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Hammondorgel

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Hammond E-100

Die Hammond-Orgel (auch kurz Hammond) ist eine nach ihrem Erfinder Laurens Hammond benannte elektromechanische Orgel.

Ursprünglich als Ersatz für die Pfeifenorgel gedacht, wurde sie über den Einsatz als Unterhaltungsinstrument schnell zum Instrument des Jazz; als billiger Orgelersatz in amerikanischen Kirchen wanderte sie in die Gospel-Musik ein. Von dort breitete sich die Hammond-Orgel in Rock, R&B, Soul, Funk, Reggae, Fusion etc. aus.

Größte Popularität erlangte sie in den 1960er und 1970er Jahren; damals kam im Mainstream kaum eine Band ohne Orgel aus. Aber auch heute noch sind ihr unverwechselbarer Klang bzw. Nachahmungen dieses Klanges aus der Popularmusik nicht wegzudenken. Im Laufe der Jahrzehnte wurde die Hammond-Orgel (vor allem das Modell B3 in Verbindung mit einem Leslie-Lautsprechersystem) zu einem etablierten klassischen Instrument.

Geschichte

Am 15. April 1934 wurde Laurens Hammond vom US-Patentamt in Washington (D.C.) das Patent für den packing box prototype unter dem Namen Electrical Musical Instrument zugesprochen (US-Patent 1.956.350). Beantragt wurde es am 19. Januar 1934. Zuerst wurde die Orgel am 15. April 1935 vom Organisten Pietro Yon bei einer Pressevorführung in der New Yorker St. Patrick's Kathedrale der Öffentlichkeit vorgestellt. Kein geringerer als Henry Ford erteilte kurz darauf einen Auftrag über sechs Orgeln. Weitere prominente Erstbesteller waren George Gershwin und Count Basie. Im Laufe der Jahre entwickelte sich die Orgel zu einem Maßstäbe in der Musik setzenden Instrument, nicht zuletzt durch die perfekte Symbiose mit dem berühmten Leslie, einer Lautsprecherbox, bei der der Klang mittels rotierender Reflektoren einen schwebenden Effekt erhält (erfunden durch Donald Leslie). Seit 1936 wurde das Instrument sehr erfolgreich in Deutschland angeboten, in Konkurrenz zu Edwin Weltes letztendlich erfolgloser Lichttonorgel.

Technik

Tonrad rotiert vor einem elektromagnetischen Tonabnehmer

Die Tonerzeugung der Hammond-Orgel beginnt im sogenannten Generator. Dabei rotieren metallene Tonräder mit einem gewellten Rand vor elektromagnetischen Tonabnehmern (Eisenkernen in Spulen). Durch die Wellenform entfernt und nähert sich der Rand des Rades periodisch dem Eisenkern. Dies ändert das Magnetfeld, wodurch in der Spule eine Wechselspannung induziert wird. Auf Grund der Form des Rades ergibt sich eine sinusähnliche Schwingung. Diese wird durch eine Filterschaltung weiter geglättet, so daß eine fast ideale Sinusform entsteht. Die erzeugten Wechselspannungen in der Größenordnung von einigen Millivolt werden dann durch die Manuale, die Zugriegel und den Scanner (Vibrato- und Chorusschaltung) geleitet. Am Ende der Verarbeitungskette liegt eine Verstärkerstufe, die das Tonsignal soweit verstärkt, daß ein Lautsprecher angesteuert werden kann.

Der Generator enthält zwischen 86 und 96 Tonräder unterschiedlicher Zahnanzahl. Sie alle werden von einem Synchronmotor angetrieben, der mit einer Umdrehungszahl von 20 Hz rotiert. Das tiefste Tonrad hat zwei Zähne; der tiefste Ton der Orgel hat demnach 40 Hz. Alle Tonräder sind über ein Getriebe mit dem Motor verbunden und drehen sich in geeigneten Umdrehungszahlen, um alle notwendigen Töne zu erzeugen. Durch die starre mechanische Vorgabe der Frequenzen über die unterschiedliche Zahnzahl der Räder kann sich die Orgel übrigens in sich nicht verstimmen, jedoch schwankt die Tonhöhe des Instrumentes im Ganzen mit der Netzfrequenz. Eine Hammond-Orgel lässt sich somit in keiner Weise stimmen; alle anderen Instrumente haben sich nach ihr zu richten. (Abhilfe kann hier ein nachgerüsteter Frequenzumrichter schaffen, der in Spezialgeschäften erhältlich ist.)

Die Stimmung der Orgel ist notwendigerweise nur angenähert gleichstufig, da das Frequenzverhältnis von einem Ton zum nächsten Halbton in der gleichstufigen Stimmung die 12. Wurzel aus 2, also 1,059463094... beträgt. Das kann mit einem Zahnradgetriebe nicht verwirklicht, sondern nur angenähert werden, da mit Zahnradgetrieben nur rationale Übersetzungsverhältnisse realisiert werden können.

Etwa seit 1975 beendete Hammond die Produktion der Orgeln mit elektromechanischer Tonerzeugung und stellte auf Orgeln mit elektronischer Tonerzeugung um. Diese Orgeln konnten den natürlichen, lebendigen Klang der elektromechanischen Orgeln jedoch anfangs nicht erreichen, so dass sie von professionellen Musikern nicht richtig akzeptiert wurden.

Klangformung

Die nachfolgenden Betrachtungen gelten für das bekannteste Modell B3, andere Modelle weisen Unterschiede dazu auf, ohne daß sich das Grundprinzip ändert.

Zugriegel und Fußlagen

Zugriegel einer Hammondorgel

Ein Ton der Orgel setzt sich aus 9 verschiedenen Frequenzen zusammen, deren Intensitäten über die sogenannten Zugriegel (engl. Drawbars) eingestellt werden können (sog. Additive Synthese). Man bezeichnet diese Orgel deshalb auch als 9-chörig. Jeder Zugriegel hat 9 verschiedene Intensitätsstufen (von 0 bis 8). Daraus ergeben sich über 364 Millionen verschiedene Kombinationsmöglichkeiten.

Die Zugriegel werden nach ihrer Tonhöhe bezeichnet, ausgedrückt durch die sogenannte Fußlage. Diese Einteilung wurde von den Registern der Pfeifenorgel übernommen. Die Fußlagen sind (in der Einheit Fuß, '): 16', 5⅓', 8', 4', 2⅔', 2', 1⅗', 1⅓', 1'. Sie entsprechen den folgenden Obertönen (bezogen auf die Basisfußlage 8'):

  • 16': eine Oktave tiefer,
  • 5⅓': eine Quinte höher,
  • 4': eine Oktave höher,
  • 2⅔': eine Oktave und eine Quinte höher,
  • 2': 2 Oktaven höher,
  • 1⅗': 2 Oktaven und eine Terz höher,
  • 1⅓': 2 Oktaven und eine Quinte höher,
  • 1': 3 Oktaven höher.

Man unterscheidet gerade Obertöne (even harmonics, Fußlagen 4', 2', 1'; weiße Zugriegel), ungerade Obertöne (odd harmonics, Fußlagen 2⅔', 1⅗', 1⅓'; schwarze Zugriegel) und Subtöne (subharmonics, Fußlagen 16', 5⅓'; braune Zugriegel). Die Subtöne gehören nicht zu den natürlichen Obertönen eines 8-Fuß-Registers.

Es ist klar, daß die 91 Frequenzen des Generators nicht ausreichen, um alle Tasten mit den kompletten Obertönen zu versorgen. Dazu wären viel mehr Frequenzen notwendig. Aus dem Fehlen der hohen Töne ergäbe sich nun eine Schwierigkeit: Wenn man nun einen hohen Ton spielte, würden dessen höhere Obertöne nicht erklingen, weshalb er leiser und kraftloser klingen würde. Ein Ausweg aus diesem Dilemma stellt das sogenannte Harmonic Foldback dar: Wenn ein Oberton außerhalb des Frequenzumfangs des Generators liegt, erklingt er einfach eine Oktave tiefer. Dadurch ändert sich die Frequenzcharakteristik der hohen Töne natürlich maßgeblich. Das Harmonic Foldback ist der Grund, warum eine B3 in den hohen Lagen so schreit.

Chorus und Vibrato

Ein Choruseffekt ist prinzipiell nichts anderes als eine Schwebung. Diese entsteht gewöhnlich dann, wenn zwei Töne mit ganz leicht unterschiedlichen Frequenzen erklingen. Um 1940 erreichte man das bei Hammond-Orgeln noch, indem man einen zweiten Tongenerator (den sog. Chorus-Generator) einbaute, der gegenüber dem Hauptgenerator ganz leicht verstimmt war. Die Frequenzen dieses zusätzlichen Generators wurden mit denen des Hauptgenerators überlagert, wodurch sich ein Choruseffekt ergab. Da die so ausgestatteten Orgeln übermäßig schwer waren, ging man später dazu über, einen sog. Scanner einzubauen.

Der Scanner besteht aus 8 analogen (über LC-Filterschaltungen realisierten) Delay-Lines oder Phase-Shift-Schaltungen, die das Tonsignal unterschiedlichen Phasenverschiebungen unterwerfen. Durch einen an die Motorachse gekoppelten umlaufenden Drehschalter werden diese phasenverschobenen Signale nacheinander auf den Ausgang geschaltet (entsprechend dem Muster 1-2-3-4-5-6-7-8-7-6-5-4-3-2-1). Das Resultat ist eine Tonhöhenschwankung (Vibrato) des Orgeltons. Mischt man dieses Vibrato-Signal mit dem unveränderten Signal, so ergibt sich ein besonderer, lebendiger Chorus-Effekt, der von unzähligen Hammond-Aufnahmen bestens bekannt ist. Die B3 besitzt einen Drehschalter für je 3 verschiedene Intensitäten von Chorus und Vibrato.

Percussion

Das Percussion-Register ist nur auf dem Obermanual (dem sog. Swell; das Untermanual heißt Great) verfügbar, und auch nur auf einem der zwei Zugriegelsätze. Das Erklingen und schnelle Abklingen einer Fußlage ergibt den Percussion-Effekt. Die Percussion erklingt nicht bei jedem Tastendruck, sondern nur, wenn davor alle Tasten losgelassen wurden. Die Fußlagen 4' und 2⅔' sind als Percussion-Register schaltbar, wobei eine kurze (ca. 200 Millisekunden) und eine lange (eine knappe Sekunde) Ausklingzeit gewählt werden kann. Zusätzlich ist die Lautstärke zwischen Normal und Soft schaltbar. Für die Steuerung der Percussion wird der 1' Tastenkontakt verwendet, der 1' Zugriegel ist bei eingeschalteter Percussion also stumm.

Effekte

Hammond-Orgeln wurden vielfach mit einem Federhall ausgestattet, um dem Klang mehr Räumlichkeit zu verleihen. Zudem ist der Sound der Hammond für viele untrennbar mit dem Leslie verbunden. Dieses sog. Motion Sound System beruht auf dem Klang rotierender Lautsprecher, der das bekannte Jammern des Klanges verursacht. Kurioserweise wurden Hammond-Orgeln nicht ab Werk mit einem Leslie-Anschluss ausgestattet, da Laurens Hammond den Klang des Leslies nicht mochte. Dieser mußte vielmehr mit einem Leslie Connector Kit nachgerüstet werden.

Modelltypen

Man unterscheidet prinzipiell zwei Typen von Hammond-Orgeln:

Konsolenmodelle. Diese besitzen 2 Manuale mit je 61 Tasten und ein mindestens 25-töniges Baßpedal (Vollpedal). Weiterhin sind 4 9-chörige Zugriegelsätze (2 pro Manual) und 9 Presets pro Manual vorhanden. (Die farblich invertierten Tasten am linken Manualende sind Schalter, über die die Presets und Zugriegelsätze ausgewählt werden). Das Baßpedal besitzt 2 Zugriegelregister (16' und 8'). Konsolenmodelle waren für den Konzert- und Kirchenmusikbereich bestimmt. Zu ihnen zählt man die technisch identischen Modellreihen A100, B3 und C3 sowie RT3, D100, E100 und H100 (Liste unvollständig).

Spinettmodelle. Sie besitzen üblicherweise 2 Manuale mit je 44 Tasten (von F bis C), einen Zugriegelsatz pro Manual, keine oder wenige Presets und ein Ein-Oktaven-Stummelpedal. Das Untermanual ist nur 7- oder 8-chörig, die Subharmonischen Register (16' und 5 1/3') fehlen. Spinettmodelle waren für den Heimbereich konzipiert. Wichtigste Vertreter sind die Baureihen L100, M3, M100 und T100.

Die Konsolenmodelle besitzen zudem das „Harmonic Foldback“, was bei den Spinettmodellen nicht zu finden ist. Daraus resultieren in jedem Fall grundsätzliche klangliche Unterschiede zwischen beiden Modelltypen.

Die wichtigsten Modelle

A100 (1959-1965), B3 und C3 (1955-1974): Der Archetyp der Hammond-Orgel. Tonerzeugung und Klangformung sind bei diesen Modellen identisch. Der Tongenerator erzeugt 91 Frequenzen. Alle besitzen 2 Manuale à 61 Tasten, 9 Presets und 2 Zugriegelsätze pro Manual, ein 25töniges Baßpedal, Percussion, Scanner-Vibrato und Hall. Die A100 war für den Heimbereich bestimmt und besitzt im Unterschied zur B3 und C3 einen eingebauten Verstärker und Lautsprecher. Die B3 ist das Konzertmodell und die C3 das Kirchenmodell. Sie unterscheiden sich lediglich in der Gehäuseausführung und sind technisch identisch.

M3 (1955-1964) Die auch „Baby-B3“ genannte M3 ist ein Spinettmodell mit 2 Manualen à 44 Tasten und einem 12-tönigen Baßpedal. Der Generator erzeugt 86 Frequenzen. Sie besitzt 9 Zugriegel für das Obermanual, 8 für das Untermanual und einen Baßzugriegel (16'), außerdem Percussion und Scannervibrato. Eine Besonderheit ist der 8. Zugriegel für das Untermanual, der die Terz über dem 1'-Register erklingen läßt, Die M3 besitzt keinerlei Presets, aber einen eingebauten 12-Watt-Verstärker und einen Lautsprecher.

M100 (1961-1968) Diese stellt eine Weiterentwicklung der M3 dar. Sie besitzt zusätzlich noch Presets, Hall, einige Zusatzschalter für die Choruseffekte und 13 Basspedale. Der eingebaute Verstärker steuert 2 Lautsprecher an, und es existiert ein dritter Lautsprecher für die Halleffekte. Trotzdem ist die M3 für viele Organisten das bessere Instrument, da die M100 keine sogenannte Waterfall-Tastatur wie die legendäre B3 besitzt. Ein bekanntes Beispiel für die Verwendung der M100 ist der Hit „A Whiter Shade of Pale“ von Procol Harum.

L100 (1961-1972) Die Keith Emerson Orgel. Die L100 war das „Billig-Spinett“ von Hammond. Sie ist technisch ähnlich zur M100, besitzt aber im Gegensatz zu dieser kein Scannervibrato und nur 7 Zugriegel für das Untermanual. Eine Variante ist die P100, eine L100 in einem transportablen (2-teiligen) Gehäuse. Die P100 ist die einzige transportable elektromechanische Hammond-Orgel, die jemals von Hammond gebaut wurde.

Musiker, bei denen die Hammondorgel stilprägend war und ist

Hammond-Orgel heute

Nachfolger und Eigentümer des Namens Hammond ist eine japanische Firma namens Suzuki (nicht zu Verwechseln mit dem gleichnamigen Motorradhersteller), die moderne Orgeln im alten Stil und Sound unter dem Namen Hammond-Suzuki vermarktet. Bei diesen wird der Sound des Tongenerators mittels digitaler Technik simuliert. Der deutsche Distributor in Langenau bei Ulm unterhält jedoch gleichzeitig eine Fachwerkstatt für die Instandsetzung der alten Modelle; im großen Verkaufsraum befinden sich auch Original-Hammond-Orgeln.

Auch einige Fremdhersteller bieten Keyboards und Soundmodule mit dem Hammond-Sound an, darunter die Firmen Clavia (mit dem Modell Nord Electro), KORG, Roland, Oberheim und Kurzweil, die teilweise eine beachtliche Authentizität des Klanges erreichen.

Daneben gibt es unterdessen Computerprogramme, die den Klang und teilweise auch - z.B. mittels spezieller Zugriegel-Adapter - die Spielbarkeit von Hammond-Orgeln nachzuahmen versuchen; zu den bekanntesten zählt die Software B4 der Firma Native Instruments.

Unnachahmlichkeit des Originalklanges

Trotz der modernen Digitaltechnik gelang und gelingt es nur schwer, den Klang einer alten, elektromechanischen Hammond-Orgel elektronisch (also "künstlich") zu erzeugen bzw. zu reproduzieren. Aus diesem Grund erfreuen sich die alten elektromechanischen Orgeln nach wie vor großer Beliebtheit. Die Gründe für die Unnachahmlichkeit des Klanges der elektromechanischen Tonerzeugung sind im wesentlichen folgende:

  1. Die alte Hammond-Orgel besaß pro Taste neun elektrische Schaltkontake, mit denen die neun verschiedenen gleichzeitig möglichen Töne (Fußlagen) pro Taste zu den Zugriegeln weitergeleitet wurden. Diese 9 Kontakte schlossen, da sie eben mechanisch konstruiert waren, beim Drücken einer Taste nicht 100% zeitgleich. Vielmehr war es so, dass bei sehr langsamem Herunterdrücken einer Taste die neun Töne deutlich hörbar einer nach dem anderen einsetzten. Dadurch entstand eine Anschlagsdynamik: wurde die Taste langsam heruntergedrückt, baute sich der Ton aus den maximal neun Einzeltönen langsam und "weich" auf. Wurde die Taste hingegen schnell heruntergedrückt, ertönten alle neun Töne annähernd gleichzeitig, so dass der Ton "härter" einsetzte.
  2. Darüberhinaus erzeugen mechanische Kontakte beim Einschalten eines Tones immer ein leichtes Knack- oder Klickgeräusch. Durch die annähernd zeitgleiche Betätigung von 9 Kontakten beim Herunterdrücken einer Taste wird also eine Kaskade von 9 Knackgeräuschen erzeugt. Diese 9 Knackgeräusche ergeben, je nachdem wie schnell eine Taste heruntergedrückt wird, insgesamt ein schmatzendes Klickgeräusch, den typischen und berühmten "Hammond-Click".
  3. Die einzelnen Zahnräder (Tonräder) im Tongenerator drehten sich zwar mit definierten Geschwindigkeiten, die Phasenlage der von ihnen produzierten Sinustöne stand jedoch nicht in einem festen Verhältnis zueinander. Vielmehr hatte jeder Ton eine völlig beliebige Phasenlage im Verhältnis zu anderen Tönen. Durch die bewegliche Lagerung der Zahnräder auf den Wellen und durch thermische Einflüsse änderte sich darüberhinaus die Phasenlage praktisch ständig. Dies führte zu einem sehr natürlich und lebendig wirkendem Klangbild und vermied insbesondere Intermodulationsverzerrungen. Bei elektronischer Tonerzeugung hingegen werden (in der Regel) sämtliche Töne durch Teilung aus einer einzigen hohen Frequenz erzeugt. Alle Töne sind dadurch untereinander phasenstarr. Dies führt zu einem deutlich künstlicherem Klangeindruck und es kann darüberhinaus zu Intermodulationsverzerrungen kommen. Bei elekronischen Hammond-Orgeln aus den 80'er Jahren (und auch bei vielen anderen elektronischen Musikinstrumenten) sind diese Verzerrungen sofort hörbar, wenn mehr als 10-20 Tasten auf einmal gedrückt werden: es entstehen keine sauberen Töne mehr, sondern stark verzerrte bis krachende Geräusche.
  4. Die einzelnen Tonräder liefen nicht immer völlig rund, vielmehr hatten sie, auch abhängig vom Alter und Zustand der Orgel, ganz leichten Seitenschlag oder Höhenschlag, teilweise trudelten sie auch auf den Antriebswellen. Die dadurch entstehenden, in der Regel sinusförmigen Amplituden- und eventuell sogar Fequenzschwankungen beeinflussten bzw. überlagerten den vom Tonrad erzeugten eigentlichen Sinuston. Für das menschliche Ohr ist diese "Unsauberkeit" des einzelnen Tones normalerweise nicht wahrnehmbar. In der Summe der erzeugten Töne tragen diese Unreinheiten der Einzeltöne jedoch ebenfalls zum Entstehen eines lebendigen, natürlichen Klangbildes bei.

Weblinks

CDs zum Hören

  • Sampler - Hammond Heroes - 60s R&B Organ Grooves (Bear Family Records)
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