Pfeifeninstrument mit Einrichtung zur Erzeugung Tönen verschiedener Klangfarbe. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Pfeifeninstrument, das eine Pfeifenorgel, ein Harmonium oder ein ähnliches, eine Mehrzahl von Pfeifen aufweisendes Musik instrument sein kann und eine Einrichtung zur Erzeugung von Tönen verschiedener Klangfarbe besitzt.
Bei der Pfeifenorgel, wie sie bis heute gebaut wird, erzielt man eine Abwechslung in der Klangfarbe hauptsächlich dadurch, dass man die Pfeifen verschieden konstruiert, als Lippen- oder Zungenpfeifen, und diese mit engerem oder weiterem Durchmesser ausführt, oder dadurch, dass man die Lippen pfeifen mit niedrigem oder hohem Auf schnitt, sowie mit verschieden geformten Bärten versieht, und dergleichen mehr. Alle diese Massnahmen bewirken eine Än derung des Stärkeverhältnisses der den Pfeifenklang zusammensetzenden Teiltöne zueinander und somit die Verschiedenheit der Klangfarbe der einzelnen Stimmen.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, eine Ersparnis an Pfeifen zu erzielen, und be- wirkt dies dadurch, dass grundtönig in tonierte Pfeifen verwendet werden, das heisst Pfeifen, die annähernd obertonfrei sind, also nur Grundtöne angeben, wobei diese Pfeifen zum Beispiel durch Register beliebig kombiniert werden können, um Stimmen mit verschiedener Klangfarbe hervorbringen zu können. Die Pfeifen haben hierbei tempe rierte Stimmung.
Während also bei den bekannten Orgeln für jeden Ton bestimmter Klangfarbe eine besondere Pfeife vorhanden ist, kann man bei der Orgel gemäss der Erfindung durch Kombination der verschiedensten Pfeifen sich einen Ton beliebiger Klangfarbe aus dem Grundton und den jeweils charakteristi schen: Obertönen zusammensetzen. Für Orgeln werden zweckmässig Labialpfeifen grösseren Durchmessers verwendet, die, wie gewöhn lich, zylindrisch oder prismatisch oder auch bauchig oder.kugelig geformt sein können und die ausserdem zweckmässig mit möglichst niedrigem Winddruck angeblasen. werden. Auch überblasende (oktavierende) Pfeifen können mit Vorteil verwendet werden.
Verwendet man Zungenstimmen für die Abgabe des Tones, so wird man, da diese im allgemeinen nicht obertonfrei sind, durch Resoriatoren oder durch entsprechende Aus bildung der Zungen eine möglichst weit gehende Obertonfreiheit erwirken, so dass zum Beispiel bei Harmoniums auf diese Art flötenähnliche Klänge erzielt werden können. Der Hauptvorteil eines derartigen Harmoniums ist eine einfache Registrier- möglichkeit bei relativ geringer Stimmen zahl.
Dieser Vorteil ist gerade beim Har monium von besonderer Bedeutung, da dieses Instrument für den Gebrauch in be schränkten Räumen bestimmt ist und da her einen möglichst geringen Raumbedarf haben soll. Je nach der Obertonfreiheit der verwendeten Pfeifen wird die Auswahl der relativen Stärkegrade derselben zweckmässig so erfolgen, dass die im Klange der Pfeifen noch vorhandenen Teiltöne keine störende Wirkung bei der Bildung der Klangfarbe ausüben können. Man kann auch Kombinationen der oben beschriebenen Zun genpfeifen mit Labialpfeifen anwenden.
'Um- die Zahl der Pfeifen auf ein Min destmass zu beschränken, kann man sich des sogenannten "Transmissionssystems" bedie nen, mit der Erweiterung, dass man die ein zelnen Pfeifenreihen nicht nur in verschie denen Oktavlagen unabhängig voneinander an die verschiedenen Klaviaturen anschalten kann, sondern in allen Tonlagen, die den harmonischen Teiltönen des Grundklanges bis zu einer gewissen Ordnungszahl hinauf, etwa bis zum zehnten Teilton, ganz oder doch nahezu in der Tonhöhe entsprechen.
Dies hat noch den weiteren Vorteil, dass in dem Pfeifenwerk der Orgel zwei oder mehr Pfeifen von gleicher Tonhöhe und Mensur und gleichen Windverhältnissen, welche beim Zusämmenklingen Störungen durch Interferenz hervorrufen können, nicht vor kommen.
Versuche haben das überraschende Resultat ergeben, dass man ausser den Q,uint- und Nonenlagen, die dem 3:, 6. und 9. Teil. ton entsprechen und der temperierten Ton höhe sehr nahe kommen, auch die den Teil tönen 5, 10 und 7 entsprechenden Terz- und Septimenlagen durch Transmission aus ein und derselben Pfeifenreihe entneh men kann, welche auch die Grundlage, so wie die Oktavlagen in der bisherigen Ausführungsform der Transmission her hervorbringt, und dies,
trotzdem die natür lichen Terzen (Teiltöne 5 und 10) um 1,(s Halbton tiefer liegen als die sie hier ver tretenden temperierten Terzen. Die Einheit lichkeit der Klangfarben wird durch diese Stimmungsdifferenz nicht gestört. Die Tem- perierung der 5. (und 10.) Teiltöne bringt noch den Vorteil mit sich, dass konsonante Akkorde dadurch beinahe so wohlklingend werden, als würden sie in absolut reiner (natürlicher) Stimmung aller Töne hervor gebracht.
Zur Erzielung. bestimmter musi kalischer Wirkungen kann man aber ausser dem noch eine oder mehrere Pfeifenreihen in genauer natürlicher Terzenstimmung an ordnen zur Hervorbringung des 5. und 10. Partialtones und des diesen in der Tonhöhe sehr naheliegenden 7. Partialtones in den erforderlichen Tonstärken.
Die Zahl der Pfeifenreihen kann weiter hin noch dadurch verringert werden, dass man dieselben einzeln oder gruppenweise in Schwellkästen nach Art der bekannten Ja lousieschwelle einschliesst.
Ein Pfeifenwerk gemäss vorliegender Er findung in Verbindung mit einer entspre chend ausgebauten Transmissionstraktur er gibt nicht nur bei gleicher Pfeifenanzahl eine viel grössere Mannigfaltigkeit der zu Gebote stehenden Klangfarben als gebräuch liche Pfeifenwerke, sondern ermöglicht auch die Zusammensetzung von ganz neuen Klängen, die weder auf der gewöhnlichen Orgel, noch mittelst der übrigen Musik instrumente hervorgebracht werden können.
Mit grossem Vorteil lässt sich das vor beschriebene Erfindungsprinzip auch zur Neugestaltung solcher Register heranziehen, die ihre Klangfarbe von der Tiefe nach der Höhe hin allmählich ändern. Bisher wury < den diese sogenannten "changierenden" Stim men in der Weise hergestellt, dass man den tiefen Pfeifen beispielsweise enge Mensur Tind --streichenden Ton gab, während man nach der Höhe hin diese Mensur bezw. Klangfarbe in diejenige eines Flötenregi sters übergehen liess.
Dieser allmähliche Übergang von einer zur andern Klangfarbe kann nun in der Weise bewirkt werden, dass man grundtönig intonierte Pfeifenreihen verschiedener Tonstärke nach oben hin durchgehend oder erst von einem bestimm ten Ton ab allmählich schwächer intoniert. wobei man dieselbe je nach Zweckmässig keit von einem bestimmten Ton ab auch ganz verstummen lassen kann, während andere Pfeifenreihen gleicher Art umgekehrt in der hohen Tonlage ihre grösste Tonstärke be sitzen und nach unten hin, wie eben erörtert, schwächer werden und gegebenenfalls ver stummen.
Zweckmässig wird man dabei ge wisse Pfeifenreihen aus den beiden verschie denen Gruppen paarweise in ihren T'onstärke- v erhältnissen derart aufeinander abstimmen, da,ss ein solches Paar, zusammen benutzt, eine gleichförmige Tonstärke durch den-gan- zen Tonumfang ergibt.
Natürlich kann man ein Pfeifenwerk (re- mäss' vorliegender Erfindung auch mit einem Werk bisher gebräuchlicher Bauart verbin den, indem man nach Belieben einzelne oder mehrere obertönig intonierte Pfeifenreihen, also solche mit ausgesprochener Klangfarbe, hinzufügt.
Diese Verbindung wirkt musi kalisch besonders befriedigend, wenn ein Register angeordnet wird, mittelst dessen die etwa gerade in Wirkung befindlichen tem perierten Terz- und Septimenlagen jedesmal durch solche in reiner, natürlicher Stimmung ersetzt werden können, wenn die obertöniger_ Stimmen erklingen.
Eine Orgel, bei welcher- in einfacher Weise die verschiedenen Pfeifen der ein zelnen Reihen zur Abgabe von Tönen be stimmter Klangfarbe kombiniert werden können, ist in der beiliegenden Zeichnung beispielsweise dargestellt. In Fig. 1 ist ein Traktur und Windlade umfassender Teil des Orgelwerkes in einer Teilansicht und im. Schnitt A-B (Fig. 2) dargestellt; Fig. 2 zeigt einen Schnitt<I>C-7)</I> (Fig. 1); Fig. 3, gibt eine Ausführungsform dafür, wie meh rere Pfeifen in einem Schwellkasten ange ordnet werden können.
In Fig. 1 ist der Übersichtlichkeit wegen die Spieltischeinrichtung nicht mit ein gezeichnet; sie kann wie gewöhnlich aus geführt werden und ist im Schnitt in F'ig. 2 zu sehen.
Der vom Spieltisch durch die Ka näle 1, 2, 3 usw. zugeführte Spielwind tritt: in die Tastenkamellen 11, 12, 18 usw. der "Trakturwindlade" ein (er könnte auch statt dessen pneumafsche Relais üblicher Art betätigen, welche den Tastenkamellen frischen Wind zuführen). Über den Tasten- kanzellen verläuft senkrecht zu diesen eine Schar von kleineren "Tonkamellen" 21, 22, 23 usw., von denen jede durch eine Röhre 31 mit dem Balg 41 des Windventils 51 einer Pfeife in Verbindung steht.
Jede Pfeife hat somit ein unabhängig. von den andern bewegliches Ventil und empfängt ihren Wind direkt aus dem gemeinsamen Wind kasten 60; derselbe erscheint nur in der Fig. 1 geteilt, bildet aber in Wirklichkeit ein zusammenhängendes Ganzes. Den Ton- kanzellen 21 bis 32 entspricht eine erste Pfeifenreihe mi$ den Tönen C bis H, den Kanzellen 21a bis<B>329</B> eine zweite Pfeifen reihe mit den von C bis H reichenden Tö nen usw.
Diese Reihen unterscheiden sich nur durch die Tonsiä,rke. Diese ist bei der die Grundtöne G bis H liefernden Reihe am grössten. In der Fig. 1 sind aus der Pfeifen reihe nun die vier Pfeifen herausgezogen, die zum Beispiel zur Zusammensetzung des Tones D mit den drei Obertönen C, G, C' dienen.
Zwischen den Tasten- und T'on- ka.nzellen sind mit Bohrungen 70 versehene Schleifen 81, 82, 83 von der bei der ge- @vöhnlichen Schleiflade üblichen Art, jedoch in kleineren Dimensionen, angeordnet, wel che schräg verlaufen und in der Ruhelage die senkrecht übereinander liegenden Boh rungen 00 in der Decke der Tastenkanzellen und indem Boden der Tonkanzellen:
vonein- ander abschliessen, bei Verschiebung aber eine Verbindung zwischen Tasten- und Ton- kanzellen derart herstellen, dass der Wind je einer Tastenkamelle in je eine Tonkanzelle treten kann, sobald die Tastenkanzelle durch den Tastendruck mit Wind gefüllt wird.
Um ein Zurücktreten des Windes aus der Tonkanzelle in eine andere Tastihnkanzelle zu verhindern (dies Zurücktreten wäre an sich möglich, sobald zwei oder mehrere Schleifen verschoben sind), ist jede Boh- rung 90 im Boden der Tonkanzellen mit einem Rückschlagventil (zum Beispiel Le- derstreifchen 40) bedeckt.
Man kann also die Reihe der Tastenkanzellen in beliebiger Weise mit der Reihe der Tonkamellen ver binden, so dass ein und dieselbe Pfeifenreihe in jeder gewünschten Tonlage auf der Tastatur spielbar ist. In der Figur sind vier Schleifen dargestellt, welche die zugehörige Pfeifenreihe in der 8'-, 4'-, 2 2/3'- und 2'- Tonlage spielbar machen.
Man kann ent weder jeder Pfeifenreihe eine besondere Trakturwindlade (vorbeschriebener Art K, M usw. (Fig. 2) zuordnen oder gegebenen falls über ein und derselben Tastenkanzellen- reihe Tonkanzellenreihen verschiedener Stim men, gemeinsam anbringen. Ferner ist es auch möglich, nicht nur oberhalb, sondern auch unterhalb der Tastenkanzellen Ton kamellen anzubringen, wodurch man unter Umständen die Taetenkanzellen erheblich verkürzen kann.
Bei dem Beispiel nach Fig. 2 ist 5 eine Taste, die vermittelst eines Spielventils 6 die Luftzufuhr zum Banal 7 und den je weils angeschlossenen Tastenkanzellen 11 der Trakturwindlade K bezw. einer der darüber liegenden Windlade M freigibt. Über der Tastenkanzelle 11 sieht man die Tonkanzel- len 21, 22 usw. und zwischen diesen und der Tastenkanzelle die Schleifen 81, 82, 83 usw., die in bekannter Weise von Register zügen bewegt werden können.
Der Über sichtlichkeit wegen sind diese nicht mit ein gezeichnet. Über den Trakturwindladen K -und M können noch weitere Windladen an- geordnet werden, wobei jede mit einer Pfei fenreihe in Verbindung steht.
Haben nun beispielsweise die Schleifen. der Trakturwindlade K die Stellung, die in Fig. 1 dargestellt, und soll der Ton C aus Tönen dieser Windlade zusammengesetzt. werden, so wird Taste 5 gedrückt, Ventil 6 hebt sich und lässt den Wind durch Kanal 7 in die Tastenkanzelle 11, von wo er durch die Löcher der Schleifen 81, 82 usw. in die Tonkanzellen 21, 21a, 28a, 21b gelangt Von da strömt er durch die Rohre 31, 81a, 38a, '31b zu den Blasebälgen 41, 41a, 48a,. 41b.
Die Blasebälge betätigen die zugehöri gen Ventile 51, 15a usw., die den Wind aus, dem Kanal 60 in die Pfeifen C,<I>c,</I> g, <I>c'</I> einlassen. In derselben Weise werden die andern Töne<I>Cis, d</I> usw: aus Grundton und Obertönen zusammengesetzt.
Fig. 3 zeigt, wie eine Reihe von Pfei fen 51 in zwei .Schwellkästen 55 und 56 angeordnet werden können, da Klappen 26, 27, 28 und 29 geöffnet und geschlossen wer den können. Die Klappen werden in be kannter Weise durch Registerzüge 36 und 37 betätigt.
Pipe instrument with a device for generating tones of different timbres. The present invention relates to a pipe instrument which can be a pipe organ, a harmonium or the like, a plurality of pipes having musical instrument and has a device for generating tones of different timbres.
With the pipe organ, as it is built to this day, a change in tone color is achieved mainly by constructing the pipes differently, as lip or reed pipes, and making them with a narrower or wider diameter, or by using the lips pipes with a low or high cut, as well as beards of different shapes, and the like. All these measures cause a change in the strength ratio of the partial tones that make up the pipe sound to one another and thus the difference in timbre of the individual voices.
The aim of the present invention is to achieve a saving in pipes, and this is achieved by using fundamental tones in toned pipes, that is to say pipes which are approximately free of overtones, that is to say only specify fundamental tones, these pipes being arbitrarily combined by registers, for example can be used to produce voices with different timbres. The pipes have a tempered tuning.
While in the known organs there is a special whistle for each tone of a specific timbre, in the organ according to the invention, by combining the most varied whistles, a tone of any timbre can be composed of the fundamental tone and the respective characteristic overtones. For organs, labial pipes with a larger diameter are expediently used which, as usual, can be cylindrical or prismatic or also bulbous or spherical and which are also expediently blown with the lowest possible wind pressure. will. Overblowing (octaving) pipes can also be used to advantage.
If you use reed voices for the delivery of the tone, since they are generally not overtone-free, you will achieve as far as possible freedom from overtones by resoriators or by appropriate training of the tongues, so that, for example, with harmoniums, flute-like sounds are achieved in this way can. The main advantage of such a harmonium is that it is easy to register with a relatively small number of voices.
This advantage is particularly important with the Har monium, since this instrument is intended for use in confined spaces and should therefore have as little space as possible. Depending on the absence of overtones in the pipes used, the relative degrees of strength are appropriately selected so that the partial tones still present in the sound of the pipes cannot have a disruptive effect on the formation of the timbre. You can also use combinations of the tongue whistles described above with labial whistles.
'' In order to limit the number of pipes to a minimum, the so-called "transmission system" can be used, with the addition that the individual rows of pipes can not only be connected to the various keyboards in different octaves independently of each other, but in all pitches that correspond completely or almost in pitch to the harmonic partials of the basic sound up to a certain ordinal number, about up to the tenth partial tone.
This has the further advantage that in the pipe work of the organ there are no two or more pipes of the same pitch and scale and the same wind conditions, which can cause disturbances through interference when they sound together.
Experiments have shown the surprising result that, in addition to the Q, uint and None positions, the 3:, 6th and 9th part. tone and come very close to the tempered pitch, the third and seventh positions corresponding to the partial tones 5, 10 and 7 can also be taken from one and the same row of pipes through transmission, which is the basis, as well as the octave positions in the previous embodiment which brings forth transmission, and this,
Nevertheless, the natural thirds (partials 5 and 10) are 1, (s semitone lower than the tempered thirds they represent here. The uniformity of the timbres is not disturbed by this difference in pitch. The tempering of the 5th (and 10th) .) Partials also have the advantage that consonant chords become almost as melodious as if they were produced in an absolutely pure (natural) tuning of all tones.
To achieve. For certain musical effects, however, one or more rows of pipes can be arranged in precise natural thirds to produce the 5th and 10th partial and the 7th partial, which is very close in pitch, in the required pitch.
The number of rows of pipes can be further reduced by enclosing them individually or in groups in swell boxes in the manner of the known Louvre sill.
A pipework according to the present invention in conjunction with a correspondingly developed transmission structure not only gives a much greater variety of timbres than conventional pipeworks with the same number of pipes, but also enables the composition of completely new sounds that are neither on the ordinary Organ, can still be produced by means of the other musical instruments.
The inventive principle described above can also be used to great advantage for redesigning those registers that gradually change their timbre from depth to height. So far, these so-called "shimmering" voices have been produced in such a way that the deep pipes, for example, are given a narrow scale Tind -stretching tone, while this scale or pitch is given according to the height. The timbre passed into that of a flute register.
This gradual transition from one timbre to the other can now be effected in such a way that fundamentally voiced rows of pipes of different tone strength are intonated continuously upwards or only gradually weaker from a certain tone. depending on the expediency of a certain tone, it can also be completely silenced, while other rows of pipes of the same type, conversely, have their greatest pitch in the high pitch and become weaker towards the bottom, as just discussed, and eventually become silent.
Appropriately, certain rows of pipes from the two different groups will be matched to one another in pairs in terms of their pitch ratios in such a way that such a pair, used together, results in a uniform pitch throughout the entire pitch range.
Of course, a pipe work (according to the present invention) can also be combined with a work of the type that has hitherto been used by adding individual or several rows of pipes with overtones, ie those with a pronounced timbre, as desired.
This connection works musically particularly satisfactorily if a register is arranged by means of which the tem perated third and seventh positions that are currently in effect can be replaced by those in pure, natural tuning whenever the overtone voices sound.
An organ in which the various pipes of the individual rows can be combined in a simple manner for the delivery of tones be certain timbre is shown in the accompanying drawing, for example. In Fig. 1 is an action and wind chest comprehensive part of the organ in a partial view and in. Section A-B (Fig. 2) shown; Fig. 2 shows a section <I> C-7) </I> (Fig. 1); Fig. 3, gives an embodiment of how several pipes can be arranged in a swell box.
In Fig. 1 for the sake of clarity, the gaming table device is not drawn with a; it can be carried out as usual and is shown in section in fig. 2 to see.
The play wind supplied from the gaming table through channels 1, 2, 3, etc. occurs: in the key chambers 11, 12, 18, etc. of the "action wind chest" (he could instead operate pneumatic relays of the usual type, which give the key chambers a breath of fresh air respectively). A group of smaller "clay chambers" 21, 22, 23 etc. runs perpendicular to the key chambers, each of which is connected to the bellows 41 of the wind valve 51 of a pipe through a tube 31.
Each pipe thus has an independent. from the other movable valve and receives its wind directly from the common wind box 60; it only appears divided in FIG. 1, but in reality forms a coherent whole. The tone chambers 21 to 32 correspond to a first row of pipes with the tones C to B, the chambers 21a to <B> 329 </B> a second row of pipes with tones ranging from C to B, etc.
These series differ only in terms of their tonal strength. This is greatest in the series delivering the basic tones G to B. In Fig. 1, the four pipes are now pulled out of the series of pipes, which are used, for example, to compose the tone D with the three overtones C, G, C '.
Loops 81, 82, 83 provided with bores 70 are arranged between the key and T'onka cells, of the type customary in the conventional sliding drawer, but in smaller dimensions, which run obliquely and are in the rest position the vertically superimposed holes 00 in the ceiling of the key chambers and in the floor of the sound chambers:
close from each other, but when moved, establish a connection between the key and tone chambers in such a way that the wind of each key chamber can step into one tone chamber as soon as the key chamber is filled with wind by pressing a key.
In order to prevent the wind from stepping back out of the clay chamber into another key chamber (this stepping back would be possible as soon as two or more loops are displaced), each hole 90 in the bottom of the clay chamber is provided with a non-return valve (for example leather strips 40) covered.
So you can connect the row of key chambers in any way with the row of Tonkamellen, so that one and the same row of pipes can be played in any desired pitch on the keyboard. In the figure, four loops are shown, which make the associated row of pipes playable in the 8 ', 4', 2 2/3 'and 2' pitch.
One can either assign a special action wind chest (of the type K, M etc. described above) to each row of pipes or, if necessary, attach rows of different voices together over one and the same row of keys. It is also possible, not just above , but also to install clay chambers below the key chambers, which in some circumstances can shorten the key chambers considerably.
In the example according to FIG. 2, 5 is a key which, by means of a game valve 6, controls the air supply to the banal 7 and the key chambers 11 of the action wind chest K respectively connected to it. one of the wind chest M above it releases. Above the key chamber 11 you can see the tone chambers 21, 22 etc. and between these and the key chamber the loops 81, 82, 83 etc., which can be moved in a known manner by stops.
For the sake of clarity, these are not shown. Further wind chests can be arranged above the action wind chests K and M, each of which is connected to a row of pipes.
For example, now have the loops. the action wind chest K has the position shown in Fig. 1, and the tone C should be composed of tones of this wind chest. button 5 is pressed, valve 6 rises and lets the wind through channel 7 into the key chamber 11, from where it passes through the holes of the loops 81, 82 etc. into the tone chambers 21, 21a, 28a, 21b From there it flows through the pipes 31, 81a, 38a, 31b to the bellows 41, 41a, 48a,. 41b.
The bellows actuate the associated valves 51, 15a, etc., which let the wind out of the channel 60 into the pipes C, <I> c, </I> g, <I> c '</I>. In the same way, the other tones <I> C sharp, d </I> etc: are composed of fundamental and overtones.
Fig. 3 shows how a number of Pfei fen 51 can be arranged in two .Schwellkästen 55 and 56, since flaps 26, 27, 28 and 29 opened and closed who can. The flaps are actuated by pulls 36 and 37 in a known manner.