Het klassieke pijporgel


Er bestaat een grote verscheidenheid aan orgeltypes. Het beschrijven van de werking van een orgel wordt hier beperkt tot dat type, dat in het Groninger land het meest voorkomt: het type met mechanische sleepladen. Dit orgeltype is in de Europese orgelbouw van de 16de tot eind-19de eeuw algemeen in gebruik geweest. Na een tijdelijke invoering van pneumatiek en elektro-magnetisme is dit ook het type dat na 1960 weer het meest gebouwd is. Voor deze uiteenzetting is gekozen voor een orgel dat hier in de 17de of 18de eeuw gebouwd had kunnen zijn. 

Wat is nu eigenlijk een orgel? Alleen maar dat wat men aan de buitenkant ziet: een mooie houten kast met een aantal glimmende pijpen? Dit zou wel een heel incomplete beschrijving zijn; dat zal in het vervolg wel duidelijk worden. Aan veel orgels kan aan de buitenkant al gezien worden, dat ze uit verschillende delen zijn samengesteld. Afhankelijk van de grootte van het orgel heten die delen Bovenwerk (1 in fig. 1), Hoofdwerk (2 in fig. 1), Borstwerk (3 in fig. 1). Het Rugwerk (4 in fig. 1) bevindt zich in een aparte kast, opgesteld achter de organist (5 in fig. 1). De grote pijptorens, vaak aan de zijkanten van het orgel opgesteld, behoren bij het Pedaal(werk) (in de figuur niet getoond).
Een orgel is eigenlijk een groot blaasinstrument. Het geluid dat een pijporgel voortbrengt ontstaat doordat lucht (meestal wind genoemd) door een pijp of een aantal pijpen geblazen wordt. Qua principe lijkt het op een verzameling blokfluiten en klarinetten, voor elke toon één. In plaats van ze zelf aan te blazen drukt een organist één of meer toetsen in waarmee hij een opening maakt tussen op druk gebrachte blaasbalg en de betreffende pijpen. De hoogte van de toon hangt vooral af van de lengte van de pijp en de klankkleur (het klankkarakter) van de vorm en het materiaal van de pijp. Pijpen van opvolgende toonhoogtes van een zelfde klankkleur heten samen een register. De belangrijkste onderdelen van een pijporgel, ook wel kerkorgel genoemd, zijn dus

- de pijpen,
- de windvoorziening en
- het regeerwerk met de verschillende mechanieken.

Pijpen
Wanneer de bespeler van een blokfluit de toonhoogte van zijn instrument wil veranderen, sluit of opent hij een aantal gaatjes in de wand van die fluit. Daarmee wordt die fluit als het ware langer of korter. Een orgelpijp kan maar één toonhoogte produceren. Voor elke toonhoogte is dus een aparte pijp nodig met een andere lengte: hoe korter de pijp hoe hoger de toon en omgekeerd. Voor een toetsenbord, een klavier, met 54 toetsen zijn voor elk register dan ook tenminste 54 pijpen nodig. Er bestaat een grote diversiteit aan pijpvormen, elk met een eigen klankkleur. Pijpen worden van metaal of van hout gemaakt. Voor wat de toonvorming betreft worden orgelpijpen in twee categorieën onderverdeeld: de labiaalpijpen en de tongpijpen.


De labiaalpijp (of lippijp) is de meest voorkomende en belangrijkste pijpvorm. De pijpen in het front van een orgel horen over het algemeen tot die pijpsoort. De labiaalpijp dankt haar naam aan de twee lippen, het bovenlabium (6 in fig. 2) en het onderlabium (7 in fig. 2), die de opening aan de voorkant van de pijp, de opsnede (5 in fig. 2) geheten, begrenzen. Lucht (wind) die door de pijpvoetopening (9 in fig. 2) in de pijp wordt geblazen, wordt door de smalle kernspleet (8 in fig. 2) tussen het onderlabium en de afdekking van de pijpvoet, de kern (3 in fig. 2), geperst. Zo ontstaat als het ware een lint van lucht dat tegen het ondereinde van het bovenlabium stroomt. De luchtwervelingen die daardoor ontstaan worden in de lucht in de buis (het corpus)(1 in fig. 2) voortgeplant en veroorzaken daar een staande golfbeweging, een luchttrilling die als toon te herkennen is. In een lang corpus ontstaat een lage toon, in een kort corpus zijn de trillingen snel en is de toon hoger.


De tongpijp of linguaalpijp verschilt in bouw en klankvoortbrenging geheel van de labiaalpijp. Het belangrijkste "orgaan" van een tongpijp is vanzelfsprekend de tong (5 in fig. 3) een dunne strip van veerkrachtig messing. Ook bij deze pijpvorm komt de wind aan de onderkant bij de voetopening (7 in fig. 3) de pijp in. Deze pijpvoet wordt stevel (2 in fig. 3) genoemd. De ingeblazen lucht brengt de tong in trilling waardoor deze een opening in de lepel (4 in fig. 3) snel dicht en open maakt. De pulserende luchtstroom die door de lepel stroomt brengt de lucht in de schalbeker (1 in fig. 3) in trilling, hetgeen als een toon wordt waargenomen. Met behulp van de stemkruk (6 in fig. 3) is de lengte van het trillende deel van de tong te variëren en daarmee ook de toonhoogte van de pijp. Deze stemkruk wordt gebruikt als de tongpijpen gestemd moeten worden.


Klankkleur
In het bovenstaande is uiteengezet hoe de klank in een orgelpijp tot stand komt. Toch loopt de klankkleur, het klankkarakter van de ene pijp ten opzichte van de andere soms behoorlijk uiteen, net zoals ook de klank verschillende instrumenten -viool, piano, fluit, stem- uiteenlopend zijn. Een toon a op een piano klinkt heel anders dan diezelfde toon a gespeeld op een doedelzak of met de stem gezongen. Dat komt omdat een waargenomen toon altijd is samengesteld uit een grondtoon en een hele groep (soms wel 20 waarneembare) boventonen. Sommige instrumenten en orgelpijpen klinken helder, zilverachtig, stralend; zij produceren veel hoge boventonen. Andere klinken juist hol en wollig; zij brengen weinig hoge boventonen voort. Een reeks pijpen met voor alle tonen van de klavieromvang een en hetzelfde klankkarakter wordt een register genoemd.
Een register dat per toets dezelfde toonhoogte produceert als een piano op een overeenkomstige toets, wordt een 8-voets register genoemd. De langste pijp en dus ook de laagstklinkende van dat register is namelijk acht voet (ongeveer 2,4 meter) lang. Pijpen van een 4-voets register klinken op dezelfde toets een octaaf hoger. Een 4-voets register waarvan de pijpen van boven met een stop of hoed zijn afgedekt klinken als een 8-voets register. Voor de hele lage tonen en dus voor de hele lange pijpen kan dat nogal wat ruimte en materiaal besparen. De gedekte pijp produceert wel minder boventonen en is daardoor minder helder van klank dan een open pijp van dezelfde diameter.


Mensuren
Onder de mensuur van een orgelpijp wordt de verhouding tussen de diameter en de lengte van een pijp verstaan. Globaal worden labiaalpijpen in drie categorieën verdeeld: de registers van enge, normale en wijde mensuren. Voorbeelden van pijpen met verschillende mensuren staan in figuur 4 afgebeeld. De eerste pijp is die van een Prestant. De Prestant is het register met een normale mensuur, met een heldere, volle, boventoonrijke klank. De prestanten zijn de belangrijkste registers van een orgel. Pijpen met wijde mensuur zijn in fluitachtige registers te vinden zoals de Open Fluit of de Nachthoorn (2 in fig. 4). Deze pijpen produceren minder boventonen en zijn daardoor weker en ijler van klank. Registers met een enge mensuur worden wel strijkers genoemd; ze produceren een boventoonrijke klank die aan strijkinstrumenten doet denken. Voorbeelden daarvan zijn de Viola da Gamba (3 in fig. 4) en de Salicionaal. In figuur 4 staat ook een aantal gedekte pijpen afgebeeld. De Holpijp of Bourdon (6 in fig. 4) heeft gedekte pijpen van normale of wijde mensuur. Enge mensuur komt voor bij de gedekte pijpen van de Quintadeen (7 in fig. 4). Andere pijpsoorten zijn conisch zoals de Gemshoorn (4 in fig. 4), trechtervormig zoals de Trechterfluit (5 in fig. 4) of half-gedekt zoals de Roerfluit (8 in fig. 4). Deze laatste heet half-gedekt omdat door de afdekkende pijphoed een klein buisje, het roer, is aangebracht.


De windvoorziening
Pijpen kunnen nog zo goed en in nog zoveel soorten gemaakt zijn en ze kunnen in een nog zo prachtige kast staan, maar wat ze allemaal nodig hebben om tot klinken te komen is….wind. Zoals een fluitist zijn fluit aanblaast zullen ook de orgelpijpen aangeblazen moeten worden.
Vroeger werd deze lucht met behulp van grote blaasbalgen gemaakt, die door één of meer personen werden bediend. Dat was een zware klus, maar met de komst van de elektrische windmachine is dit niet meer nodig. In het volgende worden de diverse onderdelen van de windvoorziening nader bekeken.In figuur 6 is schematisch de weg die de lucht aflegt weergegeven. De windmachine (1in fig. 6) voert de lucht aan naar de voorraad in de balg (2 in fig. 6). De balg, een houten bak met een beweegbare bovenkant, zorgt voor een regelmatige luchtaanvoer naar de orgelpijpen onder een min of meer vaste winddruk. Aan het deksel van de balg zit een constructie waarmee de toegang van de lucht van de windmachine naar de balg kan worden afgesloten. Als er veel lucht nodig is om een groot aantal pijpen tot klinken te brengen zakt de bovenkant van de balg een eindje en wordt de toegangsweg met een klep of rolgordijn wijd geopend. Zo zal als er weinig lucht nodig is deze toegangsweg vrijwel gesloten zijn. Op deze manier bereikt men een luchtstroom naar de windlade, die steeds op constante druk is.


Regeerwerk
Zoals in figuur 1 te zien is staan de pijpen van een orgel op een houten bak, de zogenaamde windlade (6 in fig. 1). In figuur 7 is een doorsnede in vooraanzicht van zo’n windlade weergegeven Een gemiddelde windlade is ongeveer twee meter lang, één meter breed en 25 cm hoog. Aan de bovenzijde bevinden zich net zoveel gaten als er pijpen zijn. In deze gaten komen de pijpen te staan. Wanneer er op de windlade niet genoeg plaats is of als sommige pijpen niet direct op de windlade staan, zoals de frontpijpen van de prestanten, kunnen er ook gaten in de zijkanten van de lade zitten. Voor deze pijpen worden conducten gebruikt om de lucht naar de pijpvoeten te voeren. Onder de windlade bevinden zich metalen trekdraden (3 in fig. 7), voor elke toets in het klavier één. Aan de zijkant is het windkanaal aangesloten waardoor de lucht in de lade wordt gebracht. Ook de mechaniek voor de registers bevindt zich aan de zijkant. De weg die de orgelwind aflegt is als volgt. Uit de balg stroomt de wind door het windkanaal in het onderste deel van de windlade, de ventielkast (1 in fig. 7). Daar wordt de lucht tegengehouden door afsluitkleppen, ventielen (2 in fig. 7) geheten. Aan elk ventiel zit een trekdraad die aan het andere einde via een ingenieus mechaniek met een toets is verbonden. Drukt de organist nu een toets in dan wordt het ventiel geopend en de lucht kan verder stromen. Wanneer de toets wordt losgelaten zorgt een veer ervoor dat het ventiel weer gesloten wordt. De lucht is nu in een smal rechthoekig kamertje aangekomen, dat cancel (4 in fig. 7) wordt genoemd.

Een cancel wordt van boven afgesloten door een latje (sponsel geheten) waarin gaten zijn geboord, waardoor de lucht naar de pijpen kan stromen. Tussen het deksel van de lade, de pijpstok met de gaten waar de pijpen in staan, en de sponsels liggen verschuifbare latten, de slepen (5 in fig. 7). Een sleep, dwars op de cancellen gelegen, bevat gaten die zodanig zijn geboord, dat als de sleep in een bepaalde positie wordt geschoven die gaten precies boven de gaten in de sponsels komen te liggen. Op die manier kan de luchttoevoer naar een reeks pijpen afgesloten of geopend worden. Het heen en weer schuiven van de sleep gebeurt met een mechaniek dat verbonden is met een trekknop bij de klavieren. Om er voor te zorgen dat de pijpen niet omvallen, worden ze op ongeveer 15 cm van onderen gesteund door het pijprooster. De ruimte tussen pijpstok en slepen moet natuurlijk luchtdicht afgesloten zijn om te voorkomen dat er lucht weglekt en niet-bedoelde pijpen laat meespreken. Viltringen rond de boorgaten en soms ook wel ingewikkelder verende sleepafdichtingen worden daarvoor wel gebruikt. Nu kan de wind de juiste pijpen bereiken en ze met de juiste toonhoogte tot spreken brengen.

Tot slot
Het zal duidelijk zijn, dat dit relaas verre van volledig is. Er is bijvoorbeeld nog veel te vertellen over de toets- en registermechanieken. Verder is er niet ingegaan op vulstemmen en samengestelde registers. Hopelijk is de geïnteresseerde leek iets meer duidelijk geworden over de werking van een pijporgel of kerkorgel, voor zover het de techniek van de mechanische sleepladen betreft.