Mythbusters: Sustain bei Gitarren

[Arviaja]

In Anlehnung an die Fernsehserie wollte ich mal ein paar Themen aufgreifen und schauen, ob wir hier empirische Beweise für und gegen bestimmte Mythen in der Welt der Gitarren aufschlüsseln können. Heute an der Reihe: Der heilige Gral Sustain.

Definition: Mit Sustain ist das Aufrechterhalten eines angeschlagen Tones gemeint. Oder anders ausgedrückt: Wie lange bleibt ein angeschlagener Ton stehen bevor er abstirbt.

Das Sustain bei elektrischen Gitarren kann mit Hilfe von Kompressoren und Feedback über den Amp quasi unendlich aufrecht erhalten werden, das soll aber nicht in die Betrachtung einfließen. Ich will mich hier ausschließlich dem "natürlichen" Sustain widmen. Also, alle die selber experimentieren wollen, sollten den Amp ausgeschaltet lassen.


Hier die Mythen rund um's Sustain, die ich gerne physikalisch und empirisch (also mit Expirementen) klären würde:

Mythos 1: Je schwerer der Korpus desto besser das Sustain

Mythos 2: Je dicker der Hals, desto besser das Sustain

Mythos 3: Je älter eine Gitarre ist, desto besser wird das Sustain

Mythos 4: Je dicker die Saiten, desto besser das Sustain

Mythos 5: Je dünner die Saiten, desto besser das Sustain

Mythos 6: Ein Vibrato verschlechtert das Sustain

Mythos 7: Ein geleimter Hals ist besser für das Sustain als ein geschraubter Hals. Ein durchgehender Hals ist noch besser.

 

[Be.eM]

Definition: Mit Sustain ist das Aufrechterhalten eines angeschlagen Tones gemeint. Oder anders ausgedrückt: Wie lange bleibt ein angeschlagener Ton stehen bevor er abstirbt.

Eigentlich ist es physikalisch ganz einfach. Schwingung ist Bewegungsenergie, und solange die in der Saite bleibt, anstatt in den Body abzuwandern, "sustained" der Ton. Bedeutet, dass eine möglichst steife Gitarre mit möglichst wenig eigener Schwingungsfähigkeit der Garant für hohes Sustain ist. Deshalb ist das hier auch das Sustainwunder schlechthin, auch wenn's nicht jedem gefällt:

Steinberger GL, Vollcarbon-Gitarre, mit Fixed Bridge.

Mythos 1: Je schwerer der Korpus desto besser das Sustain

Da Schwere nicht zwingend Steifheit bedeutet, nö.

Mythos 2: Je dicker der Hals, desto besser das Sustain

Dito. Kann helfen, muss aber nicht.

Mythos 3: Je älter eine Gitarre ist, desto besser wird das Sustain

Nonsense

Mythos 4: Je dicker die Saiten, desto besser das Sustain

Mythos 5: Je dünner die Saiten, desto besser das Sustain

Aufgrund der Tatsache, dass dickere Saiten mehr zu bewegende Masse bedeuten, neige ich dazu, dünneren Saiten mehr Sustain zuzusprechen.

Mythos 6: Ein Vibrato verschlechtert das Sustain

Stimmt. Alle Tremolos sind komplexe Systeme aus festen und beweglichen Teilen, die unterschiedlich stark Bewegungsenergie der Saiten "fressen" können, weil sie mitschwingen.

Mythos 7: Ein geleimter Hals ist besser für das Sustain als ein geschraubter Hals. Ein durchgehender Hals ist noch besser.

Geschraubte Hälse können fester sitzen als geleimte Hälse, also Quatsch. Bei durchgehenden Hälsen ist entscheidend, wie stark das durchgehende Gebilde selbst schwingen kann.

Bernd

 

[Arviaja]

Sorry Be.eM, aber empirisch und physikalisch bedeutet, dass man nicht einfach Behauptungen hinwirft, sondern mit Experimenten beweist und dann physikalische Erklärungen liefert.

 

[Be.eM]

Sorry Be.eM, aber empirisch und physikalisch bedeutet, dass man nicht einfach Behauptungen hinwirft, sondern mit Experimenten beweist und dann physikalische Erklärungen liefert.

Ach du liebe Güte, das schon wieder… welche Behauptung? Dass eine Gitarre physikalischen Gesetzmäßigkeiten unterliegt? Oder die, dass der Energieerhaltungssatz als bewiesen angenommen werden darf? Ich warte auf das Postulat der gitarrentypbezogenen Doppelblind-Studie…

 

[Myxin]

Sorry Be.eM, aber empirisch und physikalisch bedeutet, dass man nicht einfach Behauptungen hinwirft, sondern mit Experimenten beweist und dann physikalische Erklärungen liefert.

Was erwartest du denn nun? Soll hier jemand eine 300 Seiten starke Abhandlung inkl. verschiedener Tests und Messreihen für dich schreiben?
Solche Antworten führen nur dazu, dass die Leute, die sich etwas besser auskennen, irgendwann keine Lust mehr haben, hier Fragen zu beantworten.

 

[Fischi]

In diesem Zusammenhang fällt mir ein Artikel von Udo Pipper in der G&B ein. Man kann über seine Kolumne denken, was man will...ich finde es teilweise sehr interessant

Sinngemäß schrieb er, dass die klanglichen Eigenschaften von einzelnen Bauarten und -teilen (z.B.: Mahagoni vs. Esche) bekannt und beschreibbar sind, in der Kombination in einem fertigen Instrument jedoch nur schwer die tatsächliche klangliche Verhaltensweise nur äußerst schwer bis garnicht vorhersagen lässt.

Ich fand diese Sichtweise sehr interessant, wäre ggf. auch für diese Diskussion hier von Belang.

 

[Be.eM]

… jedoch nur schwer die tatsächliche klangliche Verhaltensweise nur äußerst schwer bis garnicht vorhersagen lässt.

So gut und zutreffend ich diese Aussage finde, ich fand es geradezu beglückend, dass in dieser Diskussion (noch) nicht die Klangfrage gestellt wurde. Es geht nur um eine einzige Eigenschaft, nämlich wann und warum eine angeschlagene Saite zu schwingen aufhört. Solange irgendwie möglich wäre es der Diskussion sicher hilfreich, den Klang aus der Betrachtung draußen zu lassen. Behaupte ich jetzt mal aus Erfahrung…

 

[Gitarrotron]

Ich stelle mir so eine Sustain-Vergleichs-Messung recht schwierig vor. Das fängt schon damit an das man sicherstellen muss das eine Saite im Test immer gleich angeschlagen wird (halte ich für relativ schwierig ohne präzise mechanische Hilfsmittel) Und dann kann man höchstens Unterschiede an ein und dem selben Instrument beobachten, alles andere macht keinen Sinn. Also fällt Hals/Body/etc schonmal weg, es sei denn man will seine Klampfe komplett umbauen. Rein subjektiv kann man immer viel behaupten. Ich persönlich schwöre z.B. auf festgeklemmte Bridge/Tremolo bei Stratocastern. Die klemm ich im E-Fach mit fetten sechskantschrauben fest. Klang und Sustain werden komplexer bzw länger, die Vibration des Instruments ist deutlicher im ganzen Body zu spüren (was ja eigentlich gegen die "Sustainverlust durch Vibrationsabgabe an Body" Theorie spricht) Beweisen kann ichs nicht

 

[Be.eM]

Klang und Sustain werden komplexer bzw länger, die Vibration des Instruments ist deutlicher im ganzen Body zu spüren (was ja eigentlich gegen die "Sustainverlust durch Vibrationsabgabe an Body" Theorie spricht) Beweisen kann ichs nicht

So unmittelbar widerlegt diese Beobachtung die Grundsatz-Aussage nicht. Was du durch die festgeklemmte Bridge erreichst, ist: es sind nicht mehr die Tremolo-Federn, die einen wesentlichen Anteil der Schwingung schlucken. Denn selbige tun das "unbemerkt" im Body, man hört sie nur manchmal (im Resonanzfall) scheppern

 

[Arviaja]

Mythos 1: Je schwerer der Korpus desto besser das Sustain

Tendenziell ist es so, dass massereiche Gegenstände schwerer in Schwingung zu versetzen sind, als Massearme. Dass ist auch der Grund, warum sich so mancher HiFi-Jünger Boxen aus Beton bauen lässt. Diese sollen minimale Eigenresonanzen entwickeln. Das ist also ein Indiz dafür, dass diese Aussage stimmen könnte. Dass steife Stoffe schwerer zum schwingen zu bringen sind als nicht so steife erschließt sich mir nicht. Schaumstoff absorbiert Schwingungen, während hartes Holz sicherlich Schwingungen besser weiterleitet. Ich glaube eher, dass Kohlefaser durch die Steifigkeit viel höhere Resonanzfrequenzen hat und damit schlicht weniger von den Saiten zum Schwingen gebracht wird.

Meines Wissens nach ist auch die Resonanzfrequenz von Bedeutung. Das heißt, zumindest Feststoffe haben solch eine Frequenz. Hier kann ich Be.eM's Argument einigermaßen nachvollziehen. Gitarren aus Carbon/Kohlefaser haben sicherlich eine ganz andere Resonanzfrequenz, als Holzgitarren. Da Kohlefaser deutlich konsistenter als Holz ist, gehe ich auch davon aus, dass die Resonanzfrequenzen sehr begrenzt sind, während Holz durch seine unterschiedliche Ausprägung mehr Resonanzfrequenzen hat, und damit auch eine größere "Angriffsfläche" bietet.

Ich kann der Logik auch folgen, dass Schwingungsenergie, welche von der Saite auf den Korpus übertragen wird, der Saite fehlt.

Alles in allem denke ich, dass für sich allein genommen, die Annahme nicht falsch ist, dass ein schwererer Holzkorpus mehr Sustain ermöglicht, als ein leichter. Kohlefasergitarren haben hier wohl einen Vorteil, da sie andere Resonanzfrequenzen (deutlich höhere, da steifer) haben, und damit die Schwingungen nicht so leicht absorbieren.

Mythos 2: Je dicker der Hals, desto besser das Sustain

Gleiche Begründung wie oben

Mythos 3: Je älter eine Gitarre ist, desto besser wird das Sustain

Trockene Hölzer absorbieren weniger Schwingungen von den Saiten als nicht so trockene. Da die meisten industriell gefertigten Gitarren mit jungen (und damit relativ feuchten) Hölzern gebaut werden, trocknen diese über die Jahre weiter aus, wodurch sich das Sustainverhalten theoretisch verbessern könnte. Ob das in der Praxis aber eine Rolle spielt, kann schwer testen. Ich erinnere mich ja nicht, wie meine Gitarre vor 20 Jahren exakt geklungen hat. Ich könnte Aufnahmen machen und die dann später vergleichen, aber das ist auch eher zweifelhaft.

Mythos 4: Je dicker die Saiten, desto besser das Sustain

Mythos 5: Je dünner die Saiten, desto besser das Sustain

Dicke Saiten besitzen eine höhere Masse. Beim Schwingen bremsen drei Kräfte die Schwingungen: 1. Reibung (An Sattel/Bund und Brücke). 2. Pickup Magnete 3. Luftwiderstand (obwohl der wahrscheinlich vernachlässigbar gegenüber der Reibung sein dürfte. Durch die Trägheit überwindet eine schwerere Saite Reibung und Luftwiderstand etwas besser, hier ein plus pro mehr Sustain. Die Pickupmagnete ziehen aber an einer massereicheren Saite mehr, als an einer massearmen Saite. Welcher Effekt stärker ist und ob im Gesamtgefüge dieser Punkt eine Rolle spielt, keine Ahnung.

Mythos 6: Ein Vibrato verschlechtert das Sustain

Meine Erfahrung sagt mir ja, ich gehe davon aus, dass die Federn einen großen Teil schlucken. Vielleicht liegt es aber auch an der Fräsung (weniger Holzmasse)

Mythos 7: Ein geleimter Hals ist besser für das Sustain als ein geschraubter Hals. Ein durchgehender Hals ist noch besser.

Das wäre was für einen extensiven Test. Ich kann das aus meiner eigenen Erfahrung nicht bejahen oder verneinen.

 

[zulu666]

Wie ist den der Verlust (Dämpfung) der Federn? Die Feder gibt ja die Energie auch wieder ab. Ein Tremolo (schwebend) ist ja so etwas wie ein Fe(n)derpendel

 

[Arviaja]

Wie ist den der Verlust (Dämpfung) der Federn? Die Feder gibt ja die Energie auch wieder ab. Ein Tremolo (schwebend) ist ja so etwas wie ein Fe(n)derpendel

Guter Punkt!

 

[Fischi]

So gut und zutreffend ich diese Aussage finde, ich fand es geradezu beglückend, dass in dieser Diskussion (noch) nicht die Klangfrage gestellt wurde. Es geht nur um eine einzige Eigenschaft, nämlich wann und warum eine angeschlagene Saite zu schwingen aufhört. Solange irgendwie möglich wäre es der Diskussion sicher hilfreich, den Klang aus der Betrachtung draußen zu lassen. Behaupte ich jetzt mal aus Erfahrung…

ich habe deshalb nicht umsonst "klangliche Verhaltensweise" geschrieben, nicht "der Klang". Das sind für mich zwei unterschiedliche Paar Schuhe.
Sustain ist für mich auch eine klangliche Verhaltensweise!

 

[Arviaja]

Hab was gutes gefunden:

https://www.unibw.de/mechanik/mechanik/mitarbeiter/ehem-mitarbeiter/hfleischer/deadspots-de

 

[emptypockets]

Leider fehlt der bekannteste und unbeweisbarste Mythos zum Sustain, den es in verschiedenen Ausformungen gibt, etwa:

Je mehr Sustain umso besser.
Oder: Für einen guten Sound braucht man gutes Sustain.
Oder: Ein Gitarre ist nur gut, wenn sie ein gutes Sustain hat.
Oder, oder...

 

[Metalmachine69]

Mal davon abgesehen: Ist es wirklich relevant? Ich meine: Glaubt ihr, man kann mit einer Gitarre, die ne Sekunde länger ausschwingt automatisch bessere Musik machen? Wohl kaum...

Tante Edit sagt: "Da war wohl jemand schneller."

 

[Arviaja]

Leider fehlt der bekannteste und unbeweisbarste Mythos zum Sustain, den es in verschiedenen Ausformungen gibt, etwa:

Je mehr Sustain umso besser.
Oder: Für einen guten Sound braucht man gutes Sustain.
Oder: Ein Gitarre ist nur gut, wenn sie ein gutes Sustain hat.
Oder, oder...

Mal davon abgesehen: Ist es wirklich relevant? Ich meine: Glaubt ihr, man kann mit einer Gitarre, die ne Sekunde länger ausschwingt automatisch bessere Musik machen? Wohl kaum...

Tante Edit sagt: "Da war wohl jemand schneller."

Jetzt fehlt noch derjenige, der ein Post macht und sagt, "wen interessiert's?" Leute, dann geht doch in andere Posts, die Euch mehr interessieren. Ob einem Sustain wichtig ist, soll jeder für sich entscheiden. Hier geht's um die Betrachtung wie entsteht's und wie geht's weg.

- - - Aktualisiert - - -

Also dem Artikel nach (https://www.unibw.de/mechanik/mechanik/mitarbeiter/ehem-mitarbeiter/hfleischer/deadspots-de) ist Sustain das Resultat von fehlender Resonanz der Gitarre, im speziellen des Halses. Hauptanteil am Sustain hat also der Hals. Je weniger der mit den Saiten resoniert, desto besser das Sustain.

Das ist dann wahrscheinlich auch der Grund, warum Gitarren mit Carbonhälsen keine Dead-Spots haben und allgemein Sustain begünstigen.

Das soll aber natürlich nicht heißen, dass einem deren Klang gefallen muss. Das ist ja eine ganz andere Frage.

 

[Be.eM]

Dass steife Stoffe schwerer zum schwingen zu bringen sind als nicht so steife erschließt sich mir nicht. Schaumstoff absorbiert Schwingungen, während hartes Holz sicherlich Schwingungen besser weiterleitet. Ich glaube eher, dass Kohlefaser durch die Steifigkeit viel höhere Resonanzfrequenzen hat und damit schlicht weniger von den Saiten zum Schwingen gebracht wird.

Beim Schaumstoff ist die gesamte Schwingungsenergie mittels einer einzigen halben Sekundär-Schwingung weggefressen. Das ist das, was du mit "absorbieren" bezeichnest. Hartes Holz tut das nicht (weil's steifer ist), und deshalb dauert es länger. Auch das, was im Schaumstoff passiert ist eine induzierte "Schwingung", die aber einen großen Ausschlag hat und halt nur für eine Halbwelle lang anhält.

Meines Wissens nach ist auch die Resonanzfrequenz von Bedeutung.

Das ist richtig, beschreibt aber wiederum das frequenzabhängige "Fressverhalten", und da sind wir ruckzuck wieder bei der Soundfrage. Tatsache ist, das ein generell schwingungsarmes Material diese Eigenschaft quer über den gesamten Frequenzbereich zeigt, und deshalb ein recht lineares Frequenzverhalten hat. Wie eben die Carbongitarre.

Alles in allem denke ich, dass für sich allein genommen, die Annahme nicht falsch ist, dass ein schwererer Holzkorpus mehr Sustain ermöglicht, als ein leichter.

Ein Sack Beton ist auch schwer, aber eher ungeeignet. Du setzt Festigkeit/Steifigkeit mit Gewicht gleich. Das ist zwar manchmal der Fall, aber keine universelle Regel.

Trockene Hölzer absorbieren weniger Schwingungen von den Saiten als nicht so trockene.

Na, das erfüllt doch mal prima die Kriterien einer "Behauptung"

Leider fehlt der bekannteste und unbeweisbarste Mythos zum Sustain, den es in verschiedenen Ausformungen gibt, etwa:

Je mehr Sustain umso besser.

Ich war auch schon versucht zu sagen, dass Sustain überschätzt ist, wenn doch möglichst viele Noten in möglichst kurzer Zeit zu spielen als wünschenswert betrachtet wird
Tatsächlich aber denke ich, dass bei einer grundsätzlich sehr steifen und somit verlustarmen Gitarre sichergestellt ist, dass sich auch das oben genannte Resonanz-/Deadspot-Verhalten nicht so stark auswirkt. Und insofern eine gleichmäßige Ansprache der Gitarre über alle Bünde und Saiten garantiert, ohne starke Lautstärkeschwankungen. Also einmal um die Ecke gedacht wäre das dann doch positiv.

Das ist dann wahrscheinlich auch der Grund, warum Gitarren mit Carbonhälsen keine Dead-Spots haben und allgemein Sustain begünstigen.

Das soll aber natürlich nicht heißen, dass einem deren Klang gefallen muss. Das ist ja eine ganz andere Frage.

Der erste Satz ist richtig, den zweiten diskutieren wir nicht, wie du schon richtig festgestellt hast. Abgesehen davon müsste man dazu mal so eine Gitarre in der Hand gehabt haben

 

[emptypockets]

Jetzt fehlt noch derjenige, der ein Post macht und sagt, "wen interessiert's?" Leute, dann geht doch in andere Posts, die Euch mehr interessieren. Ob einem Sustain wichtig ist, soll jeder für sich entscheiden. Hier geht's um die Betrachtung wie entsteht's und wie geht's weg.

Vielen Dank für die Belehrung!

 

[Handwerker]

Dicke Saiten besitzen eine höhere Masse. Beim Schwingen bremsen drei Kräfte die Schwingungen: 1. Reibung (An Sattel/Bund und Brücke). 2. Pickup Magnete 3. Luftwiderstand (obwohl der wahrscheinlich vernachlässigbar gegenüber der Reibung sein dürfte. Durch die Trägheit überwindet eine schwerere Saite Reibung und Luftwiderstand etwas besser, hier ein plus pro mehr Sustain. Die Pickupmagnete ziehen aber an einer massereicheren Saite mehr, als an einer massearmen Saite. Welcher Effekt stärker ist und ob im Gesamtgefüge dieser Punkt eine Rolle spielt, keine Ahnung.

Die Frage, wie Saitendick das Sustain beeinflusst finde ich spannend. Ich stimme für ein "kommt darauf an". Es gibt viele Einflussgrößen. Wie schon weiter oben gesagt wurde, läuft es unterm Strich darauf hinaus, wie schnell die anfangs vorhandene kinetische Energie in der Saite in Wärme umgewandelt wird.
So hat eine dicke (schwere) Saite beim Anschlag eine höhere Energie (man zupft stärker, um die gleiche Amplitude zu erreichen). Diese Energie kann aber auch schneller abgezogen werden, so dass es unterm Strich auf Unentschieden herauskommt. So hat die Saite mehr Saitenspannung, was für mehr Reibungsverluste in Sattel und Brücke verursacht. Wer gewinnt? Mehr Startenergie oder mehr Reibung? Ich weiß es nicht. Ein Physiker kann da sicher was tolles ausrechnen.

Ausserdem darf man auch die innere Reibung in der Saite nicht vergessen. Dickere Saiten haben mehr innere Reibung. Die innere Reibung ist neben dem Luftwiderstand daran schuld, dass ansonsten ideal aufgehängte Federn (Saiten sind Federn) nicht ewig schwingen.