In diesem Kapitel geht es um Hintergrundwissen: Es beginnt mit der Tonerzeugung und den ganz bestimmten Tönen der Maultrommeln, die bei jedem Instrument je nach Stimmung festgelegt sind - die Naturtonreihe. Den Klang bestimmen die Resonanzen im Mund- und Rachenraum des Spielers. Mit diesen Resonanzräumen wird die Maultrommel gespielt - Mund und Rachen bilden auch die Laute beim Sprechen sind daher gut geübte Klangorgane. 

Tonerzeugung

Die Maultrommel ist schwer in das System der Musikinstrumente einzuordnen. Sie wird einerseits zu den Idiophonen, den Selbstklingern gestellt, deren Töne durch Eigenschwingung hervorgebracht werden, und zwar zusammen mit den Spieldosen zu den Zupfidiophonen: Die Töne werden durch eine selbstschwingende Zunge erzeugt, die angerissen oder gezupft wird. Andererseits gehören die Maultrommeln zu den Aerophonen, deren Töne durch schwingende Luftsäulen (z.B. Flöten) oder schwingenden Luftstrom (Harmonikainstrumente, z.B. Mundharmonika, Akkordeon) erzeugt werden. Die Verwandtschaft zu den Harmonikainstrumenten zeigt sich, wenn die Zunge von selbst auch ohne Zupfen zu klingen beginnt, wenn durch die an die Lippen bzw. Zähne gehaltene Maultrommel Luft eingesogen oder ausgestoßen wird. Clemens Voigt von Dan Moi (siehe Internet-Links) verriet mir wie der Effekt funktioniert: Die Zunge darf nicht ganz mit dem Rahmen in einer Ebene sein, und der Luftstrom muss sie zurück zum Rahmen ziehen (Abbildung 1, Maultrommel im Querschnitt).

Abbildung 1

Bei Bügelmaultrommeln kann man beim Halten der Maultrommel wie auf Abbildung 1 im Kapitel Spieltechnik die Basis der Zunge mit dem Daumen leicht drücken und dann Luft anziehen. Jetzt funktioniert die Maultrommel wie eine Mundharmonika: Auch bei den Harmonikainstrumenten wird eine Metallzunge durch einen Luftstrom zum Schwingen angeregt. In Klangbeispiel 14 (64 KB) hört man zuerst den Ton c auf einer Mundharmonika, dann auf der Maultrommel normal gezupft und dann durch eingesogene Luft auf der Maultrommel angeregt.

In unserem üblicherweise verwendeten Tonsystem ist die Oktave in 12 gleiche Halbtöne geteilt (temperierte oder enharmonische Stimmung). Das bedeutet, dass die Anzahl Schwingungen pro Sekunde irgendeines Tones mit dem immer gleichen Faktor multipliziert die Schwingungen des nächsthöheren Halbtones ergibt. Dieser Faktor ist genau so groß, dass eine 12 mal damit wieder und wieder multiplizierte Schwingungszahl genau verdoppelt wird, also wieder den gleichen Ton eine Oktave höher ergibt (zwölfte Wurzel aus zwei = 1,059463). Da benachbarte Halbtöne immer um den gleichen Faktor unterschiedlich schwingen, ist die absolute Differenz der Schwingungen bei tiefen Tönen geringer als bei hohen.

Die Tonreihen der Maultrommeln (und aller anderen Naturton-Instrumente) sind anders aufgebaut: Die Metallzunge jeder Maultrommel schwingt in einem bestimmten Grundton, z.B. Ton G: 98 mal je Sekunde (Frequenz = 98 Hz) oder z.B. Ton B1 (58,3 Hz). Mit dem Grundton schwingen immer zugleich die Obertöne oder Teiltöne mit. Bei einem sogenannten harmonischen Klang, wie ihn die Maultrommelzunge erzeugt, sind ihre Frequenzen die Vielfachen der Frequenz des Grundtons. Die Maultrommel in G spielt sozusagen das Ein Mal 98, die in B1 das Ein Mal 58,3. Das ist in Abbildung 2 zu sehen: Der Klang einer Maultrommel in B1 wurde frei, ohne Kontakt zum Mund d.h. ohne Resonanzen aufgenommen (Klangbeispiel 15a, 126 kB). Mit dem Freeware-Programm Audacity wurde das Frequenzspektrum der Aufnahme bestimmt. Jede Spitze der grünen Kurve zeigt einen Ton der Metallzunge. Die Töne liegen ganz gleichmäßig etwa alle 58 Hz. Die erste Spitze unter dem ersten grauen Dreieck ist der Grundton. Dann folgt als kleine Spitze der erste Oberton/Teilton, als größere Spitze der zweite Oberton usw. Die gelbe Kurve zeigt das Frequenzspektrum einer Aufnahme der selben Maultrommel normal am Mund gespielt, also mit Resonanz (Klangbeispiel 15b, 130 kB). Dazu unten mehr.

Anmerkung: Ohne Resonanz (grüne Kurve) sind die von links gezählt ungeraden Teiltöne (1., 3. usw.) leiser als die geraden (2., 4. usw). Das ist typisch für Federn, die an einer Seite befestigt sind und an der anderen frei schwingen. Der Grund ist Physik: Am freien Ende bilden sich besser Schwingungsbäuche als Schwingungsknoten. Für weitere Erklärungen siehe die Literatur unten auf dieser Seite.

Abbildung 2

Grundton und Obertöne bilden die Naturtonreihe. Der erste Oberton/Teilton schwingt doppelt so schnell wie der Grundton, ist also eine Oktave höher (in Abbildung 2 Ton B, unter dem zweiten Dreieck). Töne innerhalb dieser Oktave spielt die Maultrommel nicht. Die nächste Oktave (Ton b) schwingt wieder doppelt so schnell, also viermal wie der Grundton (3. Dreieck, vierter Teilton, 58,3 Hz x 4 = 233,2 Hz). Hier gibt es einen Zwischenton: 3 x 58,3 Hz = 174,9 Hz, das entspricht ungefähr dem Ton f, der in der enharmonischen Stimmung 174,6 Hz hat (dritter Teilton). In die nächste Oktave bis b1 (viertes Dreieck) fallen schon drei Zwischentöne. So werden die Tonabstände der spielbaren Naturtonreihe, im Beispiel also des Ein Mal 58,3, nach oben hin immer enger.

In Klangbeispiel 16 (86 KB) wird der Mund während dem Zupfen allmählich verändert, so dass als Resonanzen des Grundtons G nacheinander die 6 Natur- oder Teiltöne von d¹ bis g² hörbar werden.

Die spielbaren Naturtöne entsprechen nicht genau den Tönen der enharmonischen Tonleiter. Der 10. Teilton liegt fast genau zwischen zwei Halbtöne der Tonleiter. Diese Abweichungen der Obertöne von den Tonleitertönen werden in hundertstel Halbtönen, den so genannten Cent, angegeben. Grundtöne aus dem enharmonischen Tonleitersystem passen sich mit ihren Obertönen immer gleich in dieses System ein: Der 10. Teilton weicht bei jedem Grundton um 49 Cent vom Tonleiterton ab. 

Tabelle 1 zeigt vom Grundton ausgehend, wie sich die Naturtonreihe (dunkelgrau hinterlegt) in die normale Tonskala (hellgrau) einpasst. Dies gibt also einen Überblick, welche Melodietöne auf Maultrommeln gespielt werden können. Vor allem bei hoch gestimmten Maultrommeln liegen größere Lücken zwischen den spielbaren Tönen. Eine Übersicht über die absoluten Naturtonreihen aller gestimmten Maultrommeln gibt die Naturtontabelle (mit Erläuterungen als pdf, 68 KB).

Tabelle 1

Erläuterung Die enharmonischen Skala ist vom Maultrommel-Grundton aus von links oben nach rechts unten fortschreitend dargestellt. Die Töne stehen von tiefen zu höheren untereinander. Jede graue Spalte stellt eine Oktave mit 12 Halbtönen und dem ersten Ton der folgenden Oktave dar. Die Töne und ihre Oktaven stehen zeilenweise nebeneinander. Die erste Spalte reicht vom Grundton der Maultrommel bis zur 1. Oktave, die zweite beginnt mit der 1. Oktave bis zur 2. und so fort.  Der Grundton und seine Teiltöne/Obertöne sind dunkelgrau hinterlegt.  Die fette Zahl gibt die Nummer des Teiltons an, die kleine kursive die Abweichung des Teiltons von der enharmonischen Tonskala in Cent. Negative Zahlen bedeuten Abweichungen nach unten. Rechts und links von den grauen Spalten sind die Dur- und Moll-Tonleiter auf dem Grundton der Maultrommel als Kreise dargestellt. Unter der Tabelle ist durch Linien dargestellt, welche Oktaven der Naturtonreihe in etwa im Bereich der Resonanzen des Mund- und Rachenraums liegen und also gespielt werden können. Die dicke Linie bezeichnet die Hauptresonanz (2. Formant, siehe unten), die dünne die tiefere Nebenresonanz (1. Formant, siehe unten). Maultrommeln mit tieferem Grundton können mehr Zwischentöne spielen als solche mit höherem. So spielt z.B. eine Maultrommel mit dem Grundton A1 (55 Hz) das Ein Mal 55, während die Maultrommel der Klangbeispiele in G das Ein Mal 98 als Tonreihe hat. Alle 55 Hz ein Oberton ergibt natürlich mehr Schritte im Resonanzbereich zwischen 250 und 2000 Hz als einer alle 98 Hz.

Bei der Maultrommel machen die Resonanzen der Hohlräume im Kopf- und Brustbereich die Musik. Die Maultrommel schnarrt vor dem Mund. Sie regt dabei die in den Hohlräumen in Kopf, Hals und Brust eingeschlossene Luft zum mitschwingen an. Dieser Gleichklang zwischen zwei Schwingungen, die sich verstärken, wird in der Physik Resonanz genannt. Die schwingende Luft verstärkt dabei - je nach dem wie die Hohlräume gerade geformt sind - bestimmte Töne der Naturtonreihe der Maultrommelzunge. Das ist in Abbildung 8 zu sehen: Normal am Mund gespielt (gelbes Frequenzspektrum) hat die Maultrommel die gleichen Töne wie allein ohne Mund (grünes Spektrum), d.h. die Spitzen liegen bei genau den gleichen Frequenzen. Der Klang ist aber durch Resonanz verstärkt, d.h. die gelben Spitzen liegen über den grünen, und bestimmte Frequenzbereiche sind hervorgehoben - hier z.B. um den 7.Teilton, der Spitze unter dem vierten Dreieck von links.  Solche durch Resonanz hervorgehobenen Frequenzbereiche nennt man Formanten.

Dazu mit Klangbeispiel 17 (70 KB) ein kleines Experiment auf einer Maultrommel in C: Ich zupfe die Maultrommel 12 mal. Die ersten vier Schläge spiele ich den Ton e3 und dazu als tiefe Begleitung den Ton g1 (Abbildung 3, grüne Kurve). Für diese Maultrommel in C ist g1 der 5. Teilton (s.o., Tabelle 1). Die nächsten vier Schläge sind die Töne g und e vertauscht: Ich spiele den Ton g3 und dazu tief e1 (Abbildung 3, rote Kurve). e1 ist der 4. Teilton einer Maultrommel in C. Die letzten vier Schläge spiele ich "offen", d.h. wie beim Vokal a (nicht in Abbildung 3 dargestellt). Abbildung 3 zeigt nicht mehr die ganzen Frequenzspektren, sondern nur noch die Frequenzspitzen. Die hervorgehobenen Klangbereiche, also die Formanten, sind als Berge zu sehen, deren Gipfel nahe bei den Tönen liegen, die ich spielen wollte. Wieder liegen die Frequenzspitzen beider Kurven bei den gleichen Frequenzen.

Zwischenergebnis: Die Töne einer Maultrommel liegen unveränderlich fest. Der Klang aber ist sehr variabel und reagiert auf feinste Veränderungen der Resonanzen im Mund, zum Beispiel durch Bewegungen der Zunge. 

Abbildung 3

Der am deutlichsten hörbare Frequenzbereich der Maultrommel liegt etwa zwischen 500 und 2000 Hz. Hier liegen auch die höchsten Gipfel der beiden Klänge/Kurven in Abbildung 3 (blau hinterlegt). Dies ist der 2. Formant des Vokaltraktes. Vokaltrakt nennt man die Resonanzräume oberhalb der Stimmritze, die beim Sprechen wesentlich für die Klangbildung sind. Mit dem 2. Formanten kann man Melodien auf der Maultrommel spielen (siehe Spieltechniken: Melodiespiel). Auch der tiefere und weniger deutliche 1. Formant  im Bereich 250 bis 1000 Hz, ebenfalls bei der Sprachbildung wichtig, kann mit der Maultrommel hörbar gemacht werden - etwa für Begleittöne. In Abbildung 4 zeigt er sich bei den linken, niedrigeren Kurvengipfeln (rot hinterlegt). Im Stück "Kein schöner Land" (siehe Musikstücke) ist die erste Strophe ohne, die zweite mit hervorgehobenen Begleittönen gespielt.

Verschiedene Resonanzräume und Organe im Kopf und Hals sind in Abbildung 4 links dargestellt. Vor allem die Zunge und die Stimmritze bestimmen den Klang beim Maultrommelspielen.  Rechts sind die Bereiche im Mund- und Halsbereich hervorgehoben, die sich bewegen, wenn beim Melodiespiel der 1. (rot) und der 2. Formant (blau) verändert werden. 

Die Resonanzräume des 1. und 2. Formanten, der Vokaltrakt, sind nach beiden Seiten hin offen: Zum Mund und zur Lunge. Wenn man die Stimmritze schließt (siehe Spieltechniken: Klangeffekte), oder wenn die Zunge den Mundraum hinten am Gaumensegel schließt wie beim Laut ng in "lang", werden Resonanzräume hörbar, die nur auf der Seite zum Mund hin offen sind. Diese einseitig geschlossenen Hohlräume haben die Eigenart, dass sie nur die geraden Teiltöne der Maultromelzunge deutlich verstärken, nicht aber die ungeraden (also nur die geraden Teilton-Nummern in Tabelle 1, siehe oben). 

Anmerkung: Der Grund ist Physik und analog zu dem der schwächeren ungeraden Teiltöne der Maultrommelzunge selbst (siehe oben): Am offenen Ende des Hohlraums bilden die stehenden Wellen der Luft Schwingungsbäuche, aber keine Schwingungsknoten. Am geschlossenen Ende liegt immer ein Schwingungsknoten.

Abbildung 4
 

Die Mundhöhle des Spielers als Resonanzraum kann einen bestimmte Umfang an Tonfrequenzen verstärken. Dieser Umfang ist unabhängig vom Grundton der Maultrommel. Welche Obertöne innerhalb dieses Tonumfanges durch die Maultrommel angeregt werden, das jedoch hängt vom Grundton und seinen Teiltönen ab. Regina Plate gibt einen Bereich von 500 bis 2000 Hz an, den der Mund verstärken kann, also zwei Oktaven. Nach meiner Erfahrung reicht der Tonumfang etwas weiter, bis etwa 2300 Hz. Nach unten zu wird der tiefe Resonanzbereich des 1. Formanten ab ca. 250 Hz wirksam. Der Tonumfang des Mundes als Resonanzraum ist sicher bei jedem Spieler verschieden. Wer seinen Resonanzbereich und den Grundton seiner Maultrommel kennt, kann in der Naturtontabelle (pdf, 69 kB) die spielbaren Töne nachschauen. 

Das wars zur Theorie, zum Schluss Musik (199 KB).

Maultrommelmusik aufschreiben? Klangbeispiel "Musik" in Notenschrift (27 KB)

Verwendete Literatur

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