Falls Du Dich vor dem Lesen noch mit der Auswahl von Klangröhren-Material befassen möchtest, oder wissen willst, welche Röhren ich genommen habe, dann schau mal [→dort]
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| Abb. So sollen die gestimmten Klangröhren später einmal an einer Aufhängung montiert werden. |
Doch vorher stehen noch zwei Monate "Tuning" an...
Denn die Klangröhren müssen auf eine exakt richtige Länge gebracht werden. Dies geschieht in mindestens zwei Schritten: dem Grobzuschnitt und der eigentlichen Stimmung. Du solltest für die Herstellung der Celesta-Röhren pro Klangstab etwa 15-30 Minuten Zeit kalkulieren. An 53 Klangstäben habe ich jeden Tag nach dem Job eine Stunde gearbeitet und war in drei Wochen inkl. Bohren fertig. Ich denke, dass es ungefähr 40 Stunden gedauert hat. Die Anfertigung der Aufhängung inkl. Tests hat nochmal 15 Stunden gedauert und 15 Stunden für das Befestigen. Also rund 75 Stunden Arbeit. Es kann großen Spaß machen, zu sehen, wie so ein Instrument langsam wächst.
Röhren "zuschneiden" oder "sägen"?
Natürlich kann man Röhren einfach mit einer Handsäge kürzen. Einfacher und fast ohne Sägespäne geht es mit einem Rohrschneider. Im Baumarkt gibt es Modelle zwischen 10 und 100 Euro. Für unsere kleinen Klangröhren kannst Du beruhigt ein einfaches Gerät nehmen. Hochwertiges Werkzeug ist natürlich langlebiger und deshalb auf Dauer billiger und ökologisch nachhaltiger. Mein Rohrschneider hat vom Hersteller gleich Ersatzklingen mitgeliefert bekommen. Die Ersatzklingen brauchte ich bisher noch nicht. 200 Schnitte habe ich mit der ersten Klinge ausgeführt.
Klangröhren grob zuschneiden
Keine Angst, es ist wirklich einfach! Für alle, die noch nie Rohre geschnitten haben: man spannt das Rohr in den Rohrschneider ein und dreht ein paar Mal und schon ist es kürzer. Permanent-Marker eignet sich gut zum Beschriften. Er geht mit Alkohol wieder ab.
Anfangs war mir völlig unklar, wie lang die einzelnen Röhren werden würden. Lee Hite gibt auf seiner ausgezeichneten Chimes-Selbstbau-Internetseite (unbedingt besuchen!) für solche Rohre erwartete Längen an (vgl. Hite 2016). Ich konnte diese Angaben aber komplett ignorieren und musste selbst die richtigen Längen finden. Dazu habe ich einfach ein allererstes Test-Rohr auf ca. 25 cm mit dem Rohrschneider „abgelängt“ und so lange gefeilt, bis ich in die hörbare Nähe von einem vergleichbaren Ton ankam. (Als Referenztöne habe ich die ersten Töne mit einem geliehenen Alt-Sopran Glockenspiel der Firma Sonor verglichen. Eine Stimmgabel tut es natürlich auch.) Das erste Rohr mit einer korrekten Tonhöhe wurde dann die Ausgangsbasis für weitere Überlegungen zur Länge der einzelnen Klangrohre. Mehr dazu später.
Das Ergebnis kontrollieren
Zum Ausprobieren und Stimmen benötigst Du zwei Schlägel. Einen mittelharten 20 mm Filzschlägel für die tiefen und mittleren Töne. Und einen Hartholzschlägel für die obersten Klangröhren. Wenn man die beschriebenen 11,5 mm Röhren mit einem harten 20 mm-Filzschlägel anschlägt, wie er z.B. für Sonor –Alt/Sopran-Glockenspiele verwendet wird, lassen sich sehr leicht Töne zwischen f1 und c3 (realer Klang) produzieren. Nur zum Testen der höheren und höchsten Töne (cis3-a5) habe ich zusätzlich einen Hartholzschlägel, ebenfalls in Kugelform, verwendet. Je weicher der Schlägel, desto deutlicher kannst Du den Grundton hören. Bei zu harten, zu kleinen oder zu weichen Schlägeln bekommst Du keinen brauchbaren Ton. Die empfundene Lautstärke korreliert übrigens bei den verwendeten Röhren gut mit der Anschlagstärke. Als mir im weiteren Verlauf der Bauarbeit die Mechanik eines alten Klaviers zur Verfügung stand, habe ich zum Testen/Feilen/Testen der Röhren einen Filzhammer (tiefes C0) aus der Mechanik herausgeschraubt und damit gearbeitet.
Der korrekte Aufhängungsbereich: schon beim Zuschnitt wichtig
Schon während der Arbeit an den Klangstäben musst Du Deine Röhren irgendwie festhalten.
Hier haben sich besonders dünne Kabelbinder (2,5 mm Breite) als prima Haltegriff herausgestellt.
Man sollte die Klangröhren immer am korrekten Aufhängepunkt („Support“) mit dem Kabelbinder fassen, sonst dämpft man den Grundton versehentlich. Statt Kabelbinder geht auch ein Band, oder ein Haushaltsgummi. Kabelbinder haben allerdings den Vorteil, dass man sie leichter handhaben kann. Der richtige Ort zum (provisorischen) Anbringen der Kabelbinder liegt an den Stellen, an denen nach dem Anschlagen die quasi „schalltoten Bereiche“ des Grundtons liegen, also den so genannten Schwingungsknoten. Die Enden und die Mitte eines Klangstabes sind der Bereiche, an denen die Schwingungsbäuche liegen. Die äußersten Enden und die Mitte von Klangstäben sind die Bereiche, die man zum Abhören und Stimmen anschlagen sollte. Bei Röhren liegen die Schwingungsknoten bei 22,46% der Rohrlänge. Also einfach mit dem Lineal abmessen, mit Folienschreiber (Permanentmarker) markieren und dort den Kabelbinder hinschieben. Der Taschenrechner hilft
Knotenpunkt = 0,2246 x Länge in cm
Die ungefähre, benötigte Länge einer Klangröhre abschätzen
Sobald Du irgendeine beliebige Klangröhre durch Ausprobieren mit dem Rohrschneider auf eine ungefähr korrekte Tonhöhe abgelängt hast, kannst Du die Länge der folgenden nächsthöheren bzw. nächsttieferen Röhre einfach ausrechnen. Es ist eigentlich egal, mit welchem Ton Du angefangen hast. Die Tonfolgen über die Tonleiter ergeben eine geometrische Folge.
Rohrlänge des nächst tieferen Halbtons = Rohrlänge des aktuellen Tones x 1,0293
Beispiel: „Wenn Dein Ton F eine Länge von 30,5 cm hat, dann wird Dein Ton E ungefähr 31,4 cm haben.“
Rohrlänge des nächst höheren Halbtons = Rohrlänge des aktuellen Tones geteilt durch 1,0293
Beispiel: „Wenn Dein Ton E eine Länge von 31,4 cm hat. Dann wird Dein Ton F ungefähr 30,5 cm lang sein.“
:-)
:-)
Obwohl ein Taschenrechner ausreicht, habe für die meisten Stäbe ein Computerprogramm von Lee Hite verwendet (http://leehite.org/Chimes.htm#DIY_Calculators), das er kostenlos auf seiner Tubular Bells-Website zum kostenlosen Download anbietet. Wenn man die Länge und die Frequenz eines Stabes gemessen habt, kann man dann ganz leicht die erforderliche Rohrlänge abschätzen und grob auf einen halben plus 3-4 Millimeter mit dem Rohrschneider schneiden. Man spart sich nur das Tippen im Taschenrechner. Nebenbei gibt das Programm auch gleich die Positionen des Aufhängepunktes an Schwingungsknoten (Node) in Millimeter aus. Also wieder etwas Tipperei im Taschenrechner gespart. Danke Lee!
Zugeschnittene Röhren auf die exakte Tonhöhe stimmen
Mit dem Rohrschneider tastet man sich grob an die Länge heran. Das Feinstimmen geht mit einer Feile. Dabei wird gleichmäßig und im rechten Winkel so lange gefeilt, bis die Tonhöhe exakt stimmt. Ich habe eine einfache Flachfeile mit 24er Riffelung verwendet. Eventuell noch eine Metallbürste mit Eisen- oder Messingborsten zum Entgraten, damit keine scharfen Kanten bleiben. Es ist wichtig, zu Anfang immer ein wenig unter dem Zielton zu bleiben, denn ein zu kurz gefeiltes Rohr kann man nicht wieder verlängern.
Eine Warnung, bevor es ans Feilen geht!
Die verarbeitete Alu-Legierung ist wahrscheinlich AlCu4PbMn. Das darin enthaltene Blei und Mangan ist toxisch. Beim Verarbeiten (Feilen) empfehle ich dringend, eine Staubschutzmaske zu tragen. Einfache Modelle, die im Baumarkt für Lackierarbeiten angeboten werden, sollten völlig ausreichen. Beim Feilen von Röhren würde ich nicht gleichzeitig Essen J. Wirklich: Blei und Mangan sind toxisch! Während meines Bauprojekts habe ich (im Zeitraum von 4 Wochen) ungefähr 50 cm Rohrmasse in Staub verwandelt! Am besten feilst Du an der frischen Luft.
Ein Tipp: Klangröhren nicht in einem Durchgang auf die Zielton-Frequenz feilen!
Durch das Feilen wird das Rohr wärmer und verlängert sich etwas. Der Ton ist hierdurch geringfügig tiefer. Wenn man den endgültigen Zielton zu schnell in einem Durchgang erreicht, feilt man leicht zu viel ab. Denn nach dem Abkühlen wäre das Rohr minimal zu kurz und damit zu hoch. Wer es ganz genau haben möchte, sollte die Rohre vor dem Stimmen, und auch zwischenzeitlich – also in den Pausen währende der Feilarbeiten – in ein Wasserbad (z.B. 26° C) legen. Hier lässt sich sicher stellen, dass alle die Röhren bei gleicher Temperatur gestimmt werden. Beim Stimmen habe ich verschiedene Methoden ausprobiert. Der Einfachheit halber, habe ich mich bei den ersten Tönen an einem fertigen Glockenspiel der Firma Sonor® orientiert. Referenztöne aus dem PC, oder von einem Instrument mit exakter Frequenz sind auch ok.
Braucht man ein Frequenzmessgerät?
Nicht unbedingt. Aber es hilft beim Erlernen des Stimmens. Zusätzlich zu meinen Ohren, habe ich ein Software-Frequenzmessgerät (FMIT, Free Music Instrument Tuner Version 1.1.8 von Giles Degottex) benutzt. Das Programm ist ziemlich selbst erklärend. Es misst die Grund- und Obertöne komplexer Klänge und gibt exakt an, wie weit man vom Zielton entfernt ist. Man kann dann mit diesem Programm auch Töne im Bereich von > 5000 Hz sehr genau stimmen. Den Unterschied von 0,1% hätte ich in dieser Höhenlage sicher nicht gehört. Die hohen Töne klingen ja auch nur sehr kurz und perkussiv, so dass Vergleiche mit der darunter liegenden Oktave ziemlich schwierig sind.
Wie viel Material muss man wegfeilen? Und wo?
- Wenn Du an den Rändern/Schnittkanten feilst, erhöht sich die Tonhöhe.
- Abnahme von Material in der Mitte senkt den Grundton.
- Das Abtragen von Material an anderen Stellen z.B. bei 25% der Länge senkt die Frequenz von Obertönen. Obertöne kann man nie höher, sondern immer nur tiefer stimmen. Bei Flachstäben kann man Grundton, 1. Oberton und Terz stimmen. Bei den vorgeschlagenen ALFER-Klangröhren ist dies nicht notwendig.
Wenn Du mit einem Rohrschneider exakt gerade geschnitten hast, solltest Du eine Höherstimmung auf die exakte Zieltonhöhe mittels Feile nur an einer Seite der Klangröhre durchführen. Der Grund besteht darin, dass Rohrenden, die die nicht genau im 90°-Winkel gefeilt werden, leicht zu Schwingungen in eng beieinander liegenden Frequenzen führen. Denn: bei nicht-rechtwinklige Rohrenden schwingen die mehrere Teile Röhre gleichzeitig. Wenn die Tondifferenzenzen zwischen 0,5 und 5 Hz betragen, entspricht dies musikalisch einer "Schwebung". Ähnlich einem Vibraphone.
Das kann angenehm klingen, kann aber auch fürchterlich vibrieren. Bemühe Dich deshalb um möglichst gerade Kanten und experimentiere mit leichtem Schrägfeilen, wenn Du Vibrationen magst.
Als ich zum ersten Mal einen tiefen Ton gestimmt habe, war ich sehr verwundert, wie viel bei tiefen Tönen zu kürzen ist, um eine merkliche Tonhöhenänderung zu erreichen! Ich musste 1 mm abfeilen für 4-5 Hz. Bei den hohen Tönen ändert sich die Frequenz schon nach kurzem Feilen um 10, 50 oder 100 Hz. Zum Teil musste ich bei den höchsten Tönen nur wenige Male mit der Feile über beide Ende streichen. Bei vielen Klangstäben war die Stimmung nach den ersten zwei Vorstimmung-Sitzungen schon ausreichend (für meine Ohren), so dass ich dann nichts nachbearbeitet habe. Wenigstens nicht bis zur Montage der Röhren und der finalen Endstimmung.
Du solltest von Zeit zu Zeit, nach ein paar Feilbewegungen, den gerade bearbeiteten Klangstab mit dem harten Filzschlägel stark (!) anschlagen und das Ergebnis kontrollieren. Also mit Deinen Referenztönen vergleichen oder/und mit FMIT die Tonhöhen messen. Man feilt man solange, bis nur noch ein minimales Schweben wahrnehmbar ist und das Frequenzmessgerät eine Differenz von wenigen Schwingungen/Sekunde zeigt. Die FMIT-Software hat eingebaute „Frequenztabellen“ für die gleichstufige Stimmung.
Wenn Du immer zuerst den Vergleichston anhörst und danach Deinen selbst gefeilten Klangstab, wirst Du nach wenigen Röhren ziemlich genau spüren, wie nahe Du am Ziel bist. Für die sehr hohen Töne habe ich, wie schon geschrieben, zur Kontrolle der Feilergebnisse einen harten Holzschlägel verwendet. Nochmals: es ist wirklich ratsam und vernünftig, sich langsam höher zu arbeiten. Je näher Du dem Ziel kommst, desto behutsamer musst Du feilen und kontrollieren, ob Du wirklich noch nicht zu hoch gestimmt hast. Man stimmt definitiv nicht in einem Rutsch bis 442, 884 etc. Hz. Ich habe immer bereits bei ca. 440, 880, 1720 Hz aufgehört zu feilen und habe dann erst mal einen anderen Ton bis nahe an die Zielfrequenz gebracht. Es geht ja auch nicht schneller, wenn man Röhren versehentlich schrottet.
Die letzten paar Späne solltest Du lieber erst abfeilen, wenn Du die Löcher zum Aufhängen der Röhren gebohrt hast. Wenn Du mit einem Stimmgerät/Frequenzmessgerät arbeitest, solltest Du bei Tönen der oberen Oktaven (!) ruhig 5-10 Hz unter der Zielfrequenz bleiben. Man muss nach dem Bohren sowieso noch mal nachstimmen, weil durch das Bohren die Töne wieder geringfügig tiefer werden. Apropos „tiefer“. Man kann Röhren auch tiefer stimmen, indem man in der Mitte etwas vom Durchmesser wegfeilt. Durch Feilen in der Nähe von Schwingungsbäuchen der Obertöne kann man auch die Obertöne separat stimmen. Mir ist das nicht wirklich gut gelungen. Ich hatte ein paar Röhren dabei, die fürchterlich vibriert haben. Das kommt durch ungleichmäßige Wanddicke zustande. Ihr könnt bei solchen, vom Hersteller „versauten“ Rohren versuchen, mit der Feile oder Bürste ganz zart in der Mitte ein paar Späne abzufeilen. Besser ist es, nur mit gutem Ausgangsmaterial zu arbeiten. Also Augen auf beim Einkaufen! Das Rohr sollte im Querschnitt wirklich ganz rund und völlig gleichmäßig sein.
Tonhöhen-Reihen: Aufbau einer Stimmung
Ich habe in diesem Blog einen separaten Beitrag zur gleichstufigen Stimmung geschrieben, Dort findest Du Hinweise zur Therorie und zum Vorgehen, bei Stimmung nach Gehör. Wahrscheinlich wirst Du aber ein Stimmgerät bzw. Frequenzmessgerät verwenden. Bei Verwendung des FMIT-Stimmsoftware kannst Du Dich, für unsere Zwecke absolut ausreichend, auf die Anzeige der Software verlassen und die Töne einfach mit der Feile ablängen. Wenn Du ein anderes Frequenzmessgerät benutzt, musst Du einfach nur eine Bezugstonhöhe festlegen, z.B. 884 Hz für das mittlere A und kannst dann die restlichen Töne sehr einfach selbst ermittelt. Es gibt auch jede Menge Frequenztabellen im Netz. Letztlich kannst Du die korrekten Frequenzen für jeden Halbton aber auch ganz leicht ausrechnen.
Und das geht so:
Frequenz des folgenden Halbtones = Frequenz des gerade gestimmten Tons x 1,05956
Beispiel: wenn Dein a2 bei genau 880 Hz liegt, dann liegt Dein B (Bflat) bei 932,4 Hz
(880 Hz x 1,05956 )
(Vgl. Ziegenhals 2010)
Meine Strategie war, möglichst immer die Klangröhren mit gleichem Tonnamen zu stimmen, so dass ich jeweils schon die Oktaven ausprobieren konnte. Zuerst das a2 mit 884 Hz. Dann das a1 mit 442 Hz und schließlich die höchsten drei A’s (1768, 3536 und 7072 Hz etc.).
Bohren der Klangröhren
Wenn man Klangröhren vertikal montiert, muss man sie leider befestigen. Ich die ganze Zeit, während ich die Grundstimmung der Röhren vorgenommen habe, über Befestigungsmethoden nachgedacht. Am Ende kam ich zum Ergebnis, dass leider Bohrungen notwendig sind. Ich habe vorher niemals in meinem Leben etwas Feines gebohrt. Elektrobohrmaschinen halte ich für lebensgefährlich; ja! Ich bin ein Angsthase. Es geht aber auch anders, viel einfacher und genauer.
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| Abb. Alles, was Du zum Bohren der Klangröhren brauchst: Die Venusberg-Handbohrmaschine, ein Schraubstock mit der Fahrradeschlauch-geschützten Klangröhre, Lineal, Permanentmarker und eine Drahtbürste zum Entgraten, damit die Bohrlöcher glatt werden und sich niemand daran verletzt. Nur der Taschenrechner fehlt auf dem Bild. |
Für 7 € habe ich mir vom Flohmarkt eine mechanische Handbohrmaschine mitgenommen. Es gibt sie bei Ebay.de in großer Menge unter der DDR-Typenbezeichnung „Venusberg“, oft für 1-15 Euro. Das von mir erworbene Exemplar war zwar äußerlich etwas angeschmuddelt und auch der Lack war ab, aber die Venusberg-Maschine bohrte gut! Im Baumarkt kaufte ich ein 1, 1.5, 2 und 2.5 mm Me-tallbohrer und vom Flohmarkt einen kleinen Schraubstock für 12 €. Ein Fahrradladen schenkte mir einen alten Fahrradschlauch als „Schutzbacken“, damit die Röhren beim Einspannen in den Schraubstock nicht zerkratzen.
Die Bohrlöcher werden auf am unteren und oberen Pol jeder Klangröhre bei möglichst genau 22,46% der (gestimmten) Rohrlänge eingezeichnet. Das Bohren geht auch ohne Bohrständer sehr unproblematisch. Ich habe mich letztlich für 2 mm Bohrlöcher entschieden, weil sie dann für alle Aufhängemethoden groß genug sind. Die Tonhöhe der kleinen Röhren wird durch das Bohren mini-mal tiefer. Man sollte jeden Klangstab überprüfen und gegebenenfalls behutsam etwas nachstimmen. Die größeren, tiefen Klangröhren waren nach dem Bohren praktisch ohne Tonhöhenveränderung
Insgesamt war ich dem Bohren gegenüber eher skeptisch eingestellt. Die Bohrung im „schalltoten“ Knoten den Grundtons bei 22,46% der Rohrlänge beeinflusst zwar die Qualität des Grundtons nicht, aber ich war besorgt, dass ich in die Schwingungsbäuche von höheren Obertönen hineinbohre und den schönen Klangcharakter zerstöre. Das ist glücklicherweise nicht passiert. Obwohl ich zugeben muss, dass mir bei einigen Röhren (der höheren Oktaven) nach dem Bohren unangenehme Obertöne aufgefallen sind. Ich habe diese Klangröhren nochmal neu angefertigt.
Bei mehreren Klangröhren habe ich mich um einen Millimeter „verbohrt“. Das hat dem Klang ebenfalls nicht geschadet. Der Schwingungsknoten ist eben kein Punkt, sondern ein Bereich von mehreren Millimetern Länge. Man kann also auf etwas Toleranz hoffen. Trotzdem sollte man die 22,46% möglichst auf einen Millimeter genau abmessen und das Bohrloch mit Permanentmarker aufmalen. Die Bohrrillen des Herstellers haben beim Bohren sehr geholfen, so dass die oberen und unteren Löcher exakt in der gleichen Richtung verlaufen. Danke, liebe Firma Alfer!
Weiterlesen? Erstmal eine Blick auf die Montage der Klangröhren werfen?
Oder auf der Homepage eine anderen, spannenden Celesta-Beitrag lesen?
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