Carbon Halsstab

[taxman]

Ich überlege gerade in einen aktuellen Hals parallel zum Trussrod zwei Stäbe einzulegen. Ich dachte da an je 4x4mm, ob das überhaupt so sinnig ist weiß ich nicht. Stäbe mit einem rechteckigen Querschnitt wären wohl besser, gibts aber für günstiges Geld nicht in passenden Dimensionen (ich habe hier R+G im Auge).
Läßt sich Carbon hobeln, oder mache ich mir da die Klinge mit kaputt?
Dann würde ich nämlich die 4x15mm Stäbe nehmen und nur 10 bis 12mm einlassen.
http://shop1.r-g.de/4DCGI/ezshop?action ... T=21981603

[clonewood]

ich frage mich ob es Sinn machen könnte einen Carbonstab tiefer in den Hals zu legen....also dem Halsrücken folgend ....darüber in Richtung Griffbrett würde ein Verdeckstreifen kommen....

[wasduwolle]

Nee,. nicht wirklich.
Die Steifigkeit wird in erster Linie durch die Höhe des Stabes bestimmt, der auf Biegung beansprucht wird. Da sollte auch kein 4 mm Stab eingesetzt werden, ausser du klebst sie aufeinander. Da könnte man natürlich auch drei abgesetzt übereinander kleben, so daß der Hals im unteren Bereich, wo er die höchste Last tragen muß, am steifesten ist, weil dreilagig....
Geschickt gemacht wäre sogar nur ein 1 m Stab erforderlich, und die Nut absetzen ist ja nicht wirklich ein Problem

Grüsse
Wasduwolle

[12stringbassman]

Läßt sich Carbon hobeln, oder mache ich mir da die Klinge mit kaputt?

Definitiv 1. nein, 2. ja!
Das Zeug ist hart wie Glas. Ein frisch geschärftes Veritas-Eisen war bei meinem ersten Versuch nach vier Hobelstrichen ein Fall für den groben Schruppstein.

[dreizehnbass]

Läßt sich Carbon hobeln, oder mache ich mir da die Klinge mit kaputt?

Definitiv 1. nein, 2. ja!
Das Zeug ist hart wie Glas. Ein frisch geschärftes Veritas-Eisen war bei meinem ersten Versuch nach vier Hobelstrichen ein Fall für den groben Schruppstein.

ja, deswegen den Stab etwas tiefer einsetzen und darüber dann ein Holzleistchen draufkleben.
Das kann man dann bündig zur Griffbrettaufleimfläche hobeln.

[Christian Graßmann]

Hallo zusammen,

Carbon ist zwar sehr abrasiv gegenüber Klingen, man kann aber CFK hervorragend mit dem Schleifpapier bearbeiten (60 - 400er Körnung - ab 180er aufwärts idealerweise nass schleifen), ihr werdet überrascht sein wie schnell Material abgetragen wird.

Beim Trockenschliff unbedingt Maske tragen!

CFK Stäbe UD kann ich auf Anfrage auch in beliebigen Abmessungen liefern.

Gruß

Christian

[Titan-Jan]

Also in der Theorie es ist auf jeden Fall Fakt, das hohle Stäbe (fast!) so biegestabil sind, wie massive. Nicht ganz aber annähernd. Weitere Formeln gibt es hier: http://de.wikipedia.org/wiki/Widerstandsmoment oder sonstwo zum Thema Widerstandsmoment gegen Biegung. Daraus geht auch hervor, dass ein doppelt so breiter Stab nur doppelt soviel Biegemoment aufnehmen kann, während ein doppelt so dicker viermal soviel Biegemoment aufnehmen kann. Am optimalsten in Bezug auf Widerstansmoment/Masse (bei Biegebelastung in nur eine Richtung) sind daher die berühmten T- und I-Träger (also das römische I, mit den zwei Querstreifen oben und unten).

Habe auch mal bei R&G 2 Stäbe gekauft, einer hohl, der andere massiv (waren glaub 6x6). Ich war "geschockt" wie groß der Gewichtsunterschied war (der hohle wog glaub weniger als die Hälfte) und durch einfaches Durchbiegen von Hand ließen sich beide mit dem gleichen Kraftaufwand ungefähr gleich stark durchbiegen. Habe ich jetzt nicht gemessen, sondern nur mal so "ausprobiert". Wer's selber nicht glaubt sollte das einfach mal testen!

Nur soviel zur grauen Theorie. In Bezug auf den Einsatz in Gitarren und Bässen wissen andere mehr als ich

[12stringbassman]

@Jan,

was den Stab alleine betrachtet angeht, hast Du ja recht.

Zu betrachten ist im Zusammenhang dieses Fredd aber der Stab im Verbund mit dem umgebenden Holz, mit dem er vollflächig und kraftschlüssig verklebt ist bzw. sein sollte.

Grüße

Matthias

[Titan-Jan]

@Hiasl:
Das stimmt aber ändert das etwas wesentliches? Abgesehen davon, dass sich auch sehr schmale Stäbe dadurch nicht verdrehen können? Ich dachte, das kann man so direkt übertragen...

[12stringbassman]

Ebent nicht.

Stell Dir das so vor wie Stahlbeton.
Um Zugkräfte bei Belastung des Bauteiles aufzunehmen, werden die Stahlstäbe an der Seite eingebaut, in die sich das Bauteil bei Belastung biegen will.
Ein Brückenbalken als Einfeldträger z.B. wird hauptsächlich an der Unterseite bewehrt, weil er sich durch Eigengewicht und Verkehrslast nach unten durchbiegen will. Der Beton direkt unter der Fahrbahnoberfläche nimmt die Druckkräfte auf und ist nur schwach gegen Rissbildung und Querkräfte bewehrt.

Übertragen auf einen Instrumentenhals bedeutet das, dass ein flach liegender Stab direkt an der Halsrückseite die Zugkräfte der Halsbiegung durch Saitenzug am besten aufnehmen kann. Das Griffbrett nimmt die Druckkräfte auf.

Das Dumme dabei ist wie beim o.g. Brückenbalken, dass diese Bewehrung "schlaff" eingebaut ist. Erst wenn sich das Bauteil um ein gewisses Maß durchgebogen hat, wirkt die Bewehrung.
Je nachdem, wie stark die Bewehrung dimensioniert ist, kann die Durchbiegen genau richtig sein oder eben zu viel (wie bei meinem letzten Bass )

Dagegen hilft entweder ein vorverformtes Bauteil, das also ohne Belastung leicht krumm ist und bei Belastung dann ungefähr gerade wird.
Also z.B. Hals mit "bäckbäou" bauen, durch Saitenzug wird er dann (hoffentlich) fast gerade.
Betondecken werden aus dem gleichen Grund in Raummitte gerne um ein paar Zentimeter überhöht eingeschalt; wenn der Beton fest ist und die Schalung entfernt wurde, hängt die Decke durch Eigengewicht so weit durch, dass die Unterseite eben ist.

Je nach Saitenzug und/oder Stimmung kann die Durchbiegung genau richtig sein oder eben nicht. Die Bewehrung müsste also sehr stark sein, um unterschiedlich strake Durchbiegung bei unterschioedlichen Saitenstärken und/oder Stimmungen zu verhindern.

Oder die Decke aus Spannbeton bauen. Dabei werden Zugstäbe in einbetonierten Rohren vorgespannt. Ohne Belastung biegt sich das Bauteil nach oben, bei Teillast ist es gerade, bei Volllast biegt es sich leicht durch.
Im Instrumentebau entspräche das dem einfachen Halsstab in der gekurvten Nut.
Will man hier Gewicht sparen, könnte man einen Halsstab aus Titan einbauen, so wie es der Teuffel macht.

Grüße

Matthias

[Titan-Jan]

Okay, Carbonstab STATT Trussrod ist ein Risiko, das sehe ich ein. Kann sein, dass es passt und kann auch schiefgehen. Bei der Verona (die übrigens jetzt wirklich bald ganz fertig ist ) hab ich ja auch auf einen Stahlstab verzichtet. Ich denke, wenn man das Ding einfach ZU steif gestaltet kann man doch nichts falsch machen oder? Im schlimmsten Fall muss man sich eben eine leichte Mulde in der Mitte des Griffbretts in die Bünde feilen... So war jedenfalls mal meine Herangehensweise. (Ob das überhaupt klappt weiß ich erst in 2-3 Jahren und was das dann für 7-Saiter, E-Bässe oder Westerngitarren bedeutet kann ich auch nur abschätzen.)

Aber in einigen Posts ging es doch um die Fragen, ob ein Flachstab hochkant oder quer eingebaut werden sollte (und wie viel Unterschied das macht) und ob die Stäbe hohl oder massiv sein sollten (und wie viel Unterschied das wiederrum macht). Und dazu wollte ich etwas Theorie beisteuern. Und das ist denke ich unabhängig von der "Holzmatrix" oder?

[DoubleC]

Das mkt dem Vorbiegen des Halses stelle ich mir aber ganz schön schwierig vor.......ich habe noch ein Beispiel für einen Hals mit fester (fixed) Verstärkung (Reinforcement) in Petto:

Der Hals bei Selmer-Maccaferris ist mit 3 (!) Streifen Aluminium (ca. 3mm x 9mm mit Löchern 'drin wg. Masse) verstärkt (Buch von Michael Collins → Building a Selmer Mac und das Standardwerk von Franscois und Rosyne Charle). Die Hälse sind lt. Leo Eimers (EIMERS) gar nicht so das Problem, da die Gitarren ja prinzipiell mit Saiten bespannt werden, die eine vergleichsweise geringe Zugkraft aufweisen (....so ähnlich wie Silk&Steel)........auch bei der verwendeten 67cm-Mensur...........bei Bariton-Saitensätzen hätte ich da auch bedenken.

Vorgebogen wird da in den Anleitungen nix.

Ich kann mir vorstellen, dass 3 Streifen 4x12 CFK Rechteckstab (aus 2x12 zusammengeklebt/laminiert) schon für eine MÄCHTIGE Steifigkeit sorgen..........die modernen Luthiers nehmen allerdings doch verstellbare Stäbe............

Allerdings glaube ich, dass bei Akustik-Gitarren die Problem eher im Bereich der Decke und ihrer Beleistung lauern. Ich habe das mal vor Jahren auf einer 12-string ausprobiert. Ich wollte herb männlich einen stärkeren Saitensatz (anstelle der Sätze , die mit 2 0.10er dünnen E-Saiten anfangen) nehmen....nämlich den, der ab 0.11 losgeht..........na so schnell habe ich neue Saiten noch nie schlaff gekurbelt. Beim Erreichen der Stimmung auf Kammerton A hat die Decke einen mehr als deutlichen Buckel gemacht PANIK das ganze auf einer Taylor → teuer!......die modernen Gitarren sind offensichtlich auf eine Konsensus-Saitenstärke ausgelegt und da ist es fast egal, wie man den Hals einstellen kann.

Bei E-Instrumenten mag das anders sein!


Gruss


DoubleC

[capricky]

Hallo zusammen,
wir hatten im alten Forum mal einen längeren Thread über Carbonhalsstäbe.

Ich erinnere mich, ich hatte da auch einiges gepostet, weil ich meine "fenderartigen" Schraubhälse spannstabfrei gestalten wollte. Dazu hatte ich 3mm CFK-Gewebeplatten in 12mm breite Streifen gesägt und jeweils drei Stück zusammengeklebt, ergab also einen Streifen von 9 x 12mm entsprechender Länge. Um es kurz zu machen, es funktionierte nicht, bzw reichte nicht aus. Unter Saitenzug wurden auch da die Hälse intolerabel durchgebogen. Es ging mir weniger darum die Hälse steifer zu machen, sondern eher um eine einfachere Konstruktion mit dem gestalterischen Vorteil durch Verzicht auf einen Trussrodzugang. Ich bin großartig gescheitert, es machte mehr Arbeit, mehr Dreck und funktionierte nicht zufriedenstellend
Ich halte herkömmliche Spannstäbe bei "modernen" Hälsen, also den üblichen flachen, wie auch bei Steelstrings für unverzichtbar. Bei Konzertgitarren ist ein CFK Stab sicherlich hilfreich, aber auch nicht unbedingt notwendig, wie ja unzählige Gitarren belegen. Ich frage mich also: "Wat soll's?"
Ich renoviere gerade zwei Schraubhälse, einen one piece neck einer China Squire classic vibe, und den Carbonhals einer Hohner ST . Der Karbonhals ist vollmassiv, hat ein schwarzes Micarta Griffbrett und ist von Modulus Graphite gefertigt worden, eine Firma, die wohl ausserhalb jeder Kritik steht. Der biegt sich bei gefühlt gleicher Armkraft genauso wie sein Ahornkollege. Jottseidank haben sie beide einen Spannstab. Der deutliche Unterschied zwischen beiden ist das Gewicht, Der Telehals wiegt "nackich" 447g, der Carbonhals 864g, das ist ein "gewichtiger" Nachteil. Also nochmal, welche Vorteile soll uns Carbon bringen...ich weiß es nicht mehr...nur die "moderne" Anmutung? Wenn es um Gewichtseinsparung gehen würde, könnte man ja Titan nehmen, aber darauf möchte ich keine Gewinde schneiden müssen..

capricky

[Titan-Jan]

Der deutliche Unterschied zwischen beiden ist das Gewicht, Der Telehals wiegt "nackich" 447g, der Carbonhals 864g, das ist ein "gewichtiger" Nachteil.

Warum das denn? Hat der Carbonhals einen Dual-Trussrod und der Telehalst vlt nur einen einfachen? Ist aber dennoch irgendwie eine Fehlkonstruktion, wenn der fast doppelt so schwer ist wie der Klassiker...

[capricky]

Warum das denn? Hat der Carbonhals einen Dual-Trussrod und der Telehalst vlt nur einen einfachen? Ist aber dennoch irgendwie eine Fehlkonstruktion, wenn der fast doppelt so schwer ist wie der Klassiker...

Ein Kohlefaserharzgemisch ist in der Dichte eben höher als Ahorn.
Das ist kein mattschwarz lackierter Hals mit Kohlefaserstab, sondern unidirektionales Vollkarbon, mit Micarta Griffbrett (Phenolharzpapier), null wood inside. Ob da nun Einweg- oder Zweiwegstäbe verbaut sind ist egal, beide waren beim "Biegetest" entspannt.

capricky

[Titan-Jan]

Ein Kohlefaserharzgemisch ist in der Dichte eben höher als Ahorn.

Na dann...

[clonewood]

Der Karbonhals ist vollmassiv, hat ein schwarzes Micarta Griffbrett und ist von Modulus Graphite gefertigt worden, eine Firma, die wohl ausserhalb jeder Kritik steht. Der biegt sich bei gefühlt gleicher Armkraft genauso wie sein Ahornkollege.

ich staune...

[capricky]

ich staune...

Ich bin eher entsetzt... weil ich das so deutlich nicht erwartet hatte. Bei meinen "Karbonexperimenten" konnte ich den ausbleibenden Erfolg ja noch meinen mangelnden Erfahrungen mit der Materie zuschreiben, aber nun?
Ich denke wir setzen da zu hohe Erwartungen in CFK, es ist leicht, hat eine hohe Zugfestigkeit, aber biegesteif ist es eben nicht (sonst würden es Stabhochspringer wohl auch nicht als Material für ihre Stäbe verwenden).

capricky

[12stringbassman]

(...) CFK (...) ist leicht, hat eine hohe Zugfestigkeit, aber biegesteif ist es eben nicht (sonst würden es Stabhochspringer wohl auch nicht als Material für ihre Stäbe verwenden).

Mooooment!
Einspruch Euer Ehren!

Die Zugfestigkeit eines Materials ist Voraussetzung für die Biegesteifigkeit eines Bauteiles. Es kommt auf die Konstruktion an!

Der Stabhochspringer verwendet heutzutage gerne CFK, weil die damit hergestellten Stäbe bei gleicher Biegesteifigkeit leichter sind als die alten GFK-Stäbe.

Genauso schaut's im Bogensport aus, wo ich mich ein bissl auskenne. Pfeilschäfte aus Holz- und Aluminium sind bei gleicher Steifigkeit deutlich schwerer als Schäfte aus CFK-Rohr. Wir reden hier um Faktor 1,5 - 2.

Der Hochspringer wie der Bogenschütze braucht ein auf seine Stärke abgestimmten Stab bzw. Pfeilschaft mit definierter Steifigkeit.

Weitere Beispiele wären Windräder, Segelmasten und der Flugzeugbau.

Warum dieser komische Hals von Modulus Graphite sich bei größerer Masse genauso biegt wie Ahorn, entzieht sich meiner Kenntnis. "Vollkarbon" kann auch nicht im Sinne des Erfinders sein. Das Material CFK spielt seine Stärke eben als Hohlkörper aus oder im Verbund mit Schaum- oder Wabenstrukturen als Abstandshalter.

Der abgebildete schwarze Hals schaut mir auch eher nach Plastik, ggf. faserverstärkt, aus als denn nach CFK.

Grüße

Matthias

[clonewood]

war es nicht Christian Graßmann der im alten Forum den Bau einer Akustikgitarre komplett aus Carbon hergestellt hat.....?

Da gab es doch auch keine Probleme mit dem Hals???

naja ....bei einer 12 Bund Gitarre wäre mit ca. 30 cm Halslänge auch kaum Strecke für eine Durchbiegung vorhanden........ein E-Basshals hat natürlich wesentlich mehr Länge....

Es gibt einige Hersteller, die Carbonstreifen in Steelstringhälse einbauen......ich hatte bis Dato noch nicht von Problemen gehört....

[capricky]

Ich habe mal grob recherchiert, um einen Überblick über die Karbonhalssituation mit oder ohne Trussrod zu bekommen. Die Mehrheit der Karbonhälse, egal ob Vollmaterial oder "Stützleisten" werden mit Trussrod gebaut (Modulus Graphit und Status zum Beispiel). Auffallende Ausnahme ist Vigier, der seine Hälse mit der 10/90 Formel bewirbt (10% Karbon/90% Holz), ein Mittelsteg im Hals, durchgehend wie ein skunk stripe bewirbt. Davon habe ich mich auch einst inspirieren lassen. Nach meiner negativen Erfahrung mit dem Nachbau, würde ich heute vermuten, daß die Vigierhälse wohl mit "Bias", also Vorspannung gebaut werden. Das bedeutet nicht zwangsläufig, dass die Hälse unbesaitet backbow haben müssen.

capricky

[Christian Graßmann]

Hallo,

die beiden 6-saiter und die 12er haben absolut gerade Hälse - also hier funktioniert CFK ganz ausgezeichnet - egal welche Saitenstärke aufgezogen wird.

Es kommt bei CFK auf die verwendeten Fasern und die Ausrichtung dieser im Bauteil / Instrument an (je nach Fasertyp liegt das E-Modul zwischen 250.000 und 1Mio N/mm).

Der Versuch mit den zurechtgeschnittenen CFK Gewebeplatten war daher auch nicht erfolgreich. Bei Geweben werden die Rovings (mehrere Filamente) in 0/90° zueinander verwebt (Kette / Schußfäden). Je nach Gewebeart (Leinwand, Köper, Atlas.....) überschneiden sich diese Rovings. Das heißt, dass die Rovings - wie bei einem Weidenflechtkorb - nicht gerade verlaufen, sondern mal oben bzw. unter dem 90° liegendem Roving vorbeilaufen müssen.

Man spricht dabei von Ondulation. Das bedeutet, dass die Fasern nie gerade ausgerichtet sind. Wenn nun eine Kraft in Zugrichtung auftritt, kann sich die Faser in der Epoxidmatrix etwas dehnen - da ja noch Luft im "Weidenkörbchengeflecht" vorhanden ist. Deshalb konnte der Halsstab auf CFK Gewebe auch nicht funktionieren.

Je nach Last - und im Hals haben wir hauptsächlich Biegung - müssen auch die Fasern ausgerichtet sein. Bei Halsstäben also ausschließlich die Fasern in eine Richtung - sprich UD = unidirektional. Dann steigt auch der Faservolumengehalt = viel CFK und wenig Harz (Matrix).

Stellt euch ein Packung Spaghetti vor - mal alle in eine Richtung, und dann wie bei Mikado in 0/90°. Da liegen dann bei gleichem Volumen nur noch ein Bruchteil der Fasern im Harz.

UD gaaanz eng gepackt - ich presse die Fasern bei der Herstellung zusammen um möglichtst wenig Harz zu verwenden. Merke: Faser in Belastungsrichtung - Harz ist nur Mittel zum Zweck um die Filamente untereinander zu verbinden und hat nur eine geringe Scher- und Zugfestigkeit.

Viel Harz im Bauteil bedeutet fehlende Faser und damit geringere Festigkeit.

Dann haut des a hi!!!!!

Gruß

Christian

[DoubleC]

Die Analogie zur Spaghettipackung spricht mich persönlich sehr an..........muss die Spaghettipackung nun in Längsrichting zum Hals also im 90°-Winkel zu Durchbiegung/Biegerichtung ausgerichtet sein......... .......... oder parallel dazu......also mehr so wie viele kleine Mini-Penne-Rigate entlang des Halses 0°/parallel zur Biegerichtung??????

Und was wäre bei den Halbzeugen beispielsweise von r&g in dieser hinsicht empfehlenswert? Ich hätte ja gefühlsmäßig irgendwas hiervon genommen................das entspräche ja in etwa den "non-adjustable truss rods", die Martin angeblich bis ca. 1985 verbaut hat (siehe FRETS.com)

Sehr verwirrend das ganze..............


Gruss


DoubleC

[wasduwolle]

Oder kann man vielleicht so etwas nehmen und, um die maximale Höhe zu erreichen, zusammenkleben?
Ich stell mir vor den Stab zweifach über die ganze Länge, und im letzten drittel zum Body dreifach zu verkleben, das ganze in eine 4,5 mm Nut


Hohlstab

Grüsse
Wasduwolle

[wasduwolle]

Eine kleine Recherche hat diese Werte der einzelnen Materialien der Biegefestigkeit in N/mm² oder MPa ergeben
CFK (Lt R&G)
VEC 835
DPP 954
Holz (Lt Wikipedia)
Bergahorn 95
Spitzahorn 137
Afr. Mahagoni 87

Ist schon recht deutlich....aber der Vergleich hinkt ein wenig, weil das ja nur die Holzwerte sind, ohne den Trussrod, der dem Holz hilft. Auf der anderen Seite gibt es ja auch Gitarren, bei denen man den Stab nur so anzieht, dass er nicht rappelt
Grüsse
Wasduwolle