Pfeifenorgeln bestehen aus einer Vielzahl von Pfeifenreihen, die vom Baß bis zum Diskant je eine Pfeife für jede Tonhöhe bereit halten. Durch das Niederdrücken einer Taste erklingen die zu dieser Taste gehörenden Pfeifen der zuvor eingeschalteten "Register" bzw. Pfeifenreihen. Dies wird je nach Orgeltyp auf verschiedene Weisen technisch ermöglicht. In allen Fällen ist das Herzstück der technischen Umsetzung die sogenannte "Windlade". Dies ist ein hölzerner Kasten, auf dem die Pfeifen einer Manual- oder Pedalklaviatur stehen und der jenen Pfeifen "Wind" aus dem Gebläse zuführt, die zu den betreffenden niedergedrückten Tasten und gezogenen Registern gehören. Es wird zwischen drei Grundtypen von Windladen unterschieden:

1. Tonkanzellenladen
2. Registerkanzellenladen
3. Kastenladen

Von jedem dieser drei Grundtypen gibt es mehrere Varianten, die sich in der Art und Weise der Steuerung (mechanisch, pneumatisch oder elektrisch) und in der Gestaltung der Ton- und Registerventile unterscheiden.

1. Tonkanzellenladen

Tonkanzellenladen sind im Orgelbau ungefähr seit dem 13. Jahrhundert gebräuchlich. Man unterscheidet bei diesem Ladentyp

a) Blockwerkslade
b) Schleiflade
c) Springlade

Die älteste Form ist die Blockwerkslade: Diese besteht aus einer langen, starken Holzbohle, die parallel zur Orgelfront aufgebockt ist. Auf der Unterseite ist für jeden Ton eine Windführungsrinne ("Kanzelle") von vorn nach hinten ausgestochen und mit Pergament oder Papier überklebt. Durch Bohrungen zur Oberseite erhält jede Pfeife eine Windzuführung aus einer solchen Kanzelle. An der Unterseite ist ein Kasten - der sogenannte Windkasten - von unten an die Bohle geleimt, der die Länge der Bohle hat. In diesem Windkasten endet die Windzuführung vom Gebläse. Innerhalb des Windkastens ist die Papier- oder Pergamentabdeckung jeder Kanzelle ein kleines Stück weit entfernt. Diese Schlitze werden überdeckt durch lederbeschichtete Holzklappen, die am Ende des Lederstücks an die Unterseite der Windlade geklebt sind, so daß das Leder als Scharnier wirkt. Durch gebogene Drahtfedern werden die Klappen auf die Schlitze gepresst. Sie dienen als Tonventile: durch einen Draht, der mit der Taste verbunden ist, wird bei Niederdrücken einer Taste die zugehörige Klappe am losen Ende geöffnet, damit Wind durch den Schlitz in die Kanzelle und zu den Pfeifen über dieser Kanzelle gelangen kann.

Mit nur geringen konstruktionstechnischen Änderungen wurde dieses Tonkanzellenprinzip auch in den späteren Schleifladen und Springladen beibehalten. Allerdings bestehen diese Tonkanzellenladen seit dem 16. Jahrhundert nicht mehr aus einer Holzbohle, da diese im Laufe der Zeit oft durch Risse im Holz unbrauchbar wurden. Vielmehr sind sie aus Holzleisten zusammengeleimt in Form eines Holzrahmens, der durch Zwischenleisten - den "Schieden" - gitterartig unterteilt ist. Auf der Oberseite ist der Holzrahmen entweder durch ein "Fundamenttafel" abgedeckt, oder die Gitterschlitze sind einzeln durch "Spunde" aus Holz verklebt.

Die Schleiflade gibt es mindestens seit ca. 1500, wahrscheinlich aber schon seit dem 14. Jahrhundert. Sie ermöglicht ein Zu- und Abschalten der einzelnen Pfeifenreihen dadurch, daß auf der Oberseite der Lade (Buchstabe c im Schaubild unten) verschiebbare Leisten (b) - die sogenannten Schleifen - aufgelegt sind, deren Löcher genau mit den Löchern in der Windladenoberseite korrespondieren. Über diese Schleifen sind, getragen durch Dämme zwischen den Schleifen, Holzbohlen (a) aufgeschraubt, deren Bohrungen wiederum mit den Bohrungen in der Windladenoberseite korrespondieren. Auf diesen sogenannten Pfeifenstöcken stehen die Pfeifen. Durch Verschieben der Schleife können nun sämtliche Windführungen zu den Pfeifen einer Pfeifenreihe gleichzeitig verschlossen (wie in der nachfolgenden Darstellung einer Schleiflade im Längsschnitt) oder geöffnet werden.

Das Verschieben der Schleife wurde bis gegen 1900 ausschließlich mechanisch durchgeführt durch Betätigung eines Registerzuges, dessen Bewegung durch Holzstangen, Winkel und Schwerter umgelenkt und auf die Schleife übertragen wird. Seit dem 20. Jahrhundert kann dies auch durch starke Elektromagnete oder pneumatische Elemente erfolgen, die nach elektrischer Öffnung eines Ventils aufgeblasen werden und dabei die Schleife bewegen.

Diese Darstellung einer Schleiflade im Querschnitt zeigt die Schleifen bei geöffneter Stellung. Auf der Oberseite der Windlade sind Pfeifenraster zu sehen, welche die Pfeifen senkrecht halten, sowie die hölzernen Stiefel eines Zungenregisters.

Die Springlade wurde wahrscheinlich um 1480-90 in Italien erfunden. Sie ermöglicht das Zu- und Abschalten von Pfeifenreihen dadurch, daß jede einzelne Bohrung zu den Pfeifen mit einem Klappventil in der Kanzelle abgedeckt ist. Sämtliche Pfeifenventile einer Pfeifenreihe können gleichzeitig dadurch geöffnet werden, das eine Leiste auf der Windladenoberseite parallel abgesenkt wird und dabei die Ventile mittels Stecherdrähten öffnet. Da Federn die Klappventile und die Stecherleiste zurückdrücken, müssen gezogene Registerzüge eingerastet werden, damit die Züge nicht zurückspringen. Man sprach daher von "Laden mit springenden Registern", woraus sich der Name Springlade entwickelte.

In Italien sind etwas andere Konstruktionen üblich, bei denen die Ventile mit Drahthebelchen versehen sind, die durch eine Bohrung hindurch bis über die Ladenoberfläche ragen; durch eine Zugstange werden alle Stifte einer Pfeifenreihe zur Seite gezogen.

Ein Problem bei der Springlade ist der Zugang zu den Pfeifenventilen und ihren Federn bei Störungen. Um an die Pfeifenventile zu gelangen, wird in Italien die Papierverklebung der Windladenunterseite aufgeschnitten. In Westfalen wurde im 17. Jahrhundert dagegen eine Konstruktion entwickelt, bei der sämtliche Pfeifenventile und ihre Federn in schubladenartigen Einschüben in die Kanzellen montiert sind, die bei Bedarf herausgezogen werden können (siehe Abbildung).

Springladen sind kostenaufwendiger als Schleifladen und benötigen zudem mehr Platz, wurden aber im 16. und 17. Jahrhundert in den Niederlanden und Westfalen als die bessere Windladenform angesehen. Ursache hierfür scheint der Kanzellenquerschnitt gewesen zu sein, der damals bei der Springlade sehr viel größer gemacht wurde als bei der Schleiflade, um die Ventile unterbringen zu können. Die großen Kanzellenquerschnitte hatten zur Folge, daß der Winddruck in den Kanzellen weniger abhängig war von der Anzahl der gezogenen Register als bei der Schleiflade, deren Kanzellen häufig zu klein dimensioniert waren, da die benötigten Querschnitte nicht berechnet werden konnten. Dies führte bei der Schleiflade oft dazu, daß Register, die einzeln gespielt rein klangen, im Plenum verstimmt waren. (Daher rührt das "Aequalverbot" in der Registrierungspraxis des 17. Jahrhunderts: Um die Winddruckabsenkung in der Kanzelle durch das Öffnen der Register in Grenzen zu halten, durften keine zwei Achtfussregister gleichzeitig gezogen werden.) Bei der Springlade traten solche Probleme weniger auf.

2. Registerkanzellenladen

Registerkanzellen hat es bereits in Orgeln der Antike um Christi Geburt gegeben. Im 18. Jahrhundert wurden erneut Registerkanzellenladen erfunden. Im späten 19. Jahrhundert entstanden zahlreiche technische Varianten der Registerkanzellenlade. Erwähnenswert sind jedoch nur drei Typen, die häufige Verwendung in der Orgelbaupraxis gefunden haben:

a) Primitive Registerkanzellenlade mit Klappventilen
b) Kegellade
c) Taschen- und Membranenlade

Primitive Registerkanzellenladen mit Klappventilen entstanden schon vor 1750 im süddeutschen Raum: Da kleinere Orgeln dort oft nur zwei oder drei Pedalregister aufwiesen, ersparte man sich die arbeitsaufwendigen Schleifen, indem man die Pedallade als Doppel- oder Dreifachlade mit zwei bzw. drei Windkästen und zwei bzw. drei Ventilen pro Ton anlegte. Jedes Register wurde auf einen eigenen Windkasten gestellt. Eine Registerschaltung war dann möglich durch Versperren und Öffnen der Windzufuhr zu den Windkästen mittels Klappen (Sperrventilen) im Windkanal.

Die Kegellade wurde bereits um 1745 durch Johann Sigmund Haußdörfer in Tübingen entwickelt. Eberhard Friedrich Walcker aus Ludwigsburg hat sie in verbesserter Form ab 1842 verwendet und weithin bekannt gemacht. Die Kegellade ist so aus Holzleisten zusammengeleimt, daß ein Holzrahmen der Länge nach gitterförmig unterteilt wird (bei der Tonkanzellenlade hingegen erfolgt diese Gitterunterteilung der Breite nach). Die Unterseite jedes Gitterschlitzes ist durch eine eingeleimte Holzleiste verschlossen, so daß Kanäle oder Kanzellen entstehen, die oben durch eine aufgeschraubte Holzleiste luftdicht abgedeckt werden. Für jedes Register ist eine Kanzelle vorhanden, die vom Gebläse her mit Wind versorgt wird. Durch Klappventile, die von den Registerzügen betätigt werden, kann diese Windzufuhr versperrt werden,. Für jede einzelne Pfeife ist durch den Boden, ein Seitenteil sowie die obere Abdeckung der zugehörigen Kanzelle eine Bohrung getrieben, die Luft aus der Kanzelle zuerst nach unten und zur Seite, dann seitlich an der Kanzelle vorbei nach oben leitet. Dieser Windweg wird verschlossen durch ein kegelförmiges Ventil, das ursprünglich bei Haußdörfer mit der flachen Seite auf der Bohrung auflag, aber von Walcker umgekehrt wurde, so daß es mit der Spitze in der Bohrung steckt. Durch einen Draht kann jedes Kegelventil von unten angehoben werden, damit Wind aus dem Kanal zu der zugehörigen Pfeife gelangen kann. Dabei müssen immer alle Ventile einer Taste gleichzeitig angehoben werden.

Die Anhebung erfolgt bei der mechanischen Kegellade entweder durch Winkel, die mit einer Zugrute verbunden sind, oder (häufiger) mittels horizontaler, drehbar gelagerter Wellen unterhalb der Lade, die mit Ärmchen jeweils die Kegel aller Pfeifen einer Taste anheben können, wenn die zugehörige Taste niedergedrückt wird und über eine Zugrute (Abstrakte) an einem gegenüberliegenden Ärmchen der Welle zieht. Bei der pneumatischen Kegellade besorgen kleine Bälgchen diese Anhebung, die nach Niederdrücken der Taste und Öffnen eines Ventils im Spieltisch durch eine Windleitung aufgeblasen werden.

Wie alle Registerkanzellenladen haben Kegelladen den Vorteil, daß die Differenz im Windverbrauch zwischen der größten und kleinsten Pfeife auf derselben Kanzelle sehr viel geringer ist als bei Tonkanzellenladen. Große Pfeifen rauben daher den kleinen Pfeifen nicht so leicht den Wind. Zudem sind "romantische" Dispositionen mit einer Vielzahl von tiefen Grundstimmenregistern ohne Schwierigkeiten in der Windversorgung realisierbar. Dafür ist die mehrfach geknickte Windführung zu den Pfeifen ungünstig für deren Ansprache: Diese wird tendenziell matt, da der Winddruck im Pfeifenfuß nach Öffnen des Ventils auffallend langsam ansteigt. Überdies wurde den Kegelladen nachgesagt, daß sie zu "Heulern" neigen, weil gelegentlich einzelne Kegel nicht korrekt in die Bohrung zurückfallen, so daß diese nicht völlig verschlossen sind und die zugehörige Pfeife weiterhin klingt.

Die Membranenlade wurde von der württembergischen Firma Friedrich Weigle 1890 erfunden. Bei diesem Ladentyp sind die komplizierten Bohrungen ersetzt durch ein Röhrchen aus Pappe unterhalb jeder Pfeife, das bis knapp über dem Boden der Registerkanzelle reicht. Der Boden der Kanzelle ist an dieser Stelle durchbohrt und eine Ledermembran locker darüber geklebt. Von unten wird zu jeder Bohrung ständig Wind von höherem Druck geführt als sich in der Registerkanzelle befindet. Die Membran bläht sich daher auf und verschließt das Röhrchen. Wird eine Taste niedergedrückt, so wird diese Windzuführung zu den Membranen des zugehörigen Tons eingestellt, die Membranen fallen zusammen und geben dem Wind aus der Registerkanzelle den Weg frei zu den Pfeifen, sofern die Registerkanzellen mit Wind versorgt werden. Dieses Prinzip wird als Entlastungs- oder Windauslaßsystem bezeichnet.

Membranenladen können pneumatisch oder elektrisch gesteuert werden. Bei pneumatischer Traktur wird auf Tastendruck ein Bälgchen (in der Zeichnung: B) mittels einer Windleitung vom Spieltisch her aufgeblasen. Dieses Bälgchen betätigt das Ventil, das die Windzufuhr zu den Membranen stoppt und gleichzeitig den vorhandenen Druck abläßt. Bei elektrischer Traktur schließt das Niederdrücken der Taste einen Stromkreis, der einen Elektromagneten in Gang setzt. Dieser betätigt wiederum das Ventil.

Die Taschenlade ist eine Weiterentwicklung der Membranenlade und unterscheidet sich von dieser nur durch die Form der Ventile: Anstelle der Ledermembranen werden "Taschen" verwendet. Diese bestehen aus einer hölzernen, runden Scheibe mit einer Ledermembran darüber, die durch eine Spiralfeder im Inneren aufgespannt wird. Um den Federdruck zu verteilen, ist auf die Mitte der Membran von innen eine Scheibe aus Kork oder Pappe geklebt. Die Feder drückt die Membran auch bei ausgeschaltetem Gebläse gegen die Röhrchen, um das Erklingen der Orgel beim Einschalten des Gebläses unmöglich zu machen.

Membranen- und Taschenladen sind zwar billig in der Herstellung, doch wird das Leder der Membranen oft schon nach ca. 25 Jahren porös, hart und brüchig und muß ausgetauscht werden. Ein zweiter Nachteil ist die tendenziell harte Tonansprache, da die Luft durch das Röhrchen sehr rapide in die Pfeife eintritt. Tonkanzellenladen bewirken demgegenüber eine etwas weichere Ansprache, da zunächst der Kanzellenraum gefüllt wird und der Winddruck im Pfeifenfuß folglich langsamer ansteigt.

3. Kastenladen

Kastenladen sind dadurch gekennzeichnet, daß alle Pfeifen auf einem gemeinsamen, nicht weiter unterteilten Windkasten stehen. Bereits im 9.-13. Jahrhundert wurden solche Windladen gebaut. Die Pfeifen eines Tones wurden damals gemeinsam an- und abgeschaltet durch Schleifen, also verschiebbare Holzleisten zwischen der Windladenoberseite und einem Brett, das die Pfeifen trägt. Diese ragten aus der Lade nach vorne heraus und wurden mit der Hand herausgezogen und wieder hineingestoßen. Ein separates Erklingen der einzelnen Pfeifenreihen war nicht möglich.

Im späten 19. Jahrhundert wurden erneut verschiedene Kastenladensysteme entwickelt, die rein mechanisch, pneumatisch oder elektrisch gesteuert wurden. In allen diesen Varianten befindet sich im Windkasten unter jeder Pfeife ein Ventil. Je nach Steuerungsweise können diese sehr unterschiedlich gestaltet sein. Am praktikabelsten erwies sich die elektrische Steuerung solcher Laden: Es können sehr einfach elektrische Schaltungen konstruiert werden, die einen das Ventil öffnenden Elektromagneten nur dann unter Strom setzen, wenn sowohl die zugehörige Taste niedergedrückt als auch das zugehörige Register gezogen ist. Überdies ermöglichen elektrische Schaltungen auf einfache Weise die Zuordnung ein und derselben Pfeife zu Registern unterschiedlicher Tonhöhe. Auf diese Weise können aus einer einzigen Pfeifenreihe von großem Tonumfang Register zu 16', 8', 4', 2' und 1' gewonnen werden. Dies geschieht in sogenannten Multiplex-Orgeln. Allerdings erweisen sich Multiplex-Orgeln als musikalisch unbefriedigend, da Pfeifen je nach Verwendung in einem 16'-, 8'-, 4'- Register unterschiedlich intoniert sein müssen, was bei einer einzigen Pfeife, die in allen diesen Register erklingen soll, natürlich nicht möglich ist.