Gute Stimmung!

Bundreinheit, Oktavreinheit und Intonation

In unserem Akustikgitarren ABC widmen wir uns voll und ganz der A-Gitarre, in all ihren Aspekten! Wer sich die Sonderausgabe noch nicht gesichert hat, bekommt in diesem Artikel schon mal einen kleinen Vorgeschmack…

„Meine Gitarre ist nicht bundrein!“ Nicht selten kommt es vor, dass an den Bünden niedergedrückte Saiten nicht den gewünschten Ton erzeugen, sondern zu hoch oder zu tief klingen. Woran kann das liegen, und wie lässt sich das lösen? Und: Warum steht der Steg eigentlich so schief?

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(Bild: Meckbach, Taylor Guitars, Hohner)

Damit die auf einer Gitarre gegriffenen Töne und Akkorde richtig stimmen, bedarf es einiger Grundvoraussetzungen. Da wären zunächst einmal die Saiten. Diese sollten über ihre ganze Länge hinweg jeweils über eine möglichst gleichmäßige Stärke in sich verfügen. Die Bundstäbchen müssen an genau den richtigen Stellen sitzen und sind oben rund. Sattel und Stegeinlage markieren die Enden der freischwingenden Leersaite und haben ebenfalls feste Plätze, und zwar ganz bestimmte. Der Abstand der Saiten zu den Bünden, die sogenannte Saitenlage, sollte nicht zu hoch und nicht zu niedrig sein, eben „genau richtig“. Sind diese Voraussetzungen erfüllt, stimmt die Gitarre. Und wenn sie stimmt, sitzt die Stegeinlage schräg im Steg, sodass die tiefe E-Saite die längste von allen ist, und die hohe E-Saite die kürzeste. Diese Schrägstellung und die damit verbundene individuelle Länge für jede einzelne Saite wird Kompensation oder zuweilen auch Spannungs- Plus genannt. Im Folgenden geht es darum, was es damit auf sich hat.

Pythagoras und die Intervalle

Seit Pythagoras wissen wir, dass unsere musikalischen Intervalle den Gesetzmäßigkeiten ganzer Zahlenverhältnisse folgen. So entspricht beispielsweise das Intervall der Oktave dem Zahlenverhältnis 1:2. Wenn wir eine Orgelpfeife doppelt so lang machen wie eine andere Orgelpfeife, so wird Erstere eine Oktave tiefer klingen. Wenn wir eine Saite um die Hälfte verkürzen, klingt sie eine Oktave höher. Wer im Physikunterricht aufgepasst hat, erinnert sich noch an das Monochord, auf dem dieses Phänomen leicht nachvollziehbar ist. Das westliche Tonsystem besteht aus zwölf Halbtönen innerhalb einer Oktave. Für die Gitarre bedeutet das, dass wir mit dem zwölften Bund den Ton erreichen wollen, der genau eine Oktave über der Leersaite schwingt. Gleichzeitig markiert der zwölfte Bund die Hälfte der Länge der Leersaite. Aber, Moment, wenn jetzt außerdem noch die Stegeinlage schräg steht, dann kann das mit der Hälfte der Länge doch zumindest für fünf der sechs Saiten nicht stimmen?! Tut es auch nicht – und trotzdem stimmt die Gitarre! Die Saiten werden nämlich am zwölften Bund nicht genau halbiert.

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Stegeinlage einer Martin Steelstring (Bild: Meckbach, Taylor Guitars, Hohner)

 

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Tatsächlich ist es so, dass die Strecke vom zwölften Bund bis zur Stegeinlage je nach Saite einen bis einige Millimeter länger ist als die Strecke vom Sattel bis zum zwölften Bund. Denn es kommt noch ein weiterer wichtiger Faktor hinzu, der die Frequenz beeinflusst, in der die gegriffene Saite schwingt: ihre Spannung. Vom Stimmen der Gitarre an den Mechaniken kennen wir es: Wenn wir eine Saite mehr spannen, klingt sie höher, lassen wir die Spannung nach, erzeugt die Saite einen tieferen Ton. Beim Spielen der Gitarre passiert nun Folgendes: Indem wir die Saite an einem Bund niederdrücken, verkürzen wir nicht nur den schwingenden Teil und erzeugen den gewünschten Ton, sondern erhöhen gleichzeitig ein wenig auch die Spannung der Saite durch das Niederdrücken. Würde nun der zwölfte Bund genau die Mitte der Saite zwischen Sattel und Stegeinlage markieren, und wir spielten die Saite am zwölften Bund, so bliebe an frei schwingender Saite zwischen zwölftem Bund und Stegeinlage zwar genau die Hälfte im Verhältnis zur Leersaite übrig, aber gleichzeitig dehnen wir die Saite ja etwas und dadurch würde der Ton zu hoch erklingen. Um dies zu kompensieren, wurde die schwingende Saite am Steg einfach ein wenig länger gemacht.

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Stegeinlage einer Duke Steelstring (Bild: Meckbach, Taylor Guitars, Hohner)

Längere Saite bedeutet tieferer Ton. Die Rechnung geht auf, und am zwölften Bund erklingt genau die Oktave zur Leersaite. Nun verhalten sich außerdem die sechs Saiten der Gitarre nicht alle gleich. Die dickeren Saiten klingen nicht nur tiefer als die dünneren, sondern sie reagieren auch empfindlicher auf zusätzliche Spannung durchs Runterdrücken als die dünneren. Dabei spielt vor allem der innere Teil der Saite, Seele oder Kern genannt, die entscheidende Rolle. So kommt es, dass auf einer Akustik-Gitarre mit Stahlsaiten in der Regel die hohe E-Saite und die G-Saite die kürzesten sind. H- und D-Saite sind etwas länger, A noch etwas länger und die tiefe E-Saite am längsten. Um wie viele Millimeter genau jede Saite verlängert werden muss, lässt sich sicherlich ausrechnen. Tatsächlich beruhen die angewandten Maße aber weitestgehend auf Erfahrungswerten.

Will man es ausrechnen, müssen die oben genannten Faktoren Länge, Durchmesser und Spannung berücksichtigt werden. Und, um es ganz genau zu nehmen, auch die Biegesteifigkeit der Saite, die eben insbesondere von ihrem Kerndurchmesser abhängt. Auch von Gitarren mit Nylonsaiten kennen wir das Phänomen der „Spannungszugabe“ am Steg. Hier ist die blanke G-Saite in der Regel die empfindlichste, wenn es um zusätzliche Spannung durchs Niederdrücken geht. Zu erkennen ist dies am fertigen Instrument daran, dass der Auflagepunkt der G-Saite an der Stegeinlage zuweilen leicht nach hinten versetzt ist. Auch auf Nylonstring- Gitarren ist die tiefe E-Saite in der Regel die längere, die hohe E-Saite ist kürzer, wenngleich der Unterscheid nicht so groß ausfällt wie bei Akustik- Gitarren mit Stahlsaiten.

Oktavreinheit und Bundreinheit

Um auf die Schnelle zu prüfen, ob eine Gitarre oktavrein ist, wird für alle Saiten der am zwölften Bund gegriffene Ton mit dem Flageolett- Ton am zwölften Bund verglichen. Schwingen beide jeweils auf derselben Frequenz, ist die Gitarre oktavrein. Das bedeutet, Sattel, zwölfter Bund und Stegeinlage stehen im richtigen Verhältnis zueinander. Als „bundrein“ gilt die Gitarre dann, wenn an allen Bünden die niedergedrückten Saiten jeweils in der richtigen Frequenz schwingen. Hierfür müssen also Sattel, alle Bünde und Stegeinlage die richtigen Abstände zueinander haben. Heutzutage kann man davon ausgehen, dass an einer modernen Gitarre die Bünde an den richtigen Stellen im Griffbrett sitzen. Meist werden die Bundschlitze maschinell eingesägt.

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Stegeinanlage einer Nylonstring (Bild: Meckbach, Taylor Guitars, Hohner)

Und wenn die Vorrichtung dafür stimmt, stimmt auch das Ergebnis. Den korrekten Abständen der Bünde liegt dann die Formel der zwölften Wurzel aus zwei zugrunde (zwölf Halbtöne; zwei als ganzzahliges Verhältnis der Oktave). Eine viel häufigere Ursache für Unstimmigkeiten in Sachen Oktavreinheit und Bundreinheit ist jedoch, dass der Sattel nicht den richtigen Abstand zum 1. Bund hat, oder dass die Stegeinlage nicht den richtigen Abstand zum Griffbrett hat, oder beides. Auch wenn die Saiten zu hoch im Sattel liegen, kann sich das insbesondere in den unteren Lagen sehr unangenehm auf die Intonation auswirken, einhergehend mit unbequemer Bespielbarkeit. Verantwortlich dafür ist dann allen voran der Faktor Biegesteifigkeit.

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Sattelkompensation

Nun ist bei einer Gitarre der Obersattel, also das mit Kerben versehene Bauteil zwischen Kopf und Hals der Gitarre, im Idealfall ein klein wenig höher als die Bünde. Oder, im Falle eines Nullbundes, ist dieser ein klein wenig höher als die übrigen Bünde. Hintergrund hierfür ist, dass die Saite zwischen jedem abgegriffenen Ton an einem der Bünde und dem Obersattel (oder dem Nullbund) frei schwingen muss. Tut sie dies nicht, kann es zu unerwünschten Schnarrgeräuschen kommen, dem sogenannten „Back Buzzing“. Hierbei wird dieser Teil der Saite ebenfalls in Schwingung versetzt und stößt gegen die Bünde. Ist der Sattel hoch genug, wird dies vermieden. Die Höherstellung des Sattels (oder Nullbundes) hat zur Folge, dass die Saite besonders stark gedehnt wird, wenn sie am ersten Bund niedergedrückt wird. Am zweiten Bund auch noch, aber schon weniger, am dritten noch weniger und so weiter.

Praktisch bedeutet das, dass beispielsweise ein am ersten Bund der tiefen ESaite gegriffenes F unter Umständen etwas zu hoch klingt. Wird dies alleine mit einem Verlängern der Saite an der Stegeinlage kompensiert, stimmt wahrscheinlich die Oktave nicht mehr, und das am 12. Bund abgegriffene E klingt also zu tief. Ein Konzept, das diesem unerwünschten Phänomen entgegenwirkt, ist ein kompensierter Sattel. Hierbei rückt entweder der ganze Sattel ein Stückchen näher an den ersten Bund, oder der Sattel ist leicht schräg gestellt oder es werden sogar die einzelnen Saitenlängen am Sattel angepasst. Während die kompensierte Stegeinlage mit ihrer Schrägstellung und gegebenenfalls individuellen Längen und Auflagepunkten je Saite längst zum Standard gehören, meldeten gleich mehrere „Entdecker“ ihre jeweilige Lösung zum Thema Sattelkompensation zum Patent an. Earvana z. B. ist ein Anbieter aus den USA für kompensierte Obersättel an Akustik-Gitarren.

Eine besonders einfache Montage ermöglicht die S.O.S.-Sattelkompensation, ein schlichter Bakelitstreifen, der vor den Sattel gesetzt wird. Das NVI-System der Hohner-Steelstring- Gitarren, aber auch das Buzz-Feiten-Tuning, arbeiten mit Modifikationen an Obersattel und Steg-Einlage, und für Konzertgitarren bietet z. B. der Gitarrenbauer Michael Ruhe aus Pullach seine Patentmensur an, bei der anstelle der Stegeinlage die Positionen aller Bünde korrigiert werden, während der Berliner Norbert Wolf (Wolf & Lehmann) bei seiner NoWoMensur Einstellungen an Sattel und Stegeinlage vornimmt. Ein Einwand, der im Zusammenhang mit kompensierten Sätteln oft vorgebracht wird, sei hier der Vollständigkeit halber erwähnt: Ein Kapodaster macht die Sattelkompensation zunichte. Stimmt.

Aber: Wenn man auf einer an Sattel und Steg korrekt kompensierten Gitarre an irgendeinem Bund einen Kapo ansetzt, sollten die dann verkürzten Leersaiten perfekt stimmen. Versucht man das mit einer Gitarre, deren Sattel nicht kompensiert ist, heißt das in der Regel: Nachstimmen.

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Die perfekt intonierende Gitarre

All diese richtigen Maßnahmen, die Gitarre hinsichtlich der Intonation in sich stimmiger zu machen, sind durchweg begrüßenswert. Allerdings: Zu 100% stimmt eine Gitarre auch dann noch nicht. Zu groß bleibt der Einfluss unseres Fingerdrucks auf die letztlich schwingende Frequenz der Saite. Oder, um es positiv auszudrücken, wir können uns den verbleibenden Einfluss unseres Fingerdrucks zunutze machen, indem wir die gewünschte Tonhöhe gezielt steuern.

Bei Berücksichtigung der oben beschriebenen Maßnahmen stehen uns Gitarren zur Verfügung, die uns als Basis eine gleichstufige Stimmung bieten. Von hier aus kann der geübte Gitarrist durch mehr oder weniger Druck die letztliche Frequenz kontrollieren. In Akkorden und Melodien können wir auf diese Weise die für unser Ohr noch schöner klingenden Töne erzeugen. Denn deren Frequenzen liegen interessanterweise nicht immer dort, wo ein technisches Messgerät basierend auf einer gleichstufigen Stimmung sie verorten würde.

Kommentare zu diesem Artikel

  1. 1. Ein wichtiger Parameter der Saitenschwingung wurde nicht genannt: die Masse der schwingenden Saite. Deshalb stimmen Intonationseinstellungen z.B. nicht mehr, wenn man von .011″ern auf 0.13″er “umsattelt”.
    2. Ich finde Ihr dürft den Lesern ruhig das “phythagoreische Komma” zumuten. Sieben Quinten sind halt nunmal nicht gleich fünf Oktaven. Und die gleichschwebende Temperierung ist nur eine im Abendland gefundene Kompromiss-Lösung.
    MfG
    :-J

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  2. Ein toller Artikel, der m.M.n. genau den Bedarf des Gitarristen deckt. Nicht jeder Gitarrist studiert Musik und/oder Physik, und die allermeisten sind auch “nur” auf das abendländische Instrument und die abendländische Musik fokussiert und benötigen da eben ein Verständnis des “Problems im System Gitarre” sowie eine Lösung.
    und bezogen auf unterschiedliche Saitenstärken ist die Oktavreinheit natürlich neu einzustellen. Die Bundreinheit am 0ten zum ersten Bund, vorausgesetzt die genannten Korrektur-Maßnahmen werden angewendet, sollte beim Wechsel der Saitenstärke nur unwesentlich leiden.

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  3. Aus Sicht des Fachmannes ein recht halbgarer Artikel. Ich vermisse z.B. Angaben zur Biegesteifigkeit und Vitalzustand der Besaitung. Aus der täglichen Praxis kann ich sagen, das die Missverständnisse erst dann richtig beginnen, wenn Gitarristen gegriffene Noten mit dem Stimmgerät – oder noch besser- mit einer ” Stimmgerät-App” -nachmessen. Gitarren sind genau wie Klaviere sogenannte schwebend, wohltemperierte Instrumente. Das bedeutet, das nur wenige, gegriffenen Notenwerte einer Gitarre mit den Messwerten eines Stimmgerätes übereinstimmen. Wäre dem nicht so, könnte jeder Laie, mit einem Stimmgerät bewaffnet, ein Klavier stimmen. Bei bebundeten Saiteninstrumenten ist bei korrekter Justage lediglich die Oktav am 12. Bund “rein” Und dieser Wert ist wiederum vom Greifdruck und Vitalzustand der jeweiligen Saite abhängig. Es gibt / gab ungezählte Versuche, mit speziell bebundeten Instrumenten, alle Notenwerte “rein” zu machen, indem man z.B. die Bünde nicht gerade ausgeführt hatte..aber wie man sieht, hat sich das am MI-Markt nicht behaupten können. Die Versuche, über die Obersattelkompensation wie Buzz Feiten, Ervana und SOS, zähle ich auch dazu. Weder Jimi Hendrix, noch Joe Pass oder Tommy Emanuel haben solche Dinge benötigt , um gut klingende Musik zu produzieren. Eine Gitarre klingt ” perfekt intoniert” nicht mehr wie eine Gitarre, eher nach Keyboard Sample. Jedes Saiteninstrument steht immer in enger Wechselwirkung zu Saitenstärke, Saitenmaterial und verwendeter Stimmung. Ändert man hier Parameter, verlangt dies nach Korrektur oder Anpassung am Instrument. In der Praxis ist oft der Austausch de Besaitung die schnellste und günstigste Reparatur bei Intonationsproblemen.

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