Das zentrale Element der Tonerzeugung einer Hammond-Orgel ist der sogenannte "Tone Generator". Dabei rotieren metallene Tonräder mit einem gewellten Rand vor elektromagnetischen Tonabnehmern (Permanentmagnete in Spulen). Durch die Wellenform entfernt und nähert sich der Rand des Rades periodisch dem Permanentmagnet. Dies ändert den magnetischen Fluss, 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 so weit verstärkt, dass ein Lautsprecher angesteuert werden kann (siehe unten: "Leslie-Speaker").

Hammond B3 - The beauty

"Es gibt nichts, was klingt wie eine Hammond B3. Ausser eine Hammond B3 !"  Trotz aller moderner Digitaltechnik gelingt es nicht, den Klang einer alten, elektromechanischen Hammond-Orgel  "künstlich" zu reproduzieren. Am einzigartigen Klang dieses unglaublichen Instruments ist bis jetzt noch jeder Digitalisierungsversuch gescheitert. Kein Wunder also, erfreuen sich diese alten Hammonds nach wie vor grösster Beliebtheit. Besonders gefragt sind hierbei die technisch identischen Modelle B3, C3 und A-100. Sie haben alle dasselbe technische "Innenleben" und unterscheiden sich nur durch ihre unterschiedlichen Gehäuseformen. Darüberhinaus verfügt die A-100 im Gegensatz zur B3 und C3 über eingebaute Lautsprecher. Das mit Abstand beliebteste und weltweit noch immer am meisten verbreitete Modell ist klar die B3.       

Die alte Hammondorgel besass pro Taste neun elektrische Schaltkontake, mit denen die neun verschiedenen gleichzeitig möglichen Töne (Fusslagen) pro Taste zu den Zugriegeln weitergeleitet wurden. Diese neun Kontakte schlossen, da sie eben mechanisch konstruiert waren, beim Drücken einer Taste nicht zu 100% gleichzeitig. Vielmehr war es so, dass bei sehr langsamem Herunterdrücken einer Taste die neun Töne deutlich hörbar nacheinander einsetzten. Dadurch entstand eine Art 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.

B3: Upper Presets, Drawbars, Vibrato- und Chorus-selectors

Die Tastenkontakte erzeugen beim Auslösen eines Tons fast immer ein leichtes Knack- oder Klickgeräusch. Durch die annähernd zeitgleiche Betätigung von neun Kontakten beim Herunterdrücken einer Taste wird also eine Kaskade von neun Knackgeräuschen erzeugt. Diese neun Knackgeräusche ergeben, je nachdem wie schnell eine Taste heruntergedrückt wird, insgesamt dieses unnachahmliche, einzigartige, "schmatzende" Klickgeräusch: den typischen, wunderbaren "Key-Click" der Hammond. Von Laurens Hammond (geboren am 11. Januar 1895 in Evanston (Illinois) gestorben am 1. Juli 1973 in Cornwall (Connecticut)), dem genialen Ingenieur, Erfinder und Firmengründer der Hammond Organ Company in Chicago IL, USA, war das nie so gewollt. Aber heute wird gerade dieser Key-Click von Hammond-Aficionados weltweit geliebt. Er macht den Sound der B3 aus. Übrigens liess Laurens Hammond über 110 seiner Erfindungen patentieren. Sein vermutlich wichtigstes Patent ist dasjenige mit der Nummer 1,956,350 vom 24. April 1934 - Laurens Hammond erhiehlt es für die legendäre Hammondorgel:

Laurens Hammond (Aufnahme von 1935) Seine Erfindung hat die Musikwelt verändert.

Klick auf das Patent-Dokument von 1934 unten: PDF mit allen Details inklusive Konstruktionszeichnungen öffnet sich (2.3 MB). Basierend darauf baute Laurens Hammond ab Juli 1935 mit dem "Model A" das erste Orgelmodell seiner Firma.

Die einzelnen 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 natürlich wirkenden, "lebendigen" Klangbild.

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 Frequenzschwankungen 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 gerade diese Unreinheiten der Einzeltöne jedoch ebenfalls zum Entstehen des besonderen, lebendig erscheinenden Klangbildes bei.

Ein ganz wichtiger Bestandteil des originalen Hammond-Klanges ist der sogenannte "leakage-noise". Damit ist das Übersprechen benachbarter Tonräder in den Tonabnehmer des gerade benutzten Tonrades gemeint. Drückt man als Beispiel eine beliebige Taste auf der Hammondorgel nur mit dem gezogenen 8'-Zugriegel, so hört man nicht nur den eigentlichen Sinuston der 8'-Lage, sondern auch ganz leise die Töne anderer Fusslagen, was demnach auch zu leicht dissonanten Klängen einzelner Fusslagen führen kann. Dieses Phänomen tritt sehr oft bei Hammond-Orgeln auf, die vor dem Jahr 1964 gebaut wurden. Der Grund dafür ist, dass in diesen Jahren noch die alten Wachspapier-Kondensatoren für den Tongenerator und die Vibrato-Line-Box verwendet wurden. Im Laufe der Jahre vervielfacht sich der Wert der Kondensatoren durch Feuchtigkeit und führt somit zu immer unreinerem Klang und kann auch zu einem abgehackten Scanner-Vibrato-Sound führen. Ab ca. 1964 wurden dann sogenannte "Red-Caps" in den Orgeln verbaut, die aus Polypropylen oder ähnlichem bestanden und die den Wert auch über Jahrzehnte stabiler halten konnten als ihre Wachspapier-Vorgänger. Folglich verfügt eine Hammond aus dem Jahre 1965 und danach über deutlich weniger "leakage-noise" als ein frühes Instrument (B3: 1955 bis 1964).

Leslie 122

Ein Leslie Lautsprecher-Kabinett (oder kurz: "Leslie") ist sehr vereinfacht gesagt ein in einem Holzgehäuse untergebrachter Verstärker, der mittels rotierender Schallquellen eine elektromagnetische Orgel erst zum Tönen bringt.

Benannt ist das Leslie nach seinem grossartigen Erfinder Donald Leslie (1911-2004). Er war (heute muss man sagen: zum Glück) nicht zufrieden mit dem Hammond-Sound, wenn die Orgel über statische Lautsprecher gespielt wurde und experimentierte über Jahre mit verschiedenen Ansätzen, bis er die Lösung fand. Als er 1940 seinen Prototypen der Firma Hammond vorstellte, wurde er abgewiesen. Don Leslie war aber absolut überzeugt von seiner Erfindung und begann 1941 mit der Herstellung von Kabinetten in seiner eigenen Firma. Das Produkt war so erfolgreich, dass dafür in der ganzen Zeit niemals Werbung betrieben werden musste. Die Leslies verkauften sich wegen ihres eindrucksvollen Sounds ganz von alleine.

Das herausragende und einzigartige Merkmal eines Leslie-Speakers sind die rotierenden Schallquellen. Sinn der Rotation ist die Erzeugung eines Vibratos. Dies entspricht einer Modulation der Tonhöhe durch Ausnutzung des Doppler-Effekts und der daraus resultierenden Schwebung.

Wenn sich der rotierende Lautsprecher vom Zuhörer entfernt, wird damit der Ton tiefer. Gleichzeitig nähert er sich aber der gegenüberliegenden Wand, die daher mit einem höheren Ton beschallt wird, den sie auch in Richtung des Zuhörers reflektiert. Dies geschieht zu jedem Zeitpunkt in alle Richtungen des Raumes. Der Zuhörer erfährt damit ein sehr komplexes Klangbild, das weit über ein einfaches Tonhöhen-Vibrato hinausgeht und den Hammondsound massgeblich bereichert. Beim Leslie rotieren nicht die Lautsprecher, sondern die Schalltrichter. Bei den Hochtönern ("horns") stammen die Schallwellen nur aus einem der beiden Hörner. Der andere dient einzig der Stabilität beim Drehen, damit keine Unwucht entsteht. Die Lautsprecher sind liegend eingebaut, die Schalltrichter (Rotoren) rotieren in der Ebene. Das macht die Konstruktion robuster, da sonst elektrische Schleifkontake notwendig wären. Viele Leslies verfügen über eine "Dual-Speed"-Installation. Das heisst, dass die Drehgeschwindigkeit zwischen zwei Stufen gewählt werden kann: normal ("Chorale") oder schnell ("Tremolo"). Neuere Leslies haben drei Positionen zur Auswahl, indem zusätzlich eine "Stop"-Stellung eingebaut ist, in welcher die Rotoren dann vollständig zum Stillstand kommen. Das im Jazz zusammen mit einer Hammond B3 weitaus am häufigsten eingesetzte Leslie ist das Modell 122 mit zwei Geschwindigkeiten: "Chorale" und "Tremolo". Alternativ dazu kann ein Leslie 122 auch so konfiguriert werden, dass es mit den beiden Modi "Stop" und "Tremolo" läuft.

Das Leslie ist als Zweiwege-System aufgebaut, mit getrennten Lautsprechern für den Hochton- und den Bassbereich. Die Rotation der entsprechenden Rotoren ist darauf abgestimmt: der Hochtonrotor rotiert, beschleunigt und verzögert schneller als der Bassrotor und dreht auch in der andern Richtung. Akustisch besonders faszinierend sind die bei Beschleunigung und Verzögerung auftretenden Effekte.  Das Leslie-Kabinett dient nur der Schallerzeugung: es gibt die eingespeisten Tonsignale nach der Bearbeitung nicht wie bei anderen Effekten wieder als elektrisches Signal aus, da es selbst keine Mikrofone besitzt.

Die Abnahme des Leslies mit Mikrofonen ermöglicht somit eine weitere Einflussnahme auf den erzeugten Klang und spielt bei der Musikproduktion eine besondere Rolle. Es sollte vorzugsweise mit mindestens zwei Mikrofonen gearbeitet werden, um die Räumlichkeit des Leslie-Klangs aufzuzeichnen. Optimal sind aber drei: ein Mikrofon beim Bassrotor und zwei Mikrofone beim Hornrotor. 

Zwar bieten heutige portable Orgeln (sogenannte "clones", z.B. Hammond XK3c) Leslie-Simulationen an. Das heisst: der Leslie-Effekt wird künstlich generiert und über die Lineout-Ausgänge der Orgel ausgegeben ohne dass ein Leslie angeschlossen ist. Es ist allerdings weitaus nicht dasselbe wie die beste aller möglichen Lösungen, nämlich: eine Tonewheel-Hammond und ein echtes Leslie-Kabinett. Fazit: der warme, schwebende und raumfüllende Sound eines Leslie-Speakers ist künstlich nicht zu reproduzieren und bleibt wohl unerreicht!