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In Richtlinien zu Qualität und Bewertung von Glockenklängen werden seit den 1950er und 1960er Jahren akustische Merkmale wie klangliche Helligkeit, Teiltonstruktur, Grundtönigkeit sowie das Ein- und Ausschwingen des Glockenklangs als relevante Faktoren beschrieben. Der Wohlklang einer Glocke soll dabei vor allem durch eine weiche, volle, helle und klare Tongebung mit einem grundtönigen, geräuscharmen Klangspektrum erzielt werden, in dem ein leuchtend-klar ausgeprägter Schlagton mit möglichst wenig Nebenschlagtongeräuschen hörbar ist. In einem Hörversuch von Wolfgang Aures beschrieben 16 Versuchspersonen insgesamt 17 verschiedene Glockenklänge als wohlklingender, wenn die klangliche Schärfe abnahm, während die Rauigkeit bei Aures keinen Einfluss auf die Bewertung des Wohlklangs hatte. Als besonders ausschlaggebend für die Klangqualität erwies sich in einem 2021 von Andreas Rupp, Denis Spieß und Michael Plitzner vorgestellten Verfahren die Gestaltung des Klöppels. Sie zeigten, dass die Anteile der hohen Frequenzen im Spektrum durch die Klöppelmasse bestimmt werden (je geringer die Klöppelmasse, desto heller der Klang), wohingegen das Gewicht und die Anfluggeschwindigkeit des Klöppels vor allem die tiefen Anteile im Spektrum beeinflussen (je schwerer der Klöppel und je langsamer der Anflug, also je länger die Verweildauer des Klöppels an der Glocke, desto grundtöniger der Klang). Basierend auf diesen Erkenntnissen führten Christoph Reuter et al. 2022 einen Hörversuch durch, bei welchem sich eine geringe Ausprägung der großen Terz im Spektrum, eine geringe Inharmonizität und eine geringe Highest Peak Frequency als Prädiktoren für die empfundene Glockenqualität beobachten ließen. Glocken, bei denen gezielt durch die Änderung des Klöppels eine Verbesserung der empfundenen Klangqualität angestrebt wurde, wiesen weniger Geräuschanteile, stärker ausgeprägte harmonische Spektralanteile sowie eine geringere Helligkeit auf und wurden signifikant besser bewertet. Allerdings war die Varianzaufklärung in den Urteilen der Versuchspersonen nur akzeptabel (besonders unter den Expert:innen herrschte Uneinigkeit), was nahelegt, dass ein objektives Qualitätsurteil wenig Validität sowie Reliabilität aufweisen würde und vielmehr die Einflussfaktoren auf individuelle Präferenz als Ursache der hohen Streuung in den Fokus gerückt werden sollten.

Der musikalische Fingerabdruck hat sich in den vergangenen Jahren als Mittel zur Zustandsanalyse von Glocken in Bezug auf mögliche vorhandene Risse im Klangkörper von Glocken etabliert, über 500 Glocken wurden bereits untersucht. Auf Basis der umfangreichen Datenlage konnte das Verfahren weiter verfeinert werden, so dass unter anderem bisher unentdeckte Risse in der Glockenflanke identifiziert werden konnten. Dieser bisher weitgehend unberücksichtigte Schadenstyp erfordert eine Anpassung der Klangaufnahme, um die Zuverlässigkeit der Analysemethode zu erhöhen. Um Ermüdungsrisse jedoch in einem derart frühen Stadium zu erkennen, dass sie noch keinen hörbaren Einfluss auf das Klangverhalten der Glocke haben, ist eine dauerhafte Überwachung erforderlich. Mithilfe eines allgemein zugänglichen Glockenatlasses bzw. durch eine Vernetzung aller Initiativen, die bereits auf dem Gebiet der Glockenarchivierung tätig sind, können Glockenschäden zuverlässig und frühzeitig erkannt werden.

Ein Läuteantrieb bestehend aus hochwertigen Steuer- und Regelkomponenten wurde entwickelt, um systematisch die Einflüsse des Antriebs auf das Läuten zu untersuchen. Die Steuerung erlaubt eine detaillierte Parametrisierung des Antriebsverlaufs, die Stellgröße ist das parametrisierte Motormoment für den für jede Seite einstellbaren Läutewinkel. Läuteversuche wurden an einer Glocke mit unterschiedlichen Klöppel unter Variation wesentlicher Parameter vorgenommen. Mit den Ergebnissen wird der Einfluss des Antriebs auf den erreichten Läutewinkel, die Symmetrie der Antriebsmomente, die erforderliche Antriebsenergie, die Rhythmik der Anschläge und die Anschlagsintensität sowie Schädigung für unterschiedliche Läutewinkel gezeigt.

Die öffentlich geförderte Forschung an Glocken feiert ihr 25-jähriges Jubiläum. Ein Grund zu feiern und zu betrachten, welche Erkenntnisse und welches Verständnis sich über diese Zeit entwickelt und wie dieses Wissen Eingang bzw. Aufstieg in die Kirchtürme gefunden hat. Wir freuen uns daher sehr, das 3. Glockensymposium des Europäischen Kompetenzzentrums für Kirchenglocken ECCProBell ® veranstalten zu können, in dem wir zum aktuellen Stand von Wissenschaft und Technik berichten wollen. Viel Raum soll dabei die Diskussion mit allen Teilnehmenden haben, welche Fragestellungen denn heute von Bedeutung sind, um unsere wissenschaftlichen Untersuchungen für die nächsten Jahre danach auszurichten. Mit der Frage nach dem Einfluss des Drehens von Glocken auf die Lebensdauer begann im Dezember 1996 die systematische Forschung an Glocken im Hinblick auf ihre Schädigung. Ein erstes Projekt im Auftrag des Verbandes der Deutschen Gießereifachleute VDG am Fraunhofer Institut LBF beantwortete einige Fragen, zeigte aber zugleich eine ganze Anzahl ungeklärter Zusammenhänge und Phänomene auf. Die daraufhin im Jahre 2005 an der Hochschule Kempten mit Förderung der Europäischen Union aufgenommenen Forschungsarbeiten hatten zum Ziel, den Schutz und die Wartung von Glocken sowie Phänomene rund um das Thema der Schädigung mit modernen Ingenieurswerkzeugen zu untersuchen. Wegen des großen Interesses an den Ergebnissen wurde im Mai 2009 im Rahmen des 1. Glockensymposiums das Europäische Kompetenzzentrum für Glocken ECC-ProBell® gegründet, das als öffentlich geförderte Einrichtung der Hochschule einerseits Forschung betreibt und andererseits als Dienstleister Firmen, Kirchen, Gemeinden und die Denkmalpflege mit dem erarbeiteten Know-how unterstützt. Beim 2. Glockensymposium im März 2018 wurden unter anderem die Anwendung der Methoden und Verfahren zur Bestimmung des Schadensrisikos läutender Glocken und zur Einstellung eines schonenden Läutens bei hoher Klangqualität sowie der musikalische Fingerabdruck als Werkzeug zur Schadenserkennung und Überwachung zusammen mit dem ECC-Probell-Glockenatlas behandelt. Die Forschung an Glocken basiert neben Untersuchungen im Labor, Computer-Simulationen und Datenanalysen immer auch auf Messungen beim Läuten der Glocken in den Kirchtürmen. Dabei besteht die Herausforderung darin, die physikalischen Zusammenhänge und die Ingenieurswerkzeuge so zu entwickeln, dass sie auf jede einzelne Glocke mit ihren je eigenen Läutebedingungen und Eigenheiten angewandt werden können. Dafür wird ein grundlegendes Verständnis der wesentlichen Zusammenhänge im Hinblick auf Schwingungen, Pendel, Antrieb, Klang, Guss und Material, Materialermüdung, Verschleiß, Schadensentstehung und -fortpflanzung, Akustik, Klangempfinden, Läutekultur, Denkmalschutz und sicher noch einiges mehr benötigt. Mit mittlerweile über 400 untersuchten Glocken im In- und Ausland, zuletzt auch in Salvador da Bahia in Brasilien, liegen ein einzigartiger Fundus an Daten für umfassende Forschungen vor. Das Programm des 3. Glockensymposiums gibt einen Überblick über die Erkenntnisse und eingeführten Verfahren, stellt neueste Ergebnisse zu den aktuellen Forschungsthemen Antrieb, Kronen und Klang vor und betrachtet kulturelle Aspekte des Läutens. In einem neuen Format sind alle Teilnehmenden dann eingeladen, ihre eigenen Fragestellungen zu Glocken einzubringen und das Symposium zu nutzen, in großer Runde diese Themen zu diskutieren.

Seit den 1950er Jahren gibt es erste moderne Regelwerke zur Bewertung von Glockenklängen [1][2][3][4], in denen besonders ‒ meist nur verbal beschreibend ‒ auf die klangliche Helligkeit, die Teiltonzusammensetzung, die Grundtönigkeit und das Ein- und Ausschwingen des Glockenklangs eingegangen wird. Nach allgemeiner Auffassung zeichnet sich der Klang einer wohlklingenden Glocke durch eine weiche, volle, helle und klare Tongebung mit einem grundtönigen, geräuscharmen Klangspektrum aus, in dem ein leuchtend-klar ausgeprägter Schlagton mit möglichst wenig Nebenschlagtongeräuschen hörbar ist [5]. Zum Wohlklang von läutenden Glocke gibt es bislang noch so gut wie keine psychoakustischen Ansätze. Lediglich zum Klang einzelner Glockenklänge unternahm Wolfgang Aures [6] einen Hörversuch mit 16 Versuchspersonen, die 17 Glockenklänge auf ihren Wohlklang hin bewerten sollten und konnte zeigen, dass der empfundene Wohlklang mit abnehmender klanglicher Schärfe zunahm, während die ebenfalls erhobene klangliche Rauhigkeit so gut wie nichts zur Wohlklangsempfindung beitrug. 2021 stellten Andreas Rupp, Denis Spieß und Michael Plitzner ein Verfahren vor, mit dem der Einfluss der Klöppelgestaltung auf den Klang von läutenden Glocken simuliert werden konnte [7], wodurch gezielt ein ausgewogener Glockenklang erreicht werden kann: Während die Anteile der hohen Frequenzen im Spektrum durch die Klöppelmasse bestimmt werden (je geringer die Klöppelmasse desto heller der Klang), werden die tiefen Anteile im Spektrum vor allem durch das Gewicht und die Anfluggeschwindigkeit des Klöppels bestimmt (je schwerer der Klöppel und je langsamer der Anflug = je länger die Verweildauer des Klöppels an der Glocke, desto grundtöniger der Klang).