Parlando Journal of Research in Music Education, Vol. 2, No. 4, 2017
Dies sind einige der Fragen, über die ich nachdachte, als ich das Thermalbad von Harkány genoss. Diese Probleme besprach ich auch mit Tamás Horváth, Ingenieur, der mein Schüler wurde. Wir begannen mit einem Brainstorming und arbeiteten an einer Lösung, wie der Flötenklang verbessert werden könnte. Tamás entwarf die Komponenten digital und wir ließen von einem Dreher die ersten Prototypen dieser verbesserten Kopfstücke herstellen. Ich habe viele Stunden auf der Flöte geübt und gespielt, um die neuen Einsätze zu testen und mit dem Stimmgerät Informationen über ihre Wirksamkeit zu sammeln. Nach mehrjähriger Zusammenarbeit wurde unsere Erfindung, der „Reformflötenkopf“ geboren und am 28. April 2017 vom ungarischen Amt für geistiges Eigentum anerkannt.
Warum muss die 170 Jahre alte Erfindung von Theobald Boehm reformiert werden?
Seit der Entstehung der Böhm-Flöte hat sich unsere Welt viel verbessert. Die neuesten Ergebnisse der Akustikwissenschaft und die Möglichkeiten des computergestützten Designs haben neue Fragen aufgeworfen, unser Wissen verbessert und Möglichkeiten geschaffen, die Flöte weiter zu erforschen. Akustikingenieure haben herausgefunden, dass die in einem kreisförmigen Rohr auftretenden stehenden Wellen an seinem Ende verändert werden. Diese Veränderung ist auf den Kontakt der Wellen mit der Luft zurückzuführen, die den Körper des Instruments umgibt. Dieses Phänomen der Schallausbreitung wurde von zwei Ingenieuren, Norris und Levine, unabhängig voneinander definiert. In diesen Studien wurde nachgewiesen, dass sich Wellen höherer Töne weiter ausbreiten und Wellen niedrigerer Töne weniger vom Ende der Röhre aus. Während dieser Forschungen wurde auch nachgewiesen, dass die Flöte ein aerophones Instrument mit den physikalischen Eigenschaften eines an beiden Enden offenen zylindrischen Rohres ist.
Nachdem ich diese Studien analysiert hatte, kam ich zu dem Schluss, dass, wenn sich die stehenden Wellen vom fernen Ende der Flöte ausbreiten, sie auch am Kopfstück ausreichend Platz benötigen, um sich auszubreiten. Der Kopf der Flöte wird jedoch durch eine Krone und einen Kork verschlossen. Um eine Endkorrektur am Kopf zu gewährleisten, muss der traditionelle Kork neu gestaltet werden. Die traditionell bei einem Kork verwendete flache Oberfläche entspricht nicht den physikalischen Anforderungen dieser Schallwellen, da die Endkorrektur von der Tonhöhe der erzeugten Töne abhängt. Nur ein versenkter, dreidimensionaler Stimmkork kann jeder Schallwelle den nötigen Platz bieten. Die Endkorrektur von Schallwellen ist von Bedeutung, trägt aber in der Praxis nur zu wenigen Millimetern bei. Durch den Einbau eines dreidimensionalen Stimmkork können wir einen satteren, harmonischeren und resonanteren Klang erzielen.
Die Form dieser vertieften Oberfläche ist von großer Bedeutung. In den letzten 40 Jahren gab es mehrere Patente, die mit einem neuen dreidimensionalen Stimmkork experimentierten. Unter diesen amerikanischen, französischen, japanischen Englischen und Innovationen ist die neueste die japanische aus dem Jahr 2001. Sie hätte sich seitdem verbreiten können, wurde jedoch wie die anderen früheren Bemühungen nicht produziert und der Welt präsentiert. Warum wurden diese Erfindungen nicht einem größeren Publikum vorgestellt? Denn sie erzeugen keinen besseren Klang als die flache Stimmkorkfläche.
Wir haben auch mit verschiedenen geometrischen Formen experimentiert. Bei unseren Untersuchungen wurden die erzeugten Klänge mit einem Stimmgerät vermessen und getestet. Daher wurden nur solche Stimmkork für weitere Tests freigegeben, die bessere Ergebnisse zeigten als die herkömmlichen.
Bei der Perfektionierung unseres Stimmkork haben wir Materialien verwendet, die traditionell aus der Herstellung von Musikinstrumenten bekannt sind, wie Kupfer, Silber, Ebenholz, Grenadill, Cocobolo-Holz und Knochen. Aber wir haben auch Materialien der modernen Industrie wie Silikon, Stahl, Titan und Zirkonium verwendet. Sowohl das Design als auch die Produktion dieser Einsätze wurden durch eine spezielle Software und 3D-Druck unterstützt.
Wir haben Kopfstückeinsätze geschaffen, die die 170 Jahre alte Böhm-Flöte revolutionieren.
Unsere Erfindung ist ein Flötenkopf mit vier Segmenten, der sich radikal von den herkömmlichen Köpfen unterscheidet.
Sowohl Flötisten als auch ihr Publikum merken den Unterschied in der Musik, und diese neuen Attribute sind auch messbar.
Unsere Tester haben die Vorteile der neuen Kopfstücke bestätigt und die positiven Eigenschaften wurden auch durch den offiziellen Bericht der akustischen Untersuchungen der Budapester Universität für Technologie und Wirtschaft bestätigt.
Unser verbesserter Stimmkork zeichnet sich durch einen speziellen dreidimensionalen zylindrischen Körper aus.
Die vorliegende Erfindung (Anwenden eines zylindrischen Stimmkork und einer offenen Krone) macht die Gewindehülse überflüssig. Die neue konische, röhrenförmige Krone verbessert die musikalische Wahrnehmung auf der linken Ohrseite, da die Flöte auch nach links abstrahlt und dem Flötisten hilft, den Klang auch beim Spielen im Tutti zu kontrollieren.
Unsere Erfindung kann auf jede Art von Böhm-Flöten angewendet werden. Jedes der Segmente kann einzeln verwendet werden. Bei Schülerflöten genügt es, nur den Stimmkork einzubauen, da dies die wichtigste Einheit der Erfindung ist. Bei entsprechender Umdimensionierung können die neuen Einheiten für alle Querflöten, von Piccoloflöte bis Bassflöte, hergestellt und eingesetzt werden.
Mit Hilfe unserer Erfindung klingt die Flöte heller, voller, satter und farbenfroher. Durch die Anwendung der neuen Einheiten können Musiker ein Instrument von besserer Qualität und mit einem resonanteren Klang mit verbesserter Dynamik und Lautstärke genießen. Ein professioneller Flötist sagt als einer unserer Volontäre: "Weniger Arbeit mit der Flöte, aber immer noch schönerer Klang."
Die offizielle Klanganalyse der Technischen und Wirtschaftswissenschaftlichen Universität Budapest bestätigt unsere positiven Erfahrungen: Mit den verbesserten Stimmkork werden Töne schneller ausgelöst (auch bei leichterem Spiel) und die Lautstärke kann um 3 bis 6 dB höher sein. Da die Obertöne reicher sind, ist der Klang der Flöte kraftvoller und viel voller.
Während der Tests haben wir zwei verschiedene Flöten verwendet: eine Trevor James Cantabile Flöte mit einem 925er Sterling Silber Kopf und eine Yamaha 511, geschlossenes Loch, 800er versilberte Flöte mit einem C-Fußgelenk.
- Originalartikel (auf Ungarisch) -
ZeneSzó Journal of the Association of Hungarian Choris, Orchestras and Ensembles – KÓTA, 16-18, Band 27/8
Tamás Horváth (Ingenieur), mit dem ich begann, über die Mängel und Möglichkeiten der Flöte zu diskutieren, wurde 2014 mein Schüler. Wir begannen mit einem Brainstorming und arbeiteten an einer Lösung, wie der Flötenklang verbessert werden könnte. Aus dieser effektiven Zusammenarbeit sind mehrere Ideen entstanden, die wir verwirklichen wollten. Tamás begann, die Komponenten digital zu konstruieren, und wir ließen einen Dreher die ersten Prototypen dieser verbesserten Kopfstücke herstellen. Ich habe viele Stunden auf der Flöte geübt und gespielt, um die neuen Einsätze zu testen und mit dem Stimmgerät Informationen über ihre Wirksamkeit zu sammeln. Nach mehrjähriger Zusammenarbeit wurde unsere Erfindung, der „Reformflötenkopf“ geboren und am 28. April 2017 vom ungarischen Amt für geistiges Eigentum anerkannt Pannon Philharmonie. Während meiner Karriere musste ich einen Kompromiss mit den Nachteilen der Böhmflöte eingehen. Ich war überzeugt, dass die flache Tuner-Oberfläche nicht jeden Klang gleich klar wiedergeben kann. Allerdings konnte ich mich während meiner aktiven Jahre nicht mit meiner Hypothese auseinandersetzen.
Seit der Entstehung der Böhm-Flöte hat sich unsere Welt viel verbessert. Die neuesten Ergebnisse der Akustikwissenschaft und die Möglichkeiten des computergestützten Designs haben neue Fragen aufgeworfen, unser Wissen verbessert und Möglichkeiten geschaffen, die Flöte weiter zu erforschen. Akustikingenieure haben herausgefunden, dass die in einem kreisförmigen Rohr auftretenden stehenden Wellen an seinem Ende verändert werden. Diese Veränderung ist auf den Kontakt der Wellen mit der Luft zurückzuführen, die den Körper des Instruments umgibt. Das Phänomen der Schallausbreitung wurde zuerst 1948 von Levine und Schwinger an der Harvard University definiert, dann wurde es 1989 auch in einer unabhängigen Untersuchung von Norris und Scheng (University of New Jersey) beschrieben. In diesen Studien wurde nachgewiesen, dass Wellen von höheren Tönen breiten sich weiter aus und Wellen, die zu niedrigeren Tönen gehören, breiten sich weniger vom Ende der Röhre aus. Während dieser Forschungen wurde auch nachgewiesen, dass die Flöte ein aerophones Instrument mit den physikalischen Eigenschaften eines an beiden Enden offenen zylindrischen Rohres ist.
Nachdem ich diese Studien analysiert hatte, kam ich zu dem Schluss, dass, wenn sich die stehenden Wellen vom fernen Ende der Flöte ausbreiten, sie auch am Kopfstück ausreichend Platz benötigen, um sich auszubreiten. Der Kopf der Flöte wird jedoch durch eine Krone und einen Stopfen verschlossen. Um eine Endkorrektur am Kopf zu gewährleisten, muss der traditionelle Stopper neu gestaltet werden.
Wir haben bereits besprochen, dass die Endkorrektur von der Tonhöhe der erzeugten Noten abhängt. Die traditionell bei einem Stopfen verwendete flache Oberfläche entspricht nicht den physikalischen Anforderungen dieser Schallwellen.
Die Endkorrektur ist signifikant und messbar. Da dies in der Praxis nur wenige Millimeter beträgt, kann nur ein versenkter dreidimensionaler Stopfen ausreichend Platz bieten, um diese speziellen Anforderungen zu erfüllen. Dieser zusätzliche Platz wird durch das Einfügen des dreidimensionalen Stoppers geschaffen und trägt zu einem satteren, harmonischeren und resonanteren Klang bei.
Die Form dieser vertieften Oberfläche ist von großer Bedeutung. In den letzten 40 Jahren gab es mehrere Patente, die mit einem neuen dreidimensionalen Stopper experimentierten. Unter diesen amerikanischen, französischen, japanischen Englischen und Innovationen ist die neueste die japanische aus dem Jahr 2001. Sie hätte sich seitdem verbreiten können, wurde jedoch wie die anderen früheren Bemühungen nicht produziert und der Welt präsentiert. Warum wurden diese Erfindungen nicht einem größeren Publikum vorgestellt? Denn sie erzeugen keinen besseren Klang als die flache Tuneroberfläche.
Wir haben auch mit verschiedenen geometrischen Formen experimentiert. Bei unseren Untersuchungen wurden die erzeugten Klänge mit einem Stimmgerät vermessen und getestet. Daher wurden nur solche Stopfen für weitere Tests freigegeben, die bessere Ergebnisse zeigten als die herkömmlichen.
Bei der Perfektionierung unseres Stimmsteckers haben wir Materialien verwendet, die traditionell aus der Herstellung von Musikinstrumenten bekannt sind, wie Kupfer, Silber, Ebenholz, Grenadill, Cocobolo-Holz und Knochen. Aber wir haben auch Materialien der modernen Industrie wie Silikon, Stahl, Titan und Zirkon verwendet. Sowohl das Design als auch die Produktion dieser Einsätze wurden durch eine spezielle Software und 3D-Druck unterstützt. Wir haben Kopfstückeinsätze geschaffen, die die 170 Jahre alte Böhm-Flöte revolutionieren.
Die vorliegende Erfindung ist ein ganz anderer Flötenkopf mit vier Segmenten.
Unsere Erfindung ist ein Flötenkopf mit vier Segmenten, der sich radikal von den herkömmlichen Köpfen unterscheidet. Sowohl Flötisten als auch ihr Publikum merken den Unterschied in der Musik, und diese neuen Attribute sind auch messbar. Unsere Tester haben die Vorteile der neuen Kopfstücke bestätigt und die positiven Eigenschaften wurden auch durch den offiziellen Bericht der akustischen Untersuchungen der Budapester Technischen und Wirtschaftsuniversität bestätigt.
Unser verbesserter Stopfen zeichnet sich durch einen speziellen dreidimensionalen zylindrischen Körper aus.
Der wichtigste Teil unserer Erfindung ist die Oberfläche des Stopfens. Im Gegensatz zu den traditionellen Tuningplugs mit flacher Oberfläche hat unsere Version einen dreidimensionalen zylindrischen Körper. Da die Stimmfläche für die Gesamtfrequenz des Instruments verantwortlich ist, haben wir Stopper in verschiedenen Größen entwickelt.
Während das Timbre der Flöte von der Oberfläche des Stopfens abhängt, wird die Gesamtlautstärke von der Qualität und Zusammensetzung des Materials des Stopfens beeinflusst. Wir haben mit verschiedenen Materialien gearbeitet und sowohl homogene als auch legierte Tuningplugs geschaffen. Stopfen sind in verschiedenen Materialien auf dem Markt erhältlich. Neben Metalllegierungen haben wir auch verschiedene Holz- und Knochenarten verwendet.
Vergleicht man unsere Innovation mit einer traditionellen Flöte, weist das Instrument mit verbessertem Stopper und Krone eine deutlich bessere Klangqualität auf. Die Phonation ist einfacher. Die gleiche Menge an eingeblasener Luft ergibt einen stärkeren, dynamischeren, viel klareren und flexibleren Klang. Es ist viel einfacher geworden, Forte oder Klavier zu spielen. Der Flötist ist von unnötiger Tonkompensation befreit; Die Intonation ist einfach und glatt.
Large-interval slurs and leaps can also be performed easier. It does no longer pose any difficulty to play low notes loudly and high notes softly. Our stopper makes a difference. We provide a wide range of selection from which anyone – from beginners to professionals – can find the stopper most fit for their needs.
Die vorliegende Erfindung (Anwenden eines zylindrischen Stopfens und einer offenen Krone) macht die Gewindehülse überflüssig. Die neue konische, röhrenförmige Krone verbessert die musikalische Wahrnehmung auf der linken Ohrseite, da die Flöte auch nach links abstrahlt und dem Flötisten hilft, den Klang auch beim Spielen im Tutti zu kontrollieren.
Das Ausgleichsgewicht wird auf den Resonanzhohlraum zwischen dem Stopfen und der Krone gelegt.
Der Flötenklang kann durch das Anbringen von Gewichten aus unterschiedlichen Materialien verändert werden. Welches Material verwendet wird, hängt von der Materialqualität der Flöte und den künstlerischen Bedürfnissen des Flötisten ab. Es gibt eine große Auswahl an Metallen oder Metalllegierungen. Unser Verstärkungsgewicht gleicht mögliche Schwächen des Instruments aus. Es kann auch dazu beitragen, einen volleren, satteren oder farbenfroheren Klang zu erzeugen, je nach den Absichten des Spielers.
Da der Kork aus dem Kopfstück entfernt wird, besteht keine direkte Verbindung zwischen Stopper und Krone. Diese Innovation ermöglicht die Herstellung spezieller, längerer Kopfstücke. Das verlängerte Kopfstück kann in verschiedenen geometrischen Formen hergestellt werden. Wenn wir die Flöte schnell umbauen möchten, kann das innovative Kopfstück als externe Verlängerung an das Original-Kopfstück angeschlossen werden. Wir können zwischen einer dicken oder einer dünnwandigen Ausführung wählen. Diese Erweiterung kann auf alle Flöten angewendet werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, ein Kopfstück länger als das herkömmliche zu bauen.
Der vergrößerte Resonanzraum fungiert als Verstärker, wenn unsere innovative offene Krone an der Flöte angebracht wird. Da das Kopfstück länger und der Resonanzraum größer ist, wird der Klang verstärkt und intensiver.
Diese Vorteile des verlängerten Kopfstücks werden am besten genutzt, wenn die vier innovativen Segmente gleichzeitig angewendet werden.
Die Vorteile der innovativen Kopfstücke können wir am besten genießen, wenn die vier Segmente gleichzeitig appliziert werden.
Während der Tests haben wir zwei verschiedene Flöten verwendet: eine Trevor James Cantabile Flöte mit einem 925er Sterling Silber Kopf und eine Yamaha 511, geschlossenes Loch, 800er versilberte Flöte mit einem C-Fußgelenk.
Die offizielle Klanganalyse der Budapester Technischen und Wirtschaftsuniversität bestätigt unsere positiven Erfahrungen: Mit den verbesserten Stoppern werden Töne schneller ausgelöst (auch bei leichterem Spiel) und die Lautstärke kann um 3 bis 6 dB höher sein. Da die Obertöne reicher sind, ist der Klang der Flöte kraftvoller und viel voller.
Hier finden Sie einen Auszug aus dem Bericht:
„Der größte Unterschied zwischen den neu erfundenen Flötenfellen und den traditionellen ist beim Spielen der Note F#1 zu beobachten. Beim traditionellen Fell wird die Note mit Klavierdynamik viel langsamer eingeleitet als bei jedem Reformfell. Bei der Analyse von Noten, die von verschiedenen Flötenköpfen erzeugt werden, können wir feststellen, dass sich nicht nur die Geschwindigkeit des Notenstarts ändern kann, sondern auch Unterschiede in der Reihenfolge der verschiedenen Obertöne bestehen. Nehmen wir als Beispiel F#1, gespielt mit Forte-Dynamik. Wenn mit Stahl-, Knochen- oder Silberstopfen gespielt wird, erscheint der dritte Oberton (eine reine Quinte) als erster neben den Grundtönen, während bei Cocobolo- und Titan-Plugs (und nicht der Quint) die Oktave zuerst erscheint. Wenn F#1 mit einem herkömmlichen Stopfen gespielt wird, werden gleichzeitig Oktave und Quinte gleichzeitig aufgebaut.”
Unsere Erfindung kann auf jede Art von Böhm-Flöten angewendet werden. Jedes der Segmente kann einzeln verwendet werden. Bei Schülerflöten genügt es, nur den Stopfen einzubauen, da dies die wichtigste Einheit der Erfindung ist. Bei entsprechender Umdimensionierung können die neuen Einheiten für alle Querflöten, von Piccoloflöte bis Bassflöte, hergestellt und eingesetzt werden.
Mit Hilfe unserer Erfindung klingt die Flöte heller, voller, satter und farbenfroher. Durch den Einsatz der neuen Einheiten können Musiker ein Instrument von besserer Qualität und einem resonanten Klang mit verbesserter Dynamik und Lautstärke genießen. Ein professioneller Flötist sagt als einer unserer Volontäre: "Weniger Arbeit mit der Flöte, aber immer noch schönerer Klang."
DAGA 2018 (Die 44. Deutsche Jahrestagung für Akustik) Konferenz am 22. März 2018
Der folgende Vortrag wurde von Péter Rucz, PhD in München auf der DAGA 2018 (Die 44. Deutsche Jahrestagung für Akustik) am 22. März 2018 gehalten. Der Vortrag zeigt tiefe technische Details zur akustischen Bewertung des Flötenkopfes.
