Hohe G-Saite reißt immer wieder

Strings
Fragen zur Besaitung werden hier beantwortet.
Ask anything you want to know about strings.
Lautenagent
Groß-Brummer
Beiträge: 6
Registriert: Mo 4. Feb 2019, 16:35
Name: Andreas Neider

Hohe G-Saite reißt immer wieder

Beitrag von Lautenagent » Sa 2. Mär 2019, 15:01

Bei meiner 8-chörigen Renaissancelaute, die ich vor 6 Wochen erworben habe, ist jetzt schon zum 2. Mal die hohge G-Saite gerissen.
Danach dauert es immer fast eine Woche, bis die neu aufgezogene Saite die Stimmung hält.
Insofern ist das sehr nervig.

Fage: Ist es normal, dass die hohe G-Saite ab und zu reißt?

Und ist es normal, dass sie nach dem Aufziehen die Stimmung erstmal nicht hält?

Zum Instrument:
Es ist eine katalanische Laud Isabelino, Bj. 1976 von Meister Juan Estruch (siehe Fotos).
https://imagizer.imageshack.com/img922/9900/qINTKj.jpg
https://imagizer.imageshack.com/img923/3123/t0XlGa.jpg

diesch
Groß-Brummer
Beiträge: 5
Registriert: Do 26. Aug 2010, 20:57
Name: dieter schmidt

Re: Hohe G-Saite reißt immer wieder

Beitrag von diesch » Sa 2. Mär 2019, 15:27

Ist da vielleicht ein Grat am Obersattel (rauhe Stelle, Kante)?
Besonders Nylgut-Saiten mögen es nicht, über rauhe Stellen gezogen zu werden.
Ein Hinweis auf ein Problem im Bereich des Obersattels ist die Stelle, wo die Saite reißt.
Ein wenig den Obersattel in der Saitenführung mit Bleistift einreiben macht, daß die Saite auf dem Obersattel leichter gleitet. Auch das kann helfen.

Lautenagent
Groß-Brummer
Beiträge: 6
Registriert: Mo 4. Feb 2019, 16:35
Name: Andreas Neider

Re: Hohe G-Saite reißt immer wieder

Beitrag von Lautenagent » Sa 2. Mär 2019, 15:43

Bisher ist die Saite immer weit unten gerissen, also nicht am Obersattel.

diesch
Groß-Brummer
Beiträge: 5
Registriert: Do 26. Aug 2010, 20:57
Name: dieter schmidt

Re: Hohe G-Saite reißt immer wieder

Beitrag von diesch » So 3. Mär 2019, 13:02

Aus was für einem Material ist die Saite?
Wie ist die klingende Länge?
Wie dick ist die Saite?

Vielleicht wird der Maximalzug überschritten.

-> Hier kannst du nachschauen:

https://www.cs.helsinki.fi/u/wikla/mus/ ... scalc.html

Ich habe mir das Instrument angeschaut. Sind das überhaupt Saiten für Laute oder hat der Gitarrenbauer Estruch da einfach Gitarrensaiten aufgezogen? Für eine Laute muß jede Saite berechnet werden, damit sie zu der gewünschten Tonhöhe und der klingenden Länge paßt.

Lautenagent
Groß-Brummer
Beiträge: 6
Registriert: Mo 4. Feb 2019, 16:35
Name: Andreas Neider

Re: Hohe G-Saite reißt immer wieder

Beitrag von Lautenagent » So 3. Mär 2019, 14:15

Ja, das sind alles Lautensaiten von Pyramid für 8-chörige Laute.
Die Laute ist ja über 40 Jahre alt, und daher sind natürlich längst nicht mehr die Originalsaiten drauf.
Alle anderen Saiten halten auch prima, nur die G4-Saite macht Probleme.
Möglicherweise liegt es aber auch daran, das der Steg unten vom Vorbesitzer falsch rum eingesetzt worden ist.
Darauf hat mich der Gitarrenbauer, bei dem ich die Laute habe begutachten lassen, schon aufmerksam gemacht.
Ich werde die Laute bei ihm wohl nochmals überarbeiten und richten lassen und hoffe, dass sich das Problem mit der G4-Saite dann geben wird.

Jetzt habe ich den Gitarrenbauer angerufen, und er hat mir die Saitenstärke neu berechnet, die war in der Tat zu stark.
Ich brauche für G4 statt 0,5 nur 0,43.

Die habe ich mir jetzt bestellt.

EkkehardUlrich
Groß-Brummer
Beiträge: 39
Registriert: Mo 12. Mär 2012, 16:35
Name: Ekkehard Sachs
Wohnort: 78549 Spaichingen

Re: Hohe G-Saite reißt immer wieder

Beitrag von EkkehardUlrich » Do 7. Mär 2019, 15:09

Die Saite mit Durchmesser 0,43 statt 0,50 wird auch reißen!

Du hast bisher nicht mitgeteilt, welche Mensur (schwingender Saitenlänge, Abstand vom Steg bis Sattel) Deine Laute hat. Außerdem fehlt die Angabe, ob Du für a' 440 Hz oder 415 Hz eigestellt hast. (440 Hz ist derzeit der übliche Stimmton für a')
Aus Deinen Angaben vermute ich, daß Du a' 440 Hz spielst und daß Deine Laute eine Mensur bei etwa 65 cm hat. Das würde erklären, warum die Saite g' nach etwa 2 Wochen reißt und die Saite erst nach einer Woche die Stimmung hält.

Die heute üblichen Nylonsaiten (und andere Kunststoffsaiten wie New Nylgut und Flourcarbonsaiten PVF) haben den Nachteil, daß sie bei hohen inneren Spannungen (errechnet mit 4F/(d^(2 ) π), F ist die Saitenkraft in Newton[N] un d ist der Saitendurchmesser in mm) sich sehr lange plastisch verformen. Das führt zu einer Abnahme des Durchmessers, was dann im Endeffekt, da man die Dehnung durch das Stimmen immer weiter erhöht, dazu führt, das die Saite reißt. Abzustellen ist dies nur dadurch, daß man die Laute tiefer stimmt um die erste Saite in dem Bereich zu betreiben, in dem das Fließen der Saite erträglich ist. Ich empfehle, die Laute so zu stimmen, daß für die erste Saite der Wert f×l (Saitenlänge in Meter mal Frequenz (in Hz)) maximal bei 240 liegt. Die Saite wird dann nicht mehr so schnell reißen und die Saite hält dann eher die Stimmung. Noch besser wäre, f×l würde auf maximal 220 eingestellt, dann bleibt die Stimmung noch früher stabil und die Saite reißt überhaupt nicht. Der Stimmton der ersten Saite ist bei einer angenommenen Mensur von 65 cm für f×l = 240 = 369 ist etwa fis' (370 Hz), für f×l = 220 = 338,4 ist etwa e' ( 330 Hz). (Die Konzert-Gitarre hat heute eine Mensur von 65 cm und der Ton der ersten Saite ist e'!) Wenn Du nicht auf die genaue Stimmung der Laute auf g' angewiesen bist sollte dies kein Problem sein. Wenn Du aber unbedingt die Laute auf g' (a' = 440 Hz) stimmen mußt, (Spiel in einer Gruppe), brauchst Du eine andere Laute mit einer Mensur von etwa 56 bis 59 cm.

Für die tiefere Stimmung müssen die Saiten neu berechnet werden. Wenn Du mir die Mensur Deiner Laute und den bevorzugten Stimmton (a'= 440 oder 415 Hz) mitteilst, schicke ich Dir eine Saitentabelle. Wenn du außerdem das Gewicht Deiner Laute zusätzlich mitteilst, könnte ich auch die Bauart Deiner Laute abschätzen und dazu die passende Saitenkraft wählen. (Das Baujahr und die Bilder deuten auf eine massive, der Gitarre angelehnte Bauweise). Besser wäre es, ich könnte die Laute in Augenschein nehmen, das wird aber nicht gehen, da Du wohl zu weit von mir entfernt wohnst. (Ich wohne in 78549 Spaichingen)

Ich hoffe, ich habe Dir weiterhelfen können.
EkkehardUlrich
Zuletzt geändert von EkkehardUlrich am Do 7. Mär 2019, 15:27, insgesamt 1-mal geändert.

Lautenagent
Groß-Brummer
Beiträge: 6
Registriert: Mo 4. Feb 2019, 16:35
Name: Andreas Neider

Re: Hohe G-Saite reißt immer wieder

Beitrag von Lautenagent » Do 7. Mär 2019, 17:22

Vielen Dank für die ausführlichen Informationen.

Zur Mensur:
Sie liegt bei lediglich 59cm.

Und 440 Hz nehme ich, weil ich mit einer Blockflöte zusammen spiele, da kann ich nicht tiefer gehen.
Die jetzt berechnete Saitenstärke von 0,43mm habe ich noch nicht aufgezogen, weil ich abwarte, ob die jetzige G4 Saite mit 0,5mm auch wieder so schnell reißt wie die davor.

Auf jeden Fall Dank auch für die angebotene Hilfeleistung.

Ich werde ggf. wieder zu Achim Gropius nach Reutlingen gehen, der mir schon mehrfach geholfen hat und das Instrument jetzt schon gut kennt. Der hat mir die Saitenstärke ja auch neu berechnet.

Troubadix
Groß-Brummer
Beiträge: 7
Registriert: Mo 14. Mai 2018, 17:56
Name: Troubadix

Re: Hohe G-Saite reißt immer wieder

Beitrag von Troubadix » Fr 8. Mär 2019, 12:03

Hallo Freunde der wohlklingenden Physik!

Es wäre doch mal interessant, ob man den Bruch der Saite mit einer kleinen Berechnung nachvollziehen kann. Ich versuch‘s einfach mal - vielleicht könnt ihr mir dabei ja helfen und das mal prüfen?

Die erforderliche Spannung einer Musiksaite beträgt (vgl. beispielsweise https://de.wikipedia.org/wiki/Saitenschwingung):
  • sigma = 4 x f^^2 x l ^^2 x rho
  • mit f = Frequenz, l = Mensur, rho = Dichte des Saitenmaterials
    (und x = Multiplikationszeichen, ^^2 = „zum Quadrat“)
Die Saitenspannung ist also nur von der Mensur, dem Saitenmaterial und der gewünschten Frequenz abhängig und nicht vom Saitendurchmesser. Über den Saitendurchmesser wählt man also nur noch die Zugkraft der Saite.

Nach den o. g. Angaben für unsere Problemlaute gilt:
  • f = 392 Hz für den Ton g‘ bei 440-Hz-Stimmung
  • l = 590 mm
  • rho = 1067 kg/m^^3 für Tynex (“Nylon“)
    (Der überaus beeindruckende Name für dieses Material lautet übrigens Polyhexamethylendodecandiamid, Tynex ist der Handelsname. Ich bleibe mal bei „Nylon“-Saite und gehe davon aus, dass es sich tatsächlich um dieses Zeugs handelt.)
Rechnung:
  • sigma = 4 x 392^^2 x 590^^2 x 1067 / 10^^12 = 228 N/mm^^2
    (Faktor 10^^12 für die Umrechnung zwischen den “millis“ und “kilos“)
Im Internet findet man für Tynex noch folgende Angaben:
  • Bruchspannung: sigmamax = 307 N/mm^^2
  • E-Modul: E = 2300 N/mm^^2
Die Spannung beträgt also nur 74% der Bruchlast. Der Bruch lässt sich also nicht nachvollziehen!!
Allerdings ist das nur die Belastung durch das Stimmen, beim Anschlagen der Saite kommt noch etwas hinzu. Aber so viel, dass die Bruchspannung erreicht wird???
Vorausgesetzt, es handelt sich (noch) um eine elastische Verformung, lässt sich die Dehnung der Saite nach dem Hooke’schen Gesetz ermitteln:
  • Dehnung epsilon = sigma / E = 228 / 2300 = 0,10 = 10%
Auch die Dehnung scheint also noch in einem vernünftigen Rahmen zu liegen. Es wäre mal interessant, das mit Hilfe entsprechender Markierungen nachzumessen (beim Aufziehen aber noch ohne Spannung und wenn die Stimmung hält - geht natürlich nur, solange die Saite nicht reißt).

So aus der theoretischen Betrachtung heraus bleiben wohl nur zwei Möglichkeiten für den Bruch:
  • eine stärkere Beanspruchung der Saite (z. B. durch eine scharfe Kante, die die Saite beschädigt hat)
  • eine Abweichung von der angenommenen Qualität der Saite (z. B. Materialfehler, höhere Dichte, kleinerer E-Modul).
Bei http://pyramid-saiten.de ist zu lesen: "Die Standard-Besaitung der Lautensätze besteht aus geschliffenem Nylonmaterial für den Diskantsaitenbereich und die Bass-Saiten sind mit hochwertigem, versilbertem Kupferdraht umsponnen. Alternativ stehen Ihnen noch Carbon (PVDF) und mit blankem Kupfer umsponnene Saiten zur Verfügung."

Darum nochmal zu den Materialeigenschaften: Ich habe bisher angenommen, dass es sich um „Nylon“ handelt. Falls es aber „Karbon“ wäre (Polyvinylidenfluorid, PVDF), dann wäre rho = 1790 kg/m^^3, sigmamax = 413 N/mm^^2, E = 2100 N/mm^^2 (alles Literaturangaben). Damit ergibt sich sigma zu 380 N/mm^^2, also 92% der Bruchspannung, und epsilon zu 18%. Das könnte den Bruch schon eher erklären!

Was meint ihr dazu?

Viele Grüße
Euer Troubadix Filofisikus

Lautenagent
Groß-Brummer
Beiträge: 6
Registriert: Mo 4. Feb 2019, 16:35
Name: Andreas Neider

Re: Hohe G-Saite reißt immer wieder

Beitrag von Lautenagent » Fr 8. Mär 2019, 13:28

Herzlichen Dank für diese ausgezeichneten physikalischen Berechnungen, die ich als Laie leider gar nicht nachvollziehen kann, bis auf das Resultat.
Und das war auch die andere Möglichkeit, die mein Gitarrenbauer am Telefon mir schon gesagt hat, dass nämlich der für eine Laute unübliche untere Steg evtl. doch eine zu scharfe Kante hat, was man natürlich durch leichtes Anschleifen beseitigen könnte.

Aber jetzt warte ich erstmal ab, ob und wann die G4-Saite erneut reißt. Im Moment hält sie prima, und abgesehen davon habe ich mittlerweile einen ganzen Satz von Ersatzsaiten sowohl in 0,5mmm wie in 0,43mmm Stärke. :)

EkkehardUlrich
Groß-Brummer
Beiträge: 39
Registriert: Mo 12. Mär 2012, 16:35
Name: Ekkehard Sachs
Wohnort: 78549 Spaichingen

Re: Hohe G-Saite reißt immer wieder

Beitrag von EkkehardUlrich » Sa 9. Mär 2019, 12:35

Mit der Mensur von 59 cm ist g' bei A=440 Hz noch sehr gut und sollte nicht reißen. Die 0,50 mm Nylonsaite hat eine Saitenkraft von etwa 45 N, die 0,43 mm Nylonsaite (Pyramid 0,425) hat eine Saitenkraft von etwa 33 N. das fühlt sich besser an, da man die Saite nicht so hart greifen muß. Wenn Du bei der dünneren g' Saite bleiben willst (infolge angenemeres leichteres Greifen), überprüfe auch die übrigen Saiten auf Ihre Saitenkraft, damit Du auch hier angenemer spielen kannst.

Wenn Du den Sattel im Steg überprüfen oder entschärfen läßt, laß auch die eingesetzten Metall-Bünde überprüfen. es kann sein, daß sie scharfe Kanten vom eventuellem Abrichten haben. Das kann auch zu einer erhöhten Reißneigung beitragen.

EkkehardUlrich

Antworten