akustik der blechblasinstrumente - jaeger-flute.com 17... · steiler trichter (trompete, posaune)
Post on 06-Feb-2018
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Akustik der Blechblasinstrumente
Stefanie Franer, Dorothea Egger, Mario Egger, Thomas Oberleitner, Jakob Steiner
Trompete
zylindrisch-konisches Blasinstrument
Zählt zu den Aerophonen
enge Mensur
Heute am meisten verbreitete Arten
- - Deutsche Konzerttrompete
- - Trompete mit Périnet- Ventilen
klangliche Unterschiede?
Tonerzeugung I Lippen = Generator; Instrument
= Resonator
Ton = Wechselwirkung zwischen
schwingenden Lippen und
stehenden Wellen in Luftsäule im
Instrument
Stehende Wellen =
Zusammentreffen neu angeregter
Schallwellen mit am Schallbecher
reflektierter Wellen Spitzen = Frequenzen der
spielbaren Naturtöne
Es bildet sich im Instrument
eine stehende Welle.
Tonerzeugung II
Für Tonerzeugung Erregerfrequenz der Lippen muss mit der Eigenfrequenz des Luftraumresonators synchronisiert werden
klarer Ton: präzises Wechselspiel zwischen hin- und rücklaufender Welle
Ton v. 440Hz = Lippen schwingen 440x /Sekunde
Tonumfang: Fis – c3, danach vom
Spieler abhängig
Tonhöhe
Erhöhung der Lippenspannung
Überblasen jeweils zu dem Ton, dessen
Frequenz das nächste Vielfache der
Grundtonfrequenz bildet
Naturtonreihe
Tiefster spielbarer Ton: von
Gesamtrohrlänge abhängig
Höchster spielbarer Ton: vom Können
des Musikers abhängig
Chromatik: mit Erfindung der Ventile
Überblasen
Grober Aufbau II
Unterschiedliche Mensurteile
„Mensur“: Steigung der Weite
im Verhältnis zur Länge
Mundstück: Kessel, mit kurzer
sich konisch erweiternder Bohrung
Mundrohr: konisch erweitert
Hauptrohr: zylindrisch
(gleichbleibend) mit Maschinenteil
und Stimmzug
Schallbecher: Hyperbolisch
Gesamtlänge: etwa 137cm
Mundstück II
Rand: soll Lippenschwingung unterstützen – extreme
Formen sind zu vermeiden
Kessel: beeinflusst Klangfarbe + Leichtigkeit des Spiels
Schaft/Stengel: funktioniert wie eine Düse; entscheidet über
Stärke und Rasanz der Luftkompression
- Große Stengel: satter Ton, aber in Höhe träge + schwierig zu
blasen
- Enge Stengel: klingen schnell sehr hell und scharf
Tonhöhe durch Ventile
Rohrlänge wird technisch verändert (siehe
Abbildung)
1. Ventil: 2 Halbtöne tiefer
2. Ventil: 1 Halbton tiefer
3. Ventil: 3 Halbtöne tiefer
Griffkombinationen möglich
ermöglich chromatische Tonleiter
Klangunterschiede - Ventile
Sehr umstritten - in Ö im Orchester nur
Konzerttrompete
Studie der Klangcharakteristik anhand der
Gegenüberstellung
Klangunterschiede – Ventile II
Resultat: unabhängig von der Bauart zeigt jedes
Ventil die gleiche akustische Charakteristik ABER
Schlussfolgerung: akustische Charakteristik eines
Instrumentes = nicht abhängig von Bauart, sondern
von Positionierung des Ventils an der Achse der
Röhre abhängig!
Schallbecher I
bildet den Übergang vom Inneren des Instruments zur Umgebungsluft
Hyperbolische Form
Weite: zwischen 123 – 133mm
Dr. Richard Smith (Arbeiten über Akustik der Trompete): Chemische Zusammensetzung weit weniger wichtig als Dicke des Schallstücks!
Experiment: Fiberglasschallstücke gleicher Mensur/Dicke waren von Blechschallstücken vom Klang nicht zu unterscheiden
Schallbecher II
Stärkere
Schwingung für
dünne
Schallbecher
Folge:
Vibration
scheinen die
höheren Frequen-
zen zu betonen
und die
Ansprache im
hohen Register zu
verstärken.
Schallbecher III
Akustikexperiment von Dr. Smith:
Profimusikern wurden Augen verbunden
mussten Fiberglas- von Metallinstrumenten unterscheiden
Fiberglasinstrumente wurden an Balance und Gewicht von Metallinstrumenten angepasst konnten NICHT unterschieden werden
nicht einmal ein Kupferinstrument, wobei Kupfer als edelstes Material angesehen wird
nachdem Augenbinde abgenommen wurde, entwickelte Kupferschallbecher wunderschöne Klangeigenschaften
manche Musiker schwören auf ihre pers. Lieblingslegierung
Dämpfer I
entgegen der landläufigen Meinung nicht zur
Verminderung der Lautstärke, sondern
akustische Auswirkung auf Klangcharakter
3 Aspekte: Lautstärke, Tonhöhe, Klangfarbe
Tuba
Drehventil
Geringer Betätigungsweg durch Hebelumlenkung
Dadurch ideal für schnelle Ventilbewegungen
Kompakte, kernige Klangfarbe (obertonreich)
Zerlegen des Ventils nur mit Werkzeug möglich (z.B. für Wartung)
Im deutschsprachigen Raum verbreitet (z.B. Wiener Philharmoniker schreiben Drehventilinstrumente vor)
Pumpventil (Perinetventil)
Massiver, schwerer Klang, sehr füllend
Größerer Betätigungsweg (wirkt sich am meisten bei der Tuba aus)
Somit sind schnelle Ventilbewegungen schwerfälliger
Einfach zu zerlegen (Reinigen, schmieren)
Verbreitet im amerikanischen oder englischen Raum
Ventiltechnik
Erfunden im Jahre 1813 von Friedrich Blühmel (Oberschlesien) und unabhängig
und zeitgleich von Heinrich Stölzel (Schneeberg im Erzgebirge)
Ventile sind „Umlenker“ des Luftstroms in dazwischengeschaltete Rohre
verschiedener Längen. Je länger das Rohr, desto tiefer der Ton.
Es gibt:
Drehventile
Perinetventile
Drehventil
Das Drehventil besitzt einen Ventilkörper mit zwei Kanälen,
der bei Betätigung des Ventils jedoch um 90° um seine
Hochachse rotiert.
Betätigung erfolgt über ein Hebelgestänge
Pumpventil (Perinetventil)
Das Pumpventil besitzt einen zylindrischen Ventilkörper, der
gegen Federdruck über eine Fingerkappe direkt betätigt wird
Stimmzüge, Trigger
Stimmzüge sind Rohrbögen, die beweglich sind
und somit die Rohrlänge verändern können. In
der Regel gibt es für jedes Ventil einen
Stimmzug und zusätzlich einen
Hauptstimmzug. Jeder Bläser stellt sich die
Stimmzüge nach seinem eigenen Ermessen so
ein, dass eine möglichst perfekte Intonation in
allen Tönen erreicht wird
Ein Trigger ist nichts anderes als ein
leichtgägniger Stimmzug, der bequem über ein
Gestänge betätigt werden kann. Er ermöglicht
ein schnelles reagieren auf ein
Intonationsdefizit. Es gibt Trigger die die
Rohrlänge erweitern, aber auch welche, die sie
verringern.
Trigger
Spieltechnik
Ton entsteht durch das Strömen der Luft durch die
gespannten Lippen
Zunge gibt Luftstrom frei
Verschiedene Zungentechniken nützlich für das Spiel
Einfache Zunge (ta)
Doppelzunge (ta ka)
Trippelzunge(ta ta ka)
Die Teile der Posaune
Stimmzug
Ausgleichsgewicht
Mundstück
Verschlussring
Schallbecher
Knopf
Wasserklappe
Zug
Quersteg ( Außenzug)
Quersteg ( Innenzug)
Überwurfmutter
Trichter
Bügelhorn (Horn, Tuba)– flacher Trichter
Leiser, sprechen leicht an
Leichter intonierbar
Ungenaue Abrisskante für Reflexion
Weniger Abstrahlung, mehr Reflexion in Instrumentenkörper – stehende Welle
Steiler Trichter (Trompete, Posaune)
Hell, scharf, klar
Schwerer intonierbar
Scharfer Abriss
Direkte Abstrahlung
Akustische Impedanz
Schalldruck/Schallfluss als Funktionen der
Frequenz am Eingang des Systems
Spezifische Materialimpedanz
Unterschiede zu Holzblasinstr.
Typisch für Blechblasinstrument sind
1. Ein Anblas‘ventil’ (gebildet durch die Lippen des Bläsers), dessen Öffnung durch den Anblasüberdruck vergrößert wird.
2. Geringe Rückwirkung der schwingenden Luftsäule auf den Erregungsmechanismus (die Lippen des Bläsers)
3. Die Verwendung von Ventilen anstelle von Tonlöchern, um die effektive Rohrlänge – durch Hinzu- oder Abschalten von Rohrstücken – zur Erzeugung von Zwischentönen zu variieren. Die Lippen bilden auch einen dehnbaren Abschluß des Mundstück-Kessels.
Die Luftmasse des Schallkörpers hat nur geringe Rückwirkung auf die große Lippenmasse. Daher müssen bei Blechblasinstrumenten die ersten Impedanz-Maxima durch spezielle Mundstückform verstärkt werden.
Damals - Heute
Die Lehre von den Tonempfindungen als physiologische
Grundlage für die Theorie der Musik (Hermann von
Helmholtz, 19. Jhdt.)
Historisch informierter Blechblasinstrumentenbau (Hochschule der Kuenste Bern) – Synergie Orchester/Hochschule/eidgenoessische Forschung
Materialforschung
viele Untersuchungen – viele verschiedene
Ergebnisse
Wand - Schalltrichter
Pyle has reported that something seemingly as
insignificant as lacquering the bell of a French
horn can make a noticeable difference in the
perceived sound. However, Smith has reported
that something as important as changing the
material of the bell has no effect on the sound
of trombones.
Wogram has reported differences in timbre
that are related to the composition of the
metal; yet Hoekje, et al. have theoretically
investigated the contribution of bell
vibrations to the sound field of a trombone
and concluded that vibrations make only a
very small difference (30 to 40 dB less than
the contribution due to the air column).
It is generally accepted that wall vibrations have a negligible effect on
the sound of clarinets and organ pipes, yet no such conclusion can be
drawn about brass instruments.
Trichter-/Wandschwingungen und Spektrum
widersprüchliche Ansichten
Forschung des Institut für Wiener Klangstil
Erkenntnisse
Trichtergeometrie und Wandform und –material
haben eine Auswirkung, wenn auch nicht immer
wahrnehmbar.
Reperkussion auf das Mundstück als
Erklärungsmodell: Therefore, trumpets and French horns
may exhibit significant effects attributable to bell vibrations
while trombones and tubas may not.
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