Blechblasinstrument

Grundprinzip und Einordnung

Ein Blechblasinstrument ist ein Blasinstrument, bei dem Töne durch Anblasen eines Kessel- oder Trichtermundstücks nach dem Prinzip der Polsterpfeife entstehen. Die Lippen des Spielers schwingen und koppeln ihre Schwingung über das Mundstück an die Luftsäule einer konisch-zylindrischen Röhre an. Diese Luftsäule wirkt als Resonator, also als Schwingungsverstärker. Der fachlich genauere Begriff lautet „Lippentoninstrument“; in der Hornbostel-Sachs-Systematik gehört es zu den eigentlichen Blasinstrumenten und damit zu den Aerophonen.

Die Einteilung hängt nicht vom Baustoff ab, sondern ausschließlich von der Tonerzeugung. Die meisten Instrumente bestehen aus Messing oder Neusilber; Sousaphone können zur Gewichtsersparnis aus Faserverbundwerkstoffen, Vuvuzelas aus Kunststoff bestehen. Auch das hölzerne Alphorn sowie Serpent und Zink gehören wegen ihrer Lippen-Tonerzeugung dazu. Umgekehrt sind das meist metallene Saxophon und die Querflöte Holzblasinstrumente.

Zu den bekannten Instrumenten zählen Horn beziehungsweise Waldhorn, Jagdhorn, Trompete, Posaune, Kornett, Flügelhorn, Althorn, Tenorhorn, Baritonhorn und Tuba.

Schwingungen, Ansatz und Klang

Die gleichmäßig ausgeatmete Luft strömt durch den zwischen den Lippen offenen Lippenspalt. Bei ausreichender Strömungsgeschwindigkeit versetzt der Widerstand der Lippenmuskulatur das Lippengewebe in Schwingung. Ein Ton entsteht nur dann besonders klar, wenn die Lippenfrequenz mit einer Eigenfrequenz der Luftsäule, einem Naturton, übereinstimmt. Resonanz erzeugt eine stehende Welle; der Schallbecher überträgt deren Energie am offenen Rohrende an die Umgebung.

Physikalisch wirkt das zusammengesetzte Instrument im Wesentlichen wie ein am engen Ende durch den Mund verschlossenes konisches Rohr. Beim tiefsten Ton ist die Wellenlänge ungefähr doppelt so groß wie die Instrumentlänge; beim zweiten Naturton entspricht sie der Instrumentlänge und der Ton liegt eine Oktave höher. Die Eigenfrequenzen bilden die Naturtonreihe, die mit der Teiltonreihe des Grundtons identisch ist. Beim Überblasen erhöht der Spieler durch schnellere Luftströmung die Lippenfrequenz auf das nächste ganzzahlige Vielfache der Grundfrequenz. Ob der Grundton praktisch nutzbar ist, hängt auch von Bauart und Mensur ab.

Für die Spieltechnik müssen Luftgeschwindigkeit, Größe des Lippenspalts und Muskelspannung der Lippen zusammenpassen. Atemstütze durch Zwerchfell, Bauch-, Beckenboden- und Rückenmuskulatur steuert den Luftstrom. Für eine Oktave muss die Luftgeschwindigkeit etwa verdoppelt werden. Der Ansatz bezeichnet Lippenstellung, Lippenspalt und Muskelspannung. Die Lippen sollen möglichst frei schwingen: Der Spalt darf nicht zugepresst und das Mundstück nicht stark angepresst werden. Ein Zungenstoß präzisiert nur den Beginn der Lippenschwingung, ist aber kein Verschlussventil. Bei geringer Lautstärke sind Töne bis etwa 60 Sekunden möglich; mit Zirkularatmung beliebig länger. Kleine Mundstücke mit enger Bohrung erleichtern hohe Töne, machen den Klang besonders in der Tiefe aber schärfer.

Schalltrichter und Mensur

Der Schalltrichter, auch Schallbecher, verbessert die Abstrahlung der Schallenergie: Er transformiert die hohe Wellenimpedanz im Rohr zur geringeren Schallkennimpedanz der Luft. Gleichzeitig beeinflusst er Klangfarbe, Ansprache, Lautstärke und die Abstände der Naturtöne. Durch seine Querschnittsänderung entsteht eine variable akustische Rohrlänge; Ansatz und Luftgeschwindigkeit können den Reflexionspunkt etwas verschieben. Auch Mundinnenraum und Zungenstellung haben Einfluss; das Phänomen ist laut Artikel noch nicht ausreichend erforscht.

Flache, leicht geöffnete Trichter der Bügelhörner sprechen leicht an, klingen weich und relativ leise und besitzen wenige Obertöne. Ihre Tonhöhe lässt sich mit dem Ansatz vergleichsweise stark verändern (+10/−50 Cent). Steile Trichter von Trompete und Posaune sprechen schwerer an, klingen aber lauter sowie obertonreich, hell bis scharf; die Tonhöhe ist nur begrenzt korrigierbar.

Die Mensur beschreibt die Entwicklung des Rohrdurchmessers entlang der Grundrohrlänge. Mundrohr, zylindrische Rohre und Ventilbögen, gegebenenfalls ein konischer Anstoß und das Schallstück bestimmen sie gemeinsam. Sie beeinflusst Klangfarbe, Ansprache des ersten Naturtons und die genaue Intonation der Naturtonreihe, nicht aber die Höhe des Grundtons: Diese bestimmt allein die Länge der Luftsäule. Engmensurierte Instrumente haben etwa 60 % zylindrische Rohrlänge, mittelmensurierte etwa 30 %; weitmensurierte sind fast durchgehend stark konisch. Beispiele sind Naturtrompete oder manche Posaunen (eng), Flügelhorn oder Waldhorn (mittel) sowie Tenorhorn, Bariton und Tuba (weit). Bei der Trompete sind bis zu 40 Teil-Obertöne nachweisbar. Beim Waldhorn ist der Grundton F¹ = 46 Hz wegen enger Mensur schwer spielbar, bei gleicher Rohrlänge ist er auf der F-Tuba der Normalfall.

Tonhöhen, Züge und Ventile

Ohne Veränderung der Rohrlänge sind nur die Töne einer Naturtonreihe verfügbar. Seit dem 14. Jahrhundert verlängerten Zugtrompete und Posaune die Röhre mit einem Teleskopzug und erschlossen so verschobene Naturtonreihen. Tonlöcher oder Klappen, etwa bei Klappenhorn und Ophikleide, verkürzen dagegen die schwingende Luftsäule.

Die wichtigste Neuerung waren Ventilinstrumente, die Friedrich Blühmel und Heinrich Stölzel um 1813 entwickelten. Die übliche Anordnung mit drei Ventilen erniedrigt den Grundton um zwei, einen und drei Halbtöne. Ab einer Quinte über dem Grundton lässt sich damit eine durchgehende chromatische Tonleiter spielen. Ein zusätzliches Ventil ist meist ein Quartventil und senkt um fünf Halbtöne; Tuben besitzen teilweise fünf, sechs oder mehr Ventile. Heute dominieren Posaunen mit Zug, teilweise ergänzt um ein oder zwei Ventile. Klappeninstrumente dienen überwiegend der historischen Aufführungspraxis. Trigger machen Ventil- oder Hauptstimmzüge während des Spielens verstellbar und helfen besonders bei Mehrventilkombinationen bei der Intonation.

Die Grundstimmung bezeichnet den Notennamen des ersten, zweiten, vierten, achten usw. Naturtons unabhängig von der Oktavlage. Bei vollständig eingeschobenem Posaunenzug beziehungsweise nicht gedrückten Ventilen legt die Grundrohrlänge sie fest. Näherungsweise gilt für Rohrlänge l in Metern, Schallgeschwindigkeit c und Grundtonfrequenz f: l = c/(2f). Instrumente derselben Grundstimmung besitzen daher ungefähr dieselbe Rohrlänge: Waldhorn in B 274 cm, Posaune 270 cm, Tenorhorn 266 cm, Baritonhorn beziehungsweise Euphonium in B 262 cm. Die B-Piccolotrompete hat 65 cm Grundrohrlänge; die B-Tuba mit vier Ventilen 541 cm, mit den Ventilverlängerungen 930 cm. Ein separates F/B-Doppelhorn enthält 704 cm Rohr; beim Umschalten auf F kommen 96 cm hinzu.

Entwicklung und Bau

Die ältesten erhaltenen Blechblasinstrumente sind zwei Scheneb aus dem Grab Tutanchamuns von 1323 v. Chr. Sie sind etwa 58 cm lang und aus getriebenem und verlötetem Blech gefertigt, eines aus teilweise vergoldetem Silber, eines aus Kupferlegierung. Bildliche Darstellungen ordnen sie vermutlich seit etwa 2300 v. Chr. militärischen oder repräsentativen Zusammenhängen zu. Die jüdische Chazozra waren laut 4 Mos 10,2 EU zwei silberne Signaltrompeten für den religiösen Gebrauch der Leviten im Jerusalemer Tempel.

In der Antike gab es unter anderem die griechische Salpinx, römische Tuba, Cornu, Bucina und Lituus, den keltischen Karnyx sowie germanische Luren. Im Mittelalter waren Instrumente zunächst gestreckt. Die früheste Abbildung einer S-förmigen Form stammt von 1377. Um 1500 wurde die einmal gewundene Langtrompete zur Standardform und blieb als Barocktrompete bis zum Ende des 18. Jahrhunderts nahezu unverändert. Der ausziehbare Doppelzug der eigentlichen Posaune entstand wahrscheinlich Mitte des 15. Jahrhunderts in Burgund. In den 1810er-Jahren veränderten Ventile die Rolle der Instrumente grundlegend; Richard Wagners Rienzi verwendete bei der Uraufführung 1842 in Dresden bereits Ventiltrompeten.

Ein Stimmzug besteht aus zwei parallelen Teleskoprohren mit Bogen: Herausziehen verlängert das Instrument und macht Töne tiefer, Einschieben macht sie höher. Wasserklappen entfernen Kondenswasser an den in Spielhaltung tiefsten Rohrstellen.

Üblich sind Messingblech und -rohre mit 0,4 bis 0,6 mm Wandstärke. Große konische Teile und Schallstücke werden gelötet und geformt, zylindrische Rohre nahtlos industriell hergestellt. Traditionell füllte man Rohre zum Biegen mit flüssigem Blei; moderne Verfahren nutzen unter anderem Wassereis und hydraulische Matrizen. Fertige Instrumente können lackiert oder galvanisch versilbert, vernickelt oder vergoldet werden.

Instrumentengruppen und Tonlagen

Zu den genannten Gruppen gehören Natur- und Klappenhörner, Waldhörner und Wagnertuba, die Bügelhornfamilie, Natur- und Barocktrompeten, Ventiltrompeten, Posaunen, Trompeten, Tuben und Baritonhörner. Moderne Bauformen werden von tief nach hoch so geordnet: Tuba, Sousaphon, Posaune, Euphonium, Baritonhorn, Tenorhorn, Waldhorn und Wagnertuba, Mellophon, Althorn, Flügelhorn, Kornett, Trompete.

Die ältere Bezeichnung Halbinstrument meinte ein engmensuriertes Instrument, dessen erster Naturton oder Pedalton schlecht anspricht und normalerweise nicht nutzbar ist, etwa Trompete oder Kornett. Ganzinstrumente wie Tuben besitzen einen gut verwendbaren Pedalton. Der Unterschied hängt mit der Rohrform zusammen: Starke Konizität begünstigt das Frequenzverhältnis 1:2 der ersten beiden Naturtöne; ein weitgehend zylindrisches Rohr verschiebt es zu etwa 1:2,5. Die Begriffe haben im Instrumentenbau seit etwa 1900 keine praktische Bedeutung mehr.

Blechblasinstrumente werden sowohl von großen Unternehmen als auch von kleinen, hoch spezialisierten Fachbetrieben hergestellt, die mitunter nur aus einem Metallblasinstrumentenmachermeister bestehen.