Im Sog liegende geöffnete Ventile?

  • Neulich gab es einen Hinweis auf die Internet-Seite von Orgelbau-Vier: Innovative Konzepte. Zitiert wird dort aus einem Referat von Peter Vier:

    "Die ökonomische Orgel zwischen Tradition und Fortschritt Referat bei der Arbeitstagung des Landesverbandes evang. Kirchenmusiker in Baden am 12. Juli 1983":



    Die einarmige Spielanlage



    ...dass bei einarmigen Tasten die Mechanik etwa in der Mitte der Taste angehängt ist, also nur etwa 5 mm Gang an der Taste macht. Damit gehen die Ventile in der Schleiflade nur wenig auf und liegen im Sog des Windes.





    Nichts ist einfacher, als diese Behauptung zu überprüfen; kurzerhand entfernte ich eine Ventilfeder und klemmte unter das Ventil ein Stäbchen, um es in der geöffneten Stellung von etwa fünf Millimetern zu lassen. Tatsächlich ging das Ventil mit einsetzendem Winddruck zu, allerdings mußte mindestens ein Register gezogen sein.



    Den gleichen Versuch wiederholte ich mit zehn Millimeter Ventilöffnung, hier war dann ein Winddruck von 90 mm WS notwendig und alle vier Registerschleifen gezogen, um genug Sogwirkung zu erreichen. Viers Erkenntnis wurde damit bestätigt. Doch was bedeutet das für den Hausorgelbauer, sollen wir nun tatsächlich nur noch geringe Ventilaufgänge konzipieren? Vier sieht in den im Sog liegenden geöffneten Ventilen den Vorteil, daß sie

    "sofort zugehen, sobald man mit der Kraft des Fingers nachlässt, der die Taste drückt".



    Das stimmt sicherlich, auch wenn durch entsprechend starke Federn vermutlich die gleiche Schließgeschwindigkeit erreicht wird. Jetzt kommt aber mein Einwand: Darf das Ventil überhaupt im Sog liegen?



    Liegt es geöffnet im Sog, bedeutet es, daß es, wenn auch vielleicht nur geringfügig, die Strömung behindert. Abhängig von der Zahl der gezogenen Registerschleifen, von Baß- oder Diskantlage werden sich in der Tonkanzelle unterschiedliche Druckverhältnisse einstellen.



    Somit wage ich folgende Gegenbehauptung:



    Das Ventil muß nach Überwindung des Druckpunktes so weit öffnen, daß der Wind rasch in die Tonkanzelle strömt und dort einen gleichmäßigen Winddruck aufbaut; öffnet es nicht weit genug, entstehen instabile Windverhältnisse in der Kanzelle mit den daraus resultierenden Tonhöhen- und Klangschwankungen.

    Die rasche Entleerung der Kanzelle beim Schließen des Ventils zur Erzielung höchster Repetiergenauigkeit kann anstelle der Sogkraft genauso durch die Federkraft erzielt werden; für das Spielgefühl ist es dasselbe, ob der Finger nach Überwindung des Druckpunktes das Ventil gegen die Sogkraft niederdrücken muß oder gegen die Federkraft. Wählt man geringe Federkraft, empfinde ich es zumindest als angenehm, daß der Finger nach überwundenem Druckpunkt nur wenig Kraft benötigt, um den Ton auszuhalten.



    Was ist nun Eure Meinung; wie haltet Ihr es mit Euren Ventilen?



    In Erwartung reger Resonanz grüßt Euch

    Wolfgang

  • Hallo Wolfgang.

    Ich habe das auch gelesen, da ich dem Link zu den Mehrtonpfeifen (deren ich eine auch schon selbst gefertigt habe, mit mäßigen Erfolg..) gefolgt bin.



    Ich geben dir Recht, dass es dem Finger wahrscheinlich egal ist, ob der Wind oder die Feder drückt. Allerdings nimmt die Feder (wenig) an Spannung zu, wenn das Ventil weiter aufgeht, der Windsog nimmt ab...



    Wie auch immer, ich halte auch von der Aussage nichts, dass eine hängende Traktur immer ein geringes Aufgehen der Ventile nach sich ziehen muß - ich kenne gnügend Orgel, deren Ärmchen an den Wellenbrettern auf der Tastenseite kürzer sind als auf der Ventilseite. Das macht einen heftigen Druckpunkt, da der Hebelarm ungleich ist (mehr Kraft an der Taste= mehr Gang am Ventil). Ich nenne nur das Hauptwerk der Trostorgel in Waltershausen als prominentes Beispiel. Tastenfall 6mm, ich glaube Ventilaufgang etwa 15mm.



    Das gesagte trifft m.E. nur auf direkt an den Tasten hängende Ventile zu. Wo findet man das schon?! In kleinen Orgeln, wie du es bei dir beschreibst, wird der Windsog eh nicht so rieseig sein.



    Habe ich das falsch verstanden? Du schreibst so, als wolltest du die Ventilfeder ganz ersetzten und das Ventil am Aufgang >5mm hindern?! Ich hatte das eher so verstanden, als dass weniger Federdruck nötig ist. Ich denke auch, dass bei hängender Traktur (fette Wellenbretter, lange Tasten) die Gewichtkraft die Sogkraft am Ventil um ein vielfaches übersteigt.



    Gruß

    Ulf



    Gruß

    Ulf

  • Rein versuchsweise entfernte ich bei einem Ventil die Feder, um die Sogwirkung unabhängig von der Federkraft beurteilen zu können, und es ist in der Tat ein interessantes Gefühl, das Ventil wie sonst auch mit der Taste zu öffnen und zu schließen, ohne daß es herausfällt. Allerdings ist die Sogkraft und damit die Fähigkeit des Schließens eben von der Anzahl der gezogenen Register abhängig; wird nur mit einem Register gespielt, noch dazu im Diskant bei sehr geringem Windverbrauch der Pfeifen, wird ein sicheres Schließen nicht mehr gewährleistet, man müßte dann den zulässigen sehr geringen Ventilaufgang in Abhängigkeit der Anzahl der gezogenen Register steuern - ich nehme an, daß Vier in seinen so ausgestatteten Kleinorgeln dann doch die Federkraft wirken läßt wegen mangelnden Soges...



    Meine Versuche ergaben übrigens, daß sich bei 10 mm weit öffnenden einseitig angeschwänzten Ventilen bei Ventillochmaßen 16 x 110 mm ein ziemlich gleichmäßiger Druckpunkt einstellt, unabhängig von der Zahl der gezogenen Register. Ich nehme an, daß eben erst einmal die luftleeren Tonkanzellen gefüllt werden müssen. Nach Überwindung des Druckpunktes genügt dann eine sehr geringe Kraft des drückenden Fingers, um die schwache Ventilfeder im geöffneten Zustand zu lassen.



    Das Problem des schnellen Schließens liegt m. E. nicht in der Schnelligkeit des Ventilschließens (wie auch immer), sondern in der raschen Entleerung der in der Kanzelle, in den Kondukten und in der Kernkammer gespeicherten Luft; ein möglichst niedriger Winddruck hilft da am besten, den Übergangszustand von Pfeife an zu Pfeife aus rasch zu überwinden. Übrigens klappern auch die unbefilzten Ventile nicht, da sie sozusagen auf das Luftkissen der Tonkanzelle fallen, nur bei ausgeschalteter Orgel erzeugen sie ein Klappern beim Aufschlag auf die Ventilplatte.



    Was die von Dir, lieber Ulf, angesprochene Problematik des Überwiegens von Feder- und Gewichtskräften in der Traktur gegenüber der Sogkraft betrifft, möchte ich anführen, daß ich versucht bin, jegliche Gewichte durch entsprechende Gegengewichte möglichst weitgehend aufzuheben, so daß schließlich nur noch die Reibungskräfte beim Drücken der Taste wirksam werden und natürlich noch die geringe Ventilfederkraft; aber noch spreche ich wie die Jungfrau vom Kinde, denn ein Versuchsmodell mit winzigem Wellenbrettchen ist noch lange keine "fettes Wellenbrett"!



    Jedenfalls danke für das Interesse an der Problematik und an der Beteiligung an der Diskussion, es grüßt Dich und alle Interessierte

    Wolfgang.

  • Hallo Wolfgang,



    daß ich versucht bin, jegliche Gewichte durch entsprechende Gegengewichte möglichst weitgehend aufzuheben, so daß schließlich nur noch die Reibungskräfte beim Drücken der Taste wirksam werden und natürlich noch die geringe Ventilfederkraft;





    Bedenke folgendes: Schwere Masse ist auch träge Masse. Hängst du noch überall Gegengewichte dran, wo die Ventilfeder nicht schon die Vorspannung macht, hast du noch mehr Masse, die bewegt ('auf Touren') gebracht werden muss und beim Abbremsen nachläuft. Ich erinnere an den Artikel von Fr. Walentovic (oder so) aus einer der letzten Ars Organi, in dem Sie das freie Ausschwingen der Ventile fordert und die Prallleiste verbannt. ein solches Nachschwingen wird durch mehr Masse in der Traktur nur verstärkt. Da hilft nur: kleine Bewegungen! (=kleiner Impuls p=mv).





    Ich würde versuchen, alles an der Ventilfeder 'aufzuhängen', also nicht nur das Ventil, sondern auch die Abstrakte, die Wellenärmchen und die Tasten ('hängende' Traktur macht das ja sowieso so, und Tastenwippen sollten nur ihr eigenes Gewicht 'wippen', alles, was dran hängt, sollte mit der Ventilfeder in der Waage sein.) Von Gegen'gewichten' halte ich aus o.g. Trägheitsgründen nichts, und ausserdem belassten sie die Gelenke und erhöhen somit passiv die Reibung (vielleicht erst nach 2 Jahren

    )





    Gruß!! und alles Gute.



    Ich finde die Diskussion spannend, vor allem, weil ich lange nicht so toll beue, wie ich hier schreibe. Meine Stecher stehen hinten auf den Tastenenden (zweiarmig), und man muß vorn ganz schön draufdrücken, bevor überhaut was passiert. Das wird mal geändert werden müssen... *g*



    Ulf

  • Also, seit wann heißt denn die Walentowicz "Henny Jahn"?

    Ein bißchen "neben" der Spur scheint sie schon zu sein.

    Also, ich heiße ab morgen Johann Andreas Stumm, ein für alle mal.

    Stelle gleich mal einen Antrag auf Namensänderung.

    Oder doch gleich Johann Michael anstatt Johann Andreas?



    Oswald Kolle wär auch nicht schlecht...

    Oder Oswald Kollerflöte.

    Dann bau ich Orgeln mit Brustwerken und einem SeximAlter 3-fach, für den Spaß zu dritt.



    Irgendwie bescheuert...



    Muß nur grinsen...

  • Hallo Andreas,



    sie beruft sich auf ein Verwandschaftsverhältnis,

    dass die Namensänderung nach deutschem Recht auch erlaubt.

    Macht natürlich die Vorstandschaft im Verein Hans Henny Jahn etwas zweischneidig, die Situation.

    Im orgelforum.de wurde die Frage auch schon aufgeworfen.

    Habe einen eMail-Schriftwechsel mit recht deftigen Mails von Frau Walentowicz in meinem Outlook. ;-)



    Johannes

  • Hallo Wolfgang (und andere),



    Hier mein erster Versuch in diesen Forum (und Sie werden gleich merken das Deutsch nicht meine Muttersprache ist...).



    Ich habe soeben einen (englischen) Artikel begegnet, der deine Befindungen über 'im Sog liegen' beitritt, mit Messwerte und Grafiken: http://www.tuftl.tufts.edu/mie/Pubs/pluck_pallet.pdf



    Der Autor konkludiert:



    1) Der Druckpunkt ('pluck' auf Englisch) is stark abhängig von der Breite der Ventilöfnung, also bei gleiche Oefnung gibt ein Ventil von 20x100mm ein bedeutend starker Druckpunkt als ein Ventil von 10x200mm.



    2) Entgegen der algemeine Vermutung, nimmt der Druckpunkt kaum zu bei mehr gezogene Register: mit 1 Register kann es 60gr sein, mit 5 Register vielleicht 65gr. Jedoch wird deutlich zugenommene 'Widerstand' gefühlt: durch zunehmende Sog soll der Finger langer Arbeit lieferen, das 'Brechen des Siegels' dauert nun 5mm statt 1mm (und wird weniger 'knackig' sein, mehr 'schwammig') (und, glaube ich, daher auch mehr ermüdend zum Spielen?).



    Dieser Artikel verweist gelegentlich nach einem anderen, über Schnelligkeit des Ventilschließens und Massen: "The Physics of Organ Actions"

    http://pykett.org.uk/the_physics_of_organ_actions.htm



    Warum ich dies schreibe?

    Na ja, ich lese schon seit Monate al diese interessanten Beitrage von dich und deine Kollegen-Forumschreiber, und musste doch wenigstens einmal sagen können dass es mich immer freut, und Mut gibt meine selbstbauplanen nicht auf zu geben...



    Ludo.


  • Habe mit ihr gearbeitet. Ich fand sie ok. Sie soll ausserdem Nichte von HHJ sein, und der Name Walentowicz soll schon eine Namenänderung gewesen sein. Sie meint eine Namenrückführung damit zu erzielen... Sie ist ausserdem sehr puristisch. Ist ja aber meine Wahrnehmung

  • Hallo Ludo, Grüß Gott, Willkommen im Forum!



    Es freut mich, daß Sie einen Artikel gefunden haben, der meine Erfahrungen bestätigt.



    Tatsächlich spürt man den Druckpunkt bei breiteren Ventilen stärker als bei schmäleren längeren Ventilen, auch wenn die Öffnungsfläche die gleiche ist: Das liegt an der Hebelwirkung der üblicherweise einseitig aufgezogenen Ventile.



    Auch die Sache mit der längeren Wirkung des Druckpunkt-Gefühls beim Spiel mit mehreren Registern kann ich bestätigen; zunächst ist es für die Sogkraft egal, wieviele Schleifen geöffnet sind, sie hängt nur von der Ventilfläche und dem Winddruck im Ventilkasten ab. Bei nur einer gezogenen Schleife wird der Winddruck in der Tonkanzelle rasch aufgebaut, der Sog hört schon bei geringstem Ventilaufgang auf, während beim Tutti-Spiel die Strömung in die Kanzelle noch wesentlich länger am sich öffnenden Ventil saugt.



    Interessant erscheint mir Ihr Hinweis auf den Artikel

    >>über Schnelligkeit des Ventilschließens und Massen: "The Physics of Organ Actions"<<; da mein Englisch hundsmiserabel schlecht ist, möchte ich Sie bitten, uns das wichtigste davon zu schreiben, denn das berührt ja genau den Kern der Diskussion 'im Sog liegende geöffnete Ventile', angeregt von Orgelbauer Vier!



    Wolfgang

  • Hallo, ich habe zu diesem Thema "im Sog liegend" eine Anschlußfrage:



    Wenn es richtig ist, dass kurze Ventilöffnungen (z.B. < 5 mm) ungünstige Windverhältnisse mit sich bringen, dann müßte das doch auch für den hinteren, immer weniger offenen Bereich des Ventils gelten, zwar mit geringerer Wirkung aber doch prinzipiell. Das hieße dann ja wohl: kurze Ventile mit großer Öffnung ( z.B. 100 lang mit 10 mm Öffnung) wären prinzipiell besser als lange Ventile mit kurzer Öffnung (z.B. 250 lang 5 mm Öffnung)! Oder gibt es zwischen den beiden Größen irgendwo ein Optimum? Kann jemand dazu etwas ergänzen?

    Bei Boersma ist mir nur aufgefallen, dass er die Ventillänge umso größer macht, je größer der Pfeifen-bzw. Registerumfang wird und breiter, je größer die Pfeife ist. Über die Öffnung läßt sich das nicht sagen, sie scheint sich eher durch das Konstruktionsprinzip zu ergeben. Bei den Stechern der Truhenorgel ist sie nämlich eher gering (z.B. nur 6 mm) je nachdem wo sie ansetzen und ich meinte ich könnte ausgleichend einfach das Ventil etwas länger machen.

    Nicht gut?



    Gruß Werner

  • Hallo Wolfgang,



    Ich habe den Artikel "Physics of organ actions" mal gelesen, bin aber nicht überzeugt von dem Wert: er zeigt einige physikalische Formel (Mechanika), macht aber viel Annahmen die er nicht rechtfertigt, und es ist nicht klar ob er auch experimentelle Versuche gemacht hat; jedenfalls gibt er zu, dass er zB Reibung und Biegung nicht in der Rechnung bringt...



    Der Artikel ist hauptsächlich über 'release time' (wieviel Zeit zwischen Finger heben und Taste hoch).

    Hier sind einige seiner Schlüsse distilliert:



    1) Er argumentiert eine Repetitionsgeschwindigkeit von 8 Noten per Sekunde.



    2) "Release time" ist direkt proportional der Quadratwurzel der Masse, und umgekehrt proportional der Federkraft. Aber die Masse, von der Rede, ist nicht einfach die Summe aller Massen ...



    3) Höchster Einfluss auf Geschwindigkeit kommt von den Abstraktenmassen, weniger von Wippen und Tastenmasse (!), nog weniger von Wellen.



    4) Mit hängende Traktur ist es leichter um ein gute Repetition zu bekommen als mit Balansklavier.



    Ja es gibt noch viel zu untersuchen.



    Aber gucke doch mal selbst in dem Orinaltext, eben wenn dein Englisch nicht so super ist: unsere Freunde von Google wirden das doch übersetzen.

    Suche einfach den Artikel auf google.de, zB so:

    http://www.google.de/search?hl…tions%22&btnG=Suche&meta=

    und clicke dann auf "übersetzen". Kein perfektes Deutsch aber jedenfalls besser als der Schnitger und der Silbermann je gehabt haben...



    Ludo

  • Hier einmal ganz simpel: Dass Ventile mit äußerst geringer Querschnittsfreigabe zu strömungsbedingten Schwankungen führen können, ja indifferente Zustände in der Windführung verursachen, hat eine einfache physikalische Begründung (wenn es recht ist):



    Am sich öffnenden Ventil muss die Summe aus Druck- und Geschwindigkeits-Energie konstant sein (abhängig z.B. auch vom Druck in der Windlade). Wenn nun das Ventil sich sehr wenig öffnet, entsteht im freiwerdenden Querschnitt eine recht hohe Geschwindigkeit (diese schlägt für die Geschwindigkeitseniergie noch quadratisch zu Buche). Die Folge ist, dass der Druck für die Energiebilanz stark absinken muss und zum Sog werden kann. Der Sog wiederum bewirkt, dass das Ventil wieder zugehen will, dieses jedoch wegen des Luftstroms letztlich es nicht zulässt. Hier entsteht also ein "Kampf" zwischen Druck- (Sog-) und Geschwindigkeits-Energie. Daraus können strömungsbedingte Schwankungen entstehen.

    Ein "alltägliches" Beispiel für so einen Vorgang kennen wir vielleicht vom Spiel mit dem Gartenschlauch. Halte ich die Schlauchdüse normal (90 Grad) auf einen glatten Untergrund (Planschbecken), so will einerseits das Wasser entströmen, andererseits zieht der Sog zwischen Düsenöffnung und glatter Fläche die Düse immer wieder gegen den Untergrund. Der Schlauch beginnt zu "tanzen".

    Meine Phgantasie reicht sogar soweit, dass mit bewusst kleinen Ventilspalten ein Tremolant entstehen könnte. Aber ich werde es nicht versuchen.



    Viel Spaß,

    Andreas Richter