DE3020C - Luftresonanz-Zellenwerk für Klavier - Instrumente - Google Patents

Description

1877.

Klasse 51.

EDUARD ZACHARIÄ in STUTTGART. Luft-Resonanz-Zellenwerk für Klavier-Instrumente.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 7· August 1877 ab. Längste Dauer: 10. October 1891.

Die vorliegende Construction hat den Zweck, bei Klavieren eine Anzahl von festen Wänden eingeschlossener und an irgend einem Punkte mit der freien Luft in Verbindung stehender, abgestimmter Luftsäulen zum Mittönen anzuregen.

Diese Erregung soll dadurch zu Stande kommen, dafs erstens die Schallwellen der freien Luft in die Zellen eindringen, und zweitens die in die Holztheile des Instrumentes übergegangenen Tonschwingungen durch eine dienliche Leitung (vom Erfinder »Inductions-Apparat« genannt) den elastischen Wänden der Luftzellen zugeführt und durch diese der eingeschlossenen Luft selbst mitgetheilt werden.

Bei einem Flügel besteht das ganze Zellenwerk aus drei Abtheilungen:

1. dem geschlossenen Zellenkörper über den Saiten;

2. dem geschlossenen Zellenkörper unter dem Resonanzboden; und

3. dem vom Erfinder so genannten freien Werk, das zwischen dem unteren Zellenkörper und dem Resonanzboden in dem Gebälke des Instrumentes angebracht ist.

Hierzu kommt dann noch als besondere Zugabe:

4. das »Zellen-Podium«.

Fig. ι der beiliegenden Zeichnungen stellt die Horizontal-Projection des oberen Zellenkörpers dar, aus welcher man erkennt, dafs derselbe den Saitenbezug des Instrumentes zum grofsen Theile überdeckt, aber vorn und hinten noch einigen Raum freiläfst.

Der Körper besteht, wie aus Fig. 3 zu ersehen, aus Boden und Decke, welche sich hier in einem Abstand von 4 cm von einander befinden und zwischen welchen die eingesetzten Längswände zuerst sieben gleich breite (9 cm), dann einige allmälig schmäler werdende Kanäle oder Röhren bilden, welche durch Querwände in gröfsere oder kleinere Zellen getheilt sind. Der ganze Körper, welcher auf die innerhalb der Flügelzargen rechts und links angeleimten Tragleisten aufgeschraubt ist, liegt in dem Abstand von ca. ι cm über den Eisenspreizen, etwa 4—5 cm über dem Steg, und etwa 8 cm über dem Resonanzboden. Durch die in diesem Körper gebildeten kleineren Lufträume, .die einem bestimmten Ton entsprechen, soll die besondere Luftresonanz hervorgerufen werden.

Die durch die verschiedenen Kreise angedeuteten Oeffnungen der Luftzellen (deren Durchmesser eine bestimmte Gröfse haben mufs), befinden sich in dem Boden des Körpers, führen also nach unten, während die Decke desselben eine undurchbrochene Fläche bildet. Fig. 3 stellt also, damit man die runde Oeffnung einer Zelle deutlich sehen kann, den Körper in umgekehrter Lage dar.

Die Erregung der Luftzellen zum Mittönen denkt Erfinder in der Weise stattfindend, dafs zunächst die von dem Resonanzboden ausgehenden Tonwellen einestheils durch die Oeffnungen in die Zellen eindringen, anderentheils auch gegen die untere Fläche des Zellenkörpers schlagen und so die der Schwingungszahl der Töne entsprechende Erzitterung hervorbringen. Im weiteren besteht eine Leitung nach jeder Zelle hin durch den Rand des Körpers, welcher mit den beim Spiele stets in Schwingung versetzten Zargen des Flügels im festen Zusammenhange ist. Endlich wird noch eine besondere Leitung hergestellt, welche direct von dem Steg aufwärts geht, um auf die empfindlichsten Stellen mehrerer Zellenkanäle, d. h. auf die Mitte derselben, einzuwirken.

Zu diesem Zwecke dient der in Fig. 2 und in Fig. 4 dargestellte Inductions-Apparat. Eine dünne Leiste ist derart durch ■Verbindungsschrauben auf einer Strecke von etwa 20 cm an dem Steg befestigt, dafs hierdurch dicht über den Stegstiften, im festesten Zusammenhange mit dem Stege selbst, eine Fläche entsteht, auf welcher die vom Erfinder sogenannten Inductionsleisten ihren Platz finden können. Dieselben stellen sich als zwei einander nahe gegenüberstehende, niedrige, aber in die Länge ausgedehnte Flügel dar, welche mittelst Pergamentverbindung an dem unteren Brettchen haften,, durch eine leichte Spiralfeder oben zusammengezogen und durch ein zwischen ihnen befindliches Klötzchen so weit auseinander gehalten sind, dafs sie wie die halbgeöffneten Flügel eines Schmetterlings dastehen müssen. In Fig. 4

sieht man ein solches Flügelpaar von der Seite; in Fig. 2 dagegen zwei solcher Flügelpaare von vorn, deren erstes hinten am Ende des Steges für die Bafssaiten angebracht ist, während das zweite mehr in der Mitte des langen Steges seine Stelle hat. Zugleich erkennt man in dem Profil A B des Zellerikörpers (Fig. 2) feine Holzrippchen, welche auf einige Centimeter Länge gerade da auf die Mitten der Zellenwandungen aufgelegt sind, wo die Flügel mit ihrem oberen Bande sich andrücken können. Wird nämlich ■der ganze Zellenkörper in die Zargen des Instrumentes eingesetzt, so müssen sich dabei die Tnductionsleisten in der Art nachgiebig verhalten, dafs «ie etwas auseinander gehen und im Zustand leichter Spannung eine für die Uebertragung der Schallwellen dienliche, andererseits aber auch jede Klemmung zwischen Steg lind Zellenkörper ausschliefsende Verbindung darbieten.

Von dem unteren Zellenkörper, Fig. 6, gilt der Hauptsache nach ganz dasselbe, was von dem oberen gesagt worden ist. Derselbe befindet sich unter dem Gebälke des Flügels, wodurch zwischen dem Resonanzboden und der oberen Decke des unteren Zellenkörpers ein Hohlraum entsteht, der zwischen den Balken und Spreizen mit dem sogenannten freien Werk gefüllt und ausgebaut wird.

Der untere Zellenkörper ist so eingesetzt, dafs er hinten und vorn auf einer Breite von etwa 8—10 cm freien Raum läfst so die beiden grofsen Oeffnungen des genannten Hohlraumes bildet. Die Oeffnungen des Zellenkörpers selbst aber, d. h. die Mündungen der in demselben gebildeten Zellen, sind dem Resonanzboden zugewendet, also nach innen gerichtet. Die Entfernung dieses Körpers vom Resonanzboden beträgt 16—18 cm, was zu einer etwas veränderten Gestaltung der Inductionsleisten führt.

Im Profil CD, Fig. 7, erkennt man wieder die auf der Mitte der Zellenröhren aufgelegten feinen Holzrippchen, über welche eine ebenfalls dünne und leichte Leiste geleimt ist, die wie ein dünner Steg frei über der Fläche liegt. Auf dieser Leiste, Fig. 8, steht eine andere von etwa 14 cm Höhe, an welche die Inductionsflügel', der früheren Erklärung entsprechend, angesetzt sind, um sich direct an den Resonanzboden anzulegen. Fig. 7' zeigt den Apparat von vorn gesehen in doppelter Ausführung, links für die durch die Bafssaiten bewirkten Schwingungen des Resonanzbodens, rechts für die mittleren und hohen Lagen des Instrumentes.

Das »freie Werk« besteht aus einer Reihe von 28 bis 30 Einzelzellen, welche, unter völliger Anbequemung an die Raumverhältnisse, im Innern an die Zargen des Flügels und namentlich an die Flächen der Balken und der grofsen Holzspreizen angesetzt werden. Fig. 5 ist das Bild einer solchen Einzelzelle, und zwar mit besonderer Inductionsleiste, welche letztere durch eine vom oberen Rand der Zelle ausgehende kleine Spiralfeder mit sanfter Spannung an den Resonanzboden angedrückt wird und so zur Vermittlung der innigen Verbindung, zwischen Zelle und Resonanzboden dient. Die kleine Inductionsleiste, welche mit einer feinen Rippe und einem Pergamentstreifen auf der Mitte der Zellendecke haftet, geht in schräger Richtung aufwärts. Die Zelle selbst wird, wie aus der Zeichnung hervorgeht, mittelst zweier an Kopf und Ende angeleimter Holzplättchen seitlich an einen Balken angeschraubt, und kann demnach dicht unter dem Resonanzboden befestigt werden. Derartige Zellen können auch als Doppelzellen mit gemeinsamer Mittelwand construirt werden, so dafs deren zwei übereinander gelagert ein Ganzes bilden.

Endlich sind noch in Fig. 9 kleine, an ihrem oberen Ende ganz offene Zellen dargestellt, welche, dicht aneinander gereiht, zu je 10 an der Zahl, oder in doppelter, drei- oder vierfacher Lage übereinander zu je 20, 30, 40 eine Gruppe bilden, deren einzelne Glieder in feinster Abstufung (wie etwa die Röhren einer sogenannten Syrinx oder Panflöte) aufeinander folgen.

Hierdurch sollen die höchsten Töne bis zum viergestrichenen c mit grofsem Nachdruck zur Geltung gebracht werden.

In Fig. 10 und 11 ist das Zellen-Podium abgebildet. Dasselbe besteht aus einem festen, etwa 18 cm hohen Rahmen, dessen Decke zum grofsen Theile einen Rost bildet, welcher das Einfallen der von dem Flügel herabkommenden Tonwellen in das Innere des Rahmens ermöglichen soll. Der Rahmen ist ringsherum an den Seiten oben und unten 3—4 cm offen und nur in der Mitte, d. h. zwischen dem Rost und dem Fufsboden auf etwa 8 cm Höhe ringsherum geschlossen.

In diesen mittleren verdeckten Theil wird der grofse Zellenkörper eingesetzt, welcher in passenden Abstufungen aller Maafsverhältnisse mit möglichst grofsen Luftmassen die Bässe vertreten soll.

Der Zellenkörper hat im Innern 6 cm Höhe, und die Breite der Zellenkanäle läuft von 15 cm herab bis auf 5 cm.

Die gezeichneten Kreise deuten hier doppelte Bohrung, d. h. Oeffnung in Decke und Boden an. In jeder Röhre sind drei grofse Zellen gebildet.

Eine mit dem Resonanzwerk in Verbindung stehende Pedal-Einrichtung hat der Erfinder mit dem Ausdruck »Modulations-Zug« bezeichnet. Die Stellen, welche der unter dem Resonanzboden befindliche Zellenkörper, Fig. 6, vorn und hinten für das Ausströmen der Tonwellen aus dem grofsen Hohlraum frei läfst, sind mit zwei breiten und langen Klappen geschlossen, und können diese beiden Klappen, durch Zugbänder gekoppelt und mit einem Pedaltritt in Verbindung gesetzt, beliebig mehr oder weniger auf- und zugemacht werden. Diese Vorrichtung soll einen Regulator für das mehr oder weniger freie Austreten der unter dem Resonanzboden erregten Zellentöne und damit zugleich auch

für die stärkere oder geringere Erregung der Zellentöne in dem Podium bilden. Dieser Modulationszug soll nach Meinung des Erfinders eine hohe Bedeutung nicht nur für das Pianooder das Crescendo-Spiel, sondern namentlich auch für die Klangfärbung haben.

Die ganze hier im Hinblick auf den Flügel erläuterte Construction der Zellenkörper findet ohne jede principielle Aenderung nur mit gewissen, durch die Raumverhältnisse bedingten Modificationen ihre Anwendung auf alle Arten von Klavieren. Wo man das »geschlossene« Werk oben und unten nicht anbringen kann, ist stets das »freie« mit beliebiger Ausdehnung anzuwenden. Bei dem Pianino bietet sich hinten zwischen dem Gebälke Raum für das freie Werk; auch kann im Innern unten Einiges Platz finden. Von höchster Wirkung aber soll, wie Erfinder glaubt, ein grofser Zellenkörper sein, der an., die hintere Wand des Pianinos angesetzt, mit seinen Oeffnungen dem Resonanzboden zugewendet und zwischen dem Gebälke hin mit dem Inductions-Apparat versehen ist.

Claims (6)

Patent-Ansprüche:

1. Construction eines, wenn auch nur aus der Verbindung einer einzigen Resonanzplatte mit den Zargen und dem Resonanzboden entstehenden abgeschlossenen Luftraumes zur Entwickelung allgemeiner Luftresonanz-Wirkungen.

2. Construction der einzelnen gestimmten Luft-Zelle mit einfachster »Inspirationsleiste« zur Bildung der besonderen Luftresonanz-Wirkungen.

3. Construction des Zellenkörpers mit gröfserem Inductions-Apparat.

4. Systematische Verwendung der verschiedenen Zellen, Zellenkörper und Zellengruppen, so wie deren Stellung und Verbindung im Klavier.

5. Construction des Zellen-Podiums.

6. Construction des die Beherrschung der Zellentöne bezweckenden Modulationszuges.

Alles wie durch Zeichnung und Beschreibung erläutert.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.