-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Labialpfeife für ein Orgelinstrument
mit einem von einem länglichen
Pfeifenkörper
gebildeten Klangraum.
-
Bei
Orgelinstrumenten unterscheidet man zwischen zwei verschiedenen
Arten von Pfeifen:
- – Lippen- oder Labialpfeifen,
bei denen der Ton durch Schwingungen der Luftsäule im Inneren des vom Pfeifenkörper gebildeten
Klangraums erzeugt wird;
- – Zungen-
oder Lingualpfeifen, bei denen der Klang durch eine schwingende
Metallzunge erzeugt wird, ähnlich
wie bei einer Mundharmonika. Der Pfeifenkörper bildet hier einen Resonanzkörper, der
die Klangfarbe beeinflußt.
-
Die
meisten Pfeifen in einer Orgel, manchmal sogar alle, sind Labialpfeifen,
bei denen der Ton ähnlich
einer Flöte
durch die im Innern der Pfeife schwingende Luftsäule erzeugt wird. Die Tonhöhe hängt dabei
hauptsächlich
von der Länge
des Pfeifenkörpers
ab. Die einem bestimmten Ton entsprechende Wellenlänge steht
in einem bestimmten Verhältnis
zur Pfeifenlänge.
Man unterscheidet dabei zwischen offenen und geschlossenen Pfeifen.
-
Nachfolgend
werden die Enden einer Orgelpfeife so beschrieben, daß das Labiumende
als unteres Ende und das andere, ge genüberliegende Ende als oberes
Ende bezeichnet wird, da bei den meisten Orgelinstrumenten die Pfeifen
in dieser Lage angeordnet sind. Aus Platzgründen können Orgelpfeifen jedoch auch
liegend oder waagerecht (oder auch schräg) und im Prinzip auch auf
dem Kopf stehend angeordnet werden. Der Ton hängt jedoch nicht von der Einbaulage
ab.
-
Prinzipiell
ist bei Orgelinstrumenten für
jeden Ton eine eigene Pfeife vorgesehen. Große bzw. lange Pfeifen für tiefe
Töne und
kurze Pfeifen für
hohe Töne.
Dieses Grundprinzip gilt auch für
Kleinorgeln, wie dem fest eingebauten Positiv, dem transportablen
Portativ und der sogenannten Truhenorgel.
-
Das
Bauvolumen kleiner und transportabler Orgeln wird wesentlich durch
die Anzahl der vergleichsweise großen Pfeifen für die tiefen
Töne bestimmt.
Da die großen
Pfeifen vergleichsweise aufwendig herzustellen sind und neben dem
erforderlichen Bauraum einen hohen Materialeinsatz bzw. ein hohes
Gewicht verursachen, ist das Klangspektrum solcher Kleinorgeln eingeschränkt, wenn
sie auch gleichzeitig leicht transportabel und möglichst preiswert sein sollen.
-
Für eine kompakte
Bauweise werden bei solchen Orgeln die großen Orgelpfeifen oft auch liegend,
also waagerecht im Sockel angeordnet und/oder gekröpft – also um
die Ecke verlaufend – ausgeführt. Solche
Maßnahmen
helfen zwar, den vorhandenen Bauraum besser auszunutzen, sie machen
aber den Aufbau eines Orgelinstruments komplizierter und damit teurer.
Den Möglichkeiten,
solche Orgelinstrumente weiter zu verkleinern, sind jedoch enge
Grenzen gesetzt, solange man das Prinzip der Tonerzeugung durch
eine Orgelpfeife nicht verläßt und ein
bestimmtes Klangspektrum vorhanden sein soll.
-
Eine
weitere Miniaturisierung ist natürlich
bei sogenannten elektronischen Orgeln möglich. Hier wird aber kein
echter Orgelton mehr erzeugt, sondern die Orgeltöne werden durch eine Elektronik über Verstärker und
Lautsprecher mehr oder weniger imitiert (Sampling etc.).
-
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Orgelpfeifen bereitzustellen,
die einen echten Orgelton erzeugen und insbesondere für kompakte
Orgelinstrumente geeignet sind, die auch im tiefen Tonbereich ein
breites Klangspektrum aufweisen und trotzdem eine denkbar kompakte
Bauweise haben.
-
Diese
Aufgabe wird durch eine Labialpfeife nach dem vorliegenden Anspruch
1 gelöst.
Sie zeichnet sich dadurch aus, daß ihr Klangraum eine Öffnung aufweist,
die über
eine anspielbare Ventileinrichtung wahlweise verschließbar oder
freilegbar ist, um so eine Veränderung
des Klangraums zu ermöglichen,
so daß mit
einer einzigen Pfeife mehrere unterschiedliche Töne erzeugt werden können. Diese Maßnahme erlaubt
es, entweder die Anzahl der großen
Pfeifen im tiefen Tonbereich zu reduzieren und dadurch die Außenabmessungen
eines solchen Orgelinstruments zu verringern, oder das Tonspektrum auch
im tiefen Bereich zu erweitern, ohne das Gewicht und den Platzbedarf
wesentlich zu erhöhen.
-
Gemäß Anspruch
2 ist dabei die Öffnung
am labiumseitigen (unteren) Ende und/oder am gegenüberliegenden
(oberen) Ende des Pfeifenkörpers
angeordnet. Die Anordnung am labiumseitigen Ende verändert den
Ton sowohl bei sogenannten offenen wie auch bei sogenannten gedeckten
oder "gedeckten" Pfeifen. Bei gedeckten
Pfeifen ist das obere Ende mit einem Deckelelement verschlossen;
bei metallischen Pfeifen durch einen sogenannten Hut und bei Holzpfeifen
mit einem sogenannten Spund. In ähnlicher
Weise verändert
eine anspielbare Ventilöffnung
auch am oberen Ende die Tonhöhe
bzw. den Klang der Pfeife.
-
Anspruch
3 betrifft eine gedeckte Pfeife, bei der die Öffnung im oberen Deckelelement
selbst angeordnet ist. Eine solche Pfeife kann dann wahlweise als
offene und gedeckte Pfeife dienen. Dabei ändert sich der Ton um etwa
eine Oktave, je nachdem, ob die Öffnung
am oberen Ende geschlossen (gedeckte Pfeife, tiefer Ton) oder offen
(offene Pfeife, hoher Ton) ist.
-
Gemäß Anspruch
4 ist das Deckelelement am oberen Ende der Pfeife zum Pfeifenkörper verschiebbar
angeordnet, um die genaue Tonhöhe
an der Pfeife zu stimmen.
-
In
der Weiterbildung gemäß Anspruch
5 ist das Deckelelement selbst mit einem zusätzlichen Hilfspfeifenkörper versehen,
der wiederum an seinem oberen Ende mit einem Deckel versehen ist.
Die Pfeife bildet bei dieser Ausführung in jedem Fall den Ton
als gedeckte Pfeife. Der Tonsprung zwischen geöffneter bzw. geschlossener
Ventileinrichtung ergibt sich hier aus der Länge des Hilfspfeifenkörpers. Damit
wird der Raumbedarf für
zwei tiefe Töne
nahezu halbiert. Lediglich die Gesamtlänge von Pfeifenkörper und
dem sich daran anschließenden
Hilfspfeifenkörper
wird durch den tiefsten zu spielenden Ton (bei geöffnetem
Ventil, so daß die Öffnung den
Pfeifenkörper
mit dem Hilfspfeifenkörper
verbindet) bestimmt.
-
Die
Weiterbildung gemäß Anspruch
6 erlaubt es, die Tonvariation über
die Öffnung
am labialseitigen Ende genau einzustimmen, indem der wirksame Öffnungsquerschnitt über eine
entsprechende Einrichtung veränderbar
ist. Je nach Öffnungsgröße kann
so die gewünschte
Tondifferenz zwischen verschlossener und freigelegter Öffnung genau
eingestellt bzw. gestimmt werden. Gemäß Anspruch 7 geschieht dies über einen
Schieber, der die Querschnittsfläche
der Öffnung
einstellbar verändert.
-
Gemäß Anspruch
8 ist die Ventileinrichtung als Balgventil, als pneumatisch oder
auch als elektromagnetisch betätigbares
Relaisventil ausgebildet. Solche Ventile sind für die bei Orgelinstrumenten übliche Anspielweise
besonders geeignet.
-
Nach
Anspruch 9 ist das Deckelelement entweder als sogenannter Spunddeckel
bzw. als Hut ausgebildet. Damit ist die Erfindung sowohl für Metallpfeifen,
bei denen ein sogenannter Hut verwendet wird, als auch für Holzpfeifen,
bei denen sogenannte Spunddeckel üblich sind, realisierbar.
-
Anspruch
10 betrifft schließlich
ein Orgelinstrument mit einer erfindungsgemäßen Labialpfeife.
-
Ein
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Dabei
zeigen:
-
1 eine
Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Holzorgelpfeife mit geschlossenen Ventileinrichtungen,
-
2 die
Holzorgelpfeife aus 1 mit geöffneten Ventileinrichtungen,
-
3 eine
Detailansicht des unteren Öffnungsbereichs,
-
4 eine
tabellarische Übersicht
möglicher spielbarer
Töne mit
verschiedenen erfindungsgemäßen Orgelpfeifen
gemäß 1 und 2,
-
5 eine
Schnittdarstellung einer weiteren erfindungsgemäßen Holzorgelpfeife, und
-
6 eine
Detailansicht einer alternativen Ventileinrichtung.
-
1 zeigt
einen Längsschnitt
durch eine Labialpfeife 1 aus Holz. Die Labialpfeife 1 ist über das Fußloch 3 im
Pfeifenfuß 5 entweder
direkt oder über nicht-dargestellte
Kondukte mit der windführenden Tonkanzelle
(ebenfalls nicht dargestellt) verbunden. Die Verbindung zur Tonkanzelle
kann gegebenenfalls über
durch Registerzüge
betätigbare
Schleifen unterbrochen oder hergestellt werden.
-
Die
Kanzellen werden über
Tonventile mit Luft (Wind) versorgt, die dann durch die Labialpfeife 1 strömt und dort
einen Ton erzeugt.
-
Dabei
strömt
die Luft durch das Fußloch 3 in eine
von Vorschlag 7 und Kern 9 gebildete Kammer 11,
weiter durch die Kernspalte 13 und als Luftband durch den
Aufschnitt 15 an das Oberlabium 17, das am unteren
Ende des Deckels 19 ausgebildet ist. Der Deckel 19 bildet
zusammen mit der Rückwand 21 und
den Seitenwänden 23 den
hohlen, länglichen Pfeifenkörper 25.
-
Das
aus der Kernspalte 13 austretende Luftband strömt die untere
Kante des Oberlabiums 17 an und versetzt diese in Schwingungen,
die wiederum das anströmende
Luftband selbst in Schwingungen versetzt. Dadurch wird dem Pfeifenkörper 25 periodisch
Luft zugeführt
und die Luftsäule
im Innern des Pfeifenkörpers 25 in
Schwingungen versetzt. Durch Resonanz mit dem Pfeifenkörper gerät die Luftsäule in longitudinale
Schwingungen. Diese bilden eine "stehende
Welle", weil die
Luftschwingungen an den Enden der Pfeife reflektiert werden und
sich dadurch "überlagern". Je nach Länge des
Pfeifenkörpers 25 entsteht
ein höherer
(kurzer Pfeifenkörper
oder tieferer (längerer
Pfeifenkörper)
Ton.
-
Im
dargestellten Ausführungsbeispiel
ist am oberen Ende des Pfeifenkörpers 25 ein
Hilfspfeifenkörper 30 vorgesehen,
dessen Boden 32 als Spund in den Pfeifenkörper 25 eingedichtet
ist (zum Beispiel mittels einer Ledermanschette). In das obere Ende des
Hilfspfeifenkörpers 30 ist
ein zweiter Spund 34 eingepaßt. Im Boden 32 ist
eine Öffnung 36 vorgesehen,
die über
einen Relaisdeckel 38 verschlossen ist, der über einen
ansteuerbaren (über
die Tastatur anspielbaren) Relaisdraht 48 zwischen der
verschlossenen Stellung (1) und der geöffneten
Stellung (2) verstellbar ist. Der Relaisdraht
wird beim Spielen der Orgel über
eine Pneumatik, einen Elektromagneten oder eine entsprechende Mechanik
betätigt.
-
Am
unteren Ende des Pfeifenkörpers 25 ist dem
Aufschnitt 15 gegenüberliegend
eine weitere Öffnung 42 vorgesehen,
die über
das federbelastete Balgventil 44 verschlossen ist, das über eine
von der Tastatur aktivierte pneumatische oder andere geeignete Steuerung
zwischen der in 1 gezeigten geschlossenen Stellung
und der in 2 gezeigten offenen Stellung
hin und her verschiebbar ist. Dabei hält die Schenkelfeder 45 das
Balgventil 44 in geschlossener Stellung. Ein im Balg 47 (beim
Spielen) erzeugter Unterdruck verstellt das Balgventil 44 in seine
geöffnete
Stellung.
-
Je
nach Stellung des Balgventils 44 und des Relaisdeckels 38 ändern sich
die Schwingungsverhältnisse
der Luftsäule
im Innern des Pfeifenkörpers 25 beziehungsweise
des Hilfspfeifenkörpers 30.
-
Bei
geöffnetem
Relaisdeckel 38 schwingt eine längere Luftsäule im Pfeifenkörper 25 und
im Hilfspfeifenkörper 30 und
ein tieferer Ton entsteht. Bei geschlossenem Relaisdeckel 38 steht
nur die (kürzere)
Luftsäule
im Pfeifenkörper 25 zur
Verfügung
und ein entsprechend höherer
Ton erklingt.
-
Durch öffnen des
Balgventils 44 wird das Schwingungsverhalten der Luftsäule am unteren Ende
des Pfeifenkörpers 25 verändert und
der Ton durch öffnen
des Balgventils 44 entsprechend erhöht.
-
Zum
Stimmen des Grundtons bei geschlossenem Relaisdeckel 38 und
geschlossenem Balgventil 44 ist der Hilfspfeifenkörper 30 im
Pfeifenkörper 25 verschiebbar
angeordnet. Die Tonhöhe
kann durch Hineinschieben des Hilfspfeifenkörpers 30 in den Pfeifenkörper 25 erhöht bzw.
durch Herausziehen herabgesetzt werden. Zum Stimmen des Tones bei
geöffnetem
Relaisdeckel 38 kann wiederum der zweite Spund 34 im
Hilfspfeifenkörper 30 in
entsprechender Weise verstellt werden (Herausziehen tieferer Ton;
Hineinschieben höherer
Ton).
-
In
einer anderen nicht dargestellten Ausführung kann der zweite Spund 34 auch
weggelassen werden. So eine Labialpfeife arbeitet dann bei geschlossenem
Relaisdeckel 38 als gedeckte Pfeife und bei geöffnetem
Relaisdeckel 38 als offene Pfeife. Dabei wird ein Tonsprung
von etwa einer Oktave erzeugt.
-
Die
in 3 gezeigte Detailansicht A des Balgventilbereichs
zeigt einen Schieber 46 mit einer Öffnung 48, die durch
Verschieben in Pfeilrichtung 50 relativ zur Öffnung 42 versetzbar
ist. Dadurch ist der wirksame Öffnungsquerschnitt 52 veränderbar
und damit der Klangunterschied zwischen geschlossenem Balgventil 44 (1)
und geöffnetem
Balgventil 44 (2).
-
Die
oben beschriebene Labialpfeife 1 ist als sogenannte gedeckte
Mehrtonpfeife ausgebildet, mit der bis zu vier unterschiedliche
Töne erzeugbar
sind.
-
4 zeigt
beispielhaft anhand von drei unterschiedlichen Pfeifen in 16' bzw. 8'-Tonlage und einer
Pfeife in 16'/8' bzw. 8'/4-Tonlage mögliche Tonfolgen
und Stimmvariationen. Bei der ersten Pfeife wird bei offenem Relaisdeckel 38 und
geschlossenem Balgventil 44 ein C erzeugt, bei geschlossenem
Relaisdeckel 38 wird der Ton auf Cs erhöht und bei geöffnetem
Balgventil 44 und geöffnetem
Relaisdeckel 44 auf D erhöht, während bei geschlossenem Relais und
bei geöffnetem
Balgventil 44 ein Ds spielbar ist.
-
Die
weiteren Beispiele zeigen eine 16' bzw. 8'-Pfeife mit dem Grundton E, die je nach
angegebener Stellung des Balgventils 44 bzw. des Relaisdeckels 38 die
Töne F
und Fs abgibt, eine 16' bzw. 8'-Pfeife mit dem Grundton
G, die weiterhin die Töne Gs
und A abgibt sowie eine Pfeife in 16' bzw. 8'-Tonlage, die den Grundton B und den
Ton H abgibt bzw. 4' und
in 8' bzw. 4'-Tonlage die Töne c und
cs abgeben.
-
Dieses
Beispiel illustriert deutlich, daß bei Verwendung der Erfindung
anstatt 14 Pfeifen – jeweils
eine Pfeife für
jeden Ton – nur
vier Pfeifen vorgesehen werden müssen,
um über
eine Oktave in Halbtonschritten abzudecken. Dadurch kann das Bauvolumen
insbesondere bei kleinen, transportablen Orgeln, erheblich reduziert
werden. Umgekehrt ist es auch möglich, durch
Vorsehen von nur vier weiteren Pfeifen das Klangspektrum um eine
vollständige
Oktave zu erweitern.
-
Die
oben am Beispiel einer "gedeckten" Holzpfeife beschriebene
Erfindung ist auch ohne weiteres auf entsprechende Labialpfeifen
aus Metall übertragbar.
Das Balgventil 44 oder auch ein anderes geeignetes Ventil
wird dann entsprechend am meist zylindrischen, metallischen Pfeifenkörper vorgesehen
und der Relaisdeckel 38 kann anstatt im Spund 32 im
Dach eines relativ zur Pfeife verschiebbaren Hutes angeordnet sein.
-
Die
einzelnen Spielöffnungen
(Öffnung 42 und Öffnung 36)
können
auch einzeln an einer Pfeife realisiert werden, wobei die Öffnung 36 mit
und ohne Hilfspfeifenkörper 30 bzw.
mit und ohne zweitem Spund ausgebildet sein kann. Die Öffnung 42 kann auch
an anderer Stelle (in anderer "Höhe") am Pfeifenkörper vorgesehen
sein.
-
5 zeigt
einen Längsschnitt
durch eine andere erfindungsgemäße Labialpfeife 100,
die im Gegensatz zur in 1 dargestellten Labialpfeife 1 als
sogenannte offene Pfeife ausgeführt
ist. Der Ton wird genauso erzeugt wie bei der Labialpfeife 1.
Zum Verändern
des Tons sind im Pfeifenkörper 125 mehrere Öffnungen 142a,
b und c angeordnet, die jeweils über
federbelastete Balgventile 144a, b und c verschließbar bzw.
freilegbar sind. Durch Freilegen bzw. Abdecken einzelner oder mehrerer Öffnungen 142a, b,
c läßt sich
die Tonhöhe
verändern.
-
Zum
Stimmen der Pfeife ist jeweils ein Schieber 146a, b, c
vorgesehen, deren Öffnungen 148a,
b, c in der Höhe
entsprechend der in 6 dargestellten Pfeile verstellbar
sind. Die Öffnungen 142a,
b und c sind jeweils als Langlöcher
ausgeführt.
Durch Verschieben des bzw. der Schieber 146a, b, c läßt sich die
Tonhöhe
einstellen bzw. die Pfeife stimmen. Dabei werden die Öffnungen 148a,
b, c in der Höhe
verstellt.
-
Eine
weitere Möglichkeit
zum Stimmen besteht darin, Schieber 146 mit unterschiedlichen Öffnungen 148 vorzusehen,
die gegebenenfalls ausgetauscht werden können. Über die Lage der Öffnungen 142a,
b, c bzw. die Einstellung der Öffnungen 148 und
deren Größe läßt sich
das gewünschte
Tonspektrum der Pfeife 100 festlegen und abstimmen.
-
Anstatt
der pneumatisch angesteuerten Balgventile 144a, b, c können auch
mechanisch angesteuerte Klappen vorgesehen werden. Es gibt auch
Ausführungen,
bei denen die Öffnungen 142a, b,
c nicht nur an einer Seite der Pfeife 100, sondern an mehreren
Seiten vorgesehen sind, wodurch das Klangspektrum zusätzlich erweitert
bzw. abgestimmt werden kann.
-
Weitere
Ausführungen
und Variationen der vorliegenden Erfindung ergeben sich für den Fachmann
im Rahmen der nachfolgenden Ansprüche.