Membranophon

Verschiedene Basler Trommeln

Membranophon (lateinisch-griechisches Kunstwort, „Fellklinger“) bezeichnet ein Musikinstrument, das zur Klangerzeugung eine Membran besitzt. Diese Membran kann eine gespannte Tierhaut sein, auch Pergament, eine Plastikfolie, Papier oder Ähnliches. Damit die Membran klingt, muss sie zum Schwingen gebracht werden. Das geschieht üblicherweise durch Anschlagen wie bei der Schlagtrommel. Daneben gibt es Reibetrommeln, deren Membran mit einem Gegenstand gestrichen wird, und in Indien als Ektara bekannten Zupftrommeln. Beim Kazoo und Mirliton wird die Membran durch Anblasen in Schwingung versetzt. Alle Arten von Trommeln zählen zu den Membranophonen.

Je nach Konstruktion des Membranophon entsteht beim Anschlagen ein Klang mit einem deutlich hörbaren Grundton oder auch ein eher diffuses Gemisch verschiedener Frequenzen. Zu den tonal gut wahrnehmbaren Instrumenten zählen die Pauke, das Boo-bam und die Tabla. Boo-bam und Tabla Tarang können wegen ihrer vielen Einzelinstrumente zur Melodiebildung eingesetzt werden.

Physik

Die physikalischen Grundlagen der Klangentstehung bei Membranophonen sind durchaus bekannt. Im konkreten Falle ist es aber äußerst schwer, die einzelnen physikalischen Effekte so zu beschreiben, dass man damit den Anteil an der Klangformung beschreiben könnte. Zumindest gibt es einige Gemeinsamkeiten zwischen dem Verhalten von elektrodynamischen Lautsprechern und Membranophonen.

Der Einfachheit halber wird im Folgenden das Wort Trommel verwendet, die Erklärungen gelten aber für alle Typen von Membranophonen.

Der Korpus hat – wie das Gehäuse beim Lautsprecher – einen bedeutenden Einfluss auf das Klangverhalten der Membran, in beiden Fällen jedoch keine aktive Funktion. Selbst wenn der Korpus mitschwingt, also Schall abstrahlt, ist dies so erheblich leiser, dass er als Schallquelle gegenüber dem Schlagfell zumeist nicht wahrnehmbar ist. Der Korpus funktioniert aus physikalischer Sicht als Dämpfungsglied, also „klangformend“. Überwiegend werden Frequenzen gedämpft, indem die Bewegungsenergie zum Teil auf den Korpus übergeht. Einige Frequenzen werden durch Resonanz zwischen dem Membran-Luftvolumen-System und dem Korpus verstärkt.

Die Aufhängung der Membran macht den wesentlichen Unterschied zwischen Lautsprechern und Membranophonen aus. Während der Lautsprecherkonus durch eine Sicke zentriert wird und ansonsten frei schwingen kann, wird die Trommel-Membran fest auf den Rand des Korpus gespannt. Durch diese Aufhängung entstehen verschiedene Schwingungen der Membran, radiale, partiale sowie konzentrische. Sie sind – im Gegensatz zum Lautsprecher – bei Trommelfellen durchaus erwünscht da sie zur Klangformung beitragen. Bei Schlagzeugfellen nimmt man Einfluss auf diese Schwingungseigenschaften – und damit auf das Obertonspektrum – durch verschiedene Dicken des Materials, Beschichtungen, doppellagige Konstruktionen sowie durch zusätzlich aufgeklebte Dämpfungsringe oder -punkte.

Membranophone lassen sich in vier Kategorien einteilen:

• Rahmentrommeln (Beispiel Roto-Tom, Tamburin)
• Röhrentrommeln, unten offen (Beispiel „Concert-Tom“, Octoban)
• Kesseltrommeln (Beispiel Pauke)
• Röhrentrommeln, aber unten verschlossen durch ein Resonanzfell (Beispiel: Trommeln am Schlagzeug)

Der Klang einer Trommel ohne oder mit offenem Korpus wird bestimmt durch den akustischen Kurzschluss. Je größer der Korpus ist, desto voller klingt die Trommel. Diese Trommelvariante mit einem einzigen Fell hat mangels Interferenzen auch einen definierten Grundton.

Die Kesseltrommel hat ebenfalls einen relativ klaren Grundton, der Kessel benötigt aber ein großes Volumen, um ein ordentliches Klangvolumen zu erreichen. Die geschlossene Trommel verhält sich physikalisch ähnlich wie eine geschlossene Lautsprecher-Box.

Die Trommel mit Resonanzfell nutzt im Grunde ähnliche physikalische Effekte wie die Bassreflex-Box, hier wird durch Resonanz ein tiefer Grundton verstärkt, der Korpus kann dennoch relativ klein bleiben. Das in der Trommel eingeschlossene Luftvolumen wirkt physikalisch als Masse-Feder-Element. Der akustische Kurzschluss ist auch hier wirksam, vergleichbar dem Verhalten einer Bassreflex-Box werden Frequenzen unterhalb der Resonanzfrequenz stark bedämpft.

Eine aufwendige Analyse des Schwingungsverhaltens von Membranen wurde am Beispiel der Pauke durchgeführt.

Weblinks

 Commons: Membranophone – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Wiktionary: Membranofon – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

• Vibroakustische Untersuchungen an Paukenfellen (PDF-Datei; 8,38 MB)
• Physikalische und gehörbezogene Analyse von Paukenklängen

Klassifikation von Musikinstrumenten nach Art der Tonerzeugung

Idiophone („Selbstklinger“) · Membranophone („Fellklinger“) · Chordophone („Saitenklinger“) · Aerophone („Luftklinger“) · Elektrophone (elektrische Klangerzeugung)