[Zubehör] Gitarrensaiten – Wissenswertes über ein Stück Draht (Workshop)

[GEH]

@Richelle

Danke für die kompetente Antwort.
Dass sich dass aufgrund von Härteverfahren nicht so einfach sagen lässt, hatte ich schon vermutet.
Aber grob kann ich wohl eine Phosphorbronze doch etwas weicher als ein Nickel Plated Steel einordnen.

Ich hatte in einem Bastelversuch festgestellt (oder mir eingebildet), dass eine reine Stainless Steel doch gleich andere Spuren hinterlässt als die ursprüngliche Phosphorbronze.
Nickel Plated Steel wäre dann wohl eine Kompromisslösung dazwischen.

[züborch]

Toller Thread. Allerdings habe ich am Wochenende mir mal einen Satz Pure Nickel Saiten von Pyramid mit Round-Core gegönnt und aufgezogen. Zum einen konnte ich nicht feststellen, dass Nickel dumpfer weicher oder wärmer klingt als Stahl, eher deutlich längeres Sustain durch das Mehr an Masse durch den runden Kern; zum anderen war mir nicht ganz klar, wie folgender Hinweis in der Praxis umzusetzen ist:

Bitte beachten: Die umwickelten Saiten dürfen nicht einfach gekürzt werden, da sich die Nickelumwicklung sofort lösen würde. Machen Sie deshalb zuerst einen scharfen, rechtwinkligen Knick in die Saite und kürzen die Saite dann hinter dem Knick.

Vielleicht könnte man mir da noch einen guten Tipp geben, habe jetzt erst die bereits aufgezogenen Saiten oben geknickt und dann gekürzt, um dieses abribbeln zu verhindern. Aber ist der Knick überhaupt nötig, wenn man die Saiten erst aufzieht?

[Richelle]

Vielleicht könnte man mir da noch einen guten Tipp geben, habe jetzt erst die bereits aufgezogenen Saiten oben geknickt und dann gekürzt, um dieses abribbeln zu verhindern. Aber ist der Knick überhaupt nötig, wenn man die Saiten erst aufzieht?

Dieses Problem kenne ich von einem Saitensatz (Newtones roundcore) - Beim ersten Kontakt mit diesen Saiten habe ich den Hinweis auf der Packung ignoriert --> Umwicklung hat sich gelöst und Saite war unbrauchbar.

Seither ist mir das nicht mehr passiert, da ich ab diesem Zeitpunkt die Saiten erst auf in etwa die gewünschte Stimmung spanne und erst dann das lose Ende durch häufiges Hin- und Herbiegen abbreche. Mit dieser Technik ist das unproblematisch (mache ich jetzt schon lange so und brauche somit auch kein Abzwickgerät mehr).

Ich weiß nicht ob das Risiko des Lösens der Umwicklung (wenn man die Saiten in unbelasteten Zustand kürzt) bei allen Roundcore-Saiten besteht oder nur bei den Newtones --> Ich werde es aber nicht auprobieren.
Seltsam ist aber in diesem Zusammenhang, dass bei den Roundcore-Saiten von Dean-Markley kein spezieller Hinweis darauf auf der Verpackung steht im Gegensatz zu den Newtones.
Eine mögliche Erklärung wäre, dass manche Saitenhersteller Klebstoffe für die Verbindung Umwicklungsdraht - Kerndraht auf einer größeren Länge verwenden (z.B. auf 20 cm am Ende).
Newtones Saiten werden nur am Ende etwas stärker verpresst --> zwickt man dieses Ende ab --> dann kann sich der Umwicklungsdraht sehr leicht lösen.

[Richelle]

Nickel Plated Steel wäre dann wohl eine Kompromisslösung dazwischen.

Noch als Ergänzung:

Beim Nickel (bzw. auch bei anderen Metallen) ist die Härte sehr stark abhängig von der sogenannten Kaltverformung bzw. Kaltverfestigung. Das heißt einfach erklärt: Wenn man reines Nickel hernimmt -> dann hat es relativ gesehen eine geringere Härte (ca. 200 HB) -> wird das mechanisch im kalten Zustand verformt (gepresst, gewalzt, ect.) dann werden im Metallgitter Spannungen aufgebaut und somit wird das Material härter und fester -> dies kann mehr als das Doppelte der ursprünglichen Festigkeitseigenschaften ausmachen (über 400 HB). Der springende Punkt dabei ist die Temperatur --> geschieht diese Verformung über 600°C (Rekristallisationstemperatur von Nickel; Warmverformung) dann sind keine Steigerungen der Festigkeitseigenschaften zu erwarten (ebenso kann man die Festigkeitssteigerung von kaltverformten Nickel durch Erwärmen über 600°C rückgängig machen --> die Verspannungen im Metallgitter werden abgebaut).

Jetzt wäre es interessant zu wissen bei welcher Temperatur eine Plattierung eines Stahldrahtes für die Saitenherstellung erfolgt. Unter 600°C findet auf jeden Fall eine Verfestigung und Steigerung der Härte statt. Aber der Zuwachs an Festigkeitseigenschaften ist natürlich bei 500°C Bearbeitungstemperatur erheblich geringer als bei 20°C.

Ich denke, solche Drähte werden von den Saitenherstellern gekauft und nicht selbst plattiert. Weiters denke ich, dass der Plattierungsvorgang mit erhöhter Temperatur erfolgt (soll ja auch eine kompakte lückenlose Verbindung entstehen und ohne Wärme ist das sehr schwierig). Also vermutlich wird die Härte an der Oberfläche von Nickel-platiertem Stahldraht zwischen 200 - 250 HB liegen und damit deutlich unter Stahl (1770-1960 N/mm2 - 400-500 HB) und ein wenig über Phoshporbronze.
Andererseits ist es durchaus möglich, dass ein Saitenhersteller einen gekauften nickelplattierten Stahldraht im kalten Zustand durch eine Walze laufen lässt bzw. werden ja auch bei der Herstellung der Umwicklung mehr oder weniger erhebliche Kräfte aufgewandt um den Umwicklungsdraht kompakt auf den Kerndraht zu pressen.
Die Schichtdicke wird in der Praxis beim Kontakt mit den Bundstäbchen auch eine Rolle spielen.

[GEH]

Danke für die Ergänzung.

Kann eigentlich auch ein Zusammenhang zwischen Saitenzug und Härte hergestellt werden?

Mir ist da nämlich ein Rätsel geblieben.
Es geht um 2 Mandolinensätze von D'Addario:
JS74 Mandolin Stainless Steel Medium 11-40
J74 Mandolin Phosphor Bronze Medium 11-40
Also beide Sätze haben die gleiche Dicke, die dünnen Stahlseiten sind sogar die gleichen.
Nur die umsponnenen Saiten haben quasi eine verschiedene Hülle aus Stahl oder Phosphor Bronze.
Nun gibt D'Addario auf der Packung auch den Saitenzug bei einer definierten Länge an - und siehe da, z.B. die Phosphor Bronze G-Saite (11,37 kg) hat gut ein Kilo mehr Zug als die Stainless Steel (10,17).
Ich habe extra auch noch überprüft, ob die Kern-Saiten gleich sind - ja sind sie.

Also ohne Ahnung hätte ich jetzt gesagt, dass das Stainless Steel in dem Fall sogar weicher als die Phosphor Bronze ist.
An den Bundstäbchen habe ich allerdings nicht unbedingt den Eindruck.
Oder Saitenzug und Härte sind doch 2 paar Stiefel?

[Richelle]

Kann eigentlich auch ein Zusammenhang zwischen Saitenzug und Härte hergestellt werden?

Nein.

Der Saitenzug (bezogen auf gleiche Tonhöhe) hat mit der Masse der Saite zu tun.
Die Zugkraft kann man auf drei Arten ermitteln.

1, Zugkraft Messen
2, Saite abwiegen, Masse pro Längeneinheit ausrechnen und Zugkraft berechnen
3, Zugkraft durch Volumen + spezifisches Gewicht berechnen

Die unterschiedliche Zugkräfte Deiner angegebenen Saiten resultieren aus den unterschiedlichen spezifischen Gewichten des Umwicklungsdrahtes und daher der Masse.

Phosphorbronze hat ca. 8500-8900 kg/m3 gegenüber Stahl mit 7800-7900 kg/m3.

Anders gesagt -> eine Saite mit mehr Masse erfordert eine höhere Zugkraft um sie auf denselben Ton zu stimmen und umgekehrt (bei gleicher Länge = Mensur).
Die Phosphorbronzesaiten muss man gegenüber den Stahlsaiten mehr vorspannen (höherer Saitenzug) um denselben Ton erklingen zu lassen, da sie eine höhere Masse haben.

Der einzige Zusammenhang zwischen Härte und Festigkeitseigenschaften wäre etwa bei Stahl, dass Sorten mit höheren Zugfestigkeiten (Reiß- bzw. Bruchgrenze) auch eine höhere Härte aufweisen. (z.B. 1560 N/mm2 --> 390 HB; 2250 N/mm2 --> 562 HB, in diesem Festigkeitsbereich beträgt die Härte nach Brinell ca. ein Viertel der Zugfestigkeit).
Aber gerade bei Stahl ist extrem viel möglich -> sehr viele verschiedene Sorten mit den unterschiedlichsten Eigenschaften.
Auf die Zugkraft bei einer bestimmten Tonhöhe hat dies keinen Einfluß. Wie gesagt nur die Masse.