Das aerodynamische Paradoxon an der Stimmzunge

[lil]

beim Harmonikaverband sollte man schon ein bisschen Ahnung vom Akkordeon haben, wo sonst?

Frage ist, war der Journalist beim Harmonikaverband oder beim Landesmusikrat (der ja das "Instrument des Jahres" kürt) oder hat er nur versucht, sich im Internet schlau zu machen ...

 

[LoboMix]

Auch wenn die Klarinette eine aufschlagende "Zunge" (Rohrblatt) hat und keine durchschlagende Zunge wie beim Akkordeon und der Mundharmonika, so denke ich wohl, dass die Wirkprinzipien die eine Schwingung und damit den Ton erzeugen, bei beiden Systemen absolut vergleichbar sind. Und da bei der Klarinette der Effekt des Herrn Bernoulli in der Tat das verursachende Prinzip ist, gehe ich davon aus, dass Herr Bernoulli auch beim Akkordeon ursächlich beteiligt ist.

In diesem (englischsprachigen) Video:

View: https://www.youtube.com/watch?v=2zGAfoaNlsI
erklärt der freundliche Herr u.a. mit einigen zusätzlichen Animationen sehr schön, wie der Bernoulli-Effekt die Schwingung bzw. den Ton verursacht, am Beispiel einer angeblasenen Flasche (Prinzip Flöte) und eben am Beispiel des Klarinetten-Mundstücks mit seinem Klarinettenblatt.

Es geht zum einen um die Beschleunigung des Luftstroms in bzw. an einem Spalt wodurch ein Unterdruck entsteht und um den periodischen Druckausgleich im System nebst dem Überschwingen des Systems (im Video ein Pendel als Vergleich) was einen schnellen periodischen Druckwechsel hervorruft - und damit den Ton.
Für den Druckausgleich sorgt beim Klarinettenblatt und der Stimmzunge das Verschließen bzw. nahezu Verschließen des Spalts. Dadurch lässt der Unterdruck nach und die Federkraft des Blatts/der Zunge lässt dieses/diese wieder in die ursprüngliche Lage zurück federn, zuzüglich einem Überschwingen. Das öffnet den Spalt, die Luft kann wieder beschleunigt hindurch, es entsteht erneut ein Unterdruck der das Blatt/die Zunge mitnimmt - und das ganze Spiel wiederholt sich. Wenn es sich z.B. 440 mal in der Sekunde so wiederholt, hören wir den Stimmton A1=440 Hz.

Das ganze ist bei Blasinstrumenten, dem Akkordeon, der Mundharmonika und nicht zu vergessen der Pfeifenorgel vollständig vom Luftstrom abhängig. Stoppt dieser, so verklingt auch der Ton unmittelbar, ein Nachschwingen findet praktisch nicht statt. Bei Saiten oder Flächenschwingern, vor allem solchen mit größeren Massen (Vibraphon, Fender, Streichinstrumente, Klavier) schwingt das System nach der Anregung gerne noch eine Weile weiter (sonst bräuchte ein Klavier oder ein Vibraphon keine Dämpfer).

 

[maxito]

ich glaube wenn man nur einen Effekt anschaut , wird man nicht zum Ziel kommen...

Der Balgdruck erzeugt einen Luftstrom, der die Zunge auslenkt, deren eigene Rückstellkraft wirkt dagegen, so entsteht die Schwingung im Wechselspiel der Kräfte.

Die Rückstellkraft ist wichtig.. aber wenn man die Stimmzunge von der anderen Seite anbläst, kann man die Zunge genausoweit auslenken als wenn man saugt.. aber so kommt keine Schwingung zustande. Könnt ihr ausprobieren - Ventil auf die Seite schieben und von der Seite in die Zunge reinblasen: tut sich nix!

Bläst man von "der richtigen" Seite rein, dann kann die Zunge ins schwingen kommen...

... Aber wenn die Zunge ganz flach ohne Aufbiegung ist, dann kanns gerne mal passieren dass die Zunge in den Spalt eintaucht und dann da stecken bleibt... daraus würde ich mal folgern dass alleine die Rückstellkraft die Sache auch nicht macht - sonst müsste die Zunge gegen den Luftdruck zurückschwingen.. tut sie aber so nicht.. Also muss dann doch noch was dazukommen damit der Effekt sicher unterbunden wird und die Zunge auch sicher wieder zurückschwingt.

Das Abreißen der Strömung führt nach meinem unfachmännischen Verständnis zur Erregung der Oscillation

das alleine ist s auch nicht - denn die Zunge kommt ja definitiv ins Schwingen bevor die Zunge in den Plattenspalt eintaucht. Am Holzmodell, das Balg mal gebaut hat kann man das sehr schön sehen: die Holzzunge schnarrt fröhlich vor sich hin ohne in den Spalt einzutauchen.

Also Bernouillieffekt alleine machts also auch nicht....


Somit sehe ich nach wie vor 4 Effekte die zusammen bewirken dass die Zunge zuverlässig und mit Kraft schnell stabil schwingt... fehlt einer davon , wird s schon schwierig, bis unmöglich:

1. Luftdruck aus dem die Energie kommt um die Auslenkung der Zunge zu füttern
2. zusätzlich brauchts noch was was die Zunge dazu bewegt etwas stärker in den Spalt einzutauchen. Das macht die Aufbiegung , der Lösabstand recht zuverlässig.
3. Und es braucht wsa wa szuverlässig den Eintaucheffekt unterbricht und dafür sorgt dass kurzzeitig die Druckkraft der Luft unterbrochen oder zumindest verringert wird - dafür taugt der Bernoulli Effekt ganz gut, der egal wie stark oder schwach sicher unterbrochen ist wenn die Zunge in den Spalt eintaucht.
4. ...Und es braucht etwas warum die Zunge überhaupt erstmal anfängt sich zu bewegen - also warum die anfängt zu vibrieren, obwohl sich sonst noch keine Schwingung aufgebaut hat. Das kann man sich durch auslösende Luftwirbel von der einströmenden Luft ganz gut vorstellen

Dass ein Journalist, nur weil er ein solcher ist, für allen Unsinn (übertrieben formuliert), den er veröffentlicht,

und wir sind uns einig dass das was der Journalist geschrieben hat nicht korrekt ist.


...und das geht eigentlich gar nicht, wo man doch hier schon sieht, dass nicht mal wir eine konkrete Ahnung haben, wie die Stimmzunge bzw. das Akkordeon funktioniert! ...oder?

 

[opa_albin]

Wunderbar geschrieben, maxito. Danke für Deine Mühe, für mich ist meine Frage damit zufriedenstellend und so gut wie möglich beantwortet.
Über vieles hatte ich mir noch gar keine Gedanken gemacht!

Interessant ist für mich auch, dass diese Instrumente vermutlich alle gebaut wurden, ohne das Wirkprinzip und den Herrn Bernoulli zu kennen. Also aus praktischer Erfahrung und Experimentieren heraus.

Es bleibt wieder mal die Erkenntnis: Man weiß, dass man nichts weiß. Und das ist doch schon mal was