Glockenaufbau und -formen

Die Glocken und ihre Form bleiben dem Zuhörer meist verborgen und wenn er sie doch zu Gesicht bekommt gewahrt man allenfalls einen Umriss beim Emporschauen. Die Form einer Glocke beeinflusst ihren Klang aber wesentlich und jede Veränderung des Glockenbildes, etwa durch Risse, führt auch zu einer Veränderung des Klangbildes.

Der an die eigentliche Glocke angegossene Teil, der zur Befestigung an einem Holz- oder Eisenjoch dient, bezeichnet man als Krone. Sie besteht aus einem Mittelöhr und zwei, drei, vier oder sechs Seitenöhren („Henkeln“). Die Krone sitzt auf einer geraden, bei alten Glocken auch leicht gebogenen, Platte. Die Krone ist Bestandteil der Haube, welche bis zur fast senkrecht abfallenden Flanke reicht, welche in Ober- und Unterplatte gegliedert sein kann. Den Übergang von der Haube zur steil abfallenden Flanke, welcher scharfkantig oder abgerundet verlaufen kann, bezeichnet man als Schulter oder Hals.

Darunter beginnt die Flanke. Der stärker geschweifte ausladende Teil bis zum Schlagring heisst Wolm. Der Schlagring, wo der Klöppel anschlägt, befindet sich dort, wo die Glocke die grösste Wandstärke aufweist. Zuunterst befindet sich schliesslich die Schärfe. Hier treffen sich innere und äussere Oberfläche und bilden den grössten Durchmesser.



Bienenkorb-Form (Abb. 1)
eigentlich sogenannte Teophilusglocken. Der sich eingebürgerte Ausdruck „bienenkorbförmig“ hat ist nur bis zu einem gewissen Grade zutreffend und sollte nicht zu eng gesehen werden. Die Halbkugelförmige Haube erinnert an chinesische Glocken. Die Wandstärke verjüngt sich gegen oben hin nur wenig, ist fast durchgehend konstant. Auf ihr beruhen die sehr dissonierenden Teiltöne.

Zuckerhut-Form (Abb. 2)
Vor allem im 12. Jahrhundert hergestellt. Im Unterschied zur Bienenkorb-Form wird die Kalotte durch einen flachen Teller ersetzt. Sie ist nicht so schwer und massig wie die Form der Bienenkorbglocke, ergibt aber leider, von wenigen Ausnahmen mit eigenwilliger Teiltonzusammensetzung abgesehen, keinen befriedigenden Klang. Dennoch waren die doch visuell so ansprechend schlanken Glocken bis weit ins 13. und 14. Jahrhundert hinein beliebt. Noch an der Schwelle des 19. und im 20. Jahrhundert reizt ihre wohlproportionierte Gestalt gelegentlich zur Wiederaufnahme dieser alten Form.



Die noch heute übliche Glockengestalt entwickelte sich erst im 14. und 15. Jahrhundert: das Verändern der Konturen vollzog sich nur allmählich. Fast alle Gestaltfragen lassen sich an der Bienenkorb-, Zuckerhut- und der heute gebräuchlichen Grundform erörtern; ihre Übergänge sind jedoch fliessend. Wenn man noch die variablen Wandstärken mit einbezieht erhält man eine schier unüberschaubare Vielfalt an Glockenformen und daraus resultierenden Klängen.

Glocken unterscheiden sich, ausser in ihrer Form, die verantwortlich für die Reihung und Tonlage der Obertöne ist, auch noch durch verschiedene Wandstärken. Bei grosser Wandstärke spricht man von schwerer Rippe, bei geringerer Wandstärke von mittlerer Rippe und bei kleiner Wand von schwacher Rippe. Diese Unterscheidung wird durch die sog. „Limburger Richtlinien“ von 1951 vorgenommen: man legte fest, dass die Massen für eine Glocke mit dem Ton c’ bei leichter Rippe mindestens 1700 kg, bei mittlerer Rippe mindestens 2100 kg und bei schwerer Rippe mindestens 2600 kg betragen. In gewissen Regionen und zu gewissen Zeiten wurden besonders dünn- oder dickwandige Glocken gegossen. Allgemein kann man sagen, dass dickwandige Glocken als „schöner“ empfunden werden, da sie durch den Klöppelschlag weniger stark erregt werden und die Obertöne weniger stark hervortreten.
  • Von zwei Glocken gleichen Durchmessers besitzt jene mit der grösseren Wandstärke die höhere Tonlage.
  • Von zwei Glocken gleicher Wandstärke besitzt jene mit dem grösseren Durchmesser die tiefere Tonlage
Für die Berechnung der Schlagtonhöhen gelten die gleichen Gesetzmässigkeiten wie bei Saiten. Die Durchmesser entsprechen dabei den Saitenlängen.

Glockentonhöhen berechnet man nach der reinen und nicht nach der temperierten Stimmung. Die temperierte Stimmung ist hier nicht notwendig, da der Tonumfang der meisten Geläute zu klein ist, als dass sich Teilkombinationen in verschiedenen Tonarten daraus zusammenstellen liessen.

DIE GRÖSSTEN GLOCKEN DER SCHWEIZ
Ort, KircheTonDm [mm]Gewicht [kg]GiesserJahr
 
Bern, Münstere0247310'550A.Zehnder Bern / P.Füssli Zürich1611
Berneck SG, kath.f023409'100Giesserei Staad SG1938
Gossau SG, kath.f024208'695Rüetschi AG, Aarau1904
Rorschach SG, ref.f023508'137H.Ruetschi, Aarau1904
St.Gallen, Kathedralee023507'800Keiser Peter Ludwig, Zug1768
Herisau, ref.ges021857'500Grieshaber Franz Anton, Waldshut1756
Fribourg, Kathedraleg022027'300Monturiolis Petrus, Besançon1505
Pfäffikon SZ, kath.ges022077'040Rüetschi AG, Aarau1965
Niedergösgen SO, kath.ges022607'020Rüetschi AG, Aarau1960
Aarau, kath.ges022706'970Rüetschi AG, Aarau1960
 
DIE GRÖSSTEN GLOCKEN EUROPAS (über 10'000 kg)
Köln, Domc322024'200Heinrich Ulrich, Apolda1923
Rovereto, Campana dei CadutiH0321022'639Paolo Capanni, Castelnovo1964
Wien, Stephansdomc314020'132Oberösterr. Glockengiesserei St.Florian1951
Paris, Sacre Coeurcis303018'835Georg Paccard, Annecy1891
Toledo (E), Catedral?292817'515A.Gargollo1753
London, St.Pauls Cathedrale0289617'002John Taylor, Lughborough1881
Sens (F), Cathérdraled269016'230Gaspard Mongin-Viard, Auxerre1563


Für den Klang von Ideophonen wie der Gong, Platten oder Glocken hat sich eine Kupfer-Zinn-Bronze-Legierung als sehr gut geeignet erwiesen. In Zeiten wirtschaftlicher Not kamen aber auch andere günstigere Materialien, etwa Gusseisen, zum Einsatz. In beiden Weltkriegen wurden Glocken eingeschmolzen um das in Europa praktisch nur in geringen Mengen vorkommende Zinn zu gewinnen (Der Zinngehalt bei Glockenbronze liegt bei 21-22%). Dies führte dann nach den Kriegen zur Suche nach zinnfreien Legierungen, damit die Glocken in Zukunft vor weiteren Beschlagnahmen gesichert seien. In den Vereinigten Staaten und Russland sind die Glocken jedoch erhalten geblieben, da die beiden Grossmächte billigeres Zinn aus den Bergwerken zur Verfügung hatten.

Die wichtigsten Anforderungen an ein gutes Glockenmaterial sind der gute Klang, d.h. eine gute Klangfülle und eine geringe Materialdämpfung, die einen langen Nachhall der Glocke sicherstellt, aber auch eine gewisse Resistenz gegen oberflächliche Einflüsse, also eine chemische Beständigkeit gegenüber Korrosion. Sie sollte ihre genaue Tonhöhe halten und auch in mehreren hundert Jahren nicht verändern. Die Oxidschicht, welche sich an der Oberfläche der Glocke bildet, soll das darunter liegende Metall vor weiteren Veränderungen schützen. Weiter muss sie mechanische Festigkeit und Härte aufweisen, damit sie durch den anschlagenden Klöppel nicht abgenutzt und schliesslich zerstört wird.

Da tiefere Glockengeläute vom Hörer stets angenehmer empfunden werden als hohe, ist die Gemeinde bestrebt, ein möglichst tiefes Geläute zu bekommen. Da das Glockengewicht aber mit dem Kubus des Durchmessers wächst, erfordert ein um eine Oktave tieferer Ton das achtfache Gewicht.

EINFLUSS DES METALLS AUF DIE GLOCKENGRÖSSE (a' (440 Hz, mittlere Rippe)
GussmetallDm [cm]Gewicht [kg]
 
BleiZu geringe Härte, schlechte akkustische Werte3235
Glockenbronze (80% Cu, 20% Zn)90430
Gussstahl1351400
Gusseisen120840
GoldZu teuer45115

Die klassische Glockenbronze besteht aus vier Teilen Kupfer und einem Teil Zinn. Der Schmelzpunkt liegt knapp unter 900°C, das spezifische Gewicht ist 8,9 g/cm3. Sie lässt sich gut giessen, füllt die Formen sehr scharf aus und zeigt bei hervor ragender Widerstandsfähigkeit gegen atmosphärische Einflüsse sehr geringe Materialdämpfungswerte.

Die Glockenbronze kann auch aus Altmaterial erschmolzen werden, allerdings wirken sich Verunreinigungen, die die Nachhallzeiten wesentlich verschlechtern und die Materialdämpfung stark vergrössern, stark auf den Preis aus.

Der Klöppel
Er besteht aus zähem Flusseisen und hängt im Innern der Glocke an einer Öse befestigt. Bei modernen Glocken ist der Klöppel mit einer drehbaren Schraube, die durch die Krone hindurchgeht befestigt, so kann die Anschlagsstelle nach einigen Jahrzehnten leicht verändert werden um eine einseitige Abnützung der Glockenwand zu verhindern. Der Klöppel soll genau am Schlagring, also an der Stelle der grössten Wandstärke anschlagen. Ober oder unterhalb besteht die Gefahr, dass die Glocke zerspringt (übrigens auch die Hauptursache für Glockensprünge). Da die Glocke mit dem Klöppel ein Pendelsystem bildet, muss dieses in seinen Proportionen und Gewichtsverhältnissen ausgewogen sein, damit der Klöppel regelmässig anschlägt. Dabei ist ein kraftvoller Anschlag wichtig, um die ganze Klangfülle der Glocke zu erreichen. Befindet sich der Aufhängepunkt des Klöppels unter der Drehachse der Glocke, spricht man von einem Flugklöppel; der Anschlag erfolgt im höchsten Punkt der Glockenschwingung. Ist der Aufhängepunkt des Klöppels über der Drehachse der Glocke, spricht man von einem Fallklöppel; der Anschlag erfolgt im tiefsten Punkt der Glockenschwingung.

Die Aufhängung
Die Glocke ist mit der Drehachse durch Schrauben befestigt. Die Drehachse bezeichnet man als Joch, Helm oder Stock. Sie kann aus Holz, Schmiede- oder Gusseisen hergestellt sein. Holz ist leicht zu bearbeiten und dämpft sehr gut. Es kann aber passieren, dass es sich noch leicht verändert, sodass sich gewisse Schrauben lockern können. Schmiedeeisen hat den Vorteil, dass es geringere Abmessungen braucht als Holz; die Masse ist vollkommen stabil. Seltener wird auch Gusseisen verwendet. Der Nachteil metallener Drehachsen ist, dass zwischen Achse und Glocke schallisoliert werden muss, damit die Schwingungen nicht auf den Glockenstuhl und das Mauerwerk übertragen werden.

Man unterscheidet zwischen „geraden“ und „gekröpften“ Drehachsen. Beim geraden Helm liegt der Drehpunkt über der Glocke, beim gekröpften unterhalb der Krone. Beide Varianten haben ihre Vor- und Nachteile: klanglich günstiger ist sicherlich der gerade Helm, da hier der Doppler-Effekt stark auftritt und der Klöppel nur kurz, der Anschlag also nur kurzeitig dämpft wird. Der Nachteil besteht darin, dass weitaus grössere statische Belastungen am Gebäude, bzw. am Glockenturm auftreten, da der Schwerpunkt beim Schwingen stark verlagert wird. Ein gekröpftes Joch kann dort sinnvoll sein, wo wenig Platz zu Verfügung steht. Auch wird beim Läuten weniger Kraft benötigt und es besteht ein geringerer Horizontalschub und Lagerdruck.

Eichenholz-Joch



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