DE19748485A1

DE19748485A1 - Taste mit regulierbaren Nachklang für Musikinstrumente

Info

Publication number: DE19748485A1
Application number: DE1997148485
Authority: DE
Inventors: Todor Dimitriev
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-11-03
Filing date: 1997-11-03
Publication date: 1999-05-06

Description

Gebiet

Die Erfindung kann Anwendung finden bei allen Musikinstrumenten, bei denen der Ton durch Niederdrücken einer Taste erzeugt wird.

Stand der Technik

Das Niederdrücken einer Taste führt zur Erzeugung eines Tones und das solange, bis die Taste losgelassen wird (z. B. Orgel, Akkordeon u. a.) bzw. solange die zugeführte Energie ausreicht (z. B. Klavier, Cembalo etc.). Besteht der Wunsch, den Ton auch nach dem Loslassen der Taste andauern zu lasen, was, verursacht durch die beschränkten Möglichkeiten der menschlichen Hand, sehr oft der Fall ist, hat der Spieler nur die Möglichkeit, ein Pedal bzw. Manual zu betätigen, das bei allen Tasten die Dämpfung aufhebt. Auf diese Weise aber ist eine individuelle Beeinflussung des Nachklanges nicht möglich, d. h. diese Lösung kann nur als ein unzulänglicher Kompromiß betrachtet werden, der die Spielweise stark einschränkt.

Bekannt sind auch Einrichtungen wie das s.g. Mittlere Pedal beim Klavier, das die Dämpfung selektiv nur bei den Tasten, die gerade niedergedrückt sind, aufhebt. Diese Lösung kann vor allem beim Akkordspiel Verwendung finden, eine individuelle, stufenlose Gestaltung - besonders bei schnelleren Tonfolgen - ist jedoch auch hier nicht möglich. Die Praxis zeigt, daß dieses Pedal - nicht zuletzt durch die Schwierigkeiten bei der Koordinierung der notwendigen Bewegungen - kaum benutzt wird.

Die Hauptnachteile der bestehenden Lösungen sind:

- gleichzeitige Beeinflussung aller oder mehrerer Tasten anstatt einzelner;
- schwerfällig verwendbar d. h. nur für langsame anstatt auch für schnelle Tonfolgen;
- erschwerte Dosierung, d. h. mehr in Richtung Ein-Aus-Betrieb anstatt stufenlos.

Aufgabenstellung

Schaffung einer Möglichkeit, beim Anschlagen der Taste, die Dauer des Nachklanges individuell und stufenlos zu bestimmen, wobei weder unnatürliche Bewegungen der Finger oder anderer Körperteile noch ein Koordinieren von mehreren Bewegungen notwendig sind.

Mit der Änderung der Tastenmechanik wird die Spieltechnik nicht beeinträchtigt, d. h. von Staccato bis Legato sind alle Anschlagtechniken uneingeschränkt möglich.

Auch das rechte Pedal, das die Dämpfung aller Tasten aufhebt, behält seine Funktion uneingeschränkt bei.

Lösung

Erfindungsgemäß wird die Dauer des Nachklangs von der Größe des Kraftimpulses (Zeit × Druck) bestimmt, der am Ende des Tastenganges (wenn die Energie - wie beim Klavier - bereits abgegeben oder die Energiezufuhr - wie bei der Orgel - eingeschaltet ist), abgegeben wird. In diesem Moment drückt der Spieler die Taste nieder und erwartet instinktiv, daß der Ton je mehr er drückt, um so länger andauert. Diese natürliche Bewegung wird dafür genutzt, ein hydraulisches oder elektrisches System derart stufenlos zu beeinflussen, daß es erst nach gewisser Zeit, die von der Größe des Kraftimpulses abhängt, in seinen Ausgangszustand zurückkehrt, während dessen der angeschlagene Ton ungedämpft weiterklingt.

Die Individualität des Spielers bzw. des Musikstückes wird erfindungsgemäß berücksichtigt, indem die Proportion zwischen Kraftimpuls und Zeit des Nachklanges mit Hilfe eines Reglers (Pedal, Manual) regelbar gemacht wird. D.h. eine "hart" eingestellte Klaviatur nähert sich einem Instrument ohne Pedal, eine "weich" eingestellte einem Instrument mit Dauerpedal. Dabei ist anzumerken, daß diese Regelung, die offensichtlich nur langsam und für alle Tasten gleichzeitig erfolgen kann, in diesem Fall durchaus ihre Berechtigung hat - die Kraft des Spielers bzw. der Charakter eines Teils des Musikstückes können als konstante bzw. sich langsam ändernde Größe betrachtet werden.

Erfindungsgemäß besteht zwischen der Taste und dem Nachklang-Regelsystem keine starre Verbindung, d. h. die Taste bleibt nur solange in der unteren Stellung, bis sich der Finger von ihr löst, weshalb sie sofort (z. B. beim Triller) wieder verwendet werden kann.

Erfindungsgemäß erfordert der Einsatz der Nachklangsverlängerung, daß der Kraftimpuls am Ende des Tastenlaufs einen Schwellenwert übersteigt, damit sich nicht unbeabsichtigte Tonverlängerungen ergeben.

Vorteile

Der Spieler hat die Möglichkeit, jeden Ton in bezug auf seinen Nachklang individuell zu gestalten. Für die Praxis bedeutet das:

- einzelne Töne bzw. Tonfolgen können anders (z. B. tiefe Leggati) als andere (z. B. schnelle Staccati) gestaltet werden: das Klangbild gewinnt an Durchsichtigkeit, d. h. Details, die zur Zeit gar nicht zur Geltung kommen, können hervorgehoben werden, was eine große Bereicherung des Musikerlebnisses mit sich bringt.
- schwierige technische Probleme, die durch die Anatomie der Hand bedingt sind, und bisher mittels unbequemer Fingersätze und/oder Kompromisse in bezug auf die Tongestaltung gelöst werden müssen, können nun durch den verlängerten Nachklang mit Leichtigkeit und infolge dessen freier Beweglichkeit der Hand, bewältigt werden.

Dabei sei ausdrücklich erwähnt, daß diese Erfindung die Möglichkeiten des Spielers spürbar erweitert; die "fehlenden Finger" voll zu ersetzen, ist jedoch jenseits des technisch Machbaren.

Realisierung

Die Erfindung wird anhand der einzelnen Lösungen, dargestellt durch Fig. 1 und 2, erklärt.

Fig. 1 zeigt eine hydraulische Lösung: am Ende des Tastenlaufs trifft die Taste 1 auf einen Kolben 2, der in den mit Flüssigkeit gefüllten Zylinder 3 gleitet. Dem Kraftimpuls (Zeit × Kraft) entsprechend, verändert der Kolben 2 seine Lage, wobei er die Flüssigkeit in Pfeilrichtung durch eine kalibrierte Öffnung 4 verdrängen muß. Die erreichte Lage des Kolbens 2 bestimmt letzendlich die Länge der Nachklangzeit. Die so beschriebene Anordnung stellt eine Integrationsstufe dar. Die Größe der Öffnung 4, diejenige, die die Größe der Integrationskonstante beeinflußt, kann mittels eines für alle Tasten gemeinsamen Reglers 5 verändert werden, wodurch eine Anpassung an die physischen Kräfte des Spielers möglich wird.

Die veränderte Lage des Kolbens 2 wird zur Steuerung des Dämpfers 6 genutzt. Die Übertragung erfolgt hydraulisch mittels des Kolbens 7 oder (auf Fig. 1 nicht gezeigt) mit Hilfe von Hebeln. Über das Übersetzungsverhältnis (Durchmesser Kolben 2 zu Durchmesser Kolben 7) bzw. durch das Hebelarmverhältnis kann der Steuerweg des Kolbens 2 bzw. der Taste 1 ausreichend klein gehalten werden. Der Abstand zwischen dem Dämpfer 6 und dem letzten Glied der Übertragungskette (Kolben 7 oder - auf Fig. 1 nicht gezeigt - entsprechendem Hebel) stellt die Schwelle dar, die bewußt überwunden werden muß. Die Steuerung veranlaßt den Dämpfer 6 solange den Ton freigeben, bis der Kolben 2 unter dem Druck der Rückholfeder 8 und dem Gewicht des Dämpfers in seine Ausgangslage zurückkehrt. Dabei strömt die Flüssigkeit durch die Öffnung 4 zurück. Die Nachklangzeit wird bestimmt durch die Integrationskonstante (Durchmesser des Zylinders 3 und der Öffnung 4) sowie durch die Kraft der Rückholfeder und das Gewicht des Dämpfers (bei gleichbleibendem Kraftimpuls).

Um unangenehme Geräusche beim Dämpfvorgang zu vermeiden, wird die in Bezug auf Geschwindigkeit exponentielle Bewegung des Kolbens 2 durch die Verwendung eines Profils 9 zweckmäßig gestaltet.

Fig. 2 zeigt eine elektronische Variante der Erfindung, die vor allem bei digitalen Klavieren Anwendung finden kann. Die Taste 1 drückt am Ende des Tastenlaufs auf einen Drucksensor 10, der den Druck des Fingers in ein elektrisches Signal umwandelt. Das Signal, das zur Vermeidung einer unbeabsichtigten Nachklangzeit eine Schwelle überwinden muß, wird in Stufe 11, deren Integrationskonstante von einem für alle Tasten gemeinsamen Regler 12 bestimmt wird, integriert. Das Ausgangssignal der Stufe 11 wird dem Klangerzeuger 13 zugeleitet und bestimmt direkt die Nachklangzeit.

Claims

1. Taste für Musikinstrumente, die, solange sie niedergedrückt wird, die Entfaltung des Tones mittels Aufhebens seiner Dämpfung zuläßt, gekennzeichnet dadurch, daß der Ton auch nach dem Loslassen der Taste andauert, wobei die Nachklangzeit von der Größe des vom Finger des Spielers am Ende des Tastenlaufs ausgehenden Kraftimpulses (Druck × Zeit) bestimmt wird, unter der Bedingung, daß dieser einen bestimmten Schwellenwert übersteigt.

2. Taste für Musikinstrumente nach Hauptanspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Kraftimpuls am Ende des Tastenlaufs eine Lageveränderung bei einer hydraulischen Einrichtung verursacht, infolgedessen die Dämpfung des Tones solange aufgehoben wird, bis diese Einrichtung unter der Einwirkung einer konstanter Kraft (Feder, Gewicht o. ä.) in ihre Ausgangslage zurückkehrt, wobei die dafür notwendige Zeit von der Größe des Kraftimpulses abhängt.

3. Taste für Musikinstrumente nach Hauptansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Kraftinpuls auf einen Kolben einwirkt, der, in einem Zylinder gleitend, ein Volumen an Flüssigkeit, dessen Größe von der Stärke des Kraftimpulses bestimmt wird, durch eine Öffnung verdrängt, und daß, nach dem Loslassen der Taste, derselbe Kolben unter Einwirkung einer Federkraft und/oder eines Gewichts in seine Ausgangslage zurückkehrt, wobei die Flüssigkeit durch die Öffnung zurückfließt und die Dämpfung des Tones auf mechanischem oder hydraulischem Wege aufgehoben wird.

4. Taste für Musikinstrumente nach Nebenanspruch 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Größe der Öffnung, die für die Größe der Nachklangzeit maßgeblich ist, seitens des Spielers bei allen Tasten von einem gemeinsamen Regler (Pedal, Manual o. ä.) stufenlos bestimmt werden kann.

5. Taste für Musikinstrumente nach Nebenanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung zwecks besserer Dimensionierung durch zwei Ventile - je eines pro Fließrichtung - ersetzt wird.

6. Taste für Musikinstrumente nach Nebenanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß, um unangenehme Klangverzerrungen bei der langsamen Wiederbedämpfung des Tones zu vermeiden, nach Erreichen eines Schwellenwertes die Dämpfung klangoptimal eingeschaltet wird.

7. Taste für Musikinstrumente nach Hauptanspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Kraftimpuls am Ende des Tastenlaufs mit Hilfe eines Drucksensors in elektrisches Signal umgewandelt und in einer Stufe integriert wird, wobei die Integrationskonstante von einem für alle Tasten gemeinsamen und vom Spieler stufenlos bedienten Regler (Pedal, Manual o. ä.) bestimmt wird, und daß das Ausgangssignal dieser Stufe die Nachklangzeit bestimmt, wobei die Wiederdämpfung auf eine klanglich optimale Weise erfolgt.