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Die
Erfindung betrifft Orgelpfeifen, die nicht aus Metall oder Holz
sind und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
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Ein
bisher unübliches
Material für
Orgelpfeifen ist Porzellan. Schon Johann Joachim Kändler, der erste
europäische
Porzellangestalter, hat sich mit der Herstellung von Orgelpfeifen
aus Porzellan befaßt. Eines
seiner Versuchsergebnisse ist in der königlichen Porzellansammlung
in Dresden zu bewundern. Diese Orgelpfeife aus Meißner Porzellan
ist kunstvoll in barocker Art verziert, aber sie hat den Nachteil, daß kein brauchbarer
Ton auf ihr hervorgebracht werden kann. Auch in der darauf folgenden
Zeit haben sich bekannte Porzellangestalter immer wieder an der
Fertigung klingender Orgelpfeifen aus dem edlen Material Porzellan
probiert. Das Material, aus dem Orgelpfeifen gefertigt werden, ist
zwar ohne Einfluß auf
die Höhe
des Tons, aber von großer
Wichtigkeit für
den Klangcharakter (G. Frotscher: Die Orgel). Neben dem Material
werden Orgelpfeifen nach dem Fußton
und der Bauart unterschieden. Die beiden Hauptarten sind: Labial(Lippen)-
und Zungenpfeifen. Im deutschen Orgelbau machen Labialpfeifen 80% des
Pfeifenbestandes einer Orgel aus. Kleinere Orgeln haben ausschließlich Labialpfeifen.
An einer Labialpfeife unterscheidet man von unten nach oben den
Pfeifenfuß,
den Kern, die Kernspalte, das Unterlabium, den Aufschnitt, das Oberlabium
und den Pfeifenkörper.
Der Pfeifenkörper
der Metallpfeifen ist zylindrisch, konisch, auch trichterförmig, nach
oben weiter werdend, und in noch anderen Kombinationen gestaltet.
Der Pfeifenkörper
der Holzpfeifen ist meist viereckig. An der Kernspalte sind bisweilen
sogenannte Bärte,
hölzerne
oder metallene Blättchen,
angebracht, die den durch den Aufschnitt ausströmenden Wind auf beiden Seiten
zusammenhalten. Die Bärte
dienen der Verbesserung der Tonpräzission bei schwer ansprechbaren
Pfeifen. Oben, am Ende des Pfeifenkörpers, sind bei Holzpfeifen
verstellbare Brettchen angeordnet, die zum nachträglichen
Feinstimmen der Orgelpfeife notwendig sind; bei Metallpfeifen ist
an gleicher Stelle ein Teil des Pfeifenkörpers aufgerollt. Sowohl die
verstellbaren Brettchen der Orgelpfeifen aus Holz als auch der aufgerollte
Teil des Pfeifenkörpers
einer Orgelpfeife aus Metall sind unbedingt erforderliche Bauteile,
um eine Orgel feinstimmen zu können.
Der Ton wird durch das Schwingen der Luftsäule im Pfeifenkörper erzeugt.
Bei den Labialpfeifen strömt
der Wind durch die Kernspalte, bricht sich an der Kante des Oberlabiums
und bringt dabei die Luftsäule
im Pfeifenkörper
in Schwingung. 1 zeigt
eine Schnittdarstellung einer Metallpfeife und den durch Pfeile
gekennzeichneten Weg des Windes. Die Labialpfeifen unterscheiden
sich weiter untereinander, z.B. in offene und gedeckte Orgelpfeifen,
in der Fachsprache gedackte Orgelpfeifen. Bei Metallpfeifen ist
dieser Deckel eine Kapsel. Diese konstruktiven Besonderheiten beeinflussen
den Ton, gedackte Orgelpfeifen haben einen dunkleren, weicheren
und hohleren Ton, als offene, auch die akustischen Verhältnisse
sind anders. Kurze Pfeifenkörper haben
zur Folge, daß die Luftsäule schnell
schwingt und der Ton hoch ist, bei langen Pfeifenkörpern schwingt
die Luftsäule
langsam und der Ton ist tief. Eine weitere konstruktive Variation
des Pfeifenkörpers
besteht darin, dass in ca. 3/7 Höhe
eine kleine Öffnung,
das Überblasloch,
angeordnet ist.
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Es
ist üblich,
eine Orgel aus Holz- und Metallpfeifen gemeinsam zu bestücken. Das
verringert die Herstellungskosten, insbesondere bei großen Orgeln,
hat aber den Nachteil, dass der Übergang
zwischen Metall- und Holzpfeifen während des Spielens nicht ungehört erfolgen
kann. Holzpfeifen klingen wärmer
und voller als Metallpfeifen. Die bisherigen Versuche, klingende
Orgelpfeifen aus Porzellan nach dem Vorbild der Metall- oder Holzpfeifen
zu bauen sind gescheitert. Aus
EP 0 377 980 A2 bzw.
JP 02181787 A ist ein Musikblasinstrument
bekannt, dessen Instrumentenkörper
aus einem bearbeitbaren Keramikmaterial besteht, wobei das nach
der Erfindung verwendete Keramikmaterial ein Sinterwerkstoff ist.
Sinterwerkstoffe unterscheiden sich in ihrer Zusammensetzung wesentlich
von der klassischen Porzellanmasse. Der Sinterwerkstoff nach
EP 0 377 980 A2 ist
mit einem Harzmaterial imprägniert
und nach dem Brand maschinell bearbeitbar. Beispielhaft wird die
Erfindung an einem Klarinettenkörper
beschrieben. Für
die vorliegende Erfindung ist
EP 0377 980 A2 jedoch nicht relevant, denn
die Klarinette ist ein Rohrblattinstrument und hat eine Ventilsteuerung. Die
Porzellanmasse besteht aus Kaolin, Quarz und Feldspat und wird durch
Drehen oder Gießen
geformt, anschließend
luftgetrocknet und gebrannt. Nach dem Brand wird das Porzellan erst
dekoriert. Porzellan ist auch spröde und lässt sich daher nach dem Brand
maschinell nicht mehr unzerstörbar
bearbeiten.
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Vor
diesem historischen und technischen Hintergrund stellt sich die
Erfindung die Aufgabe, Orgelpfeifen nach dem Labialpfeifenprinzip
aus Porzellan zu entwickeln, die im hörbaren Tonbereich klingen.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und
11 gelöst
und dadurch gelöst,
dass Aufschnitt, Labium und Kernspalt eine dem Material Porzellan
entsprechende Anordnung und konstruktive Ausbildung haben. Der wesentlichste
und mit einer Überraschung
gefundene Unterschied zwischen der Bauweise bekannter Orgelpfeifen
und der Orgelpfeife aus Porzellan nach der Erfindung ist ihr Aufbau
im gesamten Labiumbereich. Anstelle des Unterlabiums, das im Pfeifenfuß der Orgelpfeifen
aus Metall angeordnet ist, ist bei der Orgelpfeife aus Porzellan
eine Kernspaltplatte angeordnet, 2.
In der Kernspaltplatte ist ein Kernspalt angeordnet, der in der
Länge der
Oberlabiumbreite und in der Breite der Kantenstärke des Oberlabiums entspricht.
Der Aufschnitt trennt nach der Erfindung nicht Unter- und Oberlabium,
sondern beinhaltet als Kernspaltplatte gleichzeitig den Kernspalt.
Oberlabium und Kernspalt und die genaue Positionierung zueinander,
ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung, bestimmen die Präzision der
Tonqualität.
Die Tonhöhe
wird durch die Länge
und den Durchmesser des Pfeifenkörpers
bestimmt. An die Porzellanmasse werden keine besonderen Anforderungen
gestellt, sie entspricht einem hauseigenen Versatz. Pfeifenfuß und Pfeifenkörper, sowie
Kernspaltplatte werden getrennt in Formen gegossen. Der Pfeifenfuß verjüngt sich,
nach dem Vorbild aus Metall, zum Pfeifenfußloch hin. Nach dem zu erzeugenden
Klang und der Tonhöhe
der Orgelpfeife werden Scherbenstärke, die Länge des Pfeifenkörpers, der
Durchmesser vom Pfeifenkörper,
die Oberlabiumbreite, die Aufschnitthöhe, Länge und Breite des Kernspaltes,
der Durchmesser des Pfeifenfußes
am oberen Ende und der Pfeifenfußlochdurchmesser ermittelt.
Die Oberlabiumbreite ist identisch mit der Länge des Kernspaltes. Bei allen
Maßen
muss die dem Porzellan eigene Schwindung von 14-16 % nach dem Brand
berücksichtigt
werden. Das Oberlabium ist im Pfeifenkörper angeordnet und wird sowohl
im ledertrockenen, als auch danach im luftgetrockneten Zustand mit
porzellantypischen Werkzeugen herausgearbeitet. Das Oberlabium ist
angeschrägt
und endet an der Aufschnitthöhe,
so daß beim
Aufsetzen des Pfeifenkörpers
auf die Kernspaltplatte, die den Pfeifenfuß oben abschließt, ein
Spalt, nämlich
der Aufschnitt, gebildet wird, der von der Aufschnitthöhe und Oberlabiumbreite
begrenzt wird. Zur Verbesserung der Windführung ist der Kernspalt vorteilhafter
Weise so ausgebildet, daß seine
untere Innenkante nach oben konisch angeschliffen ist, 4. Der untere Teil der Orgelpfeife
wird vom Pfeifenfuß gebildet.
Der Pfeifenfuß hat
die gleiche Scherbenstärke
und den gleichen Durchmesser wie der Pfeifenkörper. Der Pfeifenfuß verjüngt sich,
wie bei den Orgelpfeifen aus Metall, und endet mit dem Pfeifenfußloch. Die
Herstellung der Orgelpfeifen aus Porzellan erfolgt in folgenden Schritten:
zuerst werden Pfeifenkörper,
Pfeifenfuß und
Kernspaltplatte getrennt gegossen. Aus dem Pfeifenkörper werden
der Aufschnitt und eine Öffnung
im oberen Bereich der Rückseite
des Pfeifenkörpers,
der Stimmschlitz, ausgestochen und das Oberlabium herausgearbeitet,
aus der Kernspaltplatte wird der Kernspalt ausgestochen, anschließend werden
alle Teile geschrüht,
glasiert, gebrannt und nach dem Brand zusammengesetzt. Der Pfeifenkörper wird
nach einer weiteren Ausführung
der Erfindung nur außen
glasiert. Die unglasierte Innenfläche des Pfeifenkörpers beeinflußt die Klangfarbe
des Tones derart, daß sie
wärmer
wird. Die glasierte Innenfläche
des Pfeifenkörpers
gibt eine hellere Klangfarbe. Zuerst wird der Pfeifenfuß mit der
Kernspaltplatte von oben verschlossen. Auf dieser Kernspaltplatte wird
der Pfeifenkörper
so aufgesetzt, daß die
Unterkante des Oberlabiums genau über dem Kernspalt steht und
der Aufschnitt gebildet wird. Zum Verbinden wird ein Kleber verwendet,
der reversibel verflüssigt werden
kann und so durch Verschieben und Drehen der Kernspaltplatte eine
Intonation bei Orgelpfeifen aus Porzellan erst möglich macht. Dieser Verfahrensschritt
ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung. Am Oberlabium, dem Aufschnitt
und dem Kernspalt kann nach dem Glasurbrand nichts mehr korrigiert werden,
aber das Oberlabium wird sehr genau über dem Kernspalt positioniert.
Zum Feinstimmen der Orgelpfeifen, nachdem sie in der Orgel eingebaut
sind, dient ein Schieber, der den Stimmschlitz, der auf der Rückseite
im oberen Bereich des Pfeifenkörpers
angeordnet ist, öffnen
oder schließen
kann. Eine weitere vorteilhafte Ausführung zur Regulierung des Windes
ist das nachträgliche
Auskleiden des Pfeifenfußloches
mit Kunstharz. Durch Aufbohren des Kunstharzes ist der Durchmesser
des Pfeifenfußloches
so wählbar,
daß der
Winddruck entsprechend fein abgestimmt werden kann.
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Die
Labialpfeifen aus Porzellan können
im Pfeifenkörper
in allen bekannten klassischen Pfeifenkörperformen hergestellt werden,
z.B. Rohrflöte,
Nasard, Nachthorn, gedackt.
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Die
Erfindung wird anhand von Zeichnungen und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 Schnitt durch eine Metallpfeife
mit Pfeilen für
die Windführung
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2 Kernspaltplatte mit Kernspalt
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3 Pfeifenkörper mit
Oberlabium und Aufschnitt
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4 Schnittskizze Oberlabium-Kernspaltplatte
mit Kernspalt
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5 Orgelmodell
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Ausführungsbeispiel 1
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Die
Erfindung wird an der Herstellung einer zylindrisch offenen Orgelpfeife
C (2-Fuß)
erklärt.
Aus hauseigenem Porzellanversatz wird ein Pfeifenkörper 1 mit
einer Länge
von 704 mm und einem Durchmesser außen von 68,4 mm in einer Scherbenstärke von
4 mm gegossen. Bei den Maßen
ist die porzellantypische Schwindung von 14 % nach dem Brand berücksichtigt,
so daß sich
als Endmaße
615 mm in der Länge
und 52,0 mm Innendurchmesser ergeben. Im lederharten Zustand wird
am unteren Ende des Pfeifenköpers 1 ein
Oberlabium 2 im Verhältnis
Aufschnitthöhe:Breite
= 1:4,5 in einer Breite von 41,5 mm herausgearbeitet, nach dem Brand
beträgt
die Breite 36,3 mm. In der Breite des Oberlabiums 2 von 41,5
mm wird vor der Herausarbeitung des Oberlabiums 2 in der
Höhe von
12,6 mm ein Aufschnitt 5 ausgeschnitten, die Aufschnitthöhe beträgt nach
dem Brand 11,0 mm. Auf der Rückseite
im oberen Bereich des Pfeifenköpers 1 wird
eine Öffnung 7,
als Stimmschlitz, ausgestochen. Mit dem gleichem Porzellanversatz
werden ein Pfeifenfuß 4 in
den Abmessungen, 68,4 mm Durchmesser oben, 27 mm Durchmesser unten,
7,4 mm Durchmesser des Pfeifenfußloches, 4 mm Scherbenstärke und
eine Kernspaltplatte 3 mit einem Außendurchmesser von 68,4 mm
und einer Scherbenstärke
von 4 mm gegossen. Aus der Kernspaltplatte 3 wird in einem
Abstand von 4 mm vom äußeren Rand
ein Kernspalt 6 in einer Länge von 41,5 mm und einer Breite
von 1,7 mm herausgearbeitet, nach dem Brand hat der Kernspalt 6 eine Länge von
36,3 mm und eine Breite von 1,5 mm. Der Durchmesser des Pfeifenfusses 4 ist
nach dem Brand oben auf 52,0 mm und das Pfeifenfußloch auf 6,5
mm geschwunden. Wie 4 erkennen
läßt, wird der
Kernspalt 6 an seiner inneren Kante abgeschrägt, bevorzugt
mit einem Winkel von 15°.
Wie 4 weiter zeigt,
ist das Oberlabium 2 innen angefast. Die Teile Pfeifenkörper 1,
Pfeifenfuß 4 und
Kernspaltplatte 3 werden anschließend in üblicher Weise geschrüht, glasiert
und gebrannt. Nach dem Brand werden der Pfeifenfuß 4 und
die Kernspaltplatte 3 miteinander in bekannter Weise unlösbar verbunden.
Der komplettierte Pfeifenfuß 4 und
der Pfeifenkörper 1 werden
mit einem Spezialkleber, der sich unbegrenzt reversibel erweichen
läßt, genauestens
unter Ton- und Klangkontrolle zusammengesetzt. Die Zeit der Aushärtung des
Klebers wird so eingestellt, daß die genaue
Positionsbestimmung zwischen Kernspalt 6 und Oberlabium 2 gewährleistet
ist. Das ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung. Zur Stimmmöglichkeit
der Labialpfeife aus Porzellan nach dem Einbau in die Orgel dient
ein Schieber 8, der vorteilhafterweise als Metallring ausgebildet
ist und auf der Rückseite
im oberen Bereich des Pfeifenkörpers 1 innen
unter der eingearbeiteten Öffnung 7 angeordnet ist
und diesen je nach Bedarf öffnet
und schließt.
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Eine
weitere Ausführung
besteht darin, daß der
Pfeifenkörper 1 oben
mit einer Kappe abgedackt wird. Weiter ist es möglich, daß auf der besagten Kappe ein
offenes Röhrchen
angeordnet ist.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausführung
der Erfindung ist das Auskleiden des Pfeifenfußloches mit Kunstharz und das
anschließende
Aufbohren des Kunstharzes im feinmechanischen Bereich, um den Winddurchfluß in Feineinstellung
zu korrigieren.
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Ausführungsbeispiel 2
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Das
zweite Ausführungsbeispiel
beschreibt die Herstellung einer offenen zylindrischen Orgelpfeife
a°. Damit
umfassen die Ausführungsbeispiele
einen breiten Tonbereich und sind die Anleitung zur Herstellung
von Orgelpfeifen aus Porzellan in jeder technisch möglichen
Tonhöhe.
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Aus
hauseigenem Porzellanversatz wird ein Pfeifenkörper 1 mit einer Länge von
212 mm und einem Durchmesser außen
von 35,4 mm in einer Scherbenstärke
von 3 mm gegossen. Bei den Maßen ist
die porzellantypische Schwindung von 14 % nach dem Brand berücksichtigt,
so daß sich
als Endmaße 185
mm in der Länge
und 23,0 mm Innendurchmesser ergeben. Im lederharten Zustand wird
am unteren Ende des Pfeifenköpers 1 ein
Oberlabium 2 im Verhältnis
Aufschnitthöhe
: Breite = 1 : 4,5 in einer Breite von 18,1 mm herausgearbeitet,
nach dem Brand beträgt
die Breite 15,8 mm. In der Breite des Oberlabiums 2 von
18,1 mm wird vor der Herausarbeitung des Oberlabiums 2 in
der Höhe
von 5,3 mm ein Aufschnitt 5 ausgeschnitten, die Aufschnitthöhe beträgt nach dem
Brand 4,6 mm. Auf der Rückseite
im oberen Bereich des Pfeifenköpers 1 wird
eine Öffnung 7,
als Stimmschlitz, ausgestochen. Mit dem gleichem Porzellanversatz
werden ein Pfeifenfuß 4 in
den Abmessungen, 35,4 mm Durchmesser oben, 27 mm Durchmesser unten,
4,4 mm Durchmesser des Pfeifenfußloches, 4 mm Scherbenstärke und
eine Kernspaltplatte 3 mit einem Außendurchmesser von 35,4 mm und
einer Scherbenstärke
von 3 mm gegossen. Aus der Kernspaltplatte 3 wird in einem
Abstand von 4 mm vom äußeren Rand
ein Kernspalt 6 in einer Länge von 18,1 mm und einer Breite
von 0,7 mm herausgearbeitet, nach dem Brand hat der Kernspalt 6 eine Länge von
15,8 mm und eine Breite von 0,6 mm. Der Durchmesser des Pfeifenfusses 4 ist
nach dem Brand oben auf 23,0 mm und das Pfeifenfußloch auf 3,8
mm geschwunden. Wie 4 erkennen
läßt, wird der
Kernspalt 6 an seiner unteren Kante abgeschrägt, bevorzugt
mit einem Winkel von 15°.
Wie 4 weiter zeigt,
ist das Oberlabium 2 unten angefast. Die Teile Pfeifenkörper 1,
Pfeifenfuß 4 und
Kernspaltplatte 3 werden anschließend in üblicher Weise geschrüht, glasiert
und gebrannt. Nach dem Brand werden Pfeifenfuß 4 und die Kernspaltplatte 3 miteinander
in bekannter Weise unlösbar
verbunden. Der komplettierte Pfeifenfuß 4 und der Pfeifenkörper 1 werden
mit einem Spezialkleber, der sich unbegrenzt reversibel erweichen
läßt, genauestens
unter Ton- und Klangkontrolle zusammengesetzt. Die Zeit der Aushärtung des
Klebers wird so eingestellt, daß die genaue
Positionsbestimmung zwischen Kernspalt 6 und Oberlabium 2 gewährleistet
ist. Das ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung. Zur Stimmmöglichkeit
der Labialpfeife aus Porzellan nach dem Einbau in die Orgel dient
ein Schieber 8, der vorteilhafterweise als Metallring ausgebildet
ist und auf der Rückseite
im oberen Bereich des Pfeifenkörpers 1, innen
unter der eingearbeiteten Öffnung 7 angeordnet
ist und diesen je nach Bedarf öffnet
und schließt.
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Im
Rahmen der Erfindung ist es selbstverständlich auch möglich Orgelpfeifen
aus Porzellan im Rahmen fachgemäßen Könnens in
allen üblichen Pfeifenkörperformen
herzustellen. Entscheidend für die
Orgelpfeifen aus Prozellan nach der Erfindung ist, daß der Pfeifenfuß 4 und
die Kernspaltplatte 3 nach dem Brand unlösbar miteinander
verbunden werden und der Pfeifenkörper 1 mit dem Oberlabium 2 über dem
Kernspalt 6, der in der Kernspaltplatte 3 ausgearbeitet
ist, genauestens unter Ton- und Klangkontrolle positioniert wird.
Das Mittel hierzu ist die Verwendung eines unbegrenzt reversibel
erweichbaren Klebers.