Ermittlung von Auswahlkriterien für Resonanzholz

Projektleiter: Dipl.-Phys. G. Ziegenhals

Projektabschluß: Dezember 1999

Ziel der Forschung war die Bewertung von Rohdecken anhand ihrer mechanischen Eigenschaften (beschrieben über entsprechende Merkmale) und über die akustisch/klanglichen Ergebnisse der aus den Rohdecken gefertigten Instrumente. Die Merkmalsbestimmung an den Deckenhälften (Deckenrohlinge) erfolgt mittels (Klopf-) Übertragungskurven und Klopftönen (Spektrum und Zeitsignal). Die Fertiginstrumente bewerteten wir anhand subjektiver Tests sowie mittels aus Frequenzkurvenmessungen gewonnenen objektiven Merkmalen.
Traditionell wird Klangholz für Decken von Zupfinstrumenten vorrangig anhand der Biegesteife quer zu Faserrichtung beurteilt. Es gilt der Grundsatz: Als gut werden leichte, quer zur Faserrichtung steife Decken angesehen. Anhand der vorliegenden Ergebnisse müssen jedoch neue Prämissen gesetzt werden. Von großer Bedeutung für das klangliche Ergebnis erwies sich der E-Modul in Faserrichtung. Für diesen sowie für den E-Modul quer zur Faserrichtung und die Rohdichte werden neue Gut-Bereiche angegeben.
Die Auswertung der mechanischen Eigenschaften (Merkmale) von 1200 untersuchten Deckenhälften, gewonnen aus 5 Stämmen ergab, dass die als wichtig ermittelten Deckenmerkmale E-Modul in Faserrichtung, Rohdichte, Klopftonhöhe und Klopfklangfarbe im wesentlichen vom Herkunftsstamm bestimmt werden und stark miteinander korrelieren. Daraus kann man sofort folgern, daß für eine statistisch gesicherte Deckensortierung eine Stichprobe pro Stamm genügt. Die Größe dieser Stichprobe hängt von der gewünschten Sicherheit ab, und ist noch entsprechend zu bestimmen. Bei den Objekten der Stichprobe muß es sich nicht um Deckenhälften (zugeschnitten und geschliffen) handeln. Es genügen Probekörper, an denen die Größen E_F und r hinreichend genau bestimmt werden können. Die Kenntnis des statistischen Mittels und der Streuung dieser Größen für den Stamm erlauben eine Qualitätsprognose für die aus dem Stamm gewonnenen Deckenhälften. Hieraus ergeben sich Ansätze für den Einsatz eines Bohrnadelverfahren für die konkrete Holzauswahl die Vorsortierung. Da Meß- und Auswerteverfahren zur Bestimmung der Merkmale der Deckenrohlinge relativ einfach gestaltet sind, wäre es praktisch möglich, anschließend alle für die Verarbeitung verfügbaren Rohlinge über einen Klopftest feinzusortieren.
Stellt man die Ergebnisse der subjektiven Deckensortierung den optischen und Gesamturteilen der Fertiginstrumente gegenüber, so existiert eine gute Übereinstimmung, wesentlich davon weichen die klanglichen Urteile ab. Ganz offensichtlich läßt sich die traditionelle Beurteilung im wesentlichen von der Deckenoptik, dem schmalen, gleichmäßigen Jahrringverlauf leiten. Dies führt aber nur bei bereits streng eingegrenzt, vorsortierten Qualitäten zu brauchbaren Resultaten und läßt viel klanglich gutes Material außen vor. Tanne erwies sich als klanglich hervorragendes Material für den Gitarrenbau. Seitens der Hersteller und Holzlieferanten wurde mehrfach neben den optischen Bedenken, auf die erhöhte Gefahr des Reißens bei Tannendecken hingewiesen. Im Rahmen des Musterbaus für das Projekt traten jedoch diese Probleme nicht auf.

Veröffentlichungen:

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Untersuchung des akustischen Verhaltens lösungsmittelarmer, wachshaltiger sowie öliger Oberflächenbeschichtungsmaterialien und Wasserglas für Resonanzplatten am besaiteten Musikinstrument und Korpus des Holzblasinstrumentes

Projektleiter: Dipl.-Ing. Dietmar Kluck

Projektabschluß: Dezember 1999

Neuartige Oberflächenbeschichtungsmaterialien auf öl- oder spiritushaltiger Basis stellen momentan die Alternative zu den herkömmlichen synthetischen Lösemittellacken dar. Die Beurteilung des akustischen Langzeitverhaltens belegt, dass klangliche Veränderungen bereits ca. 14 Tage nach der Beschichtung wieder das Niveau des unbehandelten Holzes erreichen. Glanzgrad und Oberflächenhärte erreichen jedoch die Qualität der synthetischen Lösemittellacke nicht. Wasserverdünnbare Lacke können aus akustischer Sicht für die Beschichtung von Resonanzplatten mit Stärken von > 8 ... 10 mm eingesetzt werden. Im Zupfinstrumentenbau, wo beim Korpus Materialstärken des Holzes von 2 ... 3 mm auftreten und der Korpus einseitig, außen beschichtet wird, kommt es zu starken Quellungsspannungen im Holz, was zum Zerstören des Instrumentes führen kann. Holzblasinstrumente können aufgrund der höheren Materialstärken mit wasserverdünnbaren Lacken behandelt werden. Mit schwarzem Wasserlack und Klarlack beschichtete Grenadillekanteln bestanden den Hautschweiß- und Speicheltest. Wie bereits in früheren Untersuchungen festgestellt wurde, ist der messtechnisch nachweisbare akustische Einfluss der Lackierung am Fertiginstrument äußerst gering und liegt nahezu in der Nachweisgrenze des Beurteilungsverfahrens. Versuche zur Beschichtung von Blasinstrumenten mit wasserverdünnbarem Einbrennlack verliefen positiv, unter der Beachtung der gründlichen Entfettung der Oberfläche, und der Lack muss filtriert werden.

Veröffentlichungen:

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