Die Saiten

Klaviere haben 88 Töne, jeder Ton mehrere Saiten, jede Saite kann mit einer Zugkraft bis zu 160 kg gespannt sein, und alle Saiten zusammen bringen es damit auf einen Zug von bis zu 20.000 kg, also bis zu zwanzig Tonnen, abhängig davon, wie viele Saiten ein Klavier besitzt. Das nämlich ist wiederum abhängig davon, wie groß es ist, und nicht etwa von der Anzahl der Töne: Je größer das Instrument ist, umso länger können die Saiten sein, und das bedeutet, daß man auch bei tieferen Tönen noch blanke statt umsponnener Saiten benutzen kann. Und während bei blanken Saiten drei pro Ton vorhanden sind, sind es bei umsponnenen nur zwei und bei den ganz tiefen Tönen nur eine.
Genau genommen sind es aber auch bei blanken Saiten meist gar nicht drei, sondern nur anderthalb Saiten pro Ton. Der Saitendraht wird nämlich am Saitenende an einem Stift so umgelenkt, daß ein einziger Draht zwei Saiten bildet. Möglich ist das, weil an der Umlenkstelle die Reibung durch den Knick, den die Saite hier macht, so hoch ist, daß beide Drahthälften trotzdem völlig unabhängig voneinander verschieden gespannt, also einzeln gestimmt werden können. Seeleuten ist dieser Effekt geläufig, denn man kann tonnenschwere Schiffe durch Umlenkung des Seils festmachen, obwohl das Seilende nirgends befestigt ist.
(Eine Ausnahme bilden einige wenige Modelle wie die von Bösendorfer, bei denen jede Saite einzeln mittels Ösen aufgehängt wird.)

Die Umspinnung ist ein Trick, der bei allen Saiteninstrumenten angewendet wird. Die Tonhöhe ist nämlich von der Spannung, der Länge und dem Gewicht der Saite abhängig, und um ausreichend tiefe Töne zu erzeugen, muß man die Spannung erniedrigen, das Gewicht erhöhen oder die Saiten länger wählen. Man kann die Spannung einer Saite aber weder beliebig klein machen – dann geriete sie zur durchhängenden Wäscheleine –, noch kann man die Saite beliebig lang machen – ausgehend von den Saitenmaßen der höchsten Töne müßte die tiefste Baßsaite dazu eine Länge von ca. 11 Metern haben –, noch kann man sie beliebig schwer, d.h. beliebig dick machen – aus einem schwingenden Draht würde so ein dicker Stahlstab, der keinen Baßton, sondern nur ein läppisches »Pling« von sich gäbe, weil er zu steif geworden wäre.
Die Lösung heißt »teile und herrsche«: Gespannt wird nur ein relativ dünner Kerndraht, und dessen Schwingung wird dadurch verlangsamt, daß man ihn mit Kupferdraht umwickelt; dadurch erhöht sich das Gewicht, und der Ton wird tiefer, ohne daß die Steifigkeit der Saite über Gebühr ansteigt.
Dabei gilt allerdings, daß dieser Trick das Problem nicht ganz aus der Welt schaffen kann. Denn ist die Saite sehr kurz, muß sie entsprechend schwerer werden und mit entsprechend stärkerem Kupferdraht umwickelt sein. Das erhöht dann doch wieder ihre Steifigkeit, und ihr Schwingungsverhalten verschlechtert sich, mit der Folge, daß sehr kleine Klaviere immer recht unsaubere Baßtöne haben, die sich schwer stimmen lassen.
Das Umspinnen geschieht in darauf spezialisierten Saitenspinnereien, entweder beim Hersteller selber oder in externen Werkstätten als Zulieferer.


Der Resonanzboden

Saiten erzeugen kaum Schalldruck, dafür ist ihre Oberfläche zu klein. Man überträgt ihre Schwingungen deswegen bei allen Saiteninstrumenten auf eine Art Membran, die ähnlich einer Lautsprechermembran funktioniert; bei Geigen heißt sie »Decke«, bei Klavieren »Resonanzboden«.
Das ist eigentlich das falsche Wort, denn unter Resonanz versteht man das Phänomen, daß ein Gegenstand ganz von alleine mitschwingt, wenn die Schwingungsfrequenz seinem Eigenton entspricht. Dem Resonanzboden aber werden die Saitenschwingungen durch mechanische Kopplung aufgezwungen, und er soll in allen Tonbereichen schwingungsfähig sein, nicht nur bei seinen Resonanztönen.

Der Resonanzboden ist eine etwa 1 cm dicke Fichtenholz-Platte. Damit die Saiten ihre Schwingungen auf ihn übertragen können, laufen sie über einen Steg, der auf den Boden aufgeleimt und -geschraubt ist. Die Saiten werden dabei so geführt, daß sie am Steg etwas abknicken, so daß sie auf den Boden Druck ausüben. Dies nennt man den Stegdruck. Der Druck aller Saiten auf den Steg kann mehrere hundert Kilogramm betragen. Unter anderem deswegen wird der Boden mit einer leichten Wölbung versehen und auf der Unterseite mit sog. Rippen verstärkt.


(Auf dieser grob schematischen Abbildung ist die Wölbung stark übertrieben, die Rippen fehlen, und der Anhängestift, der hier scheinbar in der Luft hängt, ist Bestandteil des Eisenrahmens, der weiter unten erklärt wird.)

Klangentscheidend beim Resonanzboden sind vor allem:
• die Holzqualität (bei guten Instrumenten wird ein großer Teil des gelieferten Klangholzes als unbrauchbar aussortiert),
• der richtige Stegdruck (er bestimmt, wie gut die Saitenschwingung auf den Boden übertragen wird),
• die richtige Wölbung (die neben den Eigenschaften des Materials für das richtige Maß an Elastizität des Bodens sorgt).
Da die Holzfläche recht groß ist, hat die Wölbung bei alten Instrumenten oft nachgelassen, nicht selten ist bei sehr alten Instrumenten der Boden sogar gerissen. Ein Klavier hält also nicht ewig, bei guter Qualität sollte es aber für mindestens 50 Jahre reichen.


img/stmstck.gif

Der Stimmstock

Damit die Saiten gestimmt werden können, sind sie an drehbaren Wirbeln aufgewickelt, den Stimmnägeln. Die stecken wie Nägel in einem Brett, dem sog. Stimmstock, und halten dort allein durch festen Sitz, also durch Reibung. Wie fest sie dort sitzen, ist von großer Bedeutung für die Stimmbarkeit: Zu feste Wirbel sind schwer stimmbar, zu lockere halten die Stimmung nicht.
Abhängig ist das auch von der Art des Stimmstocks, der wie Sperrholz aufgebaut ist. Besteht er aus wenigen dicken Holzschichten, sitzen die Wirbel recht fest (Steinway). Besteht er aus vielen dünnen Schichten (sog. Multiplex-Stimmstock), ist der Leimanteil sehr hoch und die Reibung deswegen geringer.
Auch der Stimmstock unterliegt der Alterung. Da das Holz im Laufe der Jahrzehnte austrocknet und schwindet, werden auch die Wirbel allmählich lockerer. Dann kann man sie, sofern der Stimmstock noch in Ordnung ist, bei Neubesaitung durch etwas dickere ersetzen. Bei sehr alten Instrumenten hat der Stimmstock jedoch oft Risse, dann lohnt die Reparatur nicht.


Die Rast (auch Raste, Rasten)

Stimmstock und Resonanzboden müssen natürlich irgendwie befestigt sein. Das Grundgerüst, das alle Teile eines Klaviers zusammenhält, ist die Rast, eine Balkenkonstruktion, auf die Resonanzboden und Stimmstock aufgeleimt werden. Kleinklaviere haben oft eine Rast, die nur aus einem Balkenviereck ohne Querverstrebungen besteht, größere eine stabilere Konstruktion mit aufrechten, kreuz- oder strahlenförmig angeordneten Querbalken. Beim Flügel gehört die gerundete Außenwand, die Zarge oder bei Steinway Rim genannt wird (was nichts anderes als Zarge heißt), mit zur Rast.
Die Rast allein reicht aber nicht, um den hohen Saitenzug aufzunehmen und zu stabilisieren, schließlich darf sich hier absolut nichts rühren, wenn das Instrument die Stimmung halten soll. Deswegen wird das Ganze noch mit einem weiteren Teil, nämlich einer Eisenplatte, verschraubt und so stabilisiert.


img/platte.gif Die Platte (Eisenrahmen)

Sie wird in Eisengießereien aus Grauguß hergestellt und unterliegt, bevor sie ins Klavier eingebaut wird, etlichen Arbeitsgängen:
Sie muß geschliffen, dann – meist dreimal – gespachtelt werden. Danach wird im Spritzverfahren Ölfarbe aufgetragen, die im Ofen gehärtet wird. Die Farbe wird wiederum geschliffen und mit einem Vorlack versehen. Nun kommt sie ein zweites Mal in den Ofen. Dann wird sie bronziert, kommt ein drittes Mal in den Ofen, wird noch einmal überlackiert und kommt ein letztes Mal in den Ofen. Nachdem sie mit den nötigen Zusatzteilen versehen ist, z.B. mit Anhängestiften für die Saiten, kann sie eingebaut werden.
Da die Platte die Lage der Saiten bestimmt, wird durch sie der Stegdruck festgelegt, deswegen wird ihre Einbauhöhe bei der Montage genauestens kontrolliert und reguliert.


Tastatur und Spielwerk

Tastatur
Tastenbreiten sind heute genormt, denn nur so kann sich der Spieler darauf verlassen, überall die gleichen Maße vorzufinden. Diese werden durch ein Normblatt (DIN 8996) festgelegt, nach dem 85 Tasten eine Breite von 1180 mm haben, bzw. 88 Tasten eine Breite von 1227 mm, jeweils mit einer Toleranz von +4 mm. Die Breite einer weißen Taste beträgt 23,7 mm, die Oktavbreite 165,2 mm (Außenkante c bis Außenkante h).
Eine Sonderlösung für kleine Hände entwickelte 1998-2005 die amerikanische Firma Steinbuhler, die Tastaturen in 7/8- und 15/16-Größe fertigt, s. unter Links, Zubehör

Bei der Anordnung der schwarzen Tasten gibt es eine Feinheit, die nie jemand zu bemerken scheint, denn immer wieder findet man Tastatur-Grafiken wie nebenstehend falsch dargestellt.
Auf diesen Tasten könnte kaum jemand spielen, denn die Finger würden regelmäßig zwischen den schwarzen Tasten stecken bleiben.
Die richtige Anordnung erhält man, indem man die ersten drei weißen Tasten in 5 und die nächsten vier in 7 gleich breite Teile unterteilt; dadurch ergeben sich geringfügig unterschiedliche Breiten der schwarzen Tasten, die ausgeglichen werden (3/5 sind etwas größer als 4/7). Außer der gis-Taste kommen so die schwarzen Tasten nicht genau mittig zwischen den weißen zu liegen, sondern sind so versetzt, daß zwischen ihnen genügend Platz für die Finger bleibt:

img/tasten_r.gif

Spielwerk
img/paction.gif Die Mechanik eines Klaviers kann aus bis zu 6000 Einzelteilen bestehen. Allein die Anzahl der Achsen kann bei einem Flügel mehr als 600 betragen. Die meisten Teile sind aus Holz gefertigt, jede Art von Schrauben natürlich aus Metall, und alle Polsterungen, die immer dort nötig sind, wo Teile sich berühren und sich gegeneinander bewegen, aus verschiedenen Filzen und aus Wildleder – Filz, weil er geräuschlos ist, und Leder, weil es hohe Abriebfestigkeit besitzt.
Entscheidend für die Qualität einer Mechanik ist aber nicht nur die Qualität der Materialien, sondern in hohem Maße die Genauigkeit, mit der eine Mechanik zusammengesetzt und an das Klavier angepaßt wird. Das ist zum großen Teil Handarbeit und läßt sich nicht automatisieren. Je teurer ein Klavier ist, umso mehr Zeit und Sorgfalt wird in der Regel hierauf verwendet.

Die meisten Hersteller fertigen ihre Mechaniken nicht mehr selber, sondern beziehen sie von Fremdfirmen und bauen sie nur selber ein. Einer der wichtigsten Mechanik-Hersteller in Europa ist z.B. die Firma Renner in Gärtringen bei Stuttgart, die auch Steinway beliefert. Viele Klavierhersteller werben mit dem Namen Renner, da er für Qualität in der Verarbeitung steht.

Eine detaillierte Beschreibung der Funktion der Mechanik, der Feinheiten der Regulierung und der Intonation finden Sie hier: Das Spielwerk von Flügeln und Klavieren.



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