Als Membranophone („Fellklinger“) bezeichnet man Musikinstrumente, die zur Tonerzeugung eine gespannte Membran besitzen. Dies geschieht in der Regel durch Schläge, wie bei einer Schlagtrommel, die zu den Perkussionsinstrumenten gehört. Daneben gibt es Reibtrommeln, bei denen die Membran mit einem Gegenstand abgerieben wird, und die in Indien Ektara genannten Zupftrommeln. Alle Arten von Trommeln gehören zu den Membranophonen. Beim Mirliton wird die Membran durch Anblasen in Schwingung versetzt. In der Hornbostel-Sachs-Systematik von 1914 von Erich Moritz von Hornbostel und Curt Sachs wird dieser Begriff für alle Musikinstrumente verwendet, deren Klang durch straff gespannte Membranen erzeugt wird.
Der Klang, der beim Anschlagen entsteht, hängt von der Konstruktion des Membranophons ab und kann entweder einen deutlich hörbaren Grundton oder ein eher diffuses Gemisch verschiedener Frequenzen erzeugen. Membranophone sind Trommeln, die bestimmte Tonhöhen erzeugen können. Dazu gehören Kesseltrommeln wie die Pauke und die Tabla sowie einige Röhrentrommeln wie Sanduhrtrommeln in Afrika oder Indien. Octoban (unten offene Zylindertrommeln) und Tabla Tarang (Kesseltrommeln) sind Beispiele für melodiefähige Sätze aus mehreren Trommeln mit unterschiedlichen Tonhöhen.
In der Instrumentenkunde werden die Schlaginstrumente in Membranophone (Fellklinger) und Idiophone (Selbstklinger) unterteilt. Im europäischen Mittelalter gab es diese Unterscheidung nicht. Victor Charles Mahillon führte 1880 die Klassifizierung der Musikinstrumente ein.
Die Vielfalt der Trommeln wird durch verschiedene Kategorien und Einteilungen bestimmt. Nach der Form des Resonanzkörpers lassen sich Trommeln in Rahmentrommeln, Röhrentrommeln und Kesseltrommeln unterteilen.
Rahmentrommeln sind durch einen flachen Rahmen gekennzeichnet, der meist einseitig, seltener beidseitig mit einem Fell bespannt ist, wobei die Rahmenhöhe nach Hornbostel-Sachs maximal dem Fellradius entspricht. Diese klare Abgrenzung unterscheidet Rahmentrommeln von Zylindertrommeln, wobei die Übergänge fließend sind. Die Klassifizierung der Flachtrommeln ist bis zur Rahmenhöhe des Felldurchmessers möglich.
Der Rahmen kann kreisrund, rechteckig oder anders geformt sein. Der Ton wird durch Schläge mit der Hand, den Fingern oder einem Schlägel auf die Membran, manchmal auch auf den Rahmen, erzeugt. Einige dieser Membranophone können zusätzliche Idiophone wie Schellen, Zimbeln oder Glöckchen am Rahmen haben, die ihre Klangpalette erweitern.
Eine Röhrentrommel ist eine Trommel, bei der der Korpus röhrenförmig ist und die unmittelbar geschlagen wird. Der Korpus kann einseitig oder beidseitig mit einer Membran bespannt sein. Wenn der Korpus einseitig bespannt ist, bleibt die Unterseite offen.
Es gibt verschiedene Arten von Röhrentrommeln, wie zum Beispiel Zylindertrommeln, die auf ganzer Länge den gleichen Durchmesser haben, oder Fasstrommeln, bei denen der Korpus bauchig ist und in der Mitte nach außen gewölbt ist. Es gibt verschiedene Arten von Trommeln. Eine Variante sind Doppelkonustrommeln, die einen größeren Mittendurchmesser haben und bei denen sich der Korpus von einem Knick in der Mitte gerade auf beiden Seiten nach außen verjüngt. Sanduhrtrommeln sind tailliert und Konustrommeln haben deutlich unterschiedlich große Membranen und bilden einen Kegelstumpf. Bechertrommeln sind einfellig und besitzen einen breiten oberen Teil und einen schlankeren Fortsatz.
Standtrommeln sind große Trommeln, die auf dem Boden stehen und gespielt werden. Es gibt noch zwei weitere Arten von Trommeln: Rahmentrommeln und Kesseltrommeln.
Zylindertrommeln unterscheiden sich von Rahmentrommeln dadurch, dass ihre Rahmenhöhe in der Regel dem Membranradius entspricht. Diese auf praktischen Erwägungen beruhende Einteilung gilt für die meisten Instrumente. Die Hornbostel-Sachs-Systematik macht bei zylindrischen Militärtrommeln eine Ausnahme und ordnet auch Modelle mit geringerer Zargenhöhe den Zylindertrommeln zu. Der Begriff Flachtrommel (engl.: shallow drum) bezeichnet ein Format zwischen Zylinder- und Rahmentrommel, bei dem die Zargenhöhe maximal dem Felldurchmesser entspricht.
Zylindertrommeln, wie die im modernen Drumset verwendete Tomtom, die Kleine Trommel (Snare Drum) und die Große Trommel (Bass Drum), werden aus gebogenen und verleimten Schichtholzplatten (manchmal auch aus Kunststoff) oder traditionell aus einem ausgehöhlten Stammabschnitt hergestellt. Die klare zylindrische Form ist eher selten und findet sich z.B. bei der großen türkischen Militärtrommel Davul und ihrer balkanischen Variante Tapan. Auch wenn diese aufgrund ihres Verhältnisses von Höhe zu Durchmesser als Rahmentrommeln gelten könnten, werden sie aufgrund ihrer Herkunft zu den Zylindertrommeln gezählt. Zu den Zylindertrommeln gehören Instrumente, die in verschiedenen Regionen weit verbreitet oder nur lokal bekannt sind.
Fasstrommeln werden aus einem Holzblock geschnitzt oder aus Kunststoff gegossen. Sie sind in größerer Zahl bekannt. Die beiden Außendurchmesser können unterschiedlich groß sein. Dadurch ergeben sich zwei Tonhöhen. Zu den rundbauchigen Fasstrommeln gehören neben der südamerikanischen, einfelligen Conga auch:
Trommeln mit doppeltem Konus haben einen größeren Durchmesser in der Mitte, der Korpus verjüngt sich in einer mehr oder weniger geraden Linie bis zu den Enden. Vor allem indische Doppelkonustrommeln, die in horizontaler Lage gespielt werden, besitzen einen solchen deutlich sichtbaren Knick in der Mitte:
Der mittlere Durchmesser ist kleiner als die beiden Enddurchmesser. Einige afrikanische Sprechtrommeln, bei denen die Saitenspannung während des Spielens verändert werden kann, haben die Form einer Sanduhr. In Asien wird dieser Trommelform oft eine religiöse Bedeutung zugeschrieben. Die Damaru, die in Indien und in der tibetischen Musik gespielt wird, gehört in der indischen Mythologie zu den Attributen von Shiva und anderen Göttern, und dementsprechend wird auch die Idakka, die in der Tempelmusik von Kerala gespielt wird, verehrt.Der mittlere Durchmesser ist kleiner als die beiden Enddurchmesser. Einige afrikanische Sprechtrommeln, bei denen die Saitenspannung während des Spielens verändert werden kann, haben die Form einer Sanduhr.
In Asien wird dieser Trommelform oft eine religiöse Bedeutung zugeschrieben. Die Damaru, die in Indien und in der tibetischen Musik gespielt wird, gehört in der indischen Mythologie zu den Attributen von Shiva und anderen Göttern, und dementsprechend wird auch die Idakka, die in der Tempelmusik von Kerala gespielt wird, verehrt.
Die Durchmesser der beiden Seiten sind sehr unterschiedlich. Der Körper hat die Form eines Kegelstumpfes, der in Längsrichtung annähernd gerade ist.
Der Korpus der Trommel ist kesselförmig oder zylindrisch und geht in einen sich verjüngenden unteren Teil über. Bechertrommeln sind einfellig, haben entweder einen geschlossenen Korpusboden oder sind bis zum Fußende offen. Häufig werden sie zwischen den Knien gehalten oder waagerecht unter den Arm geklemmt und mit beiden Händen geschlagen. Die sehr großen Typen sind mit einer Standplatte versehen, mit der sie auf den Boden gestellt werden können.
Kesseltrommeln sind einfellige Membranophone mit einem geschlossenen, oft halbrunden Korpus an der Unterseite. Sie werden sowohl mit der Hand als auch mit Schlägeln gespielt und können einzeln oder paarweise eingesetzt werden. Das Spektrum der Kesseltrommeln reicht von den Pauken der europäischen Kunstmusik über die Naqqaras des arabischen und zentralasiatischen Raumes bis hin zur indischen Tabla. Die älteste bekannte Kesseltrommel, die Lilissu, stammt aus altbabylonischer Zeit und besticht durch ihren Korpus aus Bronze. Eine außergewöhnlich große Kesseltrommel des 13. Jahrhunderts war die kūrgā der Mongolen, während die erste osmanische Kesseltrommel, die kútsá, im 14. Jahrhundert unter Osman I. bei Paraden auf Elefanten und Kamelen mitgeführt wurde.
Tiefkesseltrommeln haben einen tiefen, runden Korpus, während Flachkesseltrommeln einen schalenförmigen Korpus haben. Alle anderen Trommeltypen sind entweder unten offen wie die Darabuka-Bechertrommeln oder beidseitig mit Fell bespannt wie die meisten Röhrentrommeln. Ein seltener Grenzfall ist die Stabtrommel sahfa aus dem Jemen, die zwischen der flachen, unten offenen Rahmentrommel und der Kesseltrommel liegt. Die Mizhavu aus Südindien bildet einen Übergang zwischen Kesseltrommel und Schlagidiophon und zeichnet sich durch einen großen runden Kupfertopf mit einer winzigen Membran aus, die mit den Händen angeschlagen wird.
Eine weitere Unterteilung erfolgt nach der Funktion, wobei Trommeln als Zeremonialtrommeln, Nachrichtentrommeln oder Tanztrommeln klassifiziert werden. Auch die Spielweise kann eine Unterscheidung begründen, z.B. in Schlagtrommeln, Reibtrommeln und Zupftrommeln.
Eine historische Ausnahme bildet die Erdtrommel, die in keine der genannten Kategorien passt. Als Urform der Schlagtrommeln zeichnet sie sich durch eine Membran aus frei gespannter Tierhaut aus. Diese vielschichtige Einteilung verleiht den Trommeln eine facettenreiche Rolle in unterschiedlichen musikalischen Kontexten und Anwendungen.
Die physikalischen Grundlagen der Klangentstehung bei Membranophonen, auch Trommeln genannt, sind weitgehend bekannt, aber die genaue Zuordnung einzelner physikalischer Effekte zum Klangbild ist noch nicht vollständig geklärt. Es gibt eine Parallele zwischen dem Verhalten von Lautsprechern und Trommeln. Der Trommelkörper beeinflusst die Membranschwingungen und die Schallabstrahlung ähnlich wie das Gehäuse eines Lautsprechers, hat aber keine aktive Funktion als Schallquelle.
Die Aufhängung der Trommelmembran am Korpus unterscheidet Membranophone von Lautsprechern. Dabei entstehen verschiedene Schwingungsformen wie radiale, partiale und konzentrische Schwingungen, die zum gewünschten Klangbild beitragen. Bei Trommelfellen sind diese Schwingungen erwünscht und werden durch verschiedene Parameter wie Materialstärken, Beschichtungen, Konstruktionen, Dämpfungsringe und Anschlagtechniken beeinflusst.
Eine geschlossene Trommel verhält sich ähnlich wie eine geschlossene Lautsprecherbox, während offene Trommeln je nach Korpusform den Klang beeinflussen. Eine flache Bauweise verstärkt tiefe Töne durch akustischen Kurzschluss, während Resonanzfelle physikalische Effekte ähnlich einer Bassreflexbox nutzen, um einen tiefen Grundton zu verstärken.
Die komplexe Analyse des Schwingungsverhaltens am Beispiel der Pauke zeigt die Vielfalt der physikalischen Phänomene bei Membranophonen.
