Tonwalze

  • Alte Träume

    Tonwalze

    Edisons Phonograph mit Tonwalze

     

    Ganz gleich, ob wir Töne digital oder analog aufzeichnen, unser Wissen über die Erkenntnisse der Technik-Pioniere und ihre Erfindungen ist für die professionelle Anwendung modernster Verfahren auch heute wichtig.

    Schall, (aber auch das Licht,) welchen wir Menschen wahrnehmen, basiert auf Wellenformen. Unser Ohr ist so aufgebaut, dass es Unterschiede im Luftdruck der Atmosphäre als Schall empfangen kann. Schall ist stets auf ein Medium angewiesen, um transportiert zu werden. Wasser, feste Körper und natürlich die Luft fallen einem da als erstes ein. Wenn die Luft Schall transportiert, so wird der Luftdruck verdichtet oder entspannt je nach Wellenform.

     

    Die Versuche der ganzer Erfindergenerationen konzentrierten sich folgerichtig darauf, diese Wellenformen in irgendeiner Weise mechanisch oder elektrisch zu konservieren, sie aufzuzeichnen. Ende des 19ten Jahrhunderts arbeiteten Techniker und Erfinder intensiv daran, das Abbild und die Äußerungen der Menschen und ihrer Umwelt aufzuzeichnen. Vor allem der Gedanke, legendäre Musiker über deren Tod hinaus hören zu können, beflügelte die Entwickler. Experimente, etwa mit einer Stimmgabel, an deren Zinken man eine Nadel befestigte, und die man schwingend auf eine mit Ruß geschwärzte Glasplatte hielt, zeigten deutlich Schwingungslinien auf der Glasplatte.

     

    Die ersten Tonaufnahmen der Welt

    Eines der ersten funktionsfähigen Geräte zur Tonaufzeichnung war 1877 Edisons Phonograph. Ein Gerät zum Aufzeichnen und Abspielen von Tönen auf Tonwalzen mit einer Spieldauer bis zwei Minuten. Das Prinzip bestand aus einem Tontrichter um Schallwellen zu bündeln und zu verstärken, an dessen unteren Ende eine Membran befestigt war, auf der ein Metallstift saß. Im Prinzip ein Vorläufer des Mikrofons. An dem Stift vorbei bewegte sich während der Aufnahme eine mit Wachs (später Schellack) beschichtete, rotierende Walze. Je nach Amplitude (Größe der Schallwelle) ritzte der Stift unterschiedlich tiefe, fortlaufende Rillen in die Walze. (Tiefenschrift) Bei der Wiedergabe lief der Stift in der Rille entlang, versetzte die Membran in Schwingung, welche wiederum von dem Trichter verstärkt wurde. Edisons Phonograph war im Prinzip ein rein mechanisches Gerät, mit dem die Luftdruckunterschiede (also der Schallwellen) mechanisch in unterschiedliche Vertiefungen in der durch eine Nadel eingeritzten Aufnahmerille übersetzt wurden.

     

    Bis heute basieren alle Aufnahmesysteme auf der Umwandlung einer Wellenform in eine andere. Wichtige Grundlage dafür war auch das Telefon, erfunden 1875 durch Bell. Dieses System übersetze erstmals Schallwellen in elektrische Wellen und nach der Übertragung beim Telefonpartner wieder in Schallwellen. Größter Schwachpunkt in der Anfangszeit des Telefons war, dass die Leistung mit der Kabellänge zwischen den Telefonen rasch abnahm. Konsequenterweise konzentrierte sich die Forschung auf Möglichkeiten der Verstärkung, die Verstärkerröhre wurde Anfang des 20ten Jahrhunderts erfunden. Bis Ende der 40er Jahre wurden alle elektrischen Verstärker mit Röhrenschaltungen realisiert, bis 1948 John Bardeen, W. Brattain und William Shockley den Transistor erfanden.

     

    Das Bessere ist des Guten Feind

    Grammophon

    Grammophon

    Interessanterweise war Edisons Antrieb, später den Cinematographen (den Film) zu entwickeln, vor allem als Ergänzung seines Phonographen gedacht. Besonders die kurze Spielzeit, aber auch technische Schwächen, etwa die fehlende Reproduzierbarkeit (jede Walze war ein Original), führten rasch zur Entwicklung des Grammphons und der Schallplatte. Deren Erfindung wird dem in Hannover geborenen Emile Berliner zugeschrieben.

     

    Während Edisons Nadel unterschiedlich tiefe Rillen erzeugte, und dadurch die Modulation aufzeichnete, erfand Berliner die waagerechte Schwingung, die sogenannte "Seitenschrift". Sie erzeugte Wellenlinien mit unterschiedlicher Amplitude und Frequenz.

     

    1902 nahm Enrico Caruso in Mailand seine erste Schallplatte auf, die sich sensationell verkaufte. Berliners Firma war es auch, die das Markenlabel "His Master´s Voice" mit dem Hund vor dem Grammophontrichter kreierte, welches man noch heute auf den CDs der EMI sehen kann. Die Platten liefen mit 78 Umdrehungen pro Minute, klangen kratzig und dauerten nur drei bis vier Minuten. Erst als nach dem zweiten Weltkrieg statt Schellack Plastik verwendet wurde, konnte die Geschwindigkeit mit 33 Umdrehungen mehr als halbiert und die Spieldauer erhöht werden.

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    Alte Schellack-Schallplatte

     

  • Auf der Suche nach neuen Techniken

    Tonbandgerät

    Frühes Tonbandgerät

    Mit zunehmendem Perfektionismus wurde der Wunsch stärker, Tonaufnahmen in besserer Qualität und ohne umfangreiche technische Prozesse sofort verfügbar zu haben. Die sofortige Verfügbarkeit bot ja bereits der Phonograph von Edison. Doch die höhere Qualität eröffnete erst die Magnetaufzeichnung. Schon 1888 beschrieb der Amerikaner Oberlin Smith die Möglichkeit, mit Baumwoll- oder Seidenfäden, in die Stahlstaub hineingearbeitet wurde, aufzuzeichnen. Statt Walzen oder Spulen verwendete man Garnröllchen.

     

    Bereits 1900 experimentierte man mit Drähten und Metallbändern, ohne großen Erfolg. Der Däne Valdemar Poulsen etwa entwickelte Stahldrahtgeräte, zunächst auf Walzen, ähnlich dem Phonographen, aber statt mit Wachs beschichtet, eng bewickelt mit Draht. Später entwickelte Poulsen Spulen-Drahtgeräte, bei einer Geschwindigkeit von 3 Metern in der Minute konnte man 2 Minuten aufzeichnen. Sie waren unhandlich, und man konnte sie nicht bearbeiten. Wurden verschiedene Stücke zusammengelötet, ging auch die Aufnahme verloren, weil die Magnetisierung sich aufhob.

     

    Die Anfänge der Magnetbandaufnahme

    Magnetophon K1

    Magnetophon K1

    Erfunden wurde das als Magnetband bekannte Verfahren 1928 von dem Deutschen Fritz Pfleumer, war aber zunächst noch nicht marktreif. Er verwendete mit Metallpulver beschichtete Papierstreifen für die Aufnahme. Pfleumer arbeitete in der Zigarettenindustrie, seine Entwicklung von Zigaretten-Mundstücken brachte ihn auf die Papierstreifen. In Vorführungen machte er Aufnahmen, riss diese in verschiedene Stücke, klebte sie wieder in anderer Reihenfolge zusammen und spielte das Ergebnis wieder ab. Das erste editierbare Aufzeichnungsmedium war erfunden, aber noch zu empfindlich.

     

    Bereits 1934 wurde das erste Magnetband von dem Vorläufer der BASF, der IG Farben vorgestellt. Das passende Aufnahmegerät, Magnetofon K1 baute die AEG, die das Patent von Fritz Pfleumer gekauft hatte, die Zeit des Magnetophons war gekommen. Die ersten Geräte bestanden aus 3 Koffern (Laufwerk, Verstärker, Lautsprecher) und wogen zusammen einen Zentner. Sie liefen mit einer Geschwindigkeit von einem Meter pro Minute. Ein 30cm - Spule - Band reichte für 20 Minuten Aufnahme. Genau drei Tage lang waren sie die Sensation auf der Funkausstellung, da brach ein Feuer in der aus Holz gebauten Halle 4 aus und vernichtete die ersten Geräte.

     

    Mitte der Dreißiger Jahre begann die eigentliche Ära der Magnetbandgeräte. Bereits die K2 von AEG lief mit der vergleichsweise niedrigen Geschwindigkeit von 77cm pro Minute. Leider rauschten die Aufnahmen ziemlich stark. Richtig gut wurde die Qualität erst, als 1940 durch einen Zufall Dr. Weber und Dr. Braunmühl bei der Reichsrundfunkgesellschaft, die Hochfrequenz-Vormagnetisierung entdeckten. (Sie entwickelten, forschten an einer Gegenkopplung von Hör- und Sprechkopf zur Verringerung der Störspannung, die unwillkürlich anfing, zu schwingen und damit das Rauschen drastisch reduzierte.)

     

    Das erste Reportagegerät

    Maihak - Tonbandgerät

    Maihak - Tonbandgerät

    Mit dem Kriegsende verliert Deutschland alle Patente am Tonband an England und Amerika und mit den deutschen Entwicklungen wird von da an weltweit daran weiterentwickelt. Die monströsen Geräte werden lange Zeit nur stationär oder in großen LKWs eingesetzt. Hintergrund dieser Dimensionen war nicht nur die robuste Mechanik der Geräte, sondern auch der Umstand, dass bis in die Vierziger Jahre jedwede Verstärker nur mit Röhren betrieben wurden (In Amerika wird 1948 der Transistor erfunden). Das ändert sich 1949, als die Firma Maihak ein Tonbandgerät mit Federwerksantrieb vorstellt, das erste (schwere) Reportagegerät.

     

    Das Maihak-Gerät hatte einen Antrieb mittels Federwerk und nur die Vor- und Aufsprechverstärker wurden mit Batterien betrieben. Es war recht schwer und groß, wie ein tragbarer Filmprojektor. Für synchrone Filmtonaufnahme gab es auch eine Variante, in der statt Schmalband Perfoband (Magnetfilm) lief, das sogenannte Magnetocord. Auf jeden Fall waren die Geräte alles andere als mobil. Weitere Konstrukte anderer Hersteller waren etwa das Tefifon oder auch der Musikus.

     

    Klein und Kompakt

     

    Nagra

    Nagra - der kompakte Klassiker

     

    Anfang der 50er Jahre werden bereits fertig mit Musik bespielte Tonbänder verkauft und die überwiegende Mehrzahl der Filme mit Magnetton aufgezeichnet. Verschiedene Hersteller entwickeln eigene Kassetten-Systeme, die Vielfalt der Produkte verhindert zugleich eine Standardisierung. Bereits 1954 gibt es erste Stereo-Geräte.

     

    Ende der 50er Jahre ersann der polnische Ingenieur Kudelski ein Gerät, welches die portable Tonaufnahme revolutionieren sollte und dank dem Synchronverfahren Neo-Pilot bis etwa zur Jahrtausendwende an Filmsets anzutreffen war:
    Die Nagra. Sie war klein, lieferte hervorragende Aufnahmequalität, konnte mit einem Tragegurt über die Schulter gehängt werden und besaß alles, was man für den synchronen Filmton benötigte.

     

    Tonmeister

    An Finesse und Robustheit kaum zu übertreffen, laufen selbst Geräte der ersten Generation auch heute, nach über 50 Jahren noch einwandfrei. Qualitätsprobleme deutlich neuerer Geräte mit undichten Kondensatoren oder kratzenden Kontakten kennen diese Geräte praktisch nicht. Schon seltsam... Kein Wunder, dass viele von ihnen heute als begehrte Sammlerstücke hoch geschätzt sind.

    Tonmeister

    In den 60er Jahren entwickelten zahlreiche Hersteller Tonbandgeräte für den Hausgebrauch und übertrafen sich gegenseitig in abenteuerlichsten Design- und Farbgebungen. Ein weitere Meilenstein ist Mitte der 60er Jahre die Kompakt-Kassette, eine Entwicklung von Phillips, die sich weltweit durchsetzen sollte.

     

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