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Amphion Piano Player Company in Syracuse, New York, V. St. A. Pneumatisches
selbsttätiges Musikinstrument. Die Erfindung bezieht sich auf pneumatische selbsttätige
Musikinstrumente, bei welchen in dem Kanal zwischen dem Winderzeuger und dem Exhaustor
ein Regelventil für diesen Kanal vorgesehen ist, welches selbst durch die bewegliche
Wandung eines Spannungsregelraumes .durch Einführung atmosphärischer Luft gesteuert
wird, und betrifft ein Musikinstrument dieser Art, bei welchem zum Zwecke der Gewinnung
einer fein veränderlichen Druck-Spannung in der Spielart die Spannungsregelkammer
mit der Außenluft durch ein Ventil in Verbindung gesetzt ist, in welchem ein Verschlußdorn
bewegbar ist, der in beiden Richtungen durch besondere Blasebälge verschoben wird,
die ihrerseits wiederum durch Ventile gesteuert werden, welche durch Membrane und
Rohre von verschiedenen Luftlöchern in der Führungsleiste aus betätigt werden. Den
das Ventil steuernden beweglichen Boden des Druckluftreglers, der durch das Dornventil
gesteuert wird, setzt man vorteilhaft mit der Niederseite des Hauptwindkanals durch
einen engen DurchlaB in Verbindung, um die Tonstärke des Spieles anwachsen lassen
zu können. Man kann auch die Verbindung zwischen der Regelkammer und der äußeren
Atmosphäre durch ein Ventil bewirken, welches durch eine Klappe gesteuert wird,
die durch eine Membran bewegt wird, welche ihrerseits durch ein Rohr von Seiten
des Notenbandes beeinflußt wird. Zum Zwecke eines vollständigen Abschlusses des
DrÜckluftregelventils und zur Anwendung der ganzen Druckkraft zum Wiederaufwinden
des Notenblattes sieht man vorteilhaft eine durch ein Ventil regelbare zusätzliche
Verbindung zwischen dem Saugluft erzeugenden Rohr und der übertragenden nachgiebigen
Wand des Druckluftregelventils vor.
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Auf der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise
und schematisch dargestellt.
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Abb. z zeigt im Schnitt verschiedene Teile
einer Ausdruckkontrollvoriichtung,
welche selbsttätig durch das über die Führungsleiste laufende Notenband eingestellt
wird.
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Abb. 2 und 3 sind senkrechte Schnitte nach den Linien 2-2 und 3-3
in Abb. i.
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Abb. q. ist ein Schnitt eines abgeänderten Mittels zum Lüften des
Antriebsbalges für das Hauptkontrollventil für die verschiedenen Grade des Ausdruckes.
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Ein Ventilkasten i hat eine Nummer 2, die durch einen Kanal 3 mit
einer geeigneten Winderzeugungsvorrichtung oder Saugpumpe (nicht dargestellt) in
Verbindung gesetzt werden kann, und die auch durch einen Kanal q. mit einer geeigneten
(nicht dargestellten) Klangerzeugungsvorrichtung in Verbindung steht.
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Die untere Seite des Ventilkastens = ist mit einer Kammer 5 versehen
mit einem beweglichen Boden 6, der aus einer Biegeplatte besteht, welche zusammen
mit der Kammer einen Spannungsreglerbalg zur Einstellung eines Ventils 7 mit Hilfe
der Stange 8 bildet, um den Durchgang der Luft durch den Kanal q. zu beherrschen
und dabei die Verbindung zwischen der Winderzeugungsvorrichtung und dem Spiel zu
regeln.
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Die Ventilstange 8 ist in einer rohrförmigen Führung g in dem Boden
der Kammer 2 beweglich und an ihren entgegengesetzten Enden mit Muttern =o zum Festhalten
der Biegeplatte und des Ventils versehen, so daß die beiden Muttern zusammen mit
dem Ventil ? und der Biegeplatte sich bewegen, wobei Ventil und Biegeplatte einen
Spannungsregler bilden.
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Wenn sich das Instrument in Ruhe befindet, so sinkt das Ventil 7 von
seinem Sitz abwärts und öffnet hierbei den Kanal q., um eine volle offene Verbindung
zwischen der Winderzeugevorrichtung und dem Spiel herzustellen, und die Ausdehnung
des Balges 6 zu gestatten.
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Selbsttätige Betätigung des Hauptsteuerbalges. Der Balg 6 ist durch
ein Rohr ii mit Zweigleitung 12 an einen Stutzen q.' zwischen dem Kanal q. und dem
Spiel angeschlossen. Hierdurch wird eine Verbindung zwischen der Winderzeugevorrichtung
und dem Balg 6 hergestellt, wodurch letzterer durch die-verschiedenen Spannungen
in der Winderzeugevorrichtung beeinflußt wird.
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Der Durchgang durch das Zweigrohr 12 ist bei i2' auf einen verhältnismäßig
geringen Querschnitt im Vergleich zu dem Querschnitt der Leitung i= beschränkt,
die zu dem Balg 6 führt, so daß, wenn atmosphärische Luft zu dem Balg durch die
Leitung ir in einer weiter unten zu beschreibenden Weise geführt wird, sie versucht,
die Luftspannung in dem Balg in einem Grade zu verhindern, der im Verhältnis zu
dem eingelassenen Volumen der zugelassenen atmosphärischen Luft steht. Hierdurch
wird eine entsprechende weitere Öffnung des Ventils 7 erzielt, um die bei dem Spiel
hervorgerufene Klangwirkung zu erhöhen.
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Wenn man annimmt, daß d:c Leitung =i nach der Atmosphäre hin geschlossen
ist, und daß sich das Instrument in Wirkung befindet, so wird die Luftspannung in
der Kammer 2 durch die Wirkung der Pumpenbälge erhöht. Eine entsprechende Erhöhung
der Spannung findet in dem Balg 6 durch das Zweigrohr 12 und die Leitung ir statt,
wodurch ein teilweises Zusammenfallen des Balges stattfindet und eine entsprechende
Bewegung des Ventils 7 gegen seinen, den Kanal q. umgebenden Sitz hervorgerufen
wird. Diese Bewegung zielt auf ein Schließen des Ventils hin; indessen wird der
Ventilschluß durch die Nebenverbindung mit dem Balg verhindert.
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Wenn die Luftspannung in dem Balg wächst und augenblicklich das Ventil
7 schließen sollte, so würde die Verbindung zwischen der Saugkammer 2 und dem Balg
augenblicklich unterbrochen werden. Gleichzeitig würde sich das Ventil und der Balg
zurückbewegen und die Verbindung wieder herstellen; die Wirkung dieser beiden Kräfte
besteht darin, das Ventil in offener Stellung im Gleichgewicht zu erhalten. Diese
Öffnungsbewegung des Ventils wird auch durch den Luftstrom unterstützt, der sich
in derselben Richtung durch den Kanal q. bewegt; damit die Wirkung des Ventils durch
den Balg kraftvoller geschieht und sich den verschiedenen Luftspannungen besser
anpaßt, ist die Oberfläche der Biegeplatte etwas größer als die dcs Durchgangs q:
und des Ventils 7, wie sich aus den Abb. i und 2 ergibt.
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Die Nebenverbindung umfaßt die Leitung =i und ihr Zweigrohr 12 und
bildet das Mittel, durch welches der Balg 6 selbsttätig die Wirkung des Ventils
7 überwacht, um jede Änderung der Tonstärke vom pianissimo zum fortissimo und umgekehrt
hervorzubringen. Es ist aber verständlich, daß diese Töne rasch von einem Extrem
zum anderen verstärkt oder abgeschwächt werden können, indem man Lediglich die Luftspannung
in dem Balg 6 verändert; was durch das Einlassen atmosphärischer Luft in verschiedenen
Mengen in geeigneter Weise geschieht. Niederspannungsregler für den H auptsteuerbalg.
Verschiedene Spiele arbeiten unter verschiedenen Widerständen, welche als Belastung
bezeichnet werden können. Um den größtmöglichen Umfang der Tonstärkenänderung mit
Hilfe des Spannungsreglers zu erreichen, ist es wichtig, daß : der Balg 6 auf die
geringste
Luftspannung anspricht, welche diese Spiele in Tätigkeit
setzt. Für diesen Zweck und um gleichzeitig die Balgfiäche größer zu machen als
den Kanal q. und das Ventil 7, ist ein Kanal 13 vorgesehen, der von der Außenluft
in den Balg hineinführt und durch ein einstellbares Ventil 14 beherrscht wird. Das
Ventil dient zur Einstellung der Luftströmung zu dem Balg, wodurch eine Regelung
der Luftspannung in demselben erzielt wird, so daß das Ventil sich genügend öffnet,
um die Spannung in dem Spiel der Belastung anzupassen, die zur Erzeugung der sanftesten
Töne erforderlich ist.
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Windab.stufung# für die Tonstärkenänderung. In Abb. q. ist eine einfache
und wirksame Vorrichtung zur zusätzlichen Regelung der Luftspannung indem Balg 6
dargestellt. Diese Vorrichtung besteht aus einer Reihe; im vorliegenden Falle aus
drei Rohren 15, i6, 17 von verschiedenen Innenquerschnitten, die an dem einen Ende
mit entsprechenden Kanälen 15', 16', 17' in einer Führungsleiste A in Verbindung
stehen, während die anderen Enden der Rohre mit einem Fortsatz 18 des Rohres ii,
der zweckmäßig oberhalb der Abzweigung 12 liegt, in Verbindung stehen, Die Kanäle
15', 16', 17' werden durch geeignete Lochungen in dem Notenband B gesteuert. Mit
Hilfe dieser Durchlochungen kann Außenluft in eines der Rohre oder gleichzeitig
in verschiedene Kombinationen von Rohren einströmen, um in weitestem Maße die Tonstärke
zu regeln.
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Wenn man beispielsweise annimmt, daß das Instrument unter einer verhältnismäßig
geringen Spannung spielt und Pianissimowirkungen ergibt, und man nun wünscht, den
Ton etwas zu verstärken, - so versieht man das Notenband an der geeigneten Stelle
mit einer entsprechenden Durchlochung, die mit dem einen oder anderen Ende der Kanäle
in der Führungsleiste, beispielsweisemitdem Kanal 17, zur Deckung kommt. Hierdurch
kann Außenluft zu dem Balg 6 durch das Rohr ii gelangen, wodurch die Luftspannung
in dem Balg vermindert und eine entsprechend größere Öffnung des Ventils 7 und infolgedessen
ein Anwachsen der Luftspannung in dem Spiel erreicht wird. In ähnlicher Weise kann
der Ton weiter verstärkt werden, indem man Luft durch die Leitung 15' oder 16' und
ihre zugehörigen Rohre 15 bzw. 16 oder durch eine Kombination. dieser Leitungen
und Rohre einläßt.
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Kontrollvorrichtung für die Tonabstufung. In Abb. i ist eine Tonabstufungsvorrichtung
dargestellt, die ein Ventilbrett i9 umfaßt, das in dem gezeichneten Ausführungsbeispiel
e getrennte Ventilkammern 2o besitzt. Jede hat eine Verbindung 21 zur Außenluft
und ist durch einen Kanal 22 mit einer Saugkammer 23 verbünden, die ihrerseits mit
einem Saugrohr 24 in Verbindung steht, welches mit der Winderzeugungsvorrichtung
oder einer anderen nicht gezeichneten Saugkammer verbunden ist.
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Geeignete Ventile 25 sind in ihren verschiedenen Ventilkammern 2o
angeordnet, und können durch Primärbälge 26 bewegt werden, welche die üblichen Umlaufkanäle
27 zu der Kammer 23 besitzen.
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Diese Bälge 26 stehen durch Rohre 28 mit verschiedenen Öffnungen 29
in der Führungsleiste A in Verbindung. Diese Öffnungen werden durch geeignete Durchlochungen
in dem Notenband B gesteuert.
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Die Ventilkammern sind durch besondere Kanäle 3o und 3o' mit gesonderten
entgegengesetzt wirkenden Bälgen 31 und 3i' verbunden; die beweglichen Seiten der
Bälge sind durch Lenker 32, 32' mit dem Kopf 33 eines verjüngten Ventilkörpers 34
verbunden. Dieser Ventilkörper 34 wird in einem geeigneten Block 35 geführt und
wirkt mit einem zur Außenluft führenden Kanal 36 in einem Ventilgehäuse 37 zusammen,
um den Eintritt von Luft in die Kammer 38 zu überwachen.
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Die Kammer 38 ist durch ein Rohr 39 mit einem Ansatzrohr qo des Umlaufes
ii zweckmäßig oberhalb des Zweigrohres i2 verbunden, so daß atmosphärische Luft,
welche in die Kammer 38 eindringt, durch die Rohre 39 und qo strömt und von da durch
das Rohr ix in den Balg 6 gelangt, um letzteren und sein Ventil? einzustellen und
die gewünschte Klangwirkung hervorzubringen.
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Der Ventilkörper 34 hat eine langgestreckte Kegelform, um eine genaue
Regelung der zu dem Balg 6 strömenden Luft zu ermöglichen. Durch die Gegenüberstellungder
beiden Bälge31 und 31' in der dargestellten Weise ist es möglich, bei der Bewegung
des einen Balges, z. B. 31, unter verstärkter Luftspannung das Ventil 34 nach seiner
- Schlußstellung hinzu bewegen, um den Betrag der zu dem Balg 6 strömenden Außenluft
zu vermindern. Eine erhöhte Spannung in dem Balg 31 dagegen wird eine weitere Öffnung
des Ventils 34 und eine Vergrößerung der in den Balg 6 eintretenden Luftmenge hervorrufen.
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Wenn die Luftspannung in beiden Bälgen 31 und 31' dieselbe ist, so
werden sie das Ven- i til 34 in einer bestimmten Mittelstellung erhalten.
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Wenn man annimmt, daß das Instrument bei der Wirkung der Luftabstufungsvorrichtung
anter verhältnismäßig geringer Spannung ar- i geitet, um entsprechend sanfte Töne,
beispielsweise Pianissimowirkungen, hervorzubringen,
und wenn man
nunmehr den Ton zu verstärken wünscht, so hat man das Notenband an den geeigneten
Stellen zeit einer entsprechenden Durchlochung zu verseben, welche zu dem Balg 31:
führt. Hierdurch wird der entsprechende Primärbalg 26 und das dazugehörige Ventil25
zwecks Abschließens der Verbindung zwischen dem Balg 31' und der Außenluft und zwecks
Herstellung einer Verbindung zwischen diesem Balg und der Saugkammer 25 bewegt.
Auf diese Weise wird ein teilweises Zusammensinken des Balges und eine entsprechende
Öffnungsbewegung des Ventils 34 hervorgerufen, um einen vergrößerten Betrag an Luft
zu dem Balg 6 zuzulassen, und eine weitere Öffnung des Ventils 7 zu veranlassen,
woraus sich eine Erhöhung der Luftspannung in dem Spiel ergibt.
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Im umgekehrten Falle können der Balg 31 und das Ventil 34 dadurch
bewegt werden, daß man eine DurchIochung in dem Notenband mit der entsprechenden
Öffnung 29 zur Verminderung des Betrages der eintretenden Außenluft in den Balg
6 zur Deckung bringt und hierdurch eine ähnliche Verminderung der Luftspannung in
dem Spiel hervorruft. Wenn die Bewegung des Ventils 34 und die entsprechende Änderung
der Luftspannung in dem Spiel nur gering ist, so würde die entsprechende Dürchlochung
in dem Notenband B nur verhältnismäßig kurz. sein, wodurch nur eine. geringe Bewegung
des entsprechenden Balges 31 oder 31' hervorgerufen wird. Wenn aber die Bewegung
des Ventils und die daraus sich ergebende Änderung der Luftspannung in dem Spiel
beträchtlich ist, so müssen die Durchlochungen in dem Notenband entsprechend lang
sein, und zwar so lang, daß sie ein vollständiges Zusammenklappen eines der Bälge
und infolgedessen ein vollständiges Öffnen oder Schließen des Ventils 34 hervorrufen.
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Zum Zwecke der Betonung ist ein Ventilbrett 41 mit einer Reihe von
(im vorliegenden Falle drei) Windöffnungen 42 vorgesehen, welche verschiedene Größe
und eine entsprechende Anzahl von Ventilen 43 zu ihrer Überwachung haben. Alle Öffnungen
sind durch ein Zweigrohr 44 mit dem Fortsatz 4o des umlaufenden Rohres.ii verbunden,
so daß durch Öffnung eines der Ventile entgegen der Wirkung seiner zugehörigen Feder
45 Außenluft zu dem Balg 6 gelassen wird, wodurch ein weiteres Öffnen des Ventils
7 und infolgedessen ein Anwachsen der Luftspannung in dem Spiel hervorgerufen wird.
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An der Unterseite des Ventilbrettes 41 ist ein Gehäuse 46 angeordnet,
daß eine -Saugkammer 47 und mehrere Primärbälge 48 für jedes der Ventile 43-hat.
Die Saugkammer47 kann durch ein Rohr 49 mit der Winderzeugevorrichtung oder einer
arideren nicht gezeichneten Saugkammer in Verbindung gesetzt werden.
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Die Bälge 48 bewegen -ihre zugehörigen Ventile mittels Stangen 5o,
die in geeigneten Öffnungen in dem Ventilbrett 41 geführt werden, wie in Abb. i
dargestellt ist. Die Bälge 48 sind durch besondere Rohre 51 mit einzelnen Leitungen
52 in der Führungsleiste A verbunden.
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Diese Öffnungen 52 werden durch das Notenband A gesteuert, welches
entsprechende Durchlochungen hat, die mit den Öffnungen zur Deckung kommen, wenn
man -einen oder mehrere der Bälge 48 und der zugehörigen Ventile 43 zu bewegen wünscht,
damit Außenluft zu dem Hauptsteuerbalg 6 gelangen kann.
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Wenn man die Kanäle 42 von verschiedener Größe macht, wie in Abb.
3 dargestellt, so kann man den Betrag der zu dem Balg 6 zugelassenen Luft ändern
und eine entsprechende Abänderung in der Luftspannung in dem Spiel erreichen, indem
man verschiedene Ventile oder verschiedene Kombinationen derselben öffnet.
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Wenn diese Betonungsvorrichtung durch das Notenband betätigt wird
und wenn die Durchlochungen in dem letzteren verhältnismäßig kurz sind, so wird
ein plötzliches Öffnen und Schließen des entsprechenden Ventils oder der entsprechenden
Ventile und infolgedessen eine plötzliche Änderung des beim Spielen hervorgerufenen
Tones veranlaßt.
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Wenn ein Teil des Musikstückes mit Krescendo- oder Dekrescendowirkung
gespielt werden soll, so werden die Durchlochungcn in dem Notenband, welches die
Wirkungen der Bälge 31 und 31' steuert, verhältnismäßig kurz sein, so daß eine stufenweise
Bewegung des einen oder des anderen dieser Bälge hervorgerufen wird, je nach der
gewünschten Anschwellung und Abschwellung.
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Die Zuleitung der Außenluft zu dem Hauptsteuerbalg -kann durch irgendeine
ändere selbsttätige Vorrichtung als oben beschrieben oder auch durch irgendeine
von Hand einzustellende Vorrichtung hervo:gerufen werden. Anstatt die Größe der
Kanäle 15', 16' und 17' in der Führungsstange zu ändern, wie in Abb. 4, können diese
dieselbe Größe haben, während die. Durchloch«ngen in dem Notenband, die mit ihnen
zusammenwirken, in ihrer Größe verschieden sind, wodurch im wesentlichendieselbenResultate
erzieltwerden können. Abschaltvorrichtung. Bei Vorrichtungen dieser Art ist es wünschenswert,
die Verbindung zwischen der Winderzeugevorrichtung und der Spielvorrichtung während
des Abwickelns des Notenbandes abzuschalten, so daß die volle Energie der Winderzeugevorrichtung
auf den Aufwinde- und Zurückwindemotor
übertragen werden kann,
der nicht dargestellt ist. Zu diesem Zweck ist an einer Seite des Ventilkastens
i ein Ventilgehäuse 53 angeordnet und mit getrennten Kammern 54 und 55 versehen,
die durch einen Kanal 56 miteinander in Verbindung stehen. Eine der Kammern, z.
B. 54, ist durch einen Kanal 57
mit der Saugkammer 2 des Ventilgehäuses i
verbunden, während die andere Kammer 55 durch ein Rohr 58 mit dem Balg 6 in Verbindung
steht.
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Ein Ventil 59 schließt gewöhnlich den Kanal 56, um die Verbindung
zwischen den Kammern 54 und 55 abzusperren. Es kann durch einen Primärbalg 6o mit
Luftöffnung 61 geöffnet werden, durch welche Außenluft erforderlichenfalls durch
Öffnen des Ventils 62 oder durch selbsttätige Mittel eingelassen werden kann.
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Wenn man z. B. den Notenstreifen zurückrollen will, so kann das Ventil
62 geöffnet werden, um Außenluft in den Primärbalg Einzulassen, der seinerseits
das Ventil 59 öffnet und hierbei den Hauptsteuerbalg 6 mit der Saugkammer
54 durch das Rohr 58 verbindet; der Steuerbalg schließt hierbei vollständig das
Ventil 7 und sperrt die Verbindung zwischen der Winderzeugevorrichtung und dem Spielwerk
ab; so däß die volle Spannung der Winderzeugevorrichtung zu dem Zurückwickelmotor
geführt werden kann. Die verhältnismäßig große Fläche des Balges 6 im Verhälnis
zu dem Ventildurchgang 4 und dem Venti17 unterstützt wesentlich das sichere Schließen
des Ventils, wenn es in unmittelbare Verbindung mit der Saugkammer 2 durch das Rohr
58 gesetzt wird. Das Ventil 7 hat eine doppelte Aufgabe: Es regelt die Luftspannung
in dem Spielwerk während der Vorführung eines Musikstückes, und es sperrt die Verbindung
zwischen der Winderzeugevorrichtung und dem Spielwerk ab, wenn die volle Spannung
der Winderzeugevorrichtung auf-- den Aufwickel- oder Zurückwickelmotor geleitet
werden soll.
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Wenn die Verbindung zwischen der Winderzeugevorrichtung und dem Spielwerk
durch Schließen des Ventils 7 unterbrochen- worden ist, um die volle Spannung der
Winderzeugevorrichtung zu dem Zurückwickehnotor zu leiten, so befindet sich das
Spielwerk unter dem Druck der Außenluft, so daß ein Zurückströmen der Luft durch
den engen Kanal 12' und die Abzweigung 12 stattfindet, um letztere von Staub und
Fasern zu reinigen, die sich dort etwa abgesetzt haben sollten.
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Es können andere als die dargestellten Einrichtungen benutzt werden,
um den Betrag der zu dem Balg zugelassenen Luft zu dem Zwecke der Betonung zu regeln,
z. B. ein veränderlicher Öffnungsgrad eines oder mehrerer der Ventile 43 oder eine
veränderliche Größe eines oder mehrerer Kanäle 42. Die verschiedenen zur Außenluft
führenden Kanäle können von Hand oder nach Belieben selbsttätig von dem Notenblatt
aus betätigt werden.