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Fußhebelantrieb für pneumatische Musikinstrumente. Die Erfindung bezweckt,
eine Einrichtung zu schaffen, um bei Fußantrieben für pneumatische Musikinstrumente
die vom Fuß auszuübende Kraft trotz des mit dem Luftdruck schwankenden Widerstandes
in bequemen Grenzen zu halten.
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Die Erfindung ist sowohl für Betrieb mit Unterdruck wie mit Überdruck
geeignet. Der Vereinfachung halber ist aber nachstehend nur von Unterdruck gesprochen.
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Ein Zweck der Erfindung liegt darin, eine bequeme Bewegung der Antriebspedale
zu ermöglichen, während im Behälter genügend hoher Unterdruck gehalten wird, um
in jedem Augenblick allen Ansprüchen genügen zu können, so daß der Fußantrieb wirksam
sowohl für Spiel mit selbsttätiger wie mit beeinflußter Betonung gut verwendbar
ist.
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Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird der angestrebte
Zweck dadurch erreicht, daß in Abhängigkeit von dem Drucke im Speicher das Übersetzungsverhältnis
zwischen Fußhebel und Pumpe oder Balgen selbsttätig geändert wird. Wenn also durch
lautes Spiel viel Luft verbraucht wird und der Unterdruck im Speicher sinkt, so
wird das Übersetzungsverhältnis des Antrie= bes selbsttätig so eingestellt, daß
die Pumpe ihren vollen Hub leistet und entsprechend viel Luft abgesaugt wird. Steigt
aber der Unterdruck und damit der Pumpenwiderstand, so wird der Hub der Pumpe verringert,
so daß jeder Vollhub des Fußhebels nur wenig Luft absaugt und die für leises Spiel
erforderliche geringe Gesamtluftmenge durch bequeme Fußhebelbewegung trotz des hohen
Unterdruckes abgesaugt werden kann.
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Mit besonderem Vorteil ist diese Aufgabe unter Vermeidung von kraftverzehrenden
und vielfach auch unerwünschte Nebengeräusche ergebenden Gleitführungen bei der
erwähnten Ausführungsform durch Drehlenker gelöst.
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In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt.
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Abb. i zeigt in Seitenansicht die Vorrichtung bei Beginn des Hubes
und geringem Unterdruck im Speicher.
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Abb.2 zeigt dieselbe Ansicht am Ende eines Hubes.
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Abb. 3 ist eine Vorderansicht der Abb. 2, Abb. 4. eine Seitenansicht
am Ende eines Hubes bei hohem Unterdruck im Speicher und geringer Luftabsaugung,
Abb.5
eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform bei geöffnetem Hilfsbälgen und
geringem Unterdruck, Abb.6 ein senkrechter Schnitt durch Abb. 5 bei hohem Unterdruck
und geöffnetem Hochspannungsbälgen, Abb.7 eine Vorderansicht einer ferneren Ausführungsform,
Abb. 8 ein Schnitt nach der Linie A-B-C-D-E-F der Albb. 7, Abb.9 ein Schaubild einer
Druckanzeigevorrichtung.
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Bei der Ausführung nach Abb. i bis q. wird der Balgen i durch einen
Hebel 9 und eine Verbindungsstange 13 angetrieben, die an einem Gelenk 39 des Hebels
und am anderen Ende an einem vom beweglichen Teil des Balgens i getragenen Gelenk
35 angreift. Der Hebel 39 sitzt auf einer Welle 32 (Abb. 3),. die sich in den Lagern
30, 31 dreht und einen abgebogenen Arm io hat, der durch Gelenk 37 mit einem Hebel
12 verbunden ist. Hebel i i ist am einen Ende durch das Gelenk 36 mit der Führung
6 und am anderen Ende durch das Gelenk 38 mit der Verhindungsstange 33 verbunden,
die am Pedal 3 angreift. An das Gelenk 38 ist auch das untere Ende des Hebels 12
angeschlossen. Die Führung 6 kann in ihrem Traglager 29 hin und her schwingen und
ist durch eine Stange 7 mit dem beweglichen Boden des Speichers 2 mittels Gelenks
8 verbunden. Balgen und Speicher sind durch einen Kasten .4 verbunden, von dem der
übliche Anschluß zum Regeler und: Instrument abgeht.
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Die Druckanzeigevorrichtung besteht aus einem Hebel 21, Gelenk 22,
Anschlag 34., Arm 23, Feder ig, Verbindungsstange 2o, Arm 2q., Lager 26 und Segment
28. Das Tastenbrett ist bei 27 angedeutet- Die Pedale sind an das Brett 17 durch
Gelenk 16 angeschlossen. Am Brett 17 ist der Hebel 14. verankert, der bei 15 angelenkt
ist und dazu dient, das Hineinklappen des Pedals in das Instrument bei Nichtgebrauch
zu ermöglichen.
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Die Vorrichtung wirkt wie folgt: Vor Betriebsbeginn haben die Teile
die Lage nach Abb. i. Zwecks Spielens werden die Pedale in die Lage nach Abb. 2
niedergedrückt. Der bewegliche Boden des- Speichers 2 senkt sich hierbei etwas,
was in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Durch, wiederholtes Treten der Pedale
wird mittels der Pumpe i so viel Luft aus dem Speicher abgesaugt, daß die ihn für
gewöhnlich ausgedehnt haltenden, nicht dargestellten Federn überwunden werden und
der Speicher allmählich zusammenklappt. Dadurch wird das Gelenk 8 dem feststehenden
Boden 53 des Pumpenbalgens genähert, und entsprechend . wird durch die Stange 7
die Führung 6 aus der Lage nach Abb. i in die nach Abb. 4. gedrückt, wobei sich
das Gelenk 36 dem Gelenk 37 nähert. Bei der Stellung der Teile nach Abb. i und 2
bewegt jeder Hub des Pedals 3 den Arm 9 und den Pumpenbälgen um das Höchstmaß, so
daß der Balgen dann die größtmögliche Luftmenge absaugt. In dem Maße aber, wie sich
mit der Steigerung des Unterdruckes der Abstand zwischen 36 und 37 verringert, verkürzt
sich die Bewegung des Armes io, des Armes 9, der Verbindung 13 und des Balgens i,
so daß dann nur noch eine geringe Luftmenge abgesaugt wird. Die Anordnung ist so
gewählt, daß die kleinste Pumpenbewegung gemäß Abb. 4 genügend Luft für leises Spiel
absaugt und die Pedale trotz des hohen Unterdruckes im Speicher leicht bewegt werden
können.
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Durch die Anzeigevorrichtung ig, 2o, 21, 22, 23, 24., 25, 26, 28,
34 wird dem Spieler ohne Verwendung kostspieliger Manometer u. dgl. der Augenblick
angezeigt, in welchem sich der Unterdruck in erheblichem Maße verringert hat, worauf
der Spieler durch einige Fußhebelhübe einen genügend starken Unterdruck wieder erzeugen
kann. Derartige Anzeigevorrichtungen sind bei mechanisch-pneumatischen Musikwerken
bereits bekannt.
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Zur Verhütung eines übermäßig starken Unterdruckes ist ein Sicherheitsventil
5.4 vorgesehen.
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Wie schon einleitend erläutert, ist bei der beschriebenen Ausführung
die selbsttätige .Änderung des Übersetzungsverhältnisses ausschließlich durch Drehlenker
ohne alle Gleitführungen. gewährleistet.
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Bei den weiterhin zu beschreibenden Ausführungsformen ist die Aufgabe
in der Weise gelöst, däß mehrere Balgen vorgesehen sind, deren einer, und zwar vorzugsweise
deren kleinerer, von einem bestimmten Unterdruck ab die Arbeit übernimmt.
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Bei der Ausführung nach Abb. 5 und 6 ist auf dem. beweglichen Boden
Zoo des Hilfsbalgens ein kleinerer Balgen angebracht, dessen Boden 67 an der Wand.
Zoo anliegt. Eine Offnung 69 verbindet beide Balgen; sie wird durch ein Ventil 70
mit Schließfeder 81 geschlossen, die an einem Hebel 72 angreift, der durch Schraube
73 einstellbar ist. An der ortsfesten Wand ioo ist ein Ventil 75 angebracht, um
die Luft aus dem Balgen entweichen zu lassen. Zwecks Abziehens von Luft aus dem
zum Instrument führenden Anschluß 77 ist eine öffnung 6o mit Ventil 76 vorgesehen.
Die Feder 78 sucht den Balgen ioo, Zoo zu schließen., während beim kleineren Balgen
67, 68 eine Feder 79 hierzu dient. Für den Luftauslaß ist hier ein Ventil
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vorgesehen. Eine Feder 82 ist an der Wand ioo befestigt und drückt gegen die Wand
Zoo, wenn der große Balgen durch hohen Unterdruck in noch zu erläuternder Weise
geschlossen wird.
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Die Vorrichtung wirkt wie folgt: Die Verbindungsstange 8o, die an
der beweglichen Wand 68 angreift, überträgt die Bewegung der Pedale auf den kleineren
Balgen und sucht ihn zu öffnen. Bevor dies aber geschehen kann, muß die Feder 79
und auch der Widerstand des Ventils. 70 überwunden werden, das durch die
Feder 81 mit einem gewissen Druck geschlossen gehalten wird. Mithin wird, solange
der Unterdruck im großen Balgen nur gering ist, der kleine Balgen die geschlossene
Lage nach Abb. 5 beibehalten und als Übertragungsorgan den großen Balgen ioo, Zoo
öffnen (Abb.5), der als Hilfstalgen dient. Wegen seiner Größe saugt er große Luftmengen
rasch ab. Sobald dadurch der Unterdruck im großen Balgen ein gewisses Maß erreicht
hat, vermag der kleine Bälgen geschlossen nicht mehr den Widerstand des großen Balgens
zu überwinden. Er öffnet sich, und demgemäß öffnet sich auch das Ventil 70, so daß
der kleine Balgen Luft aus dem großen herauspumpt. Obschon jetzt ein starker Unterdruck
vorhanden ist, wird der Fuß doch nicht durch harten Widerstand der Pedale ermüdet,
da der kleine Balgen dank seiner geringeren Fläche einen entsprechend geringeren
Widerstand hat. Der Speicher ist nicht mit dargestellt und kann von beliebiger Art
sein. Der große Balgen ioo, Zoo wirkt bei starkem Unterdruck selbst als Speicher.
Es hat sich gezeigt, daß die Pedale leichter arbeiten, wenn in dem großen Balgen
die Pufferfeder 82 vorgesehen ist, die sein vollständiges Zusammenklappen verhindert,
wenn der Unterdruck das vorher bestimmte Maß erreicht. Auch hier kann zur Verhinderung
übermäßigen Unterdruckes ein Sicherheitsventil beispielsweise am Kasten 77 angebracht
werden. Wenn der Unterdruck im großen Balgen den für lautes Spiel nötigen Betrag
erreicht hat, ist es vorteilhaft, ein leichteres Öffnen des Ventils 70 zu
ermöglichen. Hierfür ist ein einstellbarer Anschlag 71 am beweglichen Boden ioo
des Hilfsbalgens vorgesehen. Nach Überwindung des Widerstandes der Pufferfeder 82
drückt dieser Anschlag gegen den biegsamen Teil des Hebels 72 und hebt einen Teil
der Spannung der Feder 81 auf.
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Die Ausführungsform nach Abb. 7 und 8 beruht auf demselben Grundgedanken.
Es wird hier ein Balgen 84A von kleiner Fläche oder Saugfähigkeit für die Arbeit
bei hohem Unterdruck benutzt und zusätzlich dazu -ein zweiter Balgen 84 von
genügender Saugfähigkeit, um mit beiden vereint die Luft rasch absaugen zu können.
Beide Balgen sind hier nicht wie nach Abb. 5 und 6 hintereinander-, sondern nebeneinandergeschaltet,
wie Abb. 7 zeigt. Jeder der Balgen steht durch ein eigenes Ventil gr,.giA mit dem
Speicher 84 in Verbindung; der wieder in der üblichen Art an das Instrument angeschlossen
ist. Der große Hilfstalgen hat ein einstellbares Ventil 89, das in die freie Luft
führt und mittels einer Feder 86 durch die Öffnung ioi hindurch geschlossen gehalten
wird. Der seitlich über den Speicher hinausragende Block 87 trägt die Feder 86 einstellbar
mittels Stiftes 88. Beide Balgen sind durch eine Schiene 92 fest verbunden, um durch
die Stange 8o gemeinsam bewegt zu werden. Die Arbeitsweise ist die folgende: Beide
Balgen werden, wie erwähnt, durch Stange 8o vereint bewegt. Hierbei saugt der kleine
Balgen 84A dauernd Luft aus dem Speicher 85, während der große Hilfstalgen 84. nur
dann zur Wirkung kommt, wenn der Speicher durch seine Feder go offen gehalten wird,
was nur bei geringem Unterdruck der Fall ist. Die Feder 86 ist stark gespannt, so
daß das Ventil 89 bei geringem Unterdruck geschlossen bleibt. Kommt aber der Speicher
unter starken Unterdruck; so wird seine Feder go überwunden, und seine bewegliche
Wand' klappt an die ortsfeste senkrechte Wand an. Die Feder 86 wird dadurch entspannt,.
so daß der große Balgen 84 bei jedem Hube das zur Außenluft führende Ventil 89 öffnet
und mithin dann nicht beim Absaugen der Luft aus dem Speicher mithilft.
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Ist der Speicher halb geschlossen, so kann sich der große Balgen in
geringerem Maße an der Absaugung der Luft daraus beteiligen, so daß der Übergang
zwischen den beiden Wirkungsarten der Balgen abstufbar ist.
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Als Druckanzeiger kann hier die mit einem pneumatischen Relais arbeitende
Vorrichtung nach Abb. 9 dienen. In dem geschlossenen Ventilkasten 300 ist
dabei ein Messerventil 97 untergebracht, das durch einen Draht 98 mit der beweglichen
Wand des Speichers 85 verbunden ist. Das an die Saugtalgen angeschlossene Rohr 99
steht durch die Öffnung 4oo finit dem Ventilkasten 300 in Verbindung. Ein
Rohr 95 verbindet den Ventilkasten mit dem kleinen Balgen 94, der durch die enge
Öffnung io2 mit der Außenluft in Verbindung steht.
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Bei hohem Unterdruck klappt der Speicher 85 zusammen und öffnet durch
Draht 98 das Loch 400, so daß der durch das Rohr 99 wirkende Unterdruck den Balgen
94 zum Zusammenklappen bringt. Wenn sich dagegen
der Speicher 85
bei geringem Unterdruck öffnet, so schließt er die öffnung .foo und sperrt den Unterdruck
ab, so daß die durch die kleine öffnung io2 eintretende Luft genügt, um den Balgen
94 zu füllen und offen zu halten. Dieser trägt einen Zeiger oder ein sonstiges Zeichen
im Gesichtsfeld des Spielers, um diesen an die Fußhebelarbeit zu erinnern.
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Wenn auch mit Vorteil beide Balgen ver-#schiedene Größe und Saugfähigkeit
haben, so könnten sie doch auch gleiche Größe haben. Diesbezüglich hängt davon ab,
welche Entlastung für die Füße gewünscht wird und wie rasch der Mangel an Unterdruck
durch Zuschaltung des Hilfsbalgens ausgeglichen werden soll.
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Die Art der verwendeten Ventile und Fe-(lern ist belanglos. Die das
Ventil des Hilfsbalgens haltende Feder kann auch auf eine bestimmte Spannung eingestellt
werden, statt durch den Speicher gesteuert zu werden.
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Erfindungsgemäß kann das Pumpen mit einfachen Mitteln bequem und so
betrieben werden, daß an den Pedalen kein ermüdender Widerstand auftritt, während
sich die Menge der abgesaugten Luft selbsttätig ohne Beanspruchung der Füße einstellt,
trotzdem die Bewegung der Pedale auf die Balgen direkt übertragen wird und sie stets
jeweils um ihren vollen Hub bewegt.
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Die neue Vorrichtung ist bei allen Arten von Instrumenten benutzbar,
da sie mit der inneren Einrichtung des Instrumentes oder der Notenrolle nichts zu
tun hat.