DE3904762C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Drucktremulant, insbesondere für Schleifladen-Orgeln, gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Bei bekannten Schleifladen-Orgeln ist am Unterteil der Windlade ein sog. Schwimmbalg angeordnet, der aus einer in vertikaler Richtung mit einem Hub von etwa 30 bis 40 mm Länge bewegbaren Steifplatte besteht, die ringsherum mit einem als Membrane dienenden Schwimmbalgleder versehen ist. Der durch ein Gebläse erzeugte Blaswind ungeregelten Druk­ kes wird durch eine am Unterteil des sog. Windkastens vor­ handene Öffnung hindurch in den Innenraum des Windkastens eingeleitet. Innenseitig ist dieser Öffnung ein mit der Steifplatte des Schwimmbalges verbundenes Scheibenventil zugeordnet, durch dessen Stellung die Menge des Blaswindes geregelt wird. Die Steifplatte ist von außen gegen den In­ nendruck durch Federn mit einer eingestellten Vorspannkraft nach oben gedrückt. Durch die eingestellte Federkraft wird der im Windkasten herrschende geregelte Blaswinddruck be­ stimmt, dessen Sollwert allgemein zwischen 50-80 mm WS liegt. Vor dem Einschalten des Gebläses ist die Steifplatte durch die Federn in ihrer oberen Anschlagstellung gehal­ ten. Wird nun das Gebläse eingeschaltet, baut sich allmäh­ lich im Windkasten ein Blaswinddruck auf, der die Steif­ platte gegen Federkraft nach unten bewegt. Hierdurch nähert sich auch der Schließkörper des Scheibenventils der Ein­ strömöffnung, und es stellt sich noch vor Erreichen der vollständigen Sperrstellung ein Druckgleichgewicht ein. Falls z.B. durch entsprechende Vorspannung der Federn ein Sollwert für den Blaswinddruck von 60 mm WS eingestellt wurde, ertönt ein Teil der Orgelpfeifen, welcher der je­ weiligen Register- und Tonventilaussteuerung entspricht, mit gleichmäßiger Tonstärke und Tonhöhe. Um jedoch eine Schwebung der Tonhöhe und -stärke im Sinne eines sog. Tre­ moloeffektes zu erzielen, muß für eine rhythmische Pulsie­ rung des Blaswinddruckes gesorgt werden.

Bei einem bekannten Drucktremulanten für Orgeln (DE-GM 19 88 040) ist eine Betätigungsstange vorgesehen, die gegen eine Steifplatte eines in einem zwischen zwei Endlagen lie­ genden Hubbereiches geradlinig in einer Hubrichtung stoßar­ tig bewegten, am Unterteil der Windlade der Orgel an­ gebrachten sog. Schwimmbalges von unten abgestützt oder mit dieser Steifplatte mechanisch gekoppelt ist. Die Betäti­ gungsstange und damit letztlich die Steifplatte bzw. Druck­ platte des Tremulanten wird dabei über einen Elektromagne­ ten angeregt, d.h. der Anker des Elektromagneten wird periodisch bewegt, wodurch eine zwangsläufige Auslenkung der Steif- bzw. Druckplatte erzielt wird. Eine derartige Ausführung eines Tremulanten erfordert einen komplizierten Aufbau mit großem Raumbedarf.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen ge­ genüber den bekannten Drucktremulanten einfacheren, äußerst platzsparenden, weniger aufwendigen Tremulanten von erhöh­ ter Zuverlässigkeit zu schaffen.

Diese Aufgabe wird bei der Erfindung durch die im Anspruch 1 aufgeführten Merkmale erreicht. Vorteilhafte Ausgestal­ tungen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß ein Tremu­ lant zusammen mit seinem Keilbelag durch Verwendung eines Membranmotors im Prinzip integriert werden und somit we­ sentlich einfacher und platzsparender ausgeführt werden kann.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Drucktremulanten liegt darin, daß er infolge der Möglichkeit der Verwendung eines kompakten Membranmotors ggf. mit mehreren Druckkammern auch bei einem relativ niedrigen Blaswinddruck (im Bereich zwi­ schen 80-150 mm WS) eine beachtliche Druckkraft zu erzeu­ gen in der Lage ist, wobei die Einbaumaße sehr gering ge­ halten werden können.

Der erfindungsgemäße Drucktremulant ist in jeder Orgelbau­ werkstatt mit Hilfe von gebräuchlichen Werkzeugen, Techno­ logien und unter Verwendung der im Orgelbau traditionell benutzten Werkstoffe, Materialien herstellbar. Die Fre­ quenz und die Intensität des zu erzeugenden Tremoloeffektes können entweder durch Aussteuerung veränderlicher Frequenz des Stellmagneten sowie durch Drosselung der Ein- und Aus­ strömquerschnitte der stets entspannten Leerkammer des Mem­ branmotors, oder durch die bereits erwähnte Drosselung der Steuereingänge der im pneumatischen Oszillator vorhandenen pneumatisch gesteuerten Ventile, zusammen mit der Drosselung der Leerkammerentlüftung im Membranmotor in weiten Grenzen geändert bzw. eingestellt werden. Der Hauptvorteil des er­ findungsgemäßen Drucktremulanten ist jedoch in erster Linie darin zu sehen, daß durch ihn der bisher gebräuchliche, sperrige Tremulant samt seinem Sammelwindkasten und Keil­ balg auf äußerst kompakte, raumsparende Weise und mit einer zumindest gleichen Funktionsgüte ersetzt werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch den erfindungsgemäßen Drucktremulan­ ten mit Windlade bzw. deren Windkasten sowie Schwimmerbalg mit seiner Steifplatte im Schnitt;

Fig. 2 eine Darstellung des Drucktremulanten mit einem Membranmotor und einer daran integrierten elek­ tropneumatischen Steuereinheit und

Fig. 3 ein Prinzipschaltbild einer als pneumatischer Os­ zillator ausgebildeten Steuereinheit.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist am Unterteil eines Windka­ stens einer Windlade 1 ein die Einströmung des ungeregelten Blaswindes regelndes Scheibenventil 3 vorgesehen, das über ein Gestänge 4 mit einer Steifplatte 2 eines am Windkasten der Windlade 1 unten angebrachten, ringsherum durch ein Schwimmerbalgleder 7 elastisch abgedichteten Schwimmer­ balges in Wirkverbindung steht. Die Steifplatte 2 des Schwimmerbalges ist durch vorgespannte Federn 5, die gegen ortsfeste, vorzugsweise am Windkasten befestigte Federan­ schläge 6 abgestützt sind, ständig nach oben gedrückt. Beim Einsetzen der Einströmung des Speiseblaswindes in den Wind­ kasten der Windlade 1 befindet sich die Steifplatte 2 in ihrer oberen Stellung, das Scheibenventil 3 ist weit geöff­ net, und der Speisewind kann ungehindert einströmen. Der Speisewind baut allmählich einen Druck auf, durch den die Steifplatte 2 zusammen mit dem Scheibenventil 3 gegen die zunehmende Federkraft der Federn 5 nach unten bewegt wird. Noch vor Erreichen der vollen Schließstellung des Scheiben­ ventils 3 stellt sich ein Druckgleichgewicht zwischen Spei­ sewinddruck und Federkraft ein, so daß die Steifplatte 2 zum Stillstand kommt. Die Orgelpfeifen ertönen, da sie mit einem gleichmäßigen geregelten Blaswinddruck gespeist wer­ den. Will man den bekannten Tremoloeffekt erzielen, d.h. eine rhythmische Schwebung der Stärke und der Höhe der Pfeifentöne verwirklichen, muß dafür Sorge getragen werden, daß die Orgelpfeifen mit einem Blaswinddruck rhythmisch pulsierenden Druckes beaufschlagt werden. Hierzu dient der bei Wunsch einschaltbare Drucktremulant. Dieser weist in der gezeigten Ausführung eine Betätigungsstange 9 auf, die mit einem an seinem Ende durch eine Filzeinlage gedämpften Druckkopf 10 versehen ist, der an der Steifplatte 2 ständig von unten angreift. Die Betätigungsstange 9 wird von einem Membranmotor 8 in Bewegung versetzt.

Beim Einschalten eines an sich bekannten Spannungsun­ terbrechers 22 (Fig. 2), was vom Spielstand aus erfolgen kann, werden über einen Stellmagneten 19 an einem gemeinsa­ men Ventilstößel 18 befestigte Ventilscheiben 16, 17 eines Dreiwegventils einer Steuereinheit 15 mit einer (vor­ zugsweise voreinstellbaren) konstanten Impulsfrequenz auf- und abbewegt. Der Membranmotor 8 wird dementsprechend pul­ sierend angesteuert. Über die Betätigungsstange 9 wird die Steifplatte 2 des Schwimmerbalges stoßartig nach oben be­ wegt. Dadurch wird auf den im Windkasten der Windlade 1 herrschenden konstanten Druck eine pulsierende Druckkompo­ nente überlagert, wodurch die gewünschte rhythmische Schwe­ bung der Pfeifentöne, d.h. der bekannte Tremoloeffekt er­ zielt wird. Der Membranmotor 8, der jeweils durch eine Mem­ brane 11 und 12 in eine Druckkammer 111, 121 und eine stets entlüftete Leerkammer 112, 122 unterteilt ist, enthält so­ mit zwei Kammern, die voneinander durch eine Wand 14 ge­ trennt sind. Der Membranmotor 8 ist unten am Windkasten der Windlade 1 ortsfest angebracht, und seine Betätigungsstange 9 greift mit ihrem filzgedämpften Druckkopf 10 von unten an der beweglichen Steifplatte 2 des Schwimmerbalges an. Der Druckkopf 10 kann mit der Steifplatte 2 auch in beiden Richtungen bewegungsübertragend gekoppelt sein. Die Betäti­ gungsstange 9 ist vorzugsweise mit Hilfe von Splinten mit versteiften Mittenbereichen der vorzugsweise aus Leder ge­ fertigten Membran 11, 12 in beiden Hubrichtungen zwangsver­ bunden. Sie ist durch die Wand 14 bzw. durch eine schwim­ merbalgseitige Stirnwand des Membranmotors 8 in druckbeständigen Dichtungen 13 hindurchgeführt.

Die entlüfteten Leerkammern 112, 122 sind mit der Atmo­ sphäre unter Zwischenschaltung eines in die Strömungswege eingefügten Drosselschiebers 20 verbunden, der verstellbar ist. Mit dessen Verschiebung kann der Drosselwiderstand im Strömungsweg der ein- und ausströmenden Luft vorgewählt bzw. nachgestellt werden. Durch entsprechende Einstellung des Drosselwiderstandes mittels dieses Drosselschiebers 20 können überintensive Druckpulsierungen verringert bzw. ver­ mieden werden, da durch die Drosselung die Membranen 11, 12 in ihrer Bewegungsfreiheit gehindert und somit Stöße ge­ dämpft werden können. Wird der Stellmagnet 19 erregt, wer­ den die Ventilscheiben 16, 17 angehoben. Die Druckkammern 111, 121 des Membranmotors 8 werden druckbeaufschlagt. Durch die Mittenbereiche der sich nach oben bewegenden Mem­ branen 11, 12 wird die Betätigungsstange 9 und über den Druckkopf 10 die Steifplatte 2 des Schwimmerbalges stoßar­ tig nach oben bewegt. Gleichzeitig strömt gedrosselte Luft aus den Leerkammern 112, 122 in die Umgebung aus. Beim Ab­ schalten, d.h. beim Unterbrechen der Erregerspannung des Stellmagneten 19 kehren die Ventilscheiben 16, 17 in ihre Ausgangsstellung zurück. Die Druckluftzufuhr wird unter­ brochen, so daß die Druckkammern 111, 121 entspannt, d.h. mit der Atmosphäre verbunden werden. Damit hört die nach oben gerichtete Hubbewegung der Steifplatte 2 zunächst auf. Eine Rückhubbewegung, ausgeübt durch den im Windkasten und somit im Inneren des Schwimmerbalges herrschenden Druck, setzt ein. Es werden durch den Membranmotor 8 auf die Steifplatte 2 in jeder Zwischenstellung innerhalb ihres ma­ ximalen Hubbereiches (der Länge von etwa 30-40 mm) stoß­ artige Druckimpulse, resultierend aus ihrer Folgebewegung bzw. durch zeitweilig erhöhten Innendruck im Windkasten der Windlade 1, ausgeübt. Falls höhere Stoßkräfte erforderlich sind, kann der Membranmotor 8 auch mit mehr als zwei pneu­ matisch parallel geschalteten Druckkammern ausgestattet sein.

Wie aus der abgewandelten Ausführungsform gemäß Fig. 3 er­ sichtlich, kann anstelle einer elektropneumatischen Steuereinheit 15 mit Spannungsunterbrecher 22, Stellmagne­ ten 19 und Doppelscheiben-Ventil auch eine vollpneumati­ sche, als pneumatischer Oszillator ausgeführte Steuerein­ heit 15 zur Versorgung des Membranmotors 8 mit pulsierender Druckluft vorgesehen sein.

Diese Steuereinheit 15 enthält als Anlaßglied ein pneuma­ tisch gesteuertes Kegelventil KV1, ein druckgesteuertes Membran-Durchgangsventil 24, zwei als Verzögerungsglieder in der Schaltung dienende, pneumatisch gesteuerte Kegelven­ tile KV2 und KV3, ein weiteres pneumatisch gesteuertes Dreiwegventil TV und einen Druckraum 23 mit einem Eingang E für Druckluft konstanten (jedoch ungeregelten) Speisedrucks sowie einem Ausgang A pulsierenden Druckes. Das Kegelventil KV1 ist als in seiner Ruhestellung geschlossenes Ventil zwischen dem Druckraum 23 und einer übermembranseitigen Durchströmkammer des Membran-Durchgangsventils 24 angeord­ net. Der Steuereingang des Kegelventils KV2 ist mit der Durchströmkammer des Membran-Durchgangsventils 24 verbun­ den, wobei das Ventil selbst zwischen dem Druckraum 23 und dem Steuereingang des nächstfolgenden Kegelventils KV3 in seiner Ruhestellung angeordnet ist. Dieses Kegelventil KV3 ist schließlich als ein in Ruhestellung geschlossenes Ven­ til in den Strömungsweg vom Druckraum 23 zum Steuereingang des Dreiwegventils TV eingefügt. Ein Schließkörper des Dreiwegventils TV befindet sich als ein in Ruhestellung des Ventils schließendes Glied in einem Strömungsweg vom Druck­ raum 23 zu einer untermembranseitigen Steuerdruckkammer des Membran-Durchgangsventils 24.

Die beschriebene Steuereinheit 15 gemäß Fig. 3 funktioniert folgendermaßen:
Mit Hilfe eines vom Spielstand der Orgel ansteuerbaren Schalters wird in Richtung des Pfeils Tr ein konstanter Luftdruck auf den Steuereingang des als Anlaßglied dienen­ den Kegelventils KV1 gegeben. Somit wird das Kegelventil KV1 geöffnet. Aus dem Druckraum 23 kann über die jetzt noch frei durchströmbare Durchströmkammer des Membran-Durch­ gangsventils 24 Druckluft zum Steuereingang des als Verzö­ gerungsglied dienenden ersten Kegelventils KV2 strömen, wo­ durch dieses Ventil KV2 öffnet. Gleichzeitig setzt eine Ab­ nahme des im Druckraum 23 herrschenden (und über Ausgang A den Membranmotor 8 beaufschlagenden) Luftdrucks ein, der verstärkt dadurch abnimmt, daß der Druckraum 23 in Verbin­ dung mit dem Steuereingang des Kegelventils KV3 gelangt und auch dieses Ventil KV3 öffnet. Somit wird durch den nun vom Druckraum 23 aus beaufschlagten Steuereingang auch das Dreiwegventil TV erregt und geöffnet, wodurch die untermem­ branseitige Steuerkammer des Membran-Durchgangsventils 24 vom Druckraum 23 aus unter Druck gelangt. Die freie Luft­ strömung durch seine übermembranseitige Durchströmkammer hindurch wird verhindert, d.h. der Strömungsweg unterbro­ chen. Mangels Druckluftnachschub kehrt zuerst das Kegelven­ til KV2 in seine Ruhestellung zurück, da sein Steuereingang über einen Luftkanal, dessen Drosselwiderstand einstellbar ist, allmählich entspannt wird. Demzufolge wird der Steuer­ druck am Steuereingang des Kegelventils KV3 beendet, so daß auch dieses Ventil geschlossen wird, da auch sein Steuereingang gedrosselt mit der Umgebung in Verbindung steht. Inzwischen steigt der Luftdruck im Druckraum 23 all­ mählich wieder an, da die "Leckstellen" nacheinander besei­ tigt, d.h. abgedichtet werden und auch keine andere Luft­ entnahme erfolgt. Im erneut geschlossenen Zustand des Ke­ gelventils KV3 wird schließlich auch der Steuereingang des Dreiwegventils TV über seinen gedrosselten Entlüftungskanal zur freien Umgebung hin entspannt. Dieses Dreiwegventil TV wird in seine geschlossene Ruhestellung zurückgeführt. Da­ mit wird jedoch die Druckluftverbindung zur untermembran­ seitigen Steuerkammer des Membran-Durchgangsventils 24 un­ terbrochen, so daß mit dem Ansteigen des Druckes im Druck­ raum 23 die obermembranseitige Durchströmkammer erneut luftdurchführend wird. Es setzt die oben beschriebene Steuerungsfolge der beteiligten Ventile von neuem ein. Die­ ser Vorgang wiederholt sich zyklisch, solange der Steuereingang des Kegelventils KV1 druckbeaufschlagt gehal­ ten ist.

Als Ergebnis gelangt ein pulsierender Luftdruck über den Ausgang A auf den mit ihm verbundenen Membranmotor 8, der rhythmisch pulsierend betätigt wird, so daß die Orgel­ pfeifen mit entsprechend schwebender Tonstärke und Tonhöhe gemäß dem erwünschten Tremoloeffekt ertönen.

Claims (8)

1. Drucktremulant, insbesondere für Schleifladen-Or­ geln, welcher eine Betätigungsstange enthält, die gegen eine Steifplatte eines in einem zwischen zwei Endlagen lie­ genden Hubbereich geradlinig in einer Hubrichtung stoßartig bewegten, am Unterteil der Windlade der Orgel angebrachten sog. Schwimmbalges von unten abgestützt oder mit dieser Steifplatte mechanisch gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsstange (9) mindestens in einer Hubrich­ tung unmittelbar mit einem pneumatischen Membranmotor (8), über in der Druckkammer angeordnete Membrane (11, 12) an­ triebsverbunden ist, wobei mindestens eine Druckkammer (111, 121) des pneumatischen Membranmotors (8) von einer elektropneumatischen Steuereinheit (15) aus über Luftkanäle mit pulsierendem Speisedruck beaufschlagt wird.

2. Drucktremulant nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Membranmotor (8) mindestens zwei zueinander pneumatisch parallel geschaltete, derselben Betätigungs­ stange (9) zugeordnete Druckkammern (111, 121) enthält.

3. Drucktremulant nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektropneumatische Steuereinheit (15) ein zwischen einem Eingang (E) für Druckluft konstan­ ten Speisedruckes und einem zur/zu den Druckkammer/n (111, 121) des Membranmotors (8) führenden Luftkanal angeordne­ tes, durch einen Stellmagneten (19) bewegtes Dreiwegventil sowie einen den Stellmagneten (19) speisenden, an sich be­ kannten Spannungsunterbrecher (22) enthält (Fig. 2).

4. Drucktremulant nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß das Dreiwegventil als Doppelscheiben-Hubventil mit zwei an einem gemeinsamen Ventilstößel (18) angeordneten Ventilscheiben (16, 17) ausgeführt ist, das mit einem elek­ tromechanischen, elektronischen oder ein Bimetallglied ent­ haltenden Spannungsunterbrecher (22) zumindest in einer Richtung antriebsverbunden ist.

5. Drucktremulant nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (15) als pneuma­ tischer Oszillator (Fig. 3) ausgebildet ist.

6. Drucktremulant nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der pneumatische Oszillator als Anlaßglied ein pneumatisch gesteuertes Kegelventil (KV1), ein druckgesteu­ ertes Membran-Durchgangsventil (24), ein weiteres pneuma­ tisch gesteuertes Dreiwegventil (TV), einen Druckraum (23) mit einem Eingang (E) für Druckluft konstanten Speisedrucks und einen die Luftkammer/n (111, 121) des Membranmotors (8) speisenden Luftkanal mit einem Ausgang (A) pulsierenden Druckes enthält, wobei das Kegelventil (KV1) als in seiner Ruhestellung geschlossenes Ventil zwischen dem Druckraum (23) und einer übermembranseitigen Durchströmkammer des Membran-Durchgangsventils (24) angeordnet, die Durchström­ kammer des Membran-Durchgangsventils (24) mittelbar oder unmittelbar mit dem Steuereingang des Dreiwegventils (TV) verbunden und ein Schließkörper dieses Dreiwegventils (TV) als in Ruhestellung schließendes Glied in einem Strömungs­ weg vom Druckraum (23) zu einer untermembranseitigen Steu­ erdruckkammer des Mebran-Durchgangsventils (24) eingefügt ist.

7. Drucktremulant nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der pneumatische Oszillator mindestens zwei wei­ tere, als Verzögerungsglieder dienende pneumatisch gesteu­ erte Kegelventile (KV2, KV3) enthält, wobei der Steuerein­ gang des ersten Kegelventils (KV2) mit der Durchströmkammer des Membran-Durchgangsventils (24) verbunden, das Ventil selbst zwischen dem Druckraum und dem Steuereingang des nächstfolgenden Kegelventils (KV3) in Ruhestellung schließend angeordnet und dieses Kegelventil (KV3) schließ­ lich als ein in Ruhestellung geschlossenes Ventil in einen Strömungsweg vom Druckraum (23) zum Steuereingang des Drei­ wegventils (TV) eingeschaltet ist.

8. Drucktremulant nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steuereingänge der als Verzögerungsglieder dienenden Kegelventile (KV2, KV3) sowie der Steuereingang des Dreiwegventils (TV) über gedrosselte Entlüftungskanäle einstellbaren Strömungswiderstandes mit der Atmosphäre ver­ bunden sind.