Fiolstall, trimning | Larsil2009's Blog

Archive for the ‘Fiolstall, trimning’ Category

Diskussion om att stämma stall på violinist.com

12/03/2014

Jag deltog nyligen i en diskussion på http://violinist.com om att stämma fiolstall. Diskussionen kom också delvis att gälla justering av fiolkroppen.

Jag gillade skarpt David Burgess kommentar: ”Bartender, may I please have ten shots of whiskey? ;-)”.
David Burgess är en extremt framgångsrik fiolbyggare med instrument som enligt dubbelblind lyssnartester helt kan mäta sig med de gamla mästarnas instrument. ”Klassiska” fiolbyggare justerar fiolkroppens plattor innan de limmas på sargerna. Resonanserna ändras med 10 – 15 Hz då fiolen lackeras och ytterligare då plattorna limmas på fiolen. Det klassiska byggsättet gör alltså justeringa delvis i blindo eftersom efterjusteringar betyder att instrumentet måste brytas upp och delvis lackeras på nytt. Att bryta upp ett instrument är alltid riskabelt eftersom locket kan skadas.

Det klassiska sättet att göra stall bygger på goda tumregler d.v.s. man har en ”god” mall som man försöker efterlikna så väl som möjligt genom en god arbetsprocess. Problemet är att stallets små dimensioner gör att det inte är möjligt att stämma stallets olika resonanser genom att helt enkelt göra en identisk kopia av ett bra stall. Man kan antagligen komma rätt nära genom att kopiera men det enda pålitliga sättet att nå målet är enligt min uppfattning att lära sig att lyssna och genom att fila stallet då det är på plats i fiolen. Genom att fila det monterade stallet kan resultatet höras mycket snabbt efter små justeringar.

Nedanstående inlägg är på engelska:

http://www.violinist.com/discussion/response.cfm?ID=25371
Bridge tuning
How does one tune the bridge to the violin.

From kypros christoudoulides
Posted on February 28, 2014 at 10:22 PM
Hello,

Somewhere on this board,the topic of tuning the bridge to the top plate was mentioned.
Could someone explain how this is done and what are the benefits.

From John Cadd
Posted on March 1, 2014 at 10:55 AM
I think the main articles come from Sweden under ”The Bridge Hill”.The resonant frequency that seems to give best results is 2.9Khz . That happens to be the frequency our ears are most sensitive to . If you have a few spare bridges around the house try listening to the sound they make when dropped on a hard surface. Most likely they will all ring to a different note . You can compare that test to coins dropping on the floor. Each coin makes a fairly consistent sound if its a penny. A five pence piece will have another sound. The Swedish people clamp the bridge feet and knock the side edge to test the frequency .Depending on where you remove wood the pitch can be raised or lowered . In practical terms if you get near the 2.9 Khz it definitely improves the sound. Ask your friendly luthier . It may not be exactly 2.9 for every single violin in the whole wide world . But we all knew that .
As far as I knew the frequency was 2.9 but seems to have shifted down to 2.5. There is a range between 2.5 and 3.4 so I am in the middle .A good tip is to stop before the bridge snaps. But we all know that .
This frequency (area / plus or minus ) will affect clarity and brilliance . That`s the bottom line effect .

From Don Noon
Posted on March 1, 2014 at 03:43 PM
Joseph Curtin wrote an excellent paper on the topic which can be viewed at: http://www.josephcurtinstudios.com/images/BridgeTuning.pdf
There are references to other papers on the topic, for those interested in researching. A key point in Curtin’s paper:
”…the interaction of the bridge with the
strings and the violin body is complex and not yet fully understood. The bridge resonance, described here in isolation, to some extent disappears into an intricately coupled series of resonances.”

A 3kHz lateral bending resonance of a free bridge with its feet clamped in a vise does not remain a 3kHz resonance with its feet placed on a thin spruce plate and with strings across the top. At best, it is a guide for getting a more consistent bridge stiffness, if that seems important.

In my limited casual testing, I could not measure any of the resonance/filtering predicted effects of the bridge lateral mode, until it got very floppy, which killed off the high frequencies. So I don’t bother with tuning the bridge. I DO pay attention to mass.

From Adrian Heath
Posted on March 1, 2014 at 07:02 PM
I tried lightening two identical bridges by the same amount:
– the first, I thinned all over;
– the second, I left thick, and enlarged the heart and kidneys (yuk!).

Both techniques allowed the violin to respond more easily, but with reduced brilliance. In both cases, there were new, different,slightly ”honky” resonances. I suppose the best is a bit of each.

Thinning the top half, on the other hand, is like removing a mute: a harsher, brighter sound.

From Lars Silen
Posted on March 2, 2014 at 08:21 AM
Violin bridge adjustment is very interesting and rewarding as long as you follow a few simple rules:

1) Make sure that you know how the bridge is removed/installed without damaging the instrument. If necessary ask somebody who knows to show you.
2) Always make a new bridge and do the adjustments to the new bridge. If you don’t like the result you can always go back to the old bridge.
3) Experiment on a cheap violin where a few scratches don’t matter.

How do I do it?

Play the violin using the old bridge and try to describe the good points/bad points. Write down your description for future use.

If the old bridge is properly done, use it as a template for the new one. If the material of the new bridge is very dense (compared to the original) make a slightly thinner bridge, if it is soft make it slightly thicker. Usually it is a good idea to increase the height of the arc between the bridge feet slightly (it is often completely straight). Don’t increase the openings in the hearth and ears yet. Make sure the bridge feet are properly fit to the top (google about how this is done there are many methods).

Install the new ”raw” bridge on the violin and use new strings of the same type you intend to use in the future. A good starting point could for example be Dominant strings. The adjustment described below will automatically be made relative to the strings you install now.

Play your violin and try to describe good points/bad points regarding the sound. Let’s assume that the bass side is slightly dry/harsh with a D-string that is unresponsive. Generally it feels like the violin needs to be opened compared to the old bridge.

We start by ”opening” the violin. Using a thin small file (I use small Biltema diamond files and use for example a thick paper to protect the varnish) file the arch between the feet. Making the arch higher opens the violin to a certain point. The filing is done with the bridge in place and the instrument is tuned and playable. Don’t over do it. The effect is strong. File a few turns and then play the instrument and listen. Try to judge the changes to the different strings. Try to file under the A and E strings and listen. Then file under G and D, what was the difference?

The G and D strings were dry. We can make the sound softer/”warmer” by filing the arc between the bridge feet under the A and E strings. Measurements seem to indicate that this changes the over tones which is heard as a nicer/warmer bass.

The D string was slightly unresponsive, if this is still the case increase the opening in the heart slightly under the A string. File 2-3 turns and then listen, you are taking of some small fraction of a mg of wood. The general rule as I see it is that the bass sound is adjusted on the discant side of the bridge and the discant sound on the bass side of the bridge. My experience is that generally the starting point with a roughly symmetric bridge causes the bass side to be too dry. This means that generally you have to file more on the A and E side of the bridge to compensate.

See: https://larsil2009.wordpress.com/2013/03/07/trimning-av-fiolstall/ (the text is in swedish, use google translate).

Try thinning the channel between the heart and the E side ear opening. This makes the bass side (G and D strings) warmer. Remember we talk about very small changes. File a few turns and listen. Increasing the opening in the ”ear” under the E-string influences the sound of the G-string. If you make the G-string too soft you can add some harshness by filing the opening in the ear under the G-string.

Increasing the heart opening under the D string increases the volume of the A string.

Increasing the heart opening under the A string increases volume of the D string.

Notice: Adjusting for example the A-string will always cause some ”spill over” to the D and E strings. Any change you do will influence the whole bridge and the corresponding sound but the main effect will be as described.

Experiment by filing and listening, the general ”rules” are given above. The key is really to learn to listen so you are able to identify problems.

You will for sure destroy the first bridge you try this out on because the effect of filing is very strong and you will get greedy. The result will be an unpleasant ”nasal” sound where the response is too strong between 1 and 2 kHz. No problem! Blanks are cheap, make a new raw bridge and start again and learn not to be too greedy 😉 . If you think you went only slightly too far wait a day or two. The filed surfaces harden when they are in contact with the air. This means that the effect of the filing will slightly back off so when you went slightly too far it may be perfect don’t throw the new bridge in the trash bin yet!

The real key to this adjustment method is that you are able to do very small changes and then play/listen immediately while you still remember the sound before the previous adjustment … the adjustment/play cycle should be perhaps 30 seconds. If the same changes were done on a work bench the cycle time would be 5 – 10 minutes with a need to re-tune between rounds … very inefficient!

Because all sound is entered into the violin through the bridge the bridge is obviously a very important ”filter”. My experience is that for example inexpensive ($200 – $300) Chinese violins can be improved very much through bridge filing. This is of course not a silver bullet. You will reach a state when the body of the violin becomes the limiting factor. You cannot make a top violin from a cheap Chinese whatever you do but you can improve it very much. Of course the next step is how you improve the body of the violin when you have identified that the problem is in the body. This could be the topic of a future sermon …
/Lars Silén (physicist Finland)

From Richard Saw
Posted on March 3, 2014 at 05:43 AM
Lars Silen: Thanks for your information and website link.

It helped to understand a little more about these odd-shaped violin bridge on http://www.violinbridges.co.uk

Can you suggest some way to making the violin tone deeper by tuning the bridge (beside Changing strings, soundpost position may be other option)?

Look forward to read your post and further research

From Lars Silen
Posted on March 3, 2014 at 06:30 AM
Hi Richard. You can make the tone deeper/warmer by filing the A/E side of the bridge. This works to a certain point but if you aren’t able to go as far as you want you have to modify the violin body. The modification to the violin body to get a darker tone is to make the channel between the neck and the bass bar _slightly_ thinner see the technique at https://larsil2009.wordpress.com/2013/10/11/hur-snabbt-slipar-man-med-magnet/ (again google translate is needed, Swedish).

Back to the bridge:
Try filing the following parts iteratively but roughly in this order:
1) File the arc between the bridge feet but file more under the A/E strings. (Listen)
2) Increase the size of the (big) hole in the ear under the E string. The channel between the heart A side and the E side is thinned but file the hole to keep the hole pleasant to look at. Most important again:listen to changes in tone color.
3) If needed file the heart under the A string to balance (increase) the D string volume compared to the other strings. File the heart under the D string to adjust the A string volume. Warning: If you make the heart to big the sound becomes ”nasal” and unpleasant.
4) If the bass side gets too nice and round and uninteresting then file the G side ear side and opening which adds ”some sting” to the bass. If you over do it the bass gets dry.
Go back to step 1 and start a new round.

It is usually a good idea to do one round and then play the instrument for one or two weeks before the next round to allow the bridge response to be stable. You can hear that the filed bridge to some extent goes back to the state before filing (which is fortunate!).

The key is to do only small steps and to learn to listen. As a general rule you get more volume by filing the openings in the arc, the ears and the heart. Overdoing it gives you an unpleasant nasal sound so you have to experiment and you have to learn to listen. Good luck!

From Richard Saw
Posted on March 3, 2014 at 07:29 AM
Thanks…

I will try to tune the bridge.

Also, I am building a violin from half-finished violin. I can thin the top plate accordingly although I just afraid that over-thinning the plate will make hollow sound eventually.

I saw from some Strad CT scan that there are two spots neat the end of bassbar (one on upper bound and one on lower at bass side of the violin). I think i will follow the scheme to see how it sounds like.

From Lars Silen
Posted on March 3, 2014 at 09:39 AM
Hi Richard. I have successfully, I think, used Tibor Varga’s graduation (Guarneri del Gesu) as a template for my own experiments. The channel I mentioned should be _reasonably_ thin, check graduations of a number of known _good_ violins on the internet. Tobor Varga’s seems to be ok. What I have been using is: http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&ved=0CCgQFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.roger-hargrave.de%2FPDF%2FArtikel%2FStrad%2FArtikel_0000_00_Gesu_1773_PDF.pdf&ei=jkkUU6TzHe3n4QTg3YDoDQ&usg=AFQjCNEEPCQAOmNJAonQPiI9Dj2y73p-TA&bvm=bv.61965928,d.bGE . The violin was played by the famous Hungarian violinist Tibor Varga. I think Hargrave’s measurements show reasonable thicknesses. Don’t make the channel thinner because the sound easily gets too dark. If the sound is too dark for your taste you can compensate by sanding the channel at the other end of the bass bar. This makes the sound ”lighter/less dark”. The distance from the sound post to the neck/bass bar channel is longer than the distance from the sound post to the string holder/bass bar channel. This is why the former brings darkness to the sound and the latter makes the tone color lighter.

You can do small adjustments after completing the instrument through internal sanding also outlined on the website (on the completed and playable instrument). I strongly believe in doing adjustments to the completed instrument because this is the only way of being objectively able to listen to changes in tone color. It is easy to hear 10 micro meter changes in thickness to for example the neck/bass bar channel. Thickness changes of this magnitude can not be measured using conventional methods (the measurement limit is at 50 – 100 um).

From David Burgess
Posted on March 3, 2014 at 08:37 PM
Bartender, may I please have ten shots of whiskey? 😉

From Lars Silen
Posted on March 3, 2014 at 08:57 PM
Yes David, please help yourself!
David, I think there are lots of readers that would like some real comment from you. I know this isn’t the normal way of making/adjusting a bridge. You are an extremely well known and successful builder so please explain why you need those ten shots of whiskey?
😉
/Lasse

From David Burgess
Posted on March 3, 2014 at 11:16 PM
Until I come up with a lot more time and patience, I’ll let my prior comment stand as an allegory or metaphor.

From Adrian Heath
Posted on March 8, 2014 at 11:41 AM
Lars, copying the thicknesses of another violin is meaningless, since a competent maker will be responding to wood density, elasticity, grain type, etc., as well as tapping and flexing the plates before assembly. Two planks from the same tree will not sound alike, even in the hands of the same maker.
Playing – carefully! – with the bridge is harmless and instructive (see my above post?); annoying the sound-post is very risky, and filing wood from inside the plates cannot be reversed…

However, there is a video by the physicist William Fry, acompanied by a competent violinist, where he gently scrapes three strategic places inside the belly: despite the conference-type microphones, we can hear him audibly transform a 500 dollar fiddle into a 2000 dollar one, step by step.

While we should be wary of being Sorcerer’s Apprentices, we can learn much from acousticians such as William Fry or Don Noon, who have the patience and curiosity to try and improve trade fiddles, and seek out the tricks-of-trade which have become embedded in Tradition.

Etienne Vatelot relates how Arthur Grumiaux left his Strad for a day or two for tone adjustment, and was very pleased with the result; but Vatelot had not had time to touch the violin! The ”improvement” was perhaps partly imaginary, and partly due to changes in the weather affecting wood, gut, and rosin….

From John Cadd
Posted on March 10, 2014 at 08:33 AM
Why is copying thicknesses meaningless? Vuillaume did very well using that method . Lars has probably worked out sound reasons for his technique .

From Adrian Heath
Posted on March 10, 2014 at 03:35 PM
Please excuse my arrogance! I imagine (while hoping for expert information!) that it is useful to know the relative thicknesses in different parts of the plates, but the actual thicknesses will depend on the characteristics of the chosen wood: e.g. longditudinal vs. lateral stiffness, grain fibre diameter, or internal damping of vibrations.

In spite of my previous post, I don’t doubt the finesse of Lars’s ear. I have even tried William Fry’s techniques on a gritty trade fiddle, and sweetened it somewhat. But don’t tell David, though, I should hate to push him towards an extra ten whiskies…

From John Cadd
Posted on March 10, 2014 at 07:09 PM
I thought this question was about bridges . Oh you thought the idea was to alter the belly as well as the bridge . No , leave the belly as it is and Match the bridge to the belly if you want to . The Bridge Hill sites don`t say a lot about the relation between bridge and belly but your ears will decide what you like . Try several ways till you like the sound .Make careful notes and hope it works .

From Adrian Heath
Posted on March 11, 2014 at 07:50 AM
Yes, back to bridges! (Though it is Lars who wrote of scratching the belly..)

When I compare the tone of my viola with its original English bridge, and with that made by my French luthier (where the cutouts have been much enlarged), the tone is smoother but more nasal with th French bridge. I use the English one, but if I have to leave the viola for repair or adjustment, I shall swap the bridge: I fear that the French luthier will adapt it.

From John Cadd
Posted on March 11, 2014 at 09:07 AM
Nice to have physical proof that a change occurs with a different shape. Nobody can tell you it`s all your imagination .

From Hermann Janzen
Posted on March 11, 2014 at 05:04 PM
Lot’s here on violin bridges any thought on Cello bridges, Lars?

From Lars Silen
Posted on March 11, 2014 at 09:37 PM
Comment to:
Adrian Heath
Posted on March 8, 2014 at 11:41 AM
Lars, copying the thicknesses of another violin is meaningless, since a competent maker will be responding to wood density, elasticity, grain type, etc., as well as tapping and flexing the plates before assembly. Two planks from the same tree will not sound alike, even in the hands of the same maker.

—-
You are correct in that simply copying the graduation is meaningless because you can hear changes when doing internal graduation that are smaller than what can be reliably measured. The instrument used to measure the thickness will make a dent that is deeper than the thickness of the material layer you removed.

Obviously this also means that simply mechanically copying a good violin won’t give a good result. Adjustments have to be made by ear not by mechanical copying. I approximate the thickness removed by counting the sanding turns. The exact thinning is only of academical interest though. 10 micro meters is easily audible when thinning is done at a critical place. I have separately measured the sanding speed on similar materials. There is a reason why you tune the strings on a violin by ear and not by tensioning the strings to a pre-set mark. Everybody knows that you can’t tune the strings mechanically by tesioning to a ”A-stop”, ”E-stop” … why should you then be able to tune the resonances of the instrument by mechanical copying of dimensions … it isn’t possible.

I think that taking some ”well known” instrument’s graduation as a starting point if the wood you are working with is reasonably ”normal” is actually OK. Leave the thickness generally slightly thicker than your graduation template says. If you make the plates too thin you cannot back off … at least not much. If you leave the plates too thick you will have a lot of sanding to do at 1/10 000 mm/turn.

My method is to check the m2 and m5 ringtones when graduating (top is initially free but with bass bar glued in place, the bottom is glued to the ribs and graduation is done in situ). You can easily hear when the plates start to work. The sound goes from a dull ”thonk” to a musical tap tone. I try to go close to my model (Tibor Vargas Guarneri) graduation within reason and I stop when the top/bottom go from dull to musical. This is the starting point for further adjustments when the instrument is assembled and varnished and a rough bridge has been made.

The actual adjustment is iterative meaning I do small changes to the bridge. When bridge changes don’t give the result I want I check the basic resonances B0, A0, A1, B1- and B1+ (using Audacity).

There are lot’s of ideas floating over the net on how the plates can be adjusted. Because I do internal sanding of the completed instrument there is no problem with some thick spots in the free plate graduation … errors can easily be corrected by thinning the proper spots and the result can be checked by playing the instrument within 30 seconds because the instrument is playable all the time. The main problem with internal sanding of the completed instrument is that there are no good examples available. I have had to explore this kind of adjustment myself … and I am still learning.

– Initially I adjust the m2 and M5 modes.
– After this I do a round on the bridge because doing changes to the body allows me to go further on the bridge.
– Most factory violins are improved very much by sanding the C-bout on the E-string side. This seems to be a builders ”secret” that at least Hungarian builders know. I saw clear marks that the C-bout had been modified on some Hungarian top violins (from the outside). Why destroy the varnish when you can sand as easily from the inside?
– When the m2 and m5 modes seem to work I start to sand B1- and B1+ in place. Some places giving a very strong effect are at the ends of the bass bar. There are a number of pictures of these modes floating around (Chladni patterns). Essentially you sand on the node line to help the plate to vibrate on both sides of the node line. You can very easily hear the effect of this kind of sanding.
– After this a go back to the bridge and adjust it some more.
– Checking the tail piece resonance. Usually the tail piece has to be lightened on a Guarneri where the A0 resonace (277 Hz) is higher than on a stradivarius (a have never yet made a Stradivarius).
– Remember that internal sanding will destroy the internal surface. You can actually hear the surfaces heal after sanding. If the sound got brighter (from dull) when sanding you will first hear what you wanted to hear and then during the next few minutes much of the dullness returns when the surface hardens again. The hardening will continue (the basic b1- and B1+ frequencies will generally rise) the next few days.

For me adjusting a new instrument will take perhaps 2 – 3 weeks working now or then because you want the instrument to stabilize between turns.

I think the general ideas regarding plate tuning frequencies are sound:

My present #4 Guarneri has
B1+ – A1 = 56
Which places it somewhere between an orchestra violin and a soloist instrument. I assume both b1+ and b1- will rise when the plates heal which means that within a few weeks it will probably be in the ”soloist” range of instruments. The instrument sounds very nice!

My #1 Guarneri has:
B1+ – A1 = 80 Hz
A1 – B1- = 8 Hz
B1+ – B1- = 90 Hz

I have had the violins tested in the Tampere talo music hall and the result is, I think good. My son is a professional violinist working in the Tampere philharmonic orchestra see http://www.sebastiansilen.com/ . The number #1 is very responsive and very bright. It is possible that I have to drop the b1+ resonance slightly in the future … time will show if it is necessary.

From Lars Silen
Posted on March 11, 2014 at 10:21 PM
Back to the bridge!

A violin consists of two critical parts. One part is a reasonably well working body. Obviously essentially all the sound that is generated goes via the violin body … nothing strange here.

Next question:

Which way does the sound energy enter into the violin body?

Answer:
Because essentially all sound energy that enters the violin goes via the bridge it is obvious that the bridge is critical as a transmitter/filter of mechanical energy.

The violin body and the bridge are thus two complementary parts for producing sound. A properly tuned bridge has its main resonance quite far above the body resonance where the response of the body starts to drop off by 6 dB/octave. The bridge provides a very sharp boost of the higher frequencies essentially extending the frequency range of the total instrument from perhaps 2 kHz to 5 kHz and above.

It is sometimes useful to do some back of the envelope calculation to get a feel for the energy flow through the bridge. Assume that we are generating 1 W of mechanical power using the bow. This energy enters the violin via the bridge feet. What is the energy flow/m² going through the bridge feet (1 cm²)? P = 1W/0.0001m² = 10 kW/m². This is some orders of magnitude higher than the power flow/m² going through a big loudspeaker. Any small fault in adjusting the feet but also different resonators in the bridge will have a huge effect on sound.

Has somebody by the way ever measured the heating of the bridge feet when playing forte. This should be fairly easy to do using a non-contact IR thermometer.

Again, exactly as with the violin body it is easy to see that the dimensions of the bridge are so small that it is impossible to mechanically copy a good bridge. Good workmanship allows a skilled luthier to get fairly close … I have heard of luthiers that have made 10 to 15 bridges for a violin until they accepted the result. This is something that could be called trial and horror … mostly horror. Mechanical copying can provide a good starting point but why not do the final adjustment by ear … typically one bridge blank is needed then.

From Adrian Heath
Posted on March 11, 2014 at 10:27 PM
Lars, I have not come across refences to ”m” modes, but I have copied your posts for comparison with others.

(Google makes a terrible, often amusing, hash of translating your web pages.)

I myself have only tried sticking pea-sized lumps of blue-tack (very briefly) on various parts of my trade fiddle: on and around the bridge, on the wings of the f-holes, on the belly near the lower end of the bass-bar etc. Some wolf-cub-tones disappear, to be replaced by others.

I have another wailing banshee fiddle that probably needs extra bracing: I had to put the sound post directly under the bridge!

Sorry David, if you are squirming! Of course I don’t touch my ”good” violin.

From Lars Silen
Posted on March 11, 2014 at 10:42 PM
About Cello bridges:

I have never adjusted a Cello bridge and I don’t play the Cello. I am sure though that essentially the same ideas work for a Cello too.

The main ideas are:

– There is a main resonance determined mostly by the upper part of the bridge combined with the dimensions of the ”waist” of the bridge. This resonance is set to 2800 – 3000 Hz for a violin and it determines where the most important high frequency boost is located.

What is this frequency for a Cello?
Answer: No idea. If somebody knows please inform me/us!

– The ”holes” in the bridge ears and the heart will colour the sound of the instrument. If the bridge works as on a violin you can add sting/roughness by increasing the bass side ear opening and thinning the ear. Overdoing it will cause the bass to get very dry (for a violin).

– On a violin it is easy to hear that filing the E-side ear you make the bass rounder/softer. Overdoing it makes the bass boomy.

– On a violin the volume/color of the A-string is changed by filing the hole in the heart under the D-string. Overdoing it makes the tone nasal.

– On a violin the volume/color of the D-string is changed by filing the hole in the heart under the A-string. Overdoing it makes the tone nasal.

Notice that the adjustment points are ”mirrored” in relation to the strings. On a violin you can, to some limit correct a nasal tone on the D and A strings by making the bridge feet arc higher. You can thus go forward iteratively.

I guess that the Cello bridge works essentially in the same way but I have never tried it.

On a violin bridge the height of the arch between the feet seems to be important. I don’t know if this is the case for a Cello bridge.

When adjusting it is probably very important that you are able to produce a reasonably good tone when playing the instrument. It is also important to be able to listen to some good instruments that are properly adjusted. If you don’t know what sound you are trying to produce you are essentially blind.

From Lars Silen
Posted on March 11, 2014 at 10:52 PM
The ring modes: http://www.phys.unsw.edu.au/jw/chladni.html

You can also find some very interesting information here when slightly reading between the lines http://www.schleske.de/en/our-research/introduction-violin-acoustics/modal-analysis/animation.html

Another good starting point is: http://www.platetuning.org/html/how_to_tune_plates.html

From Lars Silen
Posted on March 11, 2014 at 11:22 PM
Richard: (Wrong thread actually but…)

My #4 Guarneri was initially very dark/boomy. This means there is an imbalance in the basic ring tone of the top or the bottom. The solution was to make the node line under the tail piece stronger (sanding) and also sanding the bottom ring node line also under the tailpiece both these places make the sound lighter and eliminates the boomyness.

– If the instrument is too boomy correct the fault by adding ”lightness”.
– If the instrument is too dry then add darkness.

From Lars Silen
Posted on March 12, 2014 at 06:47 AM
Comment to: John Cadd and Don Noon

The bridge hill seen as a high frequency boost mechanism to extend the frequency range of the instrument is technically fairly well understood. The response of the body of the violin starts to drop off at around 1.5 to 2 kHz. Adding a strong resonance slightly further up will extend the roughly flat response a further 2 … 3 kHz with a cut off at between 5 and 6 kHz.

If you measure the tap response of a bridge clamped in a wise you will see a spectrum with the typical ”bridge hill” and you are able to change the main resonance by filing the waist or the topmost vibrating mass.

The problem with the bridge hill is that the spectrum of the bridge is at least as complicated as the spectrum of the violin body. There is roughly an equal number of major resonance peaks in the bridge spectrum as there are the spectrum of the violin body. I have done some series of measurements trying to map how the major peaks ”move” when filing specific parts of the bridge … so far with only partial success. The situation is further complicated by the fact that when the instrument is stringed and playable the mass att the top of the bridge is increased by the mass of the strings and the bridge movements are restricted by the ”support” of the strings.

What are the resonators found in a violin bridge?
– Main resonance caused by the upper vibrating mass mainly modulated by the waist.
– G-side (Bass side) ”Ear”. It is fairly probable that it causes several resonances.
– E-side Ear. It is fairly probable that it causes several resonances.
– The heart and the centre piece of the heart. Filing the centre piece causes audible tonal changes.
– G-side bridge foot stiffness including the traditional accentuated cuts that change high frequency response.
– E-side bridge foot. As above.
– The bridge arc between the feet.

The problem as I see it is that the bridge still is too complicated to handle by measurements only. On the other hand anybody can easily check that even small changes to the bridge ”in situ” may cause strong changes to volume and/or tonal character. I use the rules of thumb I gave above to acoustically adjust the bridge … it simply works.

Why does the tone colour change when the bridge is filed?
Filing the bridge changes the amplitude and position of individual ”minor” resonances in the bridge spectrum. These resonances will modulate the total response of the instrument (remember that all energy flows through the bridge). If you move two resonances close to each other they will tend to ”attract”. When filing the bridge you are able to ”fill” major dips in the tap response of the whole instrument, this improves the sound.

Final note!
I found a very interesting type of wolf note when doing bridge adjustments combined with spectral measurements. I had a wolf note on the tone B (493 Hz). The character of the sound was some kind of metallic ringing (sounded like a resonance stringed violin where two resonance strings touch or a resonance string touches the body). The source of the sound seemed to be a very strong double resonance peak with two peaks separated roughly by 10 Hz at 986 Hz. The problem disappeared when the bridge was further filed and the resonances were further separated. I assume that what technically happened was that the instrument couldn’t decide which resonance to lock to so it started flipping back/forth between the two resonances causing the metallic sound.

From Lars Silen
Posted on March 12, 2014 at 06:55 AM
General comment!

If you try some of the methods indicated above please give feed back! You can reach me through violinist.com or through my web site https://larsil2009.wordpress.com/ .

From John Cadd
Posted on March 12, 2014 at 10:39 AM

I tend to prefer the idea of 10 to 15 bridges being tested which all start off being the same (or very close )design and same(or very close ) wood hardness. Obviously not exactly the same (but very close ). Then each (numbered )bridge would have a slightly different adjustment. Lars methods might be better used to form a reference chart to indicate in detail the effect of each alteration. A bridge lifter could be used to swop the bridges for cross reference.
The maddenening part of changing one ,single bridge is you can`t go back to where you were previously . Telling anyone it sounds ”better” meets a brick wall of skepticism . That`s a problem in itself .

From Lars Silen
Posted on March 12, 2014 at 03:34 PM

Reply to John Cadd:

Obviously any method that works for a builder is OK. The problem with making 10 to 15 bridges to try out, as I see it, is that this still represents an extremely small sample of the space of potentially good bridges. You have at least 5 basic tuning points on the bridge where even small changes will influence the sound. If you want to explore say 5 different sizes for all of those tuning points the number of bridges will be astronomical to this you have to add differences in the bridge material. I think that in reality hundreds or thousands of bridges would be needed to really explore the possibilities.

The situation with tuning a bridge isn’t clear cut. You can actually do the tuning iteratively as long as you don’t do anything really stupid. The process is essentially:

– Tune the bridge to be even on all strings. You want to make the openings as big as possible but without making the tone too nasal/boomy/harsh.
– If you reached the end of the tuning range you can try again with the same bridge by increasing the arc between the feet. This will allow you to increase the openings further till you reach a new dead end … increase the arc again etc. until you start to reach the mechanical limits of the bridge … now you have to make a new bridge.

The key is to learn to listen and this will surely take some time. If you learn to listen then you are also able to make the final changes to the best bridge of the 15 you tested because you know exactly what you want to change. These ultimate changes are not a question of trial and error, you simply know where to do the adjustment to add the touch you want to add.

I simply recommend any person interested in optimizing a violin to try and explore the bridge filing method. The cost is a few hours (days 😉 ) of experimenting and you will destroy one or two bridges. The result is that you will get an extra tool for your toolbox when you know how changes done to the bridge will influence tonal colour and volume. Acoustical tuning automatically takes the instrument body into account because you listen to the bridge/violin combination all the time!

Etiketter:inre slipning av en fiol, justering av fiolkroppen, justering av stall, musikinstrument, stallet
Publicerat i Fiolstall, trimning, Fioltrimning, Musik, Musik, instrumentbygge, Uncategorized | 1 Comment »

Värmebehandling av stall

22/01/2014

Det är ibland svårt att hitta råämnen för stall som är tätvuxna med jämna kåror (årsringar) och samtidigt hårda och väl lagrade. Då man tittar på såkallade kvalitetsstall (stallsämnen) ser man att stallet är mörkare än ett nytt laserskuret stall och märgstrålarna framträder tydligare. Ett ”kvalitetsstall” är också något mörkare till färgen.

Jag hörde av en bekant att man ofta värmebehandlar stall efter att de har bearbetats. Tanken är att ”smälta ihop” trästrukturer. Idén låter vettig så jag beslöt att göra ett enkelt experiment. Jag beställde nyligen en sats på hundra laserskurna stall från Kina med tanken att jag kan välja ut kanske tjugo användbara stall ur mängden … resten kan jag erbjuda intresserade som övningsmaterial vid trimning.

Bilden visar ett obehandlat råstall (vänster) och ett värmebehandlat råstall till höger.

Enkel värmebehandling

Jag gjorde värmebehandlingen på kokplattan till en elspis. En IR termometer (Biltema Art. 15.278) användes för att följa kokplattans temperatur. Jag valde godtyckligt att värmebehandla stallet vid temperaturen 220 grader C. Stallet lades på plattan då den var kall. Jag följde temperaturen med mätaren då värmen kopplades på och tog bort stallet då temperaturen nådde 220 grader.

Då temperaturen hade sjunkit till ca. 100 grader C lade jag stallets andra sida mot plattan ocj kopplade på värmen igen och lät temperaturen stiga till 220 grader C igen då jag tog bort stallet.

Observationer:

Då stallet hade värmebehandlats på ena sidan hade det ”slagit sig” d.v.s. fått en svag böj på mitten. Värmebehandling av den andra sidan gjorde stallet helt rakt igen.

Stallet hade efter värmebehandlingen en något mörkare färg där märgstrålarna tydligare framträder … precis det man ser i ”väl lagrade” dyra stall.

Akustisk inverkan från värmebehandling av ett råstall

Spektret ovan visar hur det obehandlade råstallet uppför sig. Vissa områden ser relativt ”risiga” ut.

Följande spektrum visar samma stall efter värmebehandling vid 220 grader C. Värmebehandlingen hade en tydlig effekt och min uppfattning är att resultatet blev bättre. Jag kan inte ännu ta ställning till vilken den optimala behandlingstemperaturen är. Min gissning är att någonting i trakten av 200 – 250 grader C är vad man eftersträvar (tänk bakning av bröd).

Då man fäller ett icke värmebehandlat stall mot en bordsyta klingar det med en lägre ton än då man fäller det värmebehandlade stallet. Det här tyder på att stallet blivit hårdare. Samma slutsats kan man antagligen dra av att huvudtoppen i närheten av 5 kHz i mina spektra visar att toppen flyttats över 100 Hz mot högre frekvens efter värmebehandlingen (antagligen är effekten större eftersom den obehandlade toppen är osymmetrisk).

Värmebehandling är inte okänd men man får söka aktivt för att hitta referenser:

http://www.maestronet.com/forum/index.php?/topic/211911-difference-between-treateduntrted-aubert-bridge/

http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=4&ved=0CFIQFjAD&url=http%3A%2F%2Fwww.darntonviolins.com%2Fviolinmagazine%2Fbook%2Fsetup.pdf&ei=9YHfUqq4Dan8ygOYnIGoAg&usg=AFQjCNF5xpFeEzYCFqbxmm8yIpkg1T052Q&sig2=PwiDwRhGOgnAFstNukdOvA&bvm=bv.59568121,d.bGQ&cad=rja

Etiketter:fiolstall, märgstrålar, trimning av fiolstall, Värmebehandling
Publicerat i Fiolstall, trimning, Musik, instrumentbygge | Leave a Comment »

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)?

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.

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 .

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.

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.

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.

Publicerat i Fiolstall, trimning, Fioltrimning, Instrumentbygge, Justering av ljudpinnen i en fiol | 3 Comments »

Två intressanta C:n på en fiol

25/09/2013

Jag har i en tidigare artikel diskuterat trimning av ett fiolstall ( https://larsil2009.wordpress.com/2013/03/07/trimning-av-fiolstall/ ).

Det första C:t finns i stallet

Bilden visar ett typiskt fiolstall. C-bågen mellan stallsfötterna saknas ofta helt på billiga fabriksfioler. I stället finns det en rak utskuren slits. Erfarenheten visar att då man strängar upp fiolen och stämmer den så att den är spelbar så kommer höjning av C:t som på bilden kallas Volym/klarhet att ge en betydligt förbättrad ton.

Då man filar området under E och A strängarna påverkas klangen i G och D strängarna mest. Då man filar under G och D strängarna påverkas diskanten. Om man lyssnar noga så kan man alltså i viss mån justera balansen mellan de olika strängarna. Främst fungerar dock detta område på ett råstall som sordin d.v.s. ljudet dämpas.

Det andra C:t

Det andra C:t finns i fiolkroppen d.v.s. inbuktningen på diskantsidan i sargen nära f-hålet. Egna experiment visade av en slump att klangen i ett instrument (jag har övat på något tiotal fioler) ofta förbättras avsevärt genom att göra diskantsidans sarg tunnare på diskantsidan.

Observera! Fila inte på bassidan, ljudet blir strävt och torrt om samma operation görs på bassidans C-båge.

Jag hade förmånen att tillsammans med min son Sebastian som är yrkesviolinist provspela några handbyggda fioler i prisklassen 10 000 Euro. Jag fick då bekräftelse på att justeringen av kroppens C-båge på diskantsidan antagligen är en yrkeshemlighet känd av vissa byggare. Fiolerna vi provade visade spår av justering i sargen på diskantsidan. Man kunde se att sargen antagligen hade slipats på denna plats eventuellt i flera omgångar. Gissningsvis hade de första justeringarna gjorts med fiolen trävit, följande då den hade lackats. Efter justeringen hade ett tunt lager lack lagts på.

Då man googlar på fiolkonstruktion på nätet visar det sig att det finns diverse toppinstrument med förvånande tunn sargkant på diskantsidan (ner mot 0.5 mm då sargen normalt är ca 1 mm tjock. Det finns spekulationer om att man gjorde sargen extremt tunn för att undvika behovet av att med värme böja sargen, det kan å andra sidan hända att byggarna visste att en tunn sarg här också positivt påverkade ljudet.

Hur kan man justera det andra C:t?

Bilden visar min hardangerfiol. Det är självklart att en rikt utsirad fiol inte kan justeras genom att slipa sönder lack och tuschfigurer. Min metod är att slipa C-bågen från insidan med instrumentet stämt och spelbart.

Bilden visar mina specialverktyg gjorda av supermagneter. Det första verktyget från vänster är en liten magnet som är limmad på en remsa tjockt papper. Detta verktyg används tillsammans med de två följande slipmedelsklädda magneterna till att slipa området mellan halsinfästningen och basbjälken. De två runda magneterna säljs av Claes Ohlsson och jag har limmat P40 och P80 slipmedel på dem. För att slipa C-bågen från insidan använder jag en stor supermagnet klädd med filt (gröna). Jag fäller in en liten magnet i instrumentet och söker upp den med en stor magnet på utsidan. Med hjälp av den stora magneten för jag därefter slipmagneten till önskat ställe C-bågen och börjar slipa. Med bildens magneter har det visat sig att en lämplig ”dos” slipning är 20 drag längs kanten vid locket, 20 drag på mitten och 20 drag längs kanten vid bottenplattan. En tydlig förändring bör vara hörbar efter en slipningsomgång.

Finns det risk att jag slipar genom sargen? Jag gjorde en serie experiment där jag slipare bitar av rödbok. Det visade sig att slipningshastigheten på rödbok var ungefär 0.1 um ( 1/10000 mm) per drag. Risken att slipa igenom är i praktiken rätt obefintlig.

Intressanta fenomen

Som jag har nämnt i andra artiklar så backar de förändringar man gör genom slipning då den slipade träytan oxideras på nytt och ”läker”. Om man någongång har en känsla av att man slipade lite för långt är det skäl att stoppa och vänta någon dag. Det är rätt sannolikt att slutresultatet då träytan härdar på nytt blir precis det man önskar sig.

Observera!

Gör alla förändringar i små steg och lyssna mellan stegen. Om du märker att resultatet blev sämre efter ett steg så slipa inte mera på det området. Sannolikt självläker den skada du gjorde i så hög grad att problemet inte kommer att märkas delvis eftersom andra förbättringar kommer att dominera. Alla förändringar görs naturligtvis på egen risk. Om du vill vara på den säkra sidan medan du lär dig kan det vara skäl att beställa 2-3 billiga fioler i prisklassen 150 dollar och experimentera på dem (kvaliteten är ok och efter grundlig justering brukar dessa instrument bli förvånande bra). Intresserade kan kontakta mig om de är intresserade av ett justerat instrument.

Om du har ett probleminstrument där tonen tänder dåligt, tonen inte är vad du vill att den skall vara o.s.v. kan jag mycket väl mot en liten ersättning titta på den och eventuellt ge förslag på hur förbättringar kan göras.

Jag bor i Esbo i Finland

Du kan nå mig via bloggens kommetarfunktion. Ingenting läggs ut på bloggen om du meddelar att det är ett privat meddelande. Alla meddelanden modereras.

Publicerat i Fiolstall, trimning, Fioltrimning, Musik, instrumentbygge | 1 Comment »

Trimning av fiolstall

07/03/2013

Min metod för trimning av fiolstall bygger på att fiolen hela tiden är stämd och spelbar. Man kan inte göra en akustisk justering (stämning) av en så liten mekanisk komponent som ett stall i blindo på ett stall som ligger på arbetsbänken. Vi stämmer spelsträngarna genom att lyssna på den ton/klang de producerar inte genom att t.ex. teoretiskt beräkna stränglängden och lägga ett märke vid den korrekta längden och spänna strängen till detta teoretiskt beräknade märke. Alla som spelar fiol vet att det inte går att få instrumentet rent utgående från en rent teoretisk beräkning.

Justeringarna av stallet görs med liten diamantfil. Jag använder Biltemas filsats 20-549. Filarna är i princip outslitliga även om skaftets gummidelar tar stryk med tiden. Om filen pluggar igen löses problemet genom att helt enkelt tvätta den med vatten.

Mängden trä som avlägsnas för att åstadkomma en önskad förändring i tonen är extremt liten. Några drag med filen på en lämplig plats (se nedan) ger en mycket kraftig ljudförändring. Det lönar sig att göra justeringar i mycket små steg med provspelning mellan varje steg så att man kan stoppa då man börjar närma sig den ton man vill ha.

Ett stort problem vid justering av fiolstall är att man måste lära sig att lyssna efter förändringar man inte har vant sig att lyssna efter. Några grundläggande tonfärgsbegrepp och problem hos stall beskrivs nedan.

Tonen på G och E strängarna är torr. Med detta avser jag att den djupa basen saknas och ett spektrogram (FFT) visar att grundtonen på en spelad ton ofta är betydligt svagare än övertonerna. Justering ger en djupare/mörkare/rundare ton.
Tonen tänder dåligt på G eller Dsträngen (mera sällan på A eller E). Detta är ofta kombinerat med torrhet. Justering ger en pålitlig tändning av tonen. Man kan se hur tonen på en sträng som tänder dåligt först är kaotisk (rent brus) som efter ett ögonblick övergår i reguljära svängningar. En sträng som tänder bra hittar nästan genast reguljära svängningar.
Tonen är nasal. Detta är ofta en följd av att hålen i hjärtat har utvidgats alltför mycket. Tonen blir nasal då grundtonen är alltför stark i förhållande till övertonerna. Många toppinstrument (Stradivarius) har ett visst mått av nasalitet vilket ger kraftig ton. Man får dock inte överdriva detta.
Tonen är skrikig. Detta gäller A och E-strängarna. Detta betyder ofta att det finns alltför kraftiga låga övertoner mellan 1 … 2 kHz. Höga övertoner är önskvärda eftersom de ger tonen bärkraft så att en ensam fiol kan tränga igenom en hel orkester.

Figuren visar de benämningar jag använder på olika delar av ett stall.

Ett fiolstall har flera uppgifter. Den enklaste är naturligtvis att lyfta strängarna till lämplig höjd över greppbrädan så att fiolen är lättspelad. Den andra uppgiften är att förmedla ljudenergin som stråken pumpar in i de spelade strängarna.

Stallet som förmedlare av ljudenergi

Det är lätt att inse att det har betydelse hur ett stall ser ut. Antag att vi konstruerar att extremt tungt stall. Hur kommer detta att låta? Det är lätt att göra ett experiment. Vi kan enkelt lägga till vikt uppe på stallet, verktyget för detta kallas sordin. Ljudet blir ”runt” och samtidigt svagt. Ju större vikt vi lägger till på stallet desto svagare blir ljudet. Den yttersta gränsen börjar komma emot i form av nattsordin som är en massiv vikt som trycks fast i stallet. Fiolen blir i praktiken lika ljudlös som en elfiol med förstärkaren avstängd.

En naturlig reaktion på förståelsen att ökad vikt ger mindre ljud är att tänka sig att man gör ett extremt lätt stall från vilket man skär bort all massa som inte behövs för att hålla ihop stallet. Gör vi stallet alltför tunt kan det böjas eller t.o.m. knäckas. Det finns således rent mekaniska gränser för hur lätt ett stall kan göras. Ett extremt lätt stall tenderar att ge mycket dålig klang på G och D strängarna samtidigt som A blir svårt nasal eller gäll. E-strängen kan bli för skarp.

Ovanstående visar tydligt att idealet ligger någonstans mitt emellan ytterligheterna. Men hur skall man hitta den perfekta kompromissen?

Fiolstallet som resonator

Ett fiolstall kan fysikaliskt uppfattas som en uppsättning kopplade resonanskretsar. En väl justerad resonans kan tillåta ett mångdubbelt större energiflöde genom stallet än en dåligt justerad resonans.

Huvudresonansen ligger strax under 3000 Hz och den bestäms av vikten på stallets övre del och stallets midjas tjocklek. Erfarenheten visar att om huvudstallsresonansen ligger mycket högre än 3000 Hz blir tonen lätt skarp och gäll. Sänks huvudresonansen alltför mycket tenderar tonen bli murrig.

Figuren visar övriga lätt identifierbara resonatorer i ett stall som påverkar tonfärgen.

Hur justera ett stall

Gör alltid ett nytt stall och justera detta. Orsaken till detta är att man innan man har lärt sig att lyssna till förändringarna i klangkaraktär kommer att förstöra några stall. Genom att orginalstallet kan läggas tillbaka blir inte korrektionsförsöken destruktiva!

Lägg märke till exakt var det gamla stallet stod. Detta kan göras t.ex. genom att fotografera det.
Gör ett nytt stall med orginalstallet som förlaga. Om orginalstallet har kända fel är det naturligtvis vettigt att korrigera det nya stallet så att orginalets fel elimineras (t.ex. stränghöjden över gräppbredans ända mot stallet.
Utvidga inte hålen (njurarna och hjärtat).
Runda bågen lite mellan benen … men inte mycket!
Slipa in stallet med slipverktyg och sandpapper mot locket. Färga stallets fötter med mjuk blyertspenna. Då slipytorna är helt jämnt slipade så att ingen punkt har färg kvar är slipningen ok.
Byt till nya strängar av den typ du är van att använda. Jag använder oftast Tomastik Dominantsträngar. Om du använder metallsträngar så lönar det sig att byta dem nu för att justeringen skall bli bra. Om man provar flera stall under några dagars tid behöver man naturligtvis inte ta nya strängar varje gång!
Montera det nya stallet på exakt samma plats som det gamla och stränga upp fiolen och stäm den.

Provspela nu fiolen och försök beskriva fioltonen på de olika strängarna. Typiska fel i detta skede är att tonen inte tänder speciellt inte på G- och D-strängarna. Är strängarna ungefär lika kraftiga eller är någon sträng tydligt svagare/starkare än de andra strängarna.

Antag att vi får följande resultat:

G-strängen tänder lite dåligt och tonen är ”torr” d.v.s. basen saknar mustigt djup och karaktär.
D-strängen någorlunda ok men kanske något torr.
A-strängen OK men svagare än de övriga strängarna.
E-strängen OK åtminstone jämfört med de övriga strängarna.
Generellt är tonen kanske något svag.

Vi börjar med att åtgärda den svaga tonen och förbättrar samtidigt G och D-strängarna. Använd tjockt papper som skydd och fila stallsfotbågen under A och E-strängarna. Slipning av bågen i allmänhet tenderar att ”öppna” tonen och genom att slipa under AE påverkar detta mera G och D strängarna. En liten halvrund fil är ytterst lämplig för detta arbete. Drag t.ex. fem drag med filen och spela igen på fiolen. Spela helst samma trudelutt varje gång så är det lättare att uppfatta förändringar. Vad blev bättre? Fortsätt och fila bågen högre dock absolut inte högre än på bilden! Fila också på andra sidan och lyssna på förändringarna. Upprepa några gånger och försök höra vilka ljudförändringar filandet medför. Var noga med att spela på samma sätt och med stråken på samma område på strängen eftersom stråkföringen och platsen på strängen påverkar klangen. Allmänt gäller att då man spelar nära stallet blir tonen mera övertonsrik, skarpare. Längre bort från stallet minskar övertonerna och tonen blir rundare.

Obs!

Det verkar som om ett slipat stall hårdnar de närmaste minuterna efter att någon detalj har slipats. Detta leder till att stallet delvis ljudmässigt återgår mot läget före slipningen. Man måste, för att få bestående resultat, slipa lite mer än vad örat egentligen anser vara lämpligt.

Bilden visar de viktigaste områdena som påverkar de olika strängarna GDAE samt alla strängar (bågen). Slipning av bågen under E-strängen påverkar G och D-strängarna. Mitt under bågen påverkar mest D och A samt slipning av bågen under G påverkar E-strängen.

Då vi har ökat volymen genom att slipa bågen försöker vi i nästa skede korrigera G och D-strängarna. Vi börjar med att göra G-strängen mindre torr. Detta görs genom att sänka huvudresonansen och detta kan vi göra genom att förstora njuren på E-strängens sida. Observera att detta inte är ett misstag! G-strängen justeras på E-sidan och tvärtemot! Börja med att fila vid midjan. Några drag med filen ger en varmare ton, mängden trä som tas bort är mycket liten. Upprepa några gånger och provspela mellan varven. Tar man bort för mycket blir G-strängen mjuk, rund och ointressant. Vad vi strävar efter är en G-sträng med viss ”märg” speciellt då man drar på i forte.

D-strängen påverkas i viss mån av justeringen av G-strängen, det kan hända att felet var så litet att vi inte behöver justera mera. Vi kan öka D-strängens ”märg” genom att slipa huvudbågen i området ungefär under A-strängen. Behöver vi mera ljudstyrka i D-strängen förstorar vi hjärtats hål under A-strängen.

A-strängen är svagare än de övriga strängarna vilket kan korrigeras genom att förstora hålet i hjärtat under D-strängen.

Varning!

Om hjärtats hål eller njurarna görs alltför stora ger det obehagligt ljud. Speciellt blir D och A-strängarna lätt nasala om man gör hjärtat alltför stort. Det är ibland möjligt att höja valvet mera för att göra tonen mindre nasal … om inget annat hjälper skär man till ett nytt stall och börjar om igen …

Då stallet börjar låta bra kan man försöka höja valvet lite mera för att få mera volym. Om strängarna råkar i obalans får man försöka åtgärda detta med slipning av hålen osv.

Några ytterligare justeringar:

Snedding av ytterkanten av örat på E-sidan gör tonen varmare.
Försiktig slipning av tungan i mitten av hjärtat påverkar övertonsbilden.
Inskärning i stallsfötterna påverkar övertonsbilden
Sneddning av örat under G-strängen ger mera diskant men med risk att basen blir torr!

Observera att det inte går att ta bort alla fel genom att justera stallet. Den förändring det går att göra kan dock vara överraskande stor!

Denna beskrivning av justering av fiolstall är naturligtvis en grov inledning till hur ett stall kan justeras akustiskt. Samma metoder kan naturligtvis också användas för justering av andra besläktade stall såsom Hardangerfiol, Viola d’amore och Nyckelharpa. Samma omvända justeringsförhållande d.v.s. Gsträngens ton justeras på diskantsidan och E-strängen på bassidan finns också där. Hardangerfiolens stall ser annorlunda ut än ett fiolstall, men man kan trots detta göra liknande justeringar där genom att försiktigt pröva sig fram i små steg och med mycket lyssnande.

Om man vill gå vidare kan man experimentera med materialet i stallet. Traditionellt har man ansett att ett bra stall är gjort av tättvuxen lönn. Ett hårt stall leder automatiskt till att stallet måste göras tunt för att man skall få rätta förhållanden mellan resonanserna. Väljer man ett mindre tätt material d.v.s. lönn som har vuxit snabbare måste stallet göras tjockare. I många fall är det lättare att justera ett något mjukare stall … det är dock möjligt att ett mjukt stall kan ge något större förluster i själva materialet, detta är dock ren spekulation.

Det är också möjligt att via lutningen av stallets framsida justera vikten hos den översta svängande vikten (3 kHz). Genom att göra stallet tjockare men så att det smalnar av brant mot kanten strängarna löper över så kan resonansen sänkas och en mörkare ton erhålls. Klangen kan därefter göras ljusare om man så önskar genom att försiktigt slipa den övre ytan riktad mot grfeppbrädan tunnare.

Etiketter:A sträng, D sträng, E sträng, filen, G sträng, Lars Silén, lyssna, mörk ton, musik, musikinstrument, stallet, stallstrimning, temperatur, torr ton
Publicerat i Fiolstall, trimning, Fioltrimning, Instrumentbygge, Musik, instrumentbygge | 1 Comment »

Larsil2009's Blog

Archive for the ‘Fiolstall, trimning’ Category