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Die Kirchenorgel

Der technische Aufbau von Kirchenorgeln

alle Rechte vorbehalten: Claude Jacobs

St.-Martin-Kirche

Die Orgel der St.-Martin-Kirche in Düdelingen (Großherzogtum Luxemburg) wurde 2002 von der Orgelbaufirma JANN in Niederbayern weitgehend nach den urprünglichen Stahlhuth-Vorlagen restauriert und erweitert. Der CENTRE NATIONAL DE L'AUDIOVISUEL (CNA) nutzte den Anlaß, die Renovierungsarbeiten in einem einzigartigen Dokumentarfilm festzuhalten. Für diese aufwendige Produktion konnte der für seine bemerkenswerten Dokumentarfilme bekannte luxemburgische Regisseur Claude LAHR gewonnen werden. Der so entstandene Film beschreibt bis ins Detail selten veröffentlichte Bilder der Mechanik und das umfangreiche Handwerk des Orgelbaus.


link:
www.orgue-dudelange.lu
link: Geschichte und Disposition der Stahlhuth-Orgel der St.-Martin-Kirche
link: Disposition und Fotos der neuen Orgel und des Spieltisches

Prinzip
Bereits im 3. Jh. v. Chr. waren die Grundlagen der Orgel bekannt (gr. organon lat. organum, Werkzeug, Instrument). Zu jener Zeit erzeugte man den nötigen Luftdruck hydraulisch, d.h. mit der Luftverdrängung einströmenden Wassers in einen geschlossenen Behälter (Hydraulis = Wasserorgel). Überlieferungen dieser Vorläufer heutiger Orgeln stammen beispielsweise aus der frühen ägyptischen Hauptstadt Alexandria (Ktesibios-Orgel). Später sorgten technisch ausgereiftere Bälge und Gebläse für den erforderlichen konstanten Druck, und zunehmend komplexere Ventilsysteme leiteten den Luftstrom zu den einzelnen Pfeifen und Pfeifenanordnungen.

Labialpfeifen
Ähnlich einer Blockflöte wird bei den Labialpfeifen (Lippenpfeifen) der an der Kernspalte austretende Luftstrom (bei Orgeln spricht man von "Wind") an einer Kante (Labium) gebrochen und erzeugt im Rohrinneren Schwingungen. Der Hohlraum des Pfeifenkörpers bildet den Resonator. Während Veränderungen der Rohrlänge -und damit der Tonhöhe- bei der Blockflöte durch Schliessen und Öffnen der Bohrungen mit den Fingern erfolgt, benötigt eine Orgel für jeden einzelnen Ton eine eigene Pfeife. Meist bestehen sie aus Zinn-Blei-Legierungen in den unterschiedlichsten Mischungsverhältnissen. Einen etwas weicheren Klang als Metallkonstruktionen erzeugen die aus Holz gefertigten Labialpfeifen. Der einfacheren Bauweise wegen haben letztere meist einen rechteckigen Querschnitt.

Arten


Lingualpfeifen
Eine andere Methode, um mit Luft Töne zu erzeugen, findet man bei den Zungenpfeifen. Im Fuß dieser Pfeifen ist ein Blättchen (Zunge) eingearbeitet, das bei zuströmendem Wind vibriert und ähnlich einer Klarinette den Ton erklingen läßt. Je nachdem, ob die Zunge schmaler oder breiter als die dahinterliegende Kehle (schalenförmige Aussparung) ist, schlägt sie entweder an den Kanten auf, wodurch ihre Bewegung abrupt endet, oder schwingt frei beweglich in den Hohlraum hinein, was zu einem weicheren Klang führt. Mit einer in das Gehäuse hineinragenden Stimm-Krücke kann die Länge des Blättchens verändert und auf diese Weise die Pfeife nachgestimmt werden. Im Gegensatz zu den oben erwähnten Lippenpfeifen ist die Tonfrequenz der Zungenpfeifen weitgehend unabhängig vom Volumen des Schalltrichters. Je nach dessen Resonanz können damit jedoch Oberwellen erzwungen werden. Insgesamt haben Lingualpfeifen einen eher grelleren Klang als die Labialpfeifen. Letztere bilden aber meist den überwiegend größten Teil einer Orgel.

Pfeifenformen
Während das Volumen (und damit meist die Länge) einer Pfeife die Höhe des Tones festlegt, wird die Klangfarbe hauptsächlich durch ihre Form bestimmt. Die Pfeifenlängen sind üblicherweise in alten Fußeinheiten (1 Fuß = 30,5 cm) angegeben. Eine 8`-Pfeife (sprich: acht Fuß) ist also doppelt so lang wie ein 4`-Pfeife und klingt dementsprechend eine Oktave tiefer. In der geschichtlichen Entwicklung der Orgeln sind immer neue Pfeifenformen und damit neue Klänge entstanden. Es gibt heute etwa 150 verschiedene Formen, die jeweils mit einem kennzeichnenden Namen versehen sind (Spitzflöte, Trompete, Nachthorn, Gambe usw.).

Formen

Ein wesentliches Klangkriterium bei den Labialen ist auch die Beschaffenheit der Labien. Je nachdem, wie die Kanten bearbeitet sind, kann eine Pfeife schnell erklingen, einen "sauberen" Ton erzeugen, oder eben eine gewisse Einschwingphase erfordern, die als hörbares Blasgeräusch einen besonderen Effekt darstellt. Gedackte Pfeifen sind oben ganz oder teilweise mit einem Deckel verschlossen. Die Frequenz einer geschlossenen Pfeife ist nur halb so hoch wie die einer offenen, ihr Ton also eine Oktave tiefer. Eine weitere klangliche Besonderheit ergibt sich, wenn gleichzeitig zwei leicht unterschiedlich gestimmte Pfeifen ertönen. Die Mischung beider Frequenzen erzeugt einen sogenannten Schwebungseffekt, bei dem eine langsame dritte Frequenz entsteht (Differenzfrequenz). Der eigentliche Ton scheint zu schwingen, zu vibrieren. Etwas anders präsentiert sich der Tremulant oder Tremolo, dessen Schwingungen durch einen periodisch ändernden Luftdruck hervorgerufen werden. Häufig findet man auch zusätzliche, der Orgel eher fremdartige Instrumente, wie Triangel, Glocken, Trommel usw.

Die Register
Um nun alle gewünschten Tonhöhen in einer gleichen Klangfarbe spielen zu können, ist es also notwendig, jeweils etwa 50 bis 70 Pfeifen der gleichen Art zu einem Register zusammenzustellen. Eine andere Klangfarbe erfordert ein weiteres Register, das wiederum aus 50 bis 70 Pfeifen dieser anderen Art besteht. Es läßt sich erahnen, daß das gewaltige Klangspektrum großer Orgeln eine nahezu unüberschaubare Vielzahl einzelner Pfeifen aufweisen muß.

Der Umfang klangreicher Orgeln kann mehrere tausend Pfeifen zählen, mit Längen zwischen etwa 2cm und 10m. Am Spieltisch lassen sich die jeweiligen Register mit Schiebern oder Schaltern einzeln und auch zusammen anwählen. Je nachdem, welchem Registerrohr auf diese Weise Druckluft zuführt wird, vermag eine einzelne Taste am Manual (Klaviatur) bzw. Pedal (Fußklaviatur) sehr viele verschiedene Klänge oder deren Mischungen zu erzeugen.

Register

Mechanik und Hydraulik
Obwohl das Funktionsprinzip, über ein Ventilsystem die Luft einzelnen Pfeifen zuzuordnen, denkbar einfach ist, findet man viele unterschiedliche Bauweisen (rein mechanische, pneumatische, elektromechanische, elektropneumatische ...). Das folgend dargestellte Prinzip entspricht dem einer elektropneumatischen Kegellade. Elektroventile leiten den sogenannten Trakturwind (eine vom Pfeifenwind unabhängige Druckluft) kleinen aufblasbaren Membranen zu, die ihrerseits konische Ventile steuern, welche den einzelnen Pfeifen den Pfeifenwind zuführen.

... im Detail
Eine am Spieltisch betätigte Taste schließt einen elektrischen Taster. Das so erzeugte elektrische Signal wird dann meist an eine elektronische Steuereinheit (ähnlich einem Computer) weitergeleitet, welche die Aufgabe der Signalverwaltung übernimmt. Ist beispielsweise eine Spieltaste für die Membranleiste der Note "C" zuständig, dann sendet die Steuereinheit Strom an den Elektromagneten der betreffenden Leiste (siehe Schema). Die kleine Metallzunge (Wippe, Wippenanker) wird magnetisch angezogen und öffnet durch Hebelwirkung das für den Trakturwind verantwortliche Relaisventil. An der Unterseite der Leiste schließt gleichzeitig ein Konterventil die Durchführung, damit keine Luft an dieser Stelle entweichen kann.

Die Druckluft der Trakturlade strömt in die entsprechende Membranleiste und bläst sämtliche Membrankissen auf. Dadurch erst werden die eigentlichen Spielventile angehoben, wodurch nun auch der Wind aus den Registerkanzellen in die Pfeifenkammern und damit in die Pfeifen strömen kann. Es erklingen aber nur jene Pfeifen, deren Registerkanzellen Druckluft enthalten.

Alle Ventile eines Registers (also einer Klangfarbe) ragen in eine gemeinsame Registerkanzelle, die der Organist mit den Registerschiebern am Spieltisch mit Druckluft füllen kann. Jede einzelne Pfeife benötigt ihre eigene Pfeifenkammer und besitzt ihr eigenes Ventil. Am oberen Teil der Kegelventile ist eine sogenannte Kegelschere angebracht, die mit zwei Leitstiften eine gerade Führung erzwingt und ein Verdrehen verhindert. Traktur- und Pfeifenwind bilden zwei voneinander getrennte Systeme, wobei der Trakturwind, der die Membranen sehr schnell aufblähen muß, meist einen viel höheren Druck aufweist, als der Pfeifenwind.

Elektropneumatik

Anordnung der Register
In der Seitenansicht erkennt man, daß gleichzeitig sämtliche Ventile einer Membranleiste in unterschiedlichen hintereinanderliegenden Registerkanzellen öffnen. Eine einzelne Membranleiste wird so mehrfach genutzt, um in verschiedenen Registern die gleiche Note mit einer anderen Klangfarbe zu spielen. Es ertönen aber nur jene Pfeifen, deren Registerkanzellen unter Druck stehen (das Register "gezogen" ist). Ein Grundriß läßt erkennen, daß die Tonhöhe (also die gleiche Pfeifenart) einer X-Richtung, die einzelnen Klangfarben (also die verschiedenen Register) hingegen einer dazu rechtwinkligen Y-Richtung entsprechen. In der unteren linken Darstellungen sieht man die in X-Richtung nebeneinanderliegenden Membranleisten mit den Magnetventilen an ihren vorderen Enden. Die Membranleisten dagegen befördern den Trakturwind in Y-Richtung zu den Ventilen der verschiedenen Register.

Spielventile Einzelne Pfeifenkammer
(hier: zwischen freiliegenden Ventilen)
Werk Mehrere zusammengefügte Register

Wie oben erwähnt gibt es eine Reihe anderer Systeme für die Spiel- und Registertraktur. Im klassischen Orgelbau -und letztlich auch wieder bei modernen Orgeln- erfolgt die Registerselektion häufig mittels Schleifladen, oder die Spielventile werden mechanisch mit Wippen und dünnen Holzleisten aufgedrückt (Stecher) oder aufgezogen (Abstrakte). Dabei muß die Tastenbewegung der verhältnismäßig kleinen Klaviatur oft über große Distanzen übertragen werden, ohne jedoch einen allzu hohen mechanischen Widerstand aufzuweisen.

Die verschiedenen Bauweisen haben alle ihre Vor- und Nachteile, einige sind kompliziert, andere umständlich bei Reparaturarbeiten usw. So haben elektrisch oder elektronisch gesteuerte Ventile einerseits den Vorteil, daß dem Organisten kaum noch Kraftaufwand abgefordert wird, andererseits jedoch den Nachteil, daß durch die elektrische (meist digitale) Übertragung die ansonsten spürbare mechanische Rückwirkung verlorengeht. Der Organist fühlt keinen typischen Anschlag mehr und kann kaum noch eine persönliche Anschlagtechnik für die betreffende Orgel entwickeln.

Die Werke
Mehrere Register werden zu Werken zusammengefügt (Pedalwerk, Hauptwerk, Positiv, Recit, Schwellwerk, Bombardwerk, Brustwerk usw.). Die einzelnen Werke bestehen meist aus charakteristisch zusammengestellten Grundregister. So ist z.B. ein Werk hauptsächlich für die Bässe ausgelegt (die hauptsächlich mit dem Pedal gespielt werden), ein anderes für die Hauptmelodie usw. Dabei entspricht ein Werk meist auch einem Manual/Pedal am Spieltisch. So ordnet man üblicherweise dem Hauptwerk auch das Hauptmanual zu, dem Recitwerk das Recit-Manual usw. Viele moderne Orgeln -insbesondere elektronisch gesteuerte- ermöglichen es inzwischen, Werke oder Teile (einzelne Register aus einem Werk) mit einem anderen Manual/Pedal zu bespielen.

Unter Disposition versteht man die Zusammenstellung jener Register, die jeweils die verschiedenen Werke bilden. Sie bestimmen den musikalischen Klangcharakter einer Orgel, der sich am Epochenstil (romanisch, barock usw.) orientiert. Hier ein Beispiel:

Hauptwerk: (C-c4) Positiv: (schwellbar, C-c4) Schwellwerk: (C-c4)
Prinzipal 16’ Bordun 16’ Quintatön 16’
Bordun 16’ Gamba 16’ Geigenprinzipal 8’
Majorprinzipal 8’ Prinzipal 8’ Flûte harmonique 8’
etc. etc. etc.

(link: die vollständige
Disposition der renovierten Stahlhuth-Orgel ).
Werke
Frontansicht (Beispiel: Hauptwerk)

Im Innern der Orgel sind die Werke häufig über mehrere Etagen verteilt und manche Pfeifen nur mit Leitern zugänglich. Neben den unzähligen und in mühsamer Handarbeit angefertigten Detailkonstruktionen der einzelnen Pfeifen und Spielmechanismen sind die Orgelbauer dabei auch gefordert, den verfügbaren Platz und die klanglichen Raumbedingungen der betreffenden Kirche zu berücksichtigen. Die sichtbare, oft reichlich verzierte und mit aufwendigen Holzornamenten geschmückte Frontseite vermittelt meist einen falschen Eindruck der dahinterliegenden Werke. Bei einigen Orgeln erforderte das äußere Erscheinungsbild sogar einen weitaus höheren Arbeitsaufwand als das Instrument selbst, und manch glänzende Prospektpfeife ist nur eine stumme Attrappe.

Das Schwellwerk
Da alle Pfeifen meist mit dem gleichen Luftdruck gespielt werden müssen, ist ihre Lautstärke nicht veränderbar. Seit dem 17. Jh. sind daher viele Orgeln mit Schwellwerken ausgerüstet. Dabei sind einige Register in einen Schwellkasten (eine Art "Schrank mit Türen") eingebaut. Die Jalousien können vom Organisten während des Spielens vom Spieltisch aus mit einem Pedal geöffnet und geschlossen werden.

Dadurch steigert oder verringert sich die Lautstärke dieses Teilwerks. Werden die Lamellen beim Spielen langsam geöffnet oder geschlossen, dann entsteht eine Steigerung (Crescendo) bzw. eine Absenkung (Decrescendo) der Lautstärke. Geschlossene oder teilgeöffnete Lamellen erzeugen eine Echo- oder Fernwirkung. Ähnliche Effekte erzielt man auch mit Progressiv-, Roll- oder Kollektivschweller.

Manche Orgeln verfügen über mehrere schwellbare Teilwerke, deren Jalousien unabhängig voneinander aktiviert werden können. Die klangliche Vielfalt, die meist erst durch das Zusammenspiel mehrerer Register zustande kommt, kann somit auch in gemäßigter Lautstärke zur vollen Geltung gelangen. Viele Orgelpartituren enthalten daher Passagen, die gezielt die Eigenschaften und Möglichkeiten von Schwellwerken bestimmter Orgeln beanspruchen.

copyright 2003: Claude Jacobs

Schwellwerk

Adressen:

  • Les Amis de l'Orgue de Dudelange
    Association fondée en 1988, membre de la FFAO.
    7, rue de la Vallée
    L-3591 Dudelange
    Tél.et fax.:(+352) 51 17 49
    e-mail: alex.christoffel@education.lu

  • Orgelbau Meisterbetrieb:
    Thomas JANN Orgelbau GmbH
    Allkofen 206.
    84082 - LABERWEINTING
    Niederbayern
    [+49] (0)9454 / 215
    [+49] (0)9454 / 1255 (Fax)
    e-mail: JannOrgelbau@t-online.de

Dokumentarfilm:

Weiterführende Links:

  • www.orgue-dudelange.lu
    Site: Orgue de l'Eglise Saint-Martin à Dudelange

  • Encyclopedia of Organ Stops
    Edward L. Stauff hat hier eine sehr umfangreiche (englische) Enzyklopädie mit zahlreichen Bilder und Erläuterungen zusammengestellt.

  • Orgellexikon
    Wörterbuch: deutsche, französische und englische Fachbegriffe
    Zusammengestellt von Frauke Mekelburg, Organistin in Altrip am Rhein


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