Mehr "sustain" über die Banjo-Brücke

[Snake-Jo]

Hintergrundgedanken: Wir haben es beim Banjo mit einem akustischen System im Wesentlichen über Kopf-Saiten-Steg-Fell-Tonring-Resonanzkörper zu tun. Die Übertragung des Tones der angeschlagenen Saite auf Fell und Klangkörper geschieht über den Steg (Brücke) des Banjos. Dem Steg kommt also eine wesentliche Bedeutung zu. Wird der Steg schwerer, dann wird das "sustain" (Nachschwingen, Nachhallen) der Saite intensiver, aber der Ton leiser. Umgekehrt, bei einem leichten Steg, verliert das Instrument sustain, wird aber lauter. Oder physikalisch erklärt: Die Energie der Saite verbleibt zu einem größeren Teil in der Schwingung bei massiven Stopp an der Brücke bzw. die Energie wird bei leichtem Steg auf das Fell übertragen und die Lautstärke nimmt zu. Eine leichter Steg raubt Energie aus der Saite und wir erhalten zwar mehr Lautstärke, gleichzeitig wird aber auch die Saite schnell in der Schwingung gestoppt.

Mich interessierte nun, wie sich die Sachlage bei meinem Instrument, ein Banjo im unteren Preissegment, verhält, wenn ich verschiedene Stege einbaue. Ich habe dabei mit den beiden Faktoren Material und Gewicht gearbeitet. Die Ergebnisse sind interessant und lassen sich auch versuchstechnisch problemlos wiederholen bzw. jeder kann dies nachvollziehen. Da man Stege in verschiedener Ausführung leicht kaufen und einbauen oder aber auch relativ schnell selbst herstellen kann, sollte dies kein Problem darstellen.
Andere Faktoren wie Fellspannung, Spannung und Steifheit des Halses, Resonanzboden bzw. dessen Spannung über die Schrauben, Saitenstärke u.a. blieben konstant bzw. wurden nicht getestet. Es geht hier also ausschließlich um die unterschiedlichen Stege. Ich habe sechs Stege selbst hergestellt und als Kontrolle den Originalsteg (Nr. 2) verwendet.

Bevor ich zu den Ergebnissen komme, möchte ich die Stege in Bild und Wort vorstellen.


Bild 1 zeigt die Stege liegend, Bild 2 stehend, wobei Steg Nr. 1 so dünn ist, dass er nicht von alleine stehen kann.
Die Stege sind nach Gewicht (aufsteigend von 1-7) und Materialien sortiert.
Im Einzelnen:
Steg Nr. 1: Eibenholz (Splint und Kern), Hornauflage oben, der leichteste mit rund 2 g, Breite Fuß 2 mm
Steg Nr. 2: Standardsteg als Kontrollsteg, Ahorn mit Ebenholzauflage, 2,5 g, Breite Fuß 5 mm
Steg Nr. 3: Rentiergeweih, mit Füßen aus Ahorn, 4 g, Breite Fuß 5 mm
Steg Nr. 4: Kirschbaumholz, 2 Laminate, Hornauflage, 4 g, Breite Fuß 5 mm
Steg Nr. 5: Ahornholz mit Bunddraht Neusilber, 5 g, Breite Fuß 6 mm
Steg Nr. 6: Stahl mit durchgehendem Fuß aus Ahorn, 10 g, Fuß 6 mm
Steg Nr. 7: Messing, 12 g, Breite Fuß 2,5 mm

Somit wiegt der schwerste Steg sechsmal mehr als der Leichteste. Die Auflagefläche auf das Fell variiert in weiten Bereichen.

 

[Jed]

Hi, Snake-Jo,

Das Banjo ist schon ein recht altes Instrument; seine Entwicklung begann im 18. Jahrhundert. Es gab seitdem viele Verbesserungen/Veränderung in allen Teilen: Topf, Hals, Fell, Mechaniken, Tonring, Resonator, Saiten, Saitenhalter - und auch Steg.
Mittlerweile befinden wir uns in einem Stadium, indem (gute) Vintage-Banjos zum Maßstab des "guten Tons" geworden sind. Das heißt: jegliche neuentwicklung ist heute nur noch graduell. Spezifisch auf Stege bezogen: Banjostege sind leicht und haben Beine, so wollte es die Evolution. Wie leicht, und wieviele Beine - damit wird noch herumprobiert. Ziel ist dabei meist nicht eine Verbesserung, sondern eine Optimierung für ein bestimmtes Instrument, bzw. für eine bestimmte Musikrichtung.

Interessant, was du über das Verhältnis Gewicht (die ich als Masse interpretiere) zu Sustain schreibst. Die Typische Banjo-Musik ist sehr filigran, mit schnellen Rolls, Arpeggien, Pull-offs und Hammer-ons, etc. Die Sustain einer Gitarre wird ein Banjo nie haben, also versuchen die Hersteller/Spieler des Banjos erst gar nicht, Sustain zu produzieren bzw. spieltechnisch einzubauen. Also braucht man einen leichten Steg, um möglichst viel Lautstärke zu erreichen.

Es ist klar, das ein schmaler Steg mit hohen Beinen weniger Masse hat, als ein massiver Steg gleicher Länge, Höhe und Materials. Daher die Beine.
Aber ich vermute, dass die Beine noch eine Funktion haben: sie übertragen die Schwingungen eher punktförmig auf das Fell. Denn das Fell eines Banjos ist rund - ich stelle mir vor, das sich die Schwingungen kreisförmig ausbreiten. (Bei Lauten und Zithern, die eine längsgemaserte Holzdecke haben, erregt ein massiver Steg mit durchgehender Unterkante Längsschwingungen auf einer breiteren Front.)

Ferner habe ich beobachtet, dass Zither-Banjos mit Naturfell (wie dein Banjo-Mando) aber auch "normale" Banjos mit Naturfell, ursprünglich eher 2-beinige Stege hatten, wogegen die modernen Bluegrass-Banjos mit Plastikfell eher 3- oder manchmal 5-beinige Stege haben.

Kurzum: Bei einem Banjo - auch einem Banjo-Mandolin - braucht man kein Sustain, und massive Stege (d.h. ohne Beine) sehen etwas plump und ungewohnt aus.

Cheers,
Jed

 

[Banjo]

Das kommt natürlich darauf an, wo man hin will mit dem Banjo.

Es gibt ja auch diese Banjo-Mutes, die dem Steg Masse hinzufügen mit dem Ziel es leiser zu machen. Die gibt es als Metallobjekte, die auf oder an den Steg oder die Saiten dahinter montiert werden oder auch zum Beispiel den Shubb Banjo Mute aus Holz, gleiches Prinzip.

http://www.eaglemusicshop.com/cat/banjo-mutes

Der Nebeneffekt ist massiv mehr Sustain. Damit leise Bluegrass zu üben macht wenig Spaß, denn der flotte Roll geht völlig unter.

Die Musik, die üblicherweise auf dem Banjo gespielt wird, entstand eben aus dem Staccato-Sound, den ein Banjo normalerweise hat. Aber es steht ja jedem frei, auf einem Banjo die Musik zu machen, die ihm gefällt und wenn jemand damit langsamere Musik spielen will, ist ein massiver Steg vielleicht genau das richtige für ihn. Ich persönlich würde dann aber lieber zu einem anderen Instrument greifen, das von Haus aus mehr Sustain hat, ich finde den sustainigen, metallischen Banjosound nicht sonderlich attraktiv.

Was die Schwingungsausbreitung angeht, so ist schon ein Trommelfell ohne Steg darauf ein sehr komplexes Biest, es gibt stehende Wellen in verschiedene Richtungen, die sich überlagern und die spezifische Schwingungsmuster zeigen. Hier sieht man ein paar davon:

https://en.wikipedia.org/wiki/Vibrations_of_a_circular_membrane

Die Mathematik dort wirkt auf mich abschreckend Dass nun auf einem Banjo der Steg außerhalb der Mitte mit zwei oder drei Beinen oder sonstwie darauf steht, macht die Sache nicht einfacher und es dürfte da auch subtile Abweichungen geben, je nachdem wie die Füße des Stegs geformt sind. Das wird man nicht berechnen können, da hilft nur ausprobieren.

Ja äh, was wollte ich eigentlich sagen? Achja, nicht soviel theoretisieren, Probieren geht über Studieren und erlaubt ist, was gefällt. Wer banjotypische Musik spielen will, ist sicher gut beraten, nahe am etablierten Weg zu bleiben, wer woanders hin will, dem stehen viele Wege offen.

Bin schon gespannt auf die Resultate von Snake-Jo.

Banjo

 

[Snake-Jo]

Bevor ich auf die Kommentare eingehe, zuerst ein paar Ergebnisse. Ich unterstelle dabei, dass jeder weiß, was mit "sustain" gemeint ist. Hier dennoch die Definition:
Sustain bezeichnet die Länge des Ausklingvorgangs eines Tons, nachdem er manuell oder maschinell ausgelöst wurde. Verebbt das physikalische Ausschwingen z.B. der Saiten beim Banjo nach dem Auslösen schnell und läßt demzufolge die Lautstärke des erzeugten Tons schnell nach, hat der Klangerzeuger ein kurzes Sustain; hält dieses Ausschwingen und damit der erzeugte Ton ohne erneute Betätigung des Klangerzeugers über längere Zeit an, spricht man von langem Sustain. Der Begriff Sustain ist nicht zu verwechseln mit dem Nachhall , da beim Sustain der ausklingende Ton vom Instrument selbst hergestellt wird. Dabei kann beim Banjo sowohl die Saite, als auch der Klangkörper Sustain erzeugen, oder aber das ganze System. Dies macht eine Messung etwas schwierig, doch davon weiter unten.
Ich möchte zuerst den massivsten Steg vorstellen, den ich eingebaut habe: Den Messingsteg Nr. 7 mit 12 g (Bild 1). Das Banjo wurde deutlich leiser, ein Sustain der Saiten war ebenfalls deutlich hörbar.
Eine Messung mit meinem relativ empfindlichen SNARK-Tuner und einer Stoppuhr ergab ein langes Sustain von 12 sec (heftiger Anschlag der dicken D-Saite bis Nullstellung am Tuner).


Danach war der leichteste Steg an der Reihe. Sicherlich ein Steg, den man mit diesem Gewicht (unter 2 g) nicht kaufen kann, sondern selbst herstellen muss: Der Steg Nr. 1 aus Eibenholz mit Hornauflage (Bild 2). Er ist so leicht und schmal, dass man aufpassen muss, dass er nicht umschnalzt. Einmal passierte dies unter einem lautem Knall auf das Resonanzfell; ein Schaden ist dabei nicht entstanden. Das Banjo wurde mit dem Eibensteg laut, jedoch nur minimal lauter als mit dem Standard-Steg. Zusätzlich fielen insbesondere bei der hohen D-Saite bei heftigem Anschlag "schlagende Geräusche" auf. Eine Messung vom Ausklingvorgang über Tuner und Stoppuhr ergab 11 sec an der dicken D-Saite.


Wie kann das nun sein: Kaum ein Unterschied im sustain? 11 zu 12 sec, war das alles? Ja, wenn man sich die obige Definition anschaut. Bei dem massiven Messingsteg wurde der Ausklington hauptsächlich von den Saiten erzeugt, was man deutlich am Ton hören konnte. Bei dem leichten Eibensteg wurde der Ton über das gesamte System erzeugt; ich konnte den Ton weder eindeutig dem Fell, noch den Saiten noch dem Resonator zuordnen: es war halt der Banjo-Sound. Die Länge des Ausklingens bei heftigem Anschlag ist also nicht entscheidend, sondern der erzeugte Ton (Lautstärke, Tonstimmung, Höhe, Farbe etc.) ist definitv anders. Bei einem Anschlag, der einen gleichlauten Ton erzeugt (was schwierig zu bewergstelligen ist), ist das sustain beim schwerem Steg natürlich deutlich länger. Und nun sind wir bei den schon von @Jed und @Banjo benannten Aspekten: Was ist banjo-typisch, was gefällt, was paßt zur Musik?

Im Laufe der Versuche wurde ich immer schneller im Wechseln der Stege: Saitenspanner auf, neuen Steg untergeschoben, alten Steg weggekippt, neuen Steg an die markierte Position geschoben, Saitenspanner fest, Saiten nachgestimmt, in 2 min. fertig. So konnte ich relativ direkt die Klangfarbe der verschiedenen Stege vergleichen. Und immer wieder kam der Standardsteg zum Einsatz. Eigentlich gefiel mir der Ton (Sound) von Standardsteg immer besser, während ich bei den anderen Stegen immer mehr ins Zweifeln geriet. Letztendlich spiele ich jetzt mit Steg Nr. 3 aus Rentiergeweih. Der Sound ist gut, die Lautstärke auch und zusätzlich passt auch die Saitenhöhe besser.

 

[Snake-Jo]

Hallo Jed, danke für die Amerkungen. Da steige ich doch gerne in die Diskussion ein.

Das heißt: jegliche neuentwicklung ist heute nur noch graduell. Spezifisch auf Stege bezogen: Banjostege sind leicht und haben Beine, so wollte es die Evolution. Wie leicht, und wieviele Beine - damit wird noch herumprobiert. Ziel ist dabei meist nicht eine Verbesserung, sondern eine Optimierung für ein bestimmtes Instrument, bzw. für eine bestimmte Musikrichtung.

Ja, klar, das strebe ich an: mein Instrument zu optimieren oder aber mehr sustain für eine bestimmte Musikrichtung, z.B. sowas:
(ab 1.30)

Interessant, was du über das Verhältnis Gewicht (die ich als Masse interpretiere) zu Sustain schreibst.

Nein, das ist nicht auf meinem Mist gewachsen, sondern wurde schon öfter in diversen Foren diskutiert, s.a. den Beitrag von @Banjo
Meine Ergebnisse zeigen ja auch eindeutig in diese Richtung.

Die Typische Banjo-Musik ist sehr filigran, mit schnellen Rolls, Arpeggien, Pull-offs und Hammer-ons, etc. Die Sustain einer Gitarre wird ein Banjo nie haben, also versuchen die Hersteller/Spieler des Banjos erst gar nicht, Sustain zu produzieren bzw. spieltechnisch einzubauen. Also braucht man einen leichten Steg, um möglichst viel Lautstärke zu erreichen.

Das wäre zu überprüfen, ob eine Gitarre mehr sustain hat. 12 sec sind zu schlagen.

Kurzum: Bei einem Banjo - auch einem Banjo-Mandolin - braucht man kein Sustain, und massive Stege (d.h. ohne Beine) sehen etwas plump und ungewohnt aus.

Ich hatte ja schon die Definition von sustain gegeben. Alle Instrumente haben sustain, mal mehr, mal weniger. Ob nun ein Steg plump aussieht oder nicht, scheint mir eine Frage des Geschmacks zu sein. Ich empfinde z.B. den Messingsteg mit durchgehendem Fuß ziemlich elegant und auch der Stahlsteg mit dem durchgehenden Ahornfuss: der hat was!

Auf die anderen Aspekte ist ja schon @Banjo eingegangen.

 

[folky Tom]

Zur Sound-Variation verwende ich ab und zu einen Cello-Dämpfer aus Hartgummi:

Ultra Cello Mute
​

Mein Tenorbanjo klingt dann fast wie eine Gitarre oder Laute.
Das ist ganz praktisch in der Band, weil ich dann für einen Song nur den Dämpfer aufstecken muss - statt zur Gitarre zu wechseln.

Eine ähnliche Wirkung hat auch eine auf den Steg aufgeklemmte Wäscheklammer.

 

[Banjo]

Was die 11 Sekunden vs. 12 Sekunden angeht, möchte ich nochmal dezente Zweifel an der Messmethode anmelden. Normalerweise misst man dazu die Zeit, die es braucht, bis das Signal um einen Faktor x leiser geworden ist, um vergleichbare Werte zu erhalten. Nur zu messen, wie lange man etwas hört, liefert keine vergleichbaren Resultate, wenn z.B. das Signal mit schwererem Steg von vorneherein leiser ist, aber langsamer ausklingt. Man müsste es also aufnehmen und zum Beispiel in einem Wavededitor die Hüllkurve betrachten, wie lange es dauert, bis das Signal beispielsweise um 20dB leiser geworden ist.

Das Sustain eines "normalen" Banjos wird aber wirklich unterschätzt. Der Staccato-Effekt entsteht nicht durch extrem schnelles Ausklingen, sondern durch eine starke Betonung des knackigen Anschlagsgeräuschs. Wer nachrechnen will: ein schnelles Bluegrass-Stück hat zum Beispiel 150 bpm, ein Beat sind 4 Banjonoten, das wären also 600 Banjonoten pro Minute oder 10 pro Sekunde. Snake-Jos Messungen zeigen aber deutlich, dass auch das Banjo mit dünnerem Steg keineswegs innerhalb von 0,1 Sekunden verklungen ist.

Ich wollte auch nicht die Gitarre mit dem schweren Banjosteg vergleichen, sondern sagen, dass für mich eine Gitarre unzweifelhaft mehr Sustain hat als ein Banjo mit normalem Steg. Wenn es denn mehr Sustain sein soll, dann würde ich lieber zu Gitarre (oder z.B. Dobro) greifen als den Banjosteg schwerer zu machen. Einfach weil es holziger und für mich schöner klingt.

Banjo
--- Beiträge wurden zusammengefasst ---
Da fällt mir noch ein Beispiel ein, das ich mal vor längerer Zeit aufgenommen habe. Es zeigt, dass auch die Spieltechnik viel mit dem gefühlten Sustain zu tun hat. Ich spiele da zuerst mit dere rechten Hand nahe am Hals, es entsteht ein weicher Ton mit recht viel gefühlten Sustain. Dann geht es mit der Hand Richtung Steg, das gibt dann eher den anschlagsbetonten knackigen Bluegrass-Sound, auch wenn es im Beispiel nicht allzu schnell ist. Zum Schluss nochmal weg vom Steg mit der rechten Hand für mehr Sustain.

https://soundcloud.com/banjo-musiker-board/banjosustain

Das Banjo hat einen eher dünnen Steg, optimiert für schnelleren Bluegrass, aber wie man hört steht das dem Sustain nicht unbedingt im Weg. Auch das Banjo in dem verlinkten Video scheint mir übrigens nicht sonderlich auf Sustain getrimmt, sondern wird nur weich gespielt.

Banjo

 

[Snake-Jo]

@Banjo Ja, so sehe ich das auch, sowohl was deine Ausführungen zum Sustain angeht, als auch die Hinweise zur Messmethode. Ich habe zur Zeit eben nichts Besseres. In früheren Jahren wäre ich mal eben ins Physikalische Institut rübergelatscht...aber das war mal.
Wie auch immer: Am Anfang stand der Wunsch, über das Feintuning mehr aus dem Gerät herauszuholen. Irgendwie schien mir der Steg noch eine lohnende Baustelle zu sein, aber man kann durchaus beim Standardsteg bleiben. In diversen Videos sieht man ja auch immer wieder Musik-Profis mit sauteuren Markenbanjos und diesem einfachen "Standardsteg".

Noch zum Material: In einigen Werbeanzeigen werden Stegs aus Büffelhorn als Optimum gepriesen. Das wurde in einigen Foren nicht bestätigt. Bislang bin ich auch der Auffassung, dass die Materialien (verschiedene Holzarten, Messing, Stahl, Horn, Knochen) nicht unbedingt "hörbare" Unterschiede bringen, solange die Masse des Stegs halbwegs gleich bleibt. So höre ich zwischen Steg 2-5 kaum Unterschiede heraus; jedenfalls würden sie nicht den Aufwand rechtfertigen. Naja, eventuell baue ich einfach mal was fürs Auge: ein hochglanzpolierter Steg aus schwarzem Büffelhorn im Gewicht des Standardstegs, durchbrochen und mit Füßchen. Bei den bisherigen Stegen habe ich ja kaum Wert auf Endbehandlung gelegt.