Archtop-Germany-Hölzer

Archtop-Germany Tips: Hölzer

Die Hölzer einer Archtop sind ein schönes Thema. Da ein Gitarrenbauer hierzu weitaus Fundierteres sagen kann, habe ich Tobias Pöhling gebeten, einen Artikel zu diesem Thema zu schreiben: Er findet sich hier. Ergänzt wird das Ganze durch einen weiteren Artikel von Thomas Launhardt, der das Thema etwas wissenschaftlich untermauert. Zuerst einmal zur Ausgangslage:

Die meisten guten Archtops haben folgende Holzausstattung:
Decke: Fichte, Boden: Ahorn, Zargen: Ahorn, Hals: Ahorn, Griffbrett: Ebenholz, Kopf: Ahorn.

Warum ist das so? Folgende zwei Geschichten sollen uns zu denken geben:

In seinem Buch “Making an archtop guitar” schreibt Robert Benedetto, das er eine Gitarre aus Bauholz gebaut hat, mit astigen Balken für die Decke und Ahorn mit liegenden Jahren für den Boden. Und laut seiner Aussage klingt das Ding, wie seine anderen Gitarren.

Auch Bob Taylor hat eine solche Gitarre gebaut, aus dem Holz, aus dem man Transportpaletten baut. Die Gitarre klang sehr gut. Witzigerweise befand sich eine Perlmutteinlage in Form eines Gabelstaplers im Griffbrett.

So, aber hier nun die Erklärung für dies alles, zunächst von Tobias Pöhling:

Hölzer die zum Bau von Archtop Gitarren verwendet werden:

“In diesem Artikel gehe ich, wenn ich von Archtop Gitarren rede, immer von Massivholzinstrumenten aus.

Seit Orville Gibson seine erste Archtop Gitarre baute, hat sich an der Holzkombination so gut wie nichts geändert. Während bei Flattops (klassisch und Steelstring) viele verschiedene Holzsorten mehr oder weniger erfolgreich verwendet werden, sind Archtop Gitarren fast ausschließlich aus Fichte für die Decke und Ahorn für Boden, Zargen und den Hals. Das Griffbrett ist meist aus Ebenholz, obwohl hier auch manchmal Palisander benutzt wird.

Abweichungen hiervon sind selten, allerdings sind innerhalb dieser Holzkombination Variationen möglich. So wird für die Decke sowohl europäische Fichte (Picea abies) als auch Sitka Fichte (Picea sitchensis) benutzt. Der Unterschied zwischen diesen Hölzern ist weiter unten erläutert.

Für Boden und Zargen wird hauptsächlich europäischer Ahorn (Acer pseudoplatanus) verwendet, allerdings findet man auch manchmal amerikanischen (Acer saccharum).Der Hals ist meist aus Rockmaple (Acer saccharum).

Der Ursprung der Archtop Gitarre liegt eigentlich nicht so sehr im Gitarrenbau, sondern mehr im Geigenbau. Orville Gibson’s erste Instrumente waren Geigen. Er baute dann Mandolinen mit geschnitzten Decken und Böden und kurz darauf auch Gitarren. Die Holzkombination Fichte -Ahorn hatte sich bei den Instrumenten der Geigenfamilie über Jahrhunderte bewährt, man findet hier nur wenige Abweichungen und dann meist nur für Boden und Zargen, sehr selten für die Decke.

Schauen wir uns also einmal die Eigenschaften der verschiedenen Hölzer im Einzelnen an:

Fichte (Picea abies) : Fichte, die als Tonholz verwendet werden kann, wächst in hohen Alpenregionen, nur hier wächst sie langsam genug, dass eine ausreichende Stabilität bei gleichzeitig geringem Gewicht erreicht wird. Wenn das Sommerwachstum (das helle Holz) zu breit ist, ist das Holz weicher, und damit auch weniger stabil.

Ahorn (Acer pseudoplatanus): Das Holz, was sich zum Instrumentenbau eignet, findet sich in ganz Europa. Anders als bei der Fichte kommt es hier nicht so sehr auf langsamen Wuchs an, da kein deutlicher Härteunterschied zwischen Winter und Sommerwuchs besteht. Aber wie die Fichte bietet auch Ahorn ein gutes Verhältnis zwischen Masse und Stabilität, dazu kommt, dass es sich leicht verarbeiten lässt. Ahorn hat außerdem eine Eigenschaft, die es für Instrumentenbauer sehr attraktiv macht: Riegel! Diese im fertigen Instrument als Flammen zu erkennende Musterung entsteht, wenn das Holz wellig wächst und dann diese Wellen aufgeschnitten werden.

Ahorn (Acer saccharum): Farblich unterscheidet sich der kanadische Ahorn oder Hard maple nur wenig vom europäischen Ahorn, die Jahresringe erscheinen oft dunkler. Auch hier findet sich manchmal Riegel, und außerdem auch so genannte Vogelaugen.

Ebenholz (Diospyros spp.) : Bei fast allen hochwertigen Saiteninstrumenten wird Ebenholz für die Griffbretter verwendet. Es ist hart genug um den Saiten auf Dauer standzuhalten, außerdem ist es, einmal trocken, recht stabil und verzieht sich nicht. Es hat eine gleichmäßige Härte, keine sichtbaren Jahresringe. Dadurch eignet es sich hervorragend für Gitarrengriffbretter, die Bünde werden gehalten, die Saiten fressen sich nicht ins Holz und außerdem verleiht es dem Hals zusätzliche Stabilität.

Nun wollen wir uns ein wenig mit der Frage beschäftigen, warum so wenige Gitarrenbauer von dieser Holzkombination abweichen. Beim Bau einer Flattop stelle ich mir zu allererst die Frage, welches Holz ich verwenden soll, Fichte oder Zederdecke? Palisander, Ahorn oder ein etwas ausgefallenes Holz für den Korpus?

Für den Bau einer Archtop Gitarre stellt sich mir diese Frage gar nicht.

Warum nicht Zeder für die Decke einer Archtop? Man findet es häufig auf hochwertigen klassischen Gitarren oder auf Steelstrings.

Im Vergleich hier die zugegeben etwas technischen Daten von Fichte (Picea abies) und Zeder (Thuja plicata):

	Dichte (g/cm3)	Elastizität Modul *N/mm²	Biegefestigkeit **N/mm²
Fichte	0,43	11000	66
Zeder	0,34	8512	53

*Der Elastizitätsmodul gibt an, welche Spannung nötig ist, um einen Prüfkörper in seiner Länge zu verdoppeln. Der Zahlenwert des Elastizitätsmoduls ist um so größer, je mehr Widerstand ein Material seiner Verformung entgegensetzt.
** Biegefestigkeit bedeutet wie sehr man das Holz biegen kann bevor es bricht.

Zeder ist zwar leichter, aber nicht so widerstandsfähig wie Fichte. Die Folge bei der Verwendung für eine Archtop Gitarre ist, dass die Decke weniger stabil ist. Die Kräfte die auf eine Archtop Decke einwirken sind entgegengesetzt zu denen, die an der Decke einer klassischen Gitarre ziehen. Um bei einer Zederndecke die gleiche Stabilität wie bei einer Fichtendecke zu erreichen, müssen die Balken größer gehalten werden und die Decke müsste dicker sein. Dadurch kann es aber zu erheblichem Klangverlust kommen.

Eine Bemerkung in eigener Sache: Ich habe die Möglichkeit gehabt, mehrere Kontrabässe und Celli nur wenige Jahre nach ihrer Vollendung zu sehen, die mit Zederndecke gebaut wurden. Die Decken waren wie Fichtendecken gearbeitet, ähnliche Stärken und Verbalkung. Bei allen Instrumenten war ein Absenken der Decke im Stegbereich zu beobachten.

Eine oft verwendete Alternative zur europäischen Fichte ist die Sitka Fichte (Picea sitchensis). Diese Bäume wachsen bis zu 90m hoch mit einem Durchmesser, der 5m erreichen kann. Das Holz ist etwas schwerer, als europäische Fichte, weist aber eine genauso gute Elastizität auf. Es wird daher erfolgreich von vielen Archtop Herstellern verwendet.

Schauen wir uns nun Hölzer für Boden und Zargen an. Bei den Instrumenten der Geigenfamilie finden sich hier einige Alternativen zum Ahorn. Pappel (Populus spp.), Nussbaum (Juglans spp), Kirsche und einige mehr.

Alle diese Hölzer haben eines gemeinsam, ein ähnliches Masse / Stabilität Verhältnis wie Ahorn.

Prinzipiell ist es meiner Meinung nach möglich jedes halbwegs stabile Holz für Boden und Zargen einer Archtop zu verwenden. Man sollte bei der Verarbeitung allerdings darauf achten, dass man auf die Struktur und Stabilität des Holzes Rücksicht nimmt und die Stärke gegebenenfalls ändert, damit die Stabilität des Bodens nicht in Mitleidenschaft gezogen wird. Einige Hölzer würden aufgrund ihrer hohen Masse von vornherein ausscheiden, es sei denn, man nimmt in Kauf, dass man ein sehr schweres Instrument baut.

Wie beim Bau von Flattops wird jedes Holz andere klangliche Eigenschaften mit

sich bringen. Aufgrund fehlender Daten kann ich an dieser Stelle aber keine Auskunft geben, in welche Richtung sich der Klang entwickeln würde.

Der Hauptgrund für die Verwendung von Ahorn liegt meiner Meinung nach in der oben erwähnten Eigenschaft seiner mehr oder weniger einzigartigen Riegelmaserung.

Nun zum Hals. Bei einem Instrument, das so eng mit den Instrumenten der Geigenfamilie wenn nicht verwandt, so doch verschwägert ist, liegt es auf der Hand, den Hals aus Ahorn zu machen. Bei Geigen kommt europ. Ahorn zum Einsatz. Der recht dicke Hals zusammen mit einem soliden Stück Ebenholz als Griffbrett bietet hier genug Stabilität, um dem Saitenzug entgegenzuwirken. Nur selten findet man verzogene Geigenhälse und dann meist, weil sich das Griffbrett gelöst hat.

Da aber der Gitarrenhals vergleichbar dünner ist, das Griffbrett ebenfalls, und außerdem die Bundschlitze es noch weiter schwächen, reicht europ. Ahorn nicht aus, es wird kanadischer Ahorn verwendet, farblich passend, oft auch geriegelt, allerdings schwerer als europ. Ahorn.

In den Anfängen der Archtop Gitarren stellte das kein Problem da. Normalerweise wurden recht schwere Saitenhalter benutzt, die Konstruktion der Gitarren war generell schwerer als heute. Es entstanden Gitarren, die zwar im Ganzen schwer waren, aber gut ausbalanciert. Heutzutage werden leichtere Bauweisen bevorzugt. Viele Gitarrenbauer verwenden leichte Saitenhalter, teilweise aus Holz und so werden Gitarren schnell kopflastig. Es läge daher auf der Hand, andere Hölzer für den Hals zu verwenden, Mahagoni wäre hier eine gute Alternative. Allerdings würde es von der Optik gar nicht zur Gitarre passen.

R. Benedetto meint, dass nach seiner Erfahrung leicht gebaute Gitarren mit Mahagonihals lauter klingen und wesentlich bessere Ansprache haben.

Zum Griffbrett hier nur so viel, Ebenholz ist einfach ideal, stabil, hart und gut zu verarbeiten. Als Alternative bietet sich lediglich Palisander.

Noch ein kurzes Wort zu Hölzern für den Steg. Dieser besteht meist aus Ebenholz und ist mittels Schrauben in der Höhe verstellbar. Dies ist etwas, was nicht so sein muss, aber es ist eine Tradition, mit der sich viele Spieler angefreundet haben und es nur ungern geändert sehen. Klanglich besser wäre ein einteiliger Steg, da die Klangübertragung dann nur durch das Holz und nicht in der Mitte durch Schrauben erfolgt. Zum Ausprobieren: Wie ändert sich der Klang, wenn Ober- und Unterteil des Steges auf den Einstellrädchen aufliegen im Vergleich zu hochgeschraubtem Oberteil?

Und wenn einteilig, warum nicht einen Ahorn Steg wie bei Geigen? Die Ergebnisse, die ich bisher damit erzielt habe, waren sehr ermutigend, es fehlt nur noch an Spielern, die bereit sind, sich darauf einzulassen.

Fazit:

Die Wahl der Hölzer für Archtop Gitarren folgt einer Tradition, die vor vierhundert Jahren ihre Anfänge hat. Es ist Raum für Alternativen, diese sind in einigen Bereichen (Hals) auch durchaus sinnvoll, aber es stellt sich die Frage, soll man etwas ändern, nur weil man kann? Und wer will so etwas kaufen? Aus der Sicht des Gitarrenbauers macht es wenig Sinn nach Alternativen zu suchen, solange Fichte und Ahorn noch so reichlich vorhanden sind. Daher bleibe ich vorerst beim Altbewährten.”

Tobias Pöhling, Januar 2005 info@tobytimber.com www.tobytimber.com

Unten: Aus diesen Holzstücken werden mal Decken einer Archtop.




Das waren die Ausführungen zu diesem Thema von Tobias Pöhling, für die ich mich herzlich bedanke! Nichts destotrotz gibt es auch Versuche mit anderen Hölzern. Stefan Hahl hat eine Archtop mit Zederndecke gebaut, die sehr gut und sehr laut klingen muss. Vom amerikanischen Hersteller Michael Lewis gibt es eine Archtop, die eine Redwood-Decke und Walnuss Boden und Zargen hat; auch sie soll sehr gut klingen, mit angenehmen Mitten und scharfen Höhen. Der Hersteller Palmer hat auch eine Archtop mit Eschendecke im Programm.

Hier nun die weiterführenden Ausführungen von Thomas Launhardt:

“Es ist wohl kaum ein Geheimnis, dass der Klang einer Gitarre mehr oder weniger von der Art und Qualität des Holzes abhängig ist. Natürlich spielt auch die Konstruktion eine Rolle, doch die möchte ich hier erst einmal außer Betracht lassen. Der Klangcharakter eines akustischen Instruments entsteht einzig und allein durch das Schwingungs- und Resonanzverhalten des Holzes im Zusammenspiel mit der Anschlagtechnik des Gitarristen. Bei elektrisch verstärkten Instrumenten kommen noch weitere Parameter wie Tonabnehmer, Hardware usw. hinzu, aber auch die stelle ich hier zurück. Auf die vier wichtigsten, ineinander übergreifenden Eigenschaften des Holzes gehe ich hier etwas näher ein:

Rohdichte:
Die Dichte der Zellwandsubstanz ist bei allen Holzarten gleich (1,56 g/qcm). Das Verhältnis der Hohlräume (Zellen) zur Masse der Holzsubstanz ist allerdings von Holz zu Holz sehr unterschiedlich. Beide zusammen ergeben die Rohdichte. Sie ist auschlaggebend für viele technische Eigenschaften des Holzes, wie z.B. Härte und Elastizität.

Härte (H):
Unter dem Begriff “Härte” versteht man den Widerstand, den das Holz dem Eindringen fremder Körper in seine Oberfläche entgegenzusetzen hat. Grundsätzlich gibt es fünf verschiedene Gruppen:
Sehr weich - Linde, Pappel
Weich - Fichte, Erle
Mittelhart - Zeder, Zypresse, Nussbaum
Hart - Ahorn, Esche, Honduras Mahagonie
Sehr Hart - Palisander, Ebenholz

Elastizitätsmodul (E):
Durch das E-Modul wird der Widerstand gegen elastische Verformung, also die Steifigkeit des Holzes, angegeben. Äste und unregelmäßiger Faserverlauf vermindern die Elastizität erheblich. Parallel zur Faser ist sie 10-20 mal größer als senkrecht zur Faser. Im allgemeinen steigt sie mit steigender Rohdichte. Die größte Ausnahme von dieser Regel macht das Fichtenholz. Bei relativ geringer Rohdichte besitzt die Fichte mit die größte Elastizität.

Spezifisches Gewicht (s):
Das Verhältnis von Gewicht zu Volumen des Holzes gibt an, um wieviel der entsprechende Körper schwerer ist, als die von ihm verdrängte Wassermenge.

Und wie wirkt sich das auf den Klang meiner Gitarre aus?

Jede der oben beschriebenen Eigenschaften hat Vor- und Nachteile für den Klangcharakter der schwingenden Saite. Z.B. die Ansprache (Attack): Hierbei handelt es sich um nichts anderes, als die Schallgeschwindigkeit (C). Diese errechnet sich im Holz: c = Wurzel aus Elastizitätsmodul/Rohdichte. Das bedeutet, je größer die Elastizität, desto schneller bewegt sich der Schall im Holz und mit steigender Rohdichte sinkt die Schallgeschwindigkeit. Für eine schnelle Ansprache benötigen wir also ein Holz, bei dem trotz geringer Rohdichte die Elastizität sehr groß ist. Für fast alle Holzarten ein Widerspruch. Doch diese Eigenschaften finden wir bei der Fichte; ein Grund für die häufige Anwendung beim Bau von Decken für akustische Instrumente. Die Schallgeschwindigkeit in Fichte beträgt ca 5.500 m/sec.

Auch am Beispiel Jazz-Bass wird dies deutlich. Ein Bass mit einem Eschekorpus (ca. 4.700 m/sec.) hat immer eine bessere Ansprache als einer mit Erlekorpus (4.400 m/sec.). Hier noch einige Werte der Schallgeschwindigkeit in Holz zum Vergleich: Ahorn - 4.500, Padouk - 4.800, Linde - 5.100 m/sec (alle Angaben längs zur Faser).

Linde und Pappel haben zwar eine sehr schnelle Ansprache, doch bedingt durch ihr geringes Gewicht ein sehr kurzes Sustain. Die angeregte Saite überträgt ihre Schwingung über den Steg auf den Korpus oder die Decke und den Hals. Weiche Hölzer dämpfen diese Verbindung, die Klangdauer sinkt mit sinkendem Härtegrad. Bei E-Gitarren eines großen jap. Herstellers, dessen Bodies aus Linde und Pappel gefertigt werden, ist dies sehr deutlich zu beobachten.

Neben der Ansprache und dem Sustain spielt auch die Eigenresonanz eine große Rolle für den Klangcharakter. Nimmt man einen Gitarrenhals, einen Body oder etwas ähnliches in die Hand und klopft darauf, so ist ein bestimmter Ton zu hören. Die sogenannte Eigenresonanz des Holzes. Diese Resonanz ist kein einzelner Ton, sondern eine ganze Reihe von Tönen; der Grundton und die auf ihm aufbauende Obertonreihe. Die Frequenz des Grundtones errechnet sich aus der Formel: f = h/(s x E). Mit steigender Härte, oder mit fallender Elastizität bzw. spez. Gewicht, erhöht sich die Frequenz des Grundtones. Sehr tiefe Grundtöne erzeugen mehr Obertöne, die das menschliche Ohr wahrnehmen kann. Der Klang der Saite ist sehr “warm” und “laut”. Bei einer sehr hohen Resonanzfrequenz liegen die meisten Obertöne jenseits unserer Hörgrenze. Ein eher “harter” und “brillanter” Ton ist zu hören.

Anhand dieser Holzeigenschaften gibt es jede Menge Variationsmöglichkeiten, den Grundcharakter eines Instruments festzulegen. Ob einteilige Hälse oder Hälse mit aufgeleimten Griffbrett, einteilige Bodies oder Sandwichbodies, jede Veränderung am Holz hat auch eine Veränderung am Klang zur Folge. Lackierung, Tonabnehmer und Hardware beeinflussen den Klang eines Instruments zwar stark, der Grundcharakter jedoch bleibt bestehen. Allein durch die Konstruktion kann man verschiedene Eigenschaften stark herausheben oder auch beseitigen. Welchen Einfluss die Konstruktion auf den Klang hat, ist ein Kapitel für sich.”

Thomas Launhart info@launhardtguitars.com www.launhardtguitars.com

Auch an Thomas Launhardt einen schönen Dank für das Veröffentlichungsrecht dieses Artikels.

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