DE9418616U1

DE9418616U1 - Betätigungsvorrichtung für ein- und mehrmanualige Orgeln

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Publication number: DE9418616U1
Application number: DE9418616U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-11-09
Filing date: 1994-11-09
Publication date: 1995-01-12
Anticipated expiration: 2004-11-10

Description

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Anmelder: Markus Voigt, Friedrich-Naumann-Str. 1 04924 Bad Liebenwerda

Betätigungsvorrichtung für eine ein- oder mehrmanualige Orgel 5

Die Erfindung bezieht sich auf eine Labialpfeifen- und/oder Zungen-Register enthaltende, ein- oder mehrmanualige Orgel mit einem Pedal und zumindest einer vollständigen elektrischen Traktur für alle Tasten der Manuale und des Pedals, für die Register, Spielhilfen/ Schweller, Koppeln und Tonventile in den manual- und pedalindividuellen geteilten oder ungeteilten Windladen und mit einem digitalen, in einem Personalcomputer enthaltenen Speicher zur Aufnahme der von den Tasten, Registern, Spielhilfen, Schwellern und Koppeln ausgelösten, parallel und seriell über einen ersten Wandler verarbeiteten Signale und zur Wiedergabe dieser Signale über einen die Tonventile selektiv ansteuernden zweiten Wandler.

Bei einer solchen bekannten Orgel besteht die Möglichkeit, ein von einem Organisten gespieltes Werk digital mit allen Phrasierungen, Registrierungen und sonstigen seiner künstlerischen Auffassung entsprechenden Ausprägungen aufzunehmen und danach die gespeicherte Aufnahme über die Orgel mit digitaler Ansteuerung wiederzugeben. Der hierfür zu treibende Programmieraufwand ist beträchtlich und angesichts der vergleichsweise geringen Anzahl von in Betracht zu ziehenden Kirchen- oder Konzertsaal-Orgeln derart teuer und unwirtschaftlich, daß über wenige Versuche hinaus mit diesem System neue Orgeln nicht gebaut bzw. alte Orgeln nicht umgerüstet worden sind.

Anstelle der rein elektrischen Digitalsignale ließen sich zwar elektrische Signale über Glasfasern optoelektronisch digital verarbeiten, wodurch beispielsweise preiswerte Videorecorder als Speichermedium verwendet werden könnten, jedoch

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ist auch diese Technik nur mit großem zusätzlichen Aufwand an zusätzlichen Betriebsmitteln praktizierbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Betätigungsvorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, bei der der Programmieraufwand gering gehalten ist und die Betriebsmittel handelsüblich und preiswert sind.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß
jedem Manual und dem Pedal mindestens ein eigener erster

Wandler zugeordnet und dieser erste Wandler ein die diskreten Tastatursignale mit dem MIDI-Standard umformender Transformer mit einem das MIDI-Format auf die Bus-Konfiguration des Personalcomputers umwandelnden nachgeschalteten Interface- gerät ist und daß jeder Windlade mindestens ein eigener zweiter

Wandler zugeordnet und dieser zweite Wandler eine die digitalen Speichersignale auf das MIDI-Format umsetzendes Interfacegerät mit einem die Daten des MIDI-Formats in diskrete
Tastatursignale umformenden nachgeschalteten Transformer ist.

Es ist zwar bekannt, Tasteninstrumente, wie z.B. Klaviere und elektronische Orgeln, mit Tastenkontakten und diesen zugeordneten MIDI-Transformern auszustatten, die mit anderen im
MIDI-Format steuerbaren elektronischen Instrumenten, wie
z.B. Schlagzeugen oder Synthesizern elektrisch verknüpft werden können.

Das u.a. von der Musikindustrie durch Vereinbarung standardisierte MIDI-Format, das auch von Soundkarten handelsüblicher Personalcomputer verarbeitet werden kann, hat jedoch als rein serielles Datenflußprogramm bei Kirchen- und Konzertorgeln,
insbesondere bei Orgeln mit mehreren Manualen und einem Pedal so erhebliche Probleme, daß der MIDI-Standard bisher zur Aufnähme und Wiedergabe praktisch nicht in Betracht gezogen worden ist.

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Die Probleme liegen im MIDI-Standard selbst begründet. Während bei Standardanwendungen die Übertragungsgeschwindigkeit von etwa einem Befehl/ms für das Anschlagen und Loslassen der Tasten zur Erzeugung eines achstimmigen Akkords einen Datenfluß mit einer Zeitdauer von etwa 16 ms bedingt, was für Keybords und andere elektronische Instrumente, sogar noch für MIDI-Format ausgebende Klaviere brauchbar ist, ist bei einer beispielsweise dreimanualigen Orgel bei Einschaltung aller Manual- und Pedalkoppeln die Datenflußzeit von 16 ms verdreifacht, zuzüglich 16 ms für die Pedalinformation (bei 2 Tönen mit 3 Koppeln), also insgesamt 64 ms für ein einziges gleichzeitig erzeugtes Schallereignis eines achtstimmigen Akkordes. Das Ergebnis ist für eine Aufzeichnung ebenso ungeeignet wie für die Wiedergabe:

Der Akkord "klappert".

Durch Anwendung der Erfindung wird dieser Mangel dadurch beseitigt, daß die verwendeten MIDI-Wandler manual- und pedalspezifisch vorgesehen werden und die MIDI-Daten der Wandler auf die wesentlich höheren Taktraten des Personalcomputers umgesetzt werden. Damit ist der Vorteil realisierbar, daß vergleichsweise preiswerte MIDI-Transformer und MIDI-Merger Verwendung finden, die in zahlreich erprobten Anwendungen ohne zusätzlichen Programmieraufwand die geforderte Übertragungssicherheit ohne "Klappern" gewährleisten. Dementsprechend können also neue Orgeln ohne größere Kosten damit ausgerüstet und bestehende Orgeln kostengünstig umgerüstet werden.

Die Verwendung der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung ist jedoch nicht auf Orgeln mit ausschließlich elektrisch funktionierender Traktur beschränkt. Es ist ebenso möglich, in Orgeln die bekannten mechanischen und pneumatischen Traktüren vorzusehen oder beizubehalten. Vielfach ist beim Erfordernis, die Orgel von einem Fernspieltisch aus zu spielen,

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ohnehin eine mechanisch/elektrische Traktur oder eine pneumatisch/elektrische Traktur vorgesehen, die orgelseitig für die Anwendung der Erfindung notwendigen Betriebsmittel bereits vorhanden.
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In Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist deshalb bei einer zusätzlich vorhandenen mechanischen oder pneumatischen Traktur den Transformern eine die diskreten Traktursignale selektiv weiterleitende Schaltungsanordnung vorgeschaltet, die die Tastensignale einer gespielten Manualtaste bei eingeschalteter Koppel für jedes gekoppelte Manual oder Pedal vervielfacht und jedem manual- oder pedalindividuellen Transformer zuführt.

Dabei wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Schaltungsanordnung die Weiterleitung der Signale des gespielten Manuals auf die Tonventile der ihm zugeordneten Windlade sperrt.

Diese die vorgenannte Schaltungsanordnung enthaltende Weiterbildung löst zugleich bei der Aufzeichnung der Registerwechsel der elektrischen Koppeln ein weiteres Problem: Die Signale für die Aufzeichnung werden von den Tastenkontakten des gespielten Manuals erzeugt. Bei eingeschalteter Koppel werden zwar die Tonventilmagneten des gekoppelten Manuals zur Tonerzeugung bewegt, nicht jedoch die Tasten und Tastenkontakte des gekoppelten Manuals. Die Wiedergabe des Datenflusses {Abspielen des Datenträgers) der Registerwechsel einer Koppel hätte ersichtlich keine Wirkung auf das zu koppelnde Manual.

Durch Anwendung der Erfindung und ihrer Weiterbildung ist die Wiedergabe identisch mit der Aufnahme.

Vorteilhaft ist bei einer Betätigungsvorrichtung nach der Erfindung vorgesehen, daß der digitale Speicher mit der

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elektrischen Traktur über eine Datensicherungseinrichtung in Form eines Paßwortes, einer Signalkennung oder dgl. verbindbar ist. Dabei kann die Datensicherungseinrichtung mittels eines Softwaredecoders bei Start einer Aufnahme und Wiedergäbe des Dateninhalts des Speichers steuerbar sein.

Damit kann der Mißbrauch einer zu Unterrichts-, Kontroll- und Übungszwecken digital aufgezeichneten Orgelmusikdarbietung als Speicher für einen die Orgel umfassenden Musikautomaten zu Vorführzwecken und in Abwesenheit des Organisten verhindert werden.

In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ergibt sich eine kostengünstig reduzierte Anzahl der erforderlichen Betriebsmittel, wenn das im Tonumfang gegenüber den Manualen verringerte Pedal einem MIDI-Transformer zugeordnet ist, dem zumindest teilweise die alle Tontasten- und Tonventil-Signale nicht enthaltenden Steuersignale zumindest teilweise über den ersten und zweiten Wandler des Pedals zugeleitet werden. Dies gilt entsprechend auch für den der Pedal-Windlade zugeordneten Wandler (MIDI-Transformer).

Anhand der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung für eine Orgel beschrieben und die Wirkungsweise erläutert.

Die Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung ein Blockschaltbild einer Betätigungsvorrichtung für eine Orgel.

In Fig. 2 ist eine Schaltungsanordnung als Einzelheit aus Fig. 1 schematisch gezeichnet.

Die in den Figuren 1 und 2 gezeichnete Betätigungsvorrichtung ist beispielsweise für eine Orgel mit drei Manualen und einem Pedal, mit Labial-, Lingual- und Membran-Registern, Spielhilfen, Schwellern und Koppeln nur mit den zum Verständnis der

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Erfindung notwendigen Teilen dargestellt, sodaß Winderzeuger, Pfeifen und Gehäuse- sowie Trakturbauteile fehlen.

Jede Taste 1 eines der Manuale 1,11 oder III und jede Taste des Pedals P haben unabhängig von der Trakturart, wie z.B. mechanische oder pneumatische Traktur, für eine vollständige elektrische Traktur elektrische Tastenkontakte 3,4,5 oder 6, die beim Drücken der Tasten 1 und 2 geschlossen und beim Loslassen und in der Ruhestellung der Tasten 1 und 2 geöffnet sind.

Beim Schließen der Tastenkontakte 3 bis 6 wird Erdpotential als Signal auf eine speziell einer einzigen Taste eines der Manuale 1,11 oder III bzw. des Pedals P zugeordneten Signalleitung 7 zugeführt, die mit den Signalleitungen 7 aller übrigen Tasten 2 bzw. 3 je eines Manuals 1,11 oder III bzw. des Pedals P zu je einem Bündel 8 zusammengefaßt sind. Alle Tasten C bis a3 eines Manuals 1,11 oder III geben über ein Bündel 8 von Signalleitungen 7 ihre elektrischen Signale auf einen ersten Wandler 9, der als MIDI-Transformer ausgebildet ist und die diskreten Tastatursignale in ein serielles Datensignal umformt. Der Ausgang 10 (MIDI-Ausgang) des Wandlers 9 speist eine digitale Mischvorrichtung 11, die als MIDI-Merger ausgeführt ist. Diese Mischvorrichtung 11 ist über einen Datenkanal 12a mit einem Personalcomputer 13 mit PC-Tastatur 14 verbunden. Die im Leitungsbündel 12b geführten MIDI-Signale werden über ein nicht weiter dargestelltes Interfacegerät vom MIDI-Format in das Datenformat des Datenbusses des Personalcomputers 13 überführt, mit dessen vergleichsweise hoher Taktfrequenz bearbeitet und in einem Speicher des Personalcomputers 13 gespeichert. Dieser Speicher kann die Festplatte oder ein Diskettenlaufwerk des Personalcomputers 13 sein. Die vom Speicher wieder ausgegebenen Daten werden in die zugleich für die Wiedergabe geeignete, als Splitvorrichtung arbeitende Mischvorrichtung 11 geleitet und nach Umformung in das MIDI-Signal von dort zweiten Wandlern

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15 (MIDI-Transformern) zugeführt, deren Ausgang 16 zu Bündeln 17 von zusammengefaßten manual- und pedalton-spezifischen Signalleitungen 18 für Tonventilmagnete 19 in den Windladen 31,32 und 33 zusammengefaßt sind.
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Die Figur 1 zeigt weitere Wandler 20 und 21, die ebenfalls als MIDI-Transformer ausgeführt sind und die Signale und Steuerungsimpulse der Schweller, Register, Spielhilfen und Koppeln verarbeiten und weiterleiten. Es ist dabei wegen des bei Orgeln gegenüber den Manualen im Tonumfang reduzierten Pedal P möglich, die pedal- oder pedalwindladen-spezifischen Wandler 9 und 15 zumindest mit einem Teil der Koppel-, Spielhilfen-, Register- und Schwellersignale zu beaufschlagen, derart, daß die Wandler 20,21 ganz oder teilweise entbehrlich sind.

Wenn mit der vorstehend beschriebenen Betätigungsvorrichtung ein achtstimmiger Akkord auf einem der Manuale I bis III und dem Pedal P gespielt wird und dabei alle Manualkoppeln und alle Manual-/Pedalkoppeln eingeschaltet sind, ergibt sich trotz der durch das MIDI-Format bedingten Datenflußzeit von einem Befehl/ms ein nicht "klapperndes" Schallereignis, weil die MIDI-Daten aufgeteilt und mit der hohen Taktrate des Personalcomputers 13 verarbeitet, d.h. aufgenommen und wiedergegeben werden.

Die Aufteilung kann auch aus nur in der Orgelbautechnik liegenden Gründen für ein einziges Manual geboten sein, wenn die manualspezifischen Windladen geteilt sind, z.B. in eine C-" und eine CIS-Seite. Eine weitergehende Aufteilung ist weder sachlich geboten noch ist eine solche Aufteilung innerhalb eines Manualbereichs überhaupt für die erfindungsgemäße Lehre notwendig.

Die in Fig. 1 dargestellte Schaltungsanordnung 40 zeigt als Einzelheit, wie die Fig. 2 besonders gut erkennen läßt, sche-

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matisch die Tasten 1 der Manuale I,II und III in der üblichen treppenförmigen Anordnung. Ist nur die Taste 1 des Manuals I gedrückt, wird über eine z.B. mechanische Traktur die zugehörige Windlade I {Hauptwerk 31) angesteuert und der gewählte Ton erzeugt, sowie die Tastenkontakte 3 geschlossen. Soll gleichzeitig die Windlade II (Schwellwerk 32) durch Einschalten der Koppel I/II angesteuert werden, erhält eine Sammelschiene 22 +Spannung und dupliziert das auf der Leitung 7a über die Diode 23 geleitete Signal über die Diode 24 auf die Signalleitung 19b. Diese Signalleitung 19b steuert den Tonventilmagneten 19 der Windlade II einerseits und versorgt den dem Manual II zugeordneten Transformer 9 über eine Diode 30 mit Signalen an der Klemme MIDI 2 out. Dies ergibt eine von mechanischen Koppeln unabhängige Signalerzeugung durch Duplizierung des MIDI-Signals bei einer eingeschalteten Koppel, durch Verdreifachung bei zwei eingeschalteten Koppeln, durch Vervierfachung bei drei eingeschalteten Koppeln usw. Zum Einschalten der Koppeln erhalten die Sammelschiene 22 für die Koppel I/II, die Sammelschiene 25 für die Koppel III/I, die Sammelschiene 26 für die Koppel III/II, die Sammelschiene 27 für die Koppel I/P, die Sammelschiene 28 für die Koppel II/P und die Sammelschiene 29 für die Koppel III/P eine +Spannung, wie bei der Sammelschiene 29 beispielhaft gezeigt.

Wenn die zur digitalen Aufnahme und Wiedergabe bestimmte erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung bei einer Orgel mit vorhandener mechanischer oder pneumatischer Traktur Anwendung finden soll, würde ohne weiteres das gespielte Manual seine Tastensignale sowohl mechanisch bzw. pneumatisch als auch elektrisch auf seine zugehörige Windlade übertragen, was unerwünscht ist. Dies wird durch die in Sperrichtung betriebenen Dioden 30 in der Schaltungsanordnung 40 erreicht.

Die in Zusammenhang mit der Windlade II (Schwellwerk 32) beschriebene Duplizierung bzw. Vervielfachung ergibt sich auch

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bei einer gewählten Ansteuerung der Windlade III {Oberwerk

33) und des Pedals P (Windlade 34).

G 4/94	Taste
	Taste
Bezugszeichenliste	Tastenkontakte
1	Signalleitung
2	Signalleitung
3 bis &bgr;	Bündel
7	erster Wandler
7a	Ausgang
8	Mischvorrichtung
9	Datenkanal
10	Leitungsbündel
11	Personalcomputer
12a	PC-Tastatur
12b	zweiter Wandler
13	Ausgang
14	Bündel
15	Signalleitungen
16	Tonventilmagnet
17	Signalleitung
18	Wandler
19	Sammelschiene
19b	Diode
20,21	) Sammelschiene
22	Diode
23,24	Hauptwerk-Windlade
25 bis 2S	Schwellwerk-Windlade
30	Oberwerk-Windlade
31	Pedal-Windlade
32	Schaltungsanordnung
33	Manual I
34	Manual II
40	Manual III
I	Pedal
II
III
P

Claims

&igr; * &diams;"# ·#&diams;• ** ·* · *·&diams;· ··* * · · t G 4/94 1 Schutzansprüche

1. Betätigungsvorrichtung für eine Labialpfeifen- und/oder Zungen-Register enthaltende, ein- oder mehrmanualige Orgel mit einem Pedal und zumindest einer vollständigen elektrischen Traktur für alle Tasten der Manuale und des Pedals, für die Register, Spielhilfen, Schweller, Koppeln und Tonventile in den manual- und pedalindividuellen geteilten oder ungeteilten Windladen und mit einem digitalen, in einem Personalcomputer enthaltenen Speicher zur Aufnahme der von den Tasten, Registern, Spielhilfen und Koppeln ausgelösten, parallel und seriell über einen ersten Wandler verarbeiteten Signale und zur Wiedergabe dieser Signale über einen die Tonventile selektiv ansteuernden zweiten Wandler, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Manual (I,II,III) und dem Pedal (P) mindestens ein eigener erster Wandler (9) zugeordnet und dieser erste Wandler (9) ein die diskreten Tastatursignale nach dem MIDI-Standard umformender Transformer mit einem das MIDI-Format auf die Bus-Konfiguration des Personalcomputers (13) umwandelnden nachgeschalteten Interfacegerät ist, und daß jeder Windlade (31,32,33,34) mindestens ein eigener zweiter Wandler (15) zugeordnet und dieser zweite Wandler (15) ein die digitalen Speichersignale auf das MIDI-Format umsetzendes Interfacegerät mit einem die Daten des MIDI-Formats in diskrete Tastatursignale umformenden nachgeschalteten Transformer ist.

2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß bei einer vorhandenen mechanischen oder pneumatischen Traktur den Transformern (9) eine die diskreten Traktursignale selektiv weiterleitende Schaltungsanordnung (40) vorgeschaltet ist, die die Tastensignale einer gespielten Manualtaste (1) bei eingeschalteter Koppel für jedes

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gekoppelte Manual (I,II,III) oder Pedal (P) vervielfacht und jedem manual- oder pedalindividuellen Transformer (9) zuführt.

3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung (40) die Weiterleitung der Signale des gespielten Manuals (I,II,III) auf die Tonventile (19) der ihm zugeordneten Windlade (31,32,33) sperrt. 10

4. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet ,daß der digitale Speicher mit der elektrischen Traktur über eine Datensicherungseinrichtung in Form eines Paßwortes, einer Signalkennung oder dgl. verbindbar ist.

5. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Datensicherungseinrichtung mittels eines Softwaredecoders bei Start einer Aufnahme und Wiedergabe des Dateninhalts des Speichers steuerbar ist.

6. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die alle Tontasten- und Tonventil-Signale nicht enthaltenden Steuersignale zumindest teilweise über den ersten und zweiten Wandler (9;15) des Pedals (P) geleitet werden.