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07.06.2019

Wie funktioniert ein Klavier?

Aufbau, Mechanik und Klangerzeugung des Klaviers

Was passiert im Inneren des Klaviers, wenn man eine Taste drückt?

Das Klavier ist wahrscheinlich das am häufigsten genutzte Instrument unserer Zeit. In so gut wie jeder Musikrichtung kommt es zum Einsatz: Klassik, Jazz, Pop und Rock. Neben seiner Vielseitigkeit sind auch der Tonumfang und die Fülle des Klangs erstaunlich. Schon Hector Berlioz gab in der Partitur seiner ‚Symphonie fantastique‘ an, dass bei einem kleineren Orchester fehlende Kontrabässe auch durch mehrere Flügel ersetzt werden können.  

Aber wie ist ein Klavier eigentlich aufgebaut und wie entsteht der Klang? In der Außenansicht des Klaviers bleiben dem Betrachter die mechanischen Vorgänge im Inneren des Klaviers verschlossen, denn das komplette Innenleben des Instruments ist durch die elegante Holzverkleidung verdeckt. Und in einem E-Piano ist keine konstruktionsbedingt akustische Klangerzeugung geboten.

Um heraus zu finden, wie ein Klavier funktioniert, werden wir eine Reise in das Innere des gewichtigen Instruments starten.

Quick Facts: Das akustische Klavier

 

Was versteht man unter dem Begriff Klavier?

Das Klavier ist ein akustisches Tasteninstrument. Dabei werden die installierten Saiten nicht gezupft, sondern durch eine Mechanik angeschlagen. Durch das Spielen einer Taste lenkt die Mechanik diese Bewegung um schleudert einen Hammer gegen eine Saite, dabei entsteht ein Ton. Der Resonanzboden übernimmt und verstärkt diese Schwingung und macht den Ton somit besser hörbar. Man nennt das Klavier auch akustisches Klavier.

Welche Vorteile bietet ein akustisches Klavier

Ein akustisches Klavier bietet einen vollen, runden und warmen Klang. Außerdem besteht es meist ausschließlich aus natürlichen Materialien, somit reagiert es auch auf feinste Anweisungen deines Spiels und gibt dir eine genaue klangliche Rückmeldung. Ein Digitalpiano hingegen spielt immer die gleiche Aufnahme ab, egal, wie du die Taste drückst.

Woran erkennt man ein gutes akustisches Klavier?

Das Wichtigste ist, dass dir Klang und Haptik gut gefallen. Achte darauf, ob die Töne voll und rund klingen und wie sich die Tastatur beim Spielen für dich anfühlt. Bei einem gebrauchten Instrument ist es zudem sehr wichtig, dass der Resonanzboden keine Risse oder andere Beschädigungen aufweist, denn sonst ist das Instrument nicht mehr zu retten.

Wie kam das Klavier zu seinen Namen?

Ursprünglich hießen alle Tasteninstrumente Klavier, das lateinische Wort ‚Clavis‘ bedeutet ‚Schlüssel‘ oder ‚Taste‘. So wurden in der Entstehungszeit des Klaviers zunächst einmal alle Tasteninstrumente als Klavier bezeichnet, auch wenn sie ab einem Punkt eher aussahen, wie unsere modernen Flügel. Der große Unterschied zwischen dem Klavier und dem Flügel, wie wir sie heute kennen, besteht in der Anordnung der Saiten. Beim Flügel sind sie horizontal, beim Klavier vertikal angeordnet. Im Englischen nennt man das Klavier deshalb auch ‚Upright Piano‘, also 'aufrecht stehendes Klavier.' Der Name beschreibt damit die Lage der Saiten. 

Aus welchen Teilen besteht ein Klavier?

Grundsätzlich besteht ein Klavier aus den folgenden Komponenten:

  • Rahmen und Saiten
  • Tasten und Mechanik
  • Resonanzboden
  • Pedale
  • Gehäuse

Wie ist das Klavier entstanden?

Die Entstehung des Klaviers ist ein langer Prozess, der sich über mehrere Jahrhunderte hinzog und an dem viele Erfinder und Musiker beteiligt waren. Nach und nach wurden immer wieder neue Teile hinzugefügt oder alte Entwicklungen ausgetauscht. Die wahrscheinlich prägnanteste Erfindung stammt allerdings von Bartolomeo Cristofori, einem italienischen Instrumentenbauer, mit dessen Werk wir uns gleich noch intensiver beschäftigen werden.

Der Ursprung des Klaviers liegt unter anderem im sogenannten ‚Monochord‘, einem einsaitigen Instrument, das bereits Pythagoras verwendete, um seine Lehren unter die Menschen zu bringen, da zu seiner Zeit Mathematik und Musik noch zusammengehörten. In diesem sehr einfachen Instrument wurden eine, später auch mehrere Saiten über einen Klangkörper gespannt.

Durch Zupfen einer Saite wurde somit ein Ton erzeugt. Im 15. Jahrhundert wurde von Conrad von Zabern ein Vorläufer der heutigen Tastatur integriert, mit deren Hilfe die Länge der Saiten verkürzt werden konnte, um verschiedene Tonhöhen erzeugen zu können, das sogenannte ‚Tastenmonochord‘. Weiterentwickelt wurde daraus das ‚Clavichord‘, mit dem noch besser unterschiedliche Tonhöhen gespielt werden konnten. Noch später kam dann das ‚Cembalo‘, bei welchem die Saiten dann längs angebracht wurden und von Kielen gezupft wurden, die meist aus den Federn von Vögeln stammten.

Aber auch das ‚Psalterium‘ spielte eine Rolle. Dieses uralte Instrument geht auf den orientalischen Kulturraum im 5. Jahrhundert zurück. Dabei wurden die Saiten nicht mit den Fingern gezupft, sondern mit Stäbchen geschlagen, was wesentlich später dann zur Erfindung des ‚Hackbretts‘ führte, einem direkten Vorfahren des heutigen Klaviers.     

Schaut man sich einen Flügel ohne Deckel von oben an, erkennt man, dass im heutigen Instrument noch ein weiteres altes Instrument seine DNA hinterlassen hat. Kann man hier schon erkennen, welches Instrument es ist?

Es ist eine ‚Harfe‘, die sozusagen in den Flügel gelegt wurde. Da das heutige Klavier kleiner ist als ein Flügel, musste dort aus Platzgründen die Form des Rahmens verändert werden. Trotzdem ist auch das moderne Klavier konzeptionell eine Mischung aus einer Harfe, einem Hackbrett und einem Tastenmonochord.

Wir kennen jetzt die Entstehungsgeschichte des Klaviers und aus welchen Komponenten es besteht. Jetzt schauen wir uns an, wie der Klang des Klaviers entsteht. 

Wie entsteht der Klang beim Klavier?

Die Grundlage der Klangerzeugung im Klavier bilden der gusseiserne Rahmen und die Saiten, die in ihm gespannt wurden. Über die Länge der jeweiligen Saite ergibt sich der Ton, den sie hervorbringt. Allerdings müsste man beim Klavier von Saiten sprechen, denn der Großteil der zur Verfügung stehenden Einzeltöne ist mit drei Saiten in gleicher Stimmung ausgestattet.

Geht es Richtung Bass, werden die Saiten immer dicker, somit sind es irgendwann nur noch zwei Saiten, die letzten Basstöne haben dann nur noch eine Saite pro Ton. Durch die Verteilung der Saitenanzahl auf die unterschiedlichen Tonhöhen wird ein ausgeglichenes Klangbild erreicht. Die hohen Töne wären sonst viel leiser als der Bass.

Warum ist der Ton des Klaviers laut?

Für den durchsetzungsfähigen Klang des Klaviers, ist ein Resonanzkörper verantwortlich, der den Klang der schwingenden Saite verstärkt. Gitarre und Harfe zum Beispiel sind dafür mit einem Korpus ausgestattet, im Klavier dient dazu der Resonanzboden.

Dabei handelt es sich im Klavier um eine dünne Platte, meistens aus Fichtenholz gefertigt, welche die Schwingungen der Saiten übernimmt und dabei selbst in Schwingung gerät, was den entstehenden Ton verstärkt. Nach diesem Prinzip arbeiten übrigens alle akustischen Saiteninstrumente.

Ein einfaches Beispiel für dieses Phänomen ist der Vergleich der Elektro-Gitarre mit einer akustischen Gitarre. Spielt man die Saiten der Elektro-Gitarre ohne Verstärkung, ist das Schwingen der Saiten kaum zu hören. Die akustische Gitarre hingegen ist durch ihren großen Resonanzkörper ohne zusätzliche Verstärkung richtig laut.

Wie ist eine Klaviermechanik aufgebaut?

Bei vielen Saiteninstrumenten findet die Tonerzeugung direkt an der Saite statt, zum Beispiel durch Zupfen. Bei Tasteninstrumenten hingegen wird der Ton durch eine Mechanik ausgelöst. Im Klavier werkelt dafür die Klaviermechanik. Diese besteht aus Tasten, Federn, Zungen, Stößeln, Dämpfern und Hämmern. Das gesamte Spielwerk des modernen Klaviers umfasst eine unglaubliche Zahl von ca. 6.000 Einzelteilen, das in seiner Gesamtheit ein komplexes mechanisches System darstellt.

In diesem Video sieht man deutlich, dass beim Drücken nur einer Taste, viele Teile der Klaviermechanik in Bewegung geraten. (Video ohne Ton: Michael Geisel)

Als dessen Schöpfer gilt der italienische Instrumentenbauer Bartolomeo Cristofori. Er erfand Ende des 17. Jahrhunderts die Hammermechanik, ein, für die damalige Zeit, ausgeklügeltes System, bei dem ein Hammer aus Holz gegen die Saite geschleudert wird und sie somit zum Schwingen bringt. Diese Entwicklung ermöglichte es, dynamisch zu spielen, was bei den Vorgängerinstrumenten noch nicht möglich war. Und so kam auch der Name für diese neue Art Instrument zustande, der ab diesem Zeitpunkt verwendet wurde. Weil nun also leise und laut gespielt werden konnte, nannte man es einfach ‚Pianoforte‘ (leise und laut auf Italienisch). 

Seit Cristoforis Erfindung wurde die Klaviermechanik stetig weiterentwickelt. Bei modernen Instrumenten werden bestimmte Holzteile heute teilweise durch Kunststoffteile ersetzt, wie zum Beispiel bei Instrumenten der Marke Kawai. So oder so bleibt die Klaviermechanik ein Wunderwerk menschlichen Erfindungsgeistes. Somit schließt sich der Kreis der Tonerzeugung beim Klavier. 

Wie wird der Ton eines Klaviers ausgelöst?

Wird eine Taste gedrückt, wird der Hammer, über die Mechanik umgelenkt, gegen die entsprechende Saite geschleudert. Die Saite oder die Saiten werden dadurch in Schwingung versetzt und geben die Schwingung weiter an den Resonanzboden. Dieser übernimmt die Vibration, verstärkt den Ton, und macht ihn schlussendlich besser hörbar.

Das Auslösen eines Tons dargestellt anhand eines Flügelmechanik-Modells. (Video ohne Ton: Michael Geisel)

Aber warum endet ein Ton, wenn man die Taste wieder loslässt? Dafür sind die Dämpfer verantwortlich. Wird keine Taste gespielt, liegen die Dämpfer auf den Saiten. Nur im höchsten Diskant wird in der Regel auf Dämpfer verzichtet, wiederum, um ein ausgewogenes Klangbild zu erhalten. Wird eine Taste gespielt, hebt sich der Dämpfer von der Saite und diese kann frei schwingen. Lässt man die Taste wieder los, senkt sich der Dämpfer zurück auf die Saite und der Ton verstummt. Jetzt fehlen nur noch die Pedale.

Welche Funktion übernehmen die Pedale am Klavier?

Neben der Möglichkeit dynamisch auf dem Klavier zu spielen, haben auch die Pedale haben mit der Klanggestaltung zu tun. Beim Klavier stehen sie für folgende Funktionen.

Rechtes Pedal:

Das rechte Pedal ist bei Klavier und Flügel gleich, es ist das sogenannte Dämpferpedal. Mit ihm lassen sich alle Dämpfer von den Saiten lösen, somit können sie frei schwingen. Hier kann man Folgendes ausprobieren: Zunächst das rechte Pedal treten und mit den Händen so laut wie möglich klatschen, oder mit einer Hand irgendwo gegen den Korpus des Klaviers klopfen.

Dabei lässt sich feststellen, dass die Saiten diese Schwingung aufnehmen, denn sie können ohne den sonst anliegenden Dämpfer frei schwingen. Das Dämpferpedal wird sehr oft beim Klavierspielen verwendet. Mit dessen Hilfe lassen sich Dinge hörbar machen, die man so nicht gleichzeitig greifen kann, wie beispielsweise einen tiefen Basston und einen Akkord in der Mitte des Instruments.   

Linkes Pedal:

Mit dem linken Pedal kann der Klavierton leiser gestaltet werden, denn durch seine Betätigung schiebt sich die Mechanik näher an die Saiten. Auf diese Weise wird die Anschlagsdistanz der Hämmer zu den Saiten verringert, wodurch der Ton dann etwas leiser und dumpfer wird.

Mittleres Pedal:

Wird das mittlere Pedal betätigt, schiebt sich zwischen Hammer und Saite eine dünne Schicht Filz, sodass die Hämmer nicht direkt auf die Saiten treffen und den entstehenden Ton in seiner Lautstärke dämpfen. So kann man auch spät abends noch Klavierüben, deshalb nennt man das Pedal auch Übe-Pedal.

Schlusswort

Das moderne Klavier ist ein Wunderwerk menschlicher Ingenieurskunst. Rechnet man alle frühzeitlichen Instrument mit ein, die mit in den Entstehungsprozess einflossen, hat die Entwicklung zu dem Instrument, wie wir es heute kennen, hunderte, wenn nicht tausende Jahre in Anspruch genommen. Wir können uns heutzutage also glücklich schätzen, ein solches Instrument zur Verfügung zu haben. Entfernt man die Verkleidung des Klaviers, kann man sich dessen Innenleben ganz detailliert ansehen. Sind die abnehmbaren Teile des Klaviers entfernt, klingt das Instrument auch noch einmal ganz anders, als man es gewohnt bist.

Viel Spaß beim Erkunden dieses tollen Instruments!  

Tipp:  Weitere interessante Themen rund um das Klavier lernen und spielen findet ihr in unserem Artikel: Klavier lernen – Tipps für Anfänger und Profis

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