Tonwalze

Thomas Alva Edison mit seinem leicht verbesserten Zinnfolien-Phonographen von 1878

Der Phonograph (Neologismus, Griechisch, „Schall-“ oder „Klangschreiber“) ist ein akustisch-mechanischer Rekorder. Der Begriff bezeichnet eine am 21. November 1877 von Thomas Alva Edison angekündigte, 8 Tage später vorgeführte und von ihm am 24. Dezember 1877 als Patent eingereichte „Sprechmaschine“.^[1]

Der eigentliche Erfinder des am 19. Februar 1878 unter dem Namen „Phonograph“ patentierten Geräts war Charles Cros, der ein sogenanntes Paréophones baute. Ihm fehlten jedoch die finanziellen Mittel, um seine Erfindung patentieren zu lassen. Im Übrigen hatte Cros an der Vermarktung seiner Erfindung kaum Interesse, ihm war mehr an einer wissenschaftlichen Anerkennung gelegen.

Edison erhielt für die Weiterentwicklung seines Phonographen 1878 in Deutschland^[2] und 1880 in den USA^[3] weitere Patente.

Edison Home Phonograph mit Wachswalze, Dezember 1900

Funktionsweise

Der Phonograph in seiner ersten Version bestand aus einer mit einem Stanniolblatt bezogenen Walze. Vor der Walze war eine Schalldose zur Aufnahme auf der einen Seite, eine weitere auf der anderen Seite zur Wiedergabe angebracht. In jeder Schalldose befand sich eine dünne Membran an welcher eine stumpfe Nadel befestigt war. Zur Bündelung des Schalls wurde an die zu verwendende Schalldose ein Trichter angebracht, dieser musste in der Regel noch mit der Hand festgehalten werden. Je nach Betriebsart arretierte man die gewünschte Schalldose an die Walze. Spätere Zinnfolienphonographen wurden vereinfacht und mit nur einer Schalldose zur Wiedergabe und Aufnahme ausgestattet.

Edisons Phonograph

Ein Messingzylinder C wird von einer Welle A–A' getragen, in deren eine Hälfte A' ein Schraubengewinde eingeschnitten ist, dem das eine Wellenlager als Mutter dient. Auf der Oberfläche des Zylinders ist eine schraubenförmige Rinne von derselben Ganghöhe wie die Schraube A' eingegraben. Der Zylinder wird mit einem dünnen Stanniolblatt überzogen und ist nun zum Empfang der Zeichen bereit.

Zeichengebender Apparat des Phonographen

Der zeichengebende Apparat besteht aus einem Mundstück D, in dem eine dünne Platte E angebracht ist, die durch Vermittelung der Dämpfer F (Stücke von Kautschukschläuchen) den von einer Metallfeder getragenen Stift G sanft gegen den Zylinder drückt, so dass der ruhende Stift, wenn die Kurbel B gedreht wird, eine der Rinne des Zylinders folgende Schraubenlinie beschreiben würde.

Spricht man nun in das Mundstück, während der Zylinder gleichmäßig gedreht wird, so vibriert die Metallplatte, und der Stift bringt auf dem Stanniolblatt Eindrücke hervor, die den gesprochenen Lauten vollkommen entsprechen. Um diese wieder hervorzubringen, schlägt man den Zeichengeber zurück, dreht den Zylinder rückwärts und bringt Stift und Mundstück wieder in die anfängliche Lage. Dreht man jetzt die Kurbel wie anfangs, so versetzt der Stift, indem er den Vertiefungen des Stanniolblattes folgt, die Metallplatte in Schwingungen, die mit denjenigen, die sie vorher beim Aufzeichnen gemacht hatte, übereinstimmen.

Sprach man, während die Walze langsam gedreht wurde, in den Trichter hinein, wurde die Membrane durch die Schallschwingungen der Luft auf und ab bewegt und die Nadel schreibt die Töne in verschieden tiefen Eindrücken als wellenförmige Erhöhungen und Vertiefungen in die Stanniolfolie.

Führte man nun die Walze wieder unter der Nadel mit der gleichen Geschwindigkeit durch, so bewegte die aufgezeichnete Tonspur über die Nadel die Membrane, und die Schwingungen wurden wieder im Trichter hörbar.

Noch war keine Vervielfältigung, also die Erstellung einer Kopie, möglich, so dass jede Walze einzeln besprochen wurde. Der Ton wirkte blechern und flach. Eine derartige Stanniolaufnahme überlebte im Regelfall nicht mehr als 5 Abspielvorgänge. Danach waren die Rillenvertiefungen plan.

Edison-Blank, Leerwalze zur Selbstaufnahme

Historisches

1884 beschäftigten sich Charles Sumner Tainter und Chichester Bell, ein Cousin von Alexander Graham Bell mit der Verbesserung von Edisons Zinnfolienphonographen. Bell finanzierte die Forschungsarbeiten im Rahmen seines 1880 gegründeten Volta Laboratoriums. Sie konstruierten dazu eine Schallplatte mit Rillenvertiefungen aus Metall. Statt der Verwendung von Stanniolfolie wurden die Rillen mit Wachs ausgefüllt. Der darauf von Bell persönlich aufgesprochene Text lautete übersetzt: "Ich bin ein Graphophone und meine Mutter ist ein Phonograph." 1885 kam man jedoch zur Walzenform zurück, da die Plattenkonstruktion zu kompliziert war. Bell und Tainter verwendeten eine Walze aus Pappe, die mit einer dünnen Wachsschicht überzogen wurde. Die Geräte behielten den Namen "Graphophone" bei. Edison lehnte jegliche Zusammenarbeit mit Bell ab. Kurz darauf wurde die American Graphophone Company als Konkurrenzbetrieb gegründet, die sich 1891 mit der Columbia Phonograph Company zusammenschloss.

Ab 1888 verwendete auch Edison Walzen aus einem speziellen, 5-6 Millimeter dicken Paraffinwachs. Dies verbesserte die Klangqualität erheblich und reduzierte die Abnutzung beim Abspielen deutlich, außerdem konnten die Wachswalzen auch abgeschliffen und wiederverwendet werden. Die älteste erhaltene Musikaufnahme überhaupt – eine Aufführung von Händels Oratorium „Israel in Ägypten“ am 29. Juni 1888 im Crystal Palace, London – wurde mit einem solchen Edison-Wachswalzenphonograph aufgenommen^[4].

1893 ging der französische Uhrmacher Henri Lioret einen anderen Weg. Anstelle des Wachses setzte er Zelluloid ein, welches sich auf einem Messingkern als Träger befand. Die Haltbarkeit und Robustheit seiner Walzen war unübertroffen. Seine Walzen blieben kommerziell erfolglos, weil es auch ihm nicht gelang, ein praxistaugliches Kopierverfahren zu entwickeln und sich seine Tonträger nicht auf einem üblichen Edison-Phonographen abspielen ließen.

Für Edisons Wachswalzen wurden ab 1893 oft pantographische 1:1 Kopiermaschinen eingesetzt. Wachswalzen mussten zuvor einzeln oder in Gruppen von vier bis zehn Phonographen aufgenommen werden. Eine entsprechend justierte Kopiermaschine ermöglichte durch Hebelübersetzung auch eine gewisse Tonverstärkung auf der Zielkopie. Schon 1889 beschäftigte sich Edison mit einem Gussverfahren als Vervielfältigung, vorerst jedoch erfolglos. Zum Anfertigen einer Gusswalze als Kopie wurde zunächst eine herkömmliche Walze direkt bespielt. Die Walze wurde danach von Wachsspänen befreit und stehend zwischen zwei unter Hochspannung stehenden Blattgold-Elektroden in Rotation gebracht. Hierdurch legte auf die bespielte Oberfläche ein hauchdünner Goldniederschlag. Dieser konnte dann galvanisch verstärkt werden. Die Originalwalze wurde bei diesem Prozess jedoch zerstört. Von der erhaltenen Walzenmatrize konnten dann Walzen gegossen werden, die sich ihrerseits wieder für die Matrizenherstellung eigneten. Dieses Verfahren gelangte erst um 1898 zu praktischen Anwendungen bei Kleinserien von Walzen, die dann als qualitativ hochwertige Vorlagen mit den herkömmlichen Kopiermaschinen zum Verkauf vervielfältigt wurden. Erst 1902 ersetzte Edison die kopierten Walzen flächendeckend durch das Goldguss-Verfahren, auch Hartguss genannt. Da die Walzen nicht mehr direkt bespielt werden mussten, konnte man ein härteres Wachs verwenden welches sich nicht so schnell abnutzte wie das bis dahin eingesetzte braune Wachs.

Die Spieldauer einer Walze betrug, je nach Aufnahmegeschwindigkeit, ungefähr zwei bis drei Minuten. Ein großer Vorteil des Phonographen war die Möglichkeit zur Selbstaufnahme von unbespielten Walzen. Die Walzen liefen in der Regel mit einer Geschwindigkeit von 120, 125, 144 oder 160 Umdrehungen pro Minute, Sprachaufnahmen auch langsamer. Auch wurden die Geschwindigkeiten weiter variiert. Zeitweise wurden Columbia-Walzen auch mit 185 UpM bespielt, was die Aufnahmedauer jedoch noch weiter verkürzte und deshalb auch wieder nach kurzer Zeit verworfen wurde.

In Deutschland besaß die Edison-Gesellschaft in Berlin ihr eigenes Aufnahmestudio und Fabrikhallen. Auch Columbia verfügte über eine deutsche Niederlassung. ( Columbia-Wachswalze, ca. 1905^?/i) Daneben begannen nach 1900 zahlreiche weitere Unternehmen mit der Produktion eigener, meist zu Edisons Format kompatibler Wachswalzen unter anderen Markennamen. Zum größten Walzenhersteller europäischen Ursprungs entwickelte sich die französische Pathé; ein wichtiger deutscher Produzent waren die Kölner Excelsior-Werke.

Im Jahre 1900 meldete der amerikanische Tontechnik-Pionier Thomas B. Lambert in den USA ein Verfahren zum Patent an, das die Herstellung Edison-kompatibler Walzen aus Zelluloid ermöglichte und die Vorzüge des von Edison entwickelten Goldguss-Verfahrens mit denen der robusten Lioret-Walzen kombinierte. Lambert blieb unternehmerisch erfolglos, da ihm die Prozesskosten finanziell sehr stark zusetzten; seine in vielen Prozessen erfolgreich verteidigten Patente hinderten Edison und andere Walzen-Hersteller aber daran, ebenfalls Zelluloidwalzen herzustellen. Erst im Jahre 1908 verkaufte Lambert seine Rechte, so dass mehrere Walzenfabriken in den USA und Europa die Zelluloid-Technik übernehmen konnten.

1908 veränderte Edison sein Walzenformat, indem er die Rillendichte verdoppelte. Die so übliche Spieldauer von gut zwei Minuten verlängerte sich auf über vier Minuten und sollte der Schallplatte so weiter Konkurrenz machen. Für ältere Edison-Phonographen wurden Umrüstungen angeboten, um beide Walzentypen spielen zu können. Da sämtliche erhältlichen Edison-Phonographen eine unterstützende Spindelführung besaßen, musste neben der Schalldose auch die Spindel entsprechend angepasst werden. Dabei bediente man sich meist einer Zahnradübersetzung, welche die Spindel mit halber Geschwindigkeit laufen ließ und so den Spindelvorschub entsprechend der Rillendichte verlangsamte. Die erste 4-minütigen Schalldosen mit der Bezeichnung Model H unterschieden sich zu ihrem 2-Minuten-Pendant Model C lediglich durch Ihren Abtaster, ebenfalls einem Saphir in Türknaufform, der jedoch um 90 Grad versetzt angebracht und deutlich kleiner war. Die 4-Minuten-Walzen wurden unter dem Namen "Amberol" beworben, ein Kunstwort das sich aus dem hochwertigen Amber herleitet. Sie bestanden zu dieser Zeit ebenfalls noch aus einer harten Wachsmischung, die jedoch noch spröder und zerbrechlicher war als die bei 2-Minuten-Walzen gebräuchliche Wachsmischung.

Ab 1912 stellte Edison die Produktion von 2-minütigen Walzen ein und fertigte die 4-minütgen Walzen aus Zelluloid, denen er den Namen "Blue Amberol Records" gab; die Farbtöne variierten durch den Herstellungsprozess von einem hellen Himmelblau zu einer beinahe schwarzen Farbe. Eine Sonderserie für klassische Musik wurde auch in Purpur als "Royal Purple Amberol" produziert. Der Herstellungsprozess war den Wachswalzen ähnlich, jedoch besaßen die Blue Amberols einen Kern aus Gips. Dieser wurde nach dem Pressvorgang des Zelluloidschlauchs eingegossen und auf Innenform gebracht. Aber selbst die nochmals verbesserten, aufnahmetechnisch hervorragenden, blau eingefärbten Blue Amberols konnten den europäischen, wie auch amerikanischen Tonträgermarkt, den inzwischen die Schallplatte dominierte, nicht mehr zurückerobern, behaupteten sich in den USA aber noch bis weit in die 20er Jahre als wirtschaftlich jedoch nicht mehr lohnendes Tonträgersystem, vorwiegend aufgrund Edisons persönlicher Vorliebe zum Walzenformat.

1913 stellte Edison ein eigenes Schallplattenformat vor, die Diamond Disc. Wie auch die Walzen, verwendete dieses System ausschließlich Tiefenschrift und konnte nur auf einem sog. Diamond Disc Phonographen abgespielt werden. Zur Abtastung diente ein Diamant, welcher auch den Namen erklärt. 1914 brannte Edisons Aufnahmestudio in West Orange, New Jersey mit sämtlichem Zubehör für die Walzenaufnahme nieder. Statt eines kostspieligen Neuaufbaus der Studios wurde beschlossen, die Walzen künftig von Diamond Disc-Aufnahmen zu kopieren. Bis in den letzten Jahren erfolgte dies ausschließlich auf akustischem Wege. Daher besitzen Walzen aus dieser Zeit eine weniger starke Brillanz als ihre Vorgänger.

1929 wurden zuletzt auch gewöhnliche Schellackplatten von Edison hergestellt.

Im Herbst 1929 musste Edison infolge der Weltwirtschaftskrise die gesamte Tonträgerherstellung aufgeben; damit endete die Ära des Phonographen als Unterhaltungsgerät. Diktierphonographen blieben in den USA aber noch bis in die 1950er Jahre für den Büroeinsatz auf dem Markt.

Bemerkenswertes

In Europa werden Walzengeräte aller Hersteller als Phonographen bzw. Walzenspieler, akustische Schallplattengeräte grundsätzlich als Grammophone bezeichnet. In den USA ist die Bezeichnung des Phonographen auf eine Vielzahl von Tonwiedergabegeräten heute noch in Gebrauch.

Tondokumente

Iola by the "Edison Military Band", Edison Record #9417, August 1906, Länge 116 Sek.

A Picture no Artist can paint by Florrie Forde, Edison Record #13544, September 1906, Länge 114 Sek.

In einem kühlen Grunde, Franz Porten, Columbia Hartguss-Wachswalze #50264, ca. 1905

Einzelnachweise

1. ↑ US-Patent No. 200,521 Phonograph or Speaking Machine vom 19. Februar 1878
2. ↑ Deutsches Patent Nr. 12631 Neuerungen an Phonographen vom 12. Juli 1878
3. ↑ US-Patent No. 227,679 Phonograph vom 18. Mai 1880
4. ↑ Die ersten Edison-Wachswalzenphonograph-Aufnahmen von 1888/89 als MP3-Files

Literatur

Deutsche Literatur

• Ronald W. Clark: Edison – Der Erfinder, der die Welt veränderte (Übersetzung von L. Nürenberger). Frankfurt/Main: Societäts-Verlag 1981, ISBN 3-797-30385-8
• Martin Elste: Kleines Tonträger-Lexikon. Kassel: Bärenreiter-Verlag GmbH & Co. KG 1989, ISBN 3-761-80966-2
• Martin Fischer: Faszination Schellack. Battenberg Verlag, 2006, ISBN 3866460082
• Günter Große: Von der Edisonwalze zur Stereoplatte. Leipzig (DDR): VEB Lied der Zeit 1981, ISBN 3-7332-0052-7 (2. Auflage)
• Herbert Jüttemann: Phonographen und Grammophone. Herten: Verlag Historischer Technikliteratur 2000, ISBN 3-931-65198-3 (3. Auflage)
• Friedrich Kittler: Aufschreibesysteme 1800/1900. Fink: München 1985, ISBN 3-770-52881-6 (engl. Ausgabe: Discourse Networks 1800/1900, with a foreword by David E. Wellbery. Stanford 1990)
• Friedrich Kittler: Grammophon Film Typewriter. Berlin: Brinkmann & Bose 1986, ISBN 3-922-66017-7 (engl. Ausgabe: Gramophone Film Typewriter, Stanford 1999)
• Peter Overbeck: Die Tonträger. in: Arnold Jacobshagen/Frieder Reininghaus (Hrsg.): Musik und Kulturbetrieb. Medien, Märkte, Institutionen, Laaber-Verlag. Laaber 2006, ISBN 3-89007-430-8 (Handbuch der Musik im 20. Jahrhundert Bd. 10), S. 75–112.
• Alfred Parzer-Mühlbacher: Die modernen Sprechmaschinen, deren Behandlung und Anwendung, Wien: A. Hartleben's Verlag 1902.

Englische Literatur

• Jad Adams: Hideous Absinthe. The University of Wisconsin Press 2004, ISBN 0-299-20000-0 (1. Auflage)
• George L. Frow: Edison Cylinder Phonograph Companion. Woodland Hills (CA, USA): Stationery X-Press 1994, ISBN 0-960-64661-2 (2. Auflage, engl.)
• Howard Hazelcorn: Columbia Phonograph Companion Volume 1. Los Angeles (CA, USA): Mulholland Press Inc. 1999, ISBN 0-960-64665-5 (1. Auflage)
• Neil Maken: Hand-cranked Phonographs. Huntington Beach (CA, USA): Promar Publishing 1998, ISBN 0-9640687-1-0 (5. Auflage, engl.)

Siehe auch

• Columbia Records
• Diamond Disc
• Emil Berliner
• Grammophon
• Hallo
• Henri Lioret
• Thomas Alva Edison
• Wachswalze (Wachszylinder)
• Phonautograph
• Édouard-Léon Scott de Martinville

Weblinks

• Informationen zum Thema Walzen
• Informationen zu Phonograph im BAM-Portal
• Umfangreiche Sammlung von Phonographen und Grammophonen
• Sammlung historischer Aufnahmen