Fascinatie is de sleutel tot kwaliteit

Reparatie van de balgjes van een zwelinstallatie English text Nederlandse tekst

Juli 2017

Overzicht:

Een conventionele zwelmachine

Alle romantische orgels hebben ten minste één 'afdeling' (bespeeld vanaf het tweede of derde manuaal) waarvan de orgelpijpen zijn geplaatst in een min of meer geluidsgeïsoleerde ruimte: de zwelkast. De geluidsintensiteit wordt bepaald door tien tot dertig jaloezieën, gemaakt van dikke houten panelen, die kunnen worden geopend door de organist door met zijn rechtervoet het zwelpedaal in te duwen. In de meeste orgels zijn de zweljaloezieën onderling verbonden door een houten balk en met een balk naar het zwelpedaal. Hieronder zie je de zweljaloezieën van het Sint-Annaorgel dat ik demonteerde. (De deur op de voorgrond is normaliter natuurlijk gesloten.)

Zwelinstallatie Sint-Anna

Als de overbrenging niet direct (mechanisch) is maar electrisch, wordt een 'zwelmachine' gebruikt om de balk aan te duwen. Zo'n zwelmachine bevat een reeks balgjes die successievelijk worden opgeblazen, zoals in het orgel hierboven (niet zichtbaar).

Zweljaloezieën individueel bediend door balgjes

Het pijpwerk van het positief van het Hilboesen/Pels-orgel van de Sint-Bonifatiuskerk in Alphen aan den Rijn is inderdaad geplaatst in een zwelkast. De geluidsintensiteit wordt bepaald door twaalf deuren of jaloezieën, gemaakt van 40 mm dik mooi rechtdradig oregon pine. In het Bonifatiusorgel echter, gebouwd in 1939 door Bernard Pels in Alkmaar, worden de twaalf jaloezieën individueel bediend door een balgje. Elke jaloezie is volledig open of volledig gesloten. De geluidsintensiteit (het volume) wordt niet bepaald door de openingshoek van alle jaloezieën samen, maar door het aantal jaloezieën die volledig open staan. Deze manier van crescenderen heeft voordelen en nadelen, maar het crescendo-effect is zeker niet slechter dan dat van het conventionele 'lineaire' systeem (en daarvan kan ik getuigen omdat ik op dit orgel meer dan 25 jaar gespeeld heb).

Zwelwerk met balgjes die individueel de jaloezie‘n bedienen

Het balgje van elke jaloezie is normaal gesloten en de jaloezie open en een veer zorgt daar mede voor, waardoor op het moment dat het orgel uitgeschakeld wordt de jaloezie geopend wordt. Dit zorgt ervoor dat de temperatuur van het orgel homogeen is en dat het pijpwerk in de zwelkast niet ontstemd raakt ten opzichte van de rest van het orgel, mocht de temperatuur veranderen. Als de organist het zwelpedaal dichtdrukt met de hak van zijn rechtervoet, wordt een elektrisch contact gemaakt, waardoor een magneet wordt bekrachtigd en een paar schijfventielen wordt geopend, waardoor de orgelwind het balgje opblaast. Via een stalen draad wordt de jaloezie dichtgetrokken.

(Overigens, het groene vilt op de bovenkant (en de onderkant) van de jaloezieën is daarop zi'n dertig jaar geleden door mijzelf aangebracht, toen ik organist van deze kerk was, om het zweleffect te verbeteren door de akoestische isolatie van de zwelkast te vergroten bij gesloten jaloezieën. Deze en andere maatregelen bleken heel goed te werken, waardoor het crescendo- en vooral het decrescendo-effect van het orgel in Sint-Bonifatius verbazingwekkend groot waren.)

Balgje en stangetje naar jaloezie zwelwerk

Het zwelpedaal is in de speeltafel verbonden met een contactrail via een houten balkje, op onderstaande foto gezien direct rechts van het midden. Door de balk naar boven of beneden te bewegen, worden de (genummerde) contacten geopend of gesloten. De zwelkast heeft echter twaalf jaloezieën, dus hoe zit dat?! Daar is over nagedacht, want de vier jaloezieën die het laatst worden geopend worden in paren van twee geopend. En dat is slim, want het dynamische verschil tussen 8 jaloezieën open en 4 gesloten is bijna verwaarloosbaar ten opzichte van 9 jaloezieën open en 3 gesloten. Op deze foto zien we in het midden de vaste combinaties, links de gesoldeerde contacten van de orgelkabels naar het orgel en uiterst rechts het nieuwe elektronicapaneel voor de beneden opgestelde koor-speeltafel.

Contacten van de zwelinstallatie in de speeltafel

Meer details van de constructie hieronder, in mijn beschrijving van het werk dat ik aan de zwelinstallatie uitgevoerd heb.

Werking en verwijdering van de balgjes

De balgjes zijn gemaakt van gerubberiseerd canvas of linnen, gelijmd op de kopse kanten van de houten balgbladen. De 'vouwen', zoals de in- en uitvouwende verbindingen tussen boven- en onderbalgblad worden genoemd, worden gevormd door dik karton dat op het linnen gelijmd is. Omdat er geen latjes zijn bevestigd op waar het linnen op de kopse kant van de balgbladen is gelijmd, komt op den duur de lijm los (de zaak beweegt immers en staat onder druk van de orgelwind). Daardoor gaan de balgjes behoorlijk lekken. Dat zorgt niet alleen voor geruis en gesis, maar belangrijker nog, het decrescendo-effect (het dynamisch bereik) van de zwelinrichting werd behoorlijk verminderd (eigenlijk was het zwel-effect vrijwel nihil).

Het canvas van de zwelbalgjes laat los van de balgbladen en ook de kartonnen vouwen laten los Het canvas van de zwelbalgjes laat los van de balgbladen en ook de kartonnen vouwen laten los

Het was niet makkelijk te bepalen hoe de balgjes moesten worden losgemaakt, of de zwelmachine als geheel. Uiteindelijk bleek dat de balgjes elk met drie schroeven vast zaten aan de binnenkant van de windkanaal of cancel waaruit ze gevoed en bediend worden! Om bij die schroeven te kunnen, moesten de voorslagen (houten panelen) worden verwijderd die bij wijze van zijkant op de cancel zijn geschroefd. Maar deze zitten wel aan de achterkant, dus aan de kant van de jaloezieën. Enkele jaloezieën werden verwijderd en het was onvermijdelijk enige acrobatische klauterpartijen te ondernemen om erbij te kunnen.

Eén jaloezie verwijderd, veer losgemaakt. Achterpaneel van de cancel verwijderd. De pneumatische overbrenging is zichtbaar. Ook twee glimmende schroeven zijn zichtbaar.

Een zweljaloezie en achterpaneel van windkanaal zijn verwijderd

De pneumatische pistons in de cancel worden zichtbaar nadat de voorslagen zijn verwijderd. Ook zijn de hoefijzermagneten zichtbaar en twee van de schroeven die losgeschroefd zijn. En de hand van mijn assistent.

De pistons zijn zichtbaar na ver verwijderen van de achterpanelen van het windkanaal

De werking van het mechanisme kan worden uitgelegd aan de hand van de foto hieronder. De mate van complexiteit is karakteristiek voor de elektropneumatische of pneumatische tractuur. Zoals hierboven opgemerkt, is normaliter het balgje samengevouwen, mede door een trekveer, waardoor de zweljaloezie open blijft staan. Als het elektrische contact wordt gesloten doordat de organist zijn voet op het zwelpedaal naar beneden beweegt, wordt de hoefijzermagneet bekrachtigd. Deze trekt een klein stalen schijfje aan, waardoor een klein windkanaaltje wordt afgesloten naar een klein vierkant balgje dat aan de bovenkant van de cancel is gelijmd (het donkerbruine dingetje). De winddruk in de cancel drukt vervolgens dat kleine balgje leeg (in de omgevingslucht) waardoor het daaraan bevestigde stalen draadeinde omhoog getrokken wordt. Daardoor wordt het grote ronde schijfventiel, dat op de bodem van de cancel zichtbaar is, geopend en tegelijk een soortgelijk schijfventiel onder de bodem de toegang naar de omgevingslucht afsluit. Via het open schijfventiel stroomt wind onder druk van de cancel door een windkanaal in de bodem van de cancel naar het grote zwarte zwelbalgje. Daaraan zit via een stalen draad de jaloezie bevestigd, die door het opblazen van het zwelbalgje wordt dichtgetrokken. Dus in feite bestaat de tractuur uit vijf stappen …

De Een zweljaloezie en achterpaneel van windkanaal zijn verwijderd

De hoefijzermagneet trekt een klein rond stalen schijfje aan, waardoor twee kleine ronde windkanaaltjes worden gesloten.

De hoefijzermagneet

Reparatie van de versleten balgjes

De twaalf balgjes werden meegenomen naar de werkplaats. In het algemeen was het linnen, dat dateert van de restauratie van 1984, in prima staat: het had alleen losgelaten van de balgbladen. Van enkele balgjes waren de hoeken van de vouwen versleten en in enkele gevallen hadden de kartonnen 'vouwen' losgelaten van het linnen. We besloten alleen het versleten linnen te vervangen, om al het linnen opnieuw op de balgbladen te lijmen en om versterkingsstukken op de hoeken te lijmen.

Een deel van de verwijderde balgjes

De kartonnen 'vouwen', die zorgen dat de balgjes hun vorm houden als ze in- en uitvouwen, was in enkele gevallen losgelaten van het linnen.

De kartonnen vouwen zijn in sommige balgjes losgelaten van het linnen

Soms hoefde alleen het linnen opnieuw op de balgbladen gelijmd te worden. In alle gevallen werden linnen versterkingsstukken opgelijmd, zoals middenboven te zien.

Soms hoefde het linnen alleen maar opnieuw De kartonnen vouwen zijn in sommige balgjes losgelaten van het linnen Versterkingsstukken op de hoeken van de verder nog in goede staat verkerende linnen bekleding

Het balgje is klaar.

Het balgje is klaar

Enkele balgjes moesten geheel opnieuw bekleed worden. Hier zie je onder het verwijderde en 'uitgeklapte' linnen, met daarop het karton dat voor de vorm van de vouwen zorgt, en boven het nieuwe rechthoekige stuk linnen waarop de kartonnen vouwen worden gelijmd. De bruine stukken karton zijn oud en worden hergebrukt als ze niet gedelamineerd zijn, het donkergrijze is nieuw.

Versleten balgbekleding en het nieuwe stuk linnen

Nadat het gelijmd is, wordt het linnen afgesneden langs de rand van de balgbladen.

De balgbekleding wordt na het plakken op maat gesneden langs de balgbladen De balgbekleding wordt na het plakken op maat gesneden langs de balgbladen

Het is verstandig om de gelijmde randen van de gerubberiseerd linnen bekleding te fixeren op de balgbladen door er latjes overheen te schroeven. Alleen op de lijm vertrouwen, zoals in 1984 om een of andere reden was gebeurd, is niet verstandig. Het maken en bevestigen van de latjes is wel een hoop werk méér …

De opgelijmde linnen bekleding wordt verzekerd door er latjes overheen te schroeven

Vervolgens werden de twaalf balgjes weer aan de cancel van de zwelmachine geschroefd. De achterpanelen van de zwelmachine werden weer aangebracht, de veren en stalen staven werden weer aangebracht, enzovoort. Mijn maat Koos helpt. Je zou zeggen dat hij zich aan het klaarmaken is om de Lezing uit de Bijbel te lezen lachebekje Let ook op de stola …

De gerestaureerde zwelbalgjes worden weer op de zwelmachine geschroefd

Dit is het resultaat.

Zwelwerk met balgjes die individueel de jaloezie‘n bedienen

Er zijn helaas nog twee balgjes die niet werken. De vermoedelijke oorzaak is voor beide balgjes veschillend. In afwachting van toestemming om dit te repareren, werden de twee balgjes vastgezet in hun open stand (waardoor de jaloezie gesloten is), omdat dan de zwelwerking optimaal is (van gesloten naar iets open is effectiever dan van bijna open naar helemaal open).

Inderdaad is het dynamisch bereik van de zwel weer zeer groot! Kortom, dit was een dankbare opdracht.

Foutzoeken en herstel zwelinstallatie

December 2017

De bovengenoemde zwelinstallatie werkt dus met twaalf balgjes, die individueel volledig open of volledig dichtgezet worden. Na de reparaties bleken er helaas nog twee balgjes die niet werken. Herstel daarvan kan alleen als de fout wordt opgespoord en dat kan lastig zijn. Een goed begrip van de gehele werking van de installatie is natuurlijk cruciaal. Bij het begin van deze vervolgopdracht is nog niet duidelijk hoe complex dit zal worden en hoeveel werk het herstel met zich zal meebrengen.

De eerste fout: een lek balgje … maar een ander balgje dan je denkt

Hierboven is de tamelijk complexe werking van deze zwelinstallatie al uitgelegd. We beginnen met het foutzoeken door te meten of er op de hoefijzermagneet spanning staat als de zweljaloezieën allemaal zijn gesloten. Dat is het geval. De fout zit dus niet in de elektrische installatie, maar in het mechanisme van de bediening van de betreffende zwelbalg.

Nu was me opgevallen dat de hoefijzermagneet blaast. Dat doen de andere niet. Ik heb hem zelfs de vorige keer al uit elkaar geschroefd. Het stalen plaatje dat door de hoefijzermagneet wordt aangetrokken, blijkt vrijelijk te bewegen. Daar zit de fout dus niet. Het blazen zou ook kunnen komen doordat er wind vanuit het de voedingscancel doordringt tot bij de hoefijzermagneet. Normaal kan dit niet, omdat het windcircuit van het kleine bedieningsbalgje aan de bovenkant van de cancel (het 'bruine dingetje') niet is verbonden met de cancel zelf. Daar zou de fout kunnen zitten: dit kleine bedieningsbalgje zou kunnen lekken. Let wel: dit balgje is een andere dan de drukbalgen die de jaloezieën dicht trekken en waar het leeuwendeel van het bovenstaande verhaal over ging.

Na het openen van de cancel (wat weer veel werk is: vanaf de achterkant, zie boven), bekijk ik het vierkante balgje goed en druk ik het met mijn vingers dicht. Inderdaad: het lijkt te lekken. Vervolgens wordt het balgje losgestoken van het plafond en inderdaad: het leer is gescheurd!

Het pneumatiekbalgje dat de grote schijfventielen open- en dichttrekt, is waarschijnlijk kapot Het pneumatiekbalgje dat de grote schijfventielen open- en dichttrekt, is inderdaad kapot

Met fijn pneumatiekleer wordt het balgje opnieuw bekleed, nadat de oude bekleding, die behoorlijk verteerd is door de tand des tijds, is losgestoken. Na het lijmen wordt het leer gelijkgesneden met de balgbladen (of blaadjes &hellip).

De bekleding van het pneumatiekbalgje wordt losgestoken De bekleding van het pneumatiekbalgje is vernieuwd met fijn pneumatiekleer

Het balgje wordt teruggeplaatst en vastgelijmd en de cancel kan weer dicht. Het blijkt weer te werken!

Het pneumatiekbalgje is vernieuwd en doet weer wat hij moet doen

De tweede fout: een slecht contact … maar waar?

Het tweede balgje dat niet bleek te werken kreeg geen stroom. Maar waar zit de onderbreking?! Ik begon met waar ik het minst slecht bij kon: de speeltafel. Maar daarvoor moet je wel eerst weten hoe de zweljaloezieën daar aangesloten zijn. Het kan zelfs te maken hebben met de elektronica van de nieuwe verbinding met de koorspeeltafel.

Het blijkt dat de conventionele bediening in de oude speeltafel boven nog volledig functioneert en dat op de soldeerpunten waar de bekabeling van oude speeltafel naar orgel is aangesloten ook de sturing vanaf de elektronica die het signaal van de tweede speeltafel ontvangt is aangesloten. Bovendien blijkt bij nameten dat de jaloezie wél werkt met de oude speeltafel. Dan weten we al ongeveer waar het slechte contact zich moet bevinden.

Hieronder het interieur van de oude speeltafel uit 1940. Het werkt allemaal nog prima! Links de aansluitingen van de kabels naar het orgel op de contacten van de speeltafel. De gekleurde kabeltjes zijn bij het aansluiten van de tweede speeltafel beneden toegevoegd. De elektronica rechts is om de stuursignalen van beneden te vertalen naar het 'oude' orgel. In het midden zie je onder meer de contactkam die is verbonden aan de zweltrede, waarmee de twaalf jaloezieën worden open- of dichtgezet (het zijn tien contacten, er zijn twee paar jaloezieën die tegelijk bediend worden!).

Het interieur van de oude speeltafel uit 1940 met de nieuwe elektronica voor de aansturing vanaf de tweede speeltafel beneden

Nadat is nagemeten waar precies de foutieve jaloezie is aangesloten, kunnen we verder kijken. Wat blijkt? Bij het solderen van de aansluiting van de nieuwe speeltafel, waarbij ook diodes aan de oude aansluiting zijn aangebracht om terugloop van spanning te voorkomen, is een slechte soldeerlas gemaakt, waardoor de verbinding is losgekomen. Ik heb hem hier een beetje opengebogen, zodat het losse contact beter zichtbaar is. Zie je hem? Het is de zesde diode van boven.

Een van de verbindingen naar de orgelkabel van de zwelinstallatie is slecht gesoldeerd en heb ik hier opengebogen

Nadat ik deze verbinding opnieuw heb gesoldeerd, werkt ook deze jaloezie weer. Daarmee is de gehele zwelinstallatie weer operationeel en kun je weer genieten van de grote dynamiek van deze zwelinstallatie.

Met vriendelijke groeten,
Rens Swart