Das Wiener Horn

Die wichtigsten und grundlegenden Untersuchungen wurden zwischen 1985 und 1987 in einem vom Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung geförderten Projekt durchgeführt.

Im Zuge dieser Arbeiten wurde erstmals eine umfangreiche Dokumentation über die akustischen, klanglichen und spieltechnischen Besonderheiten des Wiener Horns gegenüber dem weltweit gebräuchlichen Doppelhorn erarbeitet.

Dabei wurde ungewollt wissenschaftliches Neuland betreten. Es zeigte sich nämlich, daß viele der Meßverfahren für die gestellten Ansprüche einfach zu ungenau waren.

Bisher wurden weltweit bestenfalls Unterschiede zwischen Musikinstrumenten untersucht, aber nicht Unterschiede zwischen einzelnen Musikinstrumententypen.

Es mußten daher im Zuge der Arbeiten nicht nur neue Konzepte, sondern auch zum Teil völlig neue Meßverfahren entwickelt werden. Im Folgenden ein kurzer Überblick über die besonderen akustischen Eigenschaften des Wiener F-Horns, die nicht nur Klang und Klangfarbe beeinflussen, sondern auch eine den Gegebenheiten entsprechende, spezielle Spieltechnik verlangen.

Die Rohrlänge

Die Rohrlänge beträgt beim Wiener Horn vom Mundstück bis zum Schalltrichterende etwa 3,7 Meter. Beim Doppelhorn kann der Musiker durch Betätigen des Umschaltventils zwischen zwei Instrumenten wählen: er kann das F-Horn mit 3,7 m oder das "B"-Horn mit einer verkürzten Rohrlänge von etwa 2,7 m wählen. Beim Tripelhorn stehen dem Musiker insgesamt drei "Instrumente"zur Verfügung: das F-Horn, das etwas kürzere B-Horn und ein "hohes f-Horn", dessen Rohrlänge etwa 1,8 m beträgt. Die Rohrlänge beeinflußt den Energiebedarf, die Treffsicherheit und indirekt den Klang.

Der Energiebedarf

Die Abbildungen unten zeigen "akustische Visitenkarten" der drei Horntypen. Diese Kurven wurden mit dem an unserem Institut entwickelten Computersystem "BIAS" hergestellt, das automatisch die Qualität eines Blechblasinstrumentes messen und beurteilen kann.

Ohne auf Einzelheiten dazu näher einzugehen, steht fest, daß der Hornist nur bei jenen Frequenzen einen Ton ("Naturtöne") erzeugen kann, bei denen die Kurve Maxima (Spitzen) aufweist. Je höher diese Spitzen sind, desto leichter ist es für den Musiker, den Ton zu spielen. Aus den Kurven ist zu ersehen, daß die benötigte Energiemenge beim hohen f-Horn am geringsten ist (die Spitzen sind dort am höchsten).

Der Hornist muß also beim hohen f-Horn für den gleichen Effekt generell weniger Energie aufwenden, als beim B-Horn oder F-Horn.

Was passiert aus physikalischer Sicht beim "Blasen" eines Blechblasinstrumentes?

Der Musiker muß mit dem durch die Lippen fließenden Luftstrom [=Energie] die im Instrument sich befindende Luftsäule [=Masse] mit der gewünscht- en Frequenz zum "Schwingen" bringen.

Die Lippen funktionieren dabei wie ein "Ventil". Bei einem a1 zum Beispiel öffnen und schließen sie sich 440 (!) mal pro Sekunde.

Es ist klar, daß die Luftsäule des "hohen f-Horns" mit ihrer halben Länge im Vergleich zum Wiener Horn nur eine etwa halb so große Masse besitzt. Daher ist zur Erzeugung einer gleich großen Schwingungsamplitude [=Lautstärke] auch nur halb soviel Energie notwendig.

Kurz gesagt: Der Musiker muß beim Wiener Modell zum Erreichen einer gleich starken stehenden Welle im Instrument [=Lautstärke] mehr Energie aufwenden als beim Doppelhorn.

Das gilt jedoch nur für den Tonbeginn (die ersten 15 - 60 Millisekunden), in der die Schwingung im Instrument aufgebaut werden muß. Ist der "Ton" einmal da, braucht nur mehr die Energiemenge ersetzt werden, die durch Abstrahlung (das ist der Klang, den wir als "Instrumentenklang" hören) und durch die innere Reibung verloren geht.

In der täglichen Spielpraxis kommt dieser Effekt nur bei Werken zum Tragen, welche für Hörner viele Staccato-Noten oder kurze Notenwerte im hohen Register beinhalten (z.B.: Opern von Verdi). Diese Parts sind für Wiener Hornisten etwas anstrengender.

Die Treffsicherheit

Die Treffsicherheit ist in hohem Maße von der Rohrlänge abhängig und ein Thema, das Musiker und Publikum gleichermaßen interessiert, steht sie doch in der Öffentlichkeit stellvertretend für das allseits bekannte "Kieksen".

Vergleicht man die Lage der Spitzen (=spielbare Naturtöne) in der Abbildung (vorhergehende seite unten) zueinander auf der Frequenzachse, so zeigt sich, daß ihr Abstand mit zunehmender Rohrlänge abnimmt. Der Frequenzabstand der einzelnen Töne beträgt beim hohen f-Horn 88 Hz, beim B-Horn 58 Hz und beim F-Horn (Wiener Modell) nur mehr 44 Hz.

Dazu kommt, daß der Hertz-Abstand der einzelnen Töne über den gesamten Spielbereich zwar gleich ist, für unser Ohr aber der Abstand zwischen der ersten und zweiten Spitze musikalisch das Intervall einer Oktave darstellt, der gleiche Abstand zwischen der zweiten und dritten Spitze nur mehr eine Quinte, usw. Den Abstand zwischen der zwölften und dreizehnten Spitze nehmen wir nur mehr als einen Halbton (!) wahr. Wenn man die Situation um das g2 betrachtet, so sieht man, daß beim Wiener F-Horn die benachbarten Spitzen nur einen Halbton entfernt liegen, während beim B-Horn diese einen Ganzton und beim f-Hornteil eines Doppelhorns, die benachbarten Spitzen schon eine Terz vom "Zielton" entfernt sind.

Das bedeutet, daß der Wiener Musiker seine Lippenspannung wesentlich exakter als der Doppelhornist abstimmen muß, um nicht irrtümlich auf einer benachbarten Spitze zu "landen". Das Spiel in der hohen Lage erfordert also am Wiener Horn etwas mehr Konzentration und ein besseres "Funktionieren" der Feinmotorik.
Die Ventile

Der Begriff "Wiener Horn" ist untrennbar mit der Verwendung der von der Firma Uhlmann entwickelten Pumpenventile verbunden. Sie prägen nicht nur optisch, sondern auch akustisch den Charakter dieses Instrumententyps. Das Problem des "langen Weges" solcher Ventile ist bei den neueren Modellen längst gelöst und kein Thema mehr.

Obwohl in der Funktion (also im "Zuschalten" von Rohrlängen) zwischen den Pumpen- und Drehventilen kein Unterschied besteht, beide bewirken dasselbe, sind für Hornisten wie Zuhörer, zwischen den beiden Ventilarten beachtliche Unterschiede feststellbar.

Diese Unterschiede in der klanglichen Mikrostruktur der Bindungen sind in den dreidimensionalen Darstellungen einer Oktavbindung deutlich erkennbar (Abbildung unten). Während beim Pumpenventil die beiden gebundenen Töne fließend ineinander übergehen zu scheinen, sind sie beim Drehventil durch ein kurzes Geräuschband voneinender getrennt.

Dieser Effekt dauert zirka 20-30 Millisekunden und wird vom Zuhörer nur unbewußt (aber doch) wahrgenommen. Jeder routinierte Bläser kann als Zuhörer sofort und ohne das Instrument zu sehen sagen, ob Dreh- oder Pumpen(Perinet)-ventile benützt werden.

Eine spezielle Messung mit BIAS zeigt, was diesen Effekt verursacht. In der Abbildung links ist die Schalldrucksituation zu sehen, wie sie sich für die Lippen des Bläsers in Abhängigkeit von der Ventilstellung ergibt:

Der Musiker befindet sich zu Beginn des Bindungsvorganges links vorne in der ersten Ebene (Ausgangston c2) und muß durch kontinuierliche Lippen-Spannungsänderung nach rechts hinten (Zielton h1) gelangen.

Das ist beim Pumpenventil über die breiten "Impedanzrücken" leicht möglich (zu jeder Zeit existiert die Struktur eines musikalischen Klanges). Beim Drehventil kommt es jedoch im ersten Drittel der Bindung zu einem Zusammenbruch der stehenden Welle (steile "Impedanz-Gräben") die anschließend nahe der Frequenz des Zieltones wieder aufgebaut wird.

Was bedeutet das für die Spielpraxis?

Das Pumpenventil des Wiener Horns begünstigt in vielen Fällen "weiche" Bindungen, in denen die Töne ineinander zu fließen scheinen. Schnelle Passagen klingen (obwohl perfekt gespielt) etwas weniger brilliant und zum Teil verschwommen.

Mit dem Drehventil des Doppelhorns sind weiche Bindungen (z.B.: in einem Adagio) nur sehr schwer durchführbar. Das eher abrupte Wechseln von einer zur anderen Frequenz bringt allerdings Vorteile bei schnelle Passagen, die durch die klare Tontrennung nicht nur leichter ausführbar sind, sondern auch virtuoser erscheinen.

Führten wir zum Zeitpunkt der Untersuchungen die Unterschiede noch auf das unterschiedliche Konstruktionsprinzip der beiden Ventilarten zurück, so zeigen die neuesten am IWK durchgeführten Untersuchungen, daß nicht der unterschiedliche Ventiltypus für die Klangunterschiede ausschlaggebend ist, sondern die Position des Ventilstocks innerhalb der Instrumentenröhre!

Werden unterschiedliche Ventiltypen an der gleichen Stelle des Instrumentes positioniert, so ist das klangliche Resultat einer Bindung vollkommen identisch!

Das erklärt auch die -zum Zeitpunkt der ersten Untersuchungen nicht erklärbare- Tatsache, daß beim Wiener Horn ein Großteil, jedoch nicht alle der Bindungen den oben erwähnten "weichen " Charakter aufweisen.

Die Mensur (Innendurchmesser)

Unter Mensur wird bei Blasinstrumenten meist der Verlauf des Innendurchmessers über die Länge des Instrumentes verstanden. Der Verlauf des Innendurchmessers ist bei Hörnern generell in drei Abschnitte unterteilbar.

Mensurverlauf

Der erste, konische Abschnitt ist bei Wiener Hörnern ca. 15 - 30 cm lang, der Durchmesser liegt zu Beginn meist zwischen 7 und 9 mm.

Bei Doppelhörnern ist die Länge des konischen Abschnittes konstruktionsbedingt unterschiedlich, der Durchmesser zu Beginn beträgt jedoch nur zwischen 7,5 und 8 mm. Änderungen in diesem Abschnitt wirken sich auf den Klang geringfügig, aber stark auf die Stimmung aus.

Der abnehmbare F-Bogen des Wiener Horns mit einer Länge von zirka 105 - 120 cm prägt das optische Erscheinungsbild des Wiener F-Horns nachhaltig. Die Tatsache, daß dieser Teil des Rohres beim Wiener Horn abnehmbar ist, beim Doppelhorn aber fix integriert ist, hat keinerlei Einfluß auf Klang, Ansprache oder Intonation. Allerdings schafft diese Tatsache beim Wiener Horn die Möglichkeit, unterschiedliche Bögen mit einem Instrument auf einfache und schnelle Weise zu kombinieren und damit den Charakter des Instrumentes zu verändern.

Immerhin wird mit dem Bogen fast ein Drittel der Rohrlänge des gesamten Instrumentes ausgewechselt. Der Charakter des Instrumentes bezüglich der Ansprache, des Klanges und der Intonation kann durch einen Wechsel des Bogens nachhaltig beeinflußt werden.

Der zweite Abschnitt ist ausschließlich zylindrisch, sein Anteil an der Gesamtlänge beträgt bei den Wiener Modellen 43-48%. Ein großer Unterschied besteht im Innendurchmesser: Während dieser bei den Wiener Hörnern zwischen 10,7 und 10,8 mm (max. 11 mm) liegt, besitzen Doppelhörner eine wesentlich weitere Mensur von 11,5 - 13 mm (je nach Instrumententyp small, medium oder large). Änderungen der Mensur von nur wenigen Zehntel Millimetern haben einen enormen Einfluß auf den Klang.

Der dritte Abschnitt beinhaltet das sich konisch erweiternde Schallstück, das fließend in den meist exponentiell ausgeformten Schalltrichter übergeht. Analog zum zweiten Abschnitt sind Schallstück und Schalltrichter beim Wiener Horn enger mensuriert, als bei Doppelhörnern.

Einfluß auf den Klang

Die Unterschiede aufgrund der engeren Mensur der Wiener Hörner liegen vor allem im klanglichen Bereich. Das Wiener Horn besitzt mehr Teiltöne und klingt dadurch generell "heller" als ein Doppelhorn (Obwohl der Wiener Musiker, wenn er von seinem Instrument spricht, paradoxerweise immer einen "weichen" und "dunklen" Klang als Idealklang bezeichnet! Ein solcher Klang besitzt weniger Teiltöne).

Der unterschiedliche Teiltonreichtum geht aus der unteren Abbildung deutlich hervor.

Es können sogar charakteristische Unterschiede zwischen in Wien gebauten und den im Ausland (Deutschland, Japan) hergestellten Instrumenten festgestellt werden.

Spektraldynamik

Ein wichtiges Merkmal des Wiener Horns ist seine hohe "Spektraldynamik". Das heißt, die Klangfarbe kann in Abhängigkeit von der Dynamik viel stärker als bei den weiter mensurierten Doppelhörnern verändert werden.

Dieser Effekt hängt direkt mit der engeren Mensur des Wiener Horns und mit den höheren Reibungsverlusten im Inneren der Röhre zusammen. Bei einem Crescendo bis zum Fortissimo steigen die hohen Teiltöne im Klang der Wiener Hörner stärker an als bei Doppelhörnern. Dem Musiker stehen also beim Wiener Modell mehr Klangfarben, aus denen er auswählen kann, zur Verfügung.

Lautstärke und Hörbarkeit

Da der Lautstärkeneindruck beim Hörer primär von der Klangfarbe und nicht so sehr vom tatsächlichen Schallpegel abhängt, erreicht man mit einem Wiener Horn den Eindruck eines "Fortissimo" schon bei einem geringeren Schallpegel, als mit einem Doppelhorn.

Durch den höheren Teiltongehalt (bei gleichem objektiven Schallpegel) wird das Wiener Horn von anderen Orchesterinstrumenten weniger stark verdeckt und ist damit im Gesamtklang eines Orchesters besser besser hörbar als ein mit gleicher Lautstärke spielendes Doppelhorn.

Zusammenfassung

Die nachfolgend kurz zusammengefaßten klanglichen und spieltechnischen Besonderheiten lassen sich allesamt auf die baulichen Eigenheiten des Wiener Horns zurückführen.

Der typische Wiener Musizierstil ist im Falle des Horns als Folge des Instrumentes und des durch die erlebte Tradition geprägten musikalischen Geschmackes, vermischt mit der Persönlichkeit des jeweiligen Musikers, anzusehen.

1. Wiener Hörner zeichnen sich durch eine stark ausgeprägte "Spektraldynamik" aus. Der Musiker kann die Klangfarbe leichter verändern. Die Palette der möglichen Klangfarben ist in der Spielpraxis insgesamt größer als bei Doppel- und Tripelhörnern. Bei gleicher Anregung durch den Musiker ist der Klang des Wiener Horns grundsätzlich teiltonreicher, die abgegebene Schalleistung etwas geringer. Dadurch "verdecken" Wiener Hörner im Fortissimo andere Instrumente (z.B.: die Violinen bei Bruckner-Symphonien) weniger stark als Doppelhörner. Demgegenüber steht ein (manchmal) etwas höherer "Energiebedarf" und die Notwendigkeit, in der hohen Lage die Lippenspannung exakter abzustimmen, um "Kiekser" zu vermeiden.
2. Der Pumpenventil-Mechanismus des Wiener Horns erlaubt dem Musiker eine bewußte Einflußnahme auf die zeitliche und klangliche Struktur einer "langsamen" Bindung. Das weiche, glissando-artige Ineinandergleiten der Töne wird durch die Position der Ventile begünstigt. Die Gestalt der Bindung ist vom Musiker besser steuerbar als mit den bei Doppelhörnern konstruktionsbedingt verwendeten Drehventilen. Bei sehr schnellen Tonverbindungen ("Läufen") ist die Trennung der einzelnen Töne für den Zuhörer allerings weniger gut wahrnehmbar.
3. Das Wiener Horn bietet dem Musiker mehr Möglichkeiten der musikalischen Artikulation. Der stationäre Klangbereich ist grundsätzlich teiltonreicher. Im transienten Bereich zeigt sich bei langsamen Vorgängen (Bindungen) eine bessere "Steuerbarkeit" durch den Musiker, bei schnellen Vorgängen kommt die "Trägheit" des Systems zum Tragen (Rohrlänge!) und muß durch erhöhte Konzentration des Bläsers und einer gesteigerten Energiezufuhr ausgeglichen werden.