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Eine Glocke hängt an einem waagerecht drehbar gelagerten Balken, das Glockenjoch. An diesem Joch ist ein Rad befestigt, das einem Speichenrad ähnlich sieht. Es ist das sogenannte Seilrad. Auf der Radlauffläche ist eine Spannvorichtung befestigt sind, an die ein Drahtseil, welches mit einer Kette verbunden, angeschlossen ist. Die Kette läuft dann über ein Zahnritzel am Motor wieder zurück zum Rad, wo das Ende wieder mit Drahtseil fixiert ist. Der Motor zieht die Glocke über eine Steuerung nach rechts und links. Doch dazu gebe ich später eine ausführlichere Beschreibung. Es gibt aber auch Seilräder, wo die Spannvorrichtung sich im Seilrad selber befindet, wie unten auf der Zeichnung zu erkennen ist. Beide Versionen sind gängige Typen.

Seilrad und Unterzug

Der Glockenklöppel macht den Ton

In der Glocke ist ein sogenannter Klöppel aufgehangen, der den Ton der Glocke macht. Der zeitgemäße Klöppel besteht von oben nach unten genannt aus dem Blatt, dem Schaft, dem Ballen und dem Schwungzapfen oder auch Vorhang genannt. Sein Gewicht beträgt ca. 4 - 5 % von dem der Glocke. Er schlägt beim Läuten am Glockenschlagring als fliegender Klöppel oben an. Befestigt ist er in der Haubenmitte innen an einer U-förmigen Halterung, genannt Klöppelgabel, durch die ein Bolzen - der Klöppelbolzen - durchgeschoben und festgeschraubt ist. An diesem Bolzen hängt der Klöppel verschraubt an einer Lederlage, die mit einer Metallasche umschlossen ist. Die Halterung ist dann mit einer Mittelschraube in der Glockenkrone oder oberhalb des Joches verschraubt.

Hinweis: Bei Stahlglocken ist die Mutter der Mittelschraube meist in der Krone versenkt. Besser ist es, die Mittelschraube so lang zu machen, daß man diese durch eine Bohrung im Joch durchschiebt und oberhalb des Joches dann mit der Mutter festschraubt. Das vereinfacht Reparaturarbeiten an der Aufhängung, ohne die Glocke abnehmen und das Joch abschrauben zu müssen. Manche Gießereien schweißen heutzutage die Klöppelgabel fest ein. Dadurch wird das erneuern des Bolzens, an dem der Klöppel hängt, nahezu unmöglich gemacht. Bei einer späteren Reparatur ist man dann gezwungen, unter die eigentliche Klöppelaufhängung eine neue unterzubauen, womit dann auch ein neuer kürzerer Klöppel benötigt wird. Begründet wird das Einschweißen mit einer noch besseren Klangentfaltung, da die Krone kein Loch hat. Da aber die Krone mit Oberplatte zu 90 Prozent nur haltende Funktion hat, ist diese Aussage nicht nachvollziehbar, wohl aber im Bezug auf eine Arbeitsersparniss u.a. beim Herstellen der Lehmform. Achten sie darum beim Kauf von einer neuen Glocke, daß die Klöppelaufhängung, zur Vermeidung von hohen späteren Reparaturkosten, nicht eingeschweißt, sondern herausnehmbar ist. Das gleiche gilt auch für den Klöppelbolzen, der in der Aufhängung nicht eingeschweißt sondern nur verdrehsicher festgeschraubt sein darf.

Es wurde öfter davon berichtet, daß Metallsicherungslaschen um das Leder Klöppelbolzen brechen lassen. Jedoch sind diese dann nicht korrekt verarbeitet gewesen. Die Lasche muß sauber angepaßt mit dem U-Eisen der Gabel eine Führung für den Klöppel bilden, daß der Vorhang ein seitliches Spiel bis max. ca 3 cm hat. Ansonsten scheuert das Blatt am Bolzen und beim Läuten der Ballen Material von der Glockenwandung ab, da er, wie es bei kleinen Tischglocken gut zu sehen ist , in der Glocke Rundschläge macht. Das Leder mit möglichst nur einer Lage in der Aufhängung, dient zur Dämpfung der beim Anschlag im Klöppel entstehenden Schwingungen, die sonst den Glockenton stören können. Es gibt Firmen, die bauen aus Angst vor einem Bolzenbruch keine Stahllaschen ein. Sie verwenden lediglich mehrfachlagiges Leder. Wieder andere setzen eine Stahlasche mit mehrfachlagigem Leder. Beide Versionen sind falsch. Leder hat eine Eigenschaft: Es ist nichts anderes als Haut und dehnbar. Hängt ein Klöppel nur an Leder, so längt sich dieses im Laufe der Zeit und die Anschlagpunkte des Klöppels mit seinen Massenverhältnissen verschieben sich nach unten und stimmen dann nicht mehr. Daraus folgen dann plattgeschlagene Klöppelballen, beschädigte Schlagringe und ein schlechter Klang. Das gleiche passiert, wenn man die zweite Version verwendet. Die mit mehreren Lagen angefertigte Passung (!) mit Stahllasche geht kaputt, da sich das Leder quetscht und so sich wieder der Klöppel längt. Wenn dann das Blatt zur Seite schlägt, ist ein Bruch des Bolzens möglich, durch Kerbwirkung der Blattkanten am Bolzen wie bei einer Sollbruchstelle. Das vermeidet man alles, indem man nur eine Lederlage verwendet, dann darum eine Stahllasche setzt, die bündig parallel zur Gabelwandung läuft und dadurch das seitliche Spiel des Klöppels verhindert. So ist die Passung richtig anfertigt

Der Klöppel muß also mit Lasche so stramm um den Bolzen geführt sein, daß er etwas schwerer zu bewegen geht ! Ist er dann in der Glocke aufgehangen, so quetscht er durch sein Eigengewicht und beim Läuten das Leder zusammen und bildet so nach kurzer Zeit eine leichtgehende Passung. Von anfänglichen Läutproblemen darf man sich nicht ablenken lassen ( ca. 10 Minuten ). Das Leder ist mit speziellem Lederfett oder Tran bei Wartungsarbeiten einzureiben.

Dieses Bild beweist auch die Sinnlosigkeit, Stahlglocken zu streichen. Die deutlich hier sichtbaren großen braunen Flecken sind Roststellen, die trotz dicker Farbe immer wieder durchkommen. Weiter vernichtet die Farbe den Dreiklang der Glocke und sie hören nur noch ein dumpfes Geballer. Eine erhaltende konservierende Wirkung bei Stahlgraugußglocken erreicht man durch das streichen nicht, da das Material von innen nach außen oxydiert wegen dem eingeschlossenen Sauerstoff im Metallgefüge!

Stahlgraugußglocken ( Fa. Weule u.a. ) haben eine maximale Lebensdauer von 100 Jahren und müssen dann wegen Bruchgefahr erneuert werden. Ein Zeichen dafür ist, daß sich vorher die Klangfülle verabschiedet. Dann wird es Zeit, die Glocken außer Betrieb zu nehmen !!

Bochumer Gußstahl dagegen reagiert zwar auch mit Sauerstoff, jedoch nur oberflächlich mit dem Ansatz von Flugrost, der die Haltbarkeit - 300 Jahre und länger - in keinster Weise beeinträchtigt. Bronzeglocken oxidieren ebenfalls nur oberflächlich mit dem Ansatz von Grünspanpatina. Bei kleinen Bronzeglocken Glocken kann man durch Reinigen mit Glasperlen eine leichte Klangverbesserung erzielen, indem man diese im Verhältnis zur Glockengröße dann doch klanghemmende Oxydschicht wieder entfernt. Bei größeren Glocken ab ca. 100 Kg lohnt sich dieser Aufwand jedoch nicht. Bei Stahlglocken behindert der Rost die Klangentfaltung nicht und ist eher als Schönheitsfehler anzusehen.

Das Glockenjoch - nicht nur einfach ein Balken

Die besten Klangergebnisse erhält man bei der Verwendung von Holzjochen. Da aber viele Sachverständige der Meinung sind, Vollholzjoche seien stabiler als Leimholzjoche, ist es sehr schwierig, entsprechend altes, 100 Jahre abgelagertes Eichenholz zu beschaffen. Es muß aus statischen Gründen diese Holzart sein. Für kleine Glocken bis 100 Kg sind diese luftgetrockneten Balken noch gut zu besorgen, aber wehe der Holzbalken kommt aus der Kammertrocknung, aus dem dann für große Glocken ein Joch gefertigt wird. Dann verbiegt es sich andauernd und die Glocken sind wenigstens nicht ständig richtig festschraubbar am Joch und können schlimmstenfalls aus den Lagern rutschen. Begleitet wird diese Erscheinung von läutetechnischen Schwierigkeiten. Für größere Glocken empfiehlt es sich deshalb, Leimholzjoche zu verwenden. Diese sind aus einzelnen Eichenholzbohlen zusammengeleimt,verpresst und dadurch noch wesentlich stabiler und haltbarer als gleichwertige Vollholzjoche. Voraussetzung ist aber allerdings ein umfangreiches Wissen im Bezug auf Holzverarbeitung bzw. wie man mit Leim und einer Leimpresse umgeht, sowie welche Leimsorte die richtige ist. Dann besteht auch keine Gefahr, daß der Leim durch die Gerbsäure im Eichenholz kaputt geht. Aber das muß man halt eben gelernt haben. Am besten läuten Glocken an geleimten Barockjochen. An der Stelle, wo die Glocke mit Schrauben in Güte 8.8 , warm gebogenen Schmiedeeisen und Flacheisen verschraubt ist, befindet sich ein Holzaufsatz zur Verstärkung der Statik und für eine feine Auswuchtung. Dieser Aufsatz ist beim Barockjoch wohlgeformt geschwungen und genau so hoch, wie das Joch selbst.

 Die Glockenschwingung verläuft dadurch zwar etwas langsamer, doch wirkt sich dieses höchstens mit maximal nur einen einzigen Anschlag pro Minute aus. Das widerstrebt somit nicht der Natürlichkeit der Glockenschwingung in Form eines fehlenden Dopplereffektes oder ähnlichem. Den vorzugsweisen Einsatz dieser Jochart rechtfertigt konkret gesagt die gute Optik, die hohe Stabilität, lange und formbeständige Haltbarkeit sowie die musikalisch vorteilhafte Charakteristik, die Anzahl an Wiederholungen von Anschlagsfolgen im Vollgeläute ohne klangliche Einbußen ein wenig zu minimieren. Dadurch bleibt die Glockenmusik länger interessant. Diverse andere Vollholzjoche mit kleinen Aufsätze, die nur schräg auf der Kreissäge zugeschnitten wurden, sind zwar viel preiswerter, erfüllen aber bei weitem nicht die eben genannten Kriterien.

Sollten sie aus Kostengründen auf die Idee kommen, eine Glocke an ein Stahljoch zu hängen, dann setzen sie bitte zwischen Glocke und Stahljoch eine wenigstens 4 cm dicke Leimholzplatte zwecks Schwingungsdämpfung vom Glockenton zum Stahljoch ein. Verwenden sie zum Festschrauben der Glocken keine Gewindestangen, da sich die Muttern oben und unten lösen können und man die Materialgüte nicht nachvollziehen kann.

Heutiger Standart ist, daß man möglichst nur noch Holzjoche einbaut und Glocken nicht mehr an Stahljochen aufhängt. Die dabei verwendete Aufhängungsart ist die gerade Aufhängung, wie bislang auf den Bildern immer dargestellt. Das bedeutet, daß der Drehpunkt der Glockenkrone mit dem Drehpunkt der Jochachse fast identisch ist. Die größte freischwingende Glocke der Welt in dieser Aufhängung ist St. Peter ( Decker Pitter ) im Kölner Dom mit einem Gewicht von 24 Tonnen. Technisch also gar kein Problem.

In den neuen Bundesländern, im Ausland ( USA, Italien etc. ) und in vielen Kirchen mit Stahlglocken, ist aber noch eine Modeerscheinung in Betrieb:

Das gekröpfte Joch, bei dem der Drehpunkt der Jochachse in den Glockenmantel nahe der Flanke gelegen gelagert ist .Der Klöppel ist mit einem massiven Gegengewicht in der Glocke über seinem Drehpunkt ausgestattet. Derartig aufgehangene Glocken haben klangliche Einbußen zu verzeichnen, wegen fehlendem Dopplereffekt und viel zu langsamer Anschlagsfolge, da die Glocke beim Läuten langsam hin und her kippt und nicht natürlich schwingt. Damit der Klöppel als fliegender Klöppel anschlägt, muß man den Klöppel in seiner Aufhängung ebenfalls kröpfen und oberhalb seines Drehpunktes mit einem schweren Zusatzgewicht ausrüsten, was den Schwerpunkt des Klöppels nach oben verlagert. Wegen diesem Gewicht sind die Klöppelaufhängungen extrem reparaturanfällig. Ohne das Gegengewicht läutet der Klöppel als Fallklöppel. Trotz der bekannten Nachteile, gibt es immer noch irgendwelche “ Fachleute“, die diese Aufhängung als Vollgeläut oder an Hauptglocken heute noch beim Verkauf von neuen Glocken oder Jochen praktizieren.

Glocken müssen an geraden Jochen aufgehangen werden, um beste Klangergebnisse zu erzielen.

Jedoch ist nicht jede Kröpfung sofort zu verteufeln. Sie sollte zwar nicht aus statischen Gründen ausgeführt werden, jedoch, als Ausnahme betrachtet, kann z.B. eine gekröpfte Friedhofsglocke einen ernsthaften und trauernden Klang von sich geben, wie es früher auch mit Einzelanschlägen an Glocken als Totläuten üblich war, wenn man nur eine Glocke hatte. Ansonsten läutet man als Totläuten heutzutage  die größten Glocke im Geläut.

Noch ein Hinweis: Sollten sie in ihrer Glocke einen dazu passenden, neuzeitlichen Klöppel mit Vorhang haben, der als Fallklöppel läutet ( der Klöppel “ fällt “ nach dem Auschwung der Glocke auf den Schlagring runter anstatt als fliegender Klöppel oben anzuschlagen ), dann ist das Joch zu schwer: Im Ganzen 2-3 cm runter vom Holz, schön symmetrisch rechts und links mit der Hobelbank, wirken manchmal wahre Wunder. Doch Vorsicht ist geboten mit der Abnahme von Material an der oberen oder unteren Seite wegen einer drohenden Dezentrik des Seilrades und einer statischen Schwächung des Holzjoches.

Ein historische Joch - 100 Jahre und älter - sollte so aus denkmalschutzrechtlichen Gründen nicht bearbeitet werden! Kaufen sie dann lieber ein neues Holzjoch, wenn es nicht besser geht und bewahren die Struktur des alten Joches, was dann z.B. im Heimatmuseum oder in der Kirche einen guten Platz finden kann. Abgesehen davon werden sie sich ihre teure Abrichtbank versauen, da erfahrungsgemäß derartige Hölzer voller Eisenteile wie Nägel, Krampen oder Klammern sind, abgesehen vom Ärger mit dem Denkmalschutzamt, wenn die rausbekommen, daß das Joch abgehobelt wurde.

Was ist Intonation ?

Glocken läuten im Schwingungswinkel von 70-120 Grad. Wenn man vom Schwingungswinkel redet, dann geht man vom gesamten Winkel aus, daß heißt von einem Ausschwungende zum anderen.Das bedeutet aber nicht, von einem Glockenrand zum anderen. Die Ruhelage der Glocke ist der Nulldurchgang: Es ist die Stellung, die die Glocke einnimmt, wenn diese nicht geläutet wird. Hier nimmt man die Symmetrisches der Glocke in der Senkrechten als Zeiger für eine im Läuteradius angepaßte virtuelle Skala an. Beim Läuten schwangt die Symmetrieachse dann in einem Läutewinkel, den sie auf der virtuellen Skala dann als Skalenwert anzeigt. Einfacher ist natürlich dann die Beschreibung des Läutewinkels mittels einer Markierung am Seilrad und Messung mit einem übergroßen Winkelmesser aus der Schule. In der Praxis wird aber nicht der Schwingungswinkel gemessen, sondern man zählt die Anschläge pro Minute und setzt diese ins Verhältnis zum Glockengewicht , z.B. 50 bei 1,8 Tonnen. Hat man mehrere Glocken, so sollte zwischen den Anschlägen pro Minute eine Zahl zwei oder drei liegen, aber nach Möglichkeit gleichmäßig aufgeteilt, damit ein harmonischer Läuterythmus entsteht. Auf keinen Fall dürfen die Anschlagszahlen zweier Glocken identisch sein, da es sonst zu Schäden im Mauerwerk kommt, abgesehen von dem musikalischen Aspekt.

Den Läuterythmus einer Glocke oder mehrerer Glocken nennt man Intonation.

Kleine Fehler - große Wirkung

Besonders schädlich für eine Glocke sind neben einem falschen Klöppel oder einer defekten Klöppelaufhängung auch sogenannte Prellschläge des Klöppels, meistens durch zu hohes Läuten bzw. einer falschen Intonation verursacht. In der Kirchengemeinde St. Vincencius zu Scherfede läutet eine Glocke mit einem Gewicht von 1,8 Tonnen mit 46 Anschlägen pro Minute. Gewartet wird die Anlage von Monteuren einer großen Firma, die anscheinend seit 15 Jahren nicht merken, daß die Glocke im Winkel von fast 140 Grad schwingt.  Ein beginnender Riß ist am Schlagring sichtbar und ein dumpfer Klang durch den plattgeschlagenen Klöppel schallt durch Scherfede. Solche sogenannten Prellschläge können aber auch ebenfalls entstehen, wenn man eine Glocke, zum Beispiel von einem Holzjoch an ein Stahljoch hängt bzw. an der Aufhängung herumbastelt. Die Massenverhältnisse vom Joch zum Klöppel müssen aufeinander abgestimmt sein und das kann nur ein erfahrener Glockentechniker dimensionieren. Die Glocke muß exakt mittig am Joch justiert sein und mit Klöppel lotgerecht hängen. Setzt man sie von Hand in Schwingung mit einem Läutewinkel von 100 Grad, so muß die Glocke mit gleichmäßigen Doppelschlägen eine Zeit lang selbständig läuten, bevor sie mit Einzelschlägen, abwechselnd vom Klöppel an den Anschlagpunkten am Schlagring rechts und links angeschlagen werdend, zur Ruhe kommt. Sie darf nicht nach den Doppelschlägen nur einseitig an der gleichen Stelle angeschlagen zur Ruhe kommen. Erfolgen auch bei geringem Schwingungswinkel von 50 Grad noch Doppelschläge, dann ist der Klöppel zu schwer !

Läutet eine Glocke ungleichmäßig, so ist als erstes zu kontrollieren, ob die Glocke ohne motorischen Antrieb ebenfalls ungleichmäßig läutet, sie mittig am Joch angeschraubt ist, der Klöppel seitliches Spiel von mehr als 30 mm, plattgeschlagene Anschlagstellen , am Schlagring der Glocke Schleifspuren hinterlassen und beim Anheben unzulässiges Spiel nach oben hat. Dann ist zu schauen, ob der Klöppel mittig in der Glocke sitzt und leicht zu bewegen ist. Hängt dieser z.B. nur an einem Ledergebinde, dann besteht die Möglichkeit, daß der Klöppel beim Läuten auch torsierende Bewegungen macht. Er kippt beim Anschlag nach links oder rechts, ähnlich der Abnahme eines Fingerabdruckes, bleibt damit beim Rückfall der Glocke am Schlagring kleben und nimmt zu wenig Energie für den Rückschlag auf. Folge ist dann ein Aussetzer nach erfolgter Rückschwingung der Glocke. Das gleiche ergibt sich, wenn die Klöppelaufhängung falsch bzw. verdreht sitzt, sodaß Klöppel und Glocke nicht zusammen in der X-Achse schwingen. Ein paar Grad reichen aus, um eine Glocke scheppern zu lassen.

Der dann gravierendste Fehler eines Monteurs ist, daß er die Glocke noch höher schwingen läßt, wodurch sich der Effekt logischerweise nur noch verstärkt, auch wenn die Glocke scheinbar besser läutet. Erneuern sie bitte die Klöppelaufhängung, wie oben beschrieben. Das gilt auch für gekröpfte Aufhängungen.

Weiterer Fehler: Eine Unwucht im Seilrad, ein Verzug der Joche im Bereich des Lagerzapfens, des Aufsatzes, schlimmstenfalls des gesamten Holzes aus der Symmetrieachse heraus. Dazu muß man die Glocke abhängen, das Joch von der Glocke abbauen und auf eine plane Eisenplatte legen. Dann sieht man es am besten. Meistens sind beulige Risse in Vollholzjochen schon ein eindeutiger Hinweis auf einen derartigen Fehler. Genietete Stahljoche weisen ebenfalls Unsymetrien auf, wenn z.B. die Nieten nachgeben. Das macht sich z.B. durch plötzlich lose Klöppelaufhängungen bemerkbar. Dann wird es langsam gefährlich !!

Weiteres Beispiel: Schematisch hier etwas übertrieben dargestellt, aber durchaus ein Fall aus der Praxis: Die Absenkung eines Tragbalkens des Glockenstuhles bedingt eine Unsymetrie im Schwingungssystem. Überlastung der Lagergehäuse mit Bruchgefahr der Lagerfüße

Der Unterzug - Die Verbindung des Motors zur Glocke

ist keine Gitarrenseite !

Viele Firmen spannen die Ketten so stramm, daß man sie deutlich aus dem Geläut heraus ratschen hört. Das ratschen ist nicht so schlimm, aber bedenken sie, daß sie Seilräder auf dem Holz nicht zu 100 % genau rund und mittig zum Drehpunkt der Jochachse montiert werden können. Dazu verbiegen sich die Räder im Laufe der Zeit und werden eierig. Dann bedeutet eine stramm gespannte Kette ein Durchbiegen von Holzbohlen, auf denen der Motor steht, eine Mehrbelastung von Joch und Motorlager sowie ein noch schnelleres Verziehen der Seilräder, vom schlechten Läuten mal abgesehen, was dann wieder einige mit der Motoreinstellung vertuschen wollen. Findet man eine zu lockere Kette vor, so ist als erstes das Seilrad auf seine Rundung und Mittigkeit zu prüfen. (Zur Erinnerung Zeichnung Seilrad am Seitenanfang. )

Eine Kette darf man nicht bis zum Anschlag stramm spannen! Sie muß, wie beim Motorrad oder Fahrrad, gute 3 cm leicht seitlich zu bewegen sein, darf aber auch nicht bauchig durchhängen. Nur dann kann eine kleine Beule im Seilrad unbemerkt ausgeglichen werden, ohne daß Folgeschäden, z.B. defektes Motorlager, entstehen. Eine zu stramm gespannte Kette ist auch eine weitere Ursache für ungleichmäßiges Läuten.

Sie können die Rundung ganz leicht selber prüfen: Gehen sie zur Glocke und stellen sich seitwärts im 90 Grad Winkel zur Glockenschwingung. Schauen sie auf die Oberkante des Seilrades und fixieren sie einen Punkt dahinter z.B. ein naher Holzbalken . Schalten sie die Glocke ein. Wenn dieser Punkt von dem Metall des Rades beim Läuten verdeckt wird, ist das Seilrad verzogen und eiert. Beulen im Rad unter 10 mm sind noch akzeptabel, aber mehr darf es nicht sein. Das Verzinken von Seilrädern ist ein unnötiger Kostenfaktor. Seilräder halten 30 Jahre, dann sind diese verzogen, egal ob sie verzinkt oder rostig sind. Jedoch ist das Verzinken eine Art Unfallschutz, wenn sich ein Monteur daran verletzen sollte. Zudem ist es optisch schön. Der Rost ist dabei nur oberflächlich und beeinträchtigt in keiner Weise die Stabilität. Letztlich also eine Frage des Geldes, ob man dafür ca. 100 Euro ausgeben möchte. Dagegen ist das Verzinken von Schrauben und Hängeeisen gegen Schutz vor Korosion der Gewindegänge inkl. Muttern empfehlenswert.

Wer glaubt, dieses Kapitel überspringen zu können, weil er technisch unbegabt ist, der sei vorab damit informiert, daß eine vollelektronische Läutemaschine für sich,  ohne mechanische Sicherungselemente, das gefährlichste ist, was man sich in den Kirchturm einbauen kann. Der Unfall in der Frankfurter Paulskirche war kein Zufall und kann sich jederzeit wiederholen.

Ich hatte in dem Zusammenhang den Firmenamen genannt . Darauf hin ist mir unter Androhung einer Schadensersatzklage von 50.000 Euro anwaltlich dieses von der großen Firma verboten worden, obwohl intern der Name jedem Sachverstandigen und in der “ Glockenszene “ bekannt ist. Dennoch verzichte ich nicht darauf, sie aufzuklären, worin die Gefahr bei elektronischen Läutemaschinen liegt, das schwarze Schafe die doch eher positiven Eigenschaften von einer geschlossenen Regelung ( Erklärung folgt ) mit deren Möglichkeiten, mißbrauchen, nur um Geld zu sparen.

Doch zuvor müssen wir uns etwas mit Elektromotoren beschäftigen. Man benutzt zum Antrieb der Glocken Drehstrommotoren. Dabei handelt es sich um die Asynchronmaschinen, die wir als Begriff einmal einfach so hinnehmen müssen. Der große Vorteil dieser Motoren ist, daß sie absolut wartungsfrei sind und ca. 50 Jahre laufen können, wenn man sie nicht überlastet. Diese Motoren haben eine bestimmte Drehzahl, die sie aus der Netztfrequenz ( 50 Hz ) und ihrer inneren Bauart beziehen. Folgende Drehzahlen pro Minute werden gebaut: 3000, 1500, 1000, 750, 600 und 500. Diese Drehzahlen lassen sich nicht verändern. Ein Motor, der für eine Umdrehungszahl gebaut wurde, wird diese sein ganzes Motorenleben auch behalten. Der Motor besteht aus dem feststehenden Teil, dem Ständer oder auch Stator genannt und dem sich drehenden Teil, dem Läufer.

Eine ganz wichtige und für die Glockentechnik entscheidende Eigenschaft dieser Drehstromasynchronmotoren ist, daß sie immer auf ihre Drehzahl kommen wollen. Schaffen sie das nicht und laufen längere Zeit untertourig - warum auch immer - so werden die Motoren heiß und gehen kaputt.

( Lensche Regel - Induktionsverhalten, mangelhafte Gegeninduktion im Ständer > zu hoher Strom durch die Wicklungen > große Wärmeentwicklung > Isolation schmilzt > Kurzschluß )

Um den Antrieb zu verstehen, setzen wir uns mal mit den einzelnen Komponenten, wie auf der Zeichnung dargestellt auseinander. Wir fangen bei der Glocke an und fragen uns:

Wie groß darf denn überhaubt das Seilrad sein ??

Andersherum wieder, wird es dann für den Motor um so leichter, die Glocke zu ziehen. Das ist wiederum von Vorteil, weil man so Motorleistung sparen kann. Zugleich wächst aber zwangsläufig auch der Einfluß der Maschinenkraft auf die Glockenschwingung.

Die Antwort auf die Seilradgröße liegt somit letztlich hauptsächlich in der Definition, wie man eine Glocke zu läuten hat.  Je größer das Rad, desto abhängiger ist die Glockenschwingung vom Motor. Darum fragen wir uns:

Soll der Motor läuten oder soll die Glocke so läuten, als hätte sie keinen ?

                                                 Was ist besser ?

Wenn der Motor läutet, dann muß er die Glocke so ziehen, daß er den Klöppel regelrecht an den Schlagring der Glocke geschleudert. Das kann man anhand einer kleinen Tischglocke nachvollziehen. Hier schütteln wir mit der Hand die Glocke und schleudern damit den Klöppel hin und her. Betrachten wir dabei mal das Verhalten des Glockenklöppels, so stellen wir fest, daß der Klöppel dabei sehr lange an dem Schlagring kleben bleibt, weil Sie mit der Hand den Glockenmantel führen. Zum einen schubsen sie den Klöppel mit der einen Glockenwandung an und bremsen anschließend massiv ab. Dadurch knallt der Klöppel an den Schlagring der anderen Seite, bleibt deshalb am Schlagring kleben und dämpft den Klang. Das gleiche kann man auch mit der Kirchenglocke machen, wenn man das Seilrad groß genug dimensioniert. Kein Problem. Es entsteht aber kein sauberer Klang als im Vergleich dazu, wenn sie den Klöppel nur einmal kurz mit einem Finger anschubsen und dieser dann den Schlagring nur “küssen” tut. Hier hören sie den Unterschied: Das geführte Läuten mit der Hand gleicht eher einem Geschelle als der “Kuß” des Klöppels am Schlagring, mal ganz abgesehen von Materialverschleiß und vorzeitiger Abnutzung. Übertragen wir nun diese Verhältnisse auf die große Schwesterglocke im Kirchturm, so ist es vom klanglichen und denkmalschutzrechtlichen Aspekt her sinnvoller, die Glocke in ihrer natürlichen Schwingung zu belassen und von der Vorstellung Abschied zu nehmen, daß der Motor läutet. Darum müssen wir sozusagen die Antriebstechnik der Glocke “ in Watte “ packen.

Es darf darum das Seilrad nur so groß gemacht werden, daß der Bremseffekt in dem Bereich, wo die Glocke ohne Motorkraft schwingt, vernachlässigbar klein wird. Jedoch ist hier, auf Grund einer technischer Grenze, die vom Motor her ausgeht, eine gewisse Seilradmindestgröße erforderlich. Diese Grenze liegt nicht, wie man annehmen könnte, in der Kraftübertragung, daß ein zu kleines Rad eine Motorleistung erfordert, die man nicht mehr bereitstellen kann, sondern in der Drehzahl des angebauten Motors, bzw in der technisch machbaren Baugröße und der inneren Nutenanzahl des Ständers.

In der Praxis hat sich herausgestellt, daß Asynchronmotoren mit einer Drehzahl von 500 Umdrehungen pro Minute den günstigsten Kompromiß präsentieren, im Bezug auf Seilradgröße mit geringer Bremswirkung und technisch akzeptabler Baugröße sowie erhöhtem Kraftaufwand, der vom Motor geleistet werden muß, als bei z.B. 1000 Umdrehungen pro Minute, wo dann auch das Seilrad wieder größer ist mit einer dann wieder erhöhten Bremswirkung, wie wir vorhin gelernt haben.

Bei der Motorendrehzahl mit 500 Umdrehungen pro Minute ( UpM ) ist das am Joch angebaute Seilrad mindestens so groß, wie der Schärfendurchmesser der Glocke.  Die maximale Größe liegt hier bei “Schärfendurchmesser + 15 % “ Ebenfalls ein Vorteil, um Seilräder schnell und einfach anzupassen oder zu überprüfen.

Warum schaukelt die Glocke nicht immer höher und überschlägt sich dann ??

Die Antwort gibt uns wieder die Physik:

Nun denken wir mal an die auf dem Typenschild eines Motors angebene Drehzahl, die man fachlich als Nenndrehzahl bezeichnet und an die Kraftübertragung, die er dabei macht. Zum besseren Verständnis machen wir machen dafür ein virtuelles Experiment. Sie wollen mit einem Auto von einer Bergalm eine Straße runterrollen, die durch eine gerade Talsole führt und dann wieder zu einer zweiten Bergalm hinaufrollen, die in gleicher Höhe liegt, wie die erste. Der Weg ist also wie eine halbe Kreisbahn oder einer Halfpipe vom Skaterclup.  Sie sitzen am Steuer, haben die Kupplung durchgetreten, ebenfalls dazu zur Hälfte das Gaspedal und den zweiten Gang eingelegt. Damit ist die Drehzahl des Motors und das Übersetzungsverhältniss festgelegt.

Auf unsere Glocke übertragen bedeutet das: Wir haben uns für einen Motor mit einer Drehzahl x und für eine Seilradgröße y ( Übersetzung ) entschieden.

Zurück zum Auto. Sie rollen nun den Berg hinunter. In dem Moment, wo das Auto auf die gerade Talsohle fährt, lassen sie für 1 Sekunde die Kupplung los.

Das ist der alles entscheidene Moment: Ist die Drehzahl der Autoreifen identisch mit der übersetzten Drehzahl des Motors, so werden sie die zweite Alm erreichen. Es erfolgt keine Kraftübertragung. Das Auto fährt wieder genau so hoch, wie es vorher auf der ersten Alm gestanden hat.

Naja, fast so hoch, um genauer zu sein und bevor sich hier ein Physiklehrer beschwert, da wir unterwegs noch Reibungsverluste haben. Aber tun wir mal so, als wären die Bedingungen ideal.

Auf die Glocke bezogen heißt das dann: Wir schalten im Nulldurchgang den Motor für eine Sekunde ein. Ist nun die übersetze Drehzahl des Seilrades zum Motorläufer mit der auf dem Motortypenschild angegebenen Nenndrehzahl x identisch, so schwingt die Glocke wieder genau so hoch, wie zuvor. Die Bremswirkung der Übersetzung lassen wir dabei mal weg und denken nicht weiter daran.

Jetzt wiederholen wir unser gedachtes Experiment mit dem Auto an der Bergalm.  Es steht wieder genau so, wie bei unserem ersten Experiment. Sie sitzen wieder am Steuer, haben wieder das Gaspedal halb durchgetreten, diesmal aber bei getretener Kupplung den dritten Gang eingelegt anstatt den zweiten und nun rollen sie wieder los. Wenn sie diesmal auf der Straße wie vorher an der gleichen Stelle für eine Sekunde die Kupplung loslassen, dann wird der Wagen zusätzlich beschleunigt und er rollt nach durchfahren der Talsohle den Berg höher hinauf, als vorher.

Warum ???

Antwort: Die übersetzte Drehzahl des Motors war nicht identisch mit der Drehzahl der Autoreifen. Die Reifen drehten langsamer. Da aber der Automotor genau so wie der Asynchronmotor auf seine Drehzahl kommen will, hat er zusätzliche Kraft übertragen und damit den Wagen zusätzlich beschleunigt, was bewirkt, daß das Auto den Berg höher hinauf fährt und sie die zweite Alm verfehlen. Das Auto wird, bei Wiederholung des Experimentes, dabei solange immer höher fahren, bis das die übersetzte Drehzahl des Automotors wieder identisch ist mit der Reifendrehzahl in dem Moment, wo sie durch die Talsohle fahren und die Kupplung für eine Sekunde loslassen.

dann ist im darauf folgenden Nulldurchgang die übersetzte Drehzahl am Motorläufer eine geringere, als am Motortypenschild angegeben. Schalten wir nun den Motor für eine Sekunde ein, so kommt es zu einer zusätzlichen  Beschleunigung, die zur Folge hat, daß die Glocke höher ausschwingt als zuvor. Sie wird dieses solange tun, bis daß die übersetzte Drehzahl an der Motorwelle im Nulldurchgang wieder identisch ist mit der auf dem Motortypenschild angegebenen. Dabei setze ich allerdings Voraus, das der Motor kraftmäßig richtig dimensioniert ist. Dazu später mehr.

Wie groß ist das Kettenrad ?

Die verwendete Zähnezahl liegt in der Regel zwischen 12 und 18, wobei die gängigsten 14 und 16 Zähne sind bei KR 1/2 x 5/16 Zoll.

In der Praxis wechselt man gemäß vorheriger Info praktischer Weise am Motor das Kettenrad gegen eines mit einer anderen Zähnezahl aus, sofern eine Korrektur des Schwingungswinkels erforderlich ist, . Das bedeutet: Von 14 auf 16 Zähne läutet die Glocke höher, weil das Kettenrad mit 16 Zahnen größer ist als das mit 14 Zähnen und von 14 auf 12 Zähne läutet die Glocke niedriger, weil das Kettenrad mit 12 Zähnen kleiner ist, als das mit 14 Zahnen. .

Wie stark muß ein Glockenmotor sein ?

Es ist ein Irrtum zu glauben, Motoren haben immer die gleiche Kraft, egal wie schnell sie sich drehen. Die Kraftentwicklung, vor allem bei Drehstromasynchronmaschinen, ist abhängig von der Drehzahl, dem verwendeten Läufermaterial sowie der Bauweise des Läufers ( Doppelnut, Tiefnut, Rundstab etc. ). Jede Bauart hat mit dem verwendeten Material bestimmte Eigenschaften im Bezug auf Kraftentwicklung bei einer gewissen Drehzahl. Die angegebene Kraft auf dem Motortypenschild in KW ist dabei immer in Bezug zu setzen auf die angegebene Umdrehungszahl des Motors pro Minute, der bereits erwähnten Nenndrehzahl !! Dabei kann es aber möglich sein, daß im Anlauf die Kraft dreimal so groß ist wie auf dem Motor bei Nenndrehzahl angegeben, weil der Motor einen entsprechenden Läufer besitzt, zu dessen Kennzeichnung kein Motorenhersteller verpflichtet ist.

Darum müssen wir uns neben der besten Übersetzung Glockenseilrad - Motorritzel, der richtigen Motordrehzahl auch für den richtigen Läufer im Motor und somit für die passende Drehzahl - Kraftentwicklung, die man auch als Drehmoment bezeichnet, entscheiden.

Ziel ist es ja, die Glocke in Ihrer Schwingungsnatürlichkeit zu belassen und sie soll läuten, als wäre gar kein Motor vorhanden. Das bedeutet nochmal zur Wiederholung gesagt: Der Motor darf die Glocke nicht reißen. Er darf aber auch nicht zu schwach sein, daß er nicht auf seine Drehzahl kommt und dadurch, wie Anfangs beschrieben, heiß wird und kaputt geht. Vergleichen wir dazu doch mal die physikalischen Eigenschaften zweier Autos mit gleichen Motorenstärken und unterschiedlichen Drehmomenten und deren Wirkung im Anfahren: Einmal mit geringer Kraft und einmal mit der vollen Kraft wie bei Endgeschwindigkeit. Der Motor mit geringer Anfangskraft und maximaler Kraft im hohen Drehzahlbereich benötigt z.B. 1000 Meter, um ein Auto von 0 auf 100 km pro Stunde zu beschleunigen. Der andere Motor schafft das, neben qualmenden Reifen, schon nach 100 Metern und fährt an dem Auto mit dem “schwachen” Motor vorbei, der noch beschleunigt,

obwohl die angegebene PS / KW Zahl beider Autos gleich ist.

Diese Verhältnisse übertragen wir auf  die Wegstrecke einer Glocke und stellen uns vor, wir haben die richtige Motorenstärke gemäß Erfahrungswert ausgesucht und uns dabei für einen Läufer mit der Kraft entschieden, der von Anfang an mit dem maximalen Wert gleichbleibend da ist. Äquivalent zum Autotest schalten wir den Motor im Stillstand / Wendepunkt der Glocke ein und hinter dem Nullduchgang wieder ab. Was passiert ? Zuerst erleben wir beim Einläuten einen glockentechnischen Kavalierstart ähnlich wie beim Auto. Dann wird der Motor seine maximale Drehzahl schon vor dem Nulldurchgang erreichen im Vergleich zu einem Motor, der Anfangs nur die halbe Kraft hat, wie bei Nenndrehzahl angegeben. Die Folge davon ist: Er führt die Glockenschwingung, wie es ihre Hand bei einer Tischglocke tut.. Obwohl wir die richtige Motorstärke ausgesucht haben, wirkt aber die im Anlauf voll anliegende Kraft durch den Läufer so, als wäre der Motor zu stark. Vorteil ist bei einem solchen Läufer natürlich, daß die Glocke nach dem Einschalten sofort voll läutet, was modern klingt. Doch wegen der geführten Schwingung des Glockenmantels, fällt wiederum der Klöppel aus seiner natürlichen Schwingung heraus, weil er vor die Glockenwandung geschleudert wird. Das ist aber genau das, was wir nicht wollen und deshalb dürften wir einen solchen Läufer, den man als Doppelnutläufer bezeichnet, theoretisch nicht verwenden.

Jedoch fasziniert von dem Gedanken, mit einem solchen Läufer dem Kunden eine kurze Einläutzeit zu bieten, kann man auf die Idee kommen, Dank moderner Steuerelektronik, beim Hochläuten den Motor lange und dann beim Betrieb nur im Nulldurchgang kurzfristig einzuschalten. Dann aber übertragen wir beim Betrieb einen Impuls in die Glockenschwingung, der einer schlagartigen Beschleunigung gleich kommt, wodurch logischer Weise wiederum die Klöppelschwingung aus der Natürlichkeit herausfallen muß. Zum zweiten muß der Schaltpunkt nur auf diese eine Stelle garantiert sein. Erfolgt er früher, so ist die Gefahr eines Aufschaukelns der Glocke aus bekannten Gründen gegeben. Der Motor will wieder auf seine Drehzahl kommen, die er in diesem Punkt nicht hat ! Ich würde also eine Steuerung benötigen, die mir diesen Schaltpunkt im Nulldurchgang konstant garantiert, sonst wird es gefährlich. Das ist ein weiterer negativer Punkt und dieser stinkt förmlich nach hoher und aufwendiger Entwicklungsarbeit, die vom Kunden letztlich bezahlt werden muß. Also können wir das vergessen. Nun schauen wir doch mal, was wir in der Elektrotechnik gemäß unseren vorherigen Überlegungen passendes finden. Es gibt da einen Läufer, der hat im Anlauf eine ganz geringe Kraft und bei Nenndrehzahl seine größte. Die Kraftentwicklung dazwischen ist ähnlich einer Parabel. Es ist der sogenannte Rundstabläufer. Dieser Läufer kann auf keinen Fall einen Kavaliersstart produzieren. Das ist sehr positiv. Was ebenfalls gut aussieht, ist die Eigenschaft der Proportionalität zwischen Drehzahl und Kraftentwicklung. Wenn man den Motor am Wendepunkt der Glocke einschaltet und ihn bis hinter den Nulldurchgang laufen läßt, so muß das dabei entstehende Drehmoment eher begleitend auf die Glockenschwingung wirken, eben weil es mit der Drehzahl langsam ansteigt und im Nulldurchgang sein Maximum erreicht. Somit kann der Motor mit diesem Läufer die Glocke nicht reißen und die Wahrscheinlichkeit einer Beeinflussung der Natürlichkeit der Glockenschwingung sinkt in einen fast nicht mehr spürbaren Bereich ab. Darum entscheiden wir uns beim Kauf eines Glockenmotors für den Rundstabläufer.

Um nun noch die Frage der Motorenstärke bei Nenndrehzahl zu klären, kann man folgende Faustformel für Motoren mit 500 UpM aufstellen: Die Motorleistung in Watt sollte in ganz groben Zügen gesagt nahe dem Glockengewicht sein. Nachfolgende Werte sind unverbindlich und der praktischen Erfahrung entnommen:

50 kg - 0,12 KW, 100 kg - 0,2 KW, 150 kg - 0,3 KW, 250 kg - 0,4 KW, 400 kg - 0,5 KW. Das gilt aber nur beim Antrieb kleinerer Glocken mit diesem Motor, da große tonnenschwere Glocken mit geringerem Schwingungswinkel geläutet werden. 800 kg - 0,75 KW, 1200 kg - 1,1 KW,                  2000 kg - 1,5 KW, 3000 kg - 1,9 KW, 5000 kg - 2,2 KW. Eine schwarze Lackierung des Motors verbessert die Wärmeableitung erheblich, zumal Glockenmotoren keine Lüfter haben und schwarz auch optisch besser ist. Bis 1,1 KW Motorenstärke ist eine Kette von 1/2 x 5/16 Zoll ausreichend. Die angegebene Motorleistung in KW ist die abgegebene Leistung auf der Motorenwelle. Die wahrhaftige aufgenommene elektrische Leistung ist höher ( 400V *..A * 1,73 *cos phi = P zu )

Jetzt ist nur noch die richtige Steuerung für den Motor zu finden. Wir erinnern uns: Alles, was ruckartig, schnell und ungenau funktioniert, ist pures Gift für die Natürlichkeit. Im Prinzip ist damit die Funktion der Steuerung schon vorgegeben. Praktisch sieht das dann so aus:

Damit ein Drehstromasynchronmotor läuft, braucht er ein vieradriges Kabel, auf drei Adern liegt Spannung, der sogenannte Drehstrom ( Phasenstrom ) und auf der vierten Ader liegt die Erde grün-gelb. Um die Drehrichtung des Motors zu ändern, werden zwei Phasen einfach am Anschlußbrett des Motors getauscht. Das kann man aber auch mit elektrischen Bauteilen tun ( Wendeschütze ). Somit haben wir die Möglichkeit, die Glocke rechts und links zu ziehen. Zum Einschalten des Motors suchen wir uns, wie beschlossen, den Punkt aus, wo der “Einschaltruck” am geringsten ist. Bei dem Rundstabläufer ist das im Stillstand. Übertragen auf die Glocke bedeutet das, wir müssen den Motor im Wendepunkt einschalten. Um ein Aufschaukeln der Glocke zu verhindern, müssen wir ihn bis hinter den Nulldurchgang auch eingeschaltet lassen. Danach kann man den Motor wieder abschalten und die Glocke schwingt frei nach oben aus. Dieses erreicht man durch die Verwendung von Zeitrelais, die in Abhängigkeit zur Glockenschwingung über einen am Motor angebrachten Steuerschalter die Wendeschütze schalten. Diese Antriebsart nennt man auch “ offen geregelt “. Eine weitere Möglichkeit ist das erfassen der Wegstrecke über sog. inkrementale Meßwertgeber, die man am Glockenjoch oder am Motor montiert, wo die Steuerung mit korospondiert. in der Steuerung ist dann mittels Programmiergerät eine Wegstrecke vorgegeben, inder der Motor die Glocke ziehen soll. Der Messwertgeber liefert dann die Information, wo die Glocke steht und danach werden dann die Wendeschütze geschaltet. Diese Antriebsart nennt man dann “ geschlossen geregelt “ .             Darauf möchte ich nun noch näher eingehen.

Die modernen elektronischen Läutemaschinen von heute

Vorab aber eine allgemeine Information:

Jedes technische Gerät kann zur Gefahr werden, wenn man es mißbraucht, schlampig konstruiert oder fahrlässig einbaut. Daher sage ich ausdrücklich an dieser Stelle, daß ich zwar kein Freund von elektronischen Läutemaschinen bin, eben wegen der Möglichkeit eines Mißbrauches und dem komplizierten Aufbau, diese Maschinen aber akzeptiere, wenn gewisse Sicherheitskriterien eingehalten werden . Meine Kritik ist wohlwollend gemeint und richtet sich ausschließlich gegen allgemeine fachliche Inkompetenz und Geldgier gewisser Leute.

Die offene Regelung

Bei der einfachen offenen Regelung, wo man die Schwingungszeit der Glocke mißt und dann Schaltpunkte der Wendeschützschaltung festlegt, liegt der Einschaltpunkt meist ca. 30% unterhalb der Nenndrehzahl des Motors und die Glocke wird während des Läutens nur kurz bis zum Nulldurchgang angeschubst. Der Motor wird also, ähnlich wie bei der geschlossenen Regelung, während des Laufes eingeschaltet. Der normale Drehstrommotor mit Rundstabläufer, hat aber eine Eigenschaft, die sich hier und auch für die oben beschriebene geschlossene Regelung negativ auswirkt. Wir erinnern uns: Im Stillstand hat der Motor die geringste Kraft und bei Erreichen seiner Nenndrehzahl die Größte. Somit reißt er mit größerer Kraft als im Stillstand oder Anlauf die Glocke kurz an bis zum Nulldurchgang und hält sie damit am Läuten bzw. praktiziert auch so den Anlauf. Würde das einem Kind, was auf einer Schaukel sitzt, gefallen ?? Die dabei entstehenden Kräfte sind die Ursache für laute Knälle beim Läuten.

Eine bessere Einstellung - Schalten ab Wendepunkt - bringt hier Abhilfe.

Zeitrelais sind sehr sicher im Schaltbetrieb, die Einstellung erfolgt ohne Programmiergerät und es brauchen keine Abwurfelemente auf den Ketten montiert werden, die aber wohl bei nachfolgenden Maschinentyp mit geschlossener Regelung erforderlich sind. Das sind die einschlägigen Vorteile dieser Steuerungsart.

Die geschlossene Regelung

Geschlossene geregelt bedeutet, daß z.B. eine programmierte Wegstrecke, die eine Glocke zurücklegen darf,  ständig mit der tatsächlich zurückgelegten verglichen wird. Somit werden aus diesem Meßergebniss Abweichungen kompensiert. Erfaßt wird die Wegstrecke durch Sensoren, die hinten am Motor angebracht sind. Man könnte daraus schließen, daß die geschlossene Regelung die Beste ist. Eine ganz große Gefahr aber, die in einer geschlossenen Regelung liegt, ist die Möglichkeit, Motoren z.B. mit 1500 UpM an kleinen Seilrädern zu betreiben, die nur für Motoren mit 500 UpM ausgelegt sind, was viele Firmen auch tun.

Grund für die “falsche” Motorauswahl ist einmal die einfache Tatsache, daß ein Motor mit 1500 UpM im Einkauf fast 700 Euro billiger ist als sein langsamer Bruder mit 500 UpM und zum anderen das blinde Vertrauen in die moderne Computertechnik. Somit sind diese “ Läutemaschinen “ schön billig.

Damit wird die geschlossene Regelung aber praktisch zweckentfremdend mißbraucht und dadurch dieser Maschinentyp gefährlich, weil bei Ausfall der Rückfragemöglichkeit, wo die Glocke steht       ( Fachausdruck: Regelstrecke ! ), sich die Glocken überschlagen werden, weil der Motor dauerhaft Vollgaß gibt. Aber auch bei einer korrekten Dimensionierung der Antriebskomponenten können sich die Glocken bei Ausfall der Regelstrecke überschlagen, wenn die Motoren dann falsch geschaltet werden, z.B. nur kurzfristig vor dem Nulldurchgang. Daher sind Abwurfelemente, montiert 50 mm hinter dem Laufweg der Zugkette bei diesen geregelten Läutemaschinen absolute Pflicht.

Beispiel für “durchgeknallte” Glockensteuerung mit unterbrochener Regelstrecke

Darum achten sie bitte beim Einkauf und der Montage auf die Einhaltung folgender Sicherheitskriterien:

Die Sensoren müssen aus laufender Produktion stammen, das GS und VDE Zeichen tragen und mit der Schutzart von mindestens IP 44 mit einem Arbeitstemperaturbereich von -20 bis + 50 Grad Celsius ausgestattet sein. Die an die Sensoren angeschlossenen abgeschirmten Steuerleitungen müssen getrennt von den Starkstromleitungen im Kabelkanal mit Mittelsteg ohne scharfe Knickstellen verlegt werden. Die Motoren dürfen maximal 500 UpM und die Seilräder müssen die Mindestgröße vom Schärfendurchmesser der Glocke haben + max. 15 %. Aber selbst dann noch, wenn ihre neue vollelektronische und geschlossen geregelte Läutemaschine mit einem 500 tourigen Motor und passendem Seilrad ausgestattet ist, müssen auf jeden Fall Abwurfelemente auf der Kette 50 mm hinter dem normalen Laufweg zu montieren, weil -  ich sage es noch einmal - auch ein 500 touriger Motor einen Unfall zu produzieren kann, indem er die Glocke aufschaukelt, wenn er falsch geschaltet wird. Das gilt auch für Läutemaschinen, wo der Motor selber als Sensor dient, was technisch machbar ist.

So ausgerüstet und sorgfältigst montiert ist eine geschlossen geregelte Läutemaschine als sicher einzustufen.

Der einschlägige Vorteil dieses Maschinentypes ist die absolute Genauigkeit, mit welche die Glocke gezogen wird. Ein einmal mit einem firmeneigenen Handgerät programierter Schwingungswinkel wird konstant eingehalten, unabhängig von der Witterung. Ferner ergeben sich, durch die angeschlossene Leistungselektronik, ein ruckfreies Schalten mittels Thyristorenrelais und die Kontrolle bei Fehlern im Schwingungssystem durch Vergleich von Anschlagszahlen etc. Hier ist in diesem Bereich mit geschlossen geregelten Antriebssystem die Firma 

C l o c k - o - m a t i k  aus Belgien

mit 18 Vertretungen in Deutschland marktführend und hat in diesem Sektor sehr gute Erfahrungen.

Eine deutsche große Firma jedoch, ist mit der Konstruktion der Regelungs-Sensorik so schlampig gewesen, eine nackte Platine offen und für Feuchtigkeit zugänglich hinten am Motor als Sensor zu montieren. Durch die Feuchtigkeit entstehen Kriechströme, korrodieren die Verbindungen und die Bauteile fallen aus. Im ungünstigsten Fall gibt es so falsche Meßergebnisse, die dazu führen, das die Regelung wie im Anlauf dauerhaft “Vollgaß” gibt und dann somit die Glocke sich überschlagen kann. Logisch, wenn keine Signale kommen. Denn dann muß die Regelung denken, das die Glocke still steht, wie es im Anlauf auch der Fall ist. Im Zusammenhang mit einer zu kleinen Übersetzung hat das dann katastrophale Folgen.

Fazit: Diese mißbräuchlich, schlampig konstruierten Läutemaschinen sind potentiell gefährlich und können zu einem solchen Unfall führen, wie er in der Frankfurter Paulskirche bereits passierte, wo die Glockenmotoren mit beschriebenen offen am Motor bestückten Platinen als Sensor und einer derartigen geregelten Elektronik gesteuert werden. Der Gipfel der Ironie ist dabei: Dieser Schrott ist auch noch vom Patentamt in München patentiert worden :-) .

Ich darf das Fabrikat leider nicht mehr nennen. Darum gebe ich ihnen hier folgenden Ratschlag:

Lassen sie sofort von ihrem Dorfelektriker überprüfen, ob in Ihrem Kirchturm solche offenen Platinen als Sensoren am Motor montiert sind. Ist das der Fall, so legen sie in Ihrem eigenen Interesse die Läuteanlage still, entsorgen diese und kaufen sich eine neue.

Diese “ modernen “ Läutemaschinen haben übrigens nie richtig funktioniert. Die Firma ist daran auch kaputt gegangen und wurde von einer anderen übernommen.

Der 2-Phasenlauf: Die beste Antriebsart

Die zur Zeit beste Alternative zur modernen Elektronik, aber auch zum Handläuten, ist der 2-Phasenlauf: 

Über eine  Schaltmechanik wird in Abhängigkeit zur Glockenschwingung immer eine Phase zugeschaltet und weggeschaltet. Ist die Glocke zu 70 Prozent hochgeläutet, bleibt diese 3. Phase dauerhaft weggeschaltet und der Motor läutet die Glocke auf zwei Phasen weiter. Ich selber hätte in meinen Anfängen als Glockentechniker, wo ich noch ein Vertreter der “ modernen Zeit “ gewesen bin, nicht gedacht, daß ich einmal diese altbekannte und bewährte Antriebslösung als die Beste ansehen würde.  Ich habe viel in meiner Werkstatt experimentiert und bis aus eigener praktischer Erfahrung zu diesem Ergebniss gekommen.

Daher habe ich dieses alt bewährte Prinzip, was über 40 Jahre lang von der Firma Diegener und Schade in Dorsten gebaut wurde, weiterentwickelt, sodaß die Leichtgängigkeit der Motorwelle garantiert und dennoch eine schaltungstechnische Sicherheit in Abhängigkeit zur Glockenschwingung vorhanden ist bei einer Drehzahl von 500 Touren pro Minute:

Zum Hochläuten wird eine Wendeschützschaltung als Anlaufschaltung verwendet, wo Zeitrelais die Einschaltzeit des Motors ab Wendepunkt bis hinter Nulldurchgang begrenzen, so daß der Motor, 500UpM mit Rundstabläufer, die Glocke bis etwas dahinter beschleunigt. Nach erfolgtem Hochläuten der Glocke, wird die Wendeschützschaltung abgeschaltet und mittels eines dritten Schützes der Motor dauerhaft an zwei Phasen gelegt. Danach pendelt die Glocke mit konstanter Läutehöhe, bezogen aus der Netzfrequenz stoßfrei weiter

Technische Erklärung: Bedingt durch das elliptische Drehfeld im Motor, hat er am Wendepunkt der Glocke keine Kraft. Erst im Rückfall nimmt, durch die Kraft des abschwingenden Glockengewicht verursacht, mit steigender Drehzahl auch seine Kraft zu. Das ist eine weitere Eigenschaft des elliptischen Drehfeldes. Seine Nenndrehzahl erreicht er dabei garantiert im Nulldurchgang der Glocke und nicht, wie sonst möglich, davor oder dahinter, weil er dauerhaft eingeschaltet ist. Dabei ist er so dimensioniert, daß er, durch das hinter dem Nulldurchgang diesmal aufschwingende Glockengewicht verursacht, wieder mit fallender Drehzahl an Kraft verliert und kraftlos im Wendepunkt endet. Das zum Läuten erforderliche Drehmoment wird also absolut stoßfrei produziert und liegt mit seinem Maximum im Nulldurchgang der Glocke, wo es auch hingehört. Der Motor arbeitet also von sich aus in Abhängigkeit zur Glockenschwingung ohne eine störanfällige Regelung. Den Schwingungswinkel der Glocke kann man bei dieser Antriebsart elektrisch nicht verändern, weil der Motor seine Nenndrehzahl aus der Netzfrequenz bezieht. Die ist aber bekanntlich auf 50Hz festgelegt, absolut stabil und somit bleibt auch die Schwingungshöhe der Glocke gleich. Eine Veränderung ist also nur mechanisch mit der Übersetzung Kettenrad -Seilrad möglich. Somit kann kein unerfahrener Elektriker in den Schwingungswinkel eingreifen

Der stoßfreie Antrieb, die selbsttätige Einstellung und Proportionalität von Drehzahl und Drehmoment, der einfache Aufbau mit handelsüblichen Komponenten der Firma Siemens sowie der sichere Betrieb bei konstanter Läutehöhe ohne Abwurfelemente, sind die einschlägigen Vorteile dieses Systemes. Der einzigste Nachteil, den ich festgestellt habe, ist der etwas höhere Stromverbrauch durch die ständige Einschaltung der 2 Phasen beim Läuten. Im Vergleich zu meinen Mitbewerbern schaffe ich durch mein System den stoßfreien, sicheren Antrieb ohne komplizierte Elektronik, durch den Einsatz altbewährter elektromechanischer Bauteile von Siemens.

Dieses Läutesystem verkaufe ich nun seit 7 Jahren mit sehr gutem Erfolg und ich kann es jedem unverbindlich empfehlen. Es arbeitet nach dem alten Bauhausprinzip:

Gut ist einfach und einfach ist gut.

Ist in der Praxis Glockenmotor gleich Glockenmotor ??

Diese Frage beantworte ich mit : Leider nein. Hier muß man, neben den Drehzahlen, noch die Läuferarten unterscheiden, wie ich schon einmal im Kapitel “ Wie stark muß ein Glockenmotor sein ? “ mit Ihnen erarbeitet habe.

Leider werden von einer großen Firma Widerstandsläufer eingesetzt, die noch schlimmer sind, als die eh schon zu starken Doppelnutläufer.  Im Stillstand haben damit ausgestattete Motoren die größte Kraft und werden mit steigender Drehzahl schwächer. Dadurch erreicht man, daß die Glocken in sekundenschnelle zum Läuten gebracht werden. Als weiteren Gedanken hat man dann, daß der Antriebsweg im Nulldurchgang liegt. Da hat die Glocke beim Läuten die höchste Geschwindigkeit und der Motor die geringste Power. In der Theorie ist das wunderbar gedacht: Kraftvoll in der Anlaufphase und sanft im Betrieb. Doch in der Praxis sieht das etwas anders aus. Beim Anlauf ist der Motor so kräftig, daß der Klöppel regelrecht vor die Glockenwandung geschleudert wird und die Glocke einen Kavaliersstart bringt, den sie z.B. im Kölner Dom beobachten können, wenn da die Glocken anfangen zu läuten. Diese Motoren haben Widerstandsläufer.

Es ist also nicht die Glocke, die so schnell läutet, sondern der Motor reißt sie so, daß der Klöppel frühzeitig an die Glockenwandung schlagen muß.

“Schön die neue Anlage, einschalten und schon läutet es. Ein Wunder der Technik.”, heißt es dann.

Bloß wie und warum, danach fragt keiner, denn die Anlage ist neu und modern. Folge: Erhöhter Verschleiß an Klöppel und Glocke im Anlauf und auch für die Statik des Seilrades wegen der impulsartigen hohen Drehmomente im Anlauf eine unnötige Belastung. Weiterer Nachteil ist der Einfluß von Temperatur und Matrialalterung . Dadurch verändern sich die Reibungsverluste und was schwerer geht, kann nicht so gut schwingen. Doch somit ändert sich wieder die Geschwindigkeit der Glocke und der Motor wird stärker , weil auch er sich langsamer dreht : Unter ungünstigen Bedingungen fängt er an, die Glocke sogar während des Läutens wie im Anlauf zu reißen. Damit kommt diese aus ihrer Pendelfrequenz und dann kommen irgendwelche Mißtöne zu Stande. Vielleicht haben sie schon einmal gehört, daß eine Glocke einmal gleichmäßig schlägt, dann ungleichmäßig aus dem Takt kommt und dann wieder gleichmäßig läutet. Ursache ist also auch der Läutemotor neben den bereits oben erwähnten mechanischen Fehlern.

Grundsätzlich: Ein Glockenmotor darf keinen Stromverdrängungsläufer ( Doppelnut ) und erst recht keinen Widerstandsläufer haben. Zu verwenden sind die normalen Rundstabläufer. Haben sie dann doch einen Widerstandsläufer im Motor, dann achten sie darauf, daß der Antriebsweg den Nulldurchgang um ca. 30 Grad nach links und rechts beschreibt.

Unter gar keinen Umständen darf hier vom Wendepunkt an der grün lackierte Motor eingeschaltet werden.Wegen der reißenden Eigenschaften fordere ich eine VDE, die Widerstandläufer in Glockenmotoren zu verbietet!!

Pauschal sollte man sich also nicht blenden lassen von Begriffen wie offener oder geschlossener Regelkreis, High Tech oder modernste Elektronik. Neben all der in diesen Abschnitten beschriebenen Technik, darf man nicht vergessen, daß es grundsätzlich um die Sache gehen muß, eine Glocke sicher und so natürlich wie möglich läuten zu lassen. Als Referenz für das Klangbild der Glocke, muß man sich die gleiche Glocke schwingend ohne Motor denken. Jede zusätzliche Belastung durch angeschraubte Bauteile, stramm gespannte Zugketten, zu schwere Seilräder, große Motorkraft durch Widerstandsläufer, kurze Schaltzeiten oder kraftharte Hochtourigkeit, wirkt sich auf den Klöppel aus und er weicht mehr und mehr von dem Referenzschwinger in der Glocke ohne Motor ab. Da der Klöppel den Ton macht, gilt: Je mehr Belastung man hat, desto künstlicher läutet die Glocke.

Für welches System sie sich letztlich entscheiden, die Elektronik meiner Mitanbieter oder aber meine “ nostalgische Elektromechanik “, ist ihnen alleine überlassen. Somit wird die Zeit zeigen, wer als Läutemaschinenhersteller über die Jahre fest etabliert bleibt, weil er ein Läutesystem baut, was die Glocken in klanglichem Adel erstrahlen läßt und diese nicht kaputt macht.

Das Bremsen von Kirchenglocken

Viele Motoren sind mit Bremsen ausgestattet, die das “ Nachbimmeln “ nach dem Abschalten verkürzen sollen. Die Bremswirkung zum Beenden des Glockenläutens sollte zwischen 3 bis 7 NM liegen. Das heißt, daß eine Glocke trotz Bremse z.B. bei 800 kg noch ca eine halbe Minute nachschwingen sollte. Ist die Bremse stärker als dieser Wert, so kann sie nicht lotrecht hängen und es ist ständig mechanische Spannung auf der Kette. Bei kleinen Glocken bis ca. 100 kg können sie auf eine Bremse verzichten, vor allem, wenn es sich um Einzelglocken handelt, da wegen des geringen Gewichtes und der recht kurzen Nachschwingzeit eine Bremse nicht lohnt, zumal eine langsam verstummende Einzelglocke oder ein kleines Glockengeläut viel schöner klingt. Wenn’s denn doch eine Bremse sein soll, dann achten sie darauf, daß nach dem Abschalten nicht sofort Ruhe ist . Die Glocke muß je nach Größe beim Abbremsen mindestens ca.10 Sek bei 300 kg, 20 Sek bei 1000 kg und 40 Sek bei 2500 Kg nachläuten.

Die Klöppelanschläge dürfen beim Abbremsen nicht lauter werden. Ist das der Fall, so ist die Bremse viel zu stark eingestellt. Eine gute Läutemaschine läßt die Glocke erst bis zu dem Aussetzen der Doppelschläge ausläuten und schaltet dann die Bremse zu. Steht die Glocke, so wird die Bremse noch einmal gelüftet und die Glocke kann sich dann lotrecht auspendeln. Danach wird die Bremse wieder geschlossen.

“An jeder handelsüblichen Standbohrmaschine oder kleinen Kreissäge ist ein sogenannter Not-Aus Taster Vorschrift. Bei den tonnenschweren schwingenden Metallkolossen hält man es aber nicht für nötig, wenigstens an dem Motor und an der Steuerung einen derartigen Taster ( kostet ca. 70 DM pro Stück ) vorzuschreiben. Weiter fehlen in sämtlichen Glockentürmen die Warnschilder, daß man einen elektrischen Betriebsraum betritt und während des Aufenthaltes den Hauptschalter auf Aus zu stellen hat, wie es allgemein Vorschrift ist. Defekte Beleuchtungen oder unzureichende Lampenleistung erhöhen ebenfalls die Unfallgefahr. Sicherheit kostet eben Geld und das will halt jeder sparen. Somit liegt die wahre Schuld beim Verbraucher mit seinem “ sparsamen“ Einkaufsverhalten. Als Faustformel gilt: Der elektrische Betrieb einer Glocke kostet im Jahr 600 DM und die sollte man bei Seite haben. NOT-Aus Taster an der Steuerung, an jedem Motor und sinnvollerweise am Eingang der Glockenstube sichern den Aufenthalt darin. Ein Warnschild :

“Elektrischer Betriebsraum”

und eine Warnleuchte verdeutlichen die Gefahr, von einer Glocke erschlagen werden zu können. Eine gute Ausleuchtung mit durchschnittlich 500 Lux vermindert die Unfallgefahr. Zudem können sie dann auch sicher sein, daß ihre Glocken anständig gewartet werden: Eine verrostete lockere Schraube kann man im Halbdunkeln nicht erkennen. Gehen sie doch einmal aus Spaß in ihren Glockenturm, prüfen sie die Beleuchtung und spielen dabei Glockenwartungsdienst.

Ich fordere die Vorschrift für einen

Die Wartung einer Glocke dauert pro Mann wenigstens 20 Minuten. Dazu gehört auch ein Läuten der Glocke mit Aufnahme der Anschlagszahl und eine Dokumentation im Bezug auf das gesamte Geläut. Elektrische Klemmstellen sind vom Nachziehen ausgeschlossen, da diese schon bei der Installation einwandfrei sitzen müssen. Sind nach einer Wartung ihrer Glockenanlage noch eben beschriebene Fehler an Glocke, Joch und Klöppel vorhanden, von denen sie nicht unterrichtet wurden, so kündigen sie fristlos den Vertrag. Lassen sie sich nicht abspeisen mit beschönigenden Worten. Testen sie die Firma, indem sie bewußt einen Fehler einbauen. Eine lose Mutter an einem Lagerbock ist nicht so gefährlich, aber effektvoll bei der Frage : “ Waren denn auch alle Schrauben fest ? “. Ebenso wirksam ist folgende Gemeinheit: Lösen sie eine Mutter an einer Seilklemme. Besonders peinlich sind durchgebrannte oder lose Tableaulampen in der Sakristei, die bei der Wartung mit geprüft werden müssen oder aber eine durchgebrannte Sicherung, womit eine Glocke nicht läutet. Beantwortet der Monteur die Frage nach der einwandfreien Funktion mit “ Ja “, so zerreißen sie z.B. mit freundlichem Lächeln vor seinen Augen den Wartungsvertrag.

Eine Glockenwartung hat ihren Sinn und ist auch einmal jährlich erforderlich. Jedoch muß diese gewissenhaft durchgeführt werden und darf nicht mit einer Sichtkontrolle von statten gehen. Ferner rate ich ihnen, sich selber alle 3 Monate mal in die Glockenstube zu bemühen und dort wenigstens per Sichtkontrolle mal nach dem Rechten zu schauen.

Abschließend noch eine peinliche Kritik an alle , die glauben, etwas von Glockenläuten zu verstehen.

Diese betrifft das Angelusläuten. Er beginnt wie folgt: An der großen Glocke werden drei Anschläge vollzogen. Danach betet man:

Der Engel des Herrn brachte Maria die Botschaft und sie empfing vom heiligen Geist. Gegrüßet seiest du Maria, voll der Gnade....

Spätestens an dieser Stelle wird das andächtige Gebet von drei weiteren Anschlägen unterbrochen, die dann nach den Zeilen verlangen:

Und Maria sprach: Siehe ich bin die Magd des Herrn, mir geschehe nach seinem Wort. Gegrüßet seiest du...

Kurz gesagt: Egal wo man hinkommt, haben Läutemaschinenhersteller und Turmuhrbauer keinen blassen Schimmer mehr, wie man den Angelus richtig läutet. Hauptsache, es bimmelt. Wie, das ist egal und weder Glockensachverständige , Pastöre noch Bischöfe etc. ist dieser Mißstand jemals aufgefallen.

Hier jetzt die Weisung für alle: Zwischen den drei Schlägen und dem Läuten der Glocke ist eine Pause von 25-30 Sekunden zu programmieren. Die Pausen zwischen den Anschlägen selbst sollten nicht länger als zwei Sekunden , bei Domglocken max drei Sekunden sein. Das Glockenläuten hat dann eine Länge von einer Minute.

Das korekte Angelusgebet mit Glocke finden sie als Wave Datei unter dem Button Angelus.

Selbstverständlich kommen hier die “Lutheraner” dabei nicht zu kurz. Das Vater unser Läuten mit Gebet ist als Wave Datei ebenfalls vorhanden unter dem Button Vater unser.

Den Wert einer Firma erkennen sie bei einem spontanen Anruf im Bezug auf die Kompetenz in der Beantwortung ihrer Fragen. Sie haben ein Recht auf qualifizierte Bedienung. Fragen müssen fachgerecht beantwortet werden.

Testen sie ihren Monteur durch ortsansässige Meister (Holz, Metall, Elektro) und ziehen daraus Konsequenzen. Glocken müssen wie ein Uhrwerk gleichmäßig läuten. Lassen sie sich nicht abspeisen und treten sie der Firma selbstbewußt entgegen, wenn diese das nicht tun. Melden sie alle negativen Geschehnisse den im Abschnitt Nepper, Schlepper und Bauernfänger genannten Behörden. Nur so kann auf Dauer den schwarzen Schafen endgültig das Handwerk verboten werden. Wenn ihre Anlage von einer großen alteingesessenen Firma gewartet oder repariert wird, die aber ständig neue Monteure zu ihnen schickt, welche ihre Anlage nicht kennen, dann kann dabei nichts gescheites bei rauskommen.

Ein letzter Tip: Reinigen sie ihren Glockenturm von Unrat, Tierkadavern und Taubenkot. Damit erhöhen sie die Haltbarkeit der elektrischen, mechanischen Bauteile und die Arbeitsmoral des Glockentechnikers. Veranstalten sie regelmäßige Turmbesteigungen am Sonntag , feiern sie einmal ein Glockenfest und bringen so den Dorfbewohnern die Faszination Glocke in greifbare Nähe.

Auflösung Testfrage:

Nein, weil der Motor in jedem Fall im Nulldurchgang seine Drehzahl erreicht und er nicht schneller drehen kann. Selbst wenn die Glocke dennoch nach dem Nulldurchgang höher ausschwingen sollte, so wird sie wieder von der maximalen Motordrehzahl in der rückläufigen Schwingung im Nulldurchgang“eingefangen”. Wenn sie diese Frage sich selber so oder ähnlich beantwortet haben, dann haben sie das Antriebsproblem verstanden und die Prüfung zum kleinen Glockentechniker bestanden. Gratuliere.