"Die Besonderheiten der Klangerzeugung auf dem Klavier"

scherzando

Aber die Quantenmechanik und modernste Gravitationstheorie können wir, wenn es um Klaviere geht, getrost in CERN lassen. ;)

Nur soviel zu mir, zum Thema "nicht überkomplizieren" und "zuviel Theorie".

folglich wird auch niemand einen Flügel unters Rasterelektronenmikroskop stopfen :)

überkomplizieren wird meinen Horizont sicher übersteigen, will sagen, dass ich dem Beschreibungsweg dann wohl nicht ganz werde folgen können, sondern auf das Ergebnis vertrauen werde - etwa so, wie ich darauf vertraue, dass eine neue Energiespar-hightech-Lichtquelle Energie spart, hell macht, zur Klimaregulierung und Verbesserung der Welt beiträgt und nicht gleich kaputt geht... :)

aber eines scheint sich ja abgezeichnet zu haben: die Aussage "allein die Tastengeschwindigkeit" greift etwas zu kurz - nichts anderes, wenn auch vielleicht in ungeschickterer Wortwahl, steht im Zitat in #1.

Gruß, Rolf
 
Genügt diese winzige Zeitspanne tatsächlich, die inneren Kräfte im Hammer auf 0 zu korrigieren, ehe er anschlägt? Ich meine vor allem die Verbiegung der Filzstruktur, welche durch die Beschleunigung gegeben sein muss.

Ob die Verbiegung der Filzstruktur in dem kurzen Moment der Beschleunigung überhaupt stattfindet, sollte man zuerst fragen. Daß verhältnismäßig große Kräfte beim Anschlag wirken, die tatsächlich das Holz verformen können, kann ich aus eigener Anschauung bestätigen: Ein Kind mit Wutanfall ist in der Lage, so auf die Tasten zu schlagen, daß Hammerstiele abbrechen (das Klavier war uralt und möglicherweise ausgetrocknet, aber immerhin!). Da nun selbst Hartholz elastisch ist, wird ein Teil der Krafteinwirkung durch Verformung gespeichert (beim normalen Spiel). Allerdings kommt es auch hier auf die Größenordnung an. Hat denn keiner eine Hochgeschwindigkeitskamera zu hause???

PS: Hier mal die Seitenansicht einer Flügelmechanik: http://www.pianova.com/Files/Inhaltsbilder/mechanikbild6.jpg

PPS: Für relativistische Effekte müßten Teile der Mechanik enorme Geschwindigkeiten erreichen, möglicherweise um 1% der Lichtgeschwindigkeit. Ich fürchte, das Instrument würde sich dabei entzünden. Und Quantenmechanik wird erst bei einer Größenordnung wichtig, für die selbst ein Kleinklavier viel zu groß ist :D
 
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Scherz beseite, ich bin überzeugt, die Physik und Dynamik eines Klaviers lässt sich zu 100% mit klassischer (Newton'scher) Mechanik und Materialkunde erklären: Hebel, Massen, Kräfte, Impulse, Reibung, Beschleunigung, elastischer und unelastischer Aufprall, elastischer ggf. auch harmonischer Oszillator, usw. usf. OK, bleiben wir bescheiden: sagen wir, zu 99%.

Na ja, wenn man dann feststellt, dass es nichtlineare Verkopplungen gibt, dann landet man aber schnell bei Gleichungen mit chaotischen Lösungen, die aussagen könnten, dass der Klang des Klaviers auch durch Huster aus dem Publikum beeinflusst wird.
Es gibt wesentlich simplere Newtonsche Probleme die unlösbar sind, z.B. das Dreikörperproblem und hier gibts wesentlich mehr (schwingende) Körper mit Wechselwirkungen.

Trotzdem muss man aber festhalten, dass ein Klavier keine konstruktiven Eigenschaften hat, die dazu vorgesehen sind, den Klang durch den Tastendruck zu verändern. Und extreme Beeinflussung wie bei einer Gitarre oder wie in diesem Altertümlichen Klavier, das eine Klaviatur mit polyphonem Aftertouch hat:
http://www.youtube.com/watch?v=z7IY3CybMiE
;-)
ist bei einem modernen Klavier unmöglich.
Es ist konstruktiv nicht vorgesehen.
Vielleicht macht die Digitaltechnik das ja irgendwann möglich ;-)

Peter
 
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Interessant wäre mal herauszufinden, wieviel Zeit vergeht zwischen dem Auslösen und dem Anschlag des freigegebenen Hammers.
ich helfe ja gerne, auch wenn es so scheint, als ob Leute, die dafür (hoffentlich) auch noch bezahlt werden, sich intensiver und genauer damit beschäftigen (können). Sei's drum:

"Der freie Flug des Hammers nach Auslösen der Stoßzunge ist freilich bei einem piano-Anschlag relativ lang (2 ms), während bei einem forte-Anschlag diese Zeit gegen null geht (bzw. sogar etwas, wenn auch mit geringem Druck, überlappt, ASKENFELT 1990, 58."

Aus der Diplomarbeit, S. 32, vom Werner Goebl: http://www.ofai.at/~werner.goebl/papers/diplomarbeit_I.pdf

Übrigens ist der wohl immer noch an der Wiener Uni und hat sich weiter mit dem Themenfeld beschäftigt, allerdings nur in Englisch veröffentlicht. Auf manche Artikel wird in folgender Liste als PDF verwiesen:
http://www.ofai.at/~werner.goebl/allpubl.html

Liegrü
Stuemperle
 
Interessant wäre mal herauszufinden, wieviel Zeit vergeht zwischen dem Auslösen und dem Anschlag des freigegebenen Hammers. Hat der Hammer in dieser kurzen Zeit - ich gehe mal von irgendwas im Nanosekundenbereich aus... :cool: Genügt diese winzige Zeitspanne tatsächlich, die inneren Kräfte im Hammer auf 0 zu korrigieren, ehe er anschlägt? Ich meine vor allem die Verbiegung der Filzstruktur, welche durch die Beschleunigung gegeben sein muss.
Darüber haben wir beide ja gestern im Chat schon ein wenig diskutiert. Meiner Meinung nach reicht die Zeit zwischen Auslösung des Hammers und dessen Anschlag auf die Saite aus, um die inneren Kräfte auf 0 zu korrigieren.

Ich betrachte dies ohne größere Rechnung ganz pragmatisch: Die Verformung des klanggestaltenden Hammerkopfes durch Beschleunigung erfolgt allein durch Trägheit und den Luftwiderstand gegen den Hammer. Und diese beiden Faktoren führen lediglich zu einer minimalsten Verformung des Hammers während dessen Beschleunigungsphase (welche aber unbestritten stattfindet, nur zweifle ich an deren Bedeutung für den Klang...).
Dadurch, dass diese Verformung durch Trägheit aber nur absolut minimalst ist (die Masse des Hammers ist ja nicht allzu groß), glaube ich auch, dass die Zeit zwischen Auslösung (entspricht dem Ende der Hammerbeschleunigung) und Auftreffen auf der Saite ausreicht, um die aufgebauten inneren Kräfte im Hammer auf 0 zu entspannen und somit diesen Effekt als nicht relevant für den Klang abzustempeln. (Nanosekunden halte ich für übertrieben, über Mikrosekunden ließe sich streiten. Rein theoretisch ließe sich der Wert für verschiedene Lautstärken jeweils bestimmt überschlagen...) Mit Messwerten/Beweisen kann ich da leider nicht aufwarten, nur mit persönlicher Meinung.

Weiterhin ist Klimperers Frage aus Beitrag Nr. #119 irgendwie immer noch unbeantwortet...
 
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Na ja, wenn man dann feststellt, dass es nichtlineare Verkopplungen gibt, dann landet man aber schnell bei Gleichungen mit chaotischen Lösungen, die aussagen könnten, dass der Klang des Klaviers auch durch Huster aus dem Publikum beeinflusst wird.

Das wird er ja auch - selbst gänzlich ohne Chaostheorie - zumindest wenn man "Klang" so definiert, dass er erst beim Zuhören entsteht. ;-)

*Klimperer schielt zwinkernd auf Beitrag #104 hinüber*
 
@ Ich bin mir sicher, dass ich bei kurzem Hammerweg einen spitzeren Ton erzeugen kann bei gleicher Lautstärke als durch einen längeren Hammerweg. Je kürzer, desto spitzer. Bitte fangt aber nicht an Eure Klaviere umzuregulieren... so Klaviermacher in #137

Je kürzer der Hammerweg, um so höher die Beschleunigung, die notwendig ist, um eine bestimmte Endgeschwindigkeit und damit Lautstärke zu erreichen; damit werden auch
die Hammerkopf- und Stiel deformierenden Kräfte entsprechend größer
und um so kürzer ist die Zeit für den Abbau der dadurch entstehenden Spannungen.

Also: Hohe Spannungen (in Hammerstiel und/oder Hammerkopf) sind Ursache für den spitzen Ton!?

LG

Pennacken
 
Man kann sich -zig physikalische Ursachen für subtile Klangveränderungen ausdenken. Am wahrscheinlichsten erscheint mir noch die Theorie, dass bei schiefem Anschlag der Hammer verschoben wird und dadurch eine weichere Stelle benutzt wird.

Andererseits ist so etwas meines Wissens im Klavier aber nicht konstruktiv beabsichtigt, und daher wohl auch nicht exakt reproduzierbar. Wenn es solche Effekte gibt, dann müssten die eigentlich unsystematisch streuen.

Ich halte es dennoch für möglich, dass ein trainierter und sensitiver Spieler solche subtilen Effekte wahrnehmen und bewusst steuern kann.

Aber ist das für den Zuhörer von Bedeutung? Kann man das an jedem Piano reproduzieren? Ist es für eine allgemeine Klavierausbildung von Bedeutung? Wären konstruktive Verbesserungen an den Klavieren wünschenswert, um diese Spielweise noch besser zu unterstützen?

Die wirklich interessante Frage ist doch, ob ein passiver Zuhörer, der den Pianisten nicht visuell beobachten kann, die Unterschiede im Anschlag reproduzierbar wahrnimmt. Wenn man eine wissenschaftlich exakte Antwort will, dann müsste man zunächst diese Frage mit Doppelblindversuchen in grosser Anzahl und mit Statistik untersuchen.
Das bringt mehr als ein physikalischer Ansatz.
Wenn man statistisch keine Signifikanz für solche Effekte feststellen kann, dann kann man sich alle physikalischen Überlegungen sparen. Denn selbst wenn in Einzelfällen solche Effekte nachweislich vorhanden sind, sind sie bedeutungslos, solange man sie nicht vorhersagbar steuern kann und solange sie beim Zuhörer nicht wahrnehmbar sind.

Andererseits geht es hier ja um Kunst, ein wissenschaftlicher Beweis ist daher nicht notwendig und Glaube kann bekanntlich Berge versetzen und Wunder bewirken.... Das aber ist widerum in der Wissenschaft nicht erlaubt. In der Wissenschaft geht es nur um Dinge, die vorhersagbar und reproduzierbar sind, bzw. es geht um das möglichst exakte und nachweisbar korrektes Vorhersagen oder Voherbestimmen der Ereignisse.

Wenn man aber garnicht genau wissen will, wie und ob das funktioniert, dann sollte man auch nicht behaupten, es sei Wissenschaft..... Man muss sich halt entscheiden, ob man Kunst oder Wissenschaft betreiben will, oder beides zusammen. (Ja, ich persönlich glaube, dass Wissenschaft und Kunst vereinbar sind siehe z.B. MC Escher) Vielleicht ist es (Selbst)hypnose. Man darf halt nicht Dinge miteinander vermengen, die nicht zusammenpassen....

Wunder mag es geben, es ist müssig darüber zu fabulieren, denn sie sind nicht reproduzierbar, vorhersagbar und nachweisbar, sonst wären es keine Wunder. Deshalb können sie keine Grundlage für das Denken und Handeln sein.

Was mich an dem eingangs erwähnten Buch stört, ist dass man hier subjektive Erfahrung vemengt mit ein paar physikalischen Zusammenhängen als Wissenschaft verkaufen will. Dass man etwas gleichzeitig als Mysterium und als Wissenschaft verkaufen will... Es ist eine nie versiegende Einkommensquelle, wenn man dafür Geld bekommt ;-)
Das ist aber keine Wissenschaft, dazu wäre eine systematisch und /wiederholbare/ Untersuchung der Effekte notwendig.

Peter
 
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Hallo Peter,

daß ist natürlich richtig, für etwas, was es nicht gibt oder zumindest nicht wahrnehmbar ist, braucht man keine physikalische Erklärung zu suchen. Ich war allerdings davon ausgegangen, daß unterschiedliche Klangfarben gleicher Lautstärke durch unterschiedlichen Anschlag erzegt werden können. Wenn es denn so ist, dann bliebt als mögliche Ursache nur, daß der Hammer, bevor(!!) er frei fliegt, in verschiedene (Spannungs-)Zustände versetzt werden kann. Danach kann der Ton nicht mehr vom Spieler beeinflußt werden. (Es sei denn, der Pianist drückt noch lange mit dem Finger auf die Taste, blickt verzückt gegen die Decke, schließt die Augen ... das wäre die mehr esoterische Erklärung für einen besomders schön ausklingenden Ton)

LG

Pennacken
 
Bis zum schlüssigen Beweis, ob die Klangfarbe eines Tones durch den Anschlag kontrolliert (also nicht zufällig) erzeugt werden kann, wird die Diskussion nicht enden. Und ich glaube, daß eine klare Antwort für routinierte Konzertpianisten zwar nicht lebensnotwendig, für Klavierschüler aber eine große Hilfe wäre.

Wenn der Hammer gleichförmig beschleunigt wird, was dauert dann länger, die Beschleunigung oder das freie Schwingen bis er auf die Saite trifft? Im ersten Fall kann ist es wahrscheinlich, daß sich Materialspannungen durch die Beschleunigung nicht auflösen, im zweiten Falle gilt das Gegenteil.

Noch eine Frage: Trifft der Hammer auf einen Schwingungsknoten oder auf den Bauch der Schwingung?

Letzte Frage: Wenn ein Hammer etwas verdreht anschlägt, kommt dann verläßlich der "harte Ton"? Vielleicht könnte das mal jemand ausprobieren. Ein weicher Anschlag müßte ja vergebens sein, wenn der Hammer verdreht eingebaut ist, das wäre der Beweis. Ich befürchte, daß das höchstens einen Teil der Antwort bringt aber immerhin gibt es dann einen Grund weniger zur Spekulation.
 
Hi,

wieder viele neue tolle Posts (dieser Thread endet nie ;-) ), deswegen von mir mal wieder eine persönliche Zusammenfassung:

Wie ich schon mehrmals gesagt habe, man sollte sich auf alle Fälle auf einen einzelnen Ton beschränken. Bei mehreren Tönen in homophoner oder polyphoner Umgebung, spielen die musikalischen Parameter eine viel grössere Rolle in der psychoakustischen Wahrnehmung des Zuhörers als der einzelne isoliert betrachtete Ton. (siehe Vergleich mit Farbensehen)

Durch die freie (entkoppelte) nur noch durch die Mechanik/Aufhängung bestimmte Bewegung des Hammers bis zum Auftreffen auf der Saite, kann der Klang nur durch den Zustand des Hammers am Beginn seiner freien Bewegung bestimmt sein.

Der Eigenschaften des Zustands des Hammers sind:

  1. seine Start Geschwindigkeit
  2. sein innerer Zustand
  3. (die Variation einer seitliche Verschiebung. Dieser Punkt ist glaube ich aufgegeben worden, da kein Spiel Mechanismus gefunden werden konnte der das reproduzierbar hervorruft)

Der innere Zustand wird durch den mehr oder minder plötzlichen Stoss der Stosszunge verursacht und kann folgendes sein:

  1. innere Vibration/Schwingungszustand des Hammers
  2. eine statische Verformung/Verspannung des Hammers

Der Stoss kann je nach Spielweise sanft oder sehr plötzlich sein und wird dadurch je nachdem den inneren Zustand verstärken.

Gruß
 

Bis zum schlüssigen Beweis, ob die Klangfarbe eines Tones durch den Anschlag kontrolliert (also nicht zufällig) erzeugt werden kann, wird die Diskussion nicht enden.

Daß die Klangfarbe durch den Pianisten beeinflußt werden kann, steht außer Frage: die Klangfarbe ändert sich mit der Lautstärke.

Eine Klangfarbenänderung ohne Lautstärkeänderung wäre eine Sensation - und ich warte auf eine Aufnahme der Leute, die sowas propagieren!

Weitere theoretische Diskussionen bringen nichts, solange es keinen praktischen(!) Beweis für die Klangbeeinflussung ohne Lautstärkeänderung gibt.

Klaviermacher hat doch ein gutes Aufnahmeequipment, es müßte für ihn doch ein leichtes sein, den Beweis zu liefern.
 
Klaviermacher hat doch ein gutes Aufnahmeequipment, es müßte für ihn doch ein leichtes sein, den Beweis zu liefern.

Schön, daß du mir mal zustimmst, denn Meinungen bezüglich dieses Themas helfen hier wirklich nicht mehr weiter :)

Allerdings würde ein negatives Ergebnis lediglich beweisen, daß ein harter Ton nicht durch die Verdrehung des Hammers entsteht.
 
Wenn der Hammer gleichförmig beschleunigt wird, was dauert dann länger, die Beschleunigung oder das freie Schwingen bis er auf die Saite trifft?

Oh, das ist eindeutig. Die Beschleunigungsphase dauert ein vielfaches länger. Denn:
1) Der gesamte Weg ist ca. 50 mm, und erst auf den letzten 3 bis 5 mm wird der Hammer freigegeben, und
2) Der Hammer bewegt sich im Augenblick des Auslösens, also am Ende der Beschleunigungsphase, mit der maximalen Geschwindigkeit.

Beide Faktoren spielen dem Gesamtergebnis in die Hände: auf 45 mm wird der Hammer von 0 bis auf V-max beschleunigt, und die letzten 3 mm legt er mit V-max zurück. Der "freie Fall" der letzten 3 mm dauert also nur einen kleinen Bruchteil der Beschleunigungsphase.

Insofern kann es durchaus sein, dass eventuelle Verspannungen, FALLS sie vorhanden sind (was ich aber persönlich anzweifle), keine Zeit zum Ausgleich haben.

Noch eine Frage: Trifft der Hammer auf einen Schwingungsknoten oder auf den Bauch der Schwingung?

Jein, bzw. weder noch. Das hängt davon ab, welchen Oberton man betrachtet. Der Anschlagepunkt (wie auch immer das auf Fachdeutsch heißt, weiß ich nicht) liegt, so entnahm ich das mal dem englischen Forum, ca. auf 1/8 der schwingenden Saitenlänge (ich hoffe, ich erinnere mich richtig).

Was also den Grundton betrifft, ist das natürlich recht nahe am (End-)Knoten. Aber es ist z.B. ziemlich genau im Bauch des zweiten Obertons (zwei Oktaven über'm Grundton). [EDIT: sorry, dritter Oberton, auf Engl. sog. "Partial 4", also der vierte schwingende Modus der Saite.]

Wohin zielt diese Frage? Etwa, dass ein stark beschleunigter Hammerkopf ein wenig nach hinten "nickt" und die Saite ein wenig näher am Endknoten anschlägt?

Ciao,
Mark
 
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Wohin zielt diese Frage? Etwa, dass ein stark beschleunigter Hammerkopf ein wenig nach hinten "nickt" und die Saite ein wenig näher am Endknoten anschlägt?
Einfach erstmal Fakten sammeln und dann schauen, ob sich daraus eine Idee ergibt. Wer Gitarre spielt, weiß ja, daß die Position, wo man eine Saite anschlägt, den Klang intensiv beeinflußt. Allerdings interessiert man sich nicht dafür, ob man nun auf einem Knoten oder einem Bauch trifft, denn man kann ja einfach nach Gehör justieren.

Ein negatives Ergebnis würde garnichts beweisen, außer daß es für die Beeinflußbarkeit der Klangfarbe (noch) keinen Beweis gibt.

Eben. Selbst, wenn die Behauptung, man könne bei gleicher Lautstärke zwei unterschiedliche Klangfarben nur durch unterschiedlichen Anschlag kontrolliert erzeugen, völliger Blödsinn sein sollte, ist es doch ziemlich schwer, das zu widerlegen. Eigentlich müßte man erstmal einen Haufen von einzelnen Tönen aufnehmen, von denen man einige als hart und andere als weich empfinden kann und die vielen Musikern vorspielen und begutachten lassen. Und nur, wenn tatsächlich eine große Übereinstimmung darüber herrscht, welcher Ton hart und welcher weich ist, kann man überhaupt zu einem Ergebnis kommen, vorausgesetzt, daß die Töne vergleichbare Besonderheiten in der Frequenzanalyse haben.
 
@ Eben. ... Eigentlich müßte man erstmal einen Haufen von einzelnen Tönen aufnehmen, von denen man einige als hart und andere als weich empfinden kann und die vielen Musikern vorspielen und begutachten lassen. Und nur, wenn tatsächlich eine große Übereinstimmung darüber herrscht, welcher Ton hart und welcher weich ist, kann man überhaupt zu einem Ergebnis kommen, vorausgesetzt, daß die Töne vergleichbare Besonderheiten in der Frequenzanalyse haben.

Dazu sollte man aber die Töne nicht von einem Pianisten erzeugen lassen, sondern wegen der Kontrollierbarkeit und Reproduzierbarkeit von einer mechanischen Vorrichtung, welche die Beschleunigung längs des Tastenweges kontrollierbar variiert, (hohe Anfagsbeschleunigung, dann für den Rest konstante Geschwindigkeit oder umgekehrt, oder gleichmäßige Beschleunigung) aber mit jeweils gleicher Geschwindigkeit endet. Ersatzweise könnte man auch direkt am Hammer ansetzen, da dort der Weg (ca. 50 mm gegen nur 10 mm an der Taste) länger ist.

LG

Pennacken
 
Hi Leute,

bitte macht's nicht zu kompliziert.
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Eigentlich müßte man erstmal einen Haufen von einzelnen Tönen aufnehmen, von denen man einige als hart und andere als weich empfinden kann und die vielen Musikern vorspielen und begutachten lassen. Und nur, wenn tatsächlich eine große Übereinstimmung darüber herrscht, welcher Ton hart und welcher weich ist, kann man überhaupt zu einem Ergebnis kommen, vorausgesetzt, daß die Töne vergleichbare Besonderheiten in der Frequenzanalyse haben.
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Dazu sollte man aber die Töne nicht von einem Pianisten erzeugen lassen, sondern wegen der Kontrollierbarkeit und Reproduzierbarkeit von einer mechanischen Vorrichtung, welche die Beschleunigung längs des Tastenweges kontrollierbar variiert, (hohe Anfagsbeschleunigung, dann für den Rest konstante Geschwindigkeit oder umgekehrt, oder gleichmäßige Beschleunigung) aber mit jeweils gleicher Geschwindigkeit endet. Ersatzweise könnte man auch direkt am Hammer ansetzen, da dort der Weg (ca. 50 mm gegen nur 10 mm an der Taste) länger ist.
..

Das Alles werden wir hier im Forum nicht leisten können.

Aber es könnten sich ein paar edle Forumsmitglieder dazu aufraffen (ich bin dabei, juhu ;-) ), Aufnahmen verschieden angeschlagener Töne durchzuführen und diese zum Anhören zu präsentieren.

Besonders interessant wären dabei Töne, die gleichlaut wirken, aber unterschiedlichen Klang (heller/dunkler, weicher/härter) aufweisen.

Falls es jemanden gelingt so etwas zu präsentieren, hätten wir ja den Beweis (wie von Haydnspaß gefordert).

...
Noch eine Frage: Trifft der Hammer auf einen Schwingungsknoten oder auf den Bauch der Schwingung?
...

Ich denke diese und ähnliche Fragen sind unwichtig für die Kernfrage, da das wenn es so oder so ist, als konstante Bedingung eingeht.

Gruß
 
Ich will doch einfach nur ein einziges Beispiel, wo der härtere Ton leiser ist als der weichere - mehr nicht. So bescheiden bin ich. 8)

Ein einziges Beispiel würde mir als Beweis völlig ausreichen. Und natürlich muß es von einem Menschen gespielt sein. Maschinell erzeugte Töne sind nicht von interesse.
 

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