DE66022C - Systematische Schaltklaviatur für mathematisch rein gestimmte Instrumente - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

Die den Gegenstand vorliegender Erfindung bildende systematische Schaltklaviatur soll das Problem der reinen Stimmung auf instrumentalem Wege zum ersten Male in einer Vollkommenheit lösen, welche die spieltechnischen Schwierigkeiten beseitigt, dem Künstler und Componisten die Wege für weitgehende Modulationen offen hält und für Lehr- und Demonstrationszwecke eine vernünftige Grundlage für das theoretische Verständnifs herbeischafft:

Auf beiliegenden Zeichnungen ist nun die Erfindung in ihrer theoretischen Entwickelung und beispielsweise in einer von den für solche Uebertragung auf Instrumente gebräuchlichen Ausführungen dargestellt.

Fig. ι zeigt bildlich in gewisser Begrenzung den dem Gegenstand zu Grunde liegenden Erfindungsgedanken, die

Fig. 2, 3, 4 und 4 a zeigen die Oberansichten einiger ausgeführten Klaviaturen und

Fig. 5 einen Schnitt durch ein Harmonium, welches beispielsweise mit der neuen Klaviatur ausgestattet ist. .

Die Fig. 6 und 7 stellen das Führungsbrett für die Stöfser der Tasten in oberer Ansicht und Querschnitt dar. Dieser Querschnitt bietet auch eine Seitenansicht der Tasten d^ia, a¹⁰, b⁷ c⁴, d¹ mit ihren Stöfsern.

Die systematische Schaltklaviatur ist in. den Fig. 2 bis 4a in zweifacher Anordnung im Umfang einer Octave dargestellt. Bei Anwendung auf Musikinstrumente bekommt sie je nach der Zahl der Octaven, welche das Instrument umfassen soll, eine zwei-, drei- oder mehrfache Breite.

In der ersten Anordnung (Fig. 2) sollen die Tasten durch vierfache Färbung oder durch andere Merkmale unterschieden werden. Die mit a¹ bis α¹³ bezeichneten Tasten können blau, die mit b^l bis £¹³ bezeichneten gelb, die mit c¹ bis c¹³ bezeichneten roth und die mit d¹ bis d¹³ bezeichneten grau gefärbt werden.

In der Anordnung Fig. 3 und 4 a ist nur eine dreifache Unterscheidung erforderlich, denn die mit d bezeichneten Tasten fallen aus.

Die Oberflächen der Tasten liegen vortheilhaft in einer Ebene, doch ist nicht ausgeschlossen, dafs zum Zwecke der Unterscheidung gewisse Tastengruppen aus der Ebene heraustreten können.

Die Tiefe in der Richtung C-D der Klaviatur kann bei Anwendung der letzteren auf Musikinstrumente, den verschiedenen musikalischen oder wissenschaftlichen Bedürfnissen undZwecken entsprechend, durch Hinweglassung von Tasten vermindert oder durch Hinzufügung von Tasten unbegrenzt vermehrt werden. Bei diesen Veränderungen wird im wesentlichen an* der Klaviatur nichts geändert, sondern es werden die Anordnungen nach den ihnen zu Grunde liegenden Bildungsgesetzen nur enger begrenzt oder erweitert. Die Fig. 2 und 3 geben ein in beschränktem Sinne erweitertes Bild, die Fig. 4 und 4a ein Bild der Schaltklaviatur nahezu in engster Begrenzung.

Die systematische Entwickelung der Tastenanordnung soll nun zunächst besprochen werden.

In Fig. ι ist eine Gruppe von Kreisen dargestellt. Dieselben sind in waagrechten Reihen angeordnet, welche als Quintenreihen bezeichnet und numerirt sind. In dieselben sind Tonzeichen eingeschrieben, z. B. gis, gis,

gis, gis, gis, as, as, as, as. Diese Tonzeichen

sollen in demselben Sinne verstanden werden, wie sie von Helmholtz in der Lehre von den Tonempfindungen (4. Auflage, Fufsnote 453/454) gebraucht werden. Dabei sei bemerkt, dafs zwei fis = fisis, drei fis = fisisis, zwei ges = geses etc. sein sollen.

As bis gis sind Töne einer Normalquintenreihe (No. 5), von welcher ausgegangen wird, gis, gis, gis, gis sind Töne anderer Reihen.

Die Zahl der Striche unter den Namen bedeutet, dafs die gis-Töne so viele syntonische Kommata tiefer liegen, als das gis der Normalquintenreihe. Ebenso bedeutet die Zahl der

Striche über as, as, as, dafs diese as-Töne so viel Kommata höher liegen, als das Normal-as. Die gleichen Beziehungen gelten auch für die anderen gleichnamigen Töne, welche durch Hinzufügung von Strichen von einander verschieden sind.

Ferner sind noch bezifferte Buchstaben α¹ bis Λ¹³, ^¹ bis b^ia, c^l bis c¹³ und d¹ bis dⁿ eingeschrieben; diese Buchstaben weisen auf die ebenso bezeichneten Tasten der Fig. 2 und 4 hin.

Die in diesen Fig. 2 und 4 dargestellte Klaviatur ist zunächst für die Quintenreihen No. 3, 4, 5 und 6, Fig. 1, gedacht, also für die Töne d = zwei eis, f = eis, as = gis und

ces = h.

Dem Spieler zunächst (Fig. 2) liegen die Tasten α¹, b\ c¹ und d^l\ sie gelten für die Anfangtöne der Reihen 3 bis 6 in der Fig. 1, nämlich für d, f, as, ces. Diese Töne bilden

unter sich eine Reihe von mathematisch reinen, kleinen Terzen, mit dem Schwingungsverhältnifs 5:6, nämlich d - f, f-as, as - ces. Die folgenden Tasten α², £², c'². und d² gelten für a, c, es, ges. Unter einander schliefsen diese letzteren vier Töne wieder reine Terzen ein. Mit den vorhergehenden bilden sie reine Quinten, nämlich d-a, f-c, as-es, ces - ges und reine grofse Terzen, nämlich f-a, as - c,

ces - es. In dieser Verbindung von acht Tönen befinden sich auch schon drei Dur-Accorde und drei Moll-Accorde, nämlich f-a-c, as - c - es,

ces - es - ges und d - f - a, f - as - c, as - ces - es. Die nun folgenden Tasten α³ - d^s gelten für die folgenden Töne der Reihe No. 3 bis 6, Fig. ι. Diese Töne spinnen die angeknüpften Verhältnisse weiter fort.

Dabei tritt der Fall ein, dafs für c die Töne f, a, e, g, es, as vorhanden sind; dieselben liegen in Fig. 1 im Sechseck geordnet um c herum.

Diese Töne sind nach von Helmholtz' Lehre von den Tonempfindungen (4. Auflage, Seite 423 etc.) die Klangverwandten ersten Grades von c: Ebenso sind, wie aus dem Schema (Fig. 1) leicht ersichtlich ist, in dieser Verbindung die Klangverwandten ersten Grades von es vorhanden.

Es sei bemerkt, dafs die klangverwandten Töne ersten Grades für einen bestimmten Ton mit demselben alle Consonanzen bilden, die für diesen Ton nach der gegenwärtigen Musikauffassung überhaupt möglich sind. Die Art und Weise, wie die Tasten für diese Töne (c'\ 6², rf³, c¹, c³, b\ rf², c"-) gruppirt sind, ist für die Auffassung der Eigenart der Erfindung von Bedeutung. Bei Hinzutritt der Tasten α* bis rf⁴ treten die folgenden vier im Schema bezeichneten Töne hinzu. Nun sind auch die Klangverwandten von g und be vorhanden.

Diese Gruppe von 16 Tasten gilt nun für 16 Töne, welche die mathematisch reinen c-, es- und ges - dur-Tonleitern , sowie die harmonischen und melodischen Moll-Tonleitern für die Grundtöne c und es bilden können. Somit sind nun in diesen 16 Tönen auch alle tonalen Stufen für die Grundtöne c Und es vorhanden und sind die Tasten dafür in einer eng verbundenen eigenartigen Gruppe nahe bei einander. Sie werden von einer in der Richtung wi-w, Fig. 2, gezogenen Linie theils durchschnitten, theils einseitig begrenzt.

Bei Fortsetzung der Untersuchung in dieser Weise ergiebt sich, dafs die Klaviatur alle Klangverwandten ersten Grades für die Tonreihe c - ais und es - eis, sowie alle Tonstufen für die Grundtöne c - dis und es - fis in Dur und Moll, und zwar für jede gleichartige Tongruppe in vollständig gleicher Gruppirung enthält. Dieser Effect ist nun einfach dadurch erreicht, dafs vier Tastengruppen a¹ bis α¹³, b^l bis b™, c¹ bis c¹³ und rf¹ bis rf¹³ für die Töne der Quintenreihen No. 6, 5,4 und 3 nicht gesondert für sich dargestellt sind, sondern zu einer Gesammtgruppe in der dargestellten Weise mit einander verwoben sind.

Die vollständig gleiche Gruppirung der Tasten, welche zu gleichartigen Tonverbindungen gehören, macht eine vollständige Gleichheit des Fingersatzes für gleichartige Tonverbindungen in den verschiedenen Tongeschlechtern möglich.

So bezeichnen ζ. Β. folgende drei relativ gleiche Tastenreihen die Lage der Tasten für drei mathematisch reine Dur-Tonleitern:

b⁵ b¹ c^e

a? a^d b^s b^w a^s b* b« c⁵ c⁷ b\
c¹ c³ d² dⁱ c².

In der Anordnung Fig. 2 und 4 sind die Quintenregister in vierfacher Anzahl durch vier Tastengruppen vertreten; in der Anordnung Fig. 3 und 4a sind die Tasten von nur drei Quintenregistern systematisch in einander verwoben. Nach demselben Constructionsprincip können überhaupt mit Leichtigkeit Tastengewebe für mehrere Quintenregister hergestellt werden. Dies würde aber immer im Rahmen der vorliegenden Erfindung bleiben, da hierdurch nur unwesentliche Modificationen der vorhergehend beschriebenen Schaltkläviatur gebildet werden.

Eine andere unwesentliche Modificaton würde darin bestehen, dafs man die Lage der Tasten in der Weise ändert, dafs die Klaviatur dem Spiegelbilde entspricht.

Der Gebrauch der neuen Klaviatur als Schaltklaviatur wird durch Fig. 5 erläutert. Hier ist die Klaviatur in der Anordnung Fig. 2 beispielsweise mit einem Harmonium verbunden dargestellt. Diese Anordnung ist, wie oben entwickelt wurde, ein Tastengewebe für vier Quintenreihen.

Es ist vorhergehend nachgewiesen, dafs die gleichnamigen Töne dieser Quintenregister um Kommata-Unterschiede von einander abstehen. Die vorliegende Klaviatur gestattet nun aber durch zweckentsprechend gewählte Anwendung einer der gegenwärtig an Orgeln und Harmonien gebräuchlichen Registereinrichtungen in allen ihren vorher angedeuteten Modificationen die Beherrschung einer unbegrenzten Reihe von solchen in der Tonhöhe verschiedenen Quintenregistern bei consequenter Festhaltung des durch die Construction beabsichtigten systematischen Zusammenhanges.

In Fig. 5 gelten die über den Windkammern 7 und 3 liegenden Zungen für die Tasten d, die Windkammern 8 und 4 für die Tasten c, die Windkammern 1 und 5 für die Tasten b und die Windkammern 2 und 6 für die Tasten a.

Die Ventile d¹ decken somit die zu den Tasten d gehörigen Zungen, die Ventile c¹ die zu den Tasten c gehörigen Zungen u. s. w. .Je nachdem nun durch einen der bei Harmonien gebräuchlichen Registerzüge R entweder die Windkammer 7 oder 3 durch die entsprechende Windklappe r⁷ oder r³ geöffnet ist, werden die über den Windkammern 7 oder 3 liegenden Zungen durch die Tasten d angespielt. Die Registerzüge für die Windklappen r², r\ r⁸ und r⁷ sind weggelassen, um die Klarheit des Bildes nicht zu stören.

Sind die Windkammern 3, 4, 5 und 6 geöffnet, so spielen die entsprechenden Tasten dcba die Quintenreihen No. 3 bis 6, Fig. 1, an. Will man durch die Tasten dcba die Quintenregister 5, 6, 7 und 8 angespielt haben, so sind die Windkammern 3 und 4 zu schliefsen, dagegen 7 und 8 zu öffnen.

Daraus ergiebt sich nun die entsprechende Mafsgabe von selbst, die erforderlich ist, um die Zungen der Quintenreihen No. 1, 2, 3, 4 oder 2, 3, 4, 5 oder 3, 4, 5, 6 oder 4, 5, 6, 7 oder 5, 6, 7, 8 zum Tönen zu bringen.

Nach dem gleichen Verfahren läfst sich noch eine gröfsere Zahl von Quintenreihen beherrschen, wenn man die Ventile so einrichtet, dafs sie drei oder vier Zungen mit einmal decken. Ueberhaupt läfst sich durch Anwendung sehr nahe liegender Combinationen eine ganz unbegrenzte Zahl von Quintenreihen heranziehen.

Wie schon gesagt, gilt dieser Sachverhalt im Besonderen nur für die Anordnung, wie sie die Fig. 2 und 4 darstellen. Die erzielten Effecte, wie sie in dem nachfolgenden Theil der Beschreibung aufgestellt sind, gelten aber für die systematische Schaltklaviatur b in allen den angedeuteten Modificationen überhaupt.

Die Eigenthümlichkeit, dafs beim Festhalten des systematischen Zusammenhanges die Tonbedeutung jeder einzelnen Tastengruppe für sich geändert werden kann, während die übrigen Tastengruppen ihre jeweilige Tonbedeutung beibehalten, ist nunmehr diejenige-Neuerung der vorliegenden Klaviatur, welche durch die Bezeichnung »Schaltklaviatur« gekennzeichnet werden soll.

Es wird nach diesen Erörterungen klar sein, dafs ebenso wie durch Erweiterung der systematischen Schaltklaviatur in der Richtung der Tiefe unbegrenzte Quintenreihen, so auch durch Anwendung einer zweckmäfsigen Registratur eine unbegrenzte Zahl solcher Quintenreihen beherrscht werden können. Da die Glieder benachbarter Quintenreihen terzenweise von einander abstehen sollen, so läfst das Tongebiet, welches die systematische Schaltklaviatur beherrschen soll, sich auch auffassen als eine unbegrenzte Zahl von unbegrenzten Terzenreihen.

Somit ist erwiesen, dafs die systematische Schaltklaviatur bei Anwendung der bei Harmonien allgemein gebräuchlichen Registratur die Möglichkeit gewährt, ein unbegrenztes Tongebiet' in mathematisch reiner Stimmung zu beherrschen.

Die wesentlichen Vortheile, welche die neue Klaviatur gegenüber den bekannten gewährt, bestehen kurz zusammengefafst in folgendem:

i. Die systematische Schaltklaviatur ist ein Tastengewebe für mehrere zu einander im

mathematisch -reinen Terzverhä'ltnifs stehende unbegrenzte, mathematisch reine Quintenreihen.

2. Die Tasten für eine einzelne Quintenreihe sind durch genau erkennbare Merkmale von den Tasten für andere Quintenreihen unterschieden.

3. Die Tasten für Töne von naher tonaler oder klanglicher Verwandtschaft liegen bequem spielbar bei einander und sind so geordnet, dafs für gleichartige, nur durch die Tonhöhe verschiedenen Tonverbindungen stets der gleiche Fingersatz möglich ist.

4. Die systematische Schaltklaviatur gestattet die Veränderung der Tonbedeutung einzelner Tastengruppen bei Wahrung des systematischen Zusammenhanges, ohne Aenderung der Fingersätze für gleichartige Tonverbindungen, so dafs, eine unbegrenzte Zahl von in der Tonhöhe verschiedenen Quintenregistern und somit ein unbegrenztes Tongebiet in mathematisch reiner Stimmung durch dieselbe beherrscht werden kann.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Eine systematische Schaltklaviatur für mathematisch rein gestimmte Instrumente, welche dadurch gekennzeichnet ist, dafs im gegebenen Falle für jeden in der mathematisch reinen Stimmung verschiedenen Ton eine besondere Taste angeordnet ist, dafs ferner die Tasten für mehrere zu einander im mathematisch reinen Terzenverhältnifs stehende Töne (a\ b\ e¹, d^l oder allgemein aⁿ, b'\ c", dⁿ) in gleicher Höhe auf gleicher Linie liegen, in welcher die auf der dem Spieler zunächst liegenden Linie (A¹ B¹), sich befindenden Tasten für Töne gelten, welche Quinten mit den auf der vorigen Linie geben, so dafs in der Klaviatur die durch unterscheidende Merkmale ausgezeichneten Tastengruppen für die einzelnen Quintenreihen so zu einer Gruppe in einander verwoben sind, dafs die Tasten für alle klangverwandten und tonalen Stufen eines Grundtones in gleicher Gruppirung bei einander liegen und somit für gleichartige Tonverbindungen ein gleicher Fingersatz möglich ist.

   Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.