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Mechanisches Musikinstrument mit elektrisch gespieltem Streichinstrument.
Die Erfindung betrifft ein mechanisches Musikwerk mit elektrisch gespieltem Streichinstrument,
dessen für gewöhnlich von den Saiten abgespreizte Bogen unter dauerndem Antrieb
durch einen Elektromotor mechanisch angedrückt werden. Bekannt sind derartige Musikwerke
für Gleichstromantriebe.
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Die Erfindung ermöglicht nun den Antrieb durch Wechselstrom dadurch,
daB der Bogenantriebsmotor ein Wechselstrominduktionsmotor
ist,
der zur Veränderung seiner Umlaufgeschwindigkeit und damit der Lautstärke mit mehreren
wahlweise mit Wechselstrom erregbaren Wicklungssätzen versehen ist, deren Stromkreise
unabhängig von denjenigen sind, die das Andrücken der Bogen überwachen.
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In den Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellen,
zeigt Abb. i die Seitenansicht des Musikwerks, Abb. 2 den zugehörigen Grundriß,
Abb. 3 einen Längsschnitt durch den Motor, Abb. q. einen Querschnitt nach der Linie:--.
der Abb. 3, Abb. 5 einen Querschnitt nach der Linie 5-5 der Abb. 3 und Abb.6 das
Schaltschema des elektrischen Antriebes.
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Das Streichinstrument io, ein Instrument nach Art der Geige, sitzt
an einem Halter i r. Auf seiner einen Seite, parallel zu den Saiten 12, ist ein
Tragwerk 13 zur Lagerung der Greiffinger 1q. und ihrer Antriebselektromagnete
iq.a angeordnet.
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Über jeder Saite 12 der Geige ist eine als Bogen wirkende, glockenförmige,
kegelige Zelluloidschale 15 zum Anstreichen der Saite angeordnet. Die einzelnen
Schalen sitzen an den Enden von Bogenantriebswellen 16, die etwa längs der Saiten
12 verlaufen. Diese Bogenwellen 16 ruhen in Lagern, die von den die Schnecke ig
teilweise umgebenden Hülsen 18 gebildet werden. Die Hülsen i g können sich in beschränktem
Maße auf der Schnecke i9 drehen. Auf die Enden der Bogenwellen 16 sind Schneckenräder
2o aufgesetzt, welche durch die in passend im Gehäuse 21 vorgesehenen Lagern ruhende
Schnecke i9 angetrieben werden. Die Bogenwellen 16 können dank ihrer Lagerung mit
ihren Bogenschalen 15 an die zugehörigen Saiten angedrückt werden. Hierzu
können z. B. Andrückhebel 22 dienen, die an ihrem einen Ende mit eirein geschlitzten
Kopf 23 an der Bogenantriebswelle 16 angreifen und an ihrem anderen Ende eine Platte
24 tragen, gegen die bei Erregung des Antriebselektromagneten 'a5 dessen Kern gegenstößt
und dadurch die Bogenwelle 16 herunterdrückt.
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Die die einzelnen Bogenantriebswellen 16 antreibende Schnecke i9 ist
durch eine Weile 26 unmittelbar mit dem Rotor 27 des Induktionsmotors 28 gekuppelt,
der in einem am Arm 30 sitzenden Gehäuse 29 eingekapselt ist. Der Rotor 27
ist mit einem bei Induktionsrotoren üblichen Käfiganker 29a versehen. Der aus Eisenblechlamellen
zusammengesetzte Stator trägt Polzähne 32, die sich in Quadranten von je gleicher
Zähnezahl einteilen lassen. Die einzelnen Quadranten werden durch Zähne 33 abgegrenzt.
Die in jedem Quadranten vorhandene Gruppe aus Zähnen ,32 trägt eine Spule 34.. Die
vier Spulen 3:1., die durch die Zähne 33 voneinander getrennt sind, sind in Reihe
geschaltet, so daß sie zusammen einen vierpoligen Wicklungssatz 3.-. bilden. Ferner
ist auf dem Stator ein zweiter zweipoliger Wicklungssatz 35 aufgebracht, dessen
Spulen ebenfalls in Reihe geschaltet sind und je die Zähne 32 zweier benachbarter
Quadrantengruppen einschließlich des dazwischenliegenden Zahnes 33 umfassen und
voneinander durch gegenüberliegende Zähne 33 getrennt sind. Der vierpolige Wicklungssatz
weist vorzugsweise eine größere Windungszahl bei geringerer Drahtstärke als die
mveipolige Wicklung auf. Schließlich trägt der Stator noch innerhalb des zweipoligen
Wicklungssatzes einen dritten Wicklungssatz 36, dessen Spulen je einen Zahn 33 und
eine bestimmte Anzahl diesem beiderseits benachbarter Zähne 32 umfassen, z. B. je
einen Zahn 32 rechts und links vom Zahn 33 bei dem dargestellten Beispiel. Die Spulen
36, die in der Phase gegenüber den übrigen Wicklungen versetzt sind, sind ebenfalls
miteinander in Reihe geschaltet.
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Durch die verschiedenen Wicklungssätze wird eine einfache Steuerung
der Geschwindigkeit der Bogenantriebswellen und damit eine einfache Regelung der
Tonstärke möglich. Der Wicklungssatz 36 kann zusammen mit dem Wicklungssatz 35 als
Anlaßwicklung für den Motor verwendet werden. Bei normalem Betrieb ergibt der vierpolige
Wicklungssatz 3q., dessen Polarität dann vorherrscht, eine bestimmte Geschwindigkeit
der Bogenwellen. Eine größere Umlaufgeschwindigkeit ergibt sich durch alleinige
Erregung der zweipoligen Wicklung 35. Um eine geringere Geschwindigkeit und einen
leiseren Ton zu erhalten, werden die in der Phase versetzten Wicklungen 36 parallel
zu den beiden anderen Sätzen geschaltet, die wie für normale Geschwindigkeit miteinander
in Reihe liegen.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ergibt sich aus dem Schaltschema.
(Abb.6). Zur Zuführung des Betriebswechselstromes dienen die Hauptspeiseleitungen
q.o und ii. Bei der Schaltung für normale Geschwindigkeit der Bogenantriebswellen,
entsprechend einer normalen Tonstärke, fließt der Strom von der Leitung 4o über
die Zweigleitung 4.2 zu dem vierpoligen Spulensatz 34 und durch dessen in Reihe
geschaltete Spulen hindurch. Er gelangt dann über die Leitung 44 zum zweipoligen
Wicklungssatz 35 mit in Reihe geschalteten Spulen und von hier aus unmittelbar zur
Speiseleitung 41. Da der zweipolige Wicklungssatz 35 weniger Windungen und eine
größere Drahtstärke aufweist als die
vierpolige Wicklung 34, ist
Gier Kraftfluß dieser letztgenannten Spule vorherrschend, so daß sich die normale
Geschwincligheit ergibt.
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Um nun einen stärkeren Ton anzustreichen, wird die Umlaufgeschwindigkeit
des Motors vergrößert, z. B. finit Hilfe der Schaltwalze 45, die an die Speiseleitung
4o angeschlossen ist. Über diese Schaltwalze läuft ein durchlochtes -.L\-otenband
46. Bei einem entsprechenden Loch entsteht zwischen der Schaltwalze 45 und
der Schleifbürste 47 ein Stromschlu#I, so claß über die Leitung 48 und die sowohl
an die vierpolige Wicklung 34 als auch an die zweipolige Wicklung 35 angeschlossene
Leitung 44 Strom fließt. Durch die beiden Spulen des zweipoligen Wicklungssatzes
35 fließt der Strom in Reihe hindurch und von da zurück zur Speiseleitung 41. Der
vierpolige Wicklungssatz 34 ist indessen kurzgeschlossen, so daß die Polarität des
Stators durch die zweipolige Wicklung 35 bestimmt wird. Dies hat eine Zunahme der
Geschwindigkeit des Motors zur Folge. Beim Spielen des Musikwerks von Hand läßt
sich äieselbe Wirkung mit Hilfe der Pedalschalter 45a und 47a herbeiführen. Der
Strom fließt dann von der Leitung 40 über die Leitung 40a, die Kontakte 45a und
47a zur Leitung 48a, die unmittelbar an die zur zweipoligen Wicklung 35 führende
Leitung 48 angeschlossen ist.
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Zur Erzielung einer langsameren Drehzahl des Motors, entsprechend
einer geringeren Tonstärke, wird durch ein entsprechendes Loch im Notenband eine
solche Schaltun herbeigeführt, daß der Strom von der Leitung 4o über die Schaltwalze
45, die Kontaktbürste 49 und die Leitung 5o zu dem in der Pliase versetzten Wicklungssatz
36 fließt, dessen Spulen in Reihe geschaltet sind. Von hieraus verläuft der Stromkreis
über eine Leitung 51 zur Leitung 41 zurück. Statt durch die Schaltwalze 45 mit der
Kontaktbürste 49 kann der Stromkreis über eine Leitung 4oa, ein Pedal 45b mit dem
Kontakt 49a und eine Leitung 5oa geschlossen werden. Gleichzeitig besteht aber noch
die Verbindung über den vierpoligen Wicklungssatz 34 und den zweipoligen Wicklungssatz
35, die gewöhnlich in Reihe geschaltet sind. Infolgedessen ist der Stromzweig durch
die beiden Wicklungssätze 35 und 36 parallel geschaltet, wenn der Strom über die
Schaltwalze 35 und die Kontaktbürste 49 oder über die entsprechenden Pedalschalter
fließt. Daher werden jetzt sämtliche Wicklungen erregt, so daß die Drehzahl des
Rotors erheblich abnimmt.
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Die Stromkreise zum Anstreichen der Note werden unabhängig von den
Stromkreisen der Motorwicklungen geschaltet. Ist z. B. zwischen der Kentaktwalze
45 und der Kontaktbürste 52 ein Stromschluß hergestellt, so fließt der Strom über
die Leitung 53, den GreiF-magneten 14a, die Leitung 54, den Bogenandrückmagneten
25 und die Leitung 55 zur Leitung 41. Dieser Stromkreis wird geschaltet, ohne hierbei
den Stromkreis durch den Bogenantriebsmotor zu beeinflussen.