Regulacja brzmienia dzwonka

Etymologia angielskiego słowa clock (zegar) jest wywodzona od łacińskiego clocca - dzwon. Rzecz w tym, że w przedzegarowej erze upływ czasu sygnalizowany był uderzeniami w dzwon, najpierw ręcznie, a następnie za pomocą urządzeń mechanicznych. Nawet po skonstruowaniu pierwszych zegarów mechanicznych pozostawały one wyposażone jedynie w dźwiękową sygnalizację, nie było tarczy, ani wskazówek. Jakby w całkowitym przeciwieństwie do współczesnych zegarów, które niezmiernie rzadko mają wbudowaną dźwiękową sygnalizację upływu czasu. Sygnał dźwiękowy pozostał zarezerwowany jedynie dla budzika.  

To chyba jednak było tak, że te pierwsze zegary miały za zadanie regulować dzienne/dobowe działania jednostki (trochę tak, jak syrena fabryczna), a współczesne zegary mają być (niby)podporządkowane człowiekowi, odczytujemy czas, gdy mamy na to ochotę. Znam kilka osób, które nie mogą zrozumieć jak można żyć razem z dzwoniącym zegarem, to  „tak nachalnie przypomina o upływającym czasie " mówią z niechęcią. 

A ja lubię dzwonienie zegarów.

Powody regulowania mechanizmu dzwonienia są właściwie podobne do tych, które powodują konieczność regulacji chodu. Jakieś przesunięcia podczas przenoszenia, czy transportu zegara, czasami drobne wady mechaniczne zachodzące w trakcie pracy mechanizmu. Ogólnie w zakresie takiej podstawowej regulacji, o jakiej tutaj będzie mowa, pojawiają się dwie kwestie: żeby dzwonek ładnie brzmiał i żeby dźwiękowe komunikaty przez niego podawane były zgodne ze wskazaniami zegara.

Cały mechanizm dzwonienia w zegarach jest bardziej skomplikowany niż mechanizm chodu i, co gorsza, w jego skład wchodzą elementy, które, z racji konstrukcji/funkcji, już to stosunkowo łatwo ulegają zniekształceniom, już to wręcz uszkodzeniom. Zakładam, oczywiście, że mechanizm dzwonienia działa poprawnie. Regulacja dźwięku dzwonka, której może dokonać użytkownik, dotyczy samego dzwonka i młotka, które są odpowiedzialne za jakość dźwięku emitowanego przez zegar. Zatem, mamy do czynienia ze wspomnianymi już dzwonkiem i młotkiem oraz sprężyną. Zestawienie części i ich wzajemne położenie przedstawione jest na rysunku obok. Układ elementów na tym rysunku nazwałbym  „spoczynkowym", tak to wygląda, gdy mechanizm dzwonienia jest w stanie czuwania. 

Takie jest wzajemne położenie części tuż przed uderzeniem młotka w dzwonek: młotek został odwiedziony przez mechanizm bicia, sprężyna dociskowa młotka została napięta. 

Wreszcie uderzenie młotka w dzwonek. Warto zwrócić uwagę na napięcie sprężyny w tym momencie. Jej zadaniem jest jak najszybsze  „oderwanie" młotka od dzwonka. Dzięki temu czasza dzwonka będzie mogła swobodnie wibrować. Gdyby młotek zbyt długo pozostał w kontakcie z powierzchnią dzwonka to tłumiłby drgania, pojawiłyby się też dodatkowe uderzenia młotka w dzwonek, które dają bardzo nieprzyjemne dźwięki pobrzękiwania. 

Zatem, uderzenie młotka w dzwonek musi być silne i krótkotrwałe by dźwięk był ładny, to znaczy czysty i długo brzmiący.

Oto chyba najładniejszy dźwięk dzwonka zegarowego jaki do tej pory słyszałem:

Dzwonek ten, wybijający godziny, spotkałem w angielskim zegarze stołowym (ok. 1730 r.). Ma 82 mm średnicy. Na zdjęciu z lewej w towarzystwie innych elementów mechanizmu mechanizmu dzwonienia.

Podejrzewam, że ten dźwięk wynika z tego, że dzwonek został wykonany ze stopu zawierającego sporą ilość cyny, która decyduje o jakości dźwięku. Ale, jednocześnie, wysoka zawartość cyny w stopie powoduje jego kruchość. Utrudnia to obróbkę powierzchni, dzwonki nie są pięknie wykańczane. Inną sprawą jest to, że trzeba się z nimi bardzo ostrożnie obchodzić, upadek zazwyczaj oznacza pęknięcie dzwonka. Można spotkać dzwonki, które były naprawiane (zalutowane pęknięcie), ale dźwięk już nie jest tak dobry.

Wracając do kwestii regulacji. Dzwonek nie może dotykać jakiejkolwiek części mechanizmu, czy też obudowy zegara. Pod czaszę dzwonka powinna być podłożona podkładka z grubej skóry co daje możliwość swobodnej wibracji dzwonka. Nakrętkę mocująca dzwonek do podstawy należy porządnie dokręcić.


Może się niestety zdarzyć, że wzajemne położenie młotka i dzwonka ulegnie rozregulowaniu: młotek powinien być w pewnej odległości od czaszy dzwonka. Trudno jest powiedzieć ile to powinno być, zawsze należy to ustalić dla danego konkretnego przypadku. Rzecz w tym, że odległość ta powinna być jak najmniejsza by młotek mógł uderzyć z maksymalną siłą, ale jednocześnie powinna być na tyle duża żeby młotek nie przeszkadzał w swobodnym brzmieniu dzwonka. Jeśli będzie za blisko, będzie stukał (a właściwie  "obijał się ") w drgającą czaszę, co daje bardzo nieprzyjemny efekt.

Jakość brzmienia dzwonka zależy także od miejsca, w które uderza młotek. Otóż miejsce uderzenia powinno być możliwie blisko dolnej krawędzi czaszy dzwonka. Młotki zegarowe mają stronę, która uderza, uformowaną w bardziej lub mniej wyraźny szpic i właśnie tylko ten szpic powinien wchodzić w kontakt z dzwonkiem. 

Regulację wzajemnego położenia młotek-dzwonek przeprowadzam na dwa sposoby. Po pierwsze, obracam czaszą dzwonka. Zwykle jest tak, że otwór (wbrew wszelkim pozorom!) zazwyczaj nie jest umieszczony centralnie. Stąd, obracając czaszą, można uzyskać nawet znaczną zmianę jej położenia w stosunku do młotka. Drugi sposób polega na wyginaniu ramienia (pręta na którym jest zamocowany młotek). Używam szczypiec do przytrzymania ramienia, najdalej jak się da od młotka, i delikatnie wyginam. Trzeba uważać żeby nie złamać ramienia młotka, szczęśliwie zwykle drut jest miękki. Jednak spotkałem się już z kilkoma przypadkami złamań.

Odległość między młotkiem a czaszą dzwonka początkowo testuję poprzez odciąganie młotka palcem, ale finalną regulację przeprowadzam badając efekt poprzez uruchomienie mechanizmu dzwonienia.

Przykład wybijania godzin przez angielski zegar podłogowy. Jak widać na wykresie odstępy między poszczególnymi uderzeniami są dosyć równe (1,5 do 2 sek.). Różnice wynikają z konstrukcji mechanizmu dzwonienia.

Czasami, mimo wielu wysiłków, nie udaje się przeprowadzić satysfakcjonującej regulacji dzwonka. Zdarzają się przypadki wibrującego młotka. Ma to miejsce wtedy, gdy sprężyna, której zadaniem jest utrzymywanie młotka w odpowiedniej pozycji, jest za słaba. W efekcie, po uderzeniu, młotek także zaczyna wibrować i stuka w dzwonek. Bywa też tak, że w poprawnie działającym mechanizmie dzwonienia w przypadku niewielkiej liczby uderzeń (tak do godziny piątej) wszystko działa poprawnie, ale już w trakcie wielu następujących po sobie uderzeń sprężyna nie jest w stanie  "usztywnić " ramienia młotka między kolejnymi uderzeniami i pojawiają się fałszywe uderzenia w dzwonek. 

Innym problemem może być szybkość bicia, a dokładnie odstęp między uderzeniami. Ładne jest takie dzwonienie, gdzie odstępy między poszczególnymi uderzeniami są równe i nie za krótkie tak, by dzwonek miał szansę wybrzmieć. W przypadku zegarów z napędem obciążnikowym problem zwykle sprowadza się do dobrania odpowiedniej wagi. Zdarza się bowiem, że obciążnik jest dobierany i, gdy jest za ciężki, wymusza zbyt szybką pracę mechanizmu dzwonienia. W przypadku odwrotnej sytuacji, zbyt lekkiej wagi, bicie może być spowolnione lub w ogóle nie uruchamiane (przypominam, cały czas aktualne jest założenie, że mechanizm jest sprawny). Oczywistym rozwiązaniem jest zwiększenie ciężaru wagi. 

Spotkałem się też z mechanizmami, które miały znaczne opory (wynikające z konstrukcji) i obciążnik musiał być ciężki by uruchomić dzwonienie, co w efekcie powodowało nerwowo szybkie dzwonienie, tak jakby mechanizm chciał jak najszybciej wydzwonić daną godzinę. 

Tutaj przykład dzwonienia takiego zegara, na wykresie dobrze widać nieregularność uderzeń.

2005                    2021

©Copyright Zbigniew Roman, kontakt