DE3918880C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Keyboard mit einer Klaviatur und einer Repetiermechanik zur Veränderung des Anschlagwiderstandes mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Ein Keyboard, z. B. einer elektronischen Orgel oder eines Digitalpianos verfügt im allgemeinen nur über eine Klaviatur, deren Tasten durch einfache Federkraft jeweils wieder in die Ausgangsposition zurückgestellt werden. Das dadurch entstehende Spielgefühl ist einer der Gründe dafür, warum für Pianisten oder Organisten die Tastatur eines Keyboards nicht akzeptabel ist.

Man hat schon daran gedacht, bei einem Keyboard die Tastenmechanik eines klassischen Flügels einzusetzen. Eine solche Mechanik ist jedoch in der Regel zu aufwendig, zu groß, zu schwer und meistens auch zu kostspielig.

Den Tasten solcher Keyboards sind elektrische Kontakte zugeordnet. Diese sind mit den auf elektronischem Weg den Ton erzeugenden Einrichtungen verbunden. Sie können alternativ dazu oder gleichzeitig damit auch über ein MIDI-OUTPUT dazu dienen, andere, elektronische Musikinstrumente anzusteuern, z. B. Expander, Sampler, Synthesizer, elektronische Orgeln, Digitalpianos oder dergleichen.

Ein Keyboard gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE-PS 36 41 813 bekannt. Die Druckschrift zeigt eine Tastatur für eine elektronische Orgel. Die Tasten sind als zweiarmige Hebel ausgebildet. Die Hintertaste weist eine schwenkbar gelagerte und in einer Schwenkrichtung elastisch vorgespannte Stoßzunge auf, welche in der Lage ist, aus der Ruhestellung die Bewegung der Taste in direkter Proportionalität auf eine Hammermasse zu übertragen. Die Hammermasse weist einen zweiarmigen Hebel mit einer festen und einer verstellbaren Masse auf. Mit dem Beginn der Bewegung der Taste wird die Stoßzunge durch die Hammermasse selbst aus ihrer direkten Angriffsstellung an der Hammermasse in der Ruhestellung unter Veränderung des Angriffsarmes herausgeschwenkt, bis sie ohne weitere Kraftübertragung an einer Gleitfläche der Hammermasse abrutscht und in die Auffangstellung gelangt. Durch die zwangsweise Vergrößerung des Angriffsarmes gleich von Beginn der Tastenbewegung aus wird von Beginn an die Proportionalität zwischen der Bewegung der Taste und der Hammermasse verändert. Der Auslösepunkt, d. h. der Punkt des Abrutschens der Stoßzunge von der Gleitfläche hängt weniger von der Tastenbewegung als vielmehr von der Anfangsbeschleunigung und damit der Bewegungsgeschwindigkeit der Hammermasse und des an dieser vorgesehenen Auslöseanschlages ab. Der Rückprall der Hammermasse muß direkt von der Stoßzunge aufgefangen werden und ist für den Spieler - in störender Weise - an der Taste selbst direkt spürbar. Die Ruheanschläge der Hammermasse müssen genau auf die Länge der Stoßzunge angepaßt werden, da sonst nicht mehr gewährleistet ist, daß beim Loslassen der Taste die Stoßzunge wieder in ihre Ausgangslage unter die Hammermasse gelangt. Eine Vernichtung der Rückprallenergie der Hammermasse kann allenfalls in sehr begrenztem Umfange durch ein Auflagekissen erfolgen.

Gegenüber diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Keyboard mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 so weiterzubilden, daß sich der Tastenwiderstand noch wesentlich genauer und an den einer klassischen Flügelmechanik optimaler anpassen läßt, und zwar mit einfachen und die Raumbeanspruchung im Bereich oberhalb der Hintertaste nicht vergrößernden Mitteln.

Diese Aufgabe wird durch die Lehre des Anspruchs 1 gelöst.

Zu diesem Zweck ist eine von der die Tastenbewegung direkt auf die Hammermasse übertragenden Antriebsverbindung unabhängige Repetierfeder in Form einer langgestreckten Blattfeder in vorbestimmter Weise ausgebildet und angeordnet, und zwar so, daß die Feder während eines Teils des Tastentiefgangweges unwirksam ist, für den restlichen Teil dieses Weges aber einen zusätzlichen einstellbaren Widerstand der Tastenbewegung entgegensetzt, und zwar unabhängig von dem über die Antriebsverbindung erzeugten und durch Auslösung automatisch aufgehobenen Widerstand. Die Blattfeder liegt zwischen Taste und Hammermasse und trägt somit zu keiner Vergrößerung der Raumbeanspruchung bei. Während des ersten Abschnittes des Tastentiefgangweges beeinflußt die Blattfeder den Tastenwiderstand nicht. Die Repetierfeder dient aber zusätzlich dazu, die Rückprallenergie der Hammermasse aufzufangen und zu vernichten und sie hält diesen Rückprall dabei von der Taste selbst fern, so daß die Rückprallenergie das Spielgefühl über die Taste nicht beeinträchtigt. Zugleich sorgt die Repetierfeder dafür, daß die Hammermasse nach dem Rückprall in einer Stellung aufgefangen wird, die ein Einschwenken der Antriebsverbindung in die Ruhestellung ohne Schwierigkeiten ermöglicht, und auch ohne daß dazu die Taste in ihre Ausgangsstellung zurückgekehrt sein muß.

Die neue Ausbildung bietet damit wesentliche Vorteile. Durch die Repetierfeder wird es möglich, den Bewegungswiderstand der Taste zusätzlich zu beeinflussen und in Verbindung mit besonderen Verstellmöglichkeiten für diese Repetierfeder an eine vorbestimmte Charakteristik, z. B. die Charakteristik einer klassischen Flügelmechanik anzupassen.

Der Repetiermechanismus benötigt für den Einbau in Richtung der Länge der Taste praktisch nur einen Bereich, der der Länge der Hintertaste entspricht. Der Einbauraum oberhalb der Hintertaste ist nur gering, so daß z. B. ein 88-Tasten-Masterkeyboard mit MIDI-OUTPUT in einer Gesamthöhe des Keyboards von nur 12,5 cm hergestellt werden kann. Der Mechanismus besteht aus einfachen Teilen von relativ geringem Gewicht. Die Anordnung ist so getroffen, daß durch eine Reihe von Einstellmöglichkeiten das Spielgefühl in relativ weiten Grenzen verändert und den Bedürfnissen des Spielers angepaßt werden kann. Gleichzeitig läßt sich auf einfache Weise dadurch ein unterschiedliches Spielgefühl zwischen langsamem Niederdrücken der Tasten und schnellem Niederdrücken der Tasten erzielen. Durch die über die Taste beschleunigbare Hammermasse ergibt sich eine der erwünschten Trägheit einer Flügelmechanik entsprechend zunehmende Massenträgheit und damit ein zunehmender Widerstand bei zunehmend kräftigerem Anschlag. Vorteilhafte Ausführungsmaßnahmen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an einem Aus­ führungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in Seitenansicht ein Keyboard mit der zugehörigen Repetiermechanik gemäß der Erfindung;

Fig. 2 in Draufsicht und im größeren Maßstabe die bei der Repetiermechanik nach Fig. 1 verwendete Repetierfeder; und

Fig. 3 bis 5 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 1 unterschiedliche Phasen des Bewegungsspiels der Teile der Repetiermechanik.

In Fig. 1 ist das Gehäuse 4 angedeutet, von dessem unteren Teil aus sich der Klaviaturrahmen 1, 3, 5 erstreckt. Im Bereich der Mitte des Klaviaturrahmens ist ein Tasten-Waagebalken 2 angeordnet, auf dem die langgestreckten Tasten 6a, 6b, 7 in entsprechender Ausbalancierung angeordnet sind, wobei die Vordertasten 6a, 7 vor dem Waagebalken und die Hintertasten 6b hinter dem Waagebalken liegen. Das freie Ende der Hintertaste 6b weist einen Auflageabschnitt 6c auf, mit dem die Taste in der Ruhestellung nach Fig. 1 auf einem Kissen, z. B. einem Filzstreifen 5a auf dem Klaviaturrahmen aufliegt. An diesem Bereich 6c ist mit Hilfe einer Stoßzungenkapsel eine Stoßzunge 12 um die Querachse 11 schwenkbar gelagert. An einem Teil der Stoßzungenkapsel ist eine Stoßzungenfeder abgestützt, die an einem Winkel- oder Anschlagarm 12b der Stoßzunge 12 angreift und bestrebt ist, die Stoßzunge in der Fig. 1 im Uhrzeigersinne zu drehen.

Im Bereich der Hintertaste 6b ist auf dieser ein Steg vorgesehen, der an einer Auflagekante die Befestigungsstelle oder den Waagepunkt einer langgestreckten Repetierfeder 30 bildet, die an dieser Stelle mit der Befestigungsschraube 31 an der Hintertaste 6b festgelegt ist. Von diesem Waagepunkt aus in Richtung auf die Vordertaste 6a greift an dem Ende der Repetierfeder eine Stellschraube 32 an, die drehbar an der Hintertaste 6b angeordnet ist und zur Ausstellung der Vorspannung der Repetierfeder 30 dient. Von dem Waagepunkt aus erstreckt sich die Feder 30 im dargestellten Beispiel um etwa ³/₄ bis ⁴/₅ ihrer Länge von der Vordertaste 6a weg bis hin zu ihrem freien Ende 34. Im Abstand von dem freien Ende greift eine weitere in der Hintertaste 6b einstellbar schraubbare Stell­ schraube 33 an, die dazu dient, die Höhenlage des freien Endes 34 der Feder 30 in der Ruhestellung der Taste festzulegen. Auf der Unterseite sind zwischen der Stellschraube 33 und dem freien Ende 34 der Feder 30 zwei gepolsterte Anschläge 35, 36 im gegenseitigen Abstand vorgesehen, welche die Endstellungen der Stoß­ zunge 12 bei deren Schwenkbewegung um ihre Querachse 11 bestimmen. Im Zu­ sammenwirken mit der Feder 13 bestimmt der Anschlag 35 die normale oder Ruhestellung des Stoßendes 12a der Stoßzunge 12.

In diesem Bereich weist die als Blattfeder ausgebildete Repetierfeder 30, wie aus Fig. 2 hervorgeht, ein langgestrecktes Fenster 41 auf, durch das das Stoßende 12a der Stoßzunge nach oben ragt und in der Ruhestellung der Taste stirnseitig an einem Hammerröllchen 20a anliegt, das unterhalb eines etwa parallel zu der Repetierfeder 30 angeordneten Hammerstiels 20 frei drehbar gelagert ist.

Der Hammerstiel 20 ist an seinem von der Vordertaste 6a, 7 abgewandten Ende um eine Querachse 19 an einer Hammerkapsel 15 gelagert, die höheneinstellbar mit Hilfe einer Hammerleiste 16 an dem Gehäuse 4 unterstützt ist. Das in Richtung auf die Vordertaste weisende freie Ende des Hammerstiels weist statt eines Hammers eine vorbestimmte Hammermasse 21 aus. Diese kann auswechsel­ bar und/oder in Richtung des Stiels längenverstellbar an dem Hammerstiel vorge­ sehen sein. Im Abstand oberhalb der Hammermasse ist mittels einer Prall-Leiste 23 ein Prallfilz 24 gehäusefest abgestützt, auf den die Hammermasse 21 in der obersten Schwenkstellung des Hammerstiels 20 trifft.

Mit dem freien Ende 34 der Blattfeder 30 wirkt ein Abknickanschlag zusammen, der z. B. durch den Kopf einer Einstellschraube 26 gebildet ist, die in der Hammerkapsel einstellbar schraubbar ist. Wenn bei der Betätigung der Taste das freie Ende 34 der Feder von unten gegen den Anschlag 26 trifft, kann das Feder­ ende 34 an der weiteren Bewegung der Taste nicht mehr teilnehmen.

Dem Hebel- oder Anschlagende 12b der Stoßzunge 12 ist eine mit Filzkissen versehene Auslösepuppe 18 zugeordnet, die mittels Einstellschraube 17 höhenver­ stellbar ebenfalls an der Hammerkapsel angeordnet ist. Bei Betätigung der Taste trifft das Anschlagende 12b auf die Auslösepuppe, die bei der weiteren Bewegung der Taste die Stoßzunge 12 aus der in Fig. 1 gezeigten Stellung im Uhrzeiger­ sinne und der Kraft der Feder 13 entgegen verschwenkt, die Taste ihre tiefste Stellung erreicht oder - bei starkem Anschlag - bis das Stoßende 12a gegen den zweiten, als Prallpolster wirkenden Begrenzungsanschlag 36 für die Stoßzunge 12 trifft.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Blattfeder 30 für die Feststell- und Einstell­ schrauben 31 bis 33 entsprechende Öffnungen 40 aufweist, wobei zumindest die dem Fenster 41 naheliegende Öffnung ein leichtes Gleiten der Blattfeder auf dem Chassis der Stellschraube 33 sicherstellen sollte.

Die allgemeine Funktion der Repetiermechanik 14 ergibt sich aus der voran­ stehenden Beschreibung. Ergänzend wird dazu auf folgendes hingewiesen.

Das Tastenniedergewicht beim Niederdrücken der Vordertaste 6a, 7 kann zwischen 50 und 55 g liegen. Da sich beim Niederdrücken der Vordertaste die Hintertaste anhebt und sich die Stoßzunge 12 in Fluchtung mit dem Hammerröllchen 20 befindet und so durch die Feder 13 und den Anschlag 35 gehalten wird, wird bei dieser Bewegung die Repetierfeder 30 entsprechend der Bewegung der Hintertaste 6b mitgenommen, bis das freie Ende 34 sich unter die Abknickschraube 26 legt. Dieser Punkt ist in Fig. 3 dargestellt und wird nach etwa ²/₃ des Tastentief­ gangsweges erreicht. Bei der weiteren Absenkbewegung der Vordertaste knickt nunmehr die Blattfeder 30 um den durch die Befestigungsschraube 31 gebildeten Waagepunkt ab, wie dies in Fig. 4 zwischen der ausgezeichneten Stellung der Feder 30 und deren Strecklage 30a und das Aufsteigen des Kopfes der Einstell­ schraube 33 über die tatsächliche Stellung der Feder 30 hinaus angedeutet ist. Beim Anheben der Hintertaste 6b nimmt gleichzeitig die Stoßzunge 12 über das Hammerröllchen 20a den Hammerstiel mit und beschleunigt diesen zusammen mit der Hammermasse 12 in Richtung nach oben, wobei das Stoßende der Stoßzunge 12 durch das Fenster 41 der Feder 30 frei hindurchgreift, wie dies ebenfalls die Fig. 4 zeigt.

Aus dem vorstehenden ergibt sich, daß mit Erreichen der Stellung nach Fig. 3 die Abknickphase der Feder 30 beginnt.

Infolge der weiteren Bewegung wird der Auslösepunkt erreicht. Dabei erfolgt die Auslösung über den um etwa 90° gegenüber dem Stoßende 12a abgewinkelten An­ schlagarm 12b, der auf die Auslösepuppe 18 trifft.

Hierbei wird die Stoßzunge 12 im Gegenuhrzeigersinne in den Figuren verschwenkt und das Stoßende kommt von dem Hammerröllchen 20a frei. Die Hammermasse prallt von dem Filz 24 der Prall-Leiste 23 ab und seine Energie wird durch Auftreffen des Hammerröllchens 20a auf die Blattfeder 30 (Fig. 5) vernichtet.

Wird die Taste freigegeben, so kann sich die Stoßzunge 12 beim Freiwerden des Anschlagendes 12b von der Auslösepuppe 18 das Stoßende 12a unter der Wirkung der Stoßzungenfeder 13 wieder unter das Hammerröllchen 20a schieben, wobei der Anschlag 35 diese Stellung sichert. Da bei der Absenkbewegung vor dem Erreichen der Stellung nach Fig. 3 die Blattfeder 30 nach oben vorgespannt ist, unterstützt die in der Blattfeder 30 gespeicherte Rückstellenergie das Anheben des Hammerstiels 20 über das Hammerröllchen 20a und damit das Einschieben des Stoßendes 12a unter das Röllchen. Wichtig dazu ist lediglich, daß die Breite des Röllchens 20a größer als die lichte Weite des Fensters 41 ist, so daß das Röllchen selber nicht in das Fenster 41 der Blattfeder eingreifen kann. Die Repetition erfolgt somit nach etwa ¹/₃ des Löseweges der Vordertaste 6a, 7.

Wenn die Taste nur langsam niedergedrückt wird ist der Abknickpunkt der Feder 30 vom Spieler nur wenig, der Auslösepunkt dagegen deutlicher zu spüren. Nach Auslösen des Tones läßt sich die Taste gegen geringeren Widerstand bis zum End­ punkt niederdrücken.

Wird die Taste schnell niedergedrückt, so ist der Widerstand der Repetierfeder 30 nur schwach zu spüren. Infolge der starken Beschleunigung der Masse von Taste, Hammerstiel und Hammermasse ist der Auslösepunkt praktisch nicht spürbar. Es ergibt sich ein fließender Übergang von Abknicken der Feder und Auslösevorgang.

Es ist ersichtlich, daß die Hammermasse einschließlich Tasten und Stielmasse um so schneller beschleunigt werden, je kräftiger die Taste niedergedrückt wird. Ent­ sprechend setzt die Repetiermechanik dem Spieler eine größere Massenträgheit und somit einen Widerstand entgegen, und zwar wie dies der erwünschten Träg­ heit einer Flügelmechanik entspricht.

Die Wirkung der Hammermasse kann durch Auswechseln oder durch Längsver­ stellung verändert werden. Ebenfalls läßt sich durch Verstellung der Abknick­ schraube 26 der Abknickpunkt der Feder 30 verlagern. Das gleiche gilt durch Verstellung der Auslösepuppe 18 für den Auslösepunkt. Eine weitere Einstellmög­ lichkeit ergibt sich durch Verstellung der Einstellschraube 32, durch die die Federvorspannung verändert wird. Schließlich läßt sich auch die Ruhelage des freien Endes 34 der Feder bei nichtbetätigter Taste durch Verstellen der Stell­ schraube 33 verändern. Damit ergibt sich ein breiter Raum für Veränderung des durch die Repetiermechanik 14 vermittelten Spielgefühls.

Claims (9)

1. Keyboard mit einem Gehäuse und einer Klaviatur mit als zweiarmige Hebel gelagerte Tasten mit Vorder- und Hintertaste und mit vorbestimmtem Tastentiefgangweg zur Betätigung elektrischer Kontakte und zur Auslösung tonerzeugender Einrichtungen, bei dem jeder Taste eine Repetiermechanik zur Veränderung des Anschlagwiderstandes zugeordnet ist, die einen durch die Taste beim Niederdrücken aus einer Ruhestellung in Richtung auf einen gestellfesten Begrenzungsanschlag beschleunigbare Hammermasse aufweist, die mit der Taste über eine die Tastenbewegung auf die Hammermasse übertragende Antriebsverbindung gekuppelt ist, welche nach einer vorbestimmten Strecke des Tastentiefgangweges automatisch unterbrochen wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Repetierfeder (30) in Form einer langgestreckten Blattfeder vorgesehen ist, die im Abstand von ihren beiden Enden auf der Oberseite der Hintertaste (6b) so festgelegt ist, daß sie mit ihrem einen Ende gegenüber der Hintertaste einstellbar vorspannbar (32) ist und mit ihrem anderen längeren Ende zwischen der Taste und der in Form eines einarmigen Schwenkhebels ausgebildeten Hammermasse (20, 21) frei auskragt, und daß ein gestellfester einstellbarer Anschlag (26) in der Schwenkbahn des freien Endes der Repetierfeder so vorgesehen ist, daß diese beim Niederdrücken der Taste nach einer vorbestimmten Strecke des Tastentiefgangweges abknickt und die rückprallende Hammermasse (20, 21) von der abgeknickten Repetierfeder (30) auffangbar ist.

2. Keyboard nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vorgespannte Ende der Feder (30) der Vordertaste (6a) zugewandt ist.

3. Keyboard nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (30) in einem Abstand von etwa ¼ ihrer Länge von dem vorgespannten Ende an der Hintertaste (6b) festgelegt ist.

4. Keyboard nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Abstand vom freien Ende (34) der Feder (30) eine die Lage des freien Federendes in der Ruhestellung der Taste (6a, 6b) bestimmende Einstelleinrichtung (33) an der Hintertaste vorgesehen ist.

5. Keyboard nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der einstellbare Anschlag (26) für das freie Ende der Repetierfeder (30) nahe der gestellfesten Schwenkachse (19) des einarmigen, sich in Richtung auf die Vordertaste (6a) erstreckenden Schwenkhebels (20) der Hammermasse (21) angeordnet ist.

6. Keyboard nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem am freien Ende der Hintertaste eine Stoßzunge um eine Querachse schwenkbar angelenkt und in einer Schwenkrichtung elastisch vorgespannt ist, welche in der Ruhestellung der Taste die Antriebsverbindung zu der Hammermasse bildet und die bei der Betätigung der Taste durch einen Auslöseanschlag aus ihrer Antriebsstellung der Wirkung der Vorspannung entgegen schwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßzunge (12) frei durch ein Fenster (41) der Repetierfeder (30) hindurch an der Hammermasse (20, 21) angreift und das Fenster (41) so bemessen ist, daß die Stoßzunge (12) bei Auftreffen auf den gestellfesten, aber einstellbaren Auslöseanschlag (18) frei aus der Antriebsstellung heraus in eine die freie Bewegung der Hammermasse (20, 21) nicht behindernde Stellung schwenken kann.

7. Keyboard nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßzunge (12) an einem von der Hammermasse (20, 21) nach unten vorspringenden Hammerröllchen (20a) eingreift, dessen Breite die Breite des Fensters (41) in der Repetierfeder (30) übersteigt.

8. Keyboard nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (30) einen die Stoßzunge (12) in der Antriebsstellung ausgerichtet haltenden Anschlag (35) aufweist.

9. Keyboard nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (26) für das freie Ende der Repetierfeder (30) und der Auslöseanschlag (18) einstellbar an einer das Lager (19) für den Schwenkhebel (20) tragenden, am Gehäuse (3, 4) höherverstellbaren Hammerkapsel (15) angeordnet sind.