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Resonanz: Unser Prinzip

Kienle Klangabstrahlunf Grafik ResonanzverlaufMit den KIENLE®-Resonatoren betreten Sie eine völlig neue Hör-Welt.

Dabei kennen Sie das Phänomen der Resonanz schon von klein auf, denn die menschliche Stimme funktioniert genau so: ohne die Resonanzräume des Rachen- und Mundraums wäre unsere Stimme praktisch nicht zu hören. Erst die Hohlräume oberhalb des Kehlkopfes verstärken und formen den Primärklang der Stimmlippen, so dass man sprechen oder singen kann. Resonanz ist die natürliche Art der Klangverstärkung.

Erleben kann man das auch an einem Summstein: Singt man in dem Hohlraum des Steines eine bestimmte Frequenz, wird der Ton um ein Vielfaches verstärkt; bei unseren Resonatoren etwa um den Faktor 20 bis 30!

Ewald Kienle hat dieses faszinierende Phänomen der Physik auf die Klangabstrahlung der Orgel übertragen. Seine Idee war so einfach wie genial: Zur Übertragung des Klanges in den Raum wird keine Lautsprechermembran verwendet, sondern der Resonator.

Das Prinzip dahinter ist das gleiche wie bei der „echten“ Orgelpfeife: In den Resonatoren des KIENLE®-Klangsystems schwingt eine Luftsäule. Kleine Lautsprecher unter den Pfeifen dienen lediglich dazu, die Luftsäulen in den Resonatoren anzuregen.

Der Vorteil: Resonatoren erzeugen keinen gerichteten „Schalldruck“, denn ihr Abstrahlverhalten ist gegenüber einer Lautsprechermembran völlig anders. Die Schallwellen werden im KIENLE® Klangsystem nicht unmittelbar durch den Hub einer Membranoberfläche erzeugt, sondern durch die harmonische Bewegung von mehreren Litern Luft im gesamten Resonator-Innenraum. Dadurch hat der Ton mehr "Substanz" und klingt hörbar natürlicher und entspannter.

Jede einzelne Pfeife des KIENLE-Klangsystems hat übrigens eine Funktion, ist also keine Attrappe. Durch die unterschiedlichen Abstrahlpunkte der vielen Resonatoren entsteht ein räumlich gestaffeltes, aufgefächertes Klangbild – wie bei der Pfeifenorgel.
Die schwingende Luftsäule in den Resonatoren lässt das entstehen, was an einer Pfeifenorgel so berührt: einen raumfüllenden, körperlich spürbaren Klang.

In der Tat, eine andere Welt.

KIENLE Trennlinie

Etwas Physik

Wird die Luft in einem Rohr derart zu Schwingungen angeregt, dass sich eine stehende Welle ausbildet, die eine Vervielfachung der Schalldruckamplitude bewirkt, so spricht man von einem Resonator, der mit seiner Resonanzfrequenz angeregt wird.
Dazu muss die Länge des Rohres L in einem bestimmten Verhältnis zur Wellenlänge λ („Lambda“) stehen.
Da eine Resonanzfrequenz fk mittels

KIENLE® - Formel Resonanzfrequenz

über die Schallgeschwindigkeit c mit der zugehörigen Wellenlänge λk zusammenhängt, kann die benötigte Rohrlänge auch unmittelbar aus der Resonanzfrequenz bestimmt werden.

Für beidseitig offene Rohre berechnet man die Rohrlänge mit


KIENLE® - Formel Rohrlänge

mit 

KIENLE® - Formel Rohrlänge


d.h. die Rohrlänge muss ein ganzzahliges Vielfaches der halben Wellenlänge sein. Stellt man die Formel um, kann man durch Messen der Rohrlänge die im Resonator auftretenden Resonanzfrequenzen mit

KIENLE® - Formel Resonanzfrequenzen

berechnen. 


Für k = 1 erhält man die sogenannte Grundschwingung bzw. 1. Harmonische f1, für k = 2 die 1. Oberschwingung bzw. 2. Harmonische f2, usw.
Bei einer Schallgeschwindigkeit von c = 340 m/s und einer Rohrlänge von L = 1,7 m enthält ein Resonatorrohr folglich die Resonanzfrequenzen f1 = 100 Hz, f2 = 200 Hz, f3 = 300 Hz, usw.

Für „gedackte“ Resonatorröhren, die auf der einen Seite offen und auf der anderen Seite geschlossen sind, gelten die Formeln

KIENLE® - Formel „gedackte“ Resonatorröhren

KIENLE® - Formel „gedackte“ Resonatorröhren


da sich an der geschlossenen Seite ein Schwingungsknoten ausbildet, d.h. die Luft kann an dieser Stelle nicht schwingen, weil das starre Ende nicht mitschwingt.
Ein „gedacktes“ Resonatorrohr mit einer Länge von L = 0,85 m enthält folglich die Resonanzfrequenzen f1 = 100 Hz, f2 = 300 Hz, f3 = 500 Hz, usw.

In der Praxis können die obigen Formeln nur als Näherung für die Berechnung der Kienle-Resonatoren verwendet werden, da sie weder den Einfluss der Anregungsmechanismen noch die besondere Formgebung der Resonatorenwände berücksichtigen. Die Formeln zeigen aber bereits deutlich, dass ein Kienle-Resonator jeweils für die Anregung sehr vieler Resonanzfrequenzen verwendet werden kann.


 

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