle