Unter Musikern wird oft über das Fagott gewitzelt, dass es nicht wirklich laut oder leise spielen könne. Tatsächlich liegen bei diesem Instrument das leiseste Pianissimo und das lauteste Fortissimo nur 22 Dezibel auseinander. Und sein Fortissimo kann leicht von anderen Blasinstrumenten übertönt werden.
In der Werkstatt des Kronacher Instrumentenbauers Guntram Wolf entstand die Vision eines klangstarken Fagotts. Für diese Entwicklungsaufgabe fand sich ein Team aus den Instrumentenbaufirmen Wolf, Kronach und Eppelsheim, München sowie Forschern der TU Dresden zusammen, das diese Woche einen Prototypen vorgestellt hat.
Am Institut für Luft- und Raumfahrttechnik der TU Dresden hat Timo Grothe, der bei Prof. Roger Grundmann zur Akustik von Holzblasinstrumenten promoviert, dieses Projekt bearbeitet. Er konstruierte eine Anblasvorrichtung mit mikrometergenau positionierbaren künstlichen Lippen die es möglich macht, Fagotte unter vergleichbaren Bedingungen zu spielen und dabei Blasdruck, Luftmenge und Lippenkraft am Mundstück zu messen. Bei Rohrblattinstrumenten wie dem Fagott ist die Stimmung der Töne nur grob durch die Tonlöcher vorgegeben. Jeder einzelne Ton muss durch den Druck der Lippen auf das Mundstück etwas „verbogen“ werden, damit die klingende Frequenz exakt stimmt. Diese oft anstrengenden Ansatzkorrekturen entscheiden, ob auf einem Meisterinstrument ein Wohlklang oder Katzenmusik ertönt.
Grothes präzise Messungen am Mundstück gespielter Instrumente zeigten nun erstmals, welche individuellen Korrekturen von Lippenspannung und Blasdruck notwendig sind, um jeden Ton in der gewünschten Lautstärke exakt zu treffen. Die erforderliche Genauigkeit ist enorm, denn für Profimusiker sind Frequenzabweichungen von 0,3 Prozent bereits hörbar. Mit seinem „künstlichen Bläser“ konnte Timo Grothe so die Bauform und das Tonlochkonzept des heutigen Fagottes genau unter die Lupe nehmen.
„Das Fagott ist voller akustischer Kompromisse“, erklärt der Wissenschaftler. „Es hat viele kurze und lange, enge und weite, gerade und schräge Tonlöcher. Dadurch sind die Luftsäulenresonanzen ungeordnet, der Grundton wird nur durch wenige höhere Resonanzen unterstützt“. Unmittelbare Folge daraus sind die typische dunkle und warme Klangfarbe, aber eben auch die dynamischen Einschränkungen und die intonatorische Unausgeglichenheit dieses Instrumentes.
Für die Instrumentenbauer hat Grothe ein Computerprogramm geschrieben, mit dessen Hilfe sie die Resonanzen der Luftsäule und den oszillierenden Druck im Instrument mit all seinen Tonlöchern berechnen können. So kann der Einfluss von baulichen Änderungen an der Hauptröhre und an den Tonlöchern vorher abgeschätzt werden. Ein kurzer Weg von der Theorie in die Praxis ist dadurch gewährleistet, dass das Programm die berechneten Geometrien als Maschinencode für ein CNC- Bearbeitungszentrum ausgibt. So können ohne zusätzlichen Konstruktionsaufwand spielbare Funktionsmuster in Halbschalentechnik gefräst werden, um die Klangeigenschaften der berechneten Geometrie dann unter realen Bedingungen zu testen.
Anhand solcher Funktionsmuster haben die Instrumentenbauer im Projektteam ein neues und regelhaftes akustisches Konzept für ein Fagott mit erweiterten dynamischen Möglichkeiten und einer stabileren Intonation entworfen. Den ersten, komplett spielbaren Prototyp hatte die Firma Guntram Wolf auf der diesjährigen Frankfurter Musikmesse vorgestellt, der nun in den umfassenden Praxistest mit erfahrenen Musikern geht. Erste Messungen zeigten bereits, dass das neue „Bassoforte“ – so der provisorische Name – mindestens 7 Dezibel lauter spielen kann als das normale Fagott. „Am Bassoforte schätze ich seinen vielschichtigen, nuancenreichen Klang und seine enorme dynamische Spannweite“, sagt Stefan Pantzier vom MDR Sinfonieorchester über das neue Instrument, dessen Entwicklung er von Anfang an begleitet hat.
Mit dem erfolgreichen Abschluss dieses ZIM-geförderten Projektes endet die Forschungstätigkeit der Arbeitsgruppe „Musikalische Akustik“ am Institut für Luft- und Raumfahrttechnik der TU Dresden. Diese wurde vor rund acht Jahren vom damaligen Institutsleiter Prof. (em.) Roger Grundmann ins Leben gerufen. Unter seiner Leitung wurden insgesamt fünf Forschungsprojekte zu dieser Thematik durchgeführt.