Verhalten von Bälgen?

Hallo,



Bälge sollen bekanntlich Luft speichern, um bei einem Mehrbedarf diese abzugeben. Versuchsweise nahm ich einen Akkordeonbalg mit einem Gewicht oben drauf, und seitliche Parallelführungen, daß der Balg gerade bleibt. Mit einem mbar-Manometer messe ich, daß der Druck komischerweise um mehrere mbar ansteigt, je mehr der Balg gefüllt wird. Als ob das Gewicht oben immer schwerer wird, was natürlich nicht sein kann. Liegt wahrscheinlich am steigenden Dehnungswiderstand. Simuliere ich einen Mehrbedarf an Luft, indem ich mit der Hand eine Öffnung freigebe, sinkt der Druck mit Absinken des Balges sofort. Von Windausgleich keine Spur. Dies wohlgemerkt bei weiter laufendem Motorgebläse. Ich überlege mir aber, auf einen Balg zu verzichten, und es mit einem Abblasventil zu versuchen: dieses müßte bei wenigen Pfeifen viel abblasen, und je mehr Pfeifen dazukommen, entprechend weniger, sodaß das Motorgebläse von vornherein den größtbenötigten Windbedarf liefert. Hat hier jemand Erfahrung damit?



Viele Grüße,

Eberhard

Hallo Jens,



danke für die Info. Akkordeonbälge sind da wohl echter Schrott. Das Problem liegt auch darin, daß ich nicht weiß, wie viel Wind (Luftmenge) überhaupt abgegeben werden sollte. Es werden ja nie alle Pfeifen auf einmal gespielt, sodaß ich vermute daß es ausreicht, mal probeweise den Luftbedarf zu ermitteln für die komplette untere Oktave, bei mir ein 4'-Register, und dann das Gebläse so einzustellen. Daraus läßt sich dann sicherlich die Größe berechnen für einen Schwimmerbalg.



Viele Grüße,

Eberhard

Lieber Eberhard,



Im Sache Windverbrauch, Karl Bormann geht von 8cm3 Luftverbrauch bei 0,3mm Kartoneinlage (Luftschichtdicke zw. Kern und Unterlabium) pro mm Labiumbreite, 11,5 für 0,4 und 13 für 0,5 (für dickere Windblätter gibt er nichts an). Du kannst den Windbedarf errechnen (Bormann fügt hinzu 15% für Windverschleich) mit einem grosszügig registrierte und "geschlagtes" Akkord.



Der Balg fangt auch Windstösse ab. Wenn du ein Akkord im Diskant hälst und im Bass berreich zügig spielst - speziell im non-legato, wird den im Disk. gehañtenes Akkord tremulieren. Mit Stossbalg weniger oder gar nicht.



Auch die vom Motor erzeugten Wirbeln werden im Balg etwas eingedämmt(am besten lieber Bälge und gar kein Ventilator, da gibs schon verschiedene Systemen).



Jens hat recht, am besten am Anfang ein Schwimmerbalg bauen...

Hallo Troll,



danke für die Windverbrauchsangaben, morgen werde ich mal die Labien messen. Gibt es eine Bauanleitung für einen Schwimmerbalg?



Besten Dank und viele Grüße,

Eberhard

Hallo Eberhard,

dein Problem kenne ich aus eigenen Experimenten mit Bälgen. Ich habe dabei auch erst gestutzt, als der Luftdruck mit aufgehendem Balg stieg.

Die Erklärung war nach einigen Minuten des Betrachtens der Balgfalten schnell gefunden.

Die äußeren Falten bewegten sich nach außen, wenn der Balg zusammen fiel. Die durch die äußeren Falten begrenzte Fläche war also größer als die wirksame Fläche der Endplatten.

Wurde der Balg aufgeblasen, bewegten sich die äußeren Falten nach innen, die durch die äußeren Falten begrenzte Fläche war also kleiner geworden im Verhältnis zur wirksamen Endplattenfläche.

In der obersten Stellung stimmten beide Flächen dann überein.

Funktion:

Bei gleichem Balg-Gewicht ist der Druck pro cm2 bei kleinerer Fläche größer, also steigt der Luftdruck. Fällt der Balg zusammen, vergrößern die sich nach außen bewegenden Falten die wirksame Fläche, der Druck pro cm2 sinkt also und somit auch der Luftdruck.

Abhilfe kann erreicht werden wenn man darauf achtet, dass die äußeren Falten sich nicht über die Außenkanten (das sind die Kanten an denen das Leder an den Endplatten befestigt ist ) der Endplatten hinaus nach außen bewegen.

Bleiben die äußeren Falten in Position und bewegen sich nur die inneren Falten, besteht dieses Problem nicht.

Ich hoffe Dir und vielleicht auch anderen Hausorgelbauern mit dieser meiner Erfahrung etwas mehr zum Verständnis im Umgang mit Bälgen beigetragen zu haben.

Mit lieben Grüßen

Ernst

Hallo Ernst,

das deckt sich genau mit meinen Beobachtungen: erst ab einem gewissen Bereich fing der Druck an zu steigen, danke für die Erklärung! Allerdings war dieser gewisse Bereich immer sehr früh erreicht, sodaß das zu wenig Speichervolumen ergab, (auch wenn es eigentlich 2 Bälge parallel waren), ich habe mich von der Âkkordeonbalglösung verabschiedet. Waren wenigstens nicht teuer, Stück 20€ bei ebay...

Viele Grüße,

Eberhard

Hallo Jens,



ich lese es jetzt erst: besten Dank für die Tips!!



Viele Grüße,

Eberhard

Wenn ich jetzt auch noch meinen Wind dazugeben darf:



1. Versuchsaufbau Akkordeonbalg:

„Mit einem mbar-Manometer messe ich, daß der Druck komischerweise um mehrere mbar ansteigt, je mehr der Balg gefüllt wird.“

Ich nehme an, daß bei dem Versuchsaufbau das Gebläse „mit vollem Rohr“ nahezu ungedrosselt in den Balg hineinbläst; damit wird klar, daß schließlich der maximale Druck gemessen wird, der Staudruck, den das Gebläse erzeugen kann. Während der Phase der Füllung wirst Du, lieber Eberhard, zunächst einen niedrigeren Fließdruck messen, der sich mit zunehmender Balgfüllung zum maximalen (Stau-)Druck erhöht. Wenn Du nun das Auslaßloch öffnest, um den Windverbrauch der Pfeifen zu simulieren, öffnest Du vermutlich zu groß, denn das Gebläse sollte immer in der Lage sein, das Balggewicht ganz nach oben gestemmt zu halten. Bedenke: „Mehrere mbar“, das heißt, mehrere Dutzend Millimeter Wassersäule Druckänderung, und das, wo Hausorgeln üblicherweise um die 40 mm WS verfügen, oft auch weniger, also höchstens 4 mbar, da war also die Auslaßöffnung zu groß gewählt; freilich wolltest Du ja sehen, wie der Balg zusammengeht. Wie bereits der Jens schrieb, benötigst Du auf jeden Fall ein Regulierventil. Den von Ernst Hepfner beschriebenen Effekt der unterschiedlich wirksam werdenden Balgplattenfläche je nach Balgentfaltung möchte ich damit nicht schmälern, er kommt noch hinzu, ist aber bei dem Versuchsaufbau hier wohl zu vernachlässigen. Um den Sachverhalt abschließend zu klären, möchte ich Dir empfehlen, das Gebläse abzukoppeln und den Akkordeonbalg von Hand aufzuziehen, sodann beobachten, wie das Gewicht langsam bei vorsichtigem Öffnen der Auslaßöffnung absinkt. Du wirst sehen, daß der Winddruck ziemlich gleich bleibt. In diesem Fall wäre der Akkordeonbalg also grundsätzlich als Orgelbalg tauglich.



2. Rollventil

Für mich war es eine reizvolle Angelegenheit, ein Rollventil anzufertigen. Wenn Du zu den bereits zitierten Quellen weitere Bilder brauchst, könnte ich Dir/Euch hier welche hereinstellen. Erstaunlicherweise hat Altmeister Bormann in seinem Buch „Heimorgelbau“, was für lange Zeit ja eine Art Bibel für uns hobbymäßige Orgelbauer war, die Anbringung eines „Widerbläsers“ beschrieben, also ein Überdruckventil, welches den überschüssigen Druck ausbläst, sobald der Balg eine gewisse obere Stellung bei fehlendem Windverbrauch in den Spielpausen einnimmt. Indes das Rollventil im Einlaß zwischen Gebläse und Balgkammer schließt, sobald der Balg eine gewisse obere Füllgrenze erreicht; nicht ganz oben, um Dehnungseffekte der Balgfalten auszuschließen.



3. Schwimmerbalg

Solltest Du Dich also doch dazu entschließen, einen Schwimmerbalg zu bauen, eine ebenfalls interessante Arbeit, so möchte ich Dir gleich jetzt raten, unbedingt spezielles „Balgleder“ zu verwenden; ich weiß nicht, welches arme Tier dafür seine Haut lassen muß, oder ob das nur ein besonderer Gerbvorgang ist, welches das Leder luftundurchlässig werden läßt, normales Leder läßt jedenfalls zuviel Luft entweichen. Ich verwendete als alternatives Material so ein gelbes Kunstleder aus dem Baumarkt, ich glaube, es ist als Fensterputzleder gedacht, ich weiß es nicht mehr genau, oder es geht wohl auch „Gummituch“ oder sonst eine Folie, „probandum est“ (Bormann).



Noch etwas zum Wulst: Sowohl auf den Zeichnungen der Reinhardt-Hausorgel auf „Hausorgel.de“, als auch auf dem zitierten Photo des Schwimmerbalgs, wohl von Lauckhuff, sehen wir einen wulstförmigen Verlauf des Balgleders (Folie etc.) zwischen Rahmen und Balgplatte. Das hat den Vorteil der Leichtgängigkeit und des großen Hubes, den die Platte nehmen kann. Schwierig stelle ich mir vor, die Ecken herzustellen. Da habe ich mir das schon sehr vereinfacht, irgendwo, ich glaube, auf einer Werkszeichnung von Walcker habe ich im Internet gesehen, daß man das Leder (Folie ....) auch gerade ohne Wulst eben auf die Oberseite des Balgkastenrahmens befestigen kann. Rahmen und Balgplatte liegen dann in Mittelstellung der Platte auf einer Ebene. Durch Niederdrücken der Platte erzielt man dann auch so durch die künstliche Dehnung eine wulstartige Schwellung zwischen Platte und Rahmen, ohne daß man großen Aufwand an den Ecken betreiben muß. Freilich ist der Aufgang, also der Hub der Platte wesentlich kleiner als mit „echtem“ Wulst, doch bei dem üblicherweise geringen Windverbrauch bei Hausorgeln sollten wenige Zentimeter genügen, um den Verbrauchsstoß bei jähen vollgriffigen Akkorden abzufangen, ehe das Rollventil aufmacht und wieder Luft vom Gebläse einströmt. Übrigens konnte ich mir die doch etwas aufwendige Konstruktion des Scherenmechanismus ersparen: Die Balgplatte bleibt, zumindest bei meinem Balg, ausreichend stabil in der Mitte des Balgrahmens fixiert, ohne großes Kippeln und Vibrieren, und das ohne Balgfedern, rein mit Gewichten!



So, jetzt ist erst einmal die Luft heraus bei mir, niemand ist verpflichtet, das alles gelesen zu haben,

Euer Wolfgang.

Hallo Wolfgang,



ersteinmal ganz herzlichen Dank für den umfangreichen Text! "Volles Rohr" habe ich das Gebläse allerdings nicht laufen lassen, es läßt sich drehzahlstellen und auch eine Drosselklappe war dazwischen, die jedoch leider nicht dicht abschloß. Jedenfalls konnte ich beobachten, nachdem ich das Gebläse ausgeschaltet hatte, daß der Druck in den Bälgen in der Endstellung nach wie vor zu hoch war. Reduzierte ich das Gewicht, wurde es viel besssr, jedoch fiel auch so der Druck immer weiter ab, je leerer der Bälge wurden, kein konstantes Druckverhalten! Als nächstes werde ich versuchen, einen Schwimmerbalg hinzubekommen. Eine neue Drosselklappe habe ich gebaut, diesmal keine kippbare Scheibe in einem Rohr, sondern als Schieber. Falls der später zu schwer geht, wenn Druck drauf ist, ließe der sich auch über ein Servo stellen. Ich denke ich werde versuchen, probeweise irgendwo Gummituch aufzutreiben. Allerdings darf ein solches wohl nicht zu dünn sein, vermutlich um die 2 mm?



Viele Grüße,

Eberhard

Hallo Eberhard,

Gummituch habe ich genug, etwas abzugeben.

Schreib bitte an orgelbau-vogel@gmx.de

Viel Erfolg und Gruß

Hans-Jürgen

Dank Deiner E-Mail-Adresse habe ich, jetzt erst, erkannt, welch ein "Orgelvogel" Du bist, lieber Hans-Jürgen, und ich freue mich sehr, daß wir mit Dir einen weiteren Experten in unserem Kreis hier haben! Da komme ich mir richtig fehl am Platze vor, wenn ich als Laie mich erdreiste, dem Eberhard nochmals einen Hinweis zu geben:



Könnte es sein, daß Du aus der Kfz-Branche kommst? Ich komme darauf wegen servomotorgesteuerter Drosselklappe...

Wenn Du gerne experimentierst, ist das eine gute Sache; ich selbst bin in ein Alter gekommen, in welchem ich lieber von vorneherein auf bewährte Konstruktionen zurückgreife, möglichst ohne viel Elektrotechnik. Somit käme für mich weiterhin nur das bereits angedeutete Rollventil in Frage, von welchem ich weiß, daß es funktioniert. Eigentlich sollte es gleichgültig sein, welche Ventilart zur Drosselung man nimmt, allerdings muß es in der Lage sein, vollkommen abzuriegeln, denn in den Spielpausen haben wir in unseren kleinen Instrumenten praktisch überhaupt keinen Windverbrauch, von dem geringen "Verschleich" aufgrund von Undichtigkeiten abgesehen. Freilich stabilisiert ein gewisser gleichmäßiger "Grundverbrauch" das Regelverhalten, deshalb verwende ich keine Pulpeten, sondern nehme den Windverlust in den Durchführungslöchern für die Abstraktendrähte billigend in Kauf, aber das ist ein anderes Thema.

Bei Schieberkonstruktionen habe ich Bedenken, ob diese Ventile dann auch schnell genug reagieren; der Aufwand mit den Rückziehfedern ist wohl auch nicht ausgesprochen niedrig.



Jetzt zieh ich mich lieber wieder zurück, ich könnte Romane schreiben, ist halt viel schöner als die sonstige Arbeit am Computer hier im schnöden Büro...

Wolfgang.

Ich freue mich auch, dass du HJ dabei bist!

Hallo zusammen,

gerne bringe ich Anregungen mit ein.

Ich habe hohe Achtung vor denen, die sich die Zeit nehmen, zu probieren und zu experimentieren und möchte mich bedanken für manche Anregung, die mir neue Erkenntnis gebracht hat.

Das Gummituch schicke ich besser zu, ich habe da einen Rest gefunden, der etwa die Größe hat.

Da habe ich noch eine Zeichnung, die ich einmal für den Bau einer Drosselklappe gemacht habe. Da schleicht eine geführte, belederte Platte in der Form eines Klodeckels mit einem einseitig angebrachten Gewicht so über das Auslassloch, dass es nie richtig abhebt und daher nicht flattern kann. Beim Schließen legt sich die Platte dann Flach auf das Loch. Die Klappe kann dann von außen eingestellt werden und ist mit der Stoßfängerplatte verbunden. Das ist ein schwimmender Windladenbalg. Wer solche Zeichnug benötigt, mag mir bitte eine Nachricht schreiben.

orgelbau-vogel@gmx.de

Ich wünsche viel Freude beim Bauen.

Hans-Jürgen

Hallo Wolfgang,



nein, ich komme nicht aus der KFZ-Branche, habe mich früher mit Modellbau beschäftigt, und da kam ich auf die Idee mit Servo. Ein solches reagiert sehr schnell. Wenn ich vom sich ändernden Balg ein Schiebepotentiometer bewegen lasse, kann ich über die Ansteuerelektronik, die das Servo benötigt und es fertig zu kaufen gibt, die Geschwindigkeit, wie schnell der Schieber öffnet genau festlegen. Ein Rollventil zu bauen, traue ich mich nicht ran, und spätestens da geht es ja auch nicht ohne Rückholfeder.



Viele Grüße,

Eberhard

Hallo Eberhard,

das mit einer elektrischen Ventilsteuerung ist eine interessante Sache, da könnte man die Druckregelung optimieren: Anstelle der bleibenden Abweichung der Balgplattenlage, welche sich bei der rein mechanischen Regelung entsprechend des Winderbrauches einstellt, könnte man jetzt neben dem proportionalen Regelanteil einen integralen Anteil zugeben, welcher bewirkte, daß nach dem Einschwingvorgang bei sich änderndem Windverbrauch die Balgplatte wieder in seine festgelegte Position zurückkehre, beispielsweise in die Mittellage, mit dem Vorteil, den möglichen Hub zu verkleinern. Versuche werden zeigen, ob gar ein differentieller Anteil das Ansprechverhalten dahingehend verbessert, daß eine Windstößigkeit vermieden wird!



Der Vollständigkeit halber erlaube mir den Hinweis, daß bei dem Rollventil keine Rückholfeder nötig wäre, das ist ja das schöne an diesem System, daß der Gebläsewind die Rolle stets leicht nach unten, also in Richtung Verschließung der Gitterschlitze drückt; keine Bange vor der Herstellung: wer im Modellbau erfolgreich ist, wird erst recht so ein lederstreifenaufwickelndes Röllchen mit Schnurrillen anzufertigen im Stande sein!

Wolfgang.

Hallo Wolfgang,



ich muß zu meiner Schande gestehen, daß ich es annodynemals im Physik-Leistungskurs leider nie verstanden habe, wie das genau ist mit differenziert und integriert. Mein Abschluß war nicht sonderlich berauschend...



Viele Grüße,

Eberhard