Dzwonienie - Bellfounding

Holenderski odlew dzwonów dla pomnika Armii Narodowej Grebbeberg przez odlewnię dzwonów Royal Eijsbouts w Asten
Armia Narodowa Pomnik Grebbeberg

Bellfounding to odlewanie i strojenie dużych dzwonów z brązu w odlewni do użytku w kościołach , wieżach zegarowych i budynkach użyteczności publicznej, do oznaczania czasu lub wydarzenia, lub jako muzyczny carillon lub kurant . Duże dzwony są wykonane przez odlewanie metalu dzwonka w formach zaprojektowanych dla ich zamierzonych wysokości muzycznych . Następnie wykonuje się dalsze precyzyjne dostrajanie za pomocą tokarki, aby zgolić metal z dzwonka, aby uzyskać charakterystyczny dźwięk dzwonka, emitując prawidłowe harmoniczne muzyczne .

Lokowanie dzwonów w Azji Wschodniej sięga około 2000 roku pne, aw Europie od IV lub V wieku n.e. W Wielkiej Brytanii wykopaliska archeologiczne ujawniły ślady pieców , co pokazuje, że dzwony często odlewano na miejscu w dołach w kościele lub na jego terenie. Scentralizowane odlewnie stały się powszechne, gdy kolej umożliwiła łatwy transport dzwonów, co doprowadziło do dominacji takich firm jak Whitechapel Bell Foundry i John Taylor & Co z Loughborough.

W innych częściach świata wiele odlewni jest nadal aktywnych, niektóre stosują tradycyjne metody, a niektóre wykorzystują najnowsze techniki odlewnicze. Nowoczesne odlewnie produkują dzwony harmonijnie strojone, stosując zasady ustalone pod koniec XIX wieku; niektóre z nich są również bardzo dekoracyjne.

Wczesna historia

Bianzhong markiza Yi of Zeng , datowany na 433 pne

Dzwonienie było ważne w całej historii starożytnych cywilizacji. Dzwony wschodnie, znane ze swoich ogromnych rozmiarów, były jednymi z najwcześniejszych dzwonów, wykonanymi wiele wieków przed europejską epoką żelaza . Najwcześniejsze dzwony były wykonane z ceramiki, a później przekształciły się w odlewanie dzwonów metalowych. Archeologiczne dowody bicia dzwonów pojawiają się w neolitycznych Chinach.

Najwcześniejsze metalowe dzwony, z jednym znalezionym w miejscu Taosi i cztery w miejscu Erlitou , są datowane na około 2000 rpne.

Rozwój

Brytania

Dzwony przenośne przybyły do ​​Wielkiej Brytanii wraz z rozprzestrzenianiem się celtyckiego chrześcijaństwa , a większość z tych, które nadal pozostały, ma związek ze Szkocją, Walią i Irlandią. Odnalezienie dzwonów w Wielkiej Brytanii było spowodowane monastycyzmem, który zapewnił popyt i wiedzę we wczesnym okresie średniowiecza . Bede wspomina o wielkich dzwonach w Anglii już w 670 roku n.e., a do siódmego lub ósmego wieku używanie dzwonów zostało włączone do nabożeństw kościelnych. Prawie 200 lat później, w X wieku, jest pierwsza wzmianka o całkowitym biciu dzwonów . Chronologie opata Ingulfa sugerują, że Thurcytel , pierwszy opat Crowland , podarował opactwu dzwon o nazwie Guthlac, po czym jego następca, Egelric Starszy, odlał dodatkowe sześć dzwonów - dwa duże, dwa średniej wielkości i dwa małe… aby ukończyć rzut siedem. W tym samym okresie inni duchowni byli zaangażowani w fundowanie dzwonów. St. Dunstan , „Wódz mnichów”, był znanym rzemieślnikiem w metalach i znanym odlewnikiem dzwonów. Dwa dzwony zostały odlane pod jego kierunkiem w Abingdon, w którym znajdowały się również dwa inne odlane przez St. Ethelwold . Metody formowania metodą odlewania metodą traconego wosku opisał XIII-wieczny benedyktyn Walter de Odyngton z opactwa Evesham.

Bellfounding jako handel handlowy nastąpił później. Niezależni rzemieślnicy zakładali stałe odlewnie w miastach, takich jak Londyn, Gloucester, Salisbury, Bury St Edmunds, Norwich i Colchester. Chociaż przyciągały one handel z okolicznych wsi, średniowieczni założyciele nie ograniczali się do wyrabiania dzwonów jako jedynego źródła utrzymania. Zamiast tego często łączyli to z branżami pokrewnymi, takimi jak wyroby metalowe, produkcja przyborów kuchennych i produkcja broni palnej. Niektórzy fundatorzy wędrowali od kościoła do kościoła, aby odlewać dzwony na miejscu.

Te wczesne dzwony miały słaby ton, zarówno z powodu ich zmiennego składu stopu, jak i braku zrozumienia tworzenia prawidłowego kształtu dla harmonicznego tonu; ale z czasem kształt dzwonu uległ poprawie. Kąty korony i łuku dźwiękowego były stopniowo spłaszczane, a talia stawała się krótsza, rozszerzając się bardziej w kierunku ust. Chociaż metody strojenia były nadal niepewne i empiryczne, zestawy dzwonów w skali diatonicznej zostały zainstalowane w ważnych kościołach parafialnych i klasztorach.

Wykopaliska archeologiczne na cmentarzach kościelnych w Wielkiej Brytanii ujawniły piece , co sugeruje, że dzwony często odlewano na miejscu w dołach wykopanych na terenie budowy. Wielki Tom z Lincoln Cathedral został odlany na dziedzińcu Minster w 1610 roku, a wielki dzwon w Canterbury na dziedzińcu katedralnym w 1762 roku. wieża. W niektórych przypadkach, na przykład w Kirkby Malzeard i Haddenham, dzwony zostały faktycznie odlane w kościele.

  • Cast Bells Whitechapel Bell Foundry, ok. 1880, Biblioteka Stanowa Nowej Południowej Walii

  • Dzwony kościelne w warsztacie w Whitechapel Bell Foundry, ok. 1880

  • Formy do dzwonów kościelnych w warsztacie w Whitechapel Bell Foundry

Kraje Niderlandzkie

François Hemony (ok. 1609–1667) i jego brat Pieter, Pierre lub Peter Hemony (1619–1680) byli największymi twórcami dzwonów carillonowych w historii Niderlandów . Opracowali carillon, we współpracy z Jacobem van Eyckiem, w pełnoprawny instrument muzyczny, odlewając pierwszy nastrojony carillon w 1644 r. Bracia Hemony są uważani za pierwszych współczesnych zachodnich ludwisarzy, którzy zastosowali naukowe podejście do odlewania. optymalny kształt i dostrojenie dzwonów do zasad harmonicznych.

Materiały

Car Bell pokazuje pęknięcie spowodowane nierównomiernym chłodzeniu podczas gaszenia pożaru.

Metalowy dzwonek

Główny artykuł: metal dzwonka

Dzwony do zamiarem wytwarzania dźwięku funkcjonalne są zwykle wykonane przez odlewanie metalu dzwonu, jak stop z brązu . Wiele eksperymentów z kompozycją miało miejsce w historii; dzwony Henryka II miały prawie dwa razy więcej miedzi niż cyny , podczas gdy znacznie wcześniej asyryjskie dzwony z brązu miały dziesięciokrotnie więcej miedzi niż cyny. Jednak uznanym najlepszym składem dzwonka jest stosunek około 80% miedzi do 20% cyny. Bell metal o tych proporcjach był używany od ponad 3000 lat i jest znany ze swojego rezonansu i „atrakcyjnego brzmienia”. Cyna i miedź to stosunkowo miękkie metale, które odkształcają się przy uderzeniu. Dzięki stopowaniu powstaje twardszy i sztywniejszy metal, ale także taki, który jest bardziej elastyczny niż użycie jednego samego metalu. Pozwala to na lepszy rezonans i powoduje, że dzwonek „wibruje jak sprężyna po uderzeniu”, co jest niezbędną cechą, ponieważ klapa może uderzać z prędkością do 600 mil na godzinę.

Siły utrzymujące razem cynę i miedź powodują raczej wibracje niż pęknięcia przy uderzeniu w dzwonek, co powoduje powstanie rezonansowego tonu. Ta kombinacja metali daje również mocny, trwały materiał, który jest odporny na utlenianie i poddaje się tylko początkowemu działaniu warunków atmosferycznych . Verdigris tworzy ochronną patynę na powierzchni dzwonu, która chroni go przed dalszym utlenianiem. Najtwardszy i najsilniejszy brąz zawiera duże ilości cyny i mało ołowiu, chociaż stop zawierający ponad 25% cyny będzie miał niską temperaturę topnienia i stanie się kruchy i podatny na pękanie.

Ta niska temperatura topnienia okazała się nemezisem trzeciej próby rosyjskiego odlania dzwonka carskiego w latach 1733–1735. Dzwon nigdy nie został zadzwoniony, a ogromna płyta pękła (11,5 tony) podczas pożaru na Kremlu w 1737 r., Zanim zdążył. zawsze zostanie podniesiony z jego jamy, w której się rzuca. Płonące drewno wpadło do dołu odlewniczego, a decyzja polegała na tym, czy pozwolić mu się spalić i zaryzykować stopienie dzwonka, czy też polać go wodą i spowodować pęknięcie w wyniku zbyt szybkiego schłodzenia. Wybrano to drugie ryzyko i zgodnie z obawami, z powodu nierównomiernego chłodzenia, dzwon został uszkodzony. Obecny dzwon jest czasami określany jako Kolokol III (Bell III), ponieważ jest to trzecia przeróbka; pozostałości starego dzwonu zostały stopione, a metal ponownie wykorzystany do odlania nowego dzwonu. Ta praktyka była dość powszechna, ponieważ materiały metalowe były bardzo drogie. Metal dzwonkowy był uważany za tak cenny, że pierwsze brązowe monety dla Anglii powstały we Francji z przetopionych starych dzwonów.

Inne metale

Innymi materiałami używanymi czasami do odlewania dzwonów są mosiądz lub żelazo . Stal próbowano w okresie pracowitego budowania kościołów w połowie XIX wieku w Anglii, ze względu na jej ekonomiczność w porównaniu z brązem, ale okazało się, że nie jest trwała, a produkcja zaprzestano w latach siedemdziesiątych XIX wieku. Były również wykonane ze szkła, ale chociaż dzwonki tego typu dawały udany dźwięk, ta bardzo krucha substancja nie była w stanie wytrzymać ciągłego używania klapy.

Zgodnie z popularną tradycją metal dzwonkowy zawierał złoto i srebro , jako części składowe stopu, jak odnotowano, że bogaci i pobożni ludzie wrzucali monety do pieca, gdy na cmentarzu odlano dzwony. Uważano, że praktyka ta poprawia ton dzwonka. Jest to jednak prawdopodobnie błędne, ponieważ nie ma autentycznych analiz metalu dzwonowego, starożytnego lub współczesnego, które pokazują, że złoto lub srebro było kiedykolwiek używane jako część składowa stopu. Jeśli zostanie użyty w jakimkolwiek stopniu, dodatek zraniłby ton, a nie polepszył go. Niewielkie ilości innych metali znalezionych w starym metalu dzwonowym prawdopodobnie będą zanieczyszczeniami metali użytych do wytworzenia stopu.

Dzwony ozdobne mogą być wykonane z takich materiałów jak róg, drewno i glina.

Proces odlewania

Odlewanie dzwonów przez wlewanie stopionego metalu do form

Zasada odlewania dzwonów pozostała zasadniczo taka sama od XII wieku. Dzwony są odlane ustami w dół, w dwuczęściowej formie składającej się z rdzenia i nałożonego na niego płaszcza lub kapy . Są one wytwarzane zgodnie z dokładnymi profilami, dzięki czemu istnieje między nimi przestrzeń powietrzna wypełniona stopionym metalem.

Pomiar i tworzenie szablonów

Najpierw profil dzwonka jest obliczany zgodnie z dokładnymi specyfikacjami, aby zapewnić, że można go odpowiednio dostroić. Do kształtowania masy plastycznej służą dwa drewniane szablony zwane „deskami strickle”. Jeden odpowiada wymiarom dzwonka zewnętrznego (zwanego kopertą lub kapslem); drugi pasuje do wewnętrznego dzwonka (zwanego rdzeniem). Ogólnie rzecz biorąc, tablice te są profilami magazynowymi, które zostały opracowane empirycznie i na podstawie obliczeń dla każdego rozmiaru dzwonka.

Formy do dzwonów w muzeum dzwonów (Glockenmuseum) w Gescher w Niemczech. Wyraźnie widać drewniane listwy strickle, które są obrotowymi szablonami w celu zapewnienia prawidłowego profilu formy.

Budowa formy

Dokładny model wewnętrznej strony dzwonu jest zbudowany na płycie podstawy przy użyciu porowatych materiałów, takich jak koks , kamień lub cegła . Następnie jest najpierw pokrywany piaskiem lub gliną (czasem zmieszaną ze słomą i obornikiem końskim) i gliną, aby uzyskać gładki profil. Nadaje się temu profil za pomocą wewnętrznej listwy ozdobnej. Jest również nazywany „fałszywym dzwonem” i jest następnie suszony w piecu z delikatnym ciepłem. Fałszywy dzwonek jest następnie pokryty stopionym woskiem, a figury i napisy , również wykonane z wosku, są nakładane ręcznie na wierzch. Fałszywy dzwonek jest pomalowany trzema warstwami ognioodpornej gliny, a następnie osłonięty stalowym płaszczem. Pustą przestrzeń między fałszywym dzwonem a płaszczem wypełnia się cementem i pozostawia do stwardnienia przed zdjęciem płaszcza. Fałszywy dzwonek zostaje wyszczerbiony z wewnętrznego rdzenia, pozostawiając wosk i cement. Wszelkie resztki fałszywego dzwonka usuwa się za pomocą palnika. Forma jest następnie umieszczana na ogniu koksu, aby stopić pozostały wosk i odparować nagromadzoną wodę.

Zamiast używać płaszcza stalowego i cementu, wewnętrzne i zewnętrzne formy mogą być również wykonane całkowicie z gliny. W takim przypadku formy są zwykle budowane na lewą stronę - najpierw wewnętrzna forma na szczycie koksu, kamienia lub rdzenia ceglanego, następnie fałszywy dzwon z dekoracjami woskowymi jak powyżej, a na końcu zewnętrzna forma z dodanym żelaznym pierścieniem i włóknem ( np. konopie). Na tym etapie zostaje włożona stalowa klamra , na której będzie wisiała klapa. Środki oddzielające są stosowane, aby fałszywy dzwonek nie przylegał zbyt blisko do obu form. Wreszcie, po podniesieniu formy zewnętrznej, fałszywy dzwonek może zostać zniszczony, a forma zewnętrzna z powrotem opuszczona na formę wewnętrzną, gotowa do odlewania.

Metoda „fałszywego dzwonka”. Rdzeń ma gliniany fałszywy dzwonek ukształtowany za pomocą desek strickle. Kapturek (u góry) jest uformowany wokół fałszywego dzwonka, aby otrzymać jego odcisk. Następnie podnosi się kapturek, aby wyjąć fałszywy dzwonek, jak pokazano tutaj. Kapturek jest następnie opuszczany z powrotem na rdzeń, a stopiony metal wypełnia utworzoną pustkę.

Zalewanie metalu

Zewnętrzna forma dzwonu w kapsule lub płaszczu jest opuszczana na formę wewnętrzną i są one zaciskane razem, pozostawiając między nimi przestrzeń, którą wypełni stopiony metal. Czasami cała forma znajduje się w odlewni, która stabilizuje ją i umożliwia wolniejsze chłodzenie, lub na powierzchni nad ziemią na wolnym powietrzu, w zależności od tradycji odlewni.

Surowce miedzi i cyny są topione w piecu, aż staną się płynne w temperaturze około 1100 ° C (2010 ° F). Często dodaje się złom brązu ze starych dzwonów, zwłaszcza jeśli odlewany dzwon zastępuje istniejący dzwon, który w rzeczywistości jest poddawany recyklingowi.

Ciekły metal jest odtłuszczany w celu usunięcia zanieczyszczeń, a następnie wlewany do formy za pomocą przechylnej kadzi zawieszonej na dźwigu lub systemu ceglanych kanałów zbudowanych w wykopie odlewniczym, który umożliwia przepływ metalu bezpośrednio z pieca do indywidualne formy. Gdy metal wchodzi do formy, otwory w górnej części płaszcza zapewniają możliwość ucieczki gazów, w przeciwnym razie istnieje ryzyko, że dzwon byłby porowaty i podatny na pękanie. Porowatość może się również rozwinąć, jeśli forma jest wilgotna, nie ma odpowiedniej temperatury lub gdy wylewany metal nie jest wystarczająco gorący. Odlew pozostawia się do ostygnięcia przez kilka dni, a duże dzwony mogą ostygnąć nawet tydzień. Małe dzwonki, te poniżej 500 funtów (230 kg), można wyjąć z foremek następnego dnia.

Chłodzenie

Po ostygnięciu dzwonu i wyposażenia, forma zawierająca nowo odlany dzwon jest podnoszona z wykopu za pomocą wystających czopów obudowy dzwonka. Blacha rdzeniowa jest zwolniona, a rdzeń wyłamany. Następnie ostrożnie wyjmuje się dzwonek z obudowy. Na tym etapie wszelka pozostała glina przylegająca do dzwonu jest usuwana, a odpryski (nadmiar metalu), który mógł powstać poniżej krawędzi dzwonu - z powodu kurczenia się pleśni w obecności gorącego metalu - jest odcinany. To kończy proces odlewania.

Strojenie

Główny artykuł: Uwaga dotycząca ostrzeżenia

Dzwony są odlewane z określonymi profilami, które zostały udoskonalone na początku XX wieku, aby zapewnić ich harmonijne dostrojenie poprzez usunięcie niewielkich ilości metalu w celu dostosowania ich harmonicznych. W przypadku carillionu lub angielskiego pierścienia dzwonów pełnoobrotowych, dźwięk uderzenia każdego dzwonka musi być zgodny ze skalą diatoniczną pozostałych, a harmoniczne każdego dzwonka muszą być dostrojone tak, aby zharmonizować się z jego uderzeniem. Ponieważ na dźwięk dzwonka mają niewielki wpływ jego harmoniczne, może to być proces iteracyjny. Wstępna ocena ma na celu ustalenie średniej wysokości podziałki, ponieważ zależy to od tolerancji odlewów. Z powodu tego kompromisu duże dzwony nie zawsze są więc dostrojone do stroju koncertowego .

Wiele eksperymentów i testów poświęcono na przestrzeni wieków, aby określić dokładny kształt, który zapewni najlepszy dźwięk. We wczesnych dniach dzwonienia dzwony były profilowane metodami empirycznymi, a wnętrze dzwonka lub krawędź wargi było wyszczerbione w celu dostosowania strojenia po odlaniu. Wraz z wynalezieniem nowoczesnych maszyn do obróbki metali, dokonano tego dokładniej za pomocą tokarki do strojenia pionowego, która mogła usuwać metal w dowolnym położeniu w górę pasa dzwonka, umożliwiając w ten sposób dostrojenie różnych harmonicznych i niezawodne wprowadzenie harmonicznego strojenia do produkcji. proces.

Metal można usunąć tylko podczas procesu strojenia; nie można go dodać. Dlatego dzwonek jest odlany z nieco grubszym profilem niż jest to potrzebne do strojenia harmonicznego. Aby nastroić dzwonek, umieszcza się go na tokarce do strojenia pionowego i metal usuwa się za pomocą narzędzia tnącego, gdy się obraca. Stroik dzwonkowy musi być wysoce wykwalifikowany i wcześniej używał kamertonu do ustalenia strojenia; odbywa się to teraz elektronicznie, ale nadal wymaga dużych umiejętności manualnych w posługiwaniu się narzędziem tnącym. Tylko w ten sposób można harmonijnie nastroić dzwony.

Najsilniejsze harmoniczne dzwonka są dostrojone w odstępach oktawowych poniżej nominalnej nuty, ale inne nuty również muszą zostać doprowadzone do ich właściwego związku.Ogólnie rzecz biorąc, im mniejszy dzwonek, tym wyższy ton , a częstotliwość dźwięku dzwonka zmienia się wraz z kwadrat jego grubości i odwrotnie do jego średnicy. Grubość dzwonu kościelnego w jego najgrubszej części („łuk dźwiękowy”) wynosi zwykle jedną trzynastą jego średnicy.

Jeśli dzwonek jest zamontowany jako odlew, bez strojenia, nazywany jest „dzwonkiem panieńskim”. Rosyjskie dzwony są w ten sposób traktowane i odlewane na określony ton.

Przekrój przedstawiający dzwonek przedstawiający klapę i wnętrze. Widoczny jest profil grubości dzwonu, najgrubszy jest w łuku dźwiękowym przy dnie (wardze).

Mocowanie klapy

Preferowanym materiałem na dzwonek było kute żelazo, ale ponieważ nie jest to już dostępne, obecnie używane są drewniane lub żeliwne klapy . Klapa lub język jest wytwarzany w podobny sposób jak dzwonek. Szczególną uwagę zwraca się na rzucanie klapy z odpowiednią wagą, ponieważ klapa, która jest zbyt lekka, nie wydobywa prawdziwych dźwięków dzwonka, a ciężka klapa może spowodować pęknięcie dzwonka. Otwory są wywiercone w górnej części dzwonka, a klapa jest przymocowana do wnętrza dzwonka za pomocą metalowego ogniwa lub skórzanego paska. Wreszcie dzwon zostaje zainstalowany w wieży.

Zobacz też

Bibliografia

Cytowana literatura

Linki zewnętrzne