Ausgehorchte Instrumente

21.01.2005

Am Institut für Musikinstrumentenbau im vogtländischen Zwota werden Instrumente auf Herz und Nieren geprüft und und Methoden zur Qualitätsverbesserung ausgetüftelt. Ein Augeschein an der deutschlandweit einzigartigen Institution.

«Eine zusammenfassende Beschreibung elektroakustischer Musikinstrumente, ihrer Eigenarten und Anwendungsmöglichkeiten unter besonderer Berücksichtigung des Mixturtrautoniums.» So nüchtern liest sich der Titel zum ersten Bericht im Archiv einer deutschlandweit einzigartigen Forschungsstätte. Das Institut für Musikinstrumentenbau (IfM) im vogtländischen Zwota wurde 1951, zu seiner Zeit noch als «Prüfdienststelle des Deutschen Amtes für Material- und Warenprüfung» der DDR gegründet, und zwar vom Akustiker Hermann Meinel.

In einer Festrede anlässlich des 50-jährigen Bestehens der Institution lässt der heutige Leiter Gunter Ziegenhals durchblicken, dass man in dieser Frühzeit «der aufkommenden elektronischen Klangerzeugung eher skeptisch gegenüberstand. Später änderte sich dies allerdings. So half man 1988/89 tatkräftig mit, rund um einen Chip, der auch in der Steuerung von Waschmaschinen eingesetzt wird, ein 32 Tasten umfassendes Kleinkeyboard zu entwickeln, das mit gerade mal 128 Byte Arbeitsspeicher die vierstimmige Polyphonie beherrschte.

Knappe Ressourcen beflügelte in den Jahren vor 1960 auch die kreative Fantasie anderer Mitarbeiter des Institutes. Da man noch über keinen reflexionsarmen Raum zum Ausmessen von Instrumenten verfügte, behalf man sich mit einer Art Freilufteinrichtung: Lag vor dem Haus frischer Pulverschnee, spannte man zwischen einem Fenster und einem Baum eine kleine Seilbahn, auf der man ein Mikrophon bewegen konnte. Das zu messende Instrument wurde ins Fenster gestellt. In dem schalltoten Aussenraum liessen sich in der Folge zahlreiche Experimente realisieren.

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Die Weblinks
Institut für Musikinstrumentenbau Zwota:
www.ifm-zwota.de
Westsächsische Hochschule Zwickau:
www.fh-zwickau.de/aks/
Forschungsgemeinschaft Musikinstrumente e.V.:
www.musikinstrumente.org
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Dem IfM sind einige originelle Entwicklungen zu verdanken. Die Reihe nimmt ihren Anfang mit einem elektro-optischen Stimmgerät. Später tüftelte man erfolgreich an einem elektromechanischen Instrument, dem Claviset, bei dem Tonzungen angerissen und ihre Schwingungen elektrisch aufgenommen werden. Auch an Verstärkern und Orgeln arbeitete man. In den siebziger Jahren, der Zeit der Hochblüte, wurde die Tätigkeit sogar auf andere Industriegebiete ausgeweitet. Kreiert wurde etwa auch ein Tintenleitsystem für Füllfederhalter oder robotergestützte Verfahren zum automatisierten Polieren von Akkordeongehäusen für das Klingenthaler Harmonikawerk. Letztere fielen Anfang der Neunzigerjahre allerdings Maschinenstürmern mit Angst vor Verlust des Arbeitsplatzes zum Opfer.

Gunter Ziegenhals, Leiter des IfM: Der Computer hat in den letzten zwanzig Jahren die Analysearbeit revolutioniert.

Nach dem Fall der Mauer besann sich das Institut wieder auf seine Kernkompetenzen. 1993 übernahm der Vogtländische Förderverein für Musikinstrumentenbau und Innovation e.V. das IfM von der Treuhand, welche die Neuregelung der ehemaligen DDR-Wirtschaft betreute.

Heute ist die Prüfung von Musikinstrumenten eine wesentliche Aufgabe des Hauses. 1999 betraute das Bundesministerium für Wirtschaft das IfM überdies mit der Abwicklung des Deutschen Musikinstrumentenpreises (DMIP). Dienstleistungen angeboten werden aber auch auf den Gebieten Lärmschutz und Schwingungsanalyse in der Raum- und Bauakustik sowie der Schall- und Schwingungstechnik.

Gunter Ziegenhals ist seit einem Viertljahrhundert am Institut und hat den Wandel vom DDR-Betrieb zum privatwirtschaftlich betriebenen «Competence Center» selber miterlebt. Bei unserem Besuch des Institutes fragen wir deshalb zunächst, wie gross die Unterschiede zwischen den Epochen denn nun seien. Zu unserer Überraschung betont der gegenwärtige Leiter des Hauses mehr die Kontinuität der Arbeit. Die Aufgabenstellung, erklärt er, sei seit der DDR-Zeit im Prinzip die gleiche geblieben. Es habe sicherlich einen Umbruch gegeben. Dieser habe aber weniger mit politischen als technischen Aspekten zu tun: Anfang Neunzigerjahre ist mit dem Einzug des Computers in die Messaktivitäten ein Quantensprung vollzogen worden.

Daten aus der Impulsanalyse.

Mit der modernen elektronischen Datenverarbeitung wurden die Akustikmessungen an Blas-, Streich- und Zupfinstrumenten, die das Haus regemässig durchführt, auf eine ganz neue Ebene gehoben. (Interessanterweise führt das Institut keine Forschungen zur Orgel durch, die ja auch für Akustiker eine Art Königsinstrument sein müsste. Ziegenhals sieht darin historische Gründe. Das Haus war ursprünglich eine Institution der DDR-Industrieforschung. Zum «Kombinat Musikinstrumente» gehörten alle industriellen Instrumentenbauer der damaligen DDR, ausser eben den Orgelbauern, die ihre Selbständigkeit wahrten.)

Zum Teil werde, ergänzt der Institutsleiter, die gleiche Forschung heute anders motiviert. So habe man ursprünglich begonnen, gezielt nach Alternativen für bestimmte Holzarten im Instrumentenbau zu suchen, weil kein Geld da war, um die üblichen Hölzer zu kaufen. Heute, wo der finanzielle Aspekt eher in den Hintergrund getreten ist, wird die Holzsubstitution noch immer vorangetrieben. Diesmal aber aus ökologischer Sorge um bestimmte Baumbestände.

Das Institut finanziert sich heute ausschliesslich mit Industrieaufträgen. Zu denen gehört zum Beispiel die Entwicklung einer auf das sogenannte «Pitch bending» möglichst leicht ansprechbaren Mundharmonika für Bluesmusiker. Ein weiteres aktuelles Projekt umfasst die Entwicklung eines Qualitätslabels für vogtländische Musikinstrumente. Für ein solches muss auf Merkmale des Instrumentenklanges zurückgegriffen werden, die sich nicht einfach mit physikalischen Messgrössen definieren lassen, sondern als sogenannte «psychokaustische Grössen» vom subjektiven Eindruck des Hörers abhängig sind. Eine der Aufgaben ist deshalb die Entwicklung einer sinnvollen Rahmentheorie dafür, wie der Mensch musikalische Klänge wahrnimmt und klassifiziert.

Im echofreien Raum des IfM.

Eine sinnvoller Begriffsrahmen dazu bildet sich erst nach und nach aus. Ursprünglich wurde der subjektive Klangeindruck mit bis zu tausend Begriffen umschrieben. Da eine derartige Palette wenig aussagekräftig war, prüfte man die gegenseitigen Abhängigkeiten und reduzierte die Begriffsliste so nach und nach auf eine Gruppe mit fünf bis zehn Begriffen, mit denen sich der Klang hinreichend beschreiben lässt. Strenggenommen, meint Ziegenhals, reichen sogar bloss drei bis vier Begriffe, um den Klang ausreichend zu charakterisieren. Auch die Skalen wurden ausgedünnt. Am IfM wird mittlerweile eine fünfstufige Klassifikation verwendet: Man fragt etwa, ob ein Instrument deutlich lauter (5), gerade wahrnehmbar lauter (4), gleich laut (3), gerade wahrnehmbar leiser (2) oder deutlich leiser (1) als ein anderes empfunden wird.

Für die Beschreibung des Klanges werden am IfM die fünf Parameter Volumen, Klarheit, Schärfe (Helligkeit), Bassanteil und Lautstärke verwendet. Diese lassen sich durch die psychoakustischen Messungen allerdings noch nicht umfassend beschreiben. Der Stolperstein ist die Tatsache, dass die Wahrnehmung musikalischer Eregnisse sich im zeitlichen Ablauf gegenseitig beeinflussen. Das Volumen wird am IfM deshalb etwa anhand der Frequenzkurve aus indirekten Messungen ermittelt, indem über den unteren Frequenzbereich gemittelt wird. Das funktioniert laut Ziegenhals recht gut. In bezug auf andere Phänomene bleiben allerdings viele Fragen offen. Kann man das auch machen, wenn ein Melodiestück gespielt wird, oder muss dort für jeden Melodieton ein Merkmal gesondert ermittelt werden? Oder reicht es, die Merkmale bloss für den Toneinsatz zu ermitteln? Viele dieser Fragen bleiben noch offen.

Damit ist aber auch klar, dass dem IfM die Arbeit an den Grundlagen der Musikwahrnehmung nicht so schnell ausgehen wird.