Holz - Daten


Bezüglich Materialeigenschaften bevorzugen wir Hartholzarten mit hoher Darr-Dichte, hoher Härte und hohem Elastizitäts-Modul. Diese kommen den nordaustralischen Eukalyptusarten am nächsten und dämpfen am wenigsten die höheren Obertöne.


Bevorzugt verwenden wir z.B. Robinie, Esche, Hainbuche, Hopfenbuche, Pflaume, Eibe und Birke.

Beschreibung der Holz-Eigenschaften:

Darr-Dichte: Dichte des trockenen Holzes
Roh-Dichte: Dichte des gefällten oder gelagerten Holzes mit Restfeuchte
E-Modul: Elastizität (Wie weit kann Holz elastisch ohne bleibende Formänderung verformt werden.)
Schallgeschwindigkeit: Berechnete Schallgeschwindigkeit (aus E-Modul und Dichte) im Material Holz
Härte: Welche Kraft setzt das Holz einem eindringenden Fremdkörper entgegen.
Schwund: Prozentuale Änderung der tangentialen und radialen Abmessungen beim Trocknen von Holz. Die Differenz aus tangentialem und radialem Schwund kann als Maß für die Neigung zur Rissbildung herangezogen werden. D.h., Holz das in tangentialer Richtung wesentlich mehr schwindet als in radialer Richtung wird reißen oder sich stark verziehen.

Einfluss der Eigenschaften auf den Klang:

Je dichter und härter das Holz (hohe Steifheit), desto weniger werden die Resonanzen der Luftsäule im höheren Frequenzbereich absorbiert (gedämpft). Der Klang wird klarer, obertonreicher und „härter“. Es bilden sich weniger Material-Resonanzen in tiefen Frequenzbereichen aus.

Bemerkung zur Wandstärke:
Bei harten Hölzern führt eine Verringerung der Wandstärke zusätzlich zu einer verbesserten Ausprägung von Materialresonanzen im höheren Obertonbereich. Dadurch wird dort mehr Schallenergie abgestrahlt, was bei gleicher Grundstimmung zu einem deutlich höheren Timbre (Klangcharakteristik) führen kann.
Vorsicht bei zu weichen Hölzern! Hier kann eine zu geringe Wandstärke zu Schallabsorption durch das Material führen und eine unklare Klangcharakteristik entstehen.


Beim Spielen von Didgeridoos entstehen teilweise beachtliche Druckschwingungen in den Instrumenten. Diese können bei dünnwandigen Instrumenten zu sogenannten Atmungseffekten des Querschnittes (Querschnittsschwingungen) führen. Bei Instrumentenbereichen mit einer deutlichen Abweichung vom kreisförmigen Querschnitt kann es zusätzlich zu erzwungenen Querschnitts-Form-Schwingungen kommen.
Hier ist die Kunst und Erfahrung des Didge-Bauers gefragt je nach Grundstimmung und Holzart diese zusätzlichen Materialresonanzen herauszuarbeiten. Durch das Abtragen von Material an vorher experimentell bestimmten Stellen außen vom Didgeridoo kann teilweise eine Anpassung der Holzeigenresonanzen an bestimmte Obertöne erfolgen.


Je höher die Schallgeschwindigkeit im Material Holz, desto schneller reagiert das Material auf Klangänderungen. D.h., das Ansprechverhalten wird besser.


Trotz des Einflusses der Holzeigenschaften auf den Klang spielen die Form und die Resonanzen der schwingenden Luftsäule die wesentlich wichtigere Rolle bei der Ausprägung der Klangcharakteristik!


Die Form der schwingungsfähigen Luftsäule bleibt die „Seele“ des Instrumentes.

Bemerkung zur Rauigkeit der Innenoberfläche:
Je glatter und härter die Innenoberfläche im mikroskopischen Bereich ist (z.B. statt Grobschliff eine harte Lackierung), desto weniger wird die Schallenergie der höheren Obertonschwingungen der Luftsäule durch Reibung gedämpft. Die Klangcharakteristik wird analytischer und klarer. Zum Teil leidet aber dadurch die Ausprägung eines typischen weichen erdigen Klangcharakters. Ein Nebeneffekt dieser visko-elastischen Effekte an rauen unbearbeiteten Oberflächen kann dazu führen, dass die klingenden Töne nach dem Polieren und Härten der Innenoberfläche bis zu ca. 1-5% höher werden können.


Die Ausprägung der Innenoberfläche im nicht-mikroskopischen Bereich (z.B. grobe Beitel-Spuren) spielt physikalisch eine eher untergeordnete Rolle. Wenn die Schwingungsamplitude eines bestimmten Obertones beeinflusst werden soll, kann nach Berechnung der Stellen im Didgeridoo, wo für diesen Oberton die Luftbewegung (Schall-schnelle) am größten ist, durch polieren bzw. aufrauen/strukturieren dieser Oberton unterstützt bzw. gedämpft werden.

Interpretation von Holzdaten:
Holz-Daten stellen durchschnittliche Werte dar und sind deshalb eine grobe Orientierung. Zusätzlich werden die Holzeigenschaften durch die Wachstumsbedingungen bestimmt.

So ist die Dichte von Bäumen, die auf nährstoffarmen und trockenen Böden langsam wachsen und dazu noch eine kurze jährliche Vegetationsperiode (z.B. im Gebirge bei niedrigeren Temperaturen) haben wesentlich höher als die Dichte der schnell wachsenden Bäume der gleichen Art auf nährstoffreichen optimalen Böden und langer jährlicher Vegetationsperiode. So kann z.B. eine auf nährstoffarmen Boden langsam gewachsene Birke im Gebirge eine höhere Dichte aufweisen, als eine auf nährstoffreichen Boden schnell gewachsene Eiche in wärmerer Umgebung. Die Dichte steht oft auch im direkten Zusammenhang mit der Jahresringbreite. Je geringer die Jahresringbreite ist, desto dichter ist auch das Holz. D.h., durch Begutachtung der Wachstumsbedingungen und der Jahresringbreite kann eine Auswahl geeigneter Bäume einer Art getroffen werden.

Fällzeitpunkt:

Nach Möglichkeit sollte der Fällzeitpunkt im Winter liegen, da in dieser Jahreszeit (Vegetationspause) die Bäume den geringsten Wassergehalt haben. Noch besser ist es, sich zusätzlich nach dem Mondkalender zu richten, da der Wasserhaushalt von Bäumen ähnlich wie Ebbe und Flut auch durch die Mondstellung beeinflusst wird.


Wood - Data


In terms of material properties, we prefer hardwood species with high dry density, high hardness and high modulus of elasticity. These are the closest to the North Australian eucalyptus species and least attenuate the higher harmonic overtones.


Preferably, we use e.g. robinia, ash, hornbeam, hops beech, plum, yew and birch.

Description of the properties:

 

Dry density: Density of the dry wood

Density: Density of the wood after cutting or storage with residual moisture

E-module: Elasticity (as far wood can be deformed flexibly without lasting deformation.)

Speed of sound: Compute/estimated speed of sound (from E-module and density) in the material wood

Hardness: Which strength opposes the wood to a penetrating foreign body.

Decrease: Percentage change of the tangential and radial dimensions when drying wood. The likewise represented difference from tangential and radial decrease can be consulted as measure for the inclination to tearing or cracking. I.e., wood in tangential direction substantially more shrinks itself than in radial direction will tear or strongly deform.

Influence of the wood properties on the sound:

The denser and harder the wood (high stiffness), the less the resonances of the air column are absorbed (damped) in the higher frequency range. The sound becomes clearer, more powerful and "harder". Less material resonances are formed in low frequency ranges.

Note on wall thickness:
In the case of hard woods, a reduction in wall thickness leads to an improved formation of material resonances in the higher harmonic range. Thereby, more sound energy is radiated there, which can lead to a significantly higher timbre (sound character
istics) with the same basic tuning.
Be careful with too soft woods! In this case, a too thin wall thickness can lead to sound absorption through the material and an unclear sound characteristic can arise.


When playing the didgeridoos there are sometimes considerable pressure oscillations in the instruments. For thin-walled instruments, these can lead to so-called breathing effects of the cross-section (cross-section vibrations). In the case of instrument regions with a clear deviation from the circular cross-section, there may be additional cross-sectional shape vibrations.
Here, the art and experience of the Didge crafter is asked to work out these additional material resonances depending on the basic tuning and the type of wood. The remove of material at previously experimentally determined locations on the outside of the didgeridoo can partly lead to an adaptation of the wood resonances to specific harmonics.


The higher the sound velocity in the material wood, the faster the material reacts to changes in sound. That means, the response becomes better.


Despite the influence of the sound properties on the sound, the shape and the intrinsic resonances of the oscillating air column play a much more important role in the development of the sound characteristics!


The shape of the oscillating column remains the "soul" of the instrument.

Note on the roughness of the inner surface:
The smoother and harder the inner surface in the microscopic range (for example, hard coats instead of coarse grinding), the less the sound energy of the higher harmonic vibrations of the air column is dampened by friction. The sound characteristics become more analytic and clearer. In some cases, however, the characteristic of a typical, earthy sound character suffers.
A secondary effect of these visco-elastic effects on rough unprocessed surfaces can lead to the sounding tones being able to be increased up to approx. 1-5% after the polishing and hardening of the inner surface.


The extent of the inner surface in the non-microscopic range (e.g., coarse chisel traces) plays a rather subordinate role physically. If the oscillation amplitude of a particular harmonic overtone is to be influenced, this harmonic can be supported or dampened by polishing or roughening / structuring, after calculation of the locations in the didgeridoo, where the air movement (sound velocity) is greatest for this harmonic.

Interpreting wood data:
Wood data represent average values and are therefore a rough guide. In addition, the growth properties are determined by the growth conditions.


For example, the density of trees growing slowly on nutrient-poor and dry soils and a short annual growing season (e.g. in the mountains at lower temperatures) are often higher than the density of the fast-growing trees of the same species on nutrient-rich optimum soils and long-term growing season.


Thus, e.g. a birch slowly growing on nutrient-poor soil in the mountains can have a higher density, than a nutrient-rich soil quickly grown oak in warmer environment. The density is often also directly related to the annual ring width. The smaller the annual ring width, the more dense is the wood. That means, by assessing the growth conditions and the annual ring width, a selection of suitable trees of a species can be made.

Cutting time:
If possible, the cutting time should be in winter, as the trees have the lowest water content during this season (growing break). It is even better to follow the lunar calendar, as the water content of trees is also influenced by tides of the moon position.