Gitarre und Musiklehre, U. Meyer

Saiten

Gitarrensaiten darf man ruhig häufiger wechseln, auch wenn sie noch nicht gerissen sind. Alte Saiten schwingen irgendwann nicht mehr "sauber". Sie beginnen an ungewollten Stellen weiter auszuschlagen und an den Bundstäbchen zu scheppern, und verlieren sogar ihren genauen Ton; man meint verschiedene Töne zu hören.

Schmutzige Bässe

Die Basssaiten werden schmutzig, es sammeln sich Partikel in den Rillen der Umspinnung, sie oxydieren und verlieren dadurch ihre Brillanz lange bevor sie am zweiten Bund oder am Steg durchgescheuert sind und reißen. Die ganze Gitarre klingt obertonärmer, weniger warm und strahlend mit alten Saiten!

Als Student habe ich meine Basssaiten tatsächlich "gewaschen" und dann noch einmal aufgezogen! Wahrscheinlich hilft es aber auch, mit sauberen Händen zu spielen, und die Saiten nach dem Üben mit einem Tuch abzuwischen. Es muss ja nicht immer Chemie dabei sein!
Tatsache ist aber, dass Menschen nicht nur unterschiedlich viel schwitzen, sondern der Handschweiß auch unterschiedlich zusammen gesetzt ist - bei manchen Leuten altern Saiten schneller.

Unsaubere Diskantsaiten

Die Diskantsaiten aus Plastik wechsle ich persönlich seltener als die Bässe. Wenn sie unsauber schwingen (man sieht deutlich, wenn das Schwingungsbild einer Saite unregelmäßig ist) sind sie nicht mehr bundrein, und man kann die Gitarre nicht mehr ordentlich stimmen. Eine solche Saite scheppert dann auch auf den Bünden, weil Schwingungsbäuche an falschen Stellen auftreten. Das passiert nach längerem Gebrauch (durch Eindrücken an den Bundstäben), man kann aber auch Pech haben und eine neue Saite aufziehen, die nicht sauber schwingt. Ärgerlich, aber Saitenhersteller sind auch nur Menschen!

Im Gitarrenladen habe ich tatsächlich schon beobachtet, wie ein Kollege ein Bündel g-Saiten, die dort lose verkauft werden, einzeln auf unrunde Stellen abtastete, wie es bei Robert Dowland in der Varietie of Lute Lessons für Darmsaiten beschrieben ist.

Wölfe und Eigenfrequenzen

Dass Saiten unsauber klingen kann auch an der Gitarre liegen. Wenn der Korpus einen bestimmten Ton sehr verstärkt, und dieser mit dem Ton einer leeren Saite oder einem gegriffenen Ton fast übereinstimmt hat das Instrument anscheinend einen "Wolf". Da bei Streichinstrumenten der Ton durch den Bogen immer neue Energie erhält, ist bei ihnen das Problem ausgeprägter, aber auch Zupfinstrumente können betroffen sein: Auf den Leihgitarren unserer Musikschule einer bestimmten Marke sind scheinbar alle hohen e-Saiten falsch. Wenn man in die Gitarre hinein singt merkt man sofort: der Innenraum des Korpus ist auf e gestimmt, und besonders die erste Saite interferiert mit dieser Eigenresonanz.
Aber das gibt es nicht nur auf billigen Gitarren aus China: für meine Abschlussprüfung lieh mir mein Lehrer seine 1A Ramirez - ich schätze mal, so etwas kostet heute einen fünfstelligen Betrag. Erst mal zog ich frische Saiten auf, wobei die ersten vier e-Saiten scheinbar alle "falsch" waren. Als ich nachfragte erklärte mir mein Lehrer, dass das bei dieser Gitarre so sei...

Zum Glück sind Gitarrensaiten im Vergleich zu denen anderer Saiteninstrumente sehr billig.

Carbonsaiten sind ein relativ neues Saitenmaterial für die Diskantsaiten, die wegen des höheren spezifischen Gewichtes bei gleicher Saitenspannung dünner sind. Das lässt besonders die g-Saite weniger "topfig" klingen. Die Saiten kosten etwas mehr, aber probieren lohnt!
Es gibt geschliffene Basssaiten, die Quietschgeräusche beim Lagenwechsel reduzieren, aber dafür weniger Brillanz haben - Geschmackssache!

Die Saitenhersteller bieten verschiedene Sätze mit unterschiedlicher Spannung an, "light, medium, hard oder extra hard tension" - man muss halt ausprobieren, was einem am besten gefällt.

Was beeinflusst die Tonhöhe?

Berechnen kann man Saiten nach der Taylorschen Formel, in der das spezifische Gewicht, die Länge und der Durchmesser der Saite (die zusammen die Masse einer Saite ergeben), die Spannung, die Frequenz und die Schwerkraft die Faktoren sind.

Generell gilt für Saiteninstrumente: je mehr Masse und je weniger Spannung eine Saite hat, desto tiefer ihr Ton. Daraus folgt:

  1. je schwerer die Saite (mit Metall umsponnen oder aus Plastik), desto tiefer (und umgekehrt),
  2. je länger die Saite bei gleichem Material, desto tiefer,
  3. je dicker die Saite bei gleichem Material, desto tiefer,
  4. je schwächer gespannt die Saite bei gleichem Material, desto tiefer.

Das bedeutet für eine ganz normale Gitarre:

  1. Die Basssaiten bestehen aus einer "Nylonseele", sind aber mit schwerem Metall umwickelt und deshalb tiefer.
  2. Bei der leeren Saite schwingt das längste Saitenstück (die ganze Saite), und deshalb ist das immer der tiefste Ton; wenn man greift, wird die Saite verkürzt und damit der Ton höher.
  3. Die g-Saite ist dicker als die h-Saite, die dicker als die e-Saite ist, und die ist am höchsten. Bei den Bässen ist es genauso.
  4. Wenn man zum Beispiel die tiefe E-Saite schwächer spannt, bekommt man ein tiefes D, der Ton wird also tiefer.

Aus dem selben Grunde darf man anders herum eine Gitarre nicht endlos hochstimmen. Bei einer Kindergitarre mit 53er Mensur ist die "Normalspannung" einer Gitarre ungefähr erreicht, wenn man auf Gis statt auf E stimmt. Dreht man weiter hoch, steigt die Gesamtspannung weiter an. Dabei kann es sein, dass die individuellen Saiten noch etwas mehr aushalten, aber irgendwann leidet die Gitarre! Bei einem solchen "Stresstest" habe ich schon gesehen, dass sich der Steg verabschiedet hat. Eine Kindergitarre ist noch lange keine Oktavgitarre!

Beispiele für mögliche Veränderungen

Hier einige Beispiele für die vier Angaben oben; ich habe dazu den Saitenrechner von Hermann Fritz genutzt.

Saitenberechnung 01

Die angenommene Saitenlänge in Beispiel 01 rechts ist 65 cm, also wie bei einer normalen Konzertgitarre, als Saitenmaterial ist Nylon mit dem spezifischen Gewicht 1000 kg/m³ gegeben (rechts in der Liste ausgewählt), als Saitenzug 7 kp und als Tonhöhe das e', also die hohe e-Saite mit 329,6 Hertz.

Der Punkt links vor "Durchmesser" bedeutet: Er wird anhand der anderen Vorgaben berechnet. Bei den gegebenen Faktoren wird diese Saite 0,69 mm dick.


a) je schwerer die Saite (mit Metall umsponnen oder aus Plastik), desto tiefer (und umgekehrt)
Saitenberechnung 03
Saitenberechnung 02

Im Beispiel 02 ist das Material Nylon, in Bild 03 Eisen - die Angabe bei "Sp. Gewicht" ist verschieden.
Eisen ist fast achtmal so schwer wie Nylon, dadurch sinkt die Tonhöhe auf das B, den Ton im 1. Bund der tiefen A-Saite, ziemlich genau anderthalb Oktaven unter der hohen e-Saite!

Da der Saitenzug ja gleich geblieben ist, stellt sich die Frage, ob es angenehm wäre, auf einer Gitarre als höchste Saite ein großes B in der Stärke einer normalen hohen e-Saite, aber aus Eisen zu haben, und ob das Instrument gut klingen würde. Die Decke müsste das doch aushalten?

Jedenfalls ist die hohe e-Saite aus Stahl auf einer Western- oder E-Gitarre deutlich dünner als eine Nylonsaite.


b) je länger die Saite bei gleichem Material, desto tiefer
Saitenberechnung 05
Saitenberechnung 04

Im Bild 04 sind Material und Saitenzug wie in Bild 02 oben, aber die Saite ist 10 cm länger. Dadurch sinkt die Tonhöhe um einen Ganzton auf d. Rechts in Grafik 05 sinkt bei einer Saitenlänge von 85 cm der Ton fast auf h, also um eine Quarte.

Man kann Saiten aber nicht unbegrenzt lang machen, weil sie dann nicht mehr zu greifen sind. Das bedeutet: angenommen, man könnte Gitarren mit einer Mensur von 75 cm bauen und normal stimmen, hätte man zwar einen anderen Klang (klarer, heller, bis spitzer, weil zum Beispiel die erste Saite nur noch 0,6 mm dick wäre), aber man könnte kaum noch darauf spielen.
Saiten, die nicht gegriffen werden müssen (Flügel
Flügel
, Cembalo, Chitarrone, Arciliuto
Chitarrone und Arciliuto
) deutlich länger zu machen wäre auch nicht sinnvoll, weil irgendwo die Grenzen bequemer Handhabung (Lauten mit langen Hälsen) und die Reißgrenze erreicht werden.

c) je dicker die Saite bei gleichem Material, desto tiefer
Saitenberechnung 07
Saitenberechnung 06

Im Bild 06 sind Material, Saitenzug und Länge wie in Bild 02 oben, aber die Saite soll 1mm dick sein. Dadurch sinkt die Tonhöhe etwa um einen Tritonus auf ♭, wäre also einen Halbton tiefer als die h-Saite.

Rechts in Bild 07 ist berechnet, wie dick eine d-Saite aus Plastik sein müsste: 1,54 mm! Das ist schon ganz ordentlich: eine normale umsponnene tiefe E-Saite hat einen Durchmesser von 1,1 mm. Eine tiefe E-Saite aus Plastik wäre 2,76 mm dick, das ist etwas mehr als eine Standard (Draht mit Metall umsponnen) E-Saite auf dem E-Bass, die allerdings auch 86 cm lang ist; das Verhältnis von Durchmesser zu Länge ist dort günstiger.

Vor der Erfindung der mit Metall umsponnenen Basssaiten müssen die Bässe auf Lauten sehr dick gewesen sein - möglicherweise wurde wegen dieser Problematik die Chörigkeit mit Oktavsaiten erfunden, um mehr zu hören als ein dumpfes "Plumm".

Saiten auf Arciliuto
Auf dem Arciliuto,
Arciliuto
bei dem die Bassmensur etwas mehr als 1,5 mal die Spielmensur lang ist, beginnen die einzelnen, frei schwingenden Bässe mit einer Saite in der Stärke des 5. Chores. Sie ist also deutlich dünner als die Bassaiten auf dem siebten und sechsten Chor, die noch gegriffen werden können. Tatsächlich ist nur der vorletzte Bass dicker als die dicksten kurzen Saiten. Die dünne Bassaite ganz links wird auf E gestimmt, wenn der 8. Chor auf Es gestimmt ist und umgekehrt.
Saiten auf Chitarrone
Auf dem Chitarrone
Chitarrone
haben die Bässe etwas mehr als die doppelte Länge der gegriffenen Saiten (Lautenbauer haben früher nie genaue Verdoppelungen oder ähnliches gemacht. Die entdeckt das Auge sofort, und das sieht nicht gut aus... Asymmetrie ist schön!).
Die Basssaiten, die nur angeschlagen werden sind so lang, dass sie allesamt aus Plastik sein können. Die vorletzte ist zwar ordentlich dick, klingt aber wegen der Länge trotzdem gut. Würde man hier eine dünne mit Metall umsponnene Saite einsetzen, würde sie aus dem Klangspektrum herausfallen.
Man sieht im Bild auch, das die dritte Saite die höchste ist. Die Chöre 1 und 2 sind wegen der großen Spielmensur herunter oktaviert. In normaler Oktavlage wären sie zu dünn.

d) je schwächer gespannt die Saite bei gleichem Material, desto tiefer
Saitenberechnung 09
Saitenberechnung 08

Im Bild 08 habe ich die Spannung im Vergleich zu Grafik 02 oben auf 3,5 kp halbiert. Dadurch sinkt die Tonhöhe wieder um einen Tritonus auf ♭, wäre also einen Halbton tiefer als die h-Saite, und die Saite wäre für einen Gitarristen sehr schwach gespannt.
Rechts in Bild 09 habe ich wieder die Mensur verlängert, diesmal auf 74 cm. Daraus resultiert dann eine Spannung von 9 kp bei gleicher Tonhöhe und gleicher Saitenstärke, und da stellt sich die Frage, ob die Saite lange halten wird.

Wenn man eine Barocklaute wie die Widhalm besitzt, sollte man sich damit abfinden, dass auf der 74cm - Mensur eine Chanterelle auf f in 440 Hertz nicht gut funktioniert. Eine Plastiksaite von 0,40mm hätte eine Spannung von nur 3,4 kg - das ist für die einzelne Chanterelle eher wenig, und die Saite ist so dünn, dass sie nicht klingen wird, denn eine Saite braucht eine gewisse Masse, um die Decke zum Schwingen zu bringen. Eine 0,45er Saite ist in Anbetracht der Länge auch nicht wirklich dick, hätte aber 4,3 kg Spannung. Bei historischem Saitenmaterial - Darmsaiten sind wegen des geringeren spezifischen Gewichts dünner - wären die Verhältnisse noch ungünstiger, und die erste Saiten würde sehr häufig reißen.

Eine so große Barocklaute würde wohl am besten funktionieren, wenn man den tiefen französischen Kammerton von um 392 Hertz zugrunde legt. Dann würde das f' einem modernen es' entsprechen, und man bekäme mit einer 0,43er Darmsaite eine Spannung von 4,0 kp - das scheint mir ein Wert zu sein, mit dem ein Musiker im Barock klar gekommen wäre...

Um die Sache noch anders zu umschreiben: eine Violine hat eine kurze Saitenlänge und vergleichsweise dünne Saiten, während ein Violoncello deutlich größer ist und mit dickeren Saiten bespannt wird. Beides - Instrumentengröße und Besaitung - sind auf einander abgestimmt und nicht austauschbar. Deshalb ist die Frage, wie man kleine Gitarren besaitet - siehe den nächsten Abschnitt - auch gar nicht so einfach zu beantworten.

Saiten für Kindergitarren

Kleinere Gitarren für kleinere Menschen sind eine großartige Sache! Dass die Größenverhältnisse stimmen, ist für den Erfolg des Unterrichts ein immens wichtiger Faktor! Wenn man anfängt, über vernünftige Besaitung zu grübeln hat man einen längeren Exkurs vor sich... willkommen zu meinem Versuch!
In einem Artikel auf der Homepage der EGTA geht es im Abschnitt 6 "Saiten? - Keine Frage: Standard oder Hausmarke!" auch um diese Thematik.

Zusammenfassend geht es um drei Aspekte:

  1. Die Saitenlänge auf Kindergitarren ist kürzer, dadurch sind die Saiten schlaffer gespannt.
  2. Um die Spannung zu erhöhen, bräuchte man dickere Saiten oder Material mit höherem spezifischem Gewicht.
  3. Der alternative Weg, die Spannung auf kleineren Instrumenten zu erhöhen: höher stimmen.

Kindergitarren haben kürzere Mensuren (die kleinste, die bisher bei mir im Unterricht zum Einsatz kam, war eine 44er, also gut 20 cm kürzer als eine normale Gitarre), was dazu führt, dass die Saiten viel schlaffer gespannt sind und dementsprechend weniger brilliant klingen. Das Verhältnis Durchmesser zu Länge verschiebt sich in Richtung "ungünstiger". Weiterhin machen schlaffere Saiten tendenziell mehr Probleme in Sachen Stimmstabilität - je mehr Spannung, desto sicherer ist zum Beispiel, dass die Saite auf das Drehen am Wirbel tatsächlich reagiert und nicht im Sattel klemmen bleibt (wenn das zu beobachten ist, sollte man eigentlich den Gitarrenbauer aufsuchen).

Um dem abzuhelfen, müsste das spezifische Gewicht der "Kindergitarrensaiten" höher als das von normalen Saiten sein (siehe oben bei den Carbonsaiten). Meiner Ansicht nach wird aber durchaus das übliche Material genommen. Wenn man die Saiten einfach dicker macht, klingen sie dumpf und "topfig".

Gerne ist die g-Saite umsponnen, was natürlich besser klingt (weil das spezifische Gewicht eben höher ist und der Durchmesser kleiner), aber dazu führt, dass die Saite noch schneller reißt als die d-Saite. Sie ist ja noch viel dünner! Außerdem sind Kinder, die plötzlich nur noch zwei blanke Plastiksaiten haben ganz schön desorientiert und finden das gemein. Auch wenn man sich an alles gewöhnen kann - die anderen in der Gruppe und der Lehrer haben blanke g-Saiten, das Abgucken wird also erschwert.

Höher stimmen

Wenn die Gitarren einer Unterrichtsgruppe alle ungefähr die gleiche Mensur haben, stimme ich Kindergitarren gerne höher, je nach Größe auf g oder fis. Das erhöht die Saitenspannung und klingt besser. Das Umfeld muss natürlich informiert sein, der Grundschullehrer etwa, weil er das Gitarrenkind sonst nicht mitspielen lassen kann, oder die Mutter, die mal auf ihrer Gitarre mitspielen möchte und dann einen Kapo braucht wie ich im Unterricht.

Wenn man historische Beschreibungen zum Saitenauswählen in Lautenschulen liest, findet man genau das als Kriterium: Je größer das Instrument, desto tiefer die Stimmung (Darmsaiten reißen bei Überspannung einfach gnadenlos schnell), und es gibt ja einiges an Musik für mehrere Lauten, bei der die Lauten gleich gestimmt sein müssen, aber auch Literatur für Instrumente im Sekund- oder Quartabstand. Der Komponist der Renaissance ging davon aus, dass es Lauten auf A, G, aber auch solche auf F, D oder C gab, wenn mehrere Lautenisten zum Jammen zusammenkamen.

Verhältnis von Tonhöhe zu Saitenspannung

Spielt man eine normale Gitarre (Mensur 65 cm) mit einer 0,70er Saite auf der e-Saite, hat diese eine Spannung von 7,5 kg. Mit Hilfe einer Webseite, auf der man Saitenspannungen berechnen kann habe ich mal eine kleine Tabelle erstellt, die in den beiden grünen Spalten zeigt, wie hoch kleinere Gitarre gestimmt werden müssten, damit bei gleichem Saitendurchmesser für die 1. Saite die Saitenspannung ungefähr der einer großen Gitarre entspricht, während in den violetten Zahlenreihen zu sehen ist, wie die Spannung bei kürzerer Mensur aber beibehaltener Tonhöhe, also dem e' einer großen Gitarre, abfällt.

Mensur Durchmesser Tonhöhe steigt Spannung bleibt Tonhöhe gleich Spannung fällt
65 cm 0,70 e 7,5 e 7,5
63 cm 0,70 e 7,0 e 7,0
61 cm 0,70 f 7,4 e 6,6
58 cm 0,70 fis 7,5 e 5,9
53 cm 0,70 g 7,0 e 4,9
48 cm 0,70 a 7,3 e 4,0

Man kann aus der Tabelle entnehmen:

Wenn ich auf einer Gitarre mit 48er Mensur ungefähr die gleiche Spannung haben möchte wie auf einer großen Gitarre, muss ich das Instrument auf a statt auf e stimmen, also eine Quarte höher, so wie eine normale Gitarre mit Kapo im fünften Bund. Wenn ich die kleine 48er einfach auf e stimme, beträgt die Spannung nur 4,0kg.

Bei einer 53er ist die Spannung auf e auf knapp 5 kg gefallen; wenn ich sie auf g stimme bin ich immerhin bei 7,0 kg. Oder ich nehme eine 0,85er Saite (die etwas dicker ist als eine normale h-Saite, also natürlich ein nicht ernst gemeinter Vorschlag!), um auf dem e meine 7,5 kg Spannung zu erhalten.

Bei der 58er Mensur müsste ich auf fis stimmen (Kapo 2. Bund), um die gewohnte Spannung zu erhalten. Auf e gestimmt hat die höchste Saite nur eine Spannung von 5,9 kg (immerhin). Die 61er Mensur hätte auf f gestimmt fast die gleiche Spannung wie die 65er auf e.
Wenn man sich für eine Gitarre mit 63er Mensur entschieden hat, fährt man wohl am besten mit Saiten oder Carbonsaiten mit hoher Spannung.

Beispiele aus der Praxis

Tatsächlich finde ich in einer Packung Saiten für Kindergitarre, Mensur 45 - 50 cm für das e eine 0,82er, für das h eine 0, 87er, und die blanke g-Saite ist etwa 1,0 dick. (Normale g-Saite: 0,90.) Das sind ordentliche Stärken - die Frage ist, ob so dicke Saiten klingen! Auf der 48er Mensur müsste das e 5,6 kg Spannung haben, das h 3,5kg und das g nur noch 2,9. Trotz des großen Durchmessers also keine wirklich hohe Spannung - mit etwas unter 3 kg pro Saite kalkuliert man bei Lauten, die aber ja für diese niedrigen Spannungen konzipiert sind.

Im Satz eines anderen Herstellers hat das e einen Durchmesser von 0,68, das h misst 0,84. Das sind Werte, die mit denen in Saitensätzen für normale Gitarren fast übereinstimmen (das e ist dünner, das h etwas dicker). Auf einer 48er Mensur hätten die Saiten 3,8 bzw. 3,3 kg Spannung, auf einer 53er immerhin 4,7 und 4,0. Das ist beim e weniger, als eine normale e-Saite hätte.

Bei umsponnenen Saiten den Durchmesser zu messen und zu vergleichen scheint mir fragwürdig, weil ja nicht so leicht zu bestimmen ist, welchen Anteil "Seele" und Umspinnung jeweils haben. Die Seele aus Kunstseide ist ja deutlich leichter als das Umspinnungsmaterial aus Metall. Ist also ein dickerer Draht auf eine dünne Seele aufgesponnen, müsste diese Saite ein höheres spezifisches Gewicht haben als im umgekehrten Fall. Das alles wird auf der Verpackung aber nicht angegeben.

Die E-Saiten des "Kindersatzes" und des "Normalsatzes", die ich mit der Mikrometerschraube gemessen habe waren im Durchmesser allerdings praktisch gleich.
Ein Schelm, wer annimmt, in "Kindersätzen" könnten sich normale Saiten (vielleicht der Qualität "hohe Spannung"), nur etwas kürzer abgeschnitten befinden... Jedenfalls ist fraglich, ob das klangliche Ergebniss bei solcher Ähnlichkeit anders sein kann, oder ob man die Instrumente nicht doch lieber höher stimmen sollte.

In der Praxis wird man Gitarren mit 61er oder auch 58er Mensur kaum noch höher stimmen wollen, weil die Kinder dann schon die 5. bis 8. Schulklasse besuchen und sich viel mit ihrer Gitarre in ihrer Umgebung bewegen, mit anderen Instrumenten zusammen spielen und deshalb eine normal gestimmte Gitarre brauchen. Aber man kann immerhin harte Saiten oder gar Carbonsaiten verwenden.

Vielleicht denkt mancher, eine Gitarre sei schließlich eine Gitarre, und man brauche nicht so ein Theater um solche Nebensächlichkeiten zu veranstalten. Dem sei entgegnet: das war noch nichts gegen die Überlegungen zu Saiten, die sich E-Gitarristen machen! Jazzgitarristen spielen auf dem hohen e gerne Saiten, die dicker sind als die h-Saiten von Rockern, für Paulas gibt es spezielle Sätze, "light top / heavy bottom" - Sätze, Bariton - Sätze... ein weites Feld zum Philosophieren und kein Ende in Sicht!