Das Kontrabaß-Saxophon


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Theorie
Ritze-Ratze und Brutzel: Die Bauphase
Vorversuche für die Reinigungsautomatik
Die Reinigungsautomatik
Test der Reinigungsfunktion
Musizieren (oder sowas)


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Ausgangssituation

Für das Bastlertreffen 2010 wollte ich nicht wieder die olle Wankelposaune rauskramen und habe mich daher an einem neuen Musikinstrument versucht. Dabei hatte es mir das Tubax, ein spezielles Kontrabaß-Saxophon angetan.  

  Das Originalinstrument sieht so aus:  

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Theorie

Das Ding soll ein Spaß-Gerät werden. Daher habe ich mir die Grundlagen der Tonerzeugung für den Saxophonbau absichtlich nicht reingezogen und einfach fröhlich frei nach Schnauze losgelegt. Das war auch gut so, denn der Termindruck war enorm und mir standen nur begrenzte Möglichkeiten und Fähigkeiten der Metallbearbeitung zur Verfügung. Wenn man keine Ahnung hat - wer weiß, vielleicht wird's ja was ganz besonderes?  

 
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Ritze-Ratze und Brutzel: Die Bauphase

Erstmal braucht man ordentliche Rohre, die ich freundlicherweise von meiner Firma geschenkt bekam.  

  Zum Glück durfte ich eine leistungsstarke Säge für das zähe dickwandige Rohr benutzen.  

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Aber selbst mit dem Trennjäger hat das Sägen eine gefühlte Ewigkeit gebraucht.  

  Ans Rohrende wurde eine Adapter-Ring geschweißt, indem erst eine Blechscheibe festgebraten wurde.  

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Dann wurde der Innenteil rausgearbeitet.  

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Und alles zu einem großen U verschweißt.  

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Oben drauf ein Deckel mit genormten Anschluß:  

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Nicht so hübsch wie ein Tubax, aber deutlich stabiler!  

  Hier ein Blick in das schwarze Rohr:  

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  Die Tonerzeugung erfolgte durch ein klassisches Mundstück eines Altsaxophons:  

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Der Bequemlichkeit halber habe ich das Instrument als Standgerät ausgelegt und spiele es im sitzen über einen flexiblen Schaumstoffschlauch. Eine echte Innovation!  

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  Ein richtiges Saxophon hat ja Unmengen an Löchern mit Klappen drauf, die im Prinzip Ventile bilden. Darauf habe ich großzügig verzichtet. Sowas kann ja keiner spielen:  

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Mein Sax' ist da minimalistisch: es hat nur 1 Loch, welches mit dem Zeigefinger geschlossen wird.  

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  Wie sich das Instrument nun anhört ist viel weiter unten in einem Video zu zu erleben.  

  Es macht Spaß, die unterschiedlichsten Geräusche aus dem Teil rauszukitzeln. Und ich finde es erstaunlich, was man mit nur einem spielbaren Loch alles anstellen kann!  

  Irgendwann ist es dann aber auch gut (die Nachbarn atmen auf!) und das Instrument wird wieder weggepackt. Vorher muß es natürlich gereinigt werden.
Normalerweise zieht man dazu einen Lappen, an dem ein Seil oder Kettchen mit einem Gewicht hängt, ein paar mal durch das Rohr.
Das ist bei der Größe aber mühsam - man müßte das Instrument dazu ja mehrfach umdrehen.  

  Also habe ich über eine automatische Reinigung nachgedacht, die auch deutlich mehr Spaß macht.  

 
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Vorversuche für die Reinigungsautomatik

Mir schwebte da eine gasbetriebene Automatikreinigung vor. Da sowas nicht ungefährlich ist und um nicht das gute Rohr sinnlos zu gefährden, habe ich erstmal Vorversuche mit billigen PVC-Rohren gemacht.  

  Da kamen die Überreste eines alten Erdapfelbeschleunigers grade recht. Der bekam eine schöne Zündeinrichtung aus einem Zeilentrafo zusammen mit einem Elko und einem Relais.  

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Alles servicefreundlich in offener Bauform. Mit Heißkleber und Angelschnur ans PVC getüddelt.
Der Schaltplan der eigentlichen Zündung sieht so aus:  

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Es ist wichtig, die 2 Spulen gleich rum zu wickeln. Die Punkte an der Spule kennzeichnen "Draht liegt oben" . Die Diode ist irgendeine schnelle Diode (Schottky) die mehr als 1A verträgt. Die findet man in alten Fernsehern in der Nähe des Zeilentrafos, genau wie die Widerstände und den Kondensator.
Da Röhrenfernseher vom Aussterben bedroht sind, weiß ich gar nicht wie man in Zukunft solche Zündungen bauen soll? Der Fortschritt hat durchaus auch Nachteile.  

  Unglaublich: Bei der Zündung habe ich irgendwie großen Wert auf Sicherheit gelegt.  

  Um den Kühlkörper am Transistor zu sparen wurde eine aufwändige Beschaltung zusammengelötet.
Der Schaltplan sieht so aus:  

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Hier der Microcontroller-Quellcode dazu: zuendung.c  

  Bei angezogenem Relais wird er Elko über den 270Ohm Widerstand langsam geladen. Fällt das Relais ab, geht die Elkoladung auf die Zündvorrichtung und macht für etwa eine halbe Sekunde einen kräftigen Lichtbogen im Innenraum:  

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Gesteuert wird das Ganze von einem Microcontroller (das mußte einfach sein). Damit deutlich sichtbar ist, was da abgeht, habe ich noch eine LED-Anzeige drangestrickt.  

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Die 3 kleinen LEDs leuchten, sowie die Anlage Strom hat. Dann geht zuerst die unterste (grüne) LED an und der Lichtpunkt wandert nach oben. Nachdem die letzte rote LED leuchtet wird gezündet und alles abgeschaltet.  

   

  Zusammen mit einem Kabelhalter aus aufgebogenem PVC-Rohr ergab das einen schön handlichen Versuchsaufbau:  

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  Fehlt noch die Stromversorgung und ein Zündschalter.
Dazu habe ich zusammen mit meinem Nachbarn einen Designer-Zündkasten zusammengeholzt.  

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Der Kasten soll später an eine Lochschiene geschraubt werden. Also haben wir keinen Aufwand gescheut und uns eine große Rändelmutter aus Holz gebastelt.  

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Der Kasten wurde gelb gestrichen, an den Kanten Streifen mit Maskierfilm abgeklebt und dann schwarz überlackiert. Die Mutter: knallrot.
Meine Frau ist für Stunden außer Haus? Da wurde flugs der Backofen missbraucht und die Farbe bei 60°C schnellgetrocknet.  

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  In den Kasten kamen dann 18V Spannungsversorgung aus 2 Batterien, der Schalter und eine professionelle Anschlußbuchse.  

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  So sah das fertige Bedienpult aus:  

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Für die ersten Versuche sind wir dann 350Km weit weg gefahren (Zum Bastlerstammtisch in Norddeutschland ).
[Bild WAF-Gruen]
Zusammen mit einer Erdschraube, einem Zaunpfahl und einer Lochschiene ergab der Kasten eine Bedieneinheit in bequemer Höhe.
Äh - Die Erdschraube regte die Phantasie an...  

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Finger hat mir von jemandem erzählt , der sowas mal in Silikon abgeformt hat um es in einem Geschlechts-Laden als Anal-Extremspielzeug zu verkaufen. Wurde aber nur etwa 4 mal im Jahr gekauft!?!  

  Wir haben das eiserne Original - und das wurde dann bestimmungsgemäß in den Boden eingeschraubt.  

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  Solange der Schalter auf 0 steht, kann nix passieren.  

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Das PVC-Rohr wurde im engen Teil mit einer passend ausgestanzten Kartoffel verschlossen. In den unteren Teil kam ein wenig Gas, dann wurde aus sicherer Entfernung gezündet.  

  Die Zündversuche waren alles andere als grandios. Genauer gesagt hatten wir meist gar keine Zündung. Entweder war es zuviel Gas oder zu wenig. Die Dosierung musste also unbedingt verbessert werden.  

  Der entstandene Gasdruck war vielversprechend für eine automatische Reinigung.  

  Aus Spaß haben wir dann mal ordentlich Dreck auf die Kartoffel geschüttet. Genauer gesagt: Holzstaub.
Oben rein eine brennende Wunderkerze gesteckt, damit es hübsch aussieht.  

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Wenn das mit der Zündung mal geklappt hat, war das recht nett anzusehen:  

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Die Erfahrungen aus diesen Vorversuchen flossen nun in die Entwicklung der Reinigungsautomatik beim Saxophon ein.  

 
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Die Reinigungsautomatik

Die Gasmenge sollte sich möglichst genau dosieren lassen, die Zündung weiterhin schön automatisch ablaufen.  

  Dazu wurde nun jede Menge Kram an das Rohr montiert.  

  Erstmal der Ständer: Er besteht aus 2 Streben an einer Halteplatte, auf der man später auch mal ein Notenbuch oder ein Bier abstellen kann.  

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Die Platte ist verschiebbar und mittels Schnellspanner fixierbar:  

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Damit läßt sich der Ständer zum Transport einklappen.  

  Mit dem Spannseil kann die Neigung eingestellt werden. Es ist unten mit 2 Scheiben festgeklemmt:  

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  Die Entwicklung der Gaszufuhr und Zündung verlief mit den übliche Katastrophen.
Das meiste ging erstmal schief.
Das Flüssiggas (Feuerzeuggas aus der Pulle) wird über ein Fahrradventil in einen Druckschlauch eingefüllt, der als Tank dient.  

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Leider ist das erste Ventil kaputt gegangen, weil sich der Metallstutzen der Feuerzeuggaskartusche zu weit reindrücken ließ.  

  In dem Schlauch befindet sich ein Schwimmer aus Styrodur mit schwarzer Markierung, damit man ihn besser sehen kann.  

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Der Schlauch geht an ein Magnetventil.
Beim ersten Versuch wurde der Schwimmer dann auch glatt vom Magnetventil verschluckt . Jetzt hindert ein Faden den Schwimmer daran, weggespült zu werden.  

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Der Schwimmer ist leider nur mäßig gut zu sehen. Vielleicht wäre rote Bemalung besser gewesen?  

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Das Magnetventil:  

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Darunter die Gasverteilung:  

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Der Verteiler geht auf 3 Butterfly Infusionsnadeln mit Luer-Anschluß.  

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Da ich für den Anschluß kein Gegenstück hatte, die Teile aber leicht konisch sind, habe ich die Löcher sehr präzise gebohrt und die Anschlüsse dann fest reingedrückt. Ein erster Versuch ergab dann eine ordentliche Flüssiggaswolke, die überall aus dem Verteiler spritzte. Völlig unbrauchbar!  

  Die Lösung war dann Loctite 511 Gewindedichtung. Damit eingeklebt ist der Verteiler absolut dicht.  

  In das Rohr habe ich 3 Löcher gebohrt, in die die Infusionsnadeln einfach eingesteckt werden. Da die Nadeln hinten dicker werden, klemmen sie prima im Loch.  

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Die Nadel wurde unnötigerweise mit Heißkleber fixiert.  

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Der Heißkleber hielt nämlich nur mäßig auf dem Rohr, wurde also von der Nadel gehalten und nicht umgekehrt.  

  Die Löcher sind übrigends nur winzige 0,8mm klein. Erst habe ich mit dem Dremel und einem 0,8mm HSS-Bohrer versucht durch den Stahl zu kommen, das aber nach ein paar Minuten aufgegeben. Irgendwie ist das Rohr extrem zäh!  

  Geholfen hat, das schwere Rohrgebilde auf eine Ständerbohrmaschine in der Firmenwerkstatt zu wuchten und einen Vollhartmetallbohrer aus der Platinenbohrmaschine zu benutzen. Der ging da rein wie in Butter.  

  Gezündet werden sollte mit einer richtigen Zündkerze. Da ich nirgends einen Gewindeschneider für Zündkerzengewinde auftreiben konnte, habe ich sie mit Hartlot eingelötet. Ich hatte aber nur einen Propangas-Brenner, mit dem ich das Rohr nur mäßig warm bekam. Nach ewigem rumbraten ließ sich die Kerze aber löten und das Rohr bekam hübsche Anlauffarben.  

  Nachdem alles wieder kalt war machte es knack und die Kerze war wieder lose.  

  Großer Mist! Aber kein Grund aufzugeben...  

  Jetzt wird die Kerze einfach mit Federringen reingedrückt und von einer Platte gehalten:  

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Als Zündung hatte ich erst eine Zündspule vorgesehen, die mir aber durchgebrannt ist. Also habe ich mal schnell wieder eine Zündung mit Zeilentrafo zusammegehäkelt.
Blöd, dass beim Wickeln der Kern durchgebrochen ist. Dabei hatte ich wegen der Sicherheit extra grün-gelbes Kabel genommen!  

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Interessanterweise kam doch ordentlich Hochspannung aus dem Trafo und der Kathodenstecker paßte auch noch halbwegs auf die Zündkerze. Es kann ja auch mal was klappen.  

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Die Masse des Trafos (rotes Kabel) wurde semiprofessionell an Rohr geklemmt.  

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Aus den zu Butan und Propan erhältlichen Datenblättern habe ich die notwendige Gasmenge ermittelt. Rechnerisch muß das Flüssiggas 2cm hoch im Schlauch stehen. Erste Versuche ergaben, dass damit die Kiste einfach nicht zünden will.  

  Bestimmt ist der gebrochene Zeilentrafokern schuld! - Nee, die Kerze funkt prächtig. Aufbiegen der Zündkerzenelektrode um einen längeren Lichtbogen zu erhalten half nicht.  

  Mist, das muss doch gehen. Mit Gas sind schon oft genug ganze Häuser in die Luft geflogen!  

  Mein Nachbar hat sich das dann mal angesehen. Ich wollte zeigen, dass das Teil einfach nicht zündet.
In dem Moment hat es mächtig gerumst. Man hörte aus der Ferne ein mehrfaches Echo zurückschallen, obwohl wir gar keine Berge in der Nähe haben.  

  Vorführeffekt! Nie tut es was es soll...  

  Man muss vielleicht nach dem einspritzen etwas warten, bis sich das Gas gut verteilt hat.
Nun mag ich das aber nicht von Hand mit der Stoppuhr tun. Das Ganze sollte aber möglichst reproduzierbar sein.  

  Daraufhin wurde die Steuerung automatisiert. Ein Microcontroller läßt sich unterwegs so schlecht umprogrammieren. Daher habe ich eine schicke Siemens-Logo Steuerung spendiert, die nun die Kontrolle über Magnetventil und Zündung hat.  

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In der SPS sind 3 Timer programmiert: Erst wird für T1 Sekunden das Magnetventil geöffnet, dann für T2 Sekunden gewartet, bis sich das Gas im Rohr verteilt hat und anschließend die Zündung eingeschaltet und das Magnetventil wieder geöffnet. Nach T3 Sekunden geht alles wieder aus. Die Zeiten lassen sich auf ein Zehntelsekunde genau einstellen.
Die Idee war, das durch die Wartezeit das Gas bis in den unteren Bogen absinkt und beim 2. öffnen des Ventils irgendwann ein zündfähiges Gemisch entsteht. Aufgrund der nicht unerheblichen Lärmentwicklung habe ich von weiteren Versuchen im Garten abgesehen und die Reinigungsfunktion des Saxophons erst auf der Fachtagung für angewandte und ausufernde Frickelei 2010 in Lärz ausprobiert.  

 
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Test der Reinigungsfunktion

Erstmal wurde das Gerät mit Frischluft vorgereinigt. Dazu kommt ein Staubsaugerschlauch an das Rohrende, der mit einem Gebläse beatmet wird. Es soll ja ordentlich werden, daher wurde dafür ein Seitenkanalverdichter benutzt.  

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Da der Seitenkanalverdichter eigentlich Drehstrom braucht, ich aber nur eine simple 50m Kabeltrommel hatte, mußte ich den auf Lichtstrom umstricken. Dazu reicht eigentlich ein simpler Motorkondensator ( Steinmetzschaltung ). Man rechnet mit etwa 70 µF pro kW, mach bei 350W also 25µF. Den hatte ich aber nicht und daher wurde mal wieder geklotzt und ein Frequenzumrichter angeschlossen. Jetzt pustet er auch mit einfachem Lichtstrom aus der Kabeltrommel.  

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Ein erster Versuch mit nur einem Pappdeckel im dicken Rohr: Befüllen mit Feuerzeug-Gas, Stecker rein und den automatischen Ablauf bewundern:  

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Das kommt viel besser als Video (6MB).
Anschließend muss das Instrument wieder an die Beatmung um die Abgase rauszudrücken.  

  Als nächstes soll das Rohr geputzt werden. Einen Lappen am Faden durchzuziehen ist bei mir unnötig:
Video (2MB)  

  Leider zickte die Zündung doch recht oft. Vielleicht ist die Reinigungsfunktion ja einfach unterfordert?
Zum Test kommt etwas Staub in das Rohr: Feinste deutsche Eiche.  

  Genauer gesagt: Schleifstaub vom Parkettleger.  

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Und wird prima wieder rausgeblasen.  

[Bild(53.1k)]


Hier als Video (1MB)
Jetzt kann man es sich endlich merken: Ein Saxophon ist ein Holzblasinstrument (grins)!  

  Das geht auch mit einer größeren Staubmenge: Video (1MB)
Wer genau hingesehen hat: Da wurde ein Dachpappenbrenner ans Rohr getüddelt, der die Staubwolke entzünden soll.
Denn: den Dreck so einfach in der Gegend zu verteilen ist ja nicht nett. Besser wäre es doch, den Staub gleich an Ort und Stelle zu verbrennen.  

  Außerdem könnte das neben dem Musizieren ja ganz unterhaltsam sein...  

  Leider gab es bei dem Unternehmen Unmengen an Fehlzündungen - also keine Zündung oder ein müdes Abbrennen.
Hier so ein trübes Beispiel: Video(400K)  

  Nach stundenlangem optimieren mit Gasmengen und Timereinstellungen an der SPS, nach ändern der Einspritzrichtungen und stilllegen der obersten Einspritzdüse haben wird dann ein nettes Feuerchen hinbekommen. Und das mit nur minimaler Geräuschentwicklung: Video(1600K)
Da macht es doch Spaß, das Saxophon zu verschmutzen!  

  Für's Wohnzimmer ist dieses Reinigungsfunktion dann wohl doch nicht geeignet: Video(4579K)  

 
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Musizieren (oder sowas)

 

  Jetzt kommen wir endlich zum Höhepunkt der ganzen Geschichte: Töne erzeugen!  

  Da steht das Instrument - bereit sein erstes Konzert zu geben.  

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Blöd ist, dass ich ja noch gar nicht richtig Saxophon spielen kann.
Da ich mich aber gelegentlich mit einer Klarinette abgequält habe, die auch mit einem Holzblättchen gespielt wird, sollte sich schon irgendwie ein Ton rauskitzeln lassen.  

  Also frisch ans Werk!  

   

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  Der Tonumfang ist echt beeindruckend. Dass man mit einem Altsaxophon-Mundstück soo tiefe Töne erzeugen kann hätte ich kaum für möglich gehalten. Ein wenig Übung erfordert es schon, bestimmte Geräusche aus dem Rohr zu kriegen.
Das Teil kann herrlich tiefe Töne wie ein Didgeridoo erzeugen, die sich mit dem Mund prima modulieren lassen. Aber es kann halt auch in hohen Tönen krächzen und quitschen. Und das nur mit einem Finger!  

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Ich halte es allerdings für unwahrscheinlich, dass ich so fleißig übe, dass ich mal eine CD mit dem Instrument aufnehme oder zu Weihnachten ein öffentliches Konzert gebe.  

  Hier kann man sich eine meiner ersten Improvisationen anhören und mir dabei mit sehr bescheidener Videoauflösung zusehen:
Musikvideo(1,8MB)  

  Ich schätze, das Instrument macht mich bei den Nachbarn nicht unbedingt beliebt.  

  Nützt aber nix, es muß dringend wieder gereinigt werden. Ich geh' jetzt mal die Pulle Feuerzeuggas holen. Vielleicht finde ich auch noch etwas Holzmehl...  

 
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  Ein echter Männerspaß mit klarer Wertung:
[Bild WAF-Rot]
 

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Aber der Seitenquelltext sieht auch interessant aus, zumindest wenn man ihn mit einem Monospace Font in sehr kleiner Schriftgröße betrachtet.

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