Metallmundstück von innen beschichten

Schau mal wie ein grammophon funktioniert. Die Nadel ist der schwingungserzeuger und entspricht dem Blatt. Der Unterschied ist nur, dass beim grammophon die Rille die schwingung vorgibt, beim saxophon ist es die Rückkopplung der luftsäule auf das blatt.

 

@JES

Ein Unterschied sehe ich schon. Beim Grammophon bläst keiner Luft rein.

Luft die ich in einen relativ kleinen Querschnitt blase puste ....... muss entweichen in Form eines Luftstrom, sonst entsteht ein Überdruck. Darüber sind wir uns hoffentlich einig .

Jetzt habt ihr mich neugierig gemacht.

Ich werde mal eine Tüte davor halten und das Volumen ermitteln.
Dann kann man den Rest ausrechnen. Jugend forscht.

Grüße Gerrie

 

Naja.

Zwischen Blatt und Mundstück immerhin 1,5 m/Sekunde.

An S Bogen 0,7 m/Sekunde.

Ist die Luft im Bereich Korpus bei 80 mm Querschnitt sind es gerade noch 16mm /Sekunde.

Grüße Gerrie

 

Ja, aber auf das Grundprinzip hat das keinen Einfluss. Wenn du das blatt anderweitig zum schwingen anregen würdest mit einer Frequenz, die der Länge der luftsäule entspricht, funktioniert es immer noch. Der Luftstrom ist ein Nebeneffekt. Wichtig ist die stehende welle im korpus, dass bestimmte Freqenzen verstärkt und andere ausgelöscht werden. Den Effekt der aufweitung des Korpus sehe ich gerade an der trompete bzw kornett. Während ersteres zylindrisch bis zum letzten ventil ist und nur der schalltrichter sich aufweitet, ist das kornett komplett konisch, also ein Horn. Mundstücke sind gleich (ausser vom aussendurchmesser des schafts), die Länge vom Mundstück zum trichterausgang auch. Trotzdem klingen sie nicht gleich. Den druck beim spielen brauche ich nur, um die lippen in schwingung zu versetzen....
Oder such mal Typen, bei YT die ein Kesselmundstück auf ein sax basteln oder ein Sax Mundstück auf trompete...

 

@JES

Ich habe das Gefühl wir diskutieren aneinander vorbei.

Thema / Frage war wie schnell bewegt sich die Luft im Mundstück, und hat die Oberfläche einen Einfluss auf den Ton?

Im Mundstück bewegt sich die Luft in oben genannter Geschwindigkeit.
Im Korpus geht es rapide bergab.

Da ich es mehrfach nachgerechnet habe glaube ich es auch.

Ich schlage vor wir lassen es dabei.

Grüße Gerrie

 

Jain, hier wurde der Versuch unternommen den Einfluß der Oberfläche im Mundstück auf den Ton durch strömungsmechanische Phänome zu erklären. Das ist m.E. nicht korrekt, da die Tatsache, dass es eine Strömung gibt nur ein Nebeneffekt ist. Ich sehe den haupteffekt eher in der reflektion der Schallwellen an der Oberfläche. Begründen tue ich es mit zwei Argumenten, ersten, ein Grammophon funktioniert auch ohne strömung nach dem gleichen prinzip, nämlich dass in einem exponentiellen Horn Schallwellen reflektiert und durch Überlagerung verstärkt werden und zweitens, dass bei zwei mir zugänglichen Blechblasinstrumenten durch eine andere korpusform und damit eine andere reflexion eine andere klangcharakteristikmerzeugt wird. Dies ist allgemein anerkannt, also kein Einzelfall.

 

1,5m/s ist ja gerade mal gutes Schrittempo- da kann ich ich mir kaum vorstellen, dass da Oberflächen einen wesentlichen Einfluss haben. Sonst gäbe es doch schon lange Bekleidung welche dem Rechnung tragen und ein neues Marktsegment hätte sich etabliert

Wie hast du diese Strömungsgeschwindigkeiten überhaupt ermittelt. Tütenvolumen und Zeit, ja, aber ich check das gerade nicht.

Grüsse
antonio

 

Recht niedrig angesetzt.

Es ist in vielen Fällen deutlich mehr.

5 l sind 5 dm3 , 5000 cm3, 5000 000 mm3. Das in einer Minute. Also durch 60 dividiert.
Macht 83.333 mm3 / Sekunde.
Bei einem Querschnitt von 50mm2 ergibt sich das.

Es können je nach dem wie ich die Parameter ändere auch 5 m/Sekunde oder noch mehr raus kommen.
Ich habe in Excel eine Zeile mit den Formeln erstellt und ein paar Mal kopiert.

Ich habe nicht behauptet das es so ist. Ich schließe es aber nicht kategorisch aus. Darum geht es mir.
Anfänglich wurde behauptet die Luft bewegt sich überhaupt nicht. Dann spielt es keine Rolle.

Wenn es tatsächlich so ist das es kein Einfluss hat was ich nicht ausschließe mir aber vorstellenkann , müsste man das S Bogen Tuning ins Reich der Fabeln verweisen. Das möchte ich mir nicht anmaßen.

Grüße Gerrie

 

Wenn überhaupt wären die 1,5m/s ein Mittelwert. Da das Blatt ja als Ventil arbeitet, also mal mehr, mal weniger Querschnitt freigibt, schwankt die Strömungsgeschwindigkeit.
Dann ist nicht gesagt, ob der erzielte volumenstrom das maximum, ein Durchschnitt oder das minimum ist. Zumindest bei mir ist es so, dass ich deutlich weniger luft brauche, wenn ich leise spiele.
Die Bestimmung des eintrittsquerschnitts ist sicherlich auch nur eine Näherung.
Mal angenommen, dass alles passt, dann schaue ich mir meine Mundstücke an, die kammerformen, und dann erkenne ich, dass sich der Querschnitt vom tip als minimum, sehr schnell aufweitet. Also innerhalb weniger mm lauflänge habe ich schon eine Verdoppelung oder sogar vervierfachung des querschnitts. Das rediziert aber die Strömungsgeschwindigkeit schon auf die Hälfte bzw 1/4. Alleine diese Punkte zeigen schon, dass Strömungseigenschaften eher nicht die treibenden Faktoren sind, die den klang ausmachen.
Was ich aber mit der kammergeometrie sehr gut steuern kann ist, wo Wellen reflektiert werden, wie, und wohin. Wohin ergibt sich aus dem lokalen Winkel, wo bestimmt die frequenz des gewünschten tones bzw dessen Wellenlänge und wie die Beschaffenheit der kammerwand an dieser Stelle. Mit dem wohin kann ich aber auch schon steuern, welche frequnezbereiche bevorzugt werden durch Verstärkung und welche eher unterdrückt werden durch Auslöschung. Harte Wände reflektieren alles, weiche absorbieren teilweise und frequenzabhängig, glatte Wände reflektieren definiert auf einen punkt, rauhe eher diffus ungefähr in eine richtung (je nach rauhigkeit bis chaotisch). Mit diesen Eigenschaften alleine zu spielen kann zu verschiedenen klangcharkteristiken führen.

Das gleiche ließe sich an hornlautsprechern auch machen. Bei diesen strömt allerdings nichts sondern, oszilliert lokal. D. H. die Art der schallerzeugung am hornanfang ist unerheblich für die nachfolgende Manipulation durch das Horn. Warum unterschiedliche treiber am gleichen horntrichter anders klingen liegt daran, dass der treiber nicht perfekt ist, verschiedene Frequenzen unterschiedlich gut erzeugen bzw. durch die druckverhältnisse im horn unterschiedlich beeinflusst werden (feedback). Das haben wir mit verschiedenen Blättern auch.

 

Wenn ich mich richtig erinnere wurde hier im Forum schon öfters gesagt, völlig glatt polierte MPC Innenräume würden den Klang "töten".
Rauhe hingegen erzeugen ein interessantes Klangspektrum mit vielen Obertönen.
Je nachdem wo diese Rauhigkeit und wieviel von dieser vorhanden ist klingt ein MPC interessant oder eher fad.

 

Welche Form hat die stehende Welle? Ist es ein reiner Sinus? Vermutlich nicht, denn sonst wäre der Klang sehr „synthetisch“. Also konzentriert sich doch die Frage darauf, ob die Oberflächenbeschaffenheit des Mundstücksinneren die Form der stehenden Welle beeinflusst und in welchem Umfang Verwirbelungen im Mundstück sich auf die Form der stehenden Welle auswirken?

 

Danke dir. Aber ich bin wohl zu blöde, kann deine Rechnung nicht nachvollziehen. Wie kommst du von Volumen pro Zeiteinheit dann auf Geschindigkeit?
Und woher hast du die 5l in einer Minute? Ist das das was du beim Reinblasen (Volumen in der Tüte und Zeit) umgerechnet bekommst?
Deine ganze Versuchsanordnung würde mich wunder nehmen.
Aber das ist ja jetzt eher ein Nebengeleise

LG
antonio

 

Bei diesen vielen wohlgemeinten Ratschlägen in alle Richtungen,würde ich verzweifelt aufgeben und mir einfach ein neues Munstück kaufen.......

 

Komisch


Keiner denkt über ganz naheliegende Fakten und Faktoren nach.

bislang gehts hier um Strömungsgeschwindigkeiten von Luft.

mein Sax breitet sich aber in Schallgeschwindigkeit aus …. Und mein Bassist, der 3m von mir entfernt steht, hört mein Saxophon sicher nicht erst 2sek später ….


Und noch niemand ist aufgefallen, dass eine holzverkleidete Kneipe anders klingt als ein Bad. Egal ob gerade die Fenster offen sind und Durchzug ist oder alles verrammelt und verraucht.

 

Es ist halt ein Unterschied, was aus dem Instrument rauskommt und beim Hörer ankommt. Bisher ging es nach meinem Verständnis nur darum, was aus dem Instrument rauskommt.
Als Elektriker meine ich, das Saxophon analog zu einem einem elektrischen Netzwerk (mit passiven und aktiven Bauteilen) betrachten zu können: Ich speise etwas (z. B. mit einem Spannungsverlauf) ein und am Ende kommt etwas (mit einem anderen Spannungsverlauf, den ich auf seine Frequenzanteile (Klang) untersuchen kann) heraus. Alphorn, Posaune, Trompete usw. würde ich mit einem Netzwerk, bestehend aus passiven Bauelementen (Spule, Kondensator, ohmscher Widerstand), vergleichen. Beim Saxophon würde ich das Blatt als zusätzliches Bauelement mit einer Diode o.ä. vergleichen. Das Modell in eine mathematische Formel zu packen, könnte Gegenstand für eine Habilitation sein. Insofern scheint mir der Weg von @Feuerstreuer , auf vergleichendem experimentellen Weg die Eingangsfrage zu beantworten, am ehesten zu einem Resultat zu führen.
für den Ausflug in die Elektrotechnik, aber vielleicht ein Denkansatz .

 

Die polarisierende Frage, ob Strömung oder Schwingung, zielt am Problem vorbei, ist sozusagen out-of-topic.
Da die meisten von uns nicht mit der Zunge im Tempo von 0,1 bis 1 kHz vibrieren können, müssen wir mit der minderwertigen Tonerzeugung durch eine Strömung leben.
Ohne komplexen Versuchsaufbau würde ich mich so weit aus dem Fenster lehnen, zu behaupten, dass die Strömung im Mundstück, v.a. zwischen Blatt und Baffle, durchaus physikalisch relevante Geschwindigkeiten erreicht. Ein bisschen weiter unten in der Röhre wird durch die rasche Impedanzabnahme das Tempo rausgenommen und die Schwingung i.S. der (quasi) stehenden Welle wird das vorrangige Bewegungsmuster, deswegen kommt ein Ton raus. Ohne die Strömung am oberen Ende aber keine Welle. Das eine oder das andere zu leugnen bringt einen doch nicht weiter.
Es ist auch gar nicht entscheidend, ob es Verwirbelungen (von Fluss) oder Reflexionen (von Wellen) sind, und noch weniger entscheidend, ob das jemand theoretisch modellieren oder praktisch überhaupt messen kann. Es wird alles nicht die Ausgangsfrage nach möglicher Soundveränderung beantworten.
Da hilft nur das Kerzenwachs. Aber nicht in meinem Mundstück.
Wer machts?

 

Dazu gibt es bereits Dissertationen.
Z.B. von G. P. Scavone, Stanford Univ. 1997
Er nennt das "Waveguide modelling"

Er hat auch Versuche und Messungen zur Luftgeschwindigkeit an der Mundstücksspitze durchgeführt.

 

@Gerrie

Das normale Volumen eines Atemzuges sind 0,5Liter oder dm^3. Gehe ich mal davon aus, dass
1. Du 4 Züge pro Minute machst und
2. Du beim Spielen tiefer einatmest (1Liter) und
3. Du wg des Gegendruckes nicht voll ausatmest (nur 3/4Liter)
kommen deine Werte etwa hin.

Mein Tenormundstück ist innen 15mm breit und hat eine 0.115" Öffnung, also 2,9mm. Damit ergibt sich ein Querschnitt von etwas unter 45mm^2. Also passt. Sehr viel offener spielt kaum jemand, breiter eher auch nicht.
Passt also alles soweit.
Nur 1cm hinter dem Tip messe ich bei meiner Kammer schon 6mm Höhe, noch 1 cm weiter bin ich schon bei 13mm. Wenn Du das mal in eine Formel für die Reynoldszahl bei Rohrströmungen einsetzt liegt die deutlich unter 1000 nach 1cm. Der Umschlag nach turbulent erfolgt aber erst bei 2300, heißt also du hast eine laminare Strömung mit einer laminar aufgebauten Grenzschicht, die der Kammerkontur folgt. Du kannst jetzt noch rechnen wie dick die Grenzschicht ist und wie hoch die Oberflächenrauhigkeit sein kann, aber m.E. passiert in einem Mundstück da gar nichts.

oder basiert auf einem anderen physikalischen Zusammenhang und hat nichts mit Strömung zu tun. Bei Hornlautsprechern ist bspw. die Steifigkeit des Gehäuses wichtig, speziell bei umgelenkten Hörnern, um Verformungen und damit ungewollte Dämpfung durch Druckmaxima zu verhindern. S-Bogen=Umlenkung. Genauso spielt der Querschnitt eine Rolle, wie gut gerade tieffrequente Anteile umgelenkt werden können. Je größer der Querschnitt um so besser für den tieffrequenten Anteil....
Ein Saxophon ist kein Gartenschlauch durch den man Luft bläst und als Nebeneffekt ein Ton entsteht. Umgekehrt, es wird ein Ton erzeugt und zufällig brauche ich etwas Luft dafür.

@antonio
wenn Du mm^3/s durch mm^2 teilst, bleibt als Ergebnis mm/s übrig. Das teilst Du durch 1000, dann hast du m/s.