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Elastische Klaviatur für elektronische Musikinstrumente Die Erfindung
betrifft eine Spielvorrichtung für elektronische Musikinstrumente, welche durch
die Bezeichnung Elastische Klaviatur treffend benannt ist. Sie vereinigt die Form
der althergebrachten Klaviatur mit der Möglichkeit, die Tonhöhe nicht nur in Halbtonstufen,
sondern auch kontinuierlich zu verändern, also die musikalischen Ausdrucksformen
des Glissando, Vibrato, Portamento u. a.
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Es sind schon zahlreiche Formen von Spielvorrichtungen für elektronische
Musikinstrumente bekannt, welche die gleiche Aufgabe zu lösen versuchen. Man kann
diese in zwei Gruppen teilen. Die erste Gruppe lehnt sich enger an die Klaviaturform
an, behält je Halbton eine Taste bei in der üblichen Verteilung auf die schwarzen
und weißen Tasten und versucht durch wälzbare oder schwenkbare oder ähnliche Tastenformen
eine kontinuierliche Veränderung jeder Halbtonstufe innerhalb eines gewissen Bereichs
zu erzielen. In die erste Gruppe gehören auch diejenigen Formen, welche die althergebrachte
Klaviaturform mit festen Tasten beibehalten und gleitende Tonhöhenveränderungen
durch Verschieben der Gesamtstimmung herbeiführen. Der Nachteil solcher Spielvorrichtungen
ist das Fehlen der Glissandomöglichkeit und zum Teil auch die mechanische Festlegung
eines künstlichen, dem Einfluß des Spielers auf den einzelnen Ton nicht mehr unterworfenen
Vibratos.
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Die zweite Gruppe lehnt sich an das Vorbild der Saiteninstrumente
an und verwendet teilweise Markierungen oder Hilfstasten über der saitenförmigen
oder bandförmigen Spielvorrichtung für einige wenige Tonhöhenstufen der Oktave,
um dem Spieler Anhaltspunkte zum Auffinden der Tonhöhenstufen zu bieten. Die Vorrichtungen
dieser zweiten Gruppe ermöglichen eine höhere künstlerische Ausdrucksfähigkeit als
die der ersten. Der hauptsächliche Nachteil von Spielvorrichtungen dieser Gruppe
ist die unbequeme Spielweise. Diese Spielvorrichtungen sind zumeist in waagerechter
Lage
angeordnet nach dem Vorbild des Monochords. Die Fingerkuppen, welche man in bequemer
Haltung auf eine waagerechte Fläche auflegt, liegen ungefähr auf einem Halbkreis.
Selbst wenn man auf die Benutzung des Daumens verzichtet, liegen die anderen vier
Finger nicht auf einer Geraden, wie dies zum Spiel auf einer Saite oder einem schmalen
Band notwendig ist. Der Spieler muß also bei solchen Spielvorrichtungen eine unnatürliche
Fingerstellung einnehmen, er muß den Mittelfinger unnatürlich hochkrummen und den
kleinen Finger unnatürlich lang strecken, also eine verkrampfte Haltung einnehmen,
welche die Fingermuskeln überanstrengt. Bei der Geige, welche für solche Spielvorrichtungen
offenbar das Vorbild war, liegen durch die charakteristische Violinhaltung die vier
Fingerkuppen der linken Hand ziemlich gut in einer geraden Linie. Bei dem Violoncello
ist die Forderung der geradlinigen Lage der Fingerkuppen nicht so gut erfüllt, daher
ist dieses Instrument auch weniger leicht spielbar und der erreichbare Grad von
Virtuosität geringer.
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Gemäß der Erfindung werden die Spielvorrichtungen der zweiten Gruppe
in der Weise weitergebildet, daß die Oberfläche eines Stab- oder walzenförmigen
Körpers nach Größe und Form so gewählt wird, daß bei der an sich zweckmäßigen und
bequemen waagerechten Lage der Spielvorrichtung die Finger, auch der Daumen, in
bequemer Haltung auf der Spielfläche aufliegen, wobei alle Punkte der Oberfläche,
welche der gleichen Ebene senkrecht zur Achsrichtung angehören, einer Tonhöhe entsprechen.
Eine zweckmäßige Querschnittsform ist die gewölbte, weil dadurch eine bequeme Daumenbenutzung
bei verhältnismäßig kleiner Dimensionierung möglich ist. Die Wölbung wird zweckmäßigerweise
zu einem elliptischen, segment-oder sektorenförmigen Querschnitt ergänzt.
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Es entsteht so als hauptsächliches Element der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ein walzenförmiger Körper, welcher das tonhöhenbildende Element, z. B. eine Widerstandswicklung,
trägt. Dieser Körper ist von einer elastischen Hülle umgeben, deren Innenfläche
metallisch leitend ist und in einem Abstand von wenigen Millimetern gegenüber der
Walzenoberfläche steht. Durch Fingerdruck auf die Hülle entsteht Kontakt zwischen
einem bestimmten Punkt der Walzenoberfläche und der die Rückleitung bildenden Innenfläche
der Hülle.
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Die geschlossene Form der Oberfläche der Spielvorrichtung hat gegenüber
der ebenen Bandform den Vorteil der gesicherten Lage. Bei einem gestreckten Band
besteht die Gefahr der Welligkeit durch kleine Längenunterschiede zwischen Rändern
und Innenbereichen.
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Die an sich bekannten dünnen elastischen Tasten über der Spielvorrichtung
werden gemäß der Erfindung so weitergebildet, daß fünf Tasten pro Oktave so angeordnet
sind wie bei der althergebrachten Klaviatur. Es entsteht so das gewohnte Bild der
Klaviatur mit dem Unterschied, daß die Reihe der weißen Tasten nicht unterteilt
ist, sondern eine kontinuierliche Fläche ibildet. Die Erfindung wird nachstehend
an Hand eines Ausführungsbeispiels, welches in der Zeichnung dargestellt ist, näher
erläutert. Abb. z zeigt die Spielvorrichtung in der Draufsicht, welche die klaviaturartige
Form erkennen läßt. In Abb. i bezeichnet i den Querschnitt eines walzenförmigen
Körpers, der z. B. aus einem elliptischen Aluminiumrohr besteht. Auf diesen Körper
ist ein Widerstand gewickelt oder als Widerstandsschicht Kohle aufgebracht. Dieser
Widerstand ist in der Abbildung nicht dargestellt. Dieser Körper ist von einer elastischen
Hülle z umgeben, deren elektrisch leitende Innenseite in einem Abstand von wenigen
Millimetern von der Widerstandsoberfläche steht. Die Hülle besteht z. B. aus Fallschirmseide,
die mit einem Spannlack überzogen und auf der dem Widerstand gegenüberliegenden
Seite mit einer dünnen nicht oxydierenden Metallschicht, z. B. mit einem Goldbelag,
versehen ist. Auf diese Weise gibt die Spielfläche dem Fingerdruck genau nach und
überträgt jede feinste Fingerbewegung. Die Hülle wird mit Hilfe von Spannschrauben
3 in eine für das Spielen zweckmäßige Spannung versetzt.
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Das elliptische Rohr i ist zu beiden Seiten durch Deckel mit einem
Fortsatz q. abgeschlossen. Durch den Hebel 5 und Parallellenker 6 mit den Achslegern
7, 8, g, io ist die Spielvorrichtung beweglich gegenüber der Grundplatte i i und
dem Lagerbock 1a aufgehängt, so daß durch den Fingerdruck auf die Hülle nicht nur
der Kontakt mit dem Widerstand hergestellt wird, sondern auch beim weiteren Drücken
sich die ganze Walze senkrecht nach unten bewegt. Aus Abb. a geht hervor, daß das
Lager io mit einer durchgehenden Stange 13 fest verbunden ist, welche die linke
mit der rechten Lagerung fest verbindet, so daß sich die Spielvorrichtung stets
im ganzen senkrecht nach unten bewegt, gleichviel an welchem Punkt ihrer Längenausdehnung
gedrückt wird. Mit Hilfe der Feder 1.4 wird die Spielvorrichtung nach oben gedrückt.
Diese Feder ist zweckmäßigerweise regelbar, um den Spieldruck für die Bedürfnisse
des musikalischen Spiels zu justieren.
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In Abb. s ist zur Vereinfachung der Darstellung die Achse io mit der
Stange 13 in etwas weiterem Abstand von der Walze i dargestellt als in Abb. i.
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Mit der Stange 13 sind Hebelarme 15, 16 fest verbunden, welche die
Bewegung der Spielvorrichtung übertragen. Sie dienen als Dynamik- und Ein-und Ausblendregelvorrichtungen
od. ä. in Abhängigkeit vom Druck auf die Spielvorrichtung, zur Ausführung von Schaltvorgängen,
z. B. um abklingende Klänge zu erzeugen, und zu anderen an sich bekannten Einrichtungen
an elektronischen Musikinstrumenten.
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Die elastischen Tasten 17 sind auf der durchgehenden Stange 18 aufgereiht
und stehen nur mit dem Grundbrett i i und mit dem niederdrückbaren Teil der Spielvorrichtung
i bis 16 in Verbindung. Die Tasten haben keine elektrische Funktion, sondern sie
dienen nur als Anhaltspunkte zum Auffinden der Tonhöhen. Durch Gelenke ig, ao, 21,
a2 ist eine Parallelführung geschaffen, so daß sich die Tasten in senkrechter Richtung
nach unten bewegen
können, aber auch gegen eine seitlich wirkende
Elastizität Vibratobewegungen auszuführen gestatten. Die Tasten 17 sind so hoch
über der Spielfläche 2 angeordnet und so geformt, daß zwischen derTastenunterseiteund
der Spielfläche einGlissandospiel möglich ist, daß die Fingeroberfläche die Unterseite
der Tasten beim Spielen leicht berührt und dadurch Anhalte für die Tonhöhe bietet
und daß, von einer gedrückten Taste ausgehend, leicht ein Glissando ausgeführt werden
kann. Die Tasten tragen auf ihrer zum Spielen bestimmten Fläche einen Überzug aus
Gummi, Leder oder einem ähnlichen elastischen Stoff 23.
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Jede einzelne Taste kann auf der Stange 18 verschoben werden zum Justieren
der Stimmung. Die Stange 18 insgesamt mit allen Tasten ist in der Grundplatte i
i verschiebbar gelagert (in der Zeichnung nicht dargestellt), so daß durch diese
Gesamtverschiebung die Gesamtstimmung des Instruments kontinuierlich transponiert
werden kann. Um diese Transponierung bequem bedienbar zu machen, ist die Bedienungsstange
24 oberhalb der Tasten angeordnet. Sie steht mit der Stange 18 in fester Verbindung.
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Die Verschiebbarkeit jeder einzelnen Taste auf der Stange 18 führt
zu einem wertvollen Hilfsmittel beim Transponieren der Gesamtstimmung. Es ist bekannt,
daß man die Gesamtstimmung von elektronischen Musikinstrumenten verschieben kann,
z. B. durch Änderung einer Kapazität in dem Schwingungserzeuger oder durch Bildung
von subharmonischen Kippschwingungen od. ä. Bei einer derartigen elektrischen Transponierung
ist es für den Spieler störend, wenn die Klaviatur in Widerspruch mit der Stimmung
steht, wenn also z. B. auf der C-Taste ein G erklingt. Gemäß der Erfindung wird
innerhalb jeder Oktave eine Taste der Dreiergruppe um eine Halbtonbreite verschoben.
Wird in jeder Oktave die obere Taste der Dreiergruppe um eine Halbtonbreite nach
oben verschoben, so geht das bisherige C-Dur-Bild der Tastatur in das G-Dur-Bild
über. Die tiefste Tonhölle, die bisher ein C war, wird jetzt zu einem G. Verändert
man,die C-Dur-Klaviatur in der Weise, daß man die untere Taste der Dreiergruppe
um eine Halbtonbreite nach der Tiefe zu verschiebt, so geht in analoger Weise das
Klaviaturbild in die F-Dur-Anordnung über. Zur Ausführung dieser Klaviaturveränderungen
sind die oberen bzw. unteren Tasten der Dreiergruppe jeder Oktave an Seil- oder
Stangenzüge geführt, so daß sie gemeinsam durch eine Bewegung, wie dargelegt, bis
zu einem vorbereiteten Anschlag verschoben werden können (in der Zeichnung nicht
dargestellt, nur symbolisch durch Pfeile an den Tasten angedeutet).
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Die Erfindung löst durch die Verbindung mehrerer zum Teil bereits
bekannter Einrichtungen zu einem einheitlichen Ganzen die für elektronische Musikinstrumente
der vorbezeichneten Art bisher nicht gelöste Aufgabe, alle musikalischen Ausdrucksmöglichkeiten,
wie sie z. B. die Streichinstrumente aufweisen, mit der bequemen und gewohnten Spielweise
der Klaviatur zu verbinden. Die durch die gewölbte Form der Spielvorrichtung gewährleistete
bequeme Handhaltung wird, wie aus Abb. i hervorgeht, noch dadurch verbessert, daß
der elliptische oder ähnliche Körper in schräger Lage angeordnet ist. Der Neigungswinkel
richtet sich dabei nach der Tischhöhe. Bei mehrmanualigen Instrumenten wird man
den Neigungswinkel bei @derober.e.n Klaviatur schräger wählen als ,den der unteren.
Für besondere Fälle, wenn z. B. der Wunsch besteht, daß der Oberkörper des Spielers
zum Überblicken der anderen Spieler die Spielvorrichtung möglichst hoch überragen
soll, die Tischhöhe also sehr niedrig gewählt wird, kann sogar eine umgekehrte Schrägung
der großen Ellipsenachse für ein bequemes Spiel in Frage kommen, da in dieser Körperhaltung
der Daumen höher liegt als die anderen Finger.
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Die Erfindung überwindet zugleich auch einige Schwierigkeiten, welche
bei den bisherigen Saiten-oder bandförmigen Manualen für elektronische Musikinstrumente
vorliegen. Die offene Anordnung einer Widerstandssaite oder eines stab- oder walzenförmigen
Widerstandsträgers birgt die Gefahr der Verschmutzung und Verstaubung, auch wenn
z. B. Edelmetalle für die Kontaktgaben verwendet werden. Da also ein häufiges Reinigen
der Kontaktflächen von Schmutz und Staub ohnehin notwendig ist, bietet die Verwendung
von Edelmetall dabei keinen Vorteil. Bei der erfindungsgemäßen Spielvorrichtung
befinden sich sämtliche Kontaktstellen in einer allseitig geschlossenen Umhüllung,
so daß Eindringen von Schmutz und Staub unmöglich ist. Die Vorteile der Edelmetallkontakte
können also voll ausgenutzt werden. Besteht der auf den walzenförmigen Körper i
mit einer Isolierzwischenlage aufgebrachte Widerstand aus einer Drahtwicklung, so
wird hierfür eine Gold-Silber- oder eine Silber-Palladium-Legierung verwendet, die
ähnliche Widerstandseigenschaften wie die bekannten Widerstandsmaterialien Constantan
öd. dgl. aufweist, aber völlig oxydfrei ist. Auch wenn für höhere Widerstandswerte
das Kohleschichtverfahren angewendet werden muß, wird die Schicht in voneinander
isolierte Edelmetallringe eingebettet, so daß die Kontaktgabe stets zwischen Edelmetallen
erfolgt.
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Die völlige Einhüllung der Kontaktstelle in einen metallischen Hohlkörper
2, der schalttechnisch immer so angeordnet werden kann, daß er Erdpotential führt,
ergibt zugleich einen Faradeyschen Käfig, welcher die störende Einwirkung von Funkenbildungen
auf die Verstärker abschirmt.
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Bei den meisten Schwingungserzeugern für elektronische Musikinstrumente,
bei welchen die Tonhöhe als Funktion eines Widerstandes gebildet wird, ist diese
Funktion keine lineare. Um auf der Spielvorrichtung tonhöhenproportionale Intervalle
zu erhalten, muß daher, wie bekannt, die Widerstandsverteilung auf dem Träger von
der Linearität abweichen, was z. B. durch veränderliche Steigung der Wicklung, Änderung
des Draht- oder Wickelquerschnittes erreicht werden kann. Gemäß der Erfindung wird
eine nachträgliche Justierung der Widerstandsverteilung dadurch ermöglicht, daß
auf dem für das Spielen nicht benutzten Teil der Widerstandsoberfläche kleine Strecken
durch Edelmetallauflagen
überbrückt werden und daß die Lage dieser
Überbrückungen durch einen Klebestreifen 25 fixiert wird. Dadurch ist es auch möglich,
solche Justierungen, welche z. B. bei Röhrenwechsel notwendig werden können, nachträglich
nach vorübergehender Entfernung der Hülle 2 vorzunehmen.
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Die in der Zeichnung dargestellte Anordnung der Walze, der Tasten
und deren gedrängter Zusammenbau ist bei diesem Ausführungsbeispiel deshalb gewählt
worden, um einen möglichst kleinen Gesamtquerschnitt, besonders eine geringe Tiefe
der Anordnung, zu erzielen. Dadurch wird es möglich, die elastische Klaviatur mit
einem vorhandenen Klavier oder einer Orgel zu kombinieren, so daß sie ein zusätzliches
Manual bildet, ohne daß dabei an dem vorhandenen Instrument wesentliche Änderungen
vorgenommen werden müssen.
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Die Erfindung gestattet aber auch, sofern andere Bedürfnisse vorliegen,
andere Ausführungsformen. An Stelle der Parallellenker 5, 6 kann ein längerer Hebel
ähnlich einer Klaviaturtaste verwendet werden, die Tasten 17 können in anderer Weise
gelagert werden, z. B. auf einer der Stange 24 entsprechenden, zugleich zum Verschieben
dienenden Schiene, an Stelle der Edelmetallbelegung der ganzen Innenfläche der Hülle
2 können einzelne Edelmetalldrähte gespannt sein u. a. m.