DE345923C

DE345923C - Electric musical instrument

Info

Publication number: DE345923C
Application number: DE1920345923D
Authority: DE
Original assignee: CHARLES EMILE HUGONIOT
Current assignee: CHARLES EMILE HUGONIOT
Priority date: 1919-04-30
Filing date: 1920-04-02
Publication date: 1921-12-19
Also published as: FR509695A; GB142447A

Description

Elektrisches Musikinstrument. Die Erfindung betrifft elektrische Musikinstrumente, bei denen durch Wechselstromerzeuger mit mehreren Induktoren in einem Anker wellenförmige Ströme von verschiedener Klangfarbe hervorgerufen und auf einen telephonartigen Empfänger übertragen werden. Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß die aufeinanderfolgenden Induktoren verschiedene Form haben. Diese Anordnung gestattet, in einer einzigen Vorrichtung alle für die Erzeugung verschiedener Klangfarben nötigen Elemente zu vereinigen. Ein gemäß der Erfindung ausgebildetes Instrument hat geringe Abmessungen und geringes Gewicht. Man kann mit einem solchen Instrument Klangfarben erzeugen, die sich nach Belieben von dem Klange der menschlichen Stimme bis zu demjenigen aller bekannten Instrumente ändern lassen, und man kann sogar neue Klangfarben erzeugen.Electric musical instrument. The invention relates to electrical musical instruments, where wave-shaped by alternators with several inductors in an armature Currents of different timbres evoked and on a telephone-like Recipient. The essence of the invention is that the successive Inductors have different shapes. This arrangement allows in a single Device to all elements necessary for the generation of different timbres unite. An instrument designed according to the invention has small dimensions and light weight. One can create timbres with such an instrument, which vary at will from the sounds of the human voice to the one of all known instruments can be changed, and you can even create new timbres.

Auf . der Zeichnung sind beispielsweise zwei Ausführungsformen der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar ist Abb. r eine Vorderansicht der ersten Ausführungsform.On . the drawing are for example two embodiments of the Invention shown schematically, namely Fig. R is a front view of the first Embodiment.

Abb. 2 und 3 sind eine Vorderansicht und ein Grundriß der zweiten Ausführungsform. Abb. q. zeigt die Vorrichtung zum Regeln der Stärke und Höhe des Tones.Figs. 2 and 3 are a front view and a plan view of the second Embodiment. Fig.q. shows the device for regulating the strength and height of the Tones.

Abb. 5 und 6 veranschaulichen im Schnitt zwei Ausführungsformen eines in Verbindung mit der Vorrichtung gemäß Abb. q. zu benutzenden Stiftes. In Abb. z bildet.ein Grammescher Ring, der beispielsweise aus sechs Einzelspulen a, b, c, d, e, f besteht, den Rotor eines Wechselstromerzeugers, dessen Induktor von verschiedenen Gruppen von Elektromagneten A1, A3, 13, A4, A5, As von derselben Winkelgröße gebildet wird. Jede Gruppe besteht hierbei aus einer verschiedenen Anzahl . von Elektromagneten; die erste Gruppe A i besteht aus einem einzelnen Elektromagnet, die zweite Gruppe A = aus zwei Elektromagneten, die dritte Gruppe A3 aus drei Elektromagneten usw.Figs. 5 and 6 illustrate in section two embodiments of one in connection with the device according to Fig. Q. to be used. In Fig. Z bildet.ein grams Escher ring, for example, from six individual coils a, b, c, d, e, f is the rotor of an alternator, the inductor, of various groups of electromagnets A1, A3, 13, A4, A5 As is formed by the same angular size. Each group consists of a different number. of electromagnets; the first group A i consists of a single electromagnet, the second group A = of two electromagnets, the third group A3 of three electromagnets, etc.

Diese Elektromagnete werden durch Gleichstrom erregt; die Erregung jeder Gruppe wird durch einen Rheostaten besonders geregelt. Um den Einfluß einer oder mehrerer Gruppen auszuschalten, genügt es, sie stromlos zu machen oder kurzzuschließen. Andererseits kann die Winkelstellung der verschiedenen Gruppen von Elektromagneten leicht gegeneinander geändert werden. Schließlich können die Elektromagnete verschiedene Polschuhe von verschiedenen Formen und Abmessungen erhalten.These electromagnets are excited by direct current; the excitement each group is specially regulated by a rheostat. To the influence of a or several groups, it is sufficient to de-energize or short-circuit them. On the other hand, the angular position of the different groups of electromagnets can easily be changed against each other. Finally, the electromagnets can be different Obtained pole pieces of various shapes and dimensions.

Wenn der Anker mit gleichbleibender Geschwindigkeit durch einen Gleichstrommotor angetrieben wird,. der auf derselben Welle sitzt, so wird die Einzelspule a in der Stellung gemäß Abb. r, d. h. am Beginn des Induktors Al, indem sie sich vor der Gruppe der Pole A1, Az, 13, A4, A6 bewegt, nacheinander von Wechselströmen durchflossen, deren Frequenz- den Zahlen =, 2, 3, .4, 5, 6 proportional ist. Da sich andererseits die Einzelspulen b, c, d, e, f genau so verhalten, so folgt daraus, daß der Strom, der an den Bürsten B1, B2 abgenommen wird, bei einer Sechstelumdrehung aus der Summe der Ströme besteht, deren Frequenzen proportional den Zahlen =, 2, 3, 4, 5, 6 sind.When the armature is driven at a constant speed by a DC motor. sitting on the same shaft, it is the single coil a into the position shown in Fig. r, that is at the beginning of the inductor Al, by moving in front of the group of terminals A1, Az, 13, A4, A6, flowed through by alternating currents in succession, whose frequency is proportional to the numbers =, 2, 3, .4, 5, 6. Since, on the other hand, the individual coils b, c, d, e, f behave in exactly the same way, it follows from this that the current that is taken from the brushes B1, B2 consists of the sum of the currents with a sixth of a revolution, the frequencies of which are proportional to the Numbers =, 2, 3, 4, 5, 6 are.

Wenn man die Rheostaten der Erregung der Polgruppen Al, A2, A3, A4, As, A6 beein. flußt, so kann man nach Belieben die Relativstärken der Ton erzeugenden Ströme regeln. Wenn man eine oder mehrere Polgruppen ausschaltet oder kurzschließt, so kann man die Anzahl der Töne ändern. Wenn man die Winkelstellung der Polgruppen gegeneinander ändert, so läßt sich die Phase der Töne beeinflussen. Wenn man schließlich die Polschuhe ändert, so kann man die Form der Stromwellen abändern.If one influences the rheostats of the excitation of the pole groups Al, A2, A3, A4, As, A6. flows, one can regulate the relative strengths of the sound-producing currents at will. If you switch off or short-circuit one or more pole groups, you can change the number of tones. If one changes the angular position of the pole groups against each other, the phase of the tones can be influenced. If you finally change the pole pieces, you can change the shape of the current waves.

Die Bürsten BI und B2 sind an die Klemmen eines Empfängers, eines Telephons oder eines Lautsprechers angeschlossen; der erzeugte Ton hat also eine nachBelieben regelbare Klangfarbe.The brushes BI and B2 are to the terminals of a receiver, one Telephone or loudspeaker connected; so the sound produced has a Tone color can be adjusted as desired.

Der Wechselstromerzeuger kann auch einen umlaufenden Induktoroder umlaufende Magnete haben.The alternator can also be a rotating inductor or have rotating magnets.

Die Änderung der Stärke des Tones bei einer -gegebenen Klangfarbe wird entweder durch einen Rheostaten erzielt, der auf den ganzen Induktor einwirkt, oder durch einen Rheostaten, der zwischen dem Anker und dem Telephonempfänger eingeschaltet ist. Die Änderung der Höhe des Tones bei einer gegebenen Klangfarbe und Tonstärke wird durch Änderung der Geschwindigkeit des Ankers erreicht, wobei vorausgesetzt ist, daß sein Gewicht einige xo g nicht überschreitet. Es ist leicht einzusehen, daß diese Geschwindigkeitsänderungen innerhalb sehr kurzer Zeit erreicht werden können.The change in the strength of the tone for a given timbre is achieved either by a rheostat that acts on the entire inductor, or by a rheostat connected between the anchor and the telephone receiver is. The change in pitch for a given timbre and pitch is achieved by changing the speed of the anchor, assuming is that its weight does not exceed a few xo g. It's easy to see that these speed changes are achieved within a very short time can.

Wenn man die Geschwindigkeit des Ankers ändert, so ändert man gleichzeitig seine Spannung und infolgedessen auch seine Leistung; man würde daher einen Ton erzeugen, dessen Stärke sich mit seiner Höhe gleichzeitig ändert, was aber unzulässig ist. Der Ausgleich diese: Fehlers wird leicht dadurch bewirkt, indem man gleichzeitig mit dem Regelungsorgan für die Geschwindigkeit des Motors einen Zusatzrheostaten benutzt, der entweder auf den Anker oder auf den Induktor einwirkt.If you change the speed of the anchor, you change at the same time its tension and, consequently, its performance; one would therefore make a sound produce, the strength of which changes with its height at the same time, but this is impermissible is. Compensating this: error is easily caused by doing one at the same time an additional rheostat with the regulating element for the speed of the motor used, which acts either on the armature or on the inductor.

Es ist gleichzeitig- zu bemerken, daß zweck" Aufrechterhaltung der Klangfarbe eines Tones, dessen Höhe sich ändert, wenigstens bei gewissen Klangfarben die Anzahl und Relativstärke der Einzeltöne zu ändern ist. Diese Resultat wird in einfacher Weise selbsttätig erzielt, indem man die Erregerrheostaten der Induktoren mit dem Regelungsorgan für die Geschwindigkeit des Motors gleichzeitig wirken läßt. Bei der Ausführungsform gemäß Abb. 2 wird der Induktor von einer Gruppe von Polen h 2. 3, 4, 5, 6 ... gebildet, wobei jede Gruppe ans einem einzigen Elektromagneten besteht. Der Anker ist aus verschiedenen Gruppen von Einzelspulen zusammengesetzt, die konzentrisch auf einer Scheibe E befestigt sind. Die Gruppe Cl besteht beispielsweise aus 6 Einzelspulen Dl, die Gruppe C2 aus =2 Spulen D2, die Gruppe C3 aus 18 Spulen D3 usw. Die verschiedenen Spulen sind sämtlich in Serie geschaltet. Die Abb. 3 zeigt im Grundriß die Scheibe E und den Motor F, der zu ihrem Antriebe dient. Die Drehung des Ankers erzeugt übereinanderliegende Wechselströme, und man kann durch die Änderung ihrer Stärken, ihrer Phasen, ihrer Anzahl und ihrer Wellenform alle Klangfarben erreichen, wie dies oben beschrieben worden ist.At the same time, it should be noted that the purpose of maintaining the timbre of a tone whose pitch changes is to change the number and relative strength of the individual tones, at least for certain timbres in the embodiment according to Fig. 2, the inductor is formed by a group of poles h 2. 3, 4, 5, 6 ... , each group consisting of a single electromagnet The armature is composed of different groups of individual coils, which are fastened concentrically on a disk E. The group Cl consists, for example, of 6 individual coils Dl, the group C2 of = 2 coils D2, the group C3 of 18 coils D3 etc. The different Coils are all connected in series. Fig. 3 shows in plan the disk E and the motor F, which serves to drive them rs generates alternating currents one above the other, and by changing their strengths, their phases, their number and their waveform, all timbres can be achieved as described above.

An Stelle eines Elektromagneten für jede Gruppe könnte man deren mehrere verwenden, um die Stärke des Tones zu steigern, ohne die Abmessungen des Instrumentes zu vergrößern. Ebenso könnte man die Ankerwicklungen und die Induktoren auf beiden Seiten der umlaufenden Scheibe und selbst an ihrem Umfange anordnen.Instead of one electromagnet for each group, one could use several use to increase the strength of the tone without reducing the dimensions of the instrument to enlarge. Likewise, you could have the armature windings and the inductors on both Arrange sides of the rotating disc and even around its circumference.

Die Abb. q. zeigt die Vorrichtung, welche dem Künstler gestattet, das Instrument spielen zu lassen, d. h., auf ihm Töne von beliebig änderbarer Höhe und Stärke zu erzeugen.Fig.q. shows the device which allows the artist to let the instrument play, d. That is, on it tones of arbitrarily changeable height and generate strength.

Diese, Vorrichtung besteht aus einem Papierband g, auf welchem das auszuführende Musikstück in Form von Strichen h aufgetragen ist; die Länge dieser Striche ist proportional der Dauer der Noten.This device consists of a paper tape g on which the the piece of music to be performed is plotted in the form of lines h; the length of this Dashes is proportional to the duration of the notes.

Dieses Papierband befindet sich zunächst auf der rechten Walze i; es verschiebt sich von rechts nach links mit gleichmäßiger Bewegung und rollt sich auf der linken Walze j auf. Diese Bewegung wird auf elektrischem oder anderem Wege durch irgendein bekanntes System erzielt. Eine Glasplatte k ist an der Vorrichtung über dem Papierblatt befestigt. Der Künstler hält in seiner rechten ,Hand einen Stift 1, der sich verschieben kann, indem er in einer Rinne der Glasplatte senkrecht zu der Längsrichtung des Papierstreifens gleitet. Der Stift bewegt mittels der Stange m einen Hebel n, der bei m' gelagert ist und zwei Kontakte trägt, die je nach der Stellung des Stiftes einzelne Knöpfe der Rheostaten 0i und 02 berühren. Der erste Rheostat ist in Reihe mit dem Motor geschaltet, welcher den, Wechselstromerzeuger antreibt, und dient zur Änderung der Geschwindigkeit; der zweite bildet den obenerwähnten Zusatzrheostaten.This paper tape is initially on the right roller i; it shifts from right to left with steady movement and rolls on the left roller j. This movement is electrical or otherwise achieved by any known system. A glass plate k is on the device attached over the sheet of paper. The artist holds one in his right hand Pin 1, which can move by being vertical in a groove in the glass plate slides in the longitudinal direction of the paper strip. The pen moves by means of the rod m a lever n, which is mounted at m 'and carries two contacts, depending on the Touch the individual buttons of the rheostats 0i and 02 in the position of the pen. The first The rheostat is connected in series with the motor that drives the alternator drives, and is used to change the speed; the second forms the above Additional rheostats.

Der Stift hat im Innern einen kleinen Rheostaten, dessen Widerstand sieh je nach dem Druck ändert, den der Künstler mit dem Stift auf die Glasplatte ausübt. In Abb.5 bildet -der Stift l einen .Kolben im Innern eines Rohres p aus Hartgummi und.stützt sich auf eine Feder q, welche elektrisch isoliert ist. Das Rohr p ist mit Körnchen oder Pulver aus Graphit oder- Retortenkohle r angefüllt, welche die bekannte Eigenschaft haben, Einen elektrischen Widerstand, zu bieten, der sich je nach dem Druck ändert, der auf sie ausgeübt wird.The pen has a small rheostat inside, its resistance see changes depending on the pressure the artist is using the pen on the glass plate exercises. In Fig 5 -the pin 1 forms a piston inside a Tube p made of hard rubber and is based on a spring q, which insulates electrically is. The tube p is filled with granules or powder of graphite or retort carbon r, which have the well-known property of offering an electrical resistance, which changes depending on the pressure placed on them.

In Abb. 6 ist der Stift l an seinem obren Ende durch eine. Stange l' verlängert, welche einen Kolben l" trägt, der sich auf eine Feder q in dem Rohre p stützt.- Die - Stange l' trägt einen Schiebekontakt s, der längs eines Neusilberdrahtes t gleitet, wenn der Künstler auf das Rohr p einen Druck- ausübt und hierbei die Feder q zusammendrückt.In Fig. 6 the pin l is at its upper end by a. Rod l 'elongated, which carries a piston l " which rests on a spring q in the tube p. The rod l' carries a sliding contact s which slides along a nickel silver wire t when the artist puts on the tube p Exerts pressure and thereby compresses the spring q.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende : Wenn der Wechselstromerzeuger durch Einwirkung auf die Elektromagnetgruppen seines Induktors geregelt worden ist, wie dies oben auseinandergesetzt wurde, um beispielsweise die Klangfarbe des Cellos zu erzeugen, so ergreift der Künstler den Stift und bringt ihn durch Verschieben auf den auf dem Notensystem angegebenen Strich, der die erste Note des auszuführenden Musikstückes darstellt.The mode of operation of the device is as follows: When the alternator has been regulated by acting on the electromagnet groups of its inductor, as explained above, for example the timbre of the cello to produce, the artist grabs the pen and brings it by sliding it on the line indicated on the grading system that represents the first note of the Represents a piece of music.

Das Papierblatt verschiebt sich mit gleichbleibender Geschwindigkeit. Die zweite Note gelangt einen Augenblick später unter die Rinne der Glasplatte; der Künstler verläßt alsdann mit dem Stift die erste Stellung und verschiebt 'ihn rasch in der Weise, daß er mit der zweiten Note zur Deckung kommt, wo er ihn so lange festhält, wie die Note dauert. Diese Bewegung des Stiftes wird fortgesetzt.The sheet of paper moves at a constant speed. A moment later the second note comes under the groove of the glass plate; the artist then leaves the first position with the pen and shifts it quickly in such a way that it coincides with the second note where it is long records how the note lasts. This movement of the pen continues.

Jeder Stellung des Stiftes entspricht eine Stellung des Rheostaten o1 in Abb. q. und infolgedessen eine .gewisse Geschwindigkeit des Wechselstromerzeugers, also letzten Endes ein Ton, dessen Höhe der auf dem Notensystem verzeichneten Note entspricht, die sich unter dem Stift befindet.Each position of the pin corresponds to a position of the rheostat o1 in Fig.q. and consequently a certain speed of the alternator, So in the end a note, the pitch of which is the note recorded on the staff which is located under the pen.

Der Motor, der den Wechselstromerzeuger antreibt, hat eine besondere und bekannte Vorrichtung, beispielsweise eine selbsttätige Bremse, welche die Energie des Rotors vernichtet und auf diese Weise gestattet, von einer höheren Geschwindigkeit auf eine weniger große Geschwindigkeit und -umgekehrt überzugehen.The motor that drives the alternator has a special one and known device, such as an automatic brake, which the energy of the rotor annihilated and allowed in this way to be of a higher speed to move to a slower speed and vice versa.

Der in den Stift eingeschlossene kleine Rheostat ist in Serie entweder mit dem Anker des Wechselstromerzeugers oder mit dessen Induktor geschaltet; die Stärke des Tones hängt also unmittelbar von dem Willen des Künstlers ab, je nachdem er einen mehr oder weniger starken Druck auf die Glasplatte ausübt. Die Änderungen der Tonstärke sind auf dem Papierstreifen g durch die üblichen. Bezeichnungen angegeben, am besten durch Änderungen der Stärke der Striche: Wenn man Änderungen der Klangfarbe erzielen will, d. h., wenn der Künstler mit demselben Instrument augenblicklich von dem Spiel, beispielsweise der Violine oder des Cellos, auf irgendein .Blasinstrument übergeben will, so läßt sich dies durch Einstellung von verschiedenen Registern erzielen, von denen ein jedes einer bestimmten Relativstellung der Rheostaten oder der Unterbrecher der Elektromagnete des Induktors entspricht.The small rheostat included in the pen is in series either connected to the armature of the alternator or to its inductor; the The strength of the tone depends directly on the will of the artist, depending on the situation he exerts a more or less strong pressure on the glass plate. The changes the tone strength are on the paper strip g through the usual. Designations given, best by changing the thickness of the strokes: when you change the timbre wants to achieve, d. i.e., if the artist is using the same instrument instantly from playing, for example the violin or cello, to any wind instrument wants to pass, this can be done by setting different registers achieve, each of which a certain relative position of the rheostats or the breaker corresponds to the electromagnet of the inductor.

Wenn man nicht nur die Wechselstromcrzeuger, sondern auch die Antriebsorgane des Notenbandes kuppelt, z: B. vier Bänder, auf denen die vier Partien eines vierstimmigen Stückes aufgezeichnet sind, wobei das erste Band einem Stromerzeuger entspricht, der ein Cello darstellt usw., so ist es klar, daß von vier Künstlern auf diese Weise ein Quartett ausgeführt werden kann.If not only the alternating current generator, but also the drive mechanisms of the music tape couples, e.g. four tapes on which the four parts of a four-part Are recorded, with the first tape corresponding to an electricity generator, who represents a cello, etc., it is clear that by four artists in this way a quartet can be performed.

Schließlich kann ein einziger Künstler bei etwas Übung ein zweistimmiges Stück ausführen, indem er sich beider Hände bedient und in jeder Hand einen Stift festhält, der einem der beiden Stromerzeuger entspricht.After all, with a little practice, a single artist can do a two-part Perform the piece by using both hands and a pen in each hand that corresponds to one of the two power generators.

Das gemäß der Erfindung ausgebildete Instrument gestattet insbesondere eine vollkommene Nachahmung von Tasteninstrumenten (Orgeln, Klavieren usw.) zu verwirklichen. Im -Falle der Orgel beispielsweise, welche die Erzeugung verschiedenster Klangfarben erfordert, würde das Instrument eine Reihe von Stromerzeugern umfassen, die sämtlich auf derselben Welle sitzen, und von denen jeder einen Ton bestimmter Höhe ergibt. Beim Niederdrücken einer Taste wirkt der Künstler auf den einen gewissen Stromerzeuger entsprecherden Kontakt ein, und der Empfänger beginnt zu tönen. Die bei Orgeln bisher noch so unvollkommene Änderung der Tonstärke ergibt sich hier durch Änderung des von den Fingern auf die Tasten ausgeübten Druckes, wobei jede Taste oder Gruppe von Tasten mit einem kleinen Rheostaten vereinigt ist.The instrument designed according to the invention allows in particular Realize a perfect imitation of keyboard instruments (organs, pianos, etc.). In the case of the organ, for example, which is the generation of a wide variety of timbres requires the instrument to include a number of generators, all of which sit on the same wave, and each of which makes a note of a certain pitch. When a key is pressed, the artist acts on the one certain power generator appropriate contact and the recipient begins to beep. The ones with organs so far even the most imperfect change in tone strength results from changing the Pressure exerted by fingers on the keys, each key or group of buttons associated with a small rheostat.

Claims

PATENT CLAIMS: r. Electric musical instrument in which wave-shaped currents of different timbres are caused by alternating current generators with several inductors in an armature and transmitted to a telephone receiver, characterized in that the inductors following one another have different shapes. z. Musical instrument according to Claim r, in which the multiple inductors are replaced by a single electromagnet with toothed poles, characterized in that the toothing corresponds to the shape of the oscillation of a given tone to form an undulating one in the armature. To generate current, the waves of which follow the shape of the poles of the inductor, 3. Musical instrument according to claim z, characterized by a pen which moves over a paper strip on which the piece of music is recorded in a suitable form, the rheostat affects the speed change of the armature and also the resistance and therefore the power of the induced current by means of a device located inside the pen. the pressure of the hand adjustable rheostat regulates. :1. Musical instrument according to claims r and 3, characterized in that the pin moves a friction roller which influences an element which is keyed onto the shaft of the alternator and serves to drive the latter by a motor of constant speed. 5. Musical instrument according to claim z, characterized in that alternating current generators, which correspond to the different timbres, are combined with music tapes which are mechanically coupled to one another.