-
Elektrisches Musikinstrument Iss sind bereit: elektrische Musikinstrumente
bekannt, die mit elektrischen Schwingungserzeugern, z. I3. phonischen R;idern oder
schwingenden Zungen, arbeiten.
-
Die Instrumente mit phonischen Rädern sind im allgemeinen von sehr
verwickelter Ausführung und beanspruchen viel Raum, und ihre Herstellungskosten
sind wegen der zum Antrieb der phonischen Räder erforderlichen mechanischen Vorrichtung
sehr hoch. Ferner ermangeln sie der Reinheit und Weichheit des Tones, wvas ihre
Ausdrucksmöglichkeiten stark beschränkt, wenn tnan sie mit den klassischen Pfeifenorgeln
vergleicht, deren Reichtum an Tönen sie im übrigen ebenfalls nicht erreichen. Die
bekannten elektrostatischen 1lusikinstrumente mit schwingenden Zungen anderseits
«eisen zwar eine geringere Raumbeanspruchung als die Instrumente mit phonischen
Rädern auf, und auch ihre Baukosten sind niedriger, aber in akustischer und iri
elektrischer Beziehung sind ihnen schwerwiegende >ü belstände eigen. Insbesondere
müssen bei diesen Instrumenten, die ähnlich wie ein Harmonium dadurch zur Wirkung
gebracht werden, <laB man mittel; Tasten bestimmte Zungen in Schwingung versetzt,
sämtliche Zungen, d. h. sowohl die wirksamen wie die unwirksamen Zungen, elektrisch
erregt werden, was als Begleiterscheinung starke Störungen de, Arbeitens der Instrumente
durch die elektrostatische Wechselwirkung
einerseits zwischen den
Zungen untereinander und anderseits zwischen der Gesamtheit der Zungen und (lern
Tonabnehmer zur Folge hat. Außerdem ist jede Zunge für die Erzeugung einer bestimmten
Klangfarbe ausgebildet, so daß für eine Note gegebener Höhe so viele Zungen vorzusehen
sind, als Klangfarben gewünscht werden, die im übrigen durch den Spieler nicht verändert
werden können. Ferner verlangt die richtige Erzeugung dieser Klangfarben die entsprechende
Vielheit voll mit jeder Zunge an verschiedenen Punkten ihrer Länge verbundenen Tonabnehmern,
die einzeln durch einen besonders geschulten Stimmer eingestellt werden müssen.
-
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein polyphones elektrisches
Musikinstrument zu schaffen, das die Erzeugung von durchgehaltenen Tönen und einen
sehr großen Tonreichtum mit geringer Raumbeanspruchung und einem ganz niedrigen
Gestehungspreis sowie mit einer äußerst einfachen Bedienung vereinigt. Zu diesem
Zweck werden erfindungsgemäß frei schwingende 'Lungen als Erzeuger von elementaren
Tönen und zusätzlich hierzu eine Vorrichtung zur Erzielung einer großen Mannigfaltigkeit
von Tonwirkungen verwendet -und außerdem eine he;tändige Wirkungsweise und eine
vollkommene Wahrung .der Abstimmung für das Instrument gewährleistet.
-
Das polyphone elektrische Musikinstrument nach der Erfindung ist dabei
so ausgebildet, daß die freien Zungen gleichzeitig schwingen, während nur die zur
Tonabgabe zu veranlassenden Zungen auf ein von dem elektrischen Potential eines
Tonabnahmeorgans verschiedenes Potential gebracht werden, so daß sie mit diesem
Organ einen Kondensator bilden, dessen Kapazität durch die Schwingung der Zungen
unter elektrischer Spannung Änderungen erfährt, welche ihrerseits elektrische Feldschwingungen
hervorrufen, die auf einen Lautsprecher von dem Tornahnahrncorgan aus übertragen
werden.
-
Die Zeichnung veranschaulicht das elektrische Musikinstrument nach
der Erfindung beispielsweise in einer Ausführungsform.
-
Abb. i ist ein Querschnitt durch den die Zungen tragenden Windkasten
in schematischer Darstellung; Abb. 2 zeigt die mit je einer Zunge verbundene Erregerschaltanordnung
; Abb. 3 gibt eine die Entstehung und das Absterben des Tones 'Veranschaulichende
Kurve wieder; Abb.4 zeigt schematisch im Schnitt einen durch ein Tastenwerk bedienbaren
Umschalter und Abb.5 hierfür eine Ergänzungs- und Zusarnmenfassungsvorrichtung ;
Abb. 6 läßt in schematischer Darstellung ein mittels eines Zuggliedes bedienbares
Register im Schnitt erkennen Abb. 7 bringt eine vorteilhafte Ausbildung des Schwingungsstromkreises;
Abb.8 ist eine teilweise geschnittene Draufsicht auf den die Zungen und (las Gebläse
enthaltenden Kasten, und Abb. 9 ist ein Längsschnitt durch diesen Kasten;
Abb. io zeigt die Einschaltung eines Widerstandes und einer Hilfskapazität in den
4;,trotitkrcis der Zungen; Abh. ii gibt eine Schaltanordnung zur Beseitigung von
schädlichen Nebenschwingungen und Abb. 12 einen Umschalter mit dieser Schwingungsbeseitigung
dienenden Widerständen wieder.
-
Abb. i zeigt einen Windkasten i von trapezförrnigem Querschnitt, dessen
beide Schrägwände 2, z. B. aus Kunststoff, mit Kreislöchern 3 versehen sind, und
dessen Innenraum eine Mittelwand 4 aus akustisch absorbierendem NVerkstoff in zwei
Hälften teilt. Ein Rohr 5 verbindet den Innenraum des Kastens i mit der Saugseite
eines schematisch in Abb. i angedeuteten Gebläses 13. Rechteckige Rahmen 6, die
in ihrem Mittelteil eine Aussparung 7 aufweisen, sind an den Außenseiten der Schrägwände
2 so angebracht, däß ihre Aussparungen 7 über die Löcher 3 mit dem Innern des Kastens
i in Verbindung stehen. "Lungen 8, die aus einfachen, länglich rechteckigen Larnellen
bestehen, sind an der Außenfläche der Rahmen 6 an ihrem einen Ende frei schwingend
befestigt.
-
Beispielsweise sind an den Rahmen 6 fünfundachtzig Zungen 8 von aufeinanderfolgenden,
je um einen halben Ton voneinander abweichenden Schwingungsfrequenzen in zwei Reihen
angeordnet, von denen die eine mit dreiundvierzig Zungen auf der einen und die andere
mit zweiundvierzig Zungen auf der gegenüberliegenden Schrägwand 2 -vorgesehen ist.
Dabei sind die Frequenzen zweier einander benachbarter 1#requenzen stets um einen
ganzen Ton voneinander verschieden, um den gegenseitigen Scliwiligutigsanstoß zweier
Zungen mit zu nahe beieinander liegenden Frequenzen zu vermeiden. Diese Vorsichtsmaßnahme
wird in ihrer Wirkung verstärkend durch die absorbierende Mittelwand 4 ergänzt,
die auch zur Dämpfung des vom Gebläse 13 verursachten Geräusche, beiträgt.
-
Die Kreislöcher 3 befinden sich nahe (lern eingespannten Ende der
Zungen S, so daß die Luft in der Höhe der schwingenden Enden der Zungen in zu den
Rahmen 6 schräger Richtung geführt wird, wie die Pfeile in Abb. i andeuten. Ferner
bildet der kleine, zwischen dem Rahmen 6 und den einzelnen Zungen 8 vorhandene Luftkanal
7 eine akustische Aufrechterhaltungsimpedanz und, da sein Querschnitt klein ist,
wird die Strömungsgesclrw-indigkeit der durch ihn gehenden Luft groß sein, und diese
Bewegung läßt sich leicht mit wenig Luft und mit geringem Druckaufrechterhalten.
Bei geschickter Ausbildung des ganzen Windkastens kann der Druckunterschied zwischen
seinen Seitenflächen auf 2 g pro 1 mm2 verringert werden, was die Geräuschdämpfung
erleichtert. Im übrigen wird das Geräusch in einem beträchtlichen Ausmaß vermindert,
und die wechselseitige Einwirkung zweier benachbarter Zungen aufeinander durch Resonanz
verschwindet.
-
Die Tonabnehmer bestehen aus zwei Me;singleisteri 9 von quadratischem
Querschnitt, die parallel zu der Ruhelageebene der Zungen 8 und in einem deren maximale
Schwingungsamplitude überschreitenden Abstand von dieser Ebene angeordnet sind und
gegenüber jeder Zunge in einer Gewindebohrung einen mit entsprechendem Außengewinde
versehenen Schraubbolzen io tragen. Die Lage einer jeden Gewindebohrung zur entsprechenden
Zunge ist so, gewählt, (laß die Amplitude der @chwingun@cn der Zunge in der
| Il@ilte»la,ge <1<r 13ccln rung (),=
111111 nicht ülicrsclireitct. |
| Auf diese Weise vollzieht ;ich die@cmabnahmc bei |
| (leg kleinen Zungen nach der Shitze ihn und bei den |
| ,großen Zungen nach (lein am Rahmen h befestigten |
| Endteil hin. plan kann den .-Abstand zwischen jenem |
| Schraubbolzen ict und der zugehörigen Zunge M durch |
| Verstellen des Bolzens in der Leiste <f beliebig regeln |
| und ;o eine zwecktnaßige Harni(inisierting erzielen. |
| Der ganze Windkauen i samt den Tonabnehmern c1, |
| io ist in einem Gehaase ii aus geräuschdämpfendem |
| Werkstoft eingeschhown, in das ein von der Druck- |
| seite de, (.cblüses 13 aasgeltendes Rolw 1a einmündet. |
| Der Luftumlauf vollzieht sich daher in einer ,ge- |
| schlo;senen Kreisbali», wie die in -b1. i einge- |
| zeichneten Pfeile andeuten. 131 genauer und richtiger |
| Ausführung und Anordnung aller Teile des Gebildes |
| nach ANn i wird der Austritt der Geräusche, clie |
| durch <leg jeder Zunge eigenen Ton bedingt sind, voll- |
| ständig vermieden. |
| Alle Zungen 8 werden durch das Gebläse 13 gleich- |
| zeitig in Schwingung versetzt und können dauernd |
| ohne Hemmung währen(f der ganzen Musikpartitur |
| Weiterschwingen. Dieses gleichzeitige und ununter- |
| brochene Schwingen sämtlicher Zungen S ist ein |
| wsentliches Kennzeichen des Musikinstruments nach |
| (leg 1:rtiti(lutig, das :ich dadurch von allen bekannten |
| (h;geln mit ulektnaatisclwr T(»ierzetigmig unter- |
| scheidet. |
| %-c(11 allen diesen nun Schningen gebrachten Zungen |
| werdet stur die Zu»gen, die 1»a11 sprechen, d. h. |
| einen Ton hervorbringen lassen will, auf elektrischem |
| Wege erregt. Der Organist legt (vgl. Abb. 2) mittels |
| eines von der Tastatur et aus verstellbaren Schalters I |
| eine (lleicltspannutt@@ an diese bevorzugten Wungma |
| die dann mit dein Tonabnehmer d, io Kapazitäten |
| bilden. Da die Zungen eine sinusfö rinige Bewegung |
| ausführen, verlaufen auch die l@apazit@itsändertingen |
| des Kondensators S, o, i(»tach einer Sinuskurve, |
| und (tic Lage des Bolzens in bestimmt den Mittelwert |
| <fieser Kapazität. Zur Erzielung eines sinusförinigen |
| Tones braucht inan daher nur einen einzigen Bolzen to |
| für jette Zunge 8 zu verwenden. |
| Der Schalter 1 wirkt gemäß -1b. z auf die Zunge 8 |
| durch Vertnitthing der aus Widerständen K, Il, und |
| der Kapazität C gebildeten Stromkreise, die mit |
| (ienaui;@keit sec bemessen und geschaltet sind, (laß |
| sielt für (las Entstehen und Abklingen des Tones die |
| aus Al>It. ; (#rsiclithdw Kurve ergibt, clie der Tonkurve |
| einer ,guten ()rgelpfcife gleich ist. Bei dieser Kurve |
| kiirnen die 1:ntstelitingszeit C)A und die Abklingzeit |
| 1>U1 genau durch Regeluni-; der elektrischen GriiHen
I21, |
| I2 und C für jede 'hic»lii>lie bestimmt werden, cla
die |
| Kurventeile ()A und />OL voneinander unabhängige |
| laliccttettti;dkurve» sind. Der Widerstand R, ist so |
| bemessen. (1a13 R1 H-- 4 ist, und liegt, wie Abb. z |
| zeigt, in keilte mit (lein Erregerstromkreis, während |
| die Kapazität C und der Widerstand k mit ihrem |
| einen 1?tt(le in Parallelschaltung von der den Wider- |
| stand I21 finit der Zunge 8 verbindenden I.cittmg ab- |
| gezweigt und an ihrem anderen Ende geerdet sind. |
| Der Tonabnehmer o ist an das Gitter einer Ver- |
| st;irkerrülire 14 angeschl(>ssen, die ihrerseits auf
den |
| nicht dat,gustellte» I@utttsl»eclter arbeitet. Diese Vcr- |
| bindung zwischen Röhrengitter u11:1 Tonabnehmer |
| 111u13 sorgfältig, z. 13. <furch E=inschaltung eines Glini- |
| merkWensators A von der GrüHeinrdnung vccn |
| =au ctn mit sYmmetrischen, geerdeten Abzweig- |
| widerständen R., und I2.3 von etwa z(> NIc,gcclitn, unter |
| Einstelhing (leg rückständigen Kapazität des Kabels |
| auf ungefähr =o0 cm, isoliert sein, (la durch Weg- |
| nahme vc»i Elektronen (las Potential des Tonab- |
| neltniers um einige Zehntel Volt ver:in:lert werden |
| kann, was vollkommen unzulässig ist. |
| Uli anderseits den PotentialunterscltieA zwischen |
| den nicht zum Sprechen zu veranlassenden Zungen 8 |
| und dem Tonabnehmer (o genau auf Null zu halten, |
| sind besondere zusätzliche Vorsichtsmaßregeln zu |
| treffen. Jeder in der Nähe der Zungen gelegene Isoher- |
| körper, z. 13. die Trägerleiste der Tonabnehmer oder |
| ein zur Isolierung vorgesehener Filz, ist nämlich der |
| Gefahr der leichten Selbstbeladung mit Elektrizität |
| aus vielfachen zufälligen Ursachen, wie z. B. infolge |
| der Reibungswirkung der Luft des durch das Gebläse |
| erzeugten pneumatischen Kreislaufe;, ausgesetzt und |
| wird dann örtlich polarisierte Flecke induzieren, |
| welche gewisse Zungen unzeitgemäß zum Sprechen |
| bringen. Zur Vermeidung dieses L'belstandes werden |
| elektrostatische Schirme, z. B. Metallgitter o:ler |
| Drähte, su angecwdnet, daß jede Feldlinie, welche die |
| wirksamen Teile der Zungen und der Tonabnehmer |
| an einem Isolierkörper treffen kann, zwangsläufig |
| durch einen elektrostatischen Schirm aufgefangen wird. |
| h11 übrigen bewegt sich eine Zunge 8, Nvenn sie |
| schwingt, in gewissen Augenblicken gleichzeitig mit |
| den benachbarten Zungen über den Rahmen <o weg. |
| Ist sie erregt, induziert sie eine Spannung in (leg ihr |
| benachbarten Zungen, die ihrerseits zti sprechen an- |
| fangen, was insbesondere bei den Zungen für die |
| tiefen -l_öne der Fall sein wird. Um dieser Nlliglichkeit |
| vorzubeugen, siebt inan einen Metallschiri» vor, <leg |
| aus einem Hand in F(trm einer Leiter bestellt, dessen |
| Leerräume die Zungen einnehmen, deren Felder auf |
| diese Weise vollkommen isoliert sind. |
| Der musikalische Reichtum eines erliti;ln»gsgentZ'iß |
| ausgebildeten Instruments beruht auf der sozusagen |
| unbegrenzten Zahl der damit erzielbaren Klangfarben. |
| S(( kann nian, wenn inan, statt wie bei Abh. = eitre» |
| einzigen Sclt@tlter 1 durch eine Tate zu verstellen, |
| getnül3 Alb. 4 auf mehrere, z.13. nein Schalter |
| initt<Is einer Taste 16 einer Tastatur einwirkt, neun |
| einander überlagerte Elementartöne, d. h. einen (ie- |
| sainttcm von einer besonderen Klangfärbung erhalten. |
| Dies wird nach -b1.4 durch einen finit Hilfe einer |
| einzigen "haste i1 be:lienbaren Mehrfachumschalter |
| erreicht. ,Jede "faste i6 der Tastatur liebt beim \ ieJer- |
| drücken gemäß Abb. 4 eine Leiste i;, z. 13. att; Hake- |
| lite, an, die mit nett» Löchern iS versehen ist, durch |
| welclic neun Klaviersaiten 2o an-, bes(m(lers hartem |
| Jlessi»g hindurchgehen, die mit neun je ans einem |
| Widerstand I2 und einer dazu parallel liegenden |
| Kapazität C: bestehenden Schaltgebilden verbunden |
| sind, (Up neun llenentartönen, z. 13. cl, c:, g_,
<.t, e.;, |
| g,;, c 3, ei, gis entsprechen. Die Verschiebung der Leiste |
| 17 ist durch einen Anschlag id begrenzt, der am un- |
| teren Ende der Leiste 17 angebracht und s Ich unter |
| d(1- Wirkung einer an d ,in ob;rcn l@ti(1(# d( r Loi;le 17 |
angreifenden Feder 21 gegen eine die Leiste führende, feste Wand
legt, die quer zu einer mit ihr verbundenen und zur Leiste parallelen `'Fand 22
steht.
-
Die Klaviersaiten 20, die an ihren einen Enden in die `'Fand 22 eingespannt
sind, sind in der Ruhelage einer gewissen Biegung unterworfen, die ihre freien Enden
vom neun zylindrischen Stäben 13 entfernt halten, die z. B. aus Bogenlampenkohle
bestehen. Die Biegung ist dadurch hervorgerufen, daß die Löcher 18 der Leiste i;
gegenüber den Einspannstellen der Saiten 2o an der Wand 22 derart in der Höhe versetzt
sind, daß sie für die Saiten Anschl,#ge bilden, welche die freien Saitenenden in
einem geringen Abstand von den Stäben 15 halten. Wenn eine Taste 16 der Tastatur
niedergedrückt wird, gibt die dann ansteigende Leiste i; die Saitenfrei, so daß
sie mit den Stäben 15 in Berührung kommen und dadurch den aus Abb. 2 ersichtlichen
Stromkreis als Ersatz des Schalters 1 schließen können.
-
Jede Klaviersaite 20 ist an dem von den Stäben 15 abgekehrten Ende
mit einem Widerstand R, in der Größenordnung voll 2 Megolini verbunden. Diese Widerstände
R, sind ihrerseits miteinander mit Hilfe einer aus Abb. 5 ersichtlichen Gesamtheit
von parallelen schrägen Leisten verbunden, die zu dein Umschalter nach Abb. 4 eine
Ergänzungs- und Zusammenfassungsvorrichtung bilden, welche die mehreren Hundert
Widerstände R, dieses Umschalters an so viel Ausgangsklemmen heranführen, als schwingende
Zungen in dem Instrument vorhanden sind, das beispielsweise, wie angenommen, fünfundachtzig
Zungen enthält.
-
Die Zusammenfassungsvorrichtung nach Abb. 5 beruht auf dem Prinzip,
ein zweidimensionales Register in der Weise auszubilden, daß der waagerechte Abstand
von einander benachbarten Halbtönen gleich dem Abstand zweier benachbarter Tasten
des Tastenwerks, z. B. 13,5 min, ist und der zur Vermeidung einer Berührung zweier
benachbarter Leiter notwendige senkrechte Abstand z. B. 4 mm beträgt. So erhält
man beispielsweise durch Niederdrücken der dem Ton cl entsprechenden Taste mit Hilfe
des Umschalters nach Abb. 4 einen aus den bereits erwähnten neun Elementartönen
zusammengesetzten Ton. Durch Bedienung der Taste c2 anderseits ergibt sich ein zusammengesetzter
Ton aus den Elementartönen c2, c.i, c i, ei, gi . . ., d.li.ausmehreren derElementartöne
des durch die Taste cl erzielten zusammengesetzten Tones. Da' Töne mehreren Tasten
gemeinsam sein können, ist es unnötig, neun je einer Taste des Tastenwerks entsprechende
Ausgangsklemmen vorzusehen. Nur so viele Ausgänge, als das Instrument Elementartöne,
z. B. fünfundachtzig, aufweist, müssen vorhanden sein und dafür die Verbindungen
gemäß Abb. 5 hergestellt werden.
-
Wie aus Abb. 5 ersichtlich ist und aus dem Lehrsatz von den ähnlichen
Dreiecken folgt, liegen die Töne, die den gleichen Rang mit Bezug auf den der Taste
des Tastenwerks entsprechenden Anfangston haben, auf dem gleichen Niveau bei der
Zusammenfassungsvorrichtung. So befindet sich beispielsweise der Ton c3, der den
vierten Rang in der mit cl beginnenden Reihe einnimmt, auf dem gleichen Niveau wie
der Ton c;, der den vierten Rang in der mit c2 beginnenden Reihe einnimmt. Dadurch
wird es möglich, eine beschränkte Zahl von Stäben 15 anzuwenden, die waagerecht
angeordnet sind und sich über die ganze Länge der Tastatur oder nur Tiber einen
Teil davon, z. B. nur über das halbe Tastenwerk, erstrecken. Im letzteren Falle
sieht man die Stäbe, uni die ganze Länge der Tastatur damit zu decken, mit :lneinanderfügung
ihrer Enden vor.
-
Das Verhältnis der Amplituden der jede Klangfarbe ergebenden Töne
wird durch ein gleiches Verhältnis der an jeden Stab 15 angelegten Spannungen hergestellt.
Die Erregerspannungen werden finit Hilfe von Registerkästen eingestellt, die gemäß
Abt>. 6 einen Schieber 23 aufweisen, der einen Rheostaten mit mehreren, z. B. fünf
Abnahmekontakten 25 in seinem wirksamen Widerstandswert zu verändern gestattet.
Eine unter dem Einfluß einer Druckfeder 27 stehende Kugel 26 zwingt den Schieber
23, bestimmte Lagen 5 einzunehmen, und die Spannung wird ihm durch eine zweite Kugel
28 zugeleitet, die über die Klemme a mit den Stäben 15 verbunden ist.
-
Vorteilhaft ist es, die Stärke der Töne zweier Tastaturen oder der
beiden Hälften eines Tastenwerks unabhängig voneinander verändern zu können. Dies
wird dadurch erreicht, daß man die Spannung an den Klemmen der Register mit Hilfe
einer Röhre ändert, welche die Spannung auf einen gewünschten Wert, unabhängig von
der elektrischen Leistung, festlegt. Abb. 7 zeigt eine hierfür geeignete Schaltanordnung,
in welcher zur Speisung des gemäß Abb. 6 ausgebildeten, über den Schieber 23 und
die Klemme a an die Stäbe 15 der Abb.4 angeschlossenen Rheostaten eine Elektronenröhre
29 dient, deren Anode an Hochspannung liegt, während ihr Gitter an den Schieber
eines Potentiometers 30 angeschlossen ist, das an seineirr einen Ende mit
der Hochspannungsklemme -HS verbunden und am anderen Ende geerdet ist. Die Kathode
der Röhre 29 ist über den Rheostaten 2.1 an Erde gelegt, und die Spannung zwischen
Kathode und Erde verändert sich daher mit einer bis auf einige Volt genauen Übereinstimmung
wie die Spannung am Schieber zwischen o und +HS und damit auch wie die Leistung
der entsprechenden Registerführung. Die verschiedenen Potentiometer 3o des Instruments
können mechanisch durch die Pedale gesteuert werden.
-
Das hehlen der sogenannten feierlichen Stimme (voia celeste) macht
ein ausgezeichnetes Vibrato oder Schwingen notwendig, das man durch rhythmische
Veränderung der Speisespannungen der rhythmische Veränderung erreicht. Zu diesem
Zweck öffnet man bei der Schaltanordnung nach Abb.I den Schalter Il, was zur Folge
hat, daß eine Röhre 31, die als Erzeuger von niederfrequenten Schwingungen mit einer
Frequenz von 6 bis 8 Perioden in der Sekunde geschaltet ist, in den Stromkreis eingeführt
wird. Die Röhre 31 ist mit dem Schwingungskreis 32 verbunden und ihre Kathode und
ihr Gitter sind über die Widerstände o, und o2 geerdet. Die Kopplung ist ziemlich
schwach, um eine Schwingung von hinreichend sinusförmigeni Verlauf zu erzielen.
-
An Stelle des im Querschnitt trapezförinigen Windwerks nach Abb. i
kann zur Veleinfachung der Ausfüliriiii,
- dos @Iu siküistruments
und zur Verbesserung der l.@ititcl;iinl>fung auch ein anders geformter Windkasten,
insbcsiin(lere ein flaches ebenes, in ein herinetisch abgeschlossenes Gehäuse eingebautes
Windwerk, wie es 1>eispielsw-cise aus Abb. 8 und 9 in einer Ausführungsform ersichtlich
ist, vorteilhaft Verwendung finden. Gemäß Abb. S und 9 sind die Zungen 8 in ein
und derselb(@n l:l)ene auf der einen Seitenfläche einer in einem rechteckig prismatischen
Kasten ii vorgesehenen und diesen in zwei Abteile 5, 12 trennenden Wand
2 befestigt. Ani einen Ende der durch Vermittlung der Zungen untereinander
in Verbindung stehenden Abteile 5 und 12 ist ini Kasten ii das Gebläse
13
eingebaut, (las aus einem von einem Motor M angetriebenen \'ciitilzit(ir
T besteht, der Luft in das Abteil 12 drückt und aus (lein Abteil 5 ansaugt, wie
die Pfeile in Abb. o andeuten. Diese Ausführung des Windwerks ist besonders praktisch
und von geringem Raumbedarf und erleichtert wesentlich die Lautdämpfung und die
bauliche Herstellung des Instruments. Das Gebliise 13 kann, wenn gewünscht, statt
am einen Ende des l@astens ii auch an irgendeiner Zwischenstelle zwischen den beiden
Kastenenden angeordnet sein.
-
Da die durch die Klaviersaiten 2o gemäß Abb.4 lierviirgertifenen Kontaktschließungen
und Schaltunterbrechungen einige durch die Leitungsverbindungen der Zungen aufgefangene
Streuungen von Hochfrequenz erzeugen, werden die Faradisierung und die Lautdämpfung
dadurch erleichtert, daß man den Errcgerstromikrcis einer jeden Zunge in den Kasten
ii durch Vermitthing eines Widerstandes R' eintreten I;ißt, der in eine isolierende
Leiste S eingebettet ist, (lie längs einer großen Seitenfläche des rechteckig prismatischen
Kastens 1i eine dichte Verbindung herstellt. Das eine I-.ncle dieses Widerstandes
R' ist an die Zunge 8 angesclilosseii und über einen festen Kondensator C' geerdet.
Die durch den Widerstand R' und die Kapazität (" gebildeten Stromkreise haben eine
geringe Zcitkimstante im `'er@;leicli zu den aus den elektrischen Größen R und (.'
bestehenden Hauptstromkreisen des Instruments und stellen daher kein die "Leitkonstante
des Instruments merklich beeinflussendes l?lernent dar, sondern spielen die
Rolle eines N iedrig1iat3filters.
-
Wie die Praxis gezeigt hat, können beim Schließen ()der Öffnen eines
Schalters I, d. h. beim Senken oder Frcigebcn einer "laste durch den Organisten,
schädliche Nebentöne auftreten, was eine starke Beeintr<iclitigting der @lcuigreinheit
des mittel> des Iiistruinents wiedergegebenen Musikstückes bedeutet. Diese Nebentöne
rühren hauptsächlich von dem Entstehen ()der <lein Abklingen des Stromes,
(1.1i. den je eine lalii@neiitialkurve darstellenden Teilen 0.-1 und B0i der in
Abb.3 wiedergegebenen Kurve her, die sich einander zii der von (ler entsprechenden
schwingenden Zunge im 'fi)nzibncilimestronikreis erzeugten sinusförinigen kurve
überlagern. Diese Nebenschwingungen sind Harmonischen von verhältnismäßig hohen,
aber mich hürbaren Frequenzen ähnlich und daher macht sich ihre Wirkung insbesondere
bei den tiefen Noten I>cmerkhar, bei denen (las Ohr deutlich die Anwesenheit dieser
durchdringenden Nebenschwingungen untcrscIieidet. Zur Beseitigung dieser schüdliclien
Nebenschwingungen wird erfindungsgemäß eine Schaltanordnung angewendet, welche sie
in einem gesonderten Hilfsstromkreis erfaßt und gleichzeitig ihre Phase unter Aufrechterhaltung
ihrer Frequenz umkehrt sowie sie dann in den Tonabnahmestromkreis einführt, so daß
die in diesem letzteren Stromkreis erfaßten Nebenschwingungen durch die im Hilfsstromkreis
erfaßten, in der Phase verschobenen Nebenschwingungen ausgeglichen werden. Abb.
ii zeigt diese Schaltanordnung beispielsweise in einer Ausführungsform, welche die
Schaltung nach Abb.2 vervollständigt, deren Verstärker 14 sich in der Röhre A der
Abb. ii wiederfindet.
-
Gemäß Abb. ii ist an einem vor der Zunge 8 gelegenen Punkt b der diese
und den Widerstand Ri verbindenden Leitung über einen Kondensator K von einer in
der Größenordnung der mittleren Kapazität des Kondensators 8, io gleichen Kapazität
ein Hilfsstromkreis abgezweigt, der zwei Verstärkerröhren B und C enthält, deren
Verstärkungsgrade GB und G, so gewählt sind, daß ihr Produkt gleich dem Verstärkungsgrad
G,q der Röhre A, d. h. GB x Gc = GA ist. Die Röhren .A und C sind anodenseitig an
ein Potentionieter P angeschlossen, und mit einem geeigneten Punkt c dieses Potentiometers
ist das Gitter einer weiteren Verstärkerröhre D verbunden.
-
Wenn der Schalter I geschlossen ist, werden die durch die Zunge 8
hervorgerufenen elektrischen Schwingungen durch die als erste Verstärkerstufe wirksame
Röhre A verstärkt und auf die als nächste Verstärkerstufe arbeitende Röhre D übertragen.
Der Hilfsstromkreis b, B, C, c wird nicht von Schwingungen durchlaufen und
beeinflußt daher nicht die Kurvenform des vom Verstärker D empfangenen Strome;.
-
Während des Schließens oder öffnen; de: Schalters 1 werden jedoch,
wie erwähnt, Nebenschwingungen erzeugt, die sowohl nach dem Hilfsstromkreis
b, B, C, c
als auch nach dem tonabnehmenden Hauptstromkreis b, A, c
übertragen werden und deren Resultierende im Punkte c des Potentionieters P abgenommen
und dem Gitter der Röhre D zugeleitet wird. Damit diese Resultierende Null wird,
müssen die sie liefernden Nebenschwingungen die gleichen Amplituden, die gleichen
Frequenzen und die gleichen Formen haben und außerdem in der Phase einander entgegengesetzt
sein.
-
Nun bewahrt bekanntlich eine Verstiirkerröhre die Frequenz und die
Form einer Schwingung, kehrt aber ihre Phase um, und eine Erhöhung der Gitterspannung
ruft eine Zunahme des Anodenstromes und damit eine Verringerung der Anodenspannung
und umgekehrt hervor. Es genügt demnach für die Erzielung einer Phasenumkehr, daß
einer der Stromkreise eine Röhre oder eine ungerade Zahl von Röhren mehr oder weniger
als der andere Stromkreis enthält. Gemäß Abb. 1i weist daher der Hauptstromkreis
b, A, c eine Röhre und der Hilfsstromkreis b, 13, C, c zwei
Rühren auf.
-
Zur Erzielung von Schwingungen finit gleichen Amplituden muß der Verstärkungsgrad
des einen der Stromkreise gleich dem Verstärkungsgrad des anderen
Stromkreises
sein. Auch diese Bedingung ist bei der Schaltung nach Abb. ii erfüllt, da ja, wie
erwähnt, die Gleichung GA = GB h G, gilt. Dabei kann beispielsweise die Röhre C
einen Verstärkungsgrad gleich der Einheit aufweisen und die Röhre A in der Ausführung
der Röhre b' gleich sein. ' Der Hauptstromkreis b, A, c wird somit gleichzeitig
von den durch die Zunge 8 hervorgerufenen elektrischen musikalischen Schwingungen
und von den beim Schließen oder Öffnen des Schalters I entstehenden schädlichen
Nebenschwingungen durchlaufen. Diese Schwingungen werden durch die Röhre .4 verstärkt
und umgekehrt. Die gleichen Nebenschwingungen gehen gleichzeitig durch den Hilfsstromkreis
b, i3, C, c, in welchem sie durch die Röhren 13 und C 'zweimal verstärkt
und in der Phase umgekehrt werden. Die doppelte Phasenumkehr stellt dabei ihre Ausgangsphase
wieder leer. Die den einen der beiden Stromkreise durchlaufenden Nebenschwingungen
werden daher durch die über den anderen Stromkreis gehenden Nebenschwingungen aufgehoben
und nur die musikalischen Schwingungen im Punkte c des Potentiometers P auf die
Verstärkerstufe D und weiterhin auf den nicht in Abb. ii veranschaulichten Lautsprecher
übertragen.
-
Die Vielzahl der Zungen 8 bedingt nicht eine Vielzahl von Verstärkerröhren
.-I, B, C bei der Schaltung nach Abb. i i. Man muß lediglich so viel Kondensatoren
K, als Zungen 8 vorhanden sind, vorsehen, und diese Organe werden an einem hinter
ihnen liegenden Punkt d bzw. e vereinigt, während der Rest der Schaltung nur einmal
erforderlich ist.
-
Wenn auch die Schaltanordnung nach Abb. ii die in einem Stromkreis
durch dessen Unterbrechung oder Schließung hervorgerufenen schädlichen Nebenschwingungen
beseitigt, so läßt sie doch die Nebenschwingungen bestehen, die gleichfalls durch
die Umschaltung zum Entstehen kommen, aber durch den als Antenne wirkenden Stromkreis
ausgestrahlt werden. Diese Erscheinung tritt in sehr ausgeprägter Weise bei den
verhältnismäßig langen linienförmigen Teilen der Stromkreise und besonders bei den
die festen Kontakte des Umschalters nach Abb.4 bildenden zylindrischen Stäben auf.
Die Antennenwirkung ist dabei um so stärker, je geringer der elektrische Widerstand
der Stäbe ist. Daher wird nach der Erfindung, wie aus Abb. 12 ersichtlich, vorzugsweise
eine Aufteilung eines jeden Stabes 15 in mehrere Abschnitte vorgesehen, die durch
Widerstände in der Größenordnung von einigen Tausend Ohm miteinander verbunden sind
und deren Länge vorteilhafterweise nicht über je 5o cm beträgt.
-
Außerdem sind gemäß Abb, £2 Widerstände e' in der Größenordnung von
ioooo Ohm in der Nähe der Umschalter zu deren beiden Seiten eingefügt. So ist ein
Widerstand n' zwischen der Speiseleitungsklemme a und dem Stab 15 eines Unischalters
vorgesehen, und ein weiterer Widerstand e' liegt in Reihe mit jedem durch eine Klaviersaite
gebildeten und an die entsprechende Zunge angeschlossenen beweglichen Umschalterkontakt
2o. Diese Widerstände o' haben die Aufgabe, die Hochfrequenzausstrahlung zu schwächen
und sind zu diesem Zweck an den Enden der offenen Stromkreise, d. h. an der Stelle
der Schwingungsbäuche angeordnet.
-
Zur Bildung der verschiedenen Stromkreise kann man auch Leiter von
hohem Widerstand verwenden, was die Einschaltung besonderer Widerstände in diese
Stromkreise erübrigt. Jedoch sind derartige Leiter in der Regel zerbrechlich, und
ihre Verwendung ist daher wenig praktisch. Die Erfindung kann im übrigen auch sonst
in einer vom Ausführungsbeispiel der Zeichnung abweichenden Weise unter Verwendung
von anderen an sich bekannten, zur Erzielung der beabsichtigten Wirkungen geeigneten
technischen Mitteln verwirklicht werden.