DE2426016C2 - Tastatur mit Trägheitseffekt für Musikinstrumente - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein mechanisches System für die Tastatur von elektrischen, elektromagnetischen oder elektronischen Musikinstrumenten oder von Tasteninstrumenten, bei denen ein Luftstrom den Ton erzeug!, die einen dynamischen Trägheitseffekt der Tasten bewirkt, ähnlich dem Effekt, den man über die Mechanik eines Klaviers oder Flügels erhält.

Wem man die Taste eines Klaviers drückt, so spürt man infolge des Gewichts von Hammer und der anderen bewegten, mechanischen Teile deren Trägheit, und außerdem spürt man ein dynamisches Gleiten zwischen den miteinander gekoppelten Teilen dieses mechanischen Systems. Dieses Gefühl fehlt, wenn man die Tasten einer Tastatur betätigt, wie sie normalerweise bei einem Pianola, Harmonium oder einem elektrischen oder elektronischen Piano od. dgl. verwendet wird, wobei jede Taste mit einem Gelenkhebel verbunden ist, der durch eine Feder konstant belastet und wieder in seine Ruhelage zurückgeführt wird.

Tastaturen mit einer derartigen Mechanik ergeben bei der Berührung ein vollständig anderes Gefühl als uie Tastatur eines Klaviers oder Flügels, so daß ein Pianist, wenn er auf ein elektrisches, elektromagnetisches oder elektronisches Instrument oder auf ein Tasteninstrument, bei dem ein Luftstrom den Ton erzeugt, übergeht, sich einer schwierigen Anpassung gegenüber sieht und nicht auf die gewohnte Weise spielen kann.

Es ist ein auf Hämmern, Hebeln ti. dgl. basierendes mechanisches System bekannt, das der Tastatur des elektronischen Instrumentes einen dynamischen Trägheitseffekt vermittelt Dieses System ist jedoch kompliziert und ist außerdem nicht alternativ mit oder ohne diesen dynamischen Effekt spielbar, so daß seine Anwendung begrenzt ist

Dagegen wird durch die Erfindung ein mechanisches System für die Tastatur eines beliebigen Musikinstrumentes geschaffen, sei es ein Tasteninstrument, bei dem ein Luftstrom den Top erzeugt, oder ein elektrisches, elektromagnetisches oder elektronisches Instrument, wobei man bei der gleichen Tastatur sowohl mit als auch ohne dynamischen und gleitenden Trägheitseffekt spielen kann, ähnlich dem Effekt, den man beim Spielen auf den Tasten eines Klaviers oder Flügels erhält.

Das erfindungsgemäße, mechanische System ist einfach herstellbar, arbeitet zuverlässig, verlangt keinerlei Wartung und ist bei den verschiedensten Instrumenter einsetzbar.

Das erfindungsgemäße System umfaßt vor allerr einen Hebel, der im unteren Teil in einer Stüi/e dreh bar gelagert ist, die mit der Tastenkonuruktion au: einem Stück besteht, und ferner einen Fortsatz, an dei Unterseite der Taste. Der Hebel und der Fortsatz sine

9 angeordnet, daß beim Drucken der Taste sich die beider. Teile berühren, zunächst aneinanderstoßen und dann aufeinander gleiten, so daß durch Reibung dem Niederdrücken der Taste ein gewisser Widerstand entgegengesetzt wird. Der gewünschte dynamische Effekt faßt sich auf zweierlei Weise erreichen.

Eine erste Lösung arbeitet mit einem entsprechend geformten, steifen Fortsatz, der mit jeder Taste der Tastatur aus einem Stück besteht. Der Fortsatz wirkt zu-

F i g.6 eine Modifikation der Taste nach F i g. 1, wobei Maßnahmen vorgesehen sind zur Steuerung des durcii die Feder auf den nachgiebigen Hebel ausgeübten Druckes, in der Ruhelage,

F i g. 7 die Taste nach F i g. 6 im gedrückten Zustand, wobei der nachgiebige Hebel aus der Wiikungslinie des steifen Fortsatzes herausbewegt ist,

F i g. 8 einen Schnitt durch eine Taste mit der zugehörigen Mechanik gemäß der zweiten Lösung mit

sammen mit einem ebenso geformten, gegenüberlie- io nachgiebigem Fortsatz und steifem Hebel, in der Ruhegenden Hebel, der um seinen Drehpunkt schwingt wobei das Schwingen dieses Hebels durch eine Druckfeder und/oder durch eine Einstellschraube steuerbar ist

Die zweite Lösung sieht einen Fortsatz vor, der ebenso

mit der Taste aus einem Stück besteht jedoch über eine i₅ bigen Fortsatzes herausbewegt ist und

F i g. 9 die Taste nach F i g. 8 im gedrückten Zustand, F i g. 10 die Taste nach F i g. 8 in der Ruhelage, wobei der steife Hebel aus der Wirkungslinie des nachgie-

Draht- oder Flachfeder nachgiebig ist die so geformt ist, daß sie den Aufsei „widerstand ebenso wie den gewünschten Reibungseffekt im Zusammenwirken mit einem Hebel ergibt, der mit einer Achse aus einem Stück besteht, die für sämtliche Tastenhebel gemeinsam vorhanden ist und die in bestimmten Stellungen starr blockierbar ist.

Die Fortsätze und Hebel können aus dem verschiedensten Material bestehen, beispielsweise aus Plastik,

F i g. 11 eine vereinfachte Modifikation der Tastenausführung nach F i g. 8.

Die in der Zeichnung dargestellte Tastatur wird in der Regel für Tasteninstrumente, bei denen ein Luftstrom den Ton erzeugt, und elektronische, elektromagnetische oder elektrische Instrumente u.dgl. verwendet und umfaßt Ganztontasten 1 und Halbtontasten 2, einen Tragtisch 3 für die Tastatur, eine Abstützung 4 für den Drehpunkt 5 der Taste, den Belag 6 aus elasli-

Shäh d

das einen gewissen Reibungswiderstand bietet und ver- _ls schem und weichem Material zur Schwächung des

schleißfest ist und außerdem mit einem Antifriktions- Rückstoßes und eine schraubenförmige Rückführfeder

und Schalldämpfungsmaterial belegt sein kann, bei-

spielsweise Kaschmirtuch oder ein anderes, hierzu ge- Die F i g. 1 bis 3 zeigen eine bevorzugte Ausfüh-

eignetes Material. rungsform des erfindungsgemäßen mechanischen Sy-

Die Hebel lassen sich auf die Wirkungslinie des Fort- y> stems gemäß der ersten Lösung, bei dem ein steifer

satzes hin- oder von ihr wegbewegen, um den dynami- Fortsatz und ein nachgiebiger Hebel vorgesehen ist.

sehen und gleitenden Trägheitseffekt erreichen, ab- in den Figuren erkennt man an der Unterseite jeder

schwächen oder beseitigen zu können. Taste 1 oder 2 der Tastatur einen Fortsatz 8 mit einem

Gemäß der ersten Lösung erreicht man diese Wir- Belag 9, der mit einem Reibungs- oder Kontakthebel 10

kungsweise mittels eines kleinen Stabes, der längs des 35 zusammenwirkt, der entsprechend geformt ist und bei

gesamten Mechaniksatzes angeordnet ist Dieser Stab 13 mit eigenem Drehpunkt auf der Stütze 12 gelagert

bewirkt eine seitliche Rotation der Hebel oder ein seit- ist, die mit dem Träger oder Rahmen 3 der Tastatur aus

liches Verschieben der Hebelstützen, aus der Wir- einem Stück besteht. Auf der Stütze 12 ist auf der einen

kungslinie der Fortsätze (die mit den Tasten aus einem Seite eine mikrometrische Einstellschraube 16 zum Po-Stück bestehen) heraus. Nach der zweiten Lösung kön- 40 sitionieren des Hebels 10 vorgesehen, während auf der

nen die Hebel eingesetzt oder getrennt werden, indem man die Achse, die mit den Hebeln aus einem Stück besteht, um einen bestimmten Winkel dreh« und in der gewünschten SteHung starr blockiert.

Das Einstellen des Hebels kann man beispielsweise mit anderen Hebein, Druckknöpfen, Drehknöpfen u. dgl. erreichen, die entweder direkt oder über Gelenke und Übertragungsglieder an der Außenseite des Instrumentes betätigbar sind.

gegenüberliegenden Seite eine Scherenfeder 14 mittels eines Stiftes 15 verankert ist. Die Feder führt den Hebel in die durch die Schraube 16 gegebene Ruhelage zurück.

Wenn man die Taste 1 oder 2 drückt, bewirkt der durch ein Antifriktions- und Schalldämpfungsmaterial 9 belegte und geschützte Fortsatz 8 mit dem zugehörigen Hebel 10 einen Schlagkontakt oder Stoßkontakt, der dann in einen gleitenden Kontakt übergeht. Ebenso ist

Weitere Einzelheiten und Vorteile lassen sich der fol- 50 der Hebel 10, mindestens an dem Teil, das den Kontakt genden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme mit dem Fortsatz 8 der Taste herstellt, mit einem Antiauf die Zeichnung entnehmen, in der bevorzugte Aus- friktions- und Schalldämpfungsmaterial 11 belegt, führungsbeispiele nach den beiden Lösungen darge- Fortsatz 8 und Hebel 10 sind so geformt, daß, wenn

stellt sind. In der Zeichnung zeigt sie sich berühren und übereiranderlegen, der Eindruck

F i g. 1 einen Schnitt durch eine Taste mit ihrer Vor- 55 eines Entweichens und Gleitens entsteht, der für die richtung gemäß der ersten Lösung, mit steifem Fortsatz
und nachgiebigem Hebel, in der Ruhestellung dargestellt,

F i g. 2 die Taste nach F i g. 1 im gedrückten Zustand,

Tastatur bekannter Flügel und Klaviere charakteristisch ist.

Dieses Gefühl entsteht durch den Reibungswiderstand, dessen Größe durch die jeweilige Form variier-

Γ I g. i. UlC 1 USIt liai.ll I I g. 1 im gv-v.. uv........ _„„.„ , „ ,

F i g. 3 die Taste nach F ig. I ebenfalls im gedrückten 60 bar ist, die man sowohl dem Fortsatz" 8 als auch dem

Hebel 10 gibt, als auch durch das präzise Positionieren des Hebels 10 mittels der mikrometrischen Einstellschraube 16, wodurch sich der Reibungswiderstand vergrößern oder verkleinern läßt, was eine entsprechende Änderung des gewünschten Effektes zur Folge hat.

In F i g. 3 ist die Vorrichtung, die den dynamischen Trägheitseffekt und den Gleiteffekt, der für ein Klavier charakteristisch ist, bewirken soll, abgeschaltet, und die

Zustand, wobei der nachgiebige Hebel aus der Wirkungslinie des steifen Fortsaizes herausbewegt ist,

F i g. 4 eine Modifikation der Taste nach F i g. 1, wobei das untere Ende des steifen Fortsatzes mit einer Gleitrolle versehen ist,

F i g. 5 eine Modifikation der Tastenanordnung nach Fi g. 1, wobei das untere Ende des nachgiebigen Hebels mil einer Gleitrolle versehen ist.

Tastatur arbeitet so. wie dies bei Pfeifeninstrumenien sowie elektrischen, elektromagnetischen oder elektronischen Instrumenten u.dgl. bis heute üblich war. Das Ein- und Ausschalten der Mechanik kann der Spieler selbst vornehmen, beispielsweise über einen (nicht gezeigten) kleinen Hebel bzw. eine Taste, die an der Außenseite des Instrumentes vorgesehen ist. Ein .schwingungsfähiger, kleiner Stab 18, in Längsrichtung für den gesamten Tastensatz angeordnet, bewirkt eine seitliche Verschiebung der Hebel 10 aus der Wirkungslinie der Fortsätze 8 heraus oder umgekehrt.

Wenn gemäß Fig.3 die Mechanik abgeschaltet ist. trifft bei Betätigung der Taste 1 oder 2 der Fortsalz 8 nicht mehr auf den entsprechenden Hebel 10.

Diese Ausführungsform gestattet eine Vielzahl von Modifikationen, ohne daß vom Prinzip der Mechanik abgewichen wird. Beispielsweise kann der Fortsatz 8 und/oder der Hebel 10 eine andere Form aufweisen als in den F i g. 1 bis 3 dargestellt, und außerdem können sich die Elemente an verschiedenen Stellen befinden. wie die F i g. 4 bis 7 zeigen.

In F i g. 4 besitzt der Fortsatz 8 am Ende eine Rolle 9a, die auf den oberen Abschnitt des Hebels 10 gleitet, der mit einem Antifriktionsmaterial 11 belegt ist.

In F i g. 5 ist der Fortsatz 8 der Taste unverändert, jedoch ist am oberen Ende des Hebels 10 eine Gleitrolle 11a vorhanden.

In den F i g. 6 und 7 ist sowohl die Form des Fortsatzes 8 als auch des Hebels 10 verändert, wobei der Hebel 10 nicht mehr die L-Form aufweist.

Bei dieser Ausführungsform kann die Einstellschraube 16 entfallen, die zum Positionieren des Hebels vorgesehen war. um den vom Hebel 10 auf den Fortsatz 8 ausgeübten Druck regulieren zu können.

Hierzu ist zwischen der Stütze 12 und der Basis 3 eine Metallzunge 17 unter der Stütze vorgesehen. Diese Zunge besitzt am freien Ende, die aus der Stütze 12 herausragt, eine Nut 17a, in die das Ende 14a gegenüber dem Ende 146 der Scherenfeder 14 eingesetzt ist. die auf den Hebel wirkt. Das freie Ende der Metallzunge 17 ist in der Höhe einstellbar. Man erreicht dies durch Verändern des Biegewinkels (mit Hand oder durch ein einfaches Werkzeug). Dadurch läßt sich der von der Feder 14 auf den Hebel 10 ausgeübte Druck einstellen.

Die F i g. 8 bis 11 zeigen weitere Ausführungsformen des mechanischen Systems gemäß der zweiten Lösung der Erfindung. Hier ist ein mit der Taste aus einem Stück bestehendes, nachgiebiges Element vorhanden, das mit einem steifen Element zusammenwirkt, das mit dem Rahmen der Tastatur aus einem Stück besieht.

Im Ausführungsbeispiel nach den F i g. 8 bis 10 ist ai der Unterseite jeder Taste ein Fortsatz 8a vorgeseher der mit einer entsprechend geformten Feder 19 verse hen ist. Unier der Feder 19 befindet sich ein Hebel 2C der beispielsweise einen elliptischen, facettierten ode gezackten Abschnitt aufweisen kann. Ein Schutz kam durch einen Antifriktionsbelag 11 erreicht werden. De Hebel 20 besteht mit einer Achse 13 aus einem Stück die für sämtliche Hebel der Tastatur gemeinsam vor handen ist und in bestimmten Stellungen blockierbai ist. Die Achse 13 wird von der Stütze 12 getragen, die mit dem Rahmen 3 der Tastatur aus einem Stück be steht. Sie läßt sich um einen bestimmten Winkel dre hen, beispielsweise durch ein (nicht gezeigtes) Handrad das mit der Achse verbunden ist, wodurch das Ende de; Hebels 20 der Wirkungslinie der Feder 19 angenäheri wird (bzw. davon wegbewegt wird), wodurch der Kontakt und die Reibung zwischen dem Hebel 20 und der zugehörigen Feder 19 erreicht, reguliert oder ausgeschlossen wird, wenn die Taste 1 oder 2 gedrückt wird.

Bei blockierter Stellung der Achse 13 erreicht man eine dynamische Wirkung, eine Abschwächung dieser Wirkung oder ihre vollständige Beseitigung.

Dadurch läßt sich die gleiche Tastatur sowohl als Tastatur mit dynamischem Trägheitseffekt und als normale Tastatur verwenden, wie sie bei elektrischen, elektromagnetischen oder elektronischen Instrumenten oder Tasteninstrumenten, bei denen ein Luftstrom den Ton erzeugt, u.dgl. vorhanden ist. Hinsichtlich des Profils der Feder 19 wird darauf hingewiesen, daß der Kontakt zwischen der Feder und dem steifen Hebel im ersten Moment ein Schlag- oder Stoßkontakt ist und dann in einen Gleitkontakt mit variabler Reibung übergeht.

F i g. 11 zeigt eine vereinfachte Ausführungsform. in der die Feder 19 nicht nach vorne gebogen und direkt an der Unterseite einer Taste 1 oder 2 festgemacht ist.

Aus der vorhergehenden Beschreibung folgt, daß das erfindungsgemäße mechanische System für die Tastatur von Tasteninstrumenten, bei denen ein Luftstrom den Ton erzeugt, oder elektrischen, elektromagnetischen oder elektronischen Instrumenten u. dgl. an die Wünsche jedes Spielers anpaßbar ist. ob dieser nun mit den Fingern einen dynamischen Trägheitseffekt und einen Gleiteffekt verspüren will, wie ihn die Mechanik eines üblichen Klaviers oder Flügels erzeugt, oder ob er die Tastatur vorzieht, wie sie meist bei einem Pianola. Harmonium. Akkordeon oder einem anderen Musikinstrument vorhanden ist. das elektronisch arbeitet.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   I. Mechanisches System für die Tasten von elektrischen, elektromagnetischen oder elektronischen S Musikinstrumenten oder von Tasteninstrumenten, bei denen ein Luftstrom den Ton erzeugt, zur Erzielung eines dynamischen und gleitenden Trägheitseffektes, der mit dem Effekt eines Klaviers vergleichbar ist, gekennzeichnet durch ein mit der Unterseite jeder Taste aus einem Stück bestehendes Druckelement, das mit einem zugehörigen Widerstandselement zusammenwirkt, dessen Drehpunkt auf dem Tastenrahmen liegt, wobei die Kcntaktfläche von Druck- oder Widerstandselement, die teilweise beim Niederdrücken der Tasten nachgeben und wieder in ihre Ruhestellung zurückkehren, so geformt sind, daß zunächst ein Stoükontakl und dann ein Gleitkontakt auftritt, der dem Niederdrük ken der Taste einen gewissen Widerstand entgegensetzt, und durch eine Einrichtung zur seitlichen Verschiebung des freien Endes des Widerstandseie mentes aus der Wirkungslinie des Druckelenicntes.
2. 2. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Ausführung des Druckelementes als steifer Fortsatz, der mit der Unterseite jeder Taste aus einem Stück besteht und eine Gleitfläche bietet, die mit einer entsprechenden Gleitfläche eines Hebels zusammenwirkt, der um einen Stift schwingt, dessen Achse mit dem Rahmen der Tastatur aus einem Stück besteht, durch eine Feder, die dem Verschieben des Hebels entgegenwirkt und die Feder in ihre Ruhelage zurückführt, durch eine Mikrometerschraube zur Einstellung der Ruhelage des Hebels und durch einen schwingungsfähigen Stab, in Längsrichtung entlang der gesamten Tastenmechanik angeordnet, der über Steuertasten oder Hebel betätigbar ist und eine seitliche Verschiebung der Tasten und/oder ihrer Stützen aus der Wirkungslinie des steifen Fortsatzes der Tasten bewirkt oder umgekehrt;.
3. 3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckelement durch eine Blattfeder dargestellt ist, die direkt oder indirekt einerseits an der Unterseite jeder Taste festgemacht ist und eine Gleitfläche bietet, die federnd mit einer entsprechenden Gleitfläche eines Hebels zusammenwirkt, der mit einer Achse aus einem Stück besteht, die gemeinsam für sämtliche Tastenhebel vorhanden und in bestimmten Stellungen starr blockierbar ist, deren Stütze mit dem Tastenrahmen selbst verbunden ist, wobei durch einen Knopf die Winkelstellung der Achse der Hebel und damit das freie Ende der Hebel einstellbar ist.
4. 4. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die sich berührenden Oberflächen des steifen Fortsatzes und des nachgiebigen Hebels mit einem Antifriktions- und Schalldämpfungsmaterial belegt sind.
5. 5. System .lach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende des steifen Fortsatzes oder am oberen Ende des nachgiebigen Hebels eine Gleitrolle vorhanden ist.
6. 6. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem nachgiebigen Hebel eine Scherenfeder gegenüberliegt, deren Drehpunkt ein Stift ist, der mit der Hebelstütze aus einem Stück besteht und das eine Ende der Feder auf die Wand des Hebels wirkt, die der gleitenden Wand gegenüberliegt, während das andere Ende in eine Nut am freien Ende einer MetaHzunge eingesetzt ist. die in einem Winkel gebogen ist, mit der Hebelstütze aus einem Stück besteht und in der Höhe variabel ist, so daß der Biegewinkel des freien Endes gegenüber dem Ende, das mit der Stütze aus einem Stück besteht, zu verkleinern oder zu vergrößern ist.
7. 7. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der oberste Abschnitt des starr blockierten Hebels mit einem Antifriktions- und schalldämpfenden Material belegt ist.