The Hammond organ

     Nie zbadane są losy edycji mojego bloga, planowałem opisać działanie sytemu ABS Anti-lock brake system w samochodach, ale już w pierwszym patencie znalazłem odnośnik do koła tonowego, które stanowi źródło informacji o prędkości obrotowej  każdego koła samochodu wyposażonego w ten system. Pytanie o koło tonowe prowadzi do organów Hammonda, których działanie oparte jest o zastosowanie zestawu kół tonowych napędzanych równocześnie przez silnik synchroniczny.  Ponieważ w latach 50 i 60 tych często słuchałem muzycznych audycji radiowych które anonsowały z dumą orkiestry radiowe zawierające w swoim składzie organy Hammonda, tym razem przedmiotem opracowanego artykułu jest patent opisujący konstrukcje wspomnianego instrumentu muzycznego.

US1956350  ELECTRICAL  MUSICAL INSTRUMENT, L. Hammond, Data patentu: 24.04.1934. Przedmiot  wynalazku,  składa się z konsoli wyposażonej w dwie klawiatury, z których jedna ma klawisze rozciągające się w typowym zakresie skalę muzyczną, a druga posiada klucze do nut górnej połowy skali. Dodatkowo dostępna jest klawiatura pedałowa obejmująca ograniczony zakres nut basowych. Teninstrument działa na zasadzie syntetycznego wytwarzania fal elektrycznych o pożądanej częstotliwości i uwzględniających różne proporcje harmonicznych niezbędnych do wytworzenia tonu o żądanej jakości lub tonacji koloru. Prądy generowane w przyrządzie mają niskie napięcie i natężenie i są podawane przez transformator do wzmacniacza akustycznego obciążonego głośnikiem elektromagnetycznym.

Fig.1 to widok z przodu  instrumentu; Fig.2 to klawiatura pedałowa; Fig.3 przedstawia pionowy przekrój poprzeczny górnej i dolnej klawiatury oraz zespołu generatora; Fig.4 jest powiększonym przekrojem pionowym – zespołu generatorów;  Fig.5, 5a i 5b stanowią łącznie widok z góry zespołu prądnic i silnika synchronicznego do ich napędzania, przy czym różne ich części pokazano w przekroju fragmentarycznym, aby lepiej zobrazować szczegóły;  Fig.6 przedstawia powiększony przekrój pionowy silnika synchronicznego i jego połączeń napędowych;  Fig.7 jest przekrojem pionowym wykonanym na linia 7-7 na Fig.6;  Fig.8 jest znacznie powiększonym przekrojem pionowym przedstawiającym montaż wirników generatora;  Fig.9 jest centralnym przekrojem pionowym przedstawiającym konstrukcję łożyskową sekcji wału pośredniego i sprzęgło elastyczne łączące sekcje wału pośredniego; Fig.10 jest fragmentarycznym przekrojem wykonanym na linii 10-10 Fig.8; Fig.11 przedstawia widok z prawej strony silnika synchronicznego, z różnymi częściami z nim związanymi, wyłamanymi w celu pokazania szczegółów, widok zasadniczo na płaszczyźnie linii 11-11 z Fig.6; Fig.12 jest pionowym przekrojem silnika synchronicznego wzdłuż linii 12-12 z Fig.6;  Fig.13 jest fragmentarycznym widokiem z góry przekroju wielu przełączników stykowych, przy czym ich części pokazano we fragmencie; Fig.14 jest fragmentarycznym przekrojem pionowym wzięte wzdłuż linii 14-14 na Fig.13; Fig.15 jest fragmentarycznym przekrojem ilustrującym sposób montażu członów stykowych przełącznika;  Fig.16 jest fragmentarycznym przekrojem wykonanym wzdłuż linii 16-16 z Fig.13, ilustrującym sposób, za pomocą którego aktywator przełącznika jest połączony z członami stykowymi przełącznika; Fig. 17 jest przekrojem poprzecznym wykonanym wzdłuż linii 17-17 Fig.13; Fig.18 jest przekrojem pionowym mechanizmu selektora barwy; Fig. 19 jest przekrojem wykonanym wzdłuż linii 19-19 z Fig. 18;  Fig. 20 jest przekrojem pionowym klawiatury pedałowej wzdłuż linii 20-20 z Fig.2; Fig.21 przedstawia widok z góry części klawiatury pedałowej po zdemontowaniu pedałów; Fig.22 jest przekrojem pionowym pedału wzmocnienia i powiązanego mechanizmu wzdłuż linii 22-22 z Fig.23;  Fig.23 przedstawia przekrój pionowy mechanizmu pedału wzmocnienia wzdłuż linii 23-28 z Fig. 22;  Fig.24 przedstawia przekrój pionowy wybieraka wstępnie ustawionej kombinacji obsługiwanego klawiszem stopu;  Fig.25 jest fragmentarycznym widokiem z góry mechanizmu pokazanego na Fig.24, z rozebranymi różnymi częściami w celu pokazania szczegółów konstrukcyjnych; Fig.26 przedstawia przekrój pionowy instrumentu tuż za prawą ścianą boczną i pokazujący ogólny układ mechanizmu; Fig.27 i 27a stanowią razem schematyczny schemat podłączenia instrumentu; Fig.28 i 28a stanowią wykres, który można wykorzystać w połączeniu ze schematem okablowania, aby wskazać połączenia nie pokazane na schemacie i określić liczbę zębów itp. w różnych przekładniach wykorzystywanych do napędzania generatorów

Środki do wytwarzania prądów elektrycznych o różnych częstotliwościach obejmują wiele alternatorów, po jednym dla każdej częstotliwości niezbędnej do wytworzenia sygnałów podstawowej skali muzycznej, przy czym napięcia prądów generowanych przez różne alternatory są dostosowywane w taki sposób, że tony wytwarzane trakcie naciśnięcia  poszczególnych klawiszy mają jednakową intensywność lub głośność. Każdy alternator składa się z magnesu trwałego nawiniętego na cewkę, przy czym cewki generatorów o niższych częstotliwościach mają większą liczbę zwojów niż cewki alternatorów o wyższych częstotliwościach, co ułatwia dostosowanie alternatorów do wytwarzania prądów, które zostaną przetworzone na dźwięki o jednakowej intensywności.  

Wirniki alternatorów napędzane są silnikiem o stałej prędkości obrotowej, najlepiej silnikiem synchronicznym, który może być zasilany prądem przemiennym ze źródła o regulowanej częstotliwości lub może być zasilany przerywanym prądem stałym wytwarzanym przez przerywacz kamertonowy. W przypadku wykorzystania prądu przerywanego można dokonać regulacji częstotliwości drgań kamertonu, a co za tym idzie, „dostroić” instrument. Może to być pożądane, gdy instrument ma być używany w orkiestrze lub ma mu towarzyszyć kolejny instrument muzyczny, którego nie można łatwo nastroić.

Alternatory napędzane są z wału pośredniego, który jest połączony z silnikiem synchronicznym za pomocą wysoce elastycznego sprzęgła elastycznego. Wał pośredni składa się z sekcji, które są ze sobą połączone za pomocą prostego typu przegubu uniwersalnego, przy czym każda sekcja wału pośredniego ma przymocowaną do niego pewną liczbę kół zębatych. Każde z kół napędowych zazębia się z dwoma kołami napędzanymi, które są zamontowane w celu obrotu na wałach wirnika i są elastycznie połączone w celu obracania tego ostatniego za pomocą bardzo  czułej  sprężyny.

W pokazanym i opisanym tutaj przykładzie wykonania jest 89. alternatorów, przy czym zastosowano siedem różnych kształtów wirników, przy czym wirniki mają odpowiednio 2, 4, 8, 16, 32, 64 i 128 wyżłobień w postaci zębów. Ogólnie rzecz biorąc, na każdym wale wirnika znajdują się dwa wirniki, chociaż w niektórych przypadkach na wale wirnika znajduje się tylko jeden wirnik. Każdy klawisz steruje wieloma przełącznikami, według przykładu wykonania jest ich siedem. Siedem styków zamkniętych przez naciśnięcie klawisza zamyka siedem oddzielnych obwodów do siedmiu różnych alternatorów, przy czym alternatory wytwarzają prądy o częstotliwości podstawowej n i innych częstotliwościach, które są dokładnie lub bardzo zbliżone do 2n, 3n, 4n, 5n, 6n i 8n.

Zamknięcie tych przełączników klawiszami łączy te generatory odpowiednio z szynami zbiorczymi, przy czym jedna szyna zbiorcza odbiera prądy o częstotliwościach odpowiadających podstawowym składowym wytwarzanych tonów, a oddzielne szyny zbiorcze odbierają prądy o częstotliwościach odpowiadających (dokładnie lub w przybliżeniu) do każdej z wymienionych składowych harmonicznych. Te szyny zbiorcze są przystosowane do podłączenia do uzwojenia pierwotnego transformatora wyjściowego, przy czym zapewnione jest urządzenie selektora, dzięki któremu szyny zbiorcze mogą być podłączone do wybranej liczby zwojów pierwotnego transformatora. Ponieważ, ogólnie rzecz biorąc, pozorny wzrost intensywności tonu muzycznego nie zmienia się bezpośrednio wraz ze wzrostem energii wykorzystywanej do propagacji tonu, uzwojenie pierwotne transformatora jest uruchamiane w odstępach o rosnącej liczbie zwojów, tak że pozorna głośność tonu ton muzyczny można zwiększać w pozornie regularnych krokach, przepuszczając prąd przez geometrycznie rosnącą liczbę zwojów uzwojenia pierwotnego transformatora. Każda z szyn zbiorczych może być podłączona za pomocą urządzenia selektora do dowolnego odczepu przewodu pierwotnego. 

Urządzenie selektora, jak opisano powyżej, jest dostępne dla  obu klawiatur i z niewielkimi różnicami, dla klawiszy pedałów. Dodatkowo dla każdego z selektorów przewidziany jest wstępnie ustawiony selektor kombinacji, za pomocą którego szyny zbiorcze mogą być zasadniczo jednocześnie podłączone do wstępnie wybranych zaczepów na stronie pierwotnej transformatora jedynie przez naciśnięcie jednego klawisza zamykającego wiele styków przełącznika. Generacja  dźwięku muzycznego o dowolnej pożądanej jakości (w rozsądnych granicach) może zostać wytworzona jedynie poprzez właściwy dobór i właściwe proporcje energii odpowiadającej częstotliwości podstawowej tonu i częstotliwości odpowiadającej jego harmonicznym. Zarówno klawiatura górna  jak i klawiatura pedałowa korzystają z prądu z tych samych alternatorów, a układ obwodów jest taki, że jeśli do wytworzenia części składowych w wielu tonach przy jednoczesnym naciśnięciu wielu klawiszy potrzebny jest prąd z jednego generatora, generator dostarczają zwiększoną energię do uzwojenia pierwotnego transformatora, w zależności od tego, ile razy prąd o tej konkretnej częstotliwości występuje jako składowa podstawowa lub harmoniczna. Ponieważ cały prąd o określonej częstotliwości jest dostarczany z tego samego alternatora, prądy są  w absolutnej synchronizacji i w fazie. W rezultacie akordy można grać na instrumencie, zachowując jednocześnie prawdziwą jakość brzmienia poszczególnych nut tworzących akord.

Instrument według wynalazku można zamontować w  odpowiedniej konsoli, przedstawionej tutaj jako składającej się z tylnej ściany 200 Fig.1,2, bocznych ścian 202 i 204 oraz górnej pokrywy ręcznej 206, na której można zamontować stojak na nuty 208. Instrument zawiera górną klawiaturę  210 składający się z klawiszy od C3 do C6 włącznie, dolną klawiaturę  212 składający się z klawiszy Fo do C6 włącznie i pedały 214, C0 do G1 włącznie oraz regulator głośności lub pedał wzmocnienia 216. Instrument jest połączony kablem 218 z głośnikiem 220, który w razie potrzeby może być umieszczony w pewnej odległości od konsoli lub może być zamontowany w konsoli. Jakość brzmienia pedałów basowych jest kontrolowana przez selektory 222, jakość tonów wytwarzanych przez dolny manuał jest kontrolowana przez selektory 224, a jakość brzmienia wytwarzanego przez górny manuał jest kontrolowana przez selektory 226. Wstępnie ustawione klawisze wyboru kombinacji 228 służą do zmiany jakości brzmienia niższej klawiatury na dowolną z sześciu wstępnie ustawionych kombinacji składowych podstawowych i harmonicznych, przy czym klawisze te odpowiadają niektórym dźwiękom konwencjonalnych organów piszczałkowych. Klawisze 230 są środkami kontrolnymi podobnymi do klawiszy 228, służącymi do zmiany jakości dźwięku,  dla górnej  klawiatury,  na dowolną z wielu wstępnie ustawionych kombinacji.

Silnik synchroniczny. Alternatory instrumentu połączone są  w sposób  mechaniczny z  silnikiem synchronicznym przedstawionego na Fig. 6, 7 i 12, który zawiera wiele warstw blach laminowanych  240, które mają kształt wydrążonego prostokąta z rozciągającymi się do wewnątrz występami 242 biegunów. Para tulei łożyskowych 262 jest zamocowana odpowiednio w dwóch parach blach 246, przy czym wał 264 wirnika jest osadzony czopowo w tych łożyskach. Sześciobiegunowy laminowany wirnik 266 jest odpowiednio przymocowany do wału wirnika 264 w jednej linii z występami biegunowymi 242 warstw 240. Wał rozruchowy 268 jest osadzony w łożyskach 270 zamocowanych w płytach nośnych 254, przy czym wał jest zwykle dociskany w prawo (Fig.6) przez sprężynę śrubową 272, której jeden koniec opiera się o lewą tuleję łożyska 270 a drugi koniec opiera się o kołnierz 274, który jest przymocowany do wału. Człon sprzęgła szczękowego 276 jest przymocowany do wału początkowego 268 i tworzy piastę dla koła zębatego 278, które jest przystosowane do zazębiania się z kołem zębatym 280 zamontowanym obrotowo na końcu wału obrotowego 264 i utrzymywanym na nim przez kołnierz 282 dociskany do wału. Koło zapadkowe 284 jest przymocowane do wałka zębatego 280 i jest przystosowane do sprzęgania się z dociskaną sprężyną zapadką 286 podtrzymywaną przez tarczę 288, która jest nieobrotowo przymocowana do wału 264.

Koło zębate 290 jest przymocowane do wału 264 w sąsiedztwie tarczy 288 w celu napędzania mechanizmu tremolo, który będzie opisany poniżej. Lewy koniec wału wirnika jest wyposażony w pierścień 292, który jest do niego mocno dociśnięty. Element bezwładnościowy 294 zamontowany na piaście 296 może się obracać na końcu wału wirnika 264, a podkładka cierna 298 jest umieszczona pomiędzy elementem bezwładnościowym 294 a kołnierzem 292, aby powodować pewien opór tarcia podczas względnego ruchu elementu bezwładnościowego 294 i wału 264. Względny ruch elementu bezwładnościowego i wału 264 jest ograniczany dodatkowo przez sworzeń 300 przechodzący przez kołnierz 292 i wał 264, którego końce wystają z kołnierza, a końce przy czym sworzeń 300 jest przystosowany do sprzęgania się z kołkami zatrzymującymi 302 wciśniętymi w element bezwładnościowy 294. Para sprężyn naciągowych 306 ma swoje wewnętrzne końce przymocowane do tarczy 308 śrutowanej do kołnierza 292, a ich zewnętrzne końce przymocowane do kołków 310 zamocowanych w elemencie bezwładnościowym 294. Sekcja 312 wału pośredniego jest przymocowana do tulei 296 elementu bezwładnościowego 294 tak, aby obracać się wraz z nią.  

Generatory prądu przemiennego.  Wirniki koła tonowego alternatorów są zamontowane w odpowiedniej jednolitej ramie składającej się z wielu płyt lub arkuszy ramy 314 pokazanych na Fig.4, 5, 5a i 5b. Płyty ramy 314, które są wykonane z materiału magnetycznego, są utrzymywane w odpowiednich odstępach przez wiele prętów 316, które mają utworzone w nich wycięcia 318 łączące się z płytami ramy 314. Pręty 316 wystają przez szczeliny 320 utworzone w płytach ramy i są utrzymywane w  położeniu z wycięciami 318 łączącymi się z płytami ramy za pomocą pary drutów 322, Fig. 4. Każda z płyt ramy 314 ma wycięte w niej cztery otwory 324 (Fig.4), przez które wystają pary prętów 325, 326 rozciągających się na całej długości zespołu generatora. Magnetyczna płyta nośna 328 jest umieszczona pomiędzy prętami 325, 326 i rozciąga się pomiędzy sąsiednimi płytami 314 ramy, przy czym znajdują się dwie magnetyczne płyty nośne 328 dla każdego przedziału utworzonego przez płyty 314 ramy. Każda z magnesowych płyt nośnych 328 jest utrzymywany na miejscu za pomocą pary śrub 329, 330. Śruba 329 wystaje przez pręt 331 rozciągający się wzdłużnie na całej długości zespołu, przez odpowiedni otwór w płyta boczna 332, przez otwór w pręcie 325 i jest wkręcona w gwintowany otwór utworzony w pręcie 326. Podobnie śruba 330 przechodzi przez poprzeczkę 333 i otwór w płycie bocznej 332, otwór w górnej poprzeczce 325 i jest wkręcony w gwintowany otwór w górnej poprzeczce 326. Pręty 334, 335 wystają przez odpowiednie otwory w płytach ramy 314 i pomagają w utrzymaniu tych płyt w jednej linii.

Zespół ramy generatora jest odpowiednio podparty na płycie 336 za pomocą wielu par śrub 338, które wystają przez górną płytę 339 z materiału izolacyjnego, przez odpowiednie paski 342 z filcu lub podobnego materiału i przez odpowiednie kanały 344, 346, górna których powierzchnie są wyposażone w filcowe paski 348, 350. W ten sposób płyty ramowe 314 są zaciśnięte pomiędzy filcem,  paski 340, 342 i 348, 350. Zespół generatora jest oddzielony od płytki 336 parą drewnianych pasków 352, 354, które mają utworzone w nich szczeliny 356 do umieszczenia okablowania, które  tutaj  się pojawia. Każda z płyt ramy 314 ma centralną pionową szczelinę 358, przy czym szczeliny te służą do umieszczania łożysk 360 wału pośredniego, które są utrzymywane na miejscu w dolnych końcach szczelin za pomocą pasków wypełniających 362, przy czym ta ostatnia jest zaciśnięta na miejscu za pomocą pary podkładek 364 i śruba 366. Ruchowi bocznemu łożyska 360 zapobiega podkładka 368 który wraz z kołnierzem na łożysku tworzy pierścieniowy rowek mieszczący krawędź płyty 314 i koniec paska wypełniającego 362.

Istnieje wiele sekcji 370, 372, 374, 376, 378, 380 i 382 wału pośredniego (Fig.5, 5a i 5b), z których każda jest zamontowana w parze łożysk 360. Koła napędowe 101 i 102 są przymocowane do sekcji 382 wału pośredniego; koła zębate napędowe 103, 104 i 105 do sekcji 380 wału pośredniego; koła zębate napędowe 106, 107, 108 i 109 do sekcji 378 wału pośredniego; koła zębate napędowe 110, 111, 112 i 113 do sekcji 376 wału pośredniego; koła zębate napędowe 114, 115, 116 i 117 do sekcji wału pośredniego 374; koła zębate napędowe 118, 119, 120 i 121 do sekcji wału pośredniego 372; oraz koła zębate napędowe 122, 123 i 124 do wału pośredniego sekcji 370. Wały pośrednie są ze sobą połączone w celu zapewnienia ograniczonego względnego uniwersalnego ruchu za pomocą łączników 384 (Fig.9), z których każdy ma parę występów 386 na każdym końcu, przy czym występy te są raczej luźno dopasowane w odpowiednich otworach utworzonych w kołach napędowych 101 do 124, które są umieszczone na końcach sekcji wału pośredniego. Te z płytek 314, przez które wystają złącza 384, mają odpowiednie otwory 388 utworzone w nich tak, aby umożliwić swobodny obrót złączy.

Sekcja 370 wału pośredniego (Fig.6) ma przymocowany do niej kołnierz 390, przy czym kołnierz ma uformowaną w nim parę otworów 391, w których mieszczą się sworznie 392 podtrzymywane przez tuleję łączącą 394. Ten ostatni pasuje do końca wału 370 i tworzy łożysko podporowe dla sąsiedniego końca sekcji 312 wału pośredniego. Sprężyna skrętna 396 o znacznej długości ma jeden koniec zakotwiony w tulei 394, a drugi koniec przymocowany do kołnierza 398, przypięty do wału 312.  Sprężyna śrubowa utrzymuje tuleję 394 przy kołnierzu 391 kołki 392 w otworach 391. Ze względu na dużą długość sprężyny 396 i stosunkowo małą średnicę zastosowanego drutu, sprężyna tworzy niezwykle elastyczne połączenie napędowe pomiędzy sekcje 312 i 370 wału pośredniego. Łożysko sekcji 312 wału pośredniego w tulei 394 tworzy środek cierny do rozpraszania niewielkiej ilości energii podczas względnego obrotu sekcje wału pośredniego 312 i 370, aby pomóc w tłumieniu wahań. Tarcie powstające w sprężynie 396 pomiędzy sąsiadującymi zwojami, które są ciasno nawinięte, również działa w ten sam sposób.

Każda z płyt ramy 314 ma wciśniętą parę łożysk 400 wału wirnika, jak pokazano na Fig.8. Wały wirnika 402 są osadzone czopowo w tych łożyskach 400 i mają wciśniętą parę tulei 404. Tuleje 404 mają utworzone na nich występy 406, na które dociskane są wirniki 1 do 89. Te wirniki lub koła tonowe mają utworzone na sobie 2, 4, 8, 16, 32, 64 lub 128 wysokich punktów, jak pokazano w trzeciej kolumnie wykresu, Fig.28 i 28a. Wirniki są wykonane z materiału magnetycznego, a ich kształt jest dokładnie obliczony, tak że wytwarzany prąd, jak się poniżej okaże, ma zasadniczo kształt prawdziwej fali sinusoidalnej. Napędzane koło zębate (od 131 do 154 i od 161 do 184 włącznie) jest zamontowane na każdym z wałów wirnika 402, przy czym koło zębate jest wyposażone w szczelinę 408 w kształcie półksiężyca, przez którą wystaje kołek 410, a kołek 410 przechodzi przez odpowiednie wywiercone otwory 412 utworzone w kołnierzach tulei 404 i tworzące dodatni ogranicznik ruchu pomiędzy tulejami a kołem zębatym. Długość 414 cienkiego drutu sprężynowego wystaje przez mały otwór 416 utworzony w napędzanym kole zębatym 149 (Fig. 8), przy czym końce drutu sprężynowego wystają przez odpowiednie otwory 418 utworzone w promieniowych kołnierzach tulei 404 i są zagięte aby zapobiec przesuwaniu się drutu. Ze względu na fakt, że drut sprężynowy 414 powoduje konieczność obracania się wirnika wraz z napędzanym kołem zębatym 149 (choć mogą występować względne oscylacje tych części), napęd pomiędzy wirnikiem a kołem zębatym można określić jako sprężysty, antypoślizgowy.. Tuleje 404 mają wydrążone cylindryczne części 420, które ograniczają boczny ruch ślizgowy koła zębatego na wale. Wały wirnika 402 nie są ustawione w jednej linii, ale są naprzemiennie przesunięte, co umożliwia wykorzystanie pojedynczego elementu nośnego 400 jako pierścienia dla końców sąsiednich wałów.

Element nośny 400 może być wykonany z dowolnego odpowiedniego materiału przeciwciernego. W niektórych przypadkach wał wirnika podtrzymuje tylko jeden wirnik, w którym to przypadku do tulei 404 mocuje się czystą tarczę 422 (Fig.5) z materiału niemagnetycznego, aby zrównoważyć drugi wirnik i zapewnić zespołowi właściwy moment obrotowy bezwładności. Wiele magnesów trwałych 424 (Fig. 4) jest zamontowanych w tulejach 426 przymocowanych do płytek bocznych 332, przy czym magnesy wystają przez odpowiednie otwory utworzone w płytach podtrzymujących magnes 328. Każda z tulei 426 jest wyposażona w śrubę ustalającą 428, dzięki czemu magnes może zostać zablokowany w ustawionej pozycji. Cewka 430 jest zamontowana na każdym z magnesów 424 w sąsiedztwie jego końcówki 432, przy czym jeden zacisk cewki jest uziemiony, a drugi zacisk jest połączony przewodem 434 z końcówką lutowniczą 436 przynitowaną do izolacyjnej górnej płyty 339. Na Fig.5a pominięto fragmenty generatorów.

Cztery wirniki (w kilku przypadkach trzy), które są zamontowane pomiędzy parą sąsiednich płyt ramy 314, są przystosowane do generowania prądów, których częstotliwości są swoimi wielokrotnościami. Zależność ta będzie widoczna z trzeciej kolumny wykresu, Fig.28 i 28a. W ten sposób sprzężenie indukcyjne pomiędzy generatorami w jednym przedziale nie jest zbyt niepożądane, ponieważ obecność niewielkiej harmonicznej nie może powodować niezgodności. Należy rozumieć, że każda grupa generatorów jest ekranowana od sąsiedniej grupy przez płyty ramowe 314, które są wykonane z materiału magnetycznego, takiego jak żelazo do laminowania. Prąd wytwarzany przez każdy z generatorów lub alternatorów może być bardzo dokładnie kontrolowany poprzez przesuwanie magnesu trwałego 424 w kierunku lub od obwodu powiązanego z nim wirnika koła tonowego. Po ustawieniu w żądanym położeniu można go mocno zablokować, dokręcając śrubę ustalającą 428. Bardzo ważne jest, aby wirniki były bardzo dokładnie wycentrowane na odpowiednich wałach, tak aby między punktami pozostała minimalna szczelina powietrzna. 432 magnesu i wirnika będzie stała podczas obracania się wirnika. Aby osiągnąć ten rezultat, należy uformować koło tonowe, docisnąć je do tulei 404, oraz bardzo dokładnie wycentrować koło tonowe za pomocą tulei zaciskowej, która sprzęga się z jego obrzeżem,. Tuleja jest dociśnięta do wału a wywiercony  w  niej otwór  zapewnia bardzo dokładnie wyśrodkowanie w  stosunku do obwodu koła.

Drugim bardzo ważnym wymaganiem generowanych tonów jest  to, aby nie różniły się od częstotliwości standardowej o więcej niż ułamek procenta. a ponadto, żeby  takie niewielkie zmiany częstotliwości nie występowały nagłe, lecz zwykle następowały  stopniowo w dłuższych okresach czasu. Zatem silnik synchroniczny będzie pracował z prawie stałą prędkością. Silnik synchroniczny podlega jednak niewielkim wahaniom. To kołysanie jest praktycznie wyeliminowane lub przynajmniej znacznie ograniczone poprzez zastosowanie koła bezwładnościowego 294. Jeśli wirnik ma tendencję do kołysania się, koło bezwładnościowe 294 będzie się przemieszczać względem wału silnika i dzięki umieszczeniu podkładki ciernej 298 będzie  filtrowana  większa część energii, która zwykle powoduje obracanie się silnika.  Aby wał 312 był  jednak napędzany z wystarczająco stałą prędkością,  zastosowane są  sprężyste lub elastyczne i cierne środki sprzęgające w postaci długiej sprężyny skrętowej 396. Sprężyna ta służy jako kolejny środek do pochłaniania energii, która w przeciwnym razie zostałaby zużyta na przyspieszanie i zwalnianie wału pośredniego. Sekcje 370 itp. wału pośredniego są zatem napędzane z prawie stałą prędkością. 

WNIOSKI

Organy Hammonda to elektromechaniczny instrument muzyczny (organy elektryczne), który został zaprojektowany i zbudowany przez Lawrence’a Hammonda w 1935 roku, jako prototyp syntezatora. Aby naśladować dźwięki tradycyjnych organów dętych, które mają rzędy trąbek w wielu rejestrach, organy Hammonda wykorzystują addytywną syntezę sygnału dźwiękowego z serii sygnałów  harmonicznych. W ten sposób przypomina wcześniejszy instrument elektromechaniczny, Telharmonium  w którym każdy pojedynczy sygnał był wytwarzany przez „koło foniczne”, zębaty lub perforowany stalowy dysk obracający się w pobliżu własnej elektromagnetycznej głowicy odbiorczej.  Stosunek liczby zębów (od 2 dla kółek basowych do setek dla górnych nut)  i  prędkości obrotowej określa wysokość generowanego dźwięku. Należy pamiętać, że oscylacja pierwotna jest wytwarzana nie przez generator elektroniczny, ale przez elektromechaniczny generator napięcia przemiennego – „koło foniczne”.  Każde koło foniczne  mierzy około 2 cali (5.08 cm) w średnicy, obraca się ze stałą prędkością i na jego obrzeżu znajdują się nacięcia. Bardzo blisko brzegu każdego z tonacyjnych kół umieszczony jest ostry koniec stałego magnesu w kształcie pręta. Pręt jest owinięty zwojem przewodu blisko szpica. W momencie kiedy ząbek na naciętym kole mija końcówkę magnetycznego pręta, powoduje zmianę w polu magnetycznym, co z kolei powoduje powstanie małego napięcia w zwojnicy. Im więcej nacięć mija pręt w sekundzie tym wyższy powstaje dźwięk. Rozmiary magnetycznego pręta i zwojnicy, zmieniają się w zależności od wysokości tonu. Większe pręty i zwojnice są używane do niższych tonów, i staja się coraz mniejsze gdy dźwięk jest wyższy. Według Young’a, „Najniższa oktawa jest wykonana przez 12 kół, które maja po dwa zęby. Kolejne oktawy używają kół mających po 4, 8, 16, 32, 64, 128 i 192 zęby. 

Przykładowo gdy koło posiada  szesnaście zębów i obraca się z prędkością pięciu obrotów na sekundę, to wzbudzany jest w cewce  osiemdziesiąt razy na sekundę impuls elektryczny  co zapewnia  uzyskanie  oscylacje z częstotliwością 80 herców. Oczywiste jest, że można  zmieniać liczbę zębów na kołach i liczbę obrotów kół, aby otrzymywać wibracje z dowolną częstotliwością, a tym samym dźwięki o dowolnej wysokości. Problem barwy również został pomyślnie rozwiązany. Hammond użył nie jednego, ale kilku kół, aby uzyskać każdy dźwięk. Pierwszy dawał podstawową częstotliwość, a reszta dawała częstotliwości alikwotów. Cahill również próbował uzyskać w ten sposób dźwięki kompozytowe i udało mu się coś zrobić, ale w teleharmonii wszystko to nie było takie łatwe, ponieważ każda dodatkowa częstotliwość wymagała własnego generatora. A tutaj wszystko sprowadzało się do zestawu małych kół zębatych. Instrument okazał się tak udany, że jego zmodyfikowane wersje były  wyprodukowane masowo w liczbie około 2 milionów.

Organy Hammonda stały się legendą. Prawie każdy szanujący się zespół rockowy ubiegłego XX wieku uważał za swój obowiązek posiadanie organów Hammonda w swoim arsenale, mimo że liczba instrumentów elektronicznych w drugiej połowie wieku zaczęła gwałtownie rosnąć. John Lord of Deep Purple w pełni wykorzystał Hammonda. Wystarczy przypomnieć sobie ich Dziecko w czasie. Na Hammondzie gra się oczywiście legendarną piosenkę Whiter Shade of Pale zespołu Procol Harum. Nawiasem mówiąc, został a nagrana przez nieżyjącego już George’a Harrisona. „Hammond” brzmi również  na albumach The Beatles Rubber Soul  The Beatles’68, Abbey Road i Get Back. Znany zespół o dziwnej nazwie Pink Floyd – również używał Hammonda  w swoich utworach. Na przykład piosenka Echoes (ostatni utwór na albumie Meddle) zaczyna się dziwnym „kapiącym” dźwiękiem, który brzmi jak organy Hammonda z kolumnami Leslie, co również pozwoliło na stworzenie dodatkowych efektów.

The Hammond A-100 Organ, History, How it Works, Maintenance, Operation and Features.  https://youtu.be/fEsh7gnBLd4 

The Hammond organ – genius engineering and musical icon of the 20th Century  https://youtu.be/mIjoq5dI59g