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Prinzipien des Pickup-Baus – Teil 2: Magnettypen und Wicklungsarten

Wolfgang mit seiner Testgitarre

Wolfgang Damm von AmberPickups erzählt, wie er zum Pickup-Hersteller wurde und er gibt Klang- und Material-Tipps rund um den Magnettonabnehmer.

In Teil 2 der „Prinzipien des Pickup-Baus“ möchte ich den Einfluss von Wickeldraht, Wickeltechnik und Magnetmaterial auf den Klang des Pickups erläutern; und jeder, der sich mit dem Bau von Pickups beschäftigt, kann diese Einflüsse sogar in der Praxis austesten. Voraussetzung bei diesen Betrachtungen ist immer die Annahme, dass nur ein Parameter geändert wird und alle anderen Bedingungen gleich bleiben.

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Hier ein Beispiel: Dickerer Wickeldraht ergibt eine Spule mit geringerem Gleichstromwiderstand und einen etwas höhenreicheren Ton. Diese Aussage gilt natürlich nur, wenn ich gleiche Spulen und gleiche Windungszahl zugrunde lege und nur die Stärke des Wickeldrahtes verändere. Verändert man weitere Parameter, ist die Vergleichbarkeit nicht mehr gegeben. Genauso gilt, dass der Ton ein wenig mittiger wird, wenn ich den Gleichstromwiderstand der Spule erhöhe; entweder über mehr Windungen oder über dünneren Draht.

Es ist also vorteilhaft, unterschiedliche Drahtstärken einzukaufen, um genügend Potenzial für Klangtests zu haben. Kupferlackdraht ist zwar teuer, aber man bekommt heute bei den Parts-Lieferanten auch kleine Mengen, mit denen man schon ein paar Pickups wickeln kann.

Spontaner Pickup-Wechsel

Als ich Ende der Neunzigerjahre meinen ersten Tele-Neck-PU wickeln wollte, für den ich den Plain-Enamel-Draht in der Stärke AWG 43 brauchte, war das ein teures Unterfangen. Ich musste bei dem amerikanischen Lieferanten, das war damals die Firma American Wire, einhundert Pfund dieses Drahtes abnehmen, um eine Lieferung nach Deutschland zu bekommen. Das war ein kleines vierstelliges Vermögen, aber dafür habe ich heute immer noch einige Spulen dieses Drahtes, weil ich den nur für sehr wenige Modelle und Reparaturen einsetze.

Über die Art, wie der Draht auf die Spule gewickelt wird, lässt sich ebenfalls der Ton beeinflussen. Einer der Modebegriffe in diesem Zusammenhang ist das „Scatter Winding“. Das bedeutet, dass der Draht ungleichmäßig geführt wird und eine mehr oder weniger chaotische und lockere Wicklung entsteht. Das heißt nicht, dass die gewickelte Spule optisch schlecht aussehen muss – es bedeutet nur, dass die Windungen nicht schön gleichmäßig nebeneinander liegen. Durch die ungleichmäßige Wicklung wird die Wicklungskapazität der Spule gesenkt, wodurch weniger Höhen verloren gehen. Die gelegentlich zu lesende Behauptung, man könne die Tonabnehmer-Kapazität gar nicht messen, ist übrigens nicht korrekt. Es gibt dafür geeignete Messgeräte.

Frisch gewickelte Tele-Steg-Pickups

Scatter Winding wird meist mit Handwicklung in Verbindung gebracht. Das ist sicher nicht falsch, denn einen Draht von Hand zu führen, ergibt automatisch eine unregelmäßige Spulenwicklung, weil es unmöglich ist, den Draht perfekt gleichmäßig von Hand zu führen. Allerdings ist es auch so, dass viele ältere Wickelmaschinen so schlecht einstellbar sind, dass sie „nicht besser können“ als Scatter-Winding.

Eine von Maschine gewickelte Spule muss also nicht per se sauberer aussehen und gleichmäßiger gewickelt sein, als eine Spule, bei der der Draht von Hand geführt wurde. Gute moderne Maschinen sind allerdings so exakt einstellbar, dass sie nicht nur die technisch perfekte Spule wickeln können (was für E-Gitarren-Pickups nicht unbedingt erstrebenswert ist), sondern sie sind auch in der Lage, computergesteuert das Scatter-Winding einer Handwicklung zu imitieren.

Wickeldraht für alle Gelegenheiten

Eine richtige Wickelmaschine durfte ich das erste Mal bedienen, als ich Anfang der 90er-Jahre bei Heritage in Kalamazoo zu Besuch war. Dort hatte ich Zugriff auf viele alte Gibson Teile, die dort noch herumlagen. So auch Humbucker T-Top Spulen und P-90 Spulen aus durchsichtigem Kunststoff. Aus diesen P-90 Spulen habe ich meine ersten eigenen Pickups gebaut, die später auch als Vorlage für den P-94 dienten. Bei der Heritage-Wickelmaschine musste der Draht übrigens auch von Hand geführt werden. Kurze Zeit später habe ich mir dann aus Pearl-Vibrafon-Motoren und -Wellen zwei Wickelmaschinen gebaut, mit denen auch heute noch fast alle Amber Pickups gewickelt werden.

Deutliche Klangunterschiede der Pickups ergeben sich auch durch die Wahl der Magnete. Für Humbucker bekommt man im Handel mindestens die Typen AlNiCo 2, AlNiCo 5 und Keramik. Für Strat- und Tele-Pickups sind inzwischen neben AlNiCo 5 auch AlNiCo 2 Zylindermagnete erhältlich. Hier kann man sehr schön experimentieren und gleiche Pickups mit unterschiedlichen Magneten bauen, um zu testen, was einem besser gefällt, denn ich würde hier nicht von besser oder schlechter im Sinne eines Qualitätsmerkmals sprechen, weil der persönliche Geschmack bei der Auswahl aller Komponenten, die klangprägend sind, an erster Stelle stehen sollte.

Korrodierte Innenwicklungen eines 59er-Gibson-Pickups. Restaurationen werden genau dokumentiert.

Die verschiedenen Legierungen und die Art und Weise der abschließenden Wärmebehandlung des gegossenen Materials beeinflussen die magnetischen Kenngrößen der Magnete und damit auch die Klangeigenschaften.

Ein guter Einstieg in einen Magnet-Hörtest, ist der Vergleich zwischen einem Keramik-Magnet und irgendeiner AlNiCo-Legierung, denn hier sind die Klangunterschiede am größten. AlNiCo ist übrigens das Kürzel für Aluminium-Nickel-Cobalt und bedeutet, dass das Magnetmaterial aus diesen drei Metallen plus Eisen besteht.

Zusätzlich werden den meisten Legierungen noch weitere Metalle beigemischt, allerdings in sehr geringen Anteilen. Dazu gehören vor allem Kupfer, Silizium, Titan und das Seltene-Erden-Element Niob. Die verschiedenen Legierungen und die Art und Weise der abschließenden Wärmebehandlung des gegossenen Materials beeinflussen die magnetischen Kenngrößen der Magnete und damit auch die Klangeigenschaften.

Fertiggestellte Humbucker

Zurück zum Vergleich von Keramik-Magnet zu AlNiCo-Magnet: AlNiCo-Magnete sind elektrisch leitfähig und in ihrem Inneren bilden sich Wirbelströme, die Höhen bedämpfen. Deshalb klingt ein Pickup, der mit AlNiCo-Magnet bestückt ist, weicher als ein keramikbestückter Pickup, der härter und höhenreicher klingt. Das keramische Material ist elektrisch nicht leitend und deshalb treten in seinem Inneren keine Wirbelströme auf, die Höhen bedämpfen könnten.

Die Klangunterschiede zwischen den einzelnen AlNiCo-Legierungen fallen zwar nicht so drastisch aus, wie der Vergleich zwischen AlNiCo und Keramik, aber sie sind doch deutlich hörbar. In den zurückliegenden Jahren wurde AlNiCo 5 favorisiert, weil es magnetisch stärker ist als AlNiCo 2 und man sich davon einen lauteren Pickup versprach. AlNiCo2 kam wieder ins Rennen, als sich herumsprach, dass die Vintage-Humbucker der 50er- und frühen 60er-Jahre schwächere Magnete hatten und man tippte zunächst auf AlNiCo 2.

In letzter Zeit sind die relativ schwachen Legierungen AlNiCo 3 und AlNiCo 4 in Mode gekommen, weil angenommen wird, dass Gibson diese Legierungen neben AlNiCo 2 und AlNiCo 5 auch verwendet hat und Pickups mit diesen schwächeren Magneten besser klingen sollen. Übrigens: In AlNiCo 3 ist gar kein Kobalt enthalten und wird deshalb oft auch als AlNi-Legierung bezeichnet.

Wolfgang bei der Arbeit

Über diese Klangunterschiede, die durch die Verwendung unterschiedlicher Magnete herrühren, habe ich vor ein paar Jahren auch mit Roland Kastl gesprochen, einem Physiker aus dem süddeutschen Raum, der mich kontaktierte, weil er ein paar Humbucker-Magnete für Klangtests und Analysen bei mir einkaufen wollte. Roland ist ein leidenschaftlicher und versierter Gitarrist, der sich schon sehr lange mit dem Einfluss des Magneten auf den Klang des Tonabnehmers beschäftigt.

Aus diesem Kontakt hat sich im Laufe der Zeit eine Freundschaft entwickelt und wir haben zahlreiche alte Magnete untersucht: Unzählige Hörtests, teure chemische Analysen, Magnetkurven Aufzeichnungen, Magnetisier- und Entmagnetisier-Tests und elektrische Analysen. Aus all den Untersuchungen kristallisiert sich eine relativ einfache Wahrheit heraus, mit der dann solche Aussagen, wie „Gibson habe AlNiCo 2 3, 4, und 5 benutzt, gerade so, wie es verfügbar war“ neu bewertet bzw. interpretiert werden müssen.

Die Erkenntnisse unserer Forschungen und Analysen findet ihr auf den Webseiten von Gitarre&Bass (www.gitarrebass.de/alnico) und von AmberPickups.

Soviel für heute. In der nächsten und vorerst letzen Folge geht es dann um den Einfluss von Magnetmaterial und Pickup-Kappen auf den Klang.

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