Ein Blechblasinstrument ist ein Blasinstrument, bei dem die Töne mit einem Kessel- oder Trichtermundstück nach dem Prinzip der Polsterpfeife angeblasen werden: Die schwingenden Lippen des Musikers erzeugen den Ton, das Musikinstrument in Form einer Röhre ist der Resonator. Musikwissenschaftlich gehören sie nach der Hornbostel-Sachs-Systematik zur Gruppe der Aerophone.
Bedeutung des Materials der Grundröhre
Die überwiegende Mehrheit der Blechblasinstrumente wird aus Blech von Metalllegierungen wie Messing oder Neusilber hergestellt. Besonders bei großen Instrumenten wie dem Sousaphon kommen mitunter Faserverbundwerkstoffe zur Gewichtsersparnis zum Einsatz. Hölzerne Instrumente wie das Alphorn oder das Didgeridoo funktionieren zwar nach dem gleichen Prinzip, werden aber im Sprachgebrauch genauso wie die mit Tonlöchern ausgestatteten Serpente und Zinken historisch nicht zu den Blechblasinstrumenten gezählt. Das Klappenhorn und die Ophikleide zählen dagegen im Hinblick auf ihre Entwicklungsgeschichte zu den Blechblasinstrumenten. Auch sie werden mit einem Kesselmundstück angeblasen.
Das Saxophon und die Querflöte hingegen gehören aufgrund ihrer Tonerzeugung zur Gruppe der Holzblasinstrumente, obwohl sie meist aus Metall hergestellt werden.
Prinzip der Tonerzeugung
Die meisten Musikinstrumente bestehen aus einem Schwingungserzeuger (Generator) und einem Schwingungsverstärker (Resonator). Die Besonderheit der Blechblasinstrumente liegt darin, dass die Schwingungserzeugung durch die Lippen des Spielers erfolgt und somit ein menschliches Organ in diesem Sinne Teil des Instruments wird. Die Luft wird gleichmäßig durch die seitlich gespannten vibrierenden Lippen durch ein Instrumentenmundstück durch das Instrument geblasen. (Zu den physikalischen Grundlagen siehe: Polsterpfeife)
Je gleichmäßiger die Lippen entsprechend der gewünschten Tonhöhe schwingen, umso „sauberer“ ist der Ton in seiner Qualität. Die ersten Millisekunden in der Tonerzeugung entscheiden die physiologische Qualität eines Instrumententones. Die Dauer eines auszuhaltenen Tones ist abhängig vom Lungenvolumen des Bläsers und der geblasenen Dynamik (Musik): Töne bis ca. 60 Sekunden sind bei geringer Lautstärke möglich (Ausnahme: Zirkularatmung).
Physik der Tonerzeugung
Durch das Schwingen der Lippen am Instrument entsteht in diesem eine stehende Welle durch schwingende Luftmoleküle (Grundlegendes dazu in: Polsterpfeife). Der eigentliche Ton tritt am Schallstück aus. Bei den Blechblasinstrumenten hat speziell die Schalltrichterform (auch Schallbecher) physikalisch/akustische Auswirkungen zum einen auf die Klangfarbe und zum anderen auf den Intervallabstand der Naturtöne. Dieser instrumententypische Exponentialtrichter gibt teilweise Schall-Energie in die Umgebung ab, der andere Teil wird zur Erzeugung der stehenden Welle (die aus vielen Impulsen den eigentlichen Ton bildet) wieder ins Rohr reflektiert, der bei den Lippen einen neuen Impuls auslöst. Gleichzeitig entsteht der Effekt der variablen akustischen Rohrlänge: Die Form des Schalltrichters bestimmt den Reflexionspunkt außerhalb des Trichters. Er kann mit Hilfe des Ansatzes verschoben werden, im Prinzip wird dadurch die akustische (=klingende) Rohrlänge verändert. Dieses Phänomen ist zur Zeit noch nicht ausreichend erforscht, einen Einfluss hat z. B. auch die Form des Mundinnenraum des Bläsers oder die Stellung der Zunge.
Einfluss der Schalltrichterform
Nur leicht geöffnete, flache Trichter sind Bügelhörner. Diese Instrumente sprechen sehr leicht an, klingen aber leiser und weicher, da sie nur wenig Obertöne haben. Die Tonhöhe kann vom Bläser mit dem Ansatz gut variiert werden (+10/-50 Cent). Flache Trichter stellen für die Reflexion eine ungenaue Abrisskante dar. Der Trichter verstärkt die Schwingung nur wenig, relativ wenig Schallenergie wird an die Umgebungsluft abgegeben. Gleichzeitig wird dadurch mehr Energie ins Instrument reflektiert, die die leichtere Bildung der stehenden Welle zu unterstützt.
Steilere Trichter haben Trompete oder Posaune, die relativ schwer ansprechen, aber einen obertonreichen, hellen bis scharfen Ton haben können, der schwieriger intonierbar ist. Dieser lässt sich mitunter nur sehr geringfügig durch Ansatztechnik verschieben, Intonationskorrekturen sind nur in eng begrenztem Umfang möglich. Steile Trichter bilden eine scharfe Abrisskante, geben somit mehr Schallenergie ab und verstärken den Ton. Die Instrumente klingen lauter, verringern dadurch aber gleichzeitig die reflektierte Energie zur Bildung der stehende Welle.
Einfluss der Mensur
Das Kessel- oder Trichtermundstück steckt in einem meist konischen Mundrohr. Die nachfolgenden zylindrischen Rohre, wo sich auch die Ventilbögen befinden, definieren die „Bohrung“. Mitunter folgt darauf noch ein konischer „Anstoß“, bevor das Instrument im Schallstück mit dem Schalltrichter mündet. Die Längen und Durchmesser dieser einzelnen Segmente bestimmen insgesamt die Mensur des jeweiligen Blechblasinstruments. Dieser Begriff bezeichnet also die Steigung des Rohrdurchmessers zur jeweiligen Position in der Grundrohrlänge. Ein exaktes metrisches Maß kann daher nicht definiert werden, sondern man vergleicht meistens gleichlange Instrumente miteinander.
Die Mensur bestimmt einerseits die Klangfarbe des Instruments: Eine Posaune klingt heller als ein Baritonhorn. Andererseits beeinflusst sie, wie gut der 1.Naturton (der „Grundton“) anspricht. Der tiefste spielbare Ton der Naturtonreihe liegt mitunter eine Oktave über dem eigentlichen Grundton. Entsprechend schwierig ist es, tiefe Passagen auf dem F-Waldhorn zu spielen, während die gleiche Lage bei einer gleich langen F-Tuba den Normalfall bildet.
Weiterhin hat die Mensur Einfluss auf den exakten Intervallabstand der Naturtonreihe. Durch gezielte punktuelle Durchmesserveränderungen können bestimmte Naturtöne in ihrer Intonation verändert werden.
Mensurtypen bei Blechblasinstrumenten
- Engmensuriert − Das Mundrohr ist leicht konisch (Naturtrompete) oder zylindrisch (manche Posaune), ca. 60 % der Gesamtlänge sind zylindrisch, der Schalltrichter weit geöffnet.
- Mittelmensuriert − Das Mundrohr und das Schallstück sind lang und stark konisch, zylindrische Anteile relativ kurz z. B. wie bei dem Waldhorn ca. 30 % der Gesamtlänge, der Schalltrichter ist weit ausladend.
- Weitmensuriert − Die Mensur ist bis auf wenige Anteile durchgehend stark konisch, der Schalltrichter wenig ausladend. z. B.: Flügelhorn, Tenorhorn, Bariton, Tuba
Tonhöhensteuerung
Entstehung der Naturtöne
Durch Erhöhung der Lippenspannung überblasen Blechblasinstrumente jeweils zu dem Ton, dessen Frequenz das nächste ganzzahlige Vielfache der Frequenz des Grundtons bildet. Zwei, drei, vier oder mehr Halbwellen entstehen im Rohr, woraus sich die Naturtonreihe des jeweiligen Instruments ergibt. Der tiefste spielbare Ton hängt vordergründig von der praktischen Gesamtrohrlänge des Instrumentes ab.
Der höchste spielbare Ton ist vom Können des Bläsers abhängig, das Mundstück hat allerdings einen starken Einfluss darauf. Kleinere Mundstücke mit engerer Bohrung begünstigen die Ansprache höherer Töne, führen aber zu einem schärferen Klang vor allem in den tieferen Lagen.
Veränderung der Resonanzrohrlänge
Um eine chromatische Spielweise zu ermöglichen, stattete man Blechblasinstrumente bereits im 14. Jahrhundert mit der Möglichkeit aus, die Rohrlänge durch einen Zug (Teleskop-Rohr) zu verlängern (Zugtrompete, Posaune). Dadurch erschlossen sich weitere proportional verschobene Naturtonreihen. Das Gegenteil dazu bilden die danach entstanden Instrumente mit Tonlöchern oder Klappen (Klappenhorn, Ophikleide), bei denen die Luftsäule entsprechend verkürzt wird.
Die bedeutendste Innovation bildet jedoch die Erfindung der Ventilinstrumente um 1813 durch Friedrich Blühmel und Heinrich Stölzel, die seither die überwiegende Mehrzahl aller gängigen Blechblasinstrumente bilden.
Bald darauf setzte sich die klassische Konfiguration mit drei Ventilen durch, die den Grundton um jeweils zwei, einen und drei Halbtöne erniedrigen. Mit einem solchen dreiventiligen Instrument ist es möglich, ab einer Quinte über dem Grundton eine durchgehende chromatische Tonleiter zu spielen.
Ist noch ein weiteres Ventil vorhanden, so handelt es sich in der Regel um ein Quartventil (fünf Halbtöne). Historisch wurden manche Instrumente aus Gründen der Intonation auch mit fünf, sechs oder mehr Ventilen gebaut, eine Praxis, die sich bis heute bei der Tuba erhalten hat. (Weitere Informationen dazu finden sich unter Ventil (Blasinstrument) sowie den Artikeln zum jeweiligen Instrument selbst.)
Heutzutage werden vorwiegend Posaunen mit einem Zug (teilweise ergänzt durch ein oder zwei Ventile) gespielt. Klappeninstrumente werden überwiegend nur noch im Sinne der historischen Aufführungspraxis verwendet.
Zur Hilfe beim Intonieren schlecht stimmender Töne vor allem bei der Kombination mehrerer Ventile, wird bei diesen der Ventilverlängerungszug (mitunter auch der Hauptstimmzug) während des Blasens mit Hilfe einer Vorrichtung oder in Form eines so genannten Trigger ausziehbar und somit veränderlich gestaltet.
Grundstimmung
Dieser Begriff bezeichnet in der Praxis bei Blechblasinstrumenten den Notennamen des (1.,) 2., 4., 8., usw. Naturtones, unabhängig von dessen absoluter Oktavlage. Bläst beispielsweise eine B-Trompete und ein B-Tenorhorn den 3. Naturton, klingen beide Instrumente im Oktavabstand. Der Gesamtklang wird allgemein als angenehm empfunden. Bläst eine B-Trompete und eine C-Trompete beispielsweise den 2. Naturton, klingen beide Instrumente im Sekundabstand. Der Gesamtklang wird gemeinhin als unangenehm empfunden.
Die Grundstimmung wird festgelegt durch die Grundrohrlänge
- bei Posaunen: Der Zug ist komplett eingeschoben.
- bei Ventilinstrumenten: Kein Ventil ist betätigt.
Die Grundtonhöhe f in Hertz ist physikalisch abhängig von der Instrumentenrohrlänge l in Metern und der Schallgeschwindigkeit c der Luft.
Alle Instrumente mit dem gleichen Grundton haben deshalb auch etwa die gleiche Rohrlänge. Beispielsweise sind die Rohrlängen des Waldhorns in B (274 cm), der Posaune (270 cm), des Tenorhorns (266 cm) und des Baritonhorns beziehungsweise Euphoniums in B (262 cm) fast gleich. Das Waldhorn in F ist mit 370 cm etwas länger als die Tuba in F (354 cm). Diese Längendifferenzen innerhalb der gleichen Grundstimmung hängen von der Bauweise des Instrumentes ab, insbesondere von der Mensur und dem Öffnungswinkel und Durchmesser des Schallstückes.
Das kürzeste gebräuchliche Blechblasinstrument ist die b-Piccolotrompete mit einer Grundrohrlänge von 65 cm. Die B-Tuba mit vier Ventilen ist das üblicherweise tiefste Instrument mit einer Grundrohrlänge von 541 cm, werden noch die Verlängerungen von normalerweise vier Ventilen hinzugerechnet, ergibt sich dabei eine Rohrlänge von 930 cm.
In einem normalen separaten F/B-Doppelhorn sind 704 cm Rohr verbaut, dabei werden dem B-Horn beim Umschalten in die F-Stimmung zusätzlich 96 cm hinzugefügt. Um Intonationskorrekturen vornehmen zu können, werden die F-Ventilzüge (Gesamtlänge 102 cm) unabhängig von den B-Ventilzügen verwendet.
Fertigung
Blechblasinstrumente werden gewöhnlich aus Messingblech und -rohren mit einer Wandstärke von 0,4 bis 0,6 mm gefertigt. Schallstücke und große konische Rohre werden aus Blechen mit silberhaltigem Hartlot zusammengelötet und mit entsprechenden Werkzeugen in die gewünschte Form gedrückt. Zylindrische Rohre werden nahtlos industriell gefertigt. Die einzelnen eventuell gebogenen Rohrteile werden mit kurzen Rohrstücken („Zwingen“) überlappend mit Weichlot verlötet.
Traditionell werden von einem Metallblasinstrumentenmacher zu biegende Rohre mit flüssigem Blei gefüllt und nach Erkalten „per Hand“ gebogen. Mit speziellen Techniken wird die Oberfläche geglättet, dabei verdichtet und gehärtet. Anschließend wird das Blei verflüssigt und restlos entfernt. Dieser Biegevorgang kann auch mit extrem niedrigschmelzenden Metallen oder verflüssigbaren Kunstharzen erfolgen.
In der modernen industriellen Massenproduktion wird der Schallbecher aus einer Ronde tiefgezogen und bündig mit entsprechend konischem Stengel verschweißt. Gebogen werden Rohre oft mit Wassereis-Füllung, geglättet werden diese danach hydraulisch in einer teilbaren Matrizenform. Das erfordert fertigungstechnisch größere Materialstärken (bis 1 mm), die Haltbarkeit fertiger Instrumente ist mitunter extrem gering: Durch extremes „Aufblasen“ zerreißen homogene Kristallstrukturen und bekommen Kapillarrisse, durch die bei einem fertigen Instrument unabdingbar Kondenswasser diffundiert. Lackierte Oberflächen verhindern das Verdunsten, es kommt zu nichtreversiblen Schäden am Instrument.
Fertig gestellte Einzelteile werden oftmals bereits vor dem Zusammenbau geschliffen und poliert. Das fertige Instrument kann abschließend lackiert oder galvanisch versilbert, vernickelt beziehungsweise vergoldet werden. |
