DE3000646C2

DE3000646C2 - Tastatur für elektronische Musikinstrumente

Info

Publication number: DE3000646C2
Application number: DE19803000646
Authority: DE
Inventors: Reinhard 5401 Emmelshausen Franz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-01-10
Filing date: 1980-01-10
Publication date: 1982-09-09
Also published as: DE3000646A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Tastatur für elektronische Musikinstrumente, bei der die Tasten jeweils Teil eines zweiarmigen Hebels, um eine horizontale Achse schwenkbar gelagert, durch eine Rückstellkraft belastet und zwischen zwei Anschlägen, die Dampfungsauflagen aufweisen, hin- und herbewegbar sind sowie beim Niederdrücken einen Ton auslösen, dessen Lautstärke von der Tastengeschwindigkeit abhängig ist.

Bei einer bekannten Tastatur dieser Art (DE-AS 22 646) dient als Steuerelement zum Auslösen des Tones ein Dauermagnet, bei dessen Bewegung Ströme in Magnetwicklungen erzeugt Werden, Ein zusätzliches Gewicht ist nicht vorgesehen. Zwei Anschläge, von denen der eine den Betätigungsweg des Hebels beim Niederdrücken und der andere den Rückweg des Hebels begrenzt, befinden sich unterhalb des Hebelsi und zwar je an einem Hebelende. Die Anschlagfläehen können eine Dämpfungsauflage aufweisen. Bei einem solchen elektronischen Piano ist die Lautstärkedynamik erheblich geringer als bei einem mechanischen Klavier; es ist ■j wesentlich schwieriger eine gewünschte Lautstärke zu erzielen; all dies wurde bisher allein der elektronischen Tonbearbeitung angelastet.

Bei einer anderen bekannten Tastatur (US-PS 31 65 022) ist am hinteren Ende der Taste ein Träger mit

ίο einem Dauermagneten und einem Ausgleichsgewicht vorgesehen. Der Dauermagnet zieht eine federnde Zunge an. Bei der Betätigung der Taste gegen die Kraft einer Feder wird diese Zunge so weit mitgenommen, bis ihre Federkraft die Magnetkraft übersteigt und die Zunge mit Eigenfrequenz schwingt. Die Schwingungen werden kapazitiv auf eine elektrische Auswerteschaltung übertragen. Die Taste ist wiederum durch einen zweiarmigen Hebel gebildet, dessen Betätigungsweg durch zwei mit Dämpfungsauflage versehene Anschläge begrenzt ist. Der eine Anschlag ist unter dem vorderen Tastenende, der andere Anschlag unter dem Magnetträger angeordnet.

Bei einer ähnlichen Art der Tonerzeugung ist es auch bekannt (GB-PS 9 79 240), die Zunge dauernd durch ein

>5 am hinteren Tastenende gehaltenes Dämpfungsglied in einer vorgespannten Lage zu halten, so daß wiederum beim Betätigen der Taste die Zunge freigegeben wird.

Bei der Klaviat"r eines mechanise.ien Pianos oder Flügels (»Renner-hauptkatalog 642« 1964, Seiten 93 bis

100) hat man auch schon am Tasienende Buchenklötze aufgesetzt bzw. eine Bleieinlage vorgesehen. Solche Tasten treiben e:r. Hämmerchen über eine Mitnahmevorrichtung an. Dessen Masse ist beim mechanischen Piano oder Flügel zusätzlich zu der der Taste zugeordneten Masse zu beschleunigen. Die Lautstärke hängt davon ab. mit welcher Geschwindigkeit das Hämmerchen auf die Saite auftrifft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tastatur der eingangs beschriebenen Art anzugeben.

mit der die Lautstärkedynamik erweitert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfinciungsgur, täß dadurch gelöst.

daß am der Taste abgewandten Ende des Hebels ein Gewicht befestigt ist. daß der den Betätigungsweg des Hebels beim Niederdrücken der Taste begrenzende Anschlag dem das Gewicht tragenden Hebelarm zugeordnet ist und daß bei niedergedrückter Taste das Gewicht mit der zugeordneten Dämpfungsauflage zusammerwirkt.

Bei dieser Konstruktion wird die gesamte von de' Taste zu beschleunigende Masse, die beim mechani sehen Piano durch das Hämmerchen, das Verbindungs gestänge und gegebenenfalls ein Zusatzgewicht an der Taste gebildet wird, durch ein Gewicht an der Taste nachgebildet. Es wird daher die Kraft des Tasienan-Schlags ganz oder teilweise in eine Beschleunigung des Gewichtes umgesetzt. Infolgedessen lassen sich in Abhängigkeit von der Anschlagskraft außerordentlich große Unterschiede in der Zeit zum Durchlaufen des Betätigungsweges erzielen, die um ein Vielfaches größer sind als bei den bekannten Tastaturen für elektronische Pianos. Dies erlaubt es. die l.autstärkedy· namik. erheblich zu erweitern.

Diese Erhöhung der Tastenmasse führt aber zu Problemen am Ende der Hubbewegung, wo die gesamte Masse von der bei lautem Spiel erstrebten hohen Geschwindigkeit abgebremst Werden muß, ohne daß die Taste, die häufig nur ein Kunststofi-Spritzteil ist, zu stark belastet wird, Da der Anschlag dem das Gewicht

tragenden Hebelarm zugeordnet ist, brauchen die Bremskräfte nicht über die gesamte Taste übertragen zu werden. Da das Gewicht direkt mit dem Anschlag zusammenwirkt, ist nicht einmal eine Befestigungsstelle zwischen Gewicht und Taste durch die Bremskräfte belastet. Es genügen daher verhältnismäßig einfache BefestigungsmaBnahmen, wie Kleben oder Einpressen. Durch das unmittelbare Zusammenwirken von Dämpfungsauflage und Gewicht wird ein Rückprall der verhältnismäßig großen Masse verhindert und es läßt sich eine verhältnismäßig große Flächenberührung, also eine geringe Flächenpressung, erzielen. Insbesondere wird der betätigte Arbeitskontakt, der prellempfindlich ist, nicht wieder kurzzeitig unterbrochen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann auch die Dämpfungsauflage des den Rückweg des Hebels begrenzenden Anschlags mit dem Gewicht zusammenwirken. Hiermit werden auch Prellerscheinungen am Ruhekontakt bei der Rückbewegung vermieden.

Mit Verteil besteht die Dämpfungsauflage bzw. bestehen die Dämpfungsauflagen zumindest teilweise aus Filz. Dies ist ein sehr billige¹·, aber erprobter Werkstoff.

Vor allem kann mindestens ein parallel zur Tastatur verlaufender Filzstreifen vorgesehen sein. Dieser bildet dann die Dämpfungsauflage für mehrere oder alle Tasten einer Tastatur.

Bei einer Alternative ist die Dämpfungsauflage zumindest teilweise durch einen mechanisch-elektrischen Druckfühler gebildet. Mit einem solchen Druckfühler wird der von der Auftreffgeschwindigkeit abhängige Druck gemessen und in ein elektrisches Signal umgewandelt, das zur Lautstärkeregelung dient. Als Dnickfühler kommen beispielsweise Piezoelemente oder druckabhängige Widerstände in Betracht.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich parallel zur Tastatur ein U-Profil, dessen Schenkel als Anschlagflächen dienen, innen je mit einer Dämpfungsauflage versehen sind und die Gewichte mehrerer Tasten zwischen sich aufnehmen. Dies ergibt eine besonders stabile, einfache Konstruktion, bei der der Betätigungsweg für mehrere, insbesondere alle Tasten, identisch ist.

Für die bestmögliche Anpassung an die Verhältnisse bei einem mechanischen Piano empfiehlt es sich, die Rückstellfeder beizubehalten, aber so schwach zu bemessen, daß das von ihr hervorgerifene Drehmoment kleiner ist als das vom Gewicht hervorgerufene Drehmoment. Auf diese Weise läßt sich einerseits die Masse des Gewichts so wählen, wie es fur die gewünschten Beschleunigungskräfte erforderlich ist. Andererseits kann aber die Summe der Drehmomente so bemessen sein, daß die kleinste Anschlagkraft gerade der bei solchen Tastaturen üblichen Anschlagkraft, z. B-50 p, entspricht.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsboi-ϊ spiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfmdungsgemäUe Tastatur und

F i g. 2 eine abgewandelte Ausführungsform.
Bei der Tastatur der Fig. 1 weist ein festes Lager 1 in eine Achse 2 auf, um die ein zweiarmiger Hebel 3 schwenkbar ist. Der Hebel besteht aus einem U-förmig gebogenen Blechprofil. An dem einen Hebelarm 4 ist ein Kunststoffprofil 5 befestigt, das den sichtbaren Teil der Taste bildet Am anderen Hebelarm 6 ist ein Gewicht 7 ι j befestigt. Außerdem greif t hier eine Rückstellfeder 8 an, deren anderes Ende am Lager 1 befestigt ist.

An einer Platine 9 unterhalb der Taste ist ein beweglicher Kontaktdraht 10 angelötet, dessen freies Ende von einem mit der Taste 5 bewegbaren Fortsatz 11 2u mitnehmbar ist. In der veranschaulichten Ruhelage liegt der Kontaktdraht 10 an einem parallel zur Tastatur verlaufenden ersten Draht 12 (P.'iekontakt), in der Arbeitsstellung <m einem Draht l3{Arbtitskontakt).

Ein U-Profil 14 aus Stahl weist zwei Schenkel 15 und r> 16 auf, welche an der Innenseite je eine Dämpfungsauflage 17 bzw. 18, hier je ein durchgehender Filzstreifen, trager Auf diese Weise werden für das Gewicht 7 zwei dämpfende Anschlag; geschaffen.

Wenn im Betrieb de Taste 5 von einer Anschlagkraft jo P getroffen wird, bewegt sich der Hebel 3 im Uhrzeigergegensinn bis gegen den oberen Anschlag. Hierbei bewegt sich der Kontaktdraht 10 aus seiner Ruhestellung am Draht 12 zu seiner Arbeitsstellung am Draht 13. Diese Bewegung erfolgt langsam, wenn das j3 von der Anschlagkraft P ausgeübte Drehmoment nur geringfügig größer ist als die Summe der Drehmomente, die von der Rückholfeder 8 und von dem Gewicht 7 ausgeübt werden. Mit steigender Anschlagkraft P wird das Gewicht 7 beschleunigt. Infolgedessen sinkt die Zeit zwischen Ruhestellung und Arbeitsstellung des Kontaktdrahtes 10 in Abhängigkeit von der Anschlagkraft. Da diese Zeit zur Steuerung der Lautstärke des angeschlagenen Tons benutzt wird, ergibt sich die Möglichkeit, sehr unterschiedliche Lautstärken durch 4-, Änderung der Anschlagkraft zu erzielen.

Bei der Ausführung nach Fig. 2 ist s:att des oberen Filzstreifens 17 für jede Taste ein mechanisch-elektrischer Dnickfühler 19 vorgesehen, dessen Anschlüsse zu der elektronischen Schaltung für die Tonbearbeitung V) führen. Das elektrische Signal, das der Druckfühler beim Auftreffen des Gewichts abgibt, löst durch sein Auftreten den Tor aus und regelt durch seine Größe seine I autstärke des Tons.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Palentansprüche:

1. Tastatur für elektronische Musikinstrumente, bei der die Tasten jeweils Teil eines zweiarmigen Hebels, um eine horizontale Achse schwenkbar gelagert, durch eine Rückstellkraft belastet und zwischen zwei Anschlägen, die Dämpfungsauflagen aufweisen, hin- und herbewegbar sind sowie beim Niederdrücken einen Ton auslösen, dessen Lautstärke von der Tastengeschwindigkeit abhängig ist, dadurch gekennzeichnet, daß am der Taste (5) abgewandten Ende des Hebels (3) ein Gewicht (7) befestigt ist, daß der den Betätigungsweg des Hebels beim Niederdrücken der Taste (5) begrenzende Anschlag (15) dem das Gewicht (7) tragenden Hebelarm (6) zugeordnet ist und daß bei niedergedrückter Taste (5) das Gewicht (7) mit der zugeordneten Dämpfungsauflage (17,18,19) zusammenwirkt.

2. Tastp'ur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, <Jaß auch die Dämpfungsauflage (18) des den Rückweg des Hebels begrenzenden Anschlags (16) mit dem Gewicht (7) zusammenwirkt

3. Tastatur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsauflage(n) (17, 18) zumindest teilweise aus Filz besteht/bestehen.

4. Tastatui nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch mindestens einen parallel zur Tastatur verlaufenden Filzstreifen (17,18).

5. Tastatur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsauflage (19) zumindest teilweise durch einen mechanisch-elektrischen Druckfühler gel ildet is

6. Tastatur nach ein;m der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch ein sich .arallel zur Tastatur erstreckendes U-Profii (14), dessen Schenkel (15,16) als Anschlagflächen dienen, innen je mit einer Dämpfungsauflage (17, 18) versehen sind und die Gewichte (7) mehrere Tasten zwischen sich aufnehmen.

7. Tastatur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Taste mit einer Rückstellfeder (8) versehen ist. die so schwach bemessen ist. daß das von ihr hervorgerufene Drehmoment kleiner ist als das vom Gewicht hervorgerufene Drehmoment.