Archive for the ‘Justering av ljudpinnen i en fiol’ Category

Inledande justering av Sockerfiol #2

31/03/2015

Sockefiol nummer 2 är lackad och börjar så småningom vara i spelbart skick. Jag har avtalat med min vän Zoltan Takacs som är toppviolinist vid den finska radioorkestern att vi gör den akustiska stämningen av fiolkroppen tillsammans så att han har möjlighet att se processen. Samtidigt har jag fördelen att ha ett extra par goda öron och en person som det går att diskutera skiftningar i fiolklangen med.

Innan injustering av kroppen är möjlig måste naturligtvis fiolen som sådan fungera. Den här artikeln beskriver hur fiolen ställs upp så att den är spelbar dock utan att göra bestående förändringar i fiolen. Slutresultatet av den här inledande justeringen är ungefär det slutresultat vanliga byggare får d.v.s. det här är vad resultatet råkade bli för just den här fiolen. För min process är det här startpunkten i en justeringsprocess som görs i små steg under några veckors tid.

IMGP2564

IMGP2554

Det första steget var att grovt yxa till ett stall med korrekt höjd och stränga fiolen så att det gick att se att stränghöjden var korrekt. Fötterna var ännu grovt tillskurna men det hindrar ju inte att man tar de första tonerna ur instrumentet. Mätningar av Dünnwaldparameterarna gav följande resultat:

File to process: 01_s2_initial.txt

Dunnwald parameters for :01_s2_initial.txt

A = 57.6187575814

B = 58.0013245333

C = 53.5653649062

D = 50.5725805287

E = 46.7906861788

F = 37.4920647702

L[Db] = -9.660404

ACD – B = -4.96729515679

DE – F = 10.681078587

Speciellt L-parametern är ganska usel. Fiolen har en mjuk något ”murrig” klang. Inte alls illa egentligen. Då fiolen provspelades av en folkmusikerbekant så gillades den skarpt … men stallet måste åtminstone justeras in så att det ser ut som ett stall. Stallet slipades in mot fiolen så att springorna under stallsfötterna försvann. Samtidigt sänkte jag stränghöjden en aning på E-sidan och tunnade av stallet på mitten. Resultatet av dessa förändringer blev:

File to process: 02_s2_stallet_inslipat.txt

Dunnwald parameters for :02_s2_stallet_inslipat.txt

A = 57.669968814

B = 57.57735385

C = 53.06503775

D = 50.2522291839

E = 47.6638228344

F = 39.8865612984

L[Db] = -3.291752

ACD – B = -4.80060196111

DE – F = 8.72344368901

Brilliansen minskade en aning (DE-F) medan framför allt L-parametern steg till ett område som börjar vara ok.

Spektret visar att området speciellt 3 … 4 kHz ligger rätt lågt vilket leder till att parametern DE-F också blir låg. Vad kan justeras?

Parametrarna L och ACD-B kan höjas genom att justera bottenplattan som nu inte ”ringer” korrekt. Knacktestning av bottenplattan ger ett dämpat ljud som snabbt klingar av. Jag lämnar dock dessa justeringar till torsdagen den 2.4 så att justeringarna kan göras tillsammans med Zoltan.

Värmebehandlar nu stallet utan andra modifikationer. Värmebehandling i (torr) kastrull så att temperaturen på kanske 5…10 minuter höjs till 130 grader C varefter stallet får svalna till remstemperatur. Den andra sidan av stallet behandlas på samma sätt.

File to process: 03_s2_stall_värmebehandlat.txt

Dunnwald parameters for :03_s2_stall_värmebehandlat.txt

A = 56.0291038605

B = 55.18143365

C = 52.0056394375

D = 48.6804344598

E = 45.523117702

F = 36.7762417016

L[Db] = -7.811827

ACD – B = -3.89359583519

DE – F = 9.90102120175

Vi ser att brilliansen ökade något (DE-F) och nasaliteten förbättrades marginellt. L-parametern försämrades men vi gör oss inget problem i detta skede eftersom vi sannolikt kan påverka L-parametern genom att flytta ljudpinnen. Jag satte in ljudpinnen rätt långt bakom stallet. Följande skede blir nu att stegvis flytta ljudpinnen framåt.

IMGP2539

Värmebehandlingen gick till så att jag lade stallet i en tom torr kastrull och värmde upp kastrullen på en elplatta till 130 grader C. Temperaturen kontrollerades med gjälp av en IR-termometer (Biltema). Då temperaturen nådde 130 grader stängdes plattan av och kastrullen/stallet fick svalna till rumstemperatur. Stallet svängdes sedan och den andra sidan behandlades på samma sätt.

Resultetet blev att stallet mörknade en aning. Om man inte följer med temperaturen är det lätt att bränna stallet vilket inte ser bra ut. Tänk på bakande av pepparkakor …

Vilken effekt har värmebehandlingen av stallet. Jag fällde stallet mot ett keramikfat och mätte ljudet från stallet före och efter värmebehandlingen. Resultatet blev:

s2_stall_obehandlat

Motsvarande spektrum efter värmebehandlingen har följande utseende:

s2_bridge_heat_treated_130degC

Notera hur de stora topparna blir jämnare och hur området 5 – 10 kHz stiger betydligt.

Observera!

Spektret är en kombination av ljudet från et keramikfat och stallet. Det är mycket svårt att dra några som helst slutsatser av spektren förutom att de höga frekvenserna verkar förstärkas vilket också är önskvärt.

Efter värmebehandlingen flyttades ljudpinnen i två steg. I det första steget flyttades ljudpinnen ungefär 0,5 mm i riktning mot stallet. Situationen före flyttningen framgör ur följande bild. Notera att f-hålets kanter med avsikt inte har färgats ännu eftersom den inre slipningen på grund av tung trafik in genom f-hålen sannolikt skulle ge vissa skador på lackskiktet vid kanten.

IMGP2550

Ljudpinnens startläge.

Spektret mättes innan ljudpinnen flyttades och Dünnwaldparametrarna beräknades ur spektret:

File to process: 04_s2_before_sound_post_movement.txt

Dunnwald parameters for :04_s2_before_sound_post_movement.txt

A = 54.5373453256

B = 53.34066135

C = 48.2681126562

D = 47.462948046

E = 42.6428494967

F = 34.945097375

L[Db] = -5.981938

ACD – B = -3.84089632531

DE – F = 9.45972091912

Stallet flyttades nu framåt mot stallet ungefär 0,5 mm och spektret mättes igen.

File to process: 05_s2_snd_post_0.5mm_towards_bridge.txt

Dunnwald parameters for :05_s2_snd_post_0.5mm_towards_bridge.txt

A = 57.7177763721

B = 58.3479794667

C = 52.1596876562

D = 49.8472987126

E = 47.4275626689

F = 38.7599602016

L[Db] = -4.008617

ACD – B = -5.9548351642

DE – F = 9.5521278278

Instrumentet fick nu vila i en timme varefter spektret mättes på nytt och motsvarande Dünnwaldparametrar beräknades:

File to process: 06_s2_before_second_snd_post_move.txt

Dunnwald parameters for :06_s2_before_second_snd_post_move.txt

A = 57.0221154884

B = 55.7270328

C = 50.574507375

D = 49.1470482529

E = 45.2956242649

F = 37.7892715202

L[Db] = -5.935711

ACD – B = -4.20772168889

DE – F = 8.91422621933

Ljudpinnen flyttades nu ca. 1 mm mot stallet med följande resultat:

File to process: 07_s2_snd_post_1mm_towards_bridge.txt

Dunnwald parameters for :07_s2_snd_post_1mm_towards_bridge.txt

A = 57.042697814

B = 55.2120464667

C = 50.7065035937

D = 48.6203173218

E = 45.0775141523

F = 37.4736369274

L[Db] = -2.546658

ACD – B = -3.94407283704

DE – F = 8.89893552636

Fiolen får nu vila ett par dagar innan den inre slipningen tar vid. Det kan vara kul att jämföra ovanstående inte ännu speciellt goda parametervärden med några kända Guarnerius/Stradivariusvioliner. Värdena är tagna ur Anders Buens artikel ”On Timbre Parameters and Sound Levels of Recorded Old Violins”. Artikeln finns på nätet. Googla på artikelns namn och Anders Buen.

Vi hittar följande:

Sockerfiolens L-parameter (bas) är -2.5 i detta skede vilket motsvarar Guarneri del Gesu 1742 ”Wieniawski” motsvarande parameter.

Sockerfiolens nasalitet ACD-B-parameter är -3.9 vilket är något sämre än Guarneri del Gesu 1735 ”Plowden” (-2.1).

Sockerfiolens brillians DE – F-parameter är 8,9 vilket motsvarar Guarneri del Gesu 1726 ”Stretton”. Värdet är tydligt bättre än motsvarande för ovannämnda ”Plowden” (7.0).

Notera att ovanstående endast är en intressant lek med siffror och ett sätt att kategorisera toppinstrument. Ljudmässigt ligger vi dock inte i det här skedet alls dåligt till.

Följande artikel kommer att behandla inre justering av sockerfiolen ovan. Målet är att i viss mån höja alla parametrarna (högre värde är bättre). Ett mål kunde vara att försöka få fiolen att mäta in på följande sätt:

L[Db] = -2

ACD – B = 1.7

DE – F = 12

Får vi fiolen justerad på detta sätt har vi ett instrument vars Dünnwaldparametrar motsvarar Antonius Stradivarius 1692 ”Oliveira”. Det blir intressant att se hur långt vi vågar gå. Notera att justeringen kommer att kräva ett antal veckor. Sannolikheten är mycket liten att man på ren tur hittar ett bra läge efter några timmars filande.

 

Fiolbygge: Experiment med omöjligt material (6)

05/06/2014

Några kommentarer om hur man justerar tonfärgen på en fiol

Många byggare är rädda för att göra locket alltför tunt.  Orsaken är arädsla för att få ett instrument som låter som om det skulle spelas i en tunna … mörkt, runt, dovt … inte bra. Orsaken till det här ljudet är att man har gjort området uppe vid halsen för tunt. Speciellt området i ändan av basbjälken uppe vid halsen är kritiskt. Extremt små förändringar här har en stor effekt på instrumentets tonfärg. Det är inget problem att höra förändringar då tjockleken ändras med 1/100 mm (beräknat utifrån mätt bearbetningshastighet). Notera att en mekanisk  mikrometerklocka mäter med kanske 5/100 mm d.v.s. vi hör utan problem en förändring som ligger långt under det vi mekaniskt kan mäta.

Ur byggarens synvinkel är situationen dock den att fiolens klangfärg är en följd av en balans (kompromiss) mellan mjukheten uppe vid halsen och mjukheten hos motsvarande kanal i ändan av basbjälken nere vid stränghållaren. Då man betraktar en fiol så ser man att ljudpinnen står osymmetriskt i förhållande till locket. Avståndet från ljudpinnen till den övre kanalen (vid halsen) är betydligt längre än avståndet till den nedre kanalen (vid stränghållaren). Det kortare avståndet från ljudpinnen till stränghållaren påverkar i högre grad högre frekvenser (kortare våglängd) och det längre avståndet från ljudpinnen till området uppe vid halsen påverkar lägre frekvenser. Ljudfärgen är en blandning av låga och höga harmoniska övertoner. Genom att justera övertonernas amplitud kan vi påverka tonfärgen.

Erfarenheten visar att:

  • Tonen kan göras mörkare genom att slipa kanalen uppe vid ändan av basbjälken. Slipningen kan göras på utsidan eller på insidan. Personligen slipar jag alltid på insidan eftersom man då inte gör åverkan på den lackerade ytan.
  • Om tonen uppfattas som alltför mörk kan det åtgärdas genom att slipa kanalen vid ändan av basbjälken bredvid stränghållaren.

Notera att effekten är mycket kraftig speciellt uppe vid halskanalen. Slipa mycket försiktigt och gör justeringen i små steg med provspelning mellan varje steg.

Justering av bottenplattan följer delvis samma regler men effekten är inte lika tydlig.

Sound_color_adjustment

Jutering av tonfärgen mörk/ljus. Slipning vid området ”Lighter” gör tonen ljusare och slipning vid området ”Darker” gör tonen mörkare. Effekten är kraftig gör alla justeringar i små steg.

Notera!

Experimentera på en ”skräpfiol”. Ge dig aldrig på ett värdefullt instrument. Många problem med äldre goda instrument kan bero på stallet, ljudpinnen står fel, någon limning har gått upp etc.

Fiolbygge: Experiment med omöjligt material (5)

03/06/2014

För att fiolen skall klinga korrekt måste lock och botten stämmas så att åtminstone ”ring”-moden och X-moden i både lock och botten svänger korrekt. Då man påbörjar justeringen är det rätt vanligt att lock/botten då man knackar på dem har ett dött ointressant ljud. Det här betyder helt enkelt att plattorna inte börjar svänga som de skall. Bilden nedan visar de områden i bottenplattan det lönar sig att justera på det strängade spelbara instrumentet genom inre slipning.

Bottom_plate_ring_mode_initial

Börja vid L och jämför med LL och LR. Om knacktonen för ett område är låg så slipar man ringmoden i den punkt som är låg. Då området vid L, LL samt LR börjar klinga gör man samma justering vid U, UL och UR. Knacktonen vid L kan sättas till t.ex. C# och vid U till F#. Kom ihåg att det inte går att backa! Gör förändringar i små steg och mät vid behov med t.ex. Audacity. Man ser enkelt vilken knacktonen är genom att spela in knacktonen vid L och U och sedan i spektret undersöka vilka de dominerande topparna är mellan t.ex. 400 och 800 Hz. Jämför med vad du uppfattar med örat.

Då man börjar få ringmodens nodlinjer inslipade nedtill och upptill blir bottenplattans knackton melodisk d.v.s. det är lätt att höra att plattan klingar. Om fiolen nu provspelas märker man att tonen är kraftig men relativt mjuk. Hur man lägger till must i tonen diskuteras i en senare artikel.

Om man kontrollerar tonen vid de fyra sidoklossarna märker man att tonen här i allmänhet är låg i förhållande till LL, LR, UL och UR. Det är lätt att flytta knacktonerna vid klossarna närmare de tidigare slipade områdena genom att slipa vid klossarna. Samma regel som tidigare gäller här. Då man slipar på en nodlinje så stiger knacktonen i den slipade punkten.

Vad händer med tonen då man justerar ringtonen i locket?

I en tidigare artikel visade jag hur Stradivariusens övertonsspektrum på de lösa strängarna hade högre amplitud inom området 1000 – 2000 Hz vilket gör att tonen lätt låter något nasal. En viss nasalitet är önskvärd, men inte alltför mycket. Då ringmoden i locket och i bottenplattan justerades så dämpades amplituden på övertonerna inom området 1000 – 2000 Hz betydligt (3 … 6 dB). Dämpningen är betydande, efter justeringen ligger effekten inom det kritiska området på 1/2 eller 1/4 av vad det var tidigare. Notera att skalan på Y-axeln är logaritmisk d.v.s. en förändring med 3 dB betyder en fördubbling. Å andra sidan är det mänskliga örat också logaritmiskt gällande känsligheten. Den minsta förändring örat pålitligt uppfattar är av storleksordningen 3 dB.

G-string_bottom_ring_mode

Notera hur den röda kurvan (efter justering) ligger betydligt lägre än den svarta (ojusterad) kurvan inom området 1000 – 2000 Hz. Lägg också märke till att övertonerna över 2000 Hz har förstärkts betydligt vilket ger en subjektivt ljusare klang.

Fiolbygge: Experiment med omöjligt material (4)

02/06/2014

Kontroll av lockets stämning

Då locket graduerades d.v.s. tjockleken justerades strävade jag efter att få de två viktigaste svängningsmoderna X-moden och ringmoden att fungera korrekt. Justeringen blir sällan exakt speciellt eftersom svängningsfrekvenserna förändras då man limmar fast locket i kroppen och då instrumentet lackas. Dagens projekt är att kontrollera vad som behöver efterjusteras. Jag visar fyra punkter som det lönar sig att kontrollera först, i ett senare skede justeras hela ringmoden så att nodlinjen får (ungefär) samma ton.

Top_tuning

Knackning på nodlinjen i de angivna områdena i bilden (nodlinjen är den punkt där knacktonen har den högsta tonhöjden) ger spektren i bilden nedan.

Jag spelade in knacktonerna från områdena i bilden med mikrofonen vinkelrätt mot locket ungefär vid stallets position. Vid knackningen använde jag gummihandtaget på Biltemas små diamantfilar. Resultatet blev:

tap_LL-LR-UL-UR

Knackspektra för de fyra områdena indikerade på fotot.

Området LR har en knackton som ligger tydligt lägre än det motsvarande området LL på andra sidan locket. Jag vill höja den här tonen till samma knackfrekvens som området LL. Jag kan höja nodens knackfrekvens genom att göra locket tunnare på nodlinjen. Locket tunnas av genom slipning från insidan. Alla förändringar görs i små steg eftersom varje förändring i viss mån smittar på de andra områdena. Då man studerar spektret ser man att de dominerande resonanstopparna ligger olika vilket tydligt hörs som olika knacktoner. Observera att du kan höja knacktonen i ringmoden men du kan inte sänka den. Slipa alltså inte för mycket eftersom det inte går att backa. Om man höjer tonen alltför mycket i en punkt kan det korrigeras genom att höja de övriga tre punkterna till motsvarande nivå. Det finns dock gränser för hur långt man vågar tunna av locket. Observera också att slipningen söndrar träytan och också värmer det slipade området vilket gör att effekten i viss mån överdrivs. Då man väntar en stund kommer den slipade ytans knackton att i viss mån backa tillbaka mot utgångsläget.

Senare arbetsskeden

Då lockets fyra hörn har stämts till ungefär samma knackton på nodlinjen justerar jag knacktonen precis invid sargen vid C-bågarna. De här områdena är ofta alltför tjocka vilket gör att ringnodens knackton ligger för lågt vid C-bågarna. Jag brukar inte sträva efter exakt samma knackton som i LL, LR, UL och UR utan något rätt nära.

Jag kan acceptera en högre knackton i UR än i LR och på motsvarande sätt UL i förhållande till LL. Om knacktonen i områdena UL och UR nära halsen är lägre än områdena LL och LR så är locket sannolikt för tjockt uppe vid halsen vilket kräver åtgärder.

Då ringmoden ringer korrekt, efter balansering/justering, är instrumentets ton extremt ”len” och klar. Man kan lägga till mera karaktär genom att se till att X-moden svänger korrekt. Mera om detta i en senare artikel.

Fiolbygge: Experiment med omöjligt material (3)

01/06/2014

Uppdaterat 1.6.2014.

Så här ser instrumentet ut i det här skedet. Färgen kommer att mörkna något eftersom jag kommer att lägga på ännu ett lager lack.

IMGP5756

Stradivarius #1 med sarger, hals och botten i ”birds eyes” lönn.

Instrumentet sett underifrån. Notera den extrema flammigheten som samtidigt gör gradueringen av bottenplattan ”intressant” och utmanande 😉 .

IMGP5757

De viktigaste resonanserna då ny ljudpinne av korrekt längd är insatt.

B1+    =    464 Hz   (417 Hz)

Den önskade resonansen är sannolikt 464 Hz men det finns en betydligt kraftigare resonans vid 417 Hz (+9 dB). Min uppfattning är att den svagare resonansen är den sökta B1+. Genom att slipa bottenplattans resonanser kommer resonansen vid 464 Haz att förstärkas.

B1-    =    509 Hz  (540 Hz)

Man ser att toppen vid 509 Hz är en kombination av två toppar. Det finns en betydligt svagare topp i trakten av 530 … 540 Hz. Uppgiften blir nu att vid trimningen locka fram den här högre toppen.

A1    =   475 Hz

Toppen är relativt svag.

B0    =  246 Hz

B0 måste höjas genom att modifiera greppbrädan.

Stränghållare  =  117 Hz

Denna resonans höjs till 135 Hz för att matcha den önskade A0 frekvensen. Stränghållarresonansen höjs genom att gröpa ur stränghållaren underifrån.

Fiolbygge: Experiment med omöjligt material (2)

01/06/2014

Fiolen är nu lackar och preliminärt hoplimmad för en första justeringsomgång. Preliminärt eftersom jag märkte att locket inte ligger exakt som jag vill ha det 😦 . Limningsfelet betyder att jag har en god orsak att ta loss locket och mäta tjockleksförändringarna efter den inre justeringen. Skulle limningen ha lyckats skulle jag nog inte skära upp ett fungerande instrument.

Igår gjorde jag ett stall till fiolen, tills vidare helt ojusterat samt en preliminär ljudpinne … som visade sig vara kanske 1 mm för kort. Jag blir alltså tvungen att göra en ny ljudpinne innan den egentliga justeringen tar vid. Innan justeringen mäter jag egenskaperna hos instrumentet med hjälp av programmet Audacity. Den första mätningen visar instrumentets respons på tomma strängar GDAE jämfört med min Guarnerius #1. Guarnerius #1 har ett bra ljud och jag använder därför det instrumentet som referens då jag justerar in den nya Stradivariusen.

Strad#1_starting_point_gdae

Strad#1 är den svarta kurvan. Min Guarnerius #1 är den röda kurvan. Notera hur Guarneriusen ligger betydligt lägre i det nasala området mellan 1000 Hz och 2000 Hz. Den nya fiolen har en extremt ”mjuk” ton som sannolikt beror på att kanalen mellan basbjälken och halsen är alltför tunn i förhållande till motsvarande kanal vid stränghållaren. Då området vid stränghållaren görs tunnare kommer tonen att ljusna.

Ovanstående kurva som består av övertonsspektret från alla de fyra lösa strängarna ger en viss bild av hur spektren ser ut men det är svårt att tolka bilden till följd av för mycket detaljer. Följande bild visar spektret från Gsträngarna på Stardiavarius #1 (svart) och Guarnerius #1 (röd).

Övertonsspektret för Strad #1 på G-strängen jämfört med motsvarande spektrum från Guarnerius #1.

Övertonsspektret för Strad #1 på G-strängen jämfört med motsvarande spektrum från Guarnerius #1.

Motsvarande spektrum för den öppna D-trängen nedan.

Strad1_guar1_d-string

Strad#1 och Guarnerius#1 öppen G-sträng.

Strad1_guar1_A-string

Stradivarius #1 och Guarnerius #1 öppen A-sträng.

Strad1_guar1_E-string

Öppen E-sträng. Strad (röd) och Guarnerius (svart).

Det allmänna intrycket av instrumentet innan justering utgående från spektren är att de låga strängarna har en något bättre respons (3 – 6 dB). Övertonsspektret för Stradivarius är sannolikt onödigt kraftigt inom området 1000 – 2000 Hz, det nasala området.

strad1_full_no_adjustments

Stradivarius #1 fullt knackspektrum utan justeringar. Det är lätt att se att en hel del grundläggande resonanser ligger fel och måste justeras.

Provspelning visar att framför allt G-strängen är onödigt ”rund” och den låter lite som om man skulle spela i en tunna. Dett problem tode vara rätt enkelt att eliminera.

 

Att stämma en stråke

14/05/2014

Maestronet diskuteras hur en stråke kan ”stämmas” så att den passar ihop med en fiol på bästa möjliga sätt. Vid första påseendet verkar frågan ganska irrelevant. Vad skulle man kunna stämma på en stråke?

Det finns dock en liten detaljs som tyder på att alla stråkar inte är skapade likvärdiga. Vilken är orsaken till att helt vettiga violinister ibland är villiga att i värsta fall betala 10000 – 20000 Euro för en riktigt bra stråke? Om alla stråkar skulle producera ljud på samma sätt så vore t.ex. 10000 Euro för en toppstråke ett absurt pris för ett så enkelt verktyg. Vi vet dock att toppstråkar går att sälja … det finns alltså något prisvärt.

Materialet som används i en stråke har naturligtvis en stor betydelse för hur en stråke fungerar. Å andra sidan är det ett känt faktum att ett riktigt bra stråkmaterial inte är en garanti för att resultatet blir en bra stråke. Hantverket och hur man skär till en stråke har också betydelse. Erfarna stråktillverkare verkar i viss mån stämma sina stråkar enligt användarens önskemål. Nedanstående video visar hur en stråke tillverkas.

Videon visar hur stråkmakaren på slutet försiktigt tunnar av stråken och klangen verkar ändra.

På Maestronet presenterades följande schematiska metod för stämning av en stråke, precis som vid stämning av fiolstall samt lock och botten tas extremt små mängder material bort (observera att områdena är grovt angivna) :

Området från spetsen till ca. 100 mm påverkar E-strängen.

Området 100 – 220 mm påverkar A-strängen.

Området 200 – 450 mm påverkar D-strängen.

Resten av stråken påverkar G-strängen.

Om t.ex. D-strängen låter dämpad så tar man loss froschen och skrapar bort lite material från undersidan av stråkstången där det inte syns.
Om t.ex. en not har en metallisk biklang så notera var tonen ligger och skrapa försiktigt på motsvarande punkt på stråken.

Vad händer

Då stråken dras över strängen kommer den turvis att ”klibba” vid strängen och turvis att glida med låg friktion. Då samma process upprepas snabbt kommer en sågtandsliknande triangelvåg att uppkomma som sedan filtreras i fiolens stall och i fiolkroppen. Då strängen börjar röra sig så kommer dess rörelse att påverka hurudan friktionen mellan strängen och stråken är vi får alltså en återkoppling från strängen. Det här är den konventionella förklaringen. Det är dock fysikaliskt sett självklart att varje gång stråken hugger/släpper så kommer motsvarande kraft som överförs i sidled till strängen att leda till vibrationer i stråkens längdled och vibrationerna är antagligen stora eftersom krafterna är desamma som på strängen!

Eftersom stråken är elastisk och den har massa så kommer den att börja vibrera. Det verkar naturligt att vibrationer med låg amplitud och hög frekvens kommer att genereras nära stråkens spets. Lägre frekvenser med större amplitud genererar vibrationer över en allt större del av stråken.

Om den drivande frekvensen är densamma som tonen violinisten vill spela så är allt sannolikt som det skall vara. Om däremot stråkresonansen råkar vara svag på den spelade tonen så kan någon närliggande stråkresonans bli betydelsefull vilket kan leda t.ex till icke önskade svävningar i den genererade tonen. Eftersom fjädern/massan i sptsen av stråken antagligen är icke linjär så verkar det troligt att frekvenser i strängen och i stråken ev. också genererar skillnads- och summatoner som eventuellt kan bli hörbara (distorsion/brus).

Harding fiddle spectrum when the open D-string is played

Harding fiddle spectrum when the open D-string is played.

Spektrum av en Hardangerfiol då en öppen D-sträng spelas.

Harding fiddle bow spectrum when an open D-string is played

Harding fiddle bow spectrum when an open D-string is played

Stråkens spektrum mätt med kontaktmikrofon då samma öppna D-sträng spelas. Notera att vi eventuellt får extra högfrekvensförstärkning (boost) i trakten av 3000 Hz. Stråken kan mycket väl ha en stor betydelse för klarhet och hur fiolen bär i en stor sal!

Kopia av Guarnerius från 1733 (Kreisler)

04/10/2013

Fiolen är köpt som halvfabrikat från kina i september 2013. Byggare Roy (Kang Fa Qi).

Jag beställde en trävit kopia ev en Guarnerius fiol från Kina via ebay i september 2013. Tanken var att experimentera med olika lackningsmetoder samt naturligtvis i senare skeden trimning. Jag valde en något ovanligare Guarnerius som utgångspunkt eftersom min son Sebastian som är yrkesviolinist konstaterade att erfarenheten har visat att Guarnerikopior ofta fungerar bättre än Stradivariuskopior … av någon anledning. Tanken är att lägga in allt det kunnande som samlats under ett antal år i den här kopian för att se om jag min uppfattning om hur en fiol fungerar stämmer. Jag hoppas således att instrumentet åtminstone skall bli en ”bra” fiol även om jag naturligtvis siktar mot att producera en toppfiol.

Då jag hade ropat in fiolen kontaktade jag genast tillverkaren och bad att få ett exemplar med locket endast svagt limmat så att locket skulle kunna tas loss utan skador för kontroll av gradueringen. Det var lätt att på engelska kommunicera med försäljaren Victoria.

Filosofi

Jag har under några års tid importerat ett antal kinesiska fioler som övningsmaterial för violintrimning. Tanken bakom köp av idag relativt billiga kinesiska fioler som justeras så att de fungerar korrekt är att om jag skulle bygga instrumenten själv så skulle jag göra injusteringen kanske en gång per år och risken för att jag skulle glömma åtminstone en del av det jag lärt mig på en specifik fiol skulle vara stor.

Under de senaste åren har jag med någon månads mellanrum börjat justera en ny fiol vilket betyder att det är lätt att hålla focus på justeringsprocessen. Jag gillar att jobba med händerna men det är ett förvånande stort arbete att från början till slut bygga en fiol. Jag råkar, som fysiker, vara mera intresserad av frågan vad det är som skiljer en välfungerande fiol från en något sämre fiol eller en riktigt dålig? För mig är det helt ok att starta från ett välbyggt halvfabrikat där halvfabrikatet d.v.s. den trävita fiolen med nordiska löner motsvarar några timmars arbete. Varför skulle jag satsa en mängd timmar på att åstadkomma ett sämre utgångsmaterial än en extremt erfaren byggare i KIna (Roy Kang Fa Qi)?

IMGP5394

Fig. 1  En trävit, mycket välbyggd,  fiol av Guarneri modell (1742 Lord Wilton) av Roy (Kang Fa Qi). Greppbrädan har avlägsnats för modifikationer och för att underlätta senare lackning av fiolen.

Inledande arbete

Innan jag tog loss locket borrade jag två 1 mm styrhål vid klossen nära stränghållarsadeln samt vid halsklossen. Styrhålen gör att det är lättare att limma ihop fiolen senare och hålen döljs fullständigt av greppbräda och stränghållare.

IMGP5395

Fig. 2  Styrhål borrades vid halsklossen innan locket togs loss för att underlätta montering efter tjockleksmodifikation av locket (graduering). Motsvarande hål borrades vid den nedre sadeln på en plats som döljs av stränghållaren.

Då jag öppnade fiolen visade det sig att den var mycket välbyggd och locket gick att ta bort utan skador. Mätning av lock och botten med mikrometerklocka visade att gradueringen hade gjorts relativt omsorgsfullt men tjockleken låg generellt nästan 0.5 mm över det jag uppfattar som bra. Jag graduerade om plattorna främst med sickel eftersom jag uppfattar att en instrumenthyvel är onödigt grov för denna typ av arbete.

Vid gradueringen använde jag mig av data från en artikel av Robert Hargrave om Guarnerius ”Kreisler” fiol. Gradueringen motsvarar i stort sett de värden Robert Hargrave har angivit. Artikeln finns på nätet på adressen http://www.roger-hargrave.de/Seiten/english/Bibliothek/Bibliothek.htm .

IMGP5397

Fig. 3  På insidan av locket ritades ett rutnät som användes vid mätningen av locket. Rutnätet är onödigt tätt. Mätresultaten fördes över till ett kalkylark.

Mina egna modifikationer var:

  • Områdena vid ändan av basbjälken gjordes något tunnare eftersom invändig slipning av ett antal instrument visar att slipning av dessa områden subjektivt ger en ljudförbättring. Se andra artiklar på denna blogg.
  • I Hargraves gradueringsdiagram syns två värden 2.3 mm som är en tiondel tunnare än omgivande områden. Jag sicklade en ”linje” d.v.s. 10 – 15 mm område till ungefär 2.3 mm från mitten av den stora kroppsbågen på diskantsidan i riktning mot en punkt mitt emellan ljudpinnen och basbjälken. Erfarenheten visar igen att slipning av (insidan) detta område ofta ger tonförbättring eftersom en gränslinje mellan basbjälkens stora svängningsområde och det lilla området runt diskantsidans f-hål går precis där (se Schleskes mätningar av fiolers svängningsmoder). Hargraves gradueringsmätning kan tyda på att detta gjorts medvetet av Guarnerius men det går inte att dra några säkra slutsatser eftersom mätpunkterna är alltför få.

Experimenterade med gips som tätningsmedel på undersidan av locket. Detta är en riskabel metod. Eftersom gipset är vattenburet kommer det delvis att dras in i träet vilket åstadkommer mycket stora spänningar –> risk för sprickor. Jag lade på gips som prov på insidan av locket. Resultatet var att locket sprack uppe vid halsen ca. 15 mm. Skadan är inget problem men totalt onödig.

IMGP5400

Fig. 4  Lockets tjocklek har justerats och insidan har bestrukits med gips slam. Fukten från gipsslammet åstadkom fuktspänningar i trät vilket ledde till att locket sprack ca. 15 mm vid infästningen till halsen! Skadan är betydelselös och sprickan slöts av sig själv då locket torkade på nytt. Observera att en gipsbehandlad yta blir helt genomskinlig då den lackas.

Fråga: Borde gips om det används blandas med tex. propolis i alkohol för att torkningen skall bli snabbare vilket ger mindre spänningar. Alternativt kan kanske ren propolislack användas med extra lager av spritlack ovanpå. Det finns också byggare som anser att insidan inte skall behandlas över huvudtaget. Obehandlad insida torde leda till större årstidsvariationer i instrumentet då det under sommaren suger i sig fukt och under vintern torkar. Man vet att fioler kan få intressanta fel då fuktigheten ändrar.

Fiolen lackades med ett lager propolis löst i sprit på insidan och på utsidan. Propolis är relativt vaxrik och täpper igen träts porer innan den egentliga lackeringen. Propolis är relativt mjukt och härdar inte men verkar binda bra till fransk polityr eftersom båda är spritbaserade. Efter grundbehandlingen målade jag på ett rätt tjockt lager spritbets. Största delen av färgen slipades därefter bort igen med stålull vilket gav en mycket intressant yta som framhävde ådringen (kårorna)  i trät.

Jag har inte tidigare använt polityr och jag lärde mig några intressanta nya lackningsdetaljer.

  • Lacka alltid i samma riktning och endast ett drag över en given yta per lackningsomgång. Om någon liten punkt förblir torr så vänta på att lacklagret torkar innan du försöker på nytt. Lacket torkar extremt snabbt.
  • Då lack påförs med mycket lätt hand växer lacklagrets tjocklek.
  • Då lack påförs så att trasan trycks mot materialet så minskar(!) lacklagrets tjocklek.
  • Genom att trycka lacktrasan mot ytan kan färg ”tvättas bort”.
  • Färg kan om man så önskar läggas till.

Limning

Jag har skruvtvingar för fiollimning vilket gör att limningen inte tekniskt är besvärlig. Man måste dock vara alert på att trycka sargen i korrekt läge i förhållande till lockets hörn. Så länge locket inte är på plats så saknar kroppen stadga vilket betyder att locket trots styrhål kan limmas fel om man inte är uppmärksam på problemet.

Min vän Anders påpekade att det kan vara skäl att med en enkel gigg mäta att halsvinkeln är korrekt då man limmar ihop fiolen. Jag uppfattar att fiolens stall är kanske 2 mm för lågt vilket främst är ett estetiskt problem. Jag skulle utan problem ha kunnat justera halsvinkeln till önskat värde om jag hade tänkt på saken!

Lackningsprocess

Beslöt att använda fransk polityr vilket är en känd ytbehandlingsmetod. Underbehandling med propolis löst i alkohol vilket ger en lackliknande yta som är mjuk och stänger porerna.

På insidan av locket testades gips med ett lager propolis.

Kommentar till lackningen:

Om man vill göra något annat än en enfärgad fiol lönar det sig att lägga på mörk spritbets (i detta fall eftersom spritbaserat lack senare används) först. Största delen av betslagret slipas bort med stålull så att önskad ytstruktur erhålls. Nu kan ytterligare lager ljusare bets läggas på i ett jämnt lager som igen slipas ner med stålull för att modifiera färgen.

Observera!

Allt metalludd från stålullen måste putsas bort. Använd torr trasa + dammsugare etc. för att putsa ytan före nästa behandling. Använd inte vatten! Jag putsade ytorna med en fuktig trasa och fick plötsligt en yta på vilken polityr inte fastnade. Sökning på nätet indikerar att orsaken kan vara att kraftigt polärt lack drar till sig vattenmolekyler så effektivt att det inte finns kvar ”färstpunkter” i vilka följande lager lack kan fästa vid. Problemet försvann först då jag relativt aggressivt ruggade upp ytan på nytt med stålull. Stålullsbehandlingen avlägsnade mycket färg vilket ledde till att jag delvis fick starta processen på nytt.

Då färgen blivit den önskade börjar man lägga på polityr med en luddfri tygtrasa. Börja t.ex. uppe vid halsen och drag trasan nedåt längs mitten, gå tillbaka upp till halsen och dra ett drag bredvid det tidigare draget o.s.v. tills halva locket har fått ett mycket tunt lager polityr.

Observera!

Drag aldrig trasan av och an, gå alltid i samma riktning och gå inte på nytt över ett vått område, korrigera eventuella fel vid nästa omgång då det föregående skiktet har torkat. Spritlack torkar rätt snabbt men efter att man dragit på några lager måste ytan få torka ordentligt för att inte fingeravtryck skall fastna i lackytan.

Gips blir genomskinligt men ger en ”smutsig” känsla. Provade på insidan av locket. Gick över lockets insida med stålull innan limning för att göra insidan möjligast lätt.

Rekommendaras inte för utsidan av utseendeskäl, kräver ytterligare experiment innan jag vågar använda materialet på utsidan som grund.

Propolis upplöst i sprit verkar i sig lovande som grundmaterial.

Greppbrädan

Innan lackningen tog jag loss greppbrädan. Normalt är en rå greppbräda rätt grovt tillfräst. Jag kontrollerade dimensionerna och justerade undersidans tjocklek så att ungefär samma knackton erhölls längs greppbrädan. Då tjockleken i greppbrädan minskar sjunker knacktonen. Detta kan användas till att enkelt justera tjockleken steg för steg genom att lyssna. En fördel av justeringen är att fiolen blir något lättare (ebenholz är tungt!).

Jag fräste också ett ca. 6 mm brett spår längs hela greppbredan ungefär lika djupt som urfräsningen på stallsidan. Frässpåret gör att greppbrädan är lättare att ta loss i ett senare skede utan att skada halsen. Fräsningen gör också att det finns mindre risk för att greppbrädan slår sig om luftfuktigheten ändrar.

Stränghållaren

Jag hade en oanvänd utsirad stränghållare i miljonlådan. Jag gröpte ur stränghållaren på baksidan så att knacktonen tvärs över var jämn och knacktonen längs stränghållaren var relativt jämn (jfr. greppbrädan).

Stränghållaren sena justerades så att den fria stränglängden mellan stall och stränghållare blev exakt 55 mm. Detta arbete krävde två justeringar eftersom ”senan” töjde då fiolen stämdes. Meningen med denna justering är att skapa fyra resonanssträngarsom kommer att vara stämda två oktaver  plus en kvint över spelsträngarna. Den här justeringen görs alltid på toppfioler men fungerar dåligt om stränghållaren är försedd med finstämmare eftersom stränglängden mellan stall och stränghållare kontinuerligt ändras då man använder finstämmaren(-rna).

Stämskruvar

Jag använder Wittners högteknologiska utväxlade (8.5/1) stämskruvar http://www.wittner-gmbh.de/cgi-bin/db_search_e.pl?rubrik=Finetune-Peg&gruppe=Peg%20and%20Peg%20Shaper . Fördelen är att inga finstämmare behövs eftersom ett varv på stämskruven vider mittdelen av stämskruven 1/8 varv. En ytterligare fördel är då att den fria stränglängden mellan stall och stränghållare kan justeras till en exakt bråkdel av mensuren. I princip får man då gratis fyra stycken resonanssträngar i stil med resonansträngarna på en Hardangerfiol. I praktiken torde exakt renhet på dessa strängstumpar inte gå att uppnå men samverkan mellan spelsträngarna och nästan rena resonanssträngar bör kunna bredda vissa resonanser vilket bör påverka helhetsklangen positivt.

Strängar

Fiolen byggs för Dominant strängar (syntetisk kärna). Dominantsträngarna är lätta att få tag i. Stall och kropp justeras så att balans mellan strängarna fås för Dominantsträngar. Användning av andra strängar är möjligt men kan kräva efterjustering om de alternativa strängarnas egenskaper kraftigt skiljer sig från dominantsträngar. Optimal funktion med andra strängar kräver justering av stallet.

Ljudpinne

Jag valde ett relativt tättvuxet material d.v.s. många årsringar i ljudpinnen eftersom årsringarna i locket ligger tätt. En generell tumregel är att ljudpinnens årsringstäthet ungefär skall motsvara tätheten i stallet på ljudpinnens plat. Min uppfattning är att detta val av material ger en viss mekanisk impedansanpassning.

Fiolen strängades i detta skede temporärt, dock utan att kraftigt spänna strängarna, för att mäta korrekt längd på ljudpinnen på rätt plats. Strängarna får inte spännas utan ljudpinne eftersom locket kan ta skada. På samma gång kontrollerade jag stallets höjd så att stallet kan skäras ner till lämplig spelhöjd. Stränghöjden över greppbrädan är för tillfället alltför stor.

Första provspelningen

Klangen var generellt rätt bra men speciellt a-strängen klingade dåligt i förhållande till övriga strängar. Problemet löstes genom att flytta ljudpinnen kanske en halv millimeter utåt mot diskantsidan.

Efter detta började jag justera stallet.

  • Bågen mellan stallsfötterna hade höjts från början rätt mycket med kniv. Eftersom tonen var relativt mörk (typisk Guerneri) slipade jag först på bassidan vilket gav mera övertoner i ljudet.
  • Därefter snedslipade jag bassidans kanter på stallet. Detta ger igen mera diskant. Tonen började i detta skede vara mycket tilltalande. Jag slipade motsvarande kanter på diskantsidan också av utseendeskäl … detta gör tonen mörkare vilket delvis tar ut bassidans slipning.
  • Jag började därefter alternera mellan justering av bas/diskant för att locka fram mera volym. Volymen var redan bra i detta skede.
  • D-strängen hade inte samma volym/tonkaraktär som de övriga strängarna. Detta korrigerades genom att fila hålet i hjärtat under a-strängen.

Resultat: En extremt trevlig och mustig och stor ton. Jag ser med stort intresse fram mot att min son provspelar instrumentet. Det här är utan tvivel den hittills absolut bästa fiol jag har korrigerat/justerat/byggt.

IMGP5405

Fig. 5  De sista slutjusteringarna görs. På bilden syns en del av de verktyg som används. Från vänster nedtill skjutmått och mätare för längden på ljudpinnen, extremt vass täljkniv med mycket litet knivblad, skruvmejsel för hakstöd, stall, ljudpinneverktyg, ändknapp, hakstöd. Upptill från vämster mikrometerklocka för mätning av plattornas tjocklek, diamantfilar för justering av stallet samt stållinjal för att bl.a. kontrollera konkaviteten på greppbrädan. Den rustika färgen kommer att mörkna ytterligare med åren.


Pointman's

A lagrange point in life

THE HOCKEY SCHTICK

Lars Silén: Reflex och Spegling

NoTricksZone

Lars Silén: Reflex och Spegling

Big Picture News, Informed Analysis

Canadian journalist Donna Laframboise has been watching the climate world since 2009. What she sees isn't pretty.

JoNova

Lars Silén: Reflex och Spegling

Climate Audit

by Steve McIntyre

Musings from the Chiefio

Techno bits and mind pleasers

Bishop Hill

Lars Silén: Reflex och Spegling

Watts Up With That?

The world's most viewed site on global warming and climate change

TED Blog

The TED Blog shares interesting news about TED, TED Talks video, the TED Prize and more.

Larsil2009's Blog

Lars Silén: Reflex och Spegling

%d bloggare gillar detta: