Die Holzblasinstrumente

Allgemeines:

Bei den Blasinstrumenten muss man zwischen der Art der Schwingungserzeugung, dem

angeschlossenen Resonator und der Abstrahlung der Luft unterscheiden.

Es gibt mehrere Arten von Tonerzeugung:

.) durch ein schwingendes Rohrblatt

.) ein schwingendes Luftblatt

.) durch die menschlichen Lippen

Grundsätzlich hat jedes Blasinstrument eine unterschiedliche Ton- bzw.

Schwingungserzeugung

· Luft trifft auf eine scharfe Kante (Querflöte)

· Luft trifft auf einen Block (Blockflöte)

· Luft schwingt zwischen einem doppelten Rohrblatt (Oboe)

· Luft trifft auf ein Rohrblatt, das in einer Windkapsel schwingt (Fagott)

· Luft triff auf ein einfaches Rohrblatt (Klarinette)

Somit können die Blasinstrumente in Flöteninstrumente, Rohrblattinstrumente und

Blechblasinstrumente eingeteilt werden.

Alle Blasinstrumente verfügen über einen Schallröhre, die je nach Instrument,

unterschiedlicher Größe, Länge, Durchmesser und Material sind.

Die Luftteilchen in den Röhren schwingen zwischen bestimmten Ruhepunkten hin und her

und diese Bewegungen sind gegenläufig. Die Schwingungen in den Röhren der

Blasinstrumente sind daher immer Longitudinalwellen und die Schwingungsbewegung erfolgt

längs der Röhrenachse

Ruhepunkt

à : ß----

ß---- : à

:

:

Durch die Luftteilchen, die sich einmal vom Ruhepunkt weg und einmal hinbewegen,

entstehen an dem Ruhepunkt abwechselnd Luftverdichtungen und Luftverdünnungen. In den

Ruhepunkten selbst findet keine Bewegungen der Luftteilchen statt. Diese Punkte werden

somit auch als Bewegungsknoten bezeichnet. Die Bewegungsknoten sind aber auch

gleichzeitig die Stellen mit den meisten Druckschwankungen und werden daher auch als

Druckbäuche bezeichnet.

Wie viele Druckbäuche und Knoten von Luftschwingungen sich in einer Röhre befinden,

hängt von der Schwingungsfrequenz und der Länge der Schwingungsröhre ab. Gibt es in einer

Schwingungsröhre zwei Druckbäuche und zwei Knoten, dann entspricht der Abstand zweier

gleicher Druck und Bewegungszuständen der Wellenlänge Lamda. Druck und Bewegung sind

in diesem Moment um ein viertel der Wellenlänge verschoben.

Natürlich hat jede Röhre auch eine Eigenfrequenz, die aber von der Art der Röhrenenden

abhängig ist.

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z.B. die Pfeifen einer Orgel

1) an beiden Seiten offenen Röhren zeigen oben und unten immer Bewegungsbäuche bzw.

Druckknoten, da keine Dichteänderung erfolgt sondern ein Ausgleich mit der Außenluft

stattfindet => Es finden niemals Druckschwankungen statt, da immer der Druck der

Außenluft herrscht.

In der Röhre findet auch eine gewisse Grundschwingung statt, da an den Enden ein

Druckknoten ist in der Mitte hingegen ein Druckbauch. In der Röhre kann man somit eine

halbe Wellenlänge feststellen.

Eine nächst höhere Schwingung ergibt 2 Druckbäuche, und die weitere 3 Druckbäuche

Da sich in einer Röhre 1, 2, 3 oder mehr halbe Wellen ausbilden können, gibt es außer dem

typischen Grundton alle harmonischen Obertöne = Eigentöne od. Eigenfrequenz der Röhre;

Daraus folgt: Die Pfeifenlänge ist immer ein ganzzahliges Vielfaches der halben Wellenlänge.

Daraus folgt

: l= n * Wellenlänge/2

l Länge der Pfeife bzw. Röhre

n 1, 2, 3,

Die Eigenfrequenz der Röhre kann man sich errechnen mit:

f= n* c/2l

c Schallgeschwindigkeit

2) Pfeifen die an einer Seite geschlossen sind, nennt man ,,gedackte Pfeife". Demnach ist die

Grundschwingung ein viertel der Wellenlänge. Dien nächst höhere Schwingung ist dann eine

dreiviertel Wellenlänge u.s.w...

Die gedackte Pfeife kann somit nur ungeradzahlige Obertöne erzeugen.

l= Wellenlänge/4 (2n-1)

Die Frequenz des Grundtons einer Pfeife ist: f= c/4l

So ist es möglich, für verschiedene Grund- und Obertöne die benötigte Pfeifenlänge zu

berechnen. Trotzdem ist zu beachten, dass es in der Praxis Abweichungen gibt, die jedoch die

Instrumentenbauer auf Grund langjähriger Erfahrung berücksichtigen und so gering wie

möglich halten können. Ein sehr großer Faktor für Abweichungen ist die Temperatur.

Anwendung der Pfeifen:

-) Bei der Orgel: Es werden eine große Zahl von Pfeifen unterschiedlicher Länge benutzt, die

auf eine bestimmte Tonhöhe abgestimmt sind. Um unterschiedlich Töne zu erzeugen, müssen

die Pfeifen abwechselnd benutzt werden.

-) Bei den anderen Blasinstrumenten, die ja nur eine Pfeife benutzen, muss die Tonänderung

durch eine Veränderung der Rohrlänge erfolgen.

· Rohrlänge wird durch Auseinanderziehen und Ineinanderschieben

verändert z.B. Posaune

· Löcher, die man mit den Fingern mit Hilfe von Klappen und Ringen

öffnen und schließen kann z.B. Blockflöte, Querflöte, Klarinette

· Teile vom Rohr werden durch Ventile geöffnet und geschlossen

z.B. Trompete, Horn

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Die Flöteninstrumente:

Zu den Flöteninstrumenten zählen Blockflöte, Querflöte und die Labialpfeifen der Orgel.

Um einen Ton bzw. eine Schwingung zu erzeugen wird der Ton auf eine scharfe Kante

geblasen (Schneidentonbildung). Strömt Luft mit einer gewissen Geschwindigkeit aus einem

schmalen Spalt, entsteht ein Ton, der sogenannte Spaltton. Dieser ist jedoch sehr schwach und

musikalisch nicht verwendbar. Wenn jedoch der aus dem Spalt austretende Luftstrom auf eine

scharfe Schneide trifft, dann entsteht der sogenannte Schneidenton. Für die Frequenz des

Schneidenton gibt es eine Formel:

f = v/A

f...Frequenz v Strömungsgeschwindigkeit der

Wirbel

A Abstand Schneide / Spalt

Bei schwachem Luftdruck entstehen zuerst tiefe Maultöne, wird der Druck weiter erhöht

erhöht sich auch die Tonhöhe dieser Maultöne. Je höher der Druck wird desto mehr steigen

die Eigenfrequenzen und man kann Obertöne durch sogenanntes ,,Überblasen" erzeugen.

Flöteninstrumente haben einen Umfang von circa einer Oktave. Durch die sogenannten

Grifflöcher werden die notwendigen Halbtonschritte erzeugt. Durch das ,,Überblasen" bei

gleicher Griffhaltung kann die 2. Oktave erreicht werden. Die temperierte Skala besteht aus

12 Halbtönen das heißt, dass die Flöteninstrumente mindestens 11 Grifflöcher benötigen.

Dazu kommen noch Hilfsklappen, Trillerklappen und Kombinationsklappen.

Flöteninstrumente erreichen normalerweise keine hohe Frequenz ­ solche die über 4000 Hertz

gehen, sind eher selten. Eine Ausnahme stellt die Piccoloflöte dar, deren Klangspektrum bis

10000 Hertz erreichen kann.

Im Allgemeinen haben die tieferen Töne eine größere Obertonbildung, da bei höheren Tönen

die Instrumentenlänge geringer ist.

Der Klang des Tones wird natürlich auch von der Mensur (= Verhältnis der Korpuslänge zum

Durchmesser ) und vom Anblasedruck bestimmt.

Bei der Erzeugung der Schallröhren von Flöteninstrumenten gibt es 2 unterschiedliche

Bauarten:

· Konische Bohrung => weicherer Tonklang

· Zylindrische Bohrung => mehr Obertöne

Die

Blockflöte

(auch Schnabelflöte, wegen des typischen Mundstückes, genannt) wurde

schon um ca. 1600 in Europa verwendet.

Sie hat ein zur Querflöte sehr unterschiedliches Klangspektrum. Die tieferen Töne sind

vorherrschend, da der 2.Oberton stärker ausgebildet ist als der erste, bedingt durch die

konische Bauart.

Der Luftstrom kommt bei der Blockflöte beim Anblasen durch einen Windkanal und trifft

dort gegen eine Schneide. Hier liegt der wesentliche Unterschied zur Querflöte! Bei dieser

nämlich formt der Flötenspieler selbst den Windkanal mit dem Mund bzw. mit der Lippe,

womit er den Ton maßgeblich durch die Änderung der Spaltöffnung oder die Richtung des

Luftstromes verändern und beeinflussen kann. Noch zu erwähnen wäre, dass zur Bauart der

Blockflöten vorwiegend folgende Hölzer verwendet werden.

Buchsbaumholz, Ebenholz, Pulisanderholz od. Grenadillholz

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Einige Blockflötenarten:

Baß-Blockflöte:

· Konische Bohrung

· Mundrohr und Windkammer befinden sich vor dem Kern und der Kernspalte

Alt- u. Sopranblockflöte

:

· Konische Bohrung

· Kernspalte im Mundstück

Die Querflöte ist seit dem Mittelalter bekannt und hat sich seither ziemlich weiterentwickelt.

Um 1665: Querflöte= 3-teilig, etwas später vier-teilig und sie hatte nur 1 Klappe.

Erst um 1800 hat sie mehrere Klappen.

Theobald Boehm

bohrte Tonlöcher und erfand das

Ringklappensystem. Außerdem veränderte er das Mundloch und entwickelte ein zylindrisch

gebohrtes Mundstück.

Friedrich Meyer

entwickelte ein System für den weicheren Klang und die sogenannte

Meyer-Flöte gibt es heute noch.

Meyer-Querflöte

· Konische Bohrung

· Mundstück mit Mundloch, Korkpfropfen samt Korkschraube und Klappe

Die sogenannten

Labialpfeifen der Orgel

kommen, wie oben schon erwähnt, als

offene oder gedackte Pfeifen vor. Diese Pfeifen haben das System der Schneidentonbildung

und sind dem Bau der Blockflöten mit Kernspalte sehr ähnlich.

Orgelpfeifen haben sehr unterschiedliche Formen und Größen, was recht unterschiedliche

Klangfarben und Klangspektren verursacht. Natürlich beeinflusst die Mensur das Spektrum

maßgeblich. Durch die wachsende Mensur nimmt die Zahl der Obertöne ab.

Die Rohrblattinstrumente

Doppelrohrblattinstrumente

(Oboengruppe)

Schwingungserzeuger sind zwei gegeneinander schwindende Zungen (flache Rohrblätter, die

um eine Hülse gebunden sind).

Der Luftraumresonator ist einen lange nahezu konische Schallröhre, die am Ende leicht

glockenförmig (leichter Schalltrichter) geformt ist. Ausnahmen sind die Oboe d′amore, das

Englischhorn und das Heckelphon, die einen birnenförmigen Schalltrichter ( auch Liebesfuß

genannt ) haben. Der Bläser nimmt das doppelte Rohrblatt zwischen die

Lippen=>Schwingungserzeuger ist mit den Lufthohlräumen des Kopfes verbunden (Kehle

und Brustkorb), die ebenfalls in Schwingung versetzt werden. Die Schwingungen dieser

Instrumente sind periodisch aber nicht sinusförmig => obertonreicher Klang.

Die Tonhöhenänderung bei den Doppelrohrinstrumenten erfolgt durch Seitenlöcher, die mit

den Fingern durch Klappen betätigt werden.

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Um in die nächsthöhere Oktave überzublasen, werden sogenannte Überblasklappen

verwendet. Besonders charakteristisch für die Oboeninstrumente ist der Klang, der etwas

näselnd und scharf ist und von feststehenden Obertonbereichen verursacht wird.

Die Oboe kommt in den höheren Lagen bis auf etwa 9000 Hertz, das Englisch Horn auf etwa

8500 Hz und die Oboe d′amore auf etwa 7000 Hz. Fagott bzw. Kontrafagott kommen auf

jeweils 2400 und 2000 Hertz.

Instrumente mit einfachem Rohrblatt

Die Klarinetteninstrumente

Zu den Instrumente mit einfachem Rohrblatt gehören die Klarinetten und die Saxophone. Das

Rohrblatt wird mit deiner Schnur und einer Blattschraube auf dem Mundstück (meist aus

Holz, Kunststoff oder Metall) befestigt, das schnabelförmig ist. Das Mundstück wird so in

den Mund genommen, dass es auf der Unterlippe, die über die unteren Zähne gezogen ist,

liegt. Die Schwingungen dieses Blattes werden durch Atemdruck, Lippendruck und

Ansatzpunkt der Unterlippe beeinflusst. Das schwingende Rohrblatt kann in 3 Teile unterteilt

werden:

1) der größte Teil des schwingenden Blattes bewegt sich in der Grundfrequenz

2) die anderen zwei, etwas kürzeren Teile, die eine Eigenschwingung hervorrufen

Allgemeines:

Die Klarinette besitzt eine zylindrisch gebohrte Schallröhre an die ein parabelförmiger

Schallbecher angeschlossen ist. Die Klarinette ist als ein Instrument mit zwei

schwingungsfähigen Gebilden zu sehen. Das eine wäre das Rohrblatt bzw. die Zunge und das

andere die Schallröhre. Die Eigenfrequenz einer Klarinette wird fast ausschließlich von der

schwach gedämpften Luftsäule bestimmt.

Wie bei den meisten Holzblasinstrumenten werden zur Tonhöhenänderung die bekannten

Seitenlöcher geöffnet und geschlossen und wiederum die Überblastechnik angewandt.

Der wesentliche Unterschied zu den anderen Holzblasinstrumenten ergibt sich darin, dass die

Klarinette nur ungeradzahlige Vielfache der Grundfreqeunz überblasen kann. Weiters gehört

dieses Instrument zu den transponierenden Instrumenten (beim Überblasen kommt sie in die

Duodezim und nicht in die nächsthöhere Oktave ) und somit braucht sie im Unterschied zu

den Übrigen Holzblasinstrumente 18 statt 11 Tonlöcher.

Außerdem unterschiedet sie sich noch von den anderen Blasinstrumenten, dass bei höherer

Frequenz der Anblasedruck bzw. Lippendruck verringert werden muss, da die Klarinette ein

Koppelungssystem hat und somit die höhere Blattfrequenz eine geringer Dämpfung braucht.

Das Saxophon

wurde um 1840 von Adolphe Sax entwickelt und war zunächst ein

Militärinstrument. Das Instrument wird mit einfachem Rohrblatt und in verschiedenen

Tonlagen gebaut (z.B. Sopran-, Alt, Tenor, und Baritonsaxophon)

Erst seit etwa 1920 wurde das Saxophon in der Militärmusik verwendet.

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Christina Pitterle
8.B.

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Quellen:

Deutsches Museum

Wilhelm Stauder: "Einführung in die Akustik"

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