CH176069A

CH176069A - Elektrisches Musikinstrument, bei welchem elektrische Wechselströme erzeugt und durch Lautsprecher in Schall umgewandelt werden.

Info

Publication number: CH176069A
Authority: CH
Inventors: Trautwein Friedrich Ing Dr
Original assignee: Trautwein Friedrich Ing Dr
Priority date: 1931-03-04
Filing date: 1932-02-26
Publication date: 1935-03-31
Also published as: GB403365A; AT132824B

Description

Elektrisches äusikinstrument, bei welchem elektrisehe Wechselströme erzeugt und durch Lautsprecher in Schall umgewandelt werden. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Musikinstrument, bei welchem elektrische Wechselströme erzeugt und durch Lautsprecher in Schall umgewan delt werden.

Das Instrument gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der Grundtöne und zur Erzeugung der Klangfarben elektrische, voneinander unab- hängig regelbare Schwingungssysteme vorge sehen sind, wobei die vom Grundtonerzeuger hervorgerufenen Impulse den Systemen zur Erzeugung der Klangfarben. zugeführt wer den, und dass eine Spielvorrichtung vorge sehen ist, die zur Betätigung der Grundton erzeugerdient.

Die Verwendung der erwähn- te,ü beiden Systeme kann zum Beispiel nach dein Prinzip der Stosserregung derart erfol g e114 ' iNk # Dez. - Grundton eine interrupte Sohwinc; ;

.hat und so die Eigen- schwing=gext von, die Klangfarbe bestim menden Mhwingungsaystemen anstösst. Für die Konstruktion von Musikinstru menten ist diese Trennung- von Grundton erzeuger und glangfarbenerzeuger ein ent scheidender Fortschritt. Während man zum Beispiel bei der Orgel für jede Klangfarbe einen besonderen. Satz von Pfeifen benötigt,

kann bei der erfindungsgemässen elektrischen Musikerzeugung ein einziger Grundtonerzeu- ger bezw. ein. Satz solcher Grundtonerzeu- ger zur Erzeugung einer Vielzahl von Klang farben dienen, indem ihm mehrere den Klangfarben entspreohende Schwingungs systeme zugeordnet sein können. Dadurch wird eine bedeutende Ersparnis an Einzeltei len erzielt.

Eine derartige Orgel zum Beispiel kann also aus einem Satz von Schwingungs erzeugern für die Grundtöne und einer An zahl von Schwingungssystemen, entsprechend den Registern der Orgel, bestehen. Die Grundtonsysteme bestehen - beispielsweise aus Glimmlampen in Verbindung mit je einem Kondensator und einem Widerstand und einer gemeinsamen Stromquelle.

Ein Klangfärbemittel kann aus einem elektri schen Schwingungskreis, das heisst aus Kapa zität und Induktivität bestehen, und kann zum. Beispiel allen Grundtönen .gemeinsam sein..

Im folgenden werden anhand der Zeich nungen Ausführungsbeispiele und Detailein richtungen derselben beschrieben.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Grund- und Klangfarbenerzeuger als Schaltbild. Es be deuten darin: 1 eine Glimmentladungs- strecke, 2 einen Kondensator, der von der Stromquelle 4 über den Widerstand 3 auf geladen wird und mit letzterem zusammen die Frequenz,der in der Glimmentladungsstrecke erzeugten Kippschwingungen bestimmt. Durch eine Kopplung, die in diesem Bei spiel aus dem Widerstand 5 und der mit der Batterie 7 vorgespannten Verstärkerröhre 6 besteht,

werden die interrupten Kippschwin- gungen auf die beiden die Klangfarbe be stimmenden Sehwingungskreise übertragen, die aus den Kondensatoren 9 und 10 und den Induktivitäten 11 und 12 bestehen. Die Dämpfung der in diesen Schwingungskreisen durch Stosserregung entstehenden Schwin gungen kann durch Dämpfungsmittel, zum Beispiel den Widerstand 8, erhöht oder durch Rückkopplung herabgesetzt werden.

An :den Punkten 13. und 14 wird die S.chwingungs- summe dem Lautsprecher, nötigenfalls unter Zwischenschaltung eines Verstärkers, zuge führt.

Man kann nun das Klangfarbenbild be liebig bereichern, indem man mehrere Schwingungskreise 9, 11 beäw. 10, 12 ein schaltet, entweder in der in Fig. 1,dargestell- ten Schaltung oder in der Weise,

dass jeder Kreis oder eine Gruppe von Kreisen über gesonderte Verstärkerröhren 6 an-das Kopp lungsglied 5 angeschlossen werden oder durch direkte Einschaltung in den Stromkreis der Glimmentladungsstrecke oder durch andere in der Elektrotechnik bekannte Schaltungen.

Stets ist die Einstellung der Klangfärbemit- tel unabhängig von der Höhe des Grundtones, der beispielsweise durch die Regelbarkeit der Elemente 2 und 3 beliebig eingestellt sserden kann. ..

Statt der aus zahlreichen Tonerzeugern bestehenden Register der Orgel hat man hier zur Erzielung von verschiedenen Klangfar ben nur Schwingungskreise, die einer grossen Zahl von Grundtönen gemeinsam sind, aber äusserlich bedienbar gemacht werden können wie die Register der Orgel.

Auch die Anzahl dieser Elemente kann man noch weitgehend reduzieren. Da jeder Grundtonerzeuger in einem gegebenen Au genblick zwar nur einen Grundton, aber von beliebiger Höhe erzeugen kann, genügt es., so viele Grundtonerzeuger für ein mehr8timmi- ges Instrument vorzusehen, wie maximal gleichzeitig'Töne erzeugt werden sollen.

Es kommen also höchstens zehn Grundtonerzeu- ger für das Manual und zwei für das, Pedal in Betracht, aber man kann diese Zahl noch erheblich. reduzieren, etwa auf vier für das Manual und eins für das Pedal, besonders dann, wenn man, wie bei der Orgel, noch Oktavkoppeln, Koppeln zwischen verschiede nen Manualen und ähnliche orgelartige Vor- richtungen vorsieht.

In Fig. 2 ist,die konstruktive Ausführung eines Manuals im Längs- und in der dazu gehörigen Fig. 3 im Querschnitt dargestellt. In diesem Beispiel ist angenommen, dass zwei vollständige Musikinstrumente entsprechend dem Schaltschema gemäss Fig. 1 dem gemein samen Manual zugeordnet sind.

Jedes Instru ment ist also für sich und unabhängig von .den andern nach Fig. 1 geschaltet. Die Fig. 2 und 3 stellen nur das Spielwerk,dar, auf wel chem durch Änderung des in Fig. 1 und 3 bezeichneten Regelwiderstandes die Tonhöhe gebildet wird.

Es sind also zwei solche Wi derstände, wie aus Fig. 3 deutlich ersichtlich ist (24), so nebeneinander angeordnet, dass sie gleichzeitig durch Druck der Taste 21 oder auch durch ein und denselben Finger geregelt werden können und zugleich die gleiche Tonhöhe, jedoch mit verschiedenen Klangfarben zum Erklingen bringen, Die Tasten 21 können aus einm federnden Hebel, der an seiner Unterseite mit Gummi, Filz oder dergleichen 22 versehen ist, beste hen. Die Tasten 21 sind m einer Schiene 25 gelagert.

Die Federung der Tasten gestattet auch eine geringe seitliche Versschiebung, so dass bei Benutzung der Tasten auch ein Vi- bratospiel möglich ist. Es genügt, die Tasten nur als Anhaltspunkte zu verwenden, indem nur in grösseren Intervallen, etwa in Oktaven und Quinten Tasten angeordnet sind, wäh rend die übrigen Töne unmittelbar auf den Drähten 24 mit :den Fingern gegriffen wer den. Man kann dann unter den Tasten auch noch Glissando ausführen. Die Tasten kön nen sowohl gegeneinander verschoben wer den, zum Zwecke der Stimmung der Inter valle, als auch im Ganzen, indem :die Schiene 25 mitsamt den Tasten 2.1 verschoben wird.

Durch die Verschiebung im Ganzen wird die Gesamtstimmung transponiert, was übrigens auch durch Verändern des Kondensators 2 in Fig. 1 möglich ist.

Wenn, man an Stelle eines einfachen Spielwerkes nach Art der F'ig. 2, 3 die üb liche Klaviatur verwenden will, können Vor richtungen vorgesehen werden, durch welche jede gedrückte Taste auf ein 'besonderes Schwingungserzeugersystem geschaltet wird. In Fig. 4 isst ein Ausführungsbeispiel als Schaltschema dargestellt. 29 sind die Kon takte, welche durch die Klaviaturta-sten ge schlossen werden.

Sie führen den Strom der Batterie 35 über die Sammelschiene 34 .den Relais 2:8 zu. Jeder Taste s ind soviele Relais zugeordnet wie Schwingungserzeugersysteme, das heisst vollständige Anordnungen nach dem Schaltsollema -der Fig. 1, also Grun:d- tonerzeuger mit zugehörigen Klangfärbemit teln, vorgesehen sind.

Wird zum Beispiel zu erst die Taste 29 (1) gedrückt, so findet ein Stromfluss; von sdem einen Pol der Batterie 35- über :diese Taste durch das Relais 28(1, a) über Reihe a zurück zur Batterie 35 statt.

Durch diesen Stromfluss wird der Kontakt 70 (I, a), der in :der Reihea liegt, aufgerissen, Gleichzeitig wird dieser Kontakt mit dem Steuerwiderstand 30 in Verbindung gebracht, und zwar wird durch diesen Kontakt soviel Widerstand des Spielwiderstandes 30 in den Generatorkreis gelegt, dass der der betreffen den Taste entsprechende Tan von dem Gene rator erzeugt wird.

Der Widerstandsteil, der rechts vom Kontaktpunkt liegt, wird von :dem verbleibenden Teil der Reihe a kurzgeschlos sen. Wird nun darauf zum Beispiel die Taste 29 (11I) gedrückt, so kann. über diesen Kontakt aus der Batterie 3:

5 in .die Reihe a deshalb kein Strom fliessen, weil der Kontakt 70 (1, a) ja. geöffnet isst. Der Strom kann daher nur über 71(111, a) durch Relais- wicklung 28(1I1, b) und über 70@ (II, b) nach der Batterie 35 zurückfliessen. Dadurch wird die erforderliche Verbindung mit dem Wider stand 31 hergestellt, die bewirkt, dass der in Reihe b liegende Tongenerator den dem Ton der Taste 29(I11) entsprechende Ton er zeugt.

Der Trennkontakt 71(111, b), der in folge des Stromflusses -durch 2,8(111, b) gleichfalls geöffnet wird, verhindert, dass der Strom ausser in die Reihe b auch nach in die Reihe c fliesst, wodurch der ins der Reihe c liegende Tongenerator in ungewollter Weise eingeschaltet würde.

Wird nun als, dritte Taste zum Beispiel die Taste29' (V) gedrückt, so kann über sie weder ein Strom in die Reihe a noch in adie Reihe b fliessen, da erstere bei70 (1, a), letztere bei 7,0 (11I, b) unterbrochen ist. Der Stromkreis kann nur über die Reihe c ge schlossen -werden, wobei der Kontakt 70 (V, c) getrennt wird und sein Hebel die Ver bindung mit ,dem der Tonhöhe entsprechen- :den Punkt des Steuerwiderstandes 32 her stellt.

Dieses Prinzip kann analog auf weitere Tasten, 29 (VI), 29 (VII) usw. ausgedehnt werden, so dass für eine dieser Tasten, wenn sie später gedrückt würde, die Reihe d zur Verfügung stehen würde.

Beim Drücken einer andern Tastenkombination wird stets die Reihe a der Taste mit der niedrigsten römischen Ziffer, die Reihe b der Taste mit der nächst niedrigsten Ziffer zugeordnet:

Die Aufgabe, eine Anzahl von gleichzei tig gedrückten Tasten auf verschiedene Schwingungserzeuger zuschalten, kann auch mit andern Schaltungen, wie sie in der auto- matisohen Telephonie bekannt sind, s.innge- mässi gelöst werden.

Der Vorteil ,derartiger Anordnungen liegt nicht nur in. dem geringen Bedarf an Einzel teilen, sondern auch in der musikalischen Brauchbarkeit. Bei allen bisher bekannten Musikinstrumenten ist es nur möglich, in einer bestimmten Klangfarbe zu spielen.

Man kann zwar zum Beispiel bei der Orgel ,die Klangfarben rasch wechseln und mit je der Hand eine verschiedene Klangfarbe spie len, indem man mehrere Manuale verwendet. Bei der vorliegenden Anordnung kann man aber mit jedem Finger eine andere Klang farbe spielen, indem man jedem,der Systeme 30 bis 3'3 eine andere Klangfarbe erteilt. Man kann also auf einem Manual den Effekt des Zusammenspiels.

eines beliebig instrumen- tierten Orchesters, erzielen.

Um eine grosse Variationsmöglichkeit zu haben, und damit unter Umständen die Be dienung zu erleichtern, können besondere Umschalter an sich bekannter Bauart vorge sehen sein, mit denen die Reihenfolge der Systeme schnell gewechselt werden kann oder auch zahlreiche Vertauschungen der andern Stimmen, sowie Änderungen der Klangfarben durch Einschalten anderer Klangfärbemittel vorgenommen werden können.

Die Schalt werke für .solche Austaue-chungen und Ände- rungen der Klangfarben werden, zweckmässi- gerweise wie beider Orgel als Register aus gebildet; wobei alle orgelartigen Hilfsmittel, wie Registerwalzen, durch welche vorberei- tete oder festliegende Kombinationen schnell mit .dem Fusse eingeschaltet werden können, sinngemäss anwendbar sind.

In Fig. 1 ist der Kondensator 9 eines die Klangfarbe bestimmenden Schwingungs kreises variabel angenommen, um anzudeu ten, .dass die Klangfärbemittel auch als sol che noch verändert werden können, so dass dasselbe Klangfärbemittel zur Erzeugung vieler - verschiedener Klangfarben geeignet ist. Man kann also auch die Anzahl .der Klangfärbemittel so niedrig halten wie ma ximal gleichzeitig verschiedene Klangfar ben zur -Verfügung sein sollen.

Um einen schnellen Übergang auf andere Klangfarben zu ermöglichen, kann es aber zweckmässig sein, weitere Klangfärbemittel vorzusehen, um diese vorbereiten und im gegebenen Au genblick schnell einschalten zu können.

Zur schnellen Änderung der Klangfarbe ist es aber nicht nötig, alle Elemente der die Klangfarbe bestimmenden Schwingungs kreise mehrfach vorzusehen. In F'ig. 1 ist dargestellt, dassi die Kapazität 10 aus zwei Kondensatoren besteht, die durch einen Schalter parallel geschaltet werden können. Es genügt also für eine schnelle Änderung, nur den Kondensator bezw. die Selbstinduk tion des die Klangfarbe bestimmenden Schwingungskreises mehrfach vorzusehen.

Ausser der plötzlichen Änderung ,der Klang farbe kommen auch noch stetige Änderungen der Klangfarbe in Betracht,. die mit Hilfe des Drehkondensators 9 ausgeführt werden kön nen. Um mehrere Klangfärbemittel zugleich stetig verändern zu können, sind Kupplun gen der Bedienungsgriffe dieser Drehkonden satoren vorgesehen, die eine gleichzeitige Drehung mehrerer Drehkondensatoren er möglichen.

Wenn auch durch eine Klaviatur in Ver bindung mit einer Schaltung nach Art der Fig. 4 -ein sehr vollkommenes Spiel möglich ist, so fehlt doch die Möglichkeit kleiner Tonhöhenänderungen und kontinuierlicher Tonhöhenänderungen, wie sie für das Vi brato, Tremolo und Glissando in der Musik vorkommen.

Sofern diese musikalischen Effekte nur vereinzelt erzielt werden sollen, kan. man ein saitenförmiges Spielwerk nach Art der Fig. 2 räumlich mit einem Klaviaturspielwerk ver binden, so dass ein schneller Übergang oder eine gleichzeitige Bedienung beider Spiel werke ermöglicht wird.

Um diese musikalischen Effekte aber .auch mit Hilfe der Klaviaturtasten zu erzielen, werden diese so ausgebildet, dass, sie um eine in ihrer Längsrichtung liegende Achse dreh bar sind. In Fig. 5 ist eine solche Tastatur im Längsschnitt und in Fig. 6 im Querschnitt dargestellt. Jede Taste hat einen um die Achse 37 drehbaren Vorderteil, der in Fig. 5 durch Schraffierung von links unten nach rechts oben bezeichnet ist.

Dieser Vorderteil wird in seiner Mittellage dadurch federnd festgehalten, d:ass das Deckblatt der Taste sowohl über den drehbaren, als auch den fe sten Teil der Taste sich erstreckt und so als Feder wirkt. Durch Drehung .der Taste wird der Kontakt 40 auf verschiedene Punkte des Regelorganes 39 gebracht. 39 ist zum Beispiel ein auf einen Träger (Fibrestreifen oder der gleichen) aufgewickelter Widerstand. Sämt liche Widerstände 39 der aufeinanderfolgen den Tasten sind hintereinander geschaltet und bilden so schaltungstechnisch den Wider stand 3 der Fig. 1.

Um kleine Unstimmig keiten in der .Stimmung auszugleichen ist der Kontaktpunkt 40 in den Schrauben 38 derart verstellbar, dass er sich entweder im Mittel punkt des Widerstandes 39 oder auch etwas verschieden davon befinden kann. Das Re gelorgan 40-39 kann zum Beispiel als Re gelwiderstand ausgebildet worden sein,

wel- eher durch Vermittlung ges Schaltwerkes Fig. 4 in Reihe mit dem Widerstand 3 der Fig. 1 geschaltet wird und dadurch eine Än derung der Tonhöhe in engen Grenzen zum Beispiel nach beiden Seiten bis zu einem Viertelstoen ermöglicht. In Fig. 5 ist zugleich die räumliche Verbindung eines aus dem Wi derstandsdraht 4.2 und der Kontaktschiene 41 bestehenden saitenartigen Spielwerkers mit der Tastatur beispielsweise dargestellt.

Mit dem Vibratospiel verwandt ist das Glissandospiel. Man erhält ein solches: mit der Tastenkonstruktion nach Fig. 5 und -6, indem man der Reihe nach über die Tasten gleitet, die sich dabei der Reihe nach in -der Richtung der Glis.sando.bewegung um die Achsen 27 etwas drehen, so dass nicht wie bei der gewöhnlichen Klaviatur, eine chroma tische Tonfolge, sondern nahezu kontinuier liches Glissando zum Erklingen gebracht Die vorstehend beschriebene Glis:

sando- einrichtunerfordert insofern eine gewisse Aufmerksamkeit des Spielers, als dieser die Tonhöhenänderung verfolgen und beim Ei r- reichen des Endpunktes der Bewegung die entsprechende Taste drücken muss.

Es ist für den Spieler einfacher, wenn der Endton der sandobewegung beim Erreichen dieses Tones klingen gedrückt werden kann und :die Glis- sa-nodbewegung beim Erreichen dieses Tones automatisch ausgeschältet wird. In diesem Falle ist eine Auslösetaste erforderlich, wel che diese Glissandobewegung entweder unmit telbar auslöst oder die Taste nach Fig. 5, 6 zur Auslösung dieser Glissandobewegung vorbereitet.

Die Geschwindigkeit der Glis- sa.üdobewegung wird dabei zweekmIssiger- weise in Abhängigkeit von der Stellung,der Auslösetaete bezw. der Neigung ,der Manual taste nach Fig. 5, 6 gebracht.

In Fig. 7 ist ein Ausführungsbeispiel einer .solchen Vorrichtung dargestellt. Durch den Widerstand 51 wird die Stromstärke der Hilfsbatterie 50 regelbar eingeschaltet. Jede Taste der Klaviatur ist mit einem Glissando- kontakt 48, 44, 45 versehen, der auf einem in den Rollen 49 gelagerten Schlitten 47 Kontakt machen kann.

In der Mitte dieses Schlittens befindet sich eine kleine isolierte Stelle 46, welche unter diejenige Taste ge bracht wird, von welcher die G-lissaüdobewe- gung ausgehen soll. Liegt das Ende der Glis- sandobewegung rechts, wird also Taste 45 gedrückt, so bekommt der Antrieb 52, der aus einem Hubmagnet oder aus einem Motor be stehen kann, Strom und der Kontaktschlitten bewegt sich so lange nach rechts, bis die isolierte Stelle 46 unter die gedrüakte Taste kommt.

Wird eine Taste 43 links vom Aus gangspunkt gedrückt, so bekommt der An trieb 54 Strom, und die Bewegung geht nach ,der andern .Seite bis zu der gedrückten Taste. In dem Stromkreis liegt ausserdem das Um- schalterrelais 53, welches den Tonerzeu- gungsstromkreis von dem die Tonhöhe in der Regel bestimmenden Widerstand 3 des Ton erzeugersystems auf den Glissandowiderstand 48 umschaltet. Für das Tonerzeugungssy- stem sind die der Fig. 1 entsprechenden Be zeichnungen sinngemäss verwendet;

ferner bedeutet 55 einen Justierwiderstand, 56 einen kleinen veränderlichen Widerstand, zum Bei spiel für das Vibrato.

Weitere orgelartige Vorrichtungen, wie Man.ualkoppeln, Pedalmanualkoppeln, Oktav- und Suboktavkoppeln" Melodiekoppeln kön nen aus der Orgeltechnik sinngemäss über nommen werden.

Die Schaltung erfolgt da bei beispielsweise ähnlich wie bei der Glis- sandoeinrichtung derart, dass für jeden Zweck besondere Kontakte an jeder Taste vorgese hen sind, welche nur dann unter Spannung stehen, wenn ein die jeweilige Funktion be zeichnender Hauptschalter nach Art des Schalters 51 in Fig. 7 eingeschaltet ist.

Die Wiederholung von Tönen, sei es in .der Primdesselben oder eines anderen Ma nuals, bezw. Pedals oder in Oktavei, kann ausser in mechanischer Weise, das heisst zum Beispiel durch elektromagnetisches Nieder drücken der in Betracht kommenden andern Taste, bei .der elektrischen Tonerzeugung ins- besondere,dadurch vorgenommen werden"dass an :das Kopplungsglied 5 in F'ig. 1 weitere Elemente. 6 bis 14 parallel geschaltet wer den.

Die Wiederholung in Oktaven oder an dern harmonischen Intervallen, das heisst die Oktav- und Suboktav- und ähnliche Koppeln der .Orgel werden in den elektrischen Toner zeugungssystemen zweckmässigerweise durch Frequenztransformation gebildet.

Eine Fre- quenztrans-formation, bei welcher sich Weeh- sel.ströme von interrupter Form ergeben, kann in der Schaltung nach Fig. 1 :dadurch gewonnen werden, dass eine im Regelfall durch, den Schalter 16 ausgeschaltete Glimm lampe 17 mit Parallelkondensator 18 in den ersten Schwingungserzeugerkreis oder auch in. :

den nächsten Anodenkreis einer nachfol genden Verstärkerröhre 6. eingeschaltet wird, unter Zwischenschaltung eines Gleichrichters 15 und einer Stromquelle 4. Der in der Fre quenz herabgesetzte Strom kann bei 19, 20 abgenommen werden.

Da diese an sich bekannte Schaltung nur eine Frequenztransformation nach unten ge stattet, kann sie zunächst nur als Suboktav koppel verwendet werden. Wenn man aber in der Regel bereits mit Frequenztransforma- tion arbeitet. stehen dann auch Kreise zur Bildung von Oktavkoppeln zur Verfügung.

Da es bei einem vielstimmigen Instru ment mit elektrischer Schwingungserzeugung gewisse Schwierigkeiten bereitet. die Stim mung ,der Töne konstant zu halten. bittet die F'requenztransformation auch insofern Vor teile, als die Anforderung an die Konstanz der Schwingungen nur an die untransfo:rmier- ten Frequenzen zu stellen sind, während die transformierten Frequenzen nur in harmoni- sehen Verhältnissen sich ausbilden können.

Auch für die Schaltungen nach Art der Pig. 4 ergeben :sich Vereinfachungen, wenn die harmonischen Intervalle, zum Beispiel die Oktaven, ,durch denselben Schwingungs erzeuger lediglich unter Zwischenschaltung von Frequenztransformatoren gebildet wer den. Es kann dabei von Vorteil sein, wenn die untransformierten Frequenzen durch besonders konstante Schwingungserzeuger, zum Beispiel elektromagnetisch erregt Stimmgabeln, erzeugt werden.

An die zur Schwingungserzeubo-ung und zur Frequenztransformation verwendeten Glimmentladungsstreeken sind besonders hohe Anforderungen hinsichtlich der Kon stanz des Sehwingungs- bezw. Zündungsein- setzens und -aussetzens zu stellen, die von Glimmlampen oder dergleichen, die für an dere Zwecke bestimmt sind, nicht mit Sicher heit erfüllt werden können.

Diese Konstanz kann erreicht werden durch Verwendung einer geheizten Kathode, Einführung von Hilfselektroden und Einbringung von Ma gnesium in das Vakuum, während das bei Glimmlampen zur Herabsetzung .der Zünd spannung übliche Kalium vermutlich wegen photoelektrischer Nebeneffekte ungeeignet ist.

Auch einige andere Eigentümlichkeiten dieser Art von elektrischer Erzeugung musi kalischer Töne erfordern besondere Massnah men. Hierher gehört die Beseitigung der "Wölfe", worunter man in Anlehnung an ähnliche Erscheinungen bei :den bekannten Musikinstrumenten gewisse Klangverände- rangen versteht, die eintreten, wenn Grund ton und Eigenfrequenz eines die Klangfarbe bestimmenden Schwingungsgebildes zufällig harmonisch sind.

Die dabei entstehenden, für das Ohr nicht störenden grossen Amplituden können zrr Übersteuerungen des Verstärkers führen, die wegen der Kombinationstöne be sonders störend sind, wenn mehrere Töne in einem Verstärker gemischt werden. Die Schaltungen nach Art .der Fig. 4 haben den weiteren grossen Vorteil, dass jeder Ton in einem einzelnen System erzeugt, also auch für sich verstärkt und einem Lautsprecher zugeführt werden kann.

Man kann aber auch die "Wölfe" dadurch umgehen. dass man die in der Regel für alle Grundtöne gemeinsamen Schwingungskreise 9 bis 12 in geringen Grenzen mit dem Grund ton veränderlich macht, so dass harmonische lt,esona.nzfä.lle umgangen werden. Ein hier für geeignetes Mittel ist zum Beispiel die mit der Tonhöhe veränderliche Vorma.gnetisie- rung der eisenhaltigen lnduktivitäten 11 und 1'? (Fig. 1).

Wichtig ist auch, dass andere Bestandteile des Tonerzeugers, wie Verstärker und Laut sprecher, keine Eigenfrequenzen haben, die "Wölfe" verursachen. Eine andere Eigentümlichkeit .der elektri schen Klangerzeugung durch Stosserregung ist das Übertreten der sehr hohen Scheitel werte der interrupten Schwingung in das Klangbild. Solche Töne -haben zwar eine hohe Durchdringungsfähigkeit, wirken aber, wenn .die Scheitelwerte zu hoch sind, un schön.

Solche nachteiligen Wirkungen können durch entsprechende Wahl der Vor spannung 7 in Fig. 1 dadurch vermieden werden, .dass nur die Spitzender Schwingung über den Verstärker gelangen. Ähnliche die Scheitelwerte beschneidende .Verstärker kön nen zu diesem Zweck hinter :den Punkten 13 bis 14 eingeschaltet sein.

Eine weitere Eigentümlichkeit der elek- trisühen Klangerzeugung ist das Fehlen des nätürliehen Nachhalles, das besonders emp findlich ist, wenn die elektrischen Schw in- gungen ohne vorherige Umsetzung in Schall einem Radiosender oder einer Schallaufzeich nung zugeführt werden.

Ein künstlicher Nachhall kann zum Beispiel ,durch Halte magnete erreicht werden, welche die jeweils zuletzt gespielten -Töne noch eine Zeit lang unter nachlassender Stärke festhalten oder durch eine Vorrichtung, die beispielsweise schematisch in Fig. 8 dargestellt ist. Sie be steht aus einer rotierenden Scheibe oder Schleife 57 aus Stahl, auf welche die-elektri- schen Schwingungen magnetisch durch 58 aufgezeichnet und bei 59 und 60 in einem etwas späteren Zeitpunkte abgenommen und nach Verstärkung mit den ursprünglichen ge mischt werden können. Bei 61 werden die aufgezeichneten Schwingungen wieder ausge löscht.

Zuden Vorteilen der elektrischen Klang erzeugung gehört auch, dass es in einfacher Weise möglich ist, die Lautstärke jedes ein zelnen Tones von dem Tastendruck abhängig zu machen, zum Beispiel dadurch, dass zu jeder Taste ein druckabhängiger Widerstand gehört, welcher die Stärke der -Schwingungen indem zugehörigen Verstärker bestimmt. Um diesen druckabhängigen Widerstand für jede gedrückte Taste auf das Tonerzeugungs- system zu schalten, in welchem der dieser Taste zugehörende Ton erzeugt wird, ist auch für die Überführung der druckabhän gigen Widerstände in das jeweilige Verstär kungssystem eine Schaltung nach Art der Fig. 4 anzuwenden.

Weitere, bei Orgeln bis her erstrebte, aber nicht erreichte Möglichkei ten mit Hilfe elektrischer Klangerzeugung sind die Gesamtverschiebung der Stimmung (Transponierung) eines mehrstimmigen Mu sikinstrumentes durch gleichzeitige Verände rung der Kondensatoren 2 oder Widerstände 3 oder Spannungen 4 in allen Tonerzeugungs- systemen, .sowie eines Gesamttremolos bezw. Gesamtvibratos durch periodische Verände rung einer dieser die Frequenz bestimmenden Elemente oder der Gesamtlautstärke durch periodische Veränderung des Verstärkungs grades.

hTeuartige -Effekte werden -durch schnellere periodische Tremolos bezw. Vibra- tos erzielt, und zwar in einer Frequenz von etwa 50 Perioden. Es entsteht dabei der Ein druck, als ob mehrere Instrumente zugleich spielen, also ein chorartiger Eindruck. Ebenso wie ein Gesamtvibrato ist auch in analoger Weise ein Gesamtglissando möglich. Diese Gesamteffekte können auch auf einzelne Ton erzeugungssysteme oder Gruppen von solchen beschränkt werden.

Auch eine periodische oder glissierende Veränderung der Klang- farbe ergibt neuartige musikalische Effekte, die in allen oder einzelnen Schwingungser- zeugern in analoger Weise durchgeführt wer den können. Bei dem schnellen Vibrato der Klangfarbe entsteht eine orchesterartige Wir kung.

Die Erzeugung musikalischer Töne durch getrennte und unabhängige Erzeugung der Grundtöne einerseits und der Klangfarben anderseits bei beliebiger Kombinierbarkeit beschränkt sich nicht auf die in Fig. 1 dar gestellten Röhrenmethoden; es können viel mehr auch zum Beispiel mechanisch-elektri- sche Methoden angewendet werden. Hierher gehört die photoelektrische Tonerzeugung, bei welcher ein transparenter Streifen von wechselnder Lichtdurchlässigkeit an einer Photozelle vorbeigeführt wird.

Die Herstel lung solcher Klangbilder von Hand, durch Stempel, Druck, abrollende Matrizen und .der gleichen kann in getrennten Arbeitsgängen für die Grundtöne und die Klangfarben er folgen. Fig. 9 zeigt schematisch ein derarti ges Klangbild. Die den Grundton bestim menden regelmässigen Impulse von grösserer Amplitude sind zuerst gezeichnet. In der Periode sind die, im allgemeinen unharmo nischen, die Klangfarbe bestimmenden Fre quenzen an zweiter Stelle eingezeichnet.

Die Trennung von Grundtönen und Klangfärbemitteln bietet auch besondere Vorteile für die mechanische Reproduktion von Musik durch gestanzte Papierrollen und dergleichen, indem für die Grundtöne, die Klangfarben und die Lautstärken getrennte, parallel laufende Aufzeichnungen vorgenom men werden.

Claims

PATUNTANSPRUCII Elektrisches Musikinstrument, bei wel chem elektrische Wechselströme erzeugt und durch Lautsprecher in Schall umgewandelt werden, dadurch gekennzeichnt, dass zur Er zeugung der Grundtöne und zur Erzeugung der Klangfarben elektrische, voneinander un abhängig regelbare Schwingungssysteme vor gesehen sind, wobei die vom Grundtonerzeu- ger hervorgerufenen Impulse den (Systemen zur Erzeugung der Klangfarben zugeführt werden, und dass eine Spielvorrichtung vor gesehen ist, die zur Betätigung der Grundton erzeuger dient. UNTERANSPRÜCHE: 1.

Elektrisches Musikinstrument nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Schaltwerke vorgesehen sind, durch welche beliebige Kombinationen von Grundtonerzeugern mit Klangfarbener- zeugern eingestellt werden können. 2. Elektrisches Musikinstrument nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass nur so viele den gesamten Tonhöhen bereich beherrschende Grundtonerzeuger vorgesehen sind, wie maximal gleichzei tig Töne erzeugt werden sollen. ,3.

Elektrisches Musikinstrument nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Gxundtonerzeuger mit vonein ander verschiedenen Klangfärbemitteln verbunden ist. 4. Elektrisches Musikinstrument räch Un teranspruch 3, gekennzeichnet durch fest eingestellte und durch variable Klangfärbemittel, welche sowohl einzeln einander zugeordnet, als auch mit Hilfe .einer Registerwalze zu vorbereiteten Kombinationen zusammengefasst werden können, die durch Drehung der Regi sterwalze ibedienbar sind. 5.

Elektrisches Musikinstrument nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Klangfärbemittel so niedrig gehalten ist, wie maximal gleichzeitig verschiedene Klangfarben verfügbar sein sollen, mit einem geringen Zuschlag an Klangfärbemitteln für Vor- bereitungszwecke. 6. Elektrisches Musikinstrument nach Un teranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Klangfärbemittel so niedrig gehalten ist, wie maximal gleichzeitig verschiedene Klangfarben verfügbar sein .sollen, mit einem geringen Zuschlag an Einzelteilen von Klang färbemitteln für Vorbereitungszwecke.

7. Elektrisches Musikinstrument nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Eigenfrequenzen der die Klang farbe bestimmenden Kreise sich in engen Grenzen zugleich mit den Grundtönen derart ändern, dass harmonische Verhält nisse zwischen beiden Schwingungssyste men vermieden werden. B. Elektrisches Musikinstrument nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ausser den die Klangfarbe bestim menden Schwingungskreisen eigenschwin- gungsfähige Gebilde elektrischer Art vermieden sind. 9. Elektrisches Musikinstrument nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet.

dass ausser .den die Klangfarbe bestim menden Schwingungskreisen eigenschwin- gungsfähige Gebilde mechanischer Art vermieden sind. 10. Elektrisches Musikinstrument nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Tonfrequenzströme vor ihrer Be einflussung durch die Klangfärbemittel Verstärkereinrichtungen mit beschränk tem Spannungsdurchlassbereich durchlau fen.

11. Elektrisches Musikinstrument nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Tonfrequenzströme nach ihrer Beeinflussung durch die Klangfärbemit tel Verstärkereinrichtungen mit be schränktem Spannungsdurehlassbereich -durchlaufen. 12.

Filektrisohes Musikinstrument nach Pa- tentanspraah, gekennzeichnet durch Trä ger, auf die zur elektrischen Umwand lung in Schall Schwingungsbilder durch Druck aufgezeichnet sind, wobei die die Grundtöne bestimmenden und die inner halb der einzelnen Perioden der Grund töne die Klangfarben bestimmenden Schwingungsbilder getrennt aufgezeich net sind. 13.

Elektrisches Musikinstrument nach Pa tentanspruch, bei welchem die zu erzeu genden Töne durch Einstanzen von Lö chern in Papierrollen festgelegt sind, ge kennzeichnet durch Zeichenträger, bei denen Grundtöne, Lautstärken und Klangfarbenelemente getrennt in der ge nannten Weise festgelegt sind. 14.

Elektrisches Musikinstrument nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Tastenklaviatur mit einigen den ganzen Tonhöhenbereich umfassenden Grundtonerzeugern derart durch eine Automatik verbunden ist, dass jede ge drückte Taste den ihr entsprechenden Ton nur in einem der Grundtonerzeuger auslöst. 1.5.

Elektrisches Musikinstrument nach Un teranspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Taste so viele Relais zugeord net sind, als Grundtonerzeuger vorhanden sind, wobei jedes Relais mit zwei Trenn kontakten ausgerüstet ist, welche bei ge- @druckter Taste den Stromkreis der TastG sowohl in Richtung der nachfolgenden Tasten, als auch der nachfolgenden Re lais unterbrechen. 16. Elektrisches Musikinstrument nach Un teranspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass auch zur Überführung der Läutre- gelorgane auf die einzelnen Grundtoner zeugereine Automatik vorhanden ist.

17. Elektrisches Musikinstrument nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zur Wiederholung einzelner Töne mit gleichen Klangfarben von den Schwin gungssystemen zur Erzeugung der Grundtöne mehrere Stromkreise abge zweigt sind. 18. Elektrisches Musikinstrument nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zur Wiederholung einzelner Töne mit verschiedenen Klangfarben von den Schwingungssystemen zur Erzeugung der Grundtöne mehrere Stromkreise ab gezweigt .sind. 19.

Elektrisches Musikinstrument nach Un teranspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermöglichung der Oktav- und Suboktavkopplung die Wiederholung in harmonischen Intervallen unter Zwi- schenschapItung von Frequenztransforma- toren vorgenommen ist. 20.

Elektrisches Musikinstrument nach Un teranspruch 1.8, dadurch gekennzeichnet, dass in einem abgezweigten Grundstrom kreis eine Glimmentladungsstrecke einge schaltet ist, welcher zwecks Frequenz transformation nach unten ein Konden sator parallel geschaltet ist. 21. Elektrisches Musikinstrument nach Un teranspruch -17, dadurch .gekennzeichnet, dass die harmonischen Intervalle der Grundtonskala durch Frequenztransfor- mationen gebildet werden. 22.

Elektrisches Musikinstrument nach Un teranspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die untransformierten Grundtonfre quenzen durch hervorragend konstant arbeitende Wechselstromerzeuger erzeugt werden. 23. Elektrisches Musikinstrument nach Un teranspruch 22, .dadurch gekennzeichnet, dass die untransformierten Grundtonfre quenzen durch elektromagnetisch erregte Stimmgabeln erzeugt werden. 24.

Elektrisches Musikinstrument nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass :die zur Erzeugung der Kippschwin- gungen dienenden Glimmentladungsröh- ren eine kleine Menge Magnesium in Va kuum enthalten. 25. Elektrisches Musikinstrument nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, ,dass die zur Frequenztransformation dienenden Glimmentladungsröhren eine kleine Menge Magnesium in Vakuum ent halten.

26: Elektrisches Musikinstrument nach Pa tentanspruch, ,dadurch - gekennzeichnet, dass voneinander verschiedene Grund tonströme ungemischt getrennte .Übertra- gungssysteme ,durchlaufen. 27. Elektrisches Musikinstrument nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, d .3 voneinander verschiedene Grundtan- ströme ungemischt getrennten Lautspre- ehern zugeführt werden. 28.

Elektrisches Musikinstrument nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Haltemagnete vorgesehen sind, wel che die jeweils zuletzt gespielten Töne noch einige zeit unter nachlassender Stärke zur Erzielung eines künstlichen Nachhalls festhalten. 29.

Elektrisches Musikinstrument nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung eines künstlichen Nachhalls Mittel vorgesehen sind, welche eine phonographische Aufzeichnung und anschliessend eine ein- oder mehrmalige Wiedergabe der Grundtöne bewirken; wobei die Zeitspanne zwischen Aufnahme und Wiedergabe der gewünschten Nach hallzeit entspricht. 30.

Elektrisches Musikinstrument nach Pa tentanspruch, gekennzeichnet durch Mit tel, welche eine langsame periodische Änderung der die ,charakteristischen Ele mente des, Klanges (Tonhöhe, Lautstärke, Klangfarbe) bestimmenden Organe in allen Tonerzeugungssystemen bewirken, zur Erzielung von Vibrato- und Tremolo effekten.

31. Elektrisches Musikinstrument nach Pa tentanspruch, gekennzeichnet durch Mit tel, welche eine langsame periodische Än derung der die charakteristischen Ele mente des Klanges (Tonhöhe, Lautstärke, Klangfarbe) bestimmenden Organe in einzelnen Tonerzeugangssystemen bewir ken, zur Erzielung von Vibrato- und Tre- moloeffekten. 32.

Elektrisches Musikinstrument nach Pa- tentanspTuch, gekennzeichnet dureh Mit tel, welche eine langsame periodische Än- derung der die charakteristischen Ele mente des Klanges (Tonhöhe, Lautstärke, Klangfarbe) bestimmenden Organe in einzelnen Tonerzeubg'ungssystemen bewir ken, wobei die genannten:

periodischen Änderungen im Rhythmus ,der Frequenz tiefer Töne vor sich gehen zur Erzie lung Chor- und orchesterartiger Wirkun gen. 33. Elektrisches Musikinstrument nach Pa tentanspruch mit einer Spielvorrichtung, welche aus einem oder mehreren auf eine Schiene niederdrückbaren, gestreckten Leitern besteht, dadurch gekennzeichnet., .dass elastische Tasten derart angeordnet sind, dass,

unter diesen. durch auf dem gestreckten Leiter noch ein Glissando- spiel mit dem Finger möglich ist, und dass mit der gedrückten Taste durch seit liche Verschiebung kleine Tonhöhenände- rungen gegenüber der Normallage her vorgerufen werden können.

34. Elektrisches Musikinstrument nach Un- teranspru-ch 33, dadurch gekennzeichnet, dass, die genannten Tasten nur für gewisse Intervalle vorgesehen sind, und dass sie sowohl gegeneinander, als auch im ganzen zum Zwecke des .Stimmens und des Tran sponierens verschiebbar angeordnet sind. 35. Elektrisches Musikinstrument nach Un teranspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Tasten mit Polstern! aus geräusch dämpfendem Stoff versehen sind. 36.

Elektrisches Musikinstrument nach Un- teerauspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Tasten mit Polstern, aus Filz ver sehen sind. 37. Elektrisches Musikinstrument nach Un teranspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Tasten mit Polstern aus Gummi versehen sind.

38. Elektrisches Musikinstrument nach Un teranspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Klaviaturtaeten um ihre Längs- achse -drehbar und durch Federung in der Mittellage festgehalten sind, wobei durch die Drehung Soha.ltvorgänge ausgelöst werden, welche den Charakterdes Tones . bestimmende Elemente verändern.

39. Elektrisches Musikinstrument nach lin- teranspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Klaviaturtasten um ihre Längs achse drehbar und. durch Federung in der Mittellage festgehalten sind, wobei durch die Drehung Schaltvorgänge ausgelöst werden, welche die Tonhöhe verändern. 40.

Elektrisches Musikinstrument nach Un- teranspruch 38, dadurch .gekennzeichnet, .dass, die Klaviaturtasten um ihre Längs achse :drehbar und durch Federung in .der Mittellage festgehalten sind, wobei durch .die Drehung Schaltvorgänge :ausgelöst werden, welche die Lautstärke verän- @dern. 41.

Elektrisches Musikinstrument nach Un teranspruch 38, dadurch gekennzeichnet, .dass die Klaviaturtasten um ihre Längs achse drehbar und ,durch Federung in der Mittellage festgehalten sind, wobei durch .die Drehung Schaltvorgänge ausgelöst werden, welche die Klangfarbe verän dern. 42.

Elektrisches Musikinstrument nach Un teranspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Klaviaturtasten um ihre Längs- aelise drehbar und durch Federung in .der Mittellage festgehalten sind, wobei durch ,die Drehung Schaltvorgänge ausgelöst werden, welche ,den Nachhall verändern. 43. Elektrisches Musikinstrument nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, ,dass eine aus einem Iauggestreckten Kör per bestehende Spielvorrichtung mit einer Klaviaturspielvorrichtung räumlich ver einigt ist.

44. Elektrisches Musikinstrument nach Iln- terans.pruch 43, ,dadurch gekennzeichnet, dass der langgestreckte Körper als Draht ausgebildet ist. 45. Elektrisches: Musikinstrument nach Un teranspruch 43, dadurch gekennzeichnet, .dass der langgestreckte Körper als Band ausgebildet ist.

46. Elektrisches Musikinstrument nach Pa tentanspruch, mit Klaviaturspiel:vorrieh- tung, dadurch gekennzeichnet"dass durch Neigung einer Taste ein Glissandowerk in Tätigkeit gesetzt wird, welches -eine Tonhöhenverschiebung so lange hervor ruft, wie die Taste geneigt ist, wobei Richtung und Stärke der Verschiebung von :

der INTeigung abhängig ist. 47. Elektrisches Musikinstrument nach Un teranspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, derart, dass .durch Tastenneigung wahlweise ,die Aus lösung von Glissando-, Vibrato- und an dern Effekten bewirkt werden kann. 48.

Elektrisches Musikinstrument nach Pa tentanspruch, mit Klaviaturspielvorrich- tung, gekennzeichnet durch eine Glissan- doeinrichtung, wobei der Endton der Glissandobewegung bereits vom seinem Erklingen gedrückt werden kann und der Beginn und die Geschwindigkeit der Glissandobewegung :durch Tastendruck bestimmt wird.

49. Elektrisches Musikinstrument nach Un teranspruch 48, dadurch gekennzeichnet, .dass die Überleitung -vom Anfang zum Ende der Gli-esandobewegung durch elektromagnetischen Antrieb erfolgt, in dem :eine Gleitschiene unter den Tast- kontakten solange in Bewegung bleibt, bis ein auf ihm vorhandenes: Isolierstück unter die gedrückte Endtaste gelangt und dadurch den Antriebsstrom aus schaltet.

50. Elektrisches Musikinstrument nach Un- teranspruch 48, dadurch .gekennzeichnet, dass die Überleitung vom Anfang zum Ende der Glissandobewegung durch elek- tro:motorischen Antrieb erfolgt, indem :

eine Gleitschiene unter den Tastkontak- ten so lange in Bewegung bleibt, bis ein auf ihr vorhandenes Isolierstück unter die gedrückte Endtaste gelangt und da durch den Antriebsstrom ausschaltet.

51. Elektrisches: Musikinstrument nach Pa- tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Tasten mit Hilfskontakten ver sehen sind, welche über registerartige Schalter zur Einschaltung von Manual koppeln, Pedalmanualkoppeln, Oktav und Suboktavkoppeln, Melodiekoppeln und ähnlichen Einrichtungen dienen.

52. Elektrisches: Musikinstrument nach Un- teranspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass mit jeder Taste ein Lautstärke regelorgan zur individuellen Lautstärke- regelung durch Druck verbunden ist. 53.

Elektrisches Musikinstrument nach Pa tentanspruch, daduroh gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, um die die Tonhöhe in den Tonerzeugersystemen bestimmenden Organe gemeinsam zum Zwecke der Gesamtverschiebung der Stimmung regeln zu können.