ODB, Österreichische Orgeldatenbank Karl Schütz



 

Österreichische
Orgel Daten Bank
Karl Schütz

Herstellung von Pfeifen aus Metall

Startseite
Österreichische
Orgel Daten Bank
Karl Schütz
Orgeln nach
Bundesländern
Literatur nach Bundesländern
Die schönsten
Orgeln
Österreichs
Prof. Mag. Dr. Karl  Schütz

Forschung an der
Musikuniversität
Wien
Prof. Mag. Dr.
Wofgang
Kreuzhuber
Aktivitäten 2007

Österreichisches
Orgelforum
Aktivitäten 2007

weitere
Interessens-
vertretungen

Orgel-
denkmalschutz
in Österreich
Wollen Sie
Steuern
sparen?

empfohlene Links

Wie eine
Metallpfeife
entsteht

Orgel des
Monats

Impressum


Pfeife Ferstl Karnabrunn

odb

Nach Abklärung der Bilderrechte steht Ihnen diese Seite vollillustriert zur Verfügung ! ! !



HERSTELLUNG VON LABIALPFEIFEN

 

Metallpfeifen

 

Die Labialpfeifen entsprechen den Gesetzen der Physik betreffend stehender Wellen in offenen und geschlossenen Röhren. Sie können daher grundsätzlich aus jedem Material erzeugt werden, aus Holz, Elfenbein und Metallen ebenso wie aus Karton.

 

Seit Jahrhunderten werden die Metallpfeifen üblicherweise aus einer Legierung von Zinn (Sn) und Blei (Pb) gefertigt. Der Mischungsanteil wird als Lötigkeit bezeichnet:

 

                          Zinnanteil

16         lötig = 100,00%

15         lötig =   93,75%

14         lötig =   87,50%

13         lötig =   81,25%

11         lötig =   68,75%

10         lötig =   62,50%

  9         lötig =   56,25%

  8         lötig =   50,00%

  7         lötig =   43,75%

  6 1/3   lötig =   40,00%

  6         lötig =   37,50%

  5         lötig =   31,25%

  4         lötig =   25,00%

  3         lötig =   18,75%

  2         lötig =   12,50%

  1         lötig =     6,25%

 

Für bestimmte Legierungen wurden Benennungen üblich:

                               100% Zinnanteil   Reines Zinn

                               75%   Zinnanteil   Probezinn

                               60%   Zinnanteil   Orgelmetall

                               50%   Zinnanteil   Spotted metall oder Naturguss (w.s.)

                               unter 50% Bleipfeifen

 

Für Prospektpfeifen in teureren Instrumente wurde gutes bzw. "Englisches Zinn" gefordert. Laut Kunstlexikon von P.W. Neumann handelt es sich um bleifreies Blockzinn aus England, das Zusätze von Kupfer und Wismut erhält.

Dom Bedos bezeichnet als bestes und für die Orgelpfeifen geeignetstes Zinn solches aus der englischen Provinz Cornwall. Malakkazinn bevorzugen die Zinngießer, es ist weicher und nicht so fest und eignet sich deshalb weniger für den Orgelbau. Auch aus Siam oder den spanischen Kolonien in Südamerika kann man weicheres aber doch geeignetes Zinn beziehen. Laut Dom Bedos sollte man auf keinen Fall deutsches Zinn aus Hamburg oder Holland verwenden, das sind die Reste vom Feuerverzinnen von Eisen, der Herstellung von "Weißblech". Eisenreste  machen Flecken an Prospektpfeifen.

Auch für das Blei empfiehlt Dom Bedos englisches zu verwenden, es sei fester, stabiler und reiner als das deutsche. Über Blei aus anderen Gebieten wie etwa Frankreich gäbe es noch zu wenig Erfahrung.

Die Legierung zu je 50% Zinn und Blei besitzt die wenig aussagekräftige deutsche Bezeichnung Naturguss. Das Material zeigt eine fleckige Struktur mit blumenförmigen Rillen, daher trifft die englische Bezeichnung spotted metall das Erscheinungsbild besser. Die Ausprägung der Materialzeichnung entsteht stärker, wenn ein Anteil geringfügig höher als 50% ist.

Der Guss

Zinn und Blei werden in Barren angeliefert und anteilsgemäß in den Tiegel eines Schmelzofens gelegt. Im Prinzip geschieht der gleiche Vorgang wie beim silvestrigen Bleigießen. Die Barren schmelzen und vermengen sich, es bildet sich an der Oberfläche (ähnlich dem Milchkochen eine Art Haut, in der sich die Verunreinigungen ansammeln. Interessanterweise gehen die beiden Partikel nicht ineinander auf sondern umschließen sich lediglich, die Zinn- bzw. Bleimoleküle umgreifen einander. Deshalb ist die richtige

Schmelztemperatur je nach Gemisch äußerst wichtig, da sonst das Metall keine langlebige Konsistenz aufweist und nach vielen Jahrzehnten zerfällt.

Um den Haltbarkeitsprozess zu stärken, setzt der Orgelbauer dem Schmelzgut Substanzen zu, etwas (auch wieder nicht zu viel) Wismut. In den USA wird für das leicht zerfallende Blei in höherprozentigen Bleipfeifen Kupfer zugesetzt.

 
Hat das Schmelzgut die richtige Temperatur erreicht, wird es mit einem Schöpflöffel aus dem Schmelztiegel in den Gußschlitten gefüllt. Er ist an der hinteren unteren Seite offen, damit das Material austreten kann. Rasch wird nun der Schlitten (meist von zwei Personen) über die Gießbank gezogen. Je nach Tempo entsteht eine dickere oder dünnere Platte, die erstaunlich schnell erkaltet und erstarrt: die Platte für die Pfeifen ist fertig. Der Vorgang an sich wird neuzeitlich auch im Straßenbau für die Auftragung der Bitumendecke verwendet.
 

 
Für das Erkalten des Metalls ist die Oberfläche der Gießbank verschiedenartig gestaltet. Sand oder Stein sind Bestandteile älterer Verfahren, heute überwiegend üblich ist eine Leinenbespannung. Das Erkalten der Gußmasse geschieht derart schnell, dass das Leinen nicht verbrennt, kaum beansprucht wird. Je nach Plattenstärke kann man auf einem Leinenbelag bis zu 10 - 12 Platten gießen, dann bekommt das Leinen leichte Versengungsflecken, die frappant an das Grabtuch in Turin erinnern (!)

 

Die Oberfläche der Platte weist entsprechend der Gießunterlage deren Struktur auf, also bei Sand eine rauhe körnige Oberfläche, bei Leinen eben die Leinenstruktur. Zur weiteren Verarbeitung wird nun das Material gehobelt. Dies geschah früher und geschieht auch heute für bestimmte (oft restauratorische) Zwecke manuell mit dem Zinnhobel. Mit ihm kann man auch das Material ausdünnen, das heißt man läßt es an der späteren Labiumseite dicker und verkürzt den Querschnitt gegen das Ende des Körpers. Meist aber wird heute die Platte durch eine Fräsmaschine gehobelt. Findige Orgelbauer haben dieser Maschine aber ebenfalls schon das ausdünnende Hobeln beigebracht
 
 
 
 
 
 

Von der ebenen Platte zur runden Pfeife

 

Eine Labialpfeife aus Metall besteht im Prinzip aus

                        Fuß

                        Körper (Corpus) und

                        Kern

 

Fußteile  und Körper werden auf der Metallplatte entsprechend der Mensurtabelle angerissen und mittels einer großen Metallschere herausgeschnitten. Die Fußteile bestehen aus Kreissegmenten, die zylindrischen Körper aus rechteckigen Teilen, konische Körperteile aus gleichseitigen langen Rhomben. Die ausgeschnittenen Teile (die sich entsprechend der Tonhöhe verjüngen) werden für die weitere Verarbeitung aufeinandergelegt. Die Kerne mit den Kern- und manchmal auch Körperschrägen werden als eigener Teil in Form einer Leiste gegossen, in Teile geschnitten und später zwischen Fuß und Körper aufgelötet (w.s.).

 

Alle Teile werden vor der Auflegung (und grundsätzlich bei jedem weiteren Arbeitsgang) mit dem "Bolus" gesichert: die empfindlichen Flächen werden mit einem Anstrich versehen, der  meist aus Gummi-arabicum, Schlemmkreide und Farbpulver (Oxydrot) besteht.

 

Festlegung der Labienbreite und Aufschnitthöhe

An einer Schmalseite des Pfeifenkörpers wird nun mit dem Stichel die Labienbreite festgelegt, "aufgerissen". Die Labienbreite steht im Verhältnis zur Plattenbreite und ist ein Bestimmungskriterium für den Klangcharakter der späteren Pfeife (bsw. charakterisiert eine Labiumbreite von 1/4 der Plattenbreite den Principalcharakter). Die Markierungen werden im relevanten Bereich mit dem Anreißhaken verstärkt.

 

 

Da diese Markierungen von der größten Körperplatte zur kleinsten entsprechend abnehmen, bedient man sich einer "Teilungstafel", die entsprechend dem Labienbreitenverhältnis zwei vorgezeichnet Striche eingraviert hat. Man braucht nur das Blatt an setzen und die beiden Markierungspunkte anreißen Anreißpunkte).

Nun wird die Aufschnitthöhe festgelegt, dazu dient der Reduktionszirkel. Die Aufschnitthöhe sollte mindestens dem Verhältnis der Labiumbreite entsprechen (für den Principal also 1/4 der Labiumbreite), das muss mühsam bei jedem Körperteil aufgetragen werd (angerissen) werden. Ein niedrigeres Aufschnittverhältnis begünstigt einen schärferen Klang, ein höheres einen flötigeren Klang.

Wie schon erwähnt werden die Markierungen mit dem Reißhaken im relevanten Bereich verstärkt.

Übertragung der Labienbreite und Plattenbreite der Körperplatte der auf die Oberkante der Fußplatte

Die beiden Plattenkanten werden aneinandergelegt, die runde Fußplattenkante  wird an der geraden Körperplattenkante "abgewickelt", die Anreißpunkte der Köperplatte werde dabei auf die Fußplatte übertragen. Anschließend wird die Überbreite der Fußplatte mit der Schlagschere abgeschnitten.

­

Für die weiteren Arbeitsgänge werden nun die Längskanten wieder mit Lötfarbe ("Bolus", s.o.) angestrichen.

 

Das Aufrollen der Platten

Die Körperplatte wird nun über einem Rundstahl aufgerollt, indem man eine Längskante fest an den Stahlstab andrückt und dann mit Schwung über eine glatte Fläche rollt. Der Vorgang erinnert an das Aufrollen des Teiges mittels Nudelwalker.

Für die verschieden großen prismatische oder konische zu formenden Pfeifenteile muss eine Werkstätte über ein Arsenal an entsprechenden verschieden breiten und verschieden hohen Formstangen verfügen:

 

Beide Längskanten des aufgerollten Körpers werden nun mit dem Klopfholz verschiedentlich  - auch mit Pertinax- belegtes Weichholzbrett mit abgerundeten Kanten so auf dem Rundstahl geklopft, dass sie parallel zueinander stehen. Der Spalt sollte etwa Kartonstärke besitzen.

 

Mit dem Dreikantschaber werden nun die Längskanten als Vorbereitung für das Zusammenlöten "abgefast" Der erste Schnitt wird mit 90°, alle weiteren Schnitte mit 45° angesetzt.

 

Die Lötnähte werden so dicht zueinander gedrückt, dass der Abstand zwischen beiden etwa 1/2 Materialstärke beträgt; in dieser Stellung werden die Lötnähte mit wenigen Lottropfen zusammengeheftet. Zusammensetzung des Lots hier: 62 % Zinn, 38 % Blei = Sickerlot oder "eutektische Legierung", d.h., das Lot schmilzt früher als das Material. Werkzeug: Lot, Lötkolben, Lötstein.

 

Nun wird die Längsnaht am Pfeifenkörper mit Stearin (und nicht Parafin!) als Flussmittel ausgestrichen, anschließend erfolgt das endgültiges Zusammenlöten der Längsnaht.

 

 

(1.Lötversuch eines Pfeifenkörpers durch den Autor)

 

Nun wird die Höhe des Unterlabiums auf der Fußplatte mit dem Reduktionszirkel angerissen und schließlich wie beim Körper die Platte (auf einem konischen Rundstahl) aufgerollt, gerichtet und die Spalte gelötet.

 

 

Das Rondieren (rundieren)

Beide Teile werden nun mit Klopfholz und Rundstahl rondiert (rundiert). Das sehr geräuschvolle Schlagen treibt das Metall und die Moleküle werden in die Rundform gezwungen.

 

 

In die beiden gerundeten Pfeifenkörper werden die Labien eingedrückt. Dazu wird der Pfeifekörper mit den angerissenen Labien nach unten auf die Polierplatte aufgesetzt und mit der linken Hand angedrückt. Mit dem Polierstahl werden die Labienanrisse ertastet, die flache Seite des Polierstahl wird aufgesetzt und durch kräftiges Niederdrücken und Hin- und herbewegen das Labium einfach flach eingedrückt.

 

 

 Die Rundnaht

Mit der Rundnaht werden Körper, Fuß und Kern gemeinsam verbunden, das ist der heikelste Vorgang, er entscheidet über das richtige Funktionieren der fertigen Pfeife.

 

Zunächst werden die Labienseiten von Körper und Fuß wieder mit Lötfarbe bestrichen. Dann werden die zu verbindenden Kanten "bestoßen", d.h. die labienseitige Körperkante wird mit der Feile so plan gefeilt, dass der Körper beim Aufsetzen auf die Polierplatte fest steht und nicht wackelt. Kontrolle: Zwischen Rundnaht und Körper darf kein Licht durchschimmern.

 

Beim Fuß wird ebenso verfahren, nur wird hier anstatt der Feile der Zinnhobel verwendet.

 

Wie bei der Längsnaht werden die zu verbindenden Kanten gefast, mit der Feile auf 45° abgeschrägt.

 

 

Auf den Fuß wird die rechteckige Kernplatte aufgesetzt und so an den beiden Labienecken punktuell angeheftet, dass die Kernspaltenweite etwa das 1- bis 1 1/2-fache der Materialstärke beträgt. Anschließend wird der Kern mit einem Hammer so fest auf den Fuß geklopft, dass der Kern fest auf dem Fuß aufsitzt und zwischen Kern und Unterlabium ein nur noch kaum sichtbarer Spalt bleibt.

 

Die überstehenden Kernecken werde mit dem Lötkolben abgeschmolzen und zwar so, dass der Kern analog zur Rundnaht am Körper eine zum Körper hin ansteigende Fase von 45° Innenneigung erhält. Damit wird der Kern gleichzeitig festgelötet. Unebenheiten aufgrund des Lötvorgangs werden nachgefeilt.

 

 Den Höhepunkt stellt das Zusammensetzen von Körper und Fuß samt Kern dar. Die Werkzeuge werden vorbereitet: Feile, Lötkolben, Lot und "Böckchen".

Ein Problem bildet das geschickte Festhalten von Körper und Fuß mit einer Hand während des Lötens dar: der Fuß wird mit der Spitze an den Bauch gedrückt, während die Oberkante des Körpers auf dem Böckchen aufliegt. mit der linken Hand hält man die Pfeifenteile, während man mit der Rechten heftet.

 

Fuß und Körper werden so gefeilt und zusammengepasst, dass zwischen Ober- und Unterlabium ein Abstand von ca. 1/2 Materialstärke bleibt. In dieser Stellung werden beide Teile an den Labienecken zusammengeheftet. Anschließend werden Körper und Fuß so zueinandergebogen, dass die Labien sowohl quer als auch längs parallel zueinander stehen und die Längsachse von Körper und Fuß gleich ist. Danach wird an der Längsnaht eine weitere Hafte gesetzt, die Rundnaht endgültig verlötet und zum Schluss die Haften aufgelöst und beigelötet.

 

 

 
Nun werden die Pfeifenfüße angespitzt, was meist mit einer Maschine (dem Zureibhorn) mit einem rundlaufenden Trichter bewerkstelligt wird. Dann wird mit feuchtem Lappen und Kreide (eventuell Sidol) der Sicherheitsbolus abgewaschen, der Schmutz entfernt, die Fläche trocken nachgerieben. Die Pfeife ist (noch unaufgeschnitten) fertiggestellt.

 

 
 

Des Autors "Erstlinge"

 

 

 Der Aufschnitt

Mit der Höhe des Aufschnitts, des Herstellens der Öffnung am Oberlabium werden weitere Klangkriterien eingebracht.

Mit dem Teilungszirkel wird die Aufschnitthöhe auf dem Oberlabium aufgetragen Nachdem die gewünschte Aufschnitthöhe in den Zirkel gefasst wurde (bsw. 1/4 der Labiumbreite),  wird sie auf dem Oberlabium aufgetragen wie vorher die Labienhöhe (s.o.).

Nachdem die Markierung des Oberlabiums mit dem Reißhaken nachgezeichnet wurde, wird die Öffnung mit dem Schnitzmesser ausgeschnitten.

Schließlich wird noch der Kern mit einem Lindenholzplättchen geputzt (mit dem Holzplättchen wird in der Kernspalte mehrfach hin und hergefahren).

 

 
 

Intonation

 

Die Intonation ist das Finishing an der Pfeife. Die Labien und der Kern werden in kleinsten Bewegungen gezogen, gebogen oder gehoben, so dass die Pfeife allein optimal in Klangfarbe und Lautstärke erklingt und auch mit den anderen Pfeifen desselben Registers optimal abgestimmt ist. Der Vorgang endet mit der Reinstimmung des Registers.

 

Die Herstellung der Pfeife an sich ist feinste Handarbeit und muss genau vor sich gehen. Die Intonation aber ist eine besondere Kunst und wird von Spezialisten unter den Orgelbauern ausgeführt. Der Intonateur entscheidet letztlich, wie die Orgel im einzelnen und als Ganzes klingt.

 

Univ.-Prof. Peter Planyavsky formulierte in prägnanter Weise das Wesen der Intonation:

(unveröffentlichtes Manuskript vom 20. Januar 2002)

 

Intonieren heißt : die bloß technisch fertige Pfeife in einen Klangerzeuger verwandeln. Wenn sie nämlich frisch vom Pfeifenmacher kommt, gibt sie keinen oder höchstens irgendeinen Ton von sich. Die Tonhöhe stimmt nicht, die Pfeife passt nicht zu ihren Nachbarn, sie ist vielleicht lauter oder leiser oder auch schärfer oder stumpfer, als das Klangkonzept es fordert. Es handelt sich um viele kleine Handgriffe - bei jeder einzelnen Pfeife. Normalerweise braucht man mindestens zwei Mann dafür : einer „unten" am Spieltisch - der eigentliche "lntonateur" -, der prüft, hört und Anweisungen gibt für den andern, der „oben" bei den Pfeifen ist und die Adjustierungen im Millimeterbereich vornimmt. Die Intonation ist einer der wichtigsten und teuersten Vorgänge beim Orgelbau. Im Fall etwa der neuen Domorgel [Anm.: in Wien] haben zwei Leute dreieinhalb Monate intoniert, ohne ein Gramm Material zu verbrauchen. Der Intonateur selbst entwirft auch normalerweise viele Monate davor das gesamte Klangkonzept, berechnet die Mensuren der Pfeifen und macht die Vorintonation - jenen noch früheren Schritt von der gar nicht klingenden zur irgendwie klingenden Pfeife: die eigentliche Beseelung der Orgel, der Vorgang, der aus einer Ansammlung von Pfeifen ein individuelles Instrument macht, das die Vorstellungen seiner Erdenker und Erbauer widerspiegelt.

 

 

Anmerkung:

Die Photos entstanden beim Kurs "Herstellung von Metallpfeifen, Materialien, Intonation, Restaurieren von Pfeifen" der Vereinigung der Orgelsachverständigen Deutschlands vom 1. - 6- Januar 1987 in der Werkstätte von OBM Christoph Naacke in Giengen an der Brenz. Die Zeichnungen stammen aus dem Unterrichtsmaterial von OBM Naacke an der Orgelbauschule Ludwigsburg, die Kopien für die Homepage hat OBM Naacke freundlicherweise genehmigt. Ebenso hat Univ.-Prof. Planyavsky den Abdruck des Schluss-Satzes genehmigt. Einzelne Formulierungen stammen aus einem anläßlich des Kurses von Dr. Wolfgang Meister verfassten Manuskript.