Akustik oder: Die Glockenrippe

Die ideale Form einer Glocke hat sich erst im Laufe langer Jahrhunderte herausgebildet. War sie zunächst noch eher halbkugelförmig, streckte sie sich im Laufe des frühen Mittelalters immer mehr und erhielt zunehmend ihre konkav-konvexe Form, die wir heute als die typische Glockenform bezeichnen würden. Da dieser Typus im späten Mittelalter entwickelt wurde, nennt man diese Art auch Glocken mit gotischer Rippe. Rippe bezeichnet hierbei die exakte Wandungsform der Glocke.

Die Akustik einer Glocke ist eine hochkomplexe Angelegenheit, bei der bis heute nicht alle Phänomene erklärt werden konnten. Insbesondere die Akustik einer Glocke in gotischer Rippe hat es in sich: Der Glockenklang setzt sich aus vielen Einzeltönen zusammen, die in ihrer Zusammensetzung dem Obertonaufbau einer Orgel beispielsweise zwar ähneln, ihm aber nicht entsprechen. Dabei ist insbesondere für Laien die Tonhöhenbestimmung einer Glocke sehr schwer, denn der sog. Schlagton, der in der Regel als der eigentliche Glockenton wahrgenommen wird, erscheint nur sehr kurz beim Anschlag der Glocke, um nach weniger als 1 Sekunde dem komplexen Obertonaufbau zu weichen. Im übrigen hat sich herausgestellt, dass der Schlagton überhaupt kein realer Ton ist, sondern lediglich eine rein subjektive Tonempfindung, die aus der Summe der zahlreichen Teiltöne der Glocke beim Anschlagen resultiert. Dementsprechend ist er auch nicht messbar... Im Idealfall deckt sich der Schlagton mit der Prime der Glocke, dies ist aber nicht grundsätzlich der Fall. Wie stark der Schlagton (oder auch "Nominal" genannt) wahrzunehmen ist, hängt von der Stärke des Schlagringes einer Glocke ab.

Der ideale Tonaufbau einer Molloktav-Glocke (s.u.) mit dem Nominal c' ist:

   Unterton
c'   Nominal / Schlagton
c'   Prime
es' Terz
g'   Quinte
c''  Oktave
e''  Dur-Dezime (!)
f''   1. und 2. Undezime
g''  Duodezime
a''  Tredezime
c''' Doppeloktave

Die tatsächlichen Tonhöhen des Nominals und der Obertöne einer Glocke werden in sechzehntel Halbtonschritten angegeben. Der Nominal der berühmten Erfurter Gloriosa hat beispielsweise die exakte Tonhöhe e°+3.

Die Bezeichnung Molloktav besagt, dass im Klangaufbau der Glocke zum einen der Unterton die Suboktave der Prime und zum anderen die Terz eine Mollterz ist. Molloktav-Glocken sind die klassische Glockenform, die auch heutzutage fast ausschliesslich gegossen wird. Daneben wurden insbesondere im Barock aber auch Glocken gegossen, deren Untertöne nicht eine Oktave, sondern eine Sexte, Septime oder sogar einen Tritonus (!) unter der Prime lagen.
Der Unterton klingt von allen Tönen der Glocke am längsten nach. Da das Phänoment der Unteroktave bei anderen Instrumenten nicht existiert, wird dieser am längsten präsente Ton oft selbst von versierten Musikern für den eigentlichen "Grundton" der Glocke gehalten, sie schätzen ihn also als zu tief ein.

Die Töne vom Unterton bis zur Oktave bezeichnet man als "Prinzipal-Töne", die darüberliegenden als "Mixtur-Töne".
Die Mollterz und die Dur-Dezime dissonieren übrigens nicht! Ein weiteres typisches Glockenphänomen. Ebenso wie die sehr dicht beieinanderliegenden, aber eben nicht identischen Töne der 1. und 2. Undezime.

Übrigens sind die Teiltöne der Glocke keine Obertöne im physikalischen Sinn. Eine Glocke in gotischer Rippe verhält sich akustisch wie eine Vielzahl von ringförmigen Einzelplatten, die jede einen anderen Ton hervorbringen. Der Klang einer Glocke ist sozusagen die Summe der Einzeltöne dieser einzelnen Platten.
Daraus folgt auch, dass diese sog. Summtöne einer Glocke nicht notwendigerweise in einem harmonisch-ganzzahligen Verhältnis zueinander stehen müssen.

Da der Nominal einer Glocke, wie schon erwähnt, kein reeller Ton ist, lässt er sich auch nicht objektiv mit Messgeräten bestimmen. Er ist lediglich subjektiv nach Gehör messbar.
Trotzdem wird die Tonhöhe einer Glocke mit dem Nominal angegeben.

Darüber hinaus kommt bei schwingend geläuteten Glocken auch noch der "Dopplereffekt" zum Tragen: Wenn die Glocke in Richtung des Hörers schwingt, hat man den Eindruck einer Tonerhöhung, schwingt sie wieder vom Hörer weg, scheint es, als würde sie tiefer klingen. Dabei wird der kurz klingende Schlagton mit einer gleich bleibenden Tonhöhe wahrgenommen, nur die Summtöne unterliegen dem Dopplereffekt.

Glocken können nach dem Guss durch Ausschleifen oder Ausfräsen nur um wenige sechzehntel Halbtöne nachgestimmt werden. Angesichts dieser Tatsachen scheint es umso fantastischer, dass es nicht nur gelingt, einzelne Glocken auf eine bestimmte Tonhöhe zu gießen, sondern auch ganze Geläute harmonisch zusammenzustellen.

Kleinere Glocken wurden in grauer Vorzeit auch manchmal aus Metallblech zusammengenietet, solche Glocken haben aber längst keinen so satten und vollen Klang wie gegossene Bronzeglocken.

Konstruktion
Zur Erläuterung nun ein Schema einer Glocke in gotischer Rippe:


(https://de.wikipedia.org/wiki/Glocke#/media/File:Glockenteile.jpg)

   

 

 
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