Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Голландская отливка колокола для Национальной армии Памятника Grebbeberg в колоколе литейного Royal Eijsbouts в Астене
Памятник национальной армии Греббеберг

Bellfounding - это отливка и настройка больших бронзовых колоколов в литейном цехе для использования в церквях , башнях с часами и общественных зданиях, чтобы обозначать время или событие, или как музыкальный карильон или перезвон . Большие колокола изготавливаются путем литья металлического колокола в формы, предназначенные для их музыкальной высоты . Затем выполняется дальнейшая точная настройка с использованием токарного станка для стружки металла с колокола для получения характерного колокольного тона за счет звучания правильных музыкальных гармоник .

Основание колокола в Восточной Азии датируется примерно 2000 годом до нашей эры [1], а в Европе - с 4-го или 5-го века нашей эры. В Великобритании археологические раскопки обнаружили следы печей , показывающие, что колокола часто отливали прямо в ямах церкви или на ее территории. Централизованные литейные заводы стали обычным явлением, когда железные дороги позволили легко транспортировать колокола, что привело к доминированию таких предприятий, как литейный завод Whitechapel Bell Foundry и John Taylor & Co из Лафборо.

В других странах мира по-прежнему действует ряд литейных производств, некоторые из которых используют традиционные методы, а некоторые - новейшие технологии. Современные литейные заводы производят гармонично настроенные колокола, используя принципы, установленные в конце 19 века; некоторые из них также очень декоративны.

Ранняя история [ править ]

Бяньчжун маркиза Йи из Цзэна , датированный 433 г. до н.э.

Звонок играл важную роль на протяжении всей истории древних цивилизаций. Восточные колокола, известные своими огромными размерами, были одними из самых ранних колоколов, изготовленных за много веков до европейского железного века . Самые ранние колокола были сделаны из керамики, позже они переросли в литье металлических колоколов. [2] Археологические свидетельства открытия колоколов появляются в Китае в эпоху неолита.

Самые ранние металлические колокола, один из которых был найден на стоянке Таоси , а четыре - на стоянке Эрлитоу , датируются примерно 2000 годом до нашей эры. [1]

Развитие [ править ]

Великобритания [ править ]

Переносные колокольчики пришли в Великобританию с распространением кельтского христианства , и большинство из них, которые все еще остаются, связаны с Шотландией, Уэльсом и Ирландией. [3] Основание колокола в Британии было связано с монашеством, которое обеспечило спрос и опыт в раннем средневековье . [3] [4] Большие колокола в Англии упоминаются Бедом еще в 670 году нашей эры, а к седьмому или восьмому столетию использование колоколов стало частью церковных служб. Спустя почти 200 лет, в десятом веке, это первое упоминание о полном перезвоне колоколов . [3] Хронология настоятеля Ингульфа предполагает, чтоТуркитель , первый аббат Кроуленда , подарил аббатству колокол по имени Гутлак, после чего его преемник, Эгельрик Старший отлил еще шесть колоколов - два больших, два среднего размера и два малых - чтобы совершить звон из семи. [3] В тот же период другие духовные лица участвовали в создании колоколов. Св. Дунстан , «вождь монахов», был знатоком металлов и известным колоколеном. Два колокола были отлиты под его руководством в Абингдоне, где также находились два других, отлитых Сент-Этельволд . [5] Методы литья по выплавляемым моделям были описаны бенедиктинским монахом XIII века.Уолтер де Одингтон из аббатства Ившем. [3]

Основание Bellfounding как коммерческая сделка последовало позже. Независимые мастера открыли постоянные литейные заводы в таких городах, как Лондон, Глостер, Солсбери, Бери-Сент-Эдмундс, Норвич и Колчестер. [4] Хотя они привлекали торговлю из окружающей сельской местности, средневековые основатели не ограничивались колокольней как единственным источником средств к существованию. Вместо этого они часто совмещали это со смежными профессиями, такими как производство металлических изделий, посуды и оружейного дела. [6] Некоторые основатели странствовали, путешествуя из церкви в церковь, чтобы отливать колокола на месте.

У этих ранних колоколов был плохой тон, как из-за их изменчивого состава сплава, так и из-за отсутствия понимания того, как создать правильную форму для гармонического тона; но со временем форма колокола была улучшена. Углы на макушке и звуковой дуге постепенно сглаживались, а талия становилась короче, расширяясь ближе ко рту. Хотя методы настройки все еще были неопределенными и эмпирическими, наборы колоколов с диатонической гаммой были установлены в важных приходских церквях и монастырях. [6]

Археологические раскопки на кладбищах в Британии выявили печи , что свидетельствует о том , что колокола часто отливать на месте в ямах , вырытых в строительных основаниях. [7] Большой Том из Линкольнского собора был отлит во дворе Минстер в 1610 году, а большой Кентерберийский колокол во дворе Собора в 1762 году. [7] Когда отливка была завершена, над литейной ямой была построена башня, и колокол поднимался прямо в башню. [8] В некоторых случаях, например, в Киркби Malzeard и Haddenham колокола на самом деле отлит в церкви. [7]

  • Литейные колокола Литейный завод по производству колоколов в Уайтчепел, ок. 1880 г., Государственная библиотека Нового Южного Уэльса

  • Церковные колокола в мастерской Литейного завода Уайтчепел, ок. 1880 г.

  • Формы для церковных колоколов в мастерской Whitechapel Bell Foundry

Низкие страны [ править ]

Франсуа Эмони (ок. 1609–1667) и его брат Питер, Пьер или Питер Эмони (1619–1680) были величайшими основателями карильонных колоколов в истории Нидерландов . В сотрудничестве с Якобом ван Эйком они превратили карильон в полноценный музыкальный инструмент, отлив первый настроенный карильон в 1644 году. Братья Гемони считаются первыми из современных западных основателей колоколов, которые применили научный подход к кастингу. оптимальная форма и настройка колоколов на гармонические принципы.

Материалы [ править ]

Царь - колокол , показывая трещины , вызванные неравномерным охлаждением во время тушения пожаров.

Белл-метал [ править ]

Основная статья: Белл-метал

Колокола для намерения производить функциональный звук обычно изготавливают путем отливки колокола металла, в сплав из бронзы . На протяжении всей истории существовало много экспериментов с композицией; в колоколах Генриха II было почти вдвое больше меди, чем в олове , тогда как гораздо более ранние ассирийские бронзовые колокола содержали в десять раз больше меди по сравнению с оловом. [9] Признанный лучший состав для металлического колокола - это соотношение примерно 80% меди и 20% олова. [10] Металлический колокол с таким соотношением сторон использовался более 3000 лет и известен своим резонансом и «привлекательным звуком». [11]Олово и медь - относительно мягкие металлы, которые деформируются при ударе. Путем легирования создается более твердый и жесткий металл, но с большей эластичностью, чем при использовании одного металла. [11] Это обеспечивает лучший резонанс и заставляет колокол «вибрировать, как пружина при ударе», что является необходимым качеством, поскольку колотушка может ударить со скоростью до 600 миль в час.

Силы, удерживающие вместе олово и медь, вызывают вибрации, а не трещины, когда ударяют по колоколу, что создает резонансный звук. [11] Эта комбинация металлов также приводит к получению прочного, долговечного материала, устойчивого к окислению и подверженного только начальным атмосферным воздействиям на поверхности . Verdigris образует на поверхности колокола защитную патину, которая защищает его от дальнейшего окисления. [8] Самая твердая и прочная бронза содержит большое количество олова и мало свинца, хотя сплав с более чем 25% олова будет иметь низкую температуру плавления, станет хрупким и подверженным растрескиванию. [8] [12]

Эта низкая температура плавления оказалась заклятым врагом третьей попытки России отлить Царь-колокол с 1733 по 1735 год. [8] В колокол ни разу не позвонили, и огромная плита (11,5 тонны) треснула во время пожара в Кремле в 1737 году. прежде, чем его можно было поднять из литейной ямы. Горящая древесина падала в литейную яму, и было решено, позволить ли ей гореть и рискнуть расплавить колокол, или вылить на нее воду и рискнуть вызвать растрескивание из-за слишком быстрого охлаждения. Был выбран последний риск, и, как опасались, из-за неравномерного охлаждения колокол был поврежден. [13]Настоящий колокол иногда называют Колокол III (Колокол III), потому что это третья переработка; остатки старого колокола были переплавлены, а металл повторно использован для изготовления нового колокола. Это было довольно распространенным явлением, так как металлические материалы были очень дорогими. [12] [14] Колокольный металл считался настолько ценным, что первые бронзовые монеты для Англии были изготовлены во Франции из расплавленных старых колоколов. [15]

Другие металлы [ править ]

Другие материалы, которые иногда используются для литья колоколов, - это латунь или железо . Сталь была опробована в период напряженного церковного строительства в Англии середины девятнадцатого века из-за ее экономии по сравнению с бронзой, но оказалось, что она не долговечна, и производство прекратилось в 1870-х годах. [16] Они также были сделаны из стекла, но, хотя колокольчики этого типа давали удачный звук, это вещество, будучи очень хрупким, не выдерживало длительного использования колотушки. [15]

По народной традиции металл колокола содержал золото и серебро в качестве составных частей сплава, поскольку известно, что богатые и набожные люди бросали монеты в печь, когда колокола отливали на кладбище. Считалось, что эта практика улучшает тон колокола. Однако это, вероятно, ошибочно, поскольку нет достоверных анализов металла колоколов, древних или современных, которые показали бы, что золото или серебро когда-либо использовались в качестве составной части сплава. Если использовать в больших количествах, добавка повредит тон, а не улучшит его. [15] [17] Небольшие количества других металлов, обнаруженных в старом металлическом колпаке, вероятно, являются примесями в металлах, используемых для образования сплава. [15]

Декоративные колокольчики могут быть изготовлены из таких материалов, как рог, дерево, глина. [12]

Процесс трансляции [ править ]

Отливка колоколов путем заливки расплавленного металла в формы

Принцип литья колоколов практически не изменился с XII века. Колокола отлиты рот вниз, в двух частей пресс - формы , состоящей из ядра и мантии или ризу помещается над ним. Они изготавливаются с точными профилями, поэтому между ними существует воздушное пространство, заполненное расплавленным металлом. [18] [12]

Измерение и шаблоны [ править ]

Во-первых, профиль раструба рассчитывается в соответствии с точными спецификациями, чтобы гарантировать его правильную настройку. Для придания формовочной формы глине используются два деревянных шаблона, которые называются «полосатыми досками». Один соответствует размерам внешнего колокола (называемого футляром или колпаком); другой совпадает с внутренним колоколом (называемым сердечником). [12] Обычно эти доски представляют собой профили заготовок, которые были разработаны эмпирически и расчетным путем для каждого размера раструба.

Отливки для колоколов в музее колоколов (Glockenmuseum) в Гешере , Германия. Хорошо видны деревянные полоски, которые представляют собой вращающиеся шаблоны для обеспечения правильных профилей форм.

Изготовление формы [ править ]

Точную модель внутренней поверхности колокола построена на опорной плите с использованием пористых материалов , таких как кокс , камень или кирпич . Затем его сначала засыпают песком или суглинком (иногда смешивают с соломой и конским навозом) и глиной, чтобы получился гладкий профиль. Этому придают профиль с помощью внутренней поперечной доски. Он также известен как «ложный колокольчик» и затем сушится в печи при мягком нагревании. Затем ложный колокол покрывают расплавленным воском, а фигуры и надписи , также сделанные из воска, наносят сверху вручную. Ложные колокола закрашиваются с тремя слоями огнестойкой глины , а затем заключены в сталоблицовка мантии. Пустое пространство между ложным колоколом и мантией заполняется цементом и оставляется для затвердевания перед снятием мантии. Ложный колокол отколот от внутреннего ядра, чтобы оставить воск и цемент. Любые остатки ложного колокола удаляются паяльной лампой. Затем форму ставят над коксовым огнем, чтобы расплавить оставшийся воск и испарить накопившуюся воду. [12]

Вместо использования стальной оболочки и цемента внутренняя и внешняя формы также могут быть полностью изготовлены из суглинка. В этом случае формы обычно строятся наизнанку - сначала внутренняя форма поверх кокса, камня или кирпича, затем ложный колокол, включающий восковые украшения, как указано выше, и, наконец, внешняя форма с добавленным железным кольцом и волокном ( например конопля) подкрепления. На этом этапе вставляется стальная скоба , на которой будет висеть тарелка. Разделительные агенты используются для предотвращения слишком плотного прилипания ложного колокола к обеим формам. Наконец, после подъема внешней формы ложный колокол может быть разрушен, а внешняя форма снова опущена на внутреннюю форму, готовая к отливке. [19] [20] [12]

Метод «ложного звонка». На сердцевине - глиняный фальшивый колокольчик, сделанный из мелкозернистой доски. Ризель (вверху) вылеплен вокруг фальшивого колокола, чтобы получить его отпечаток. Затем поднимается рама, чтобы удалить фальшивый колокол, как показано здесь. Затем крышка опускается обратно на активную зону, и расплавленный металл заполняет образовавшуюся пустоту.

Заливка металла [ править ]

Внешний колпак в крышке или мантии опускается над внутренней формой, и они зажимаются вместе, оставляя между ними пространство, которое заполняет расплавленный металл. Полная форма иногда находится в литейной яме, которая стабилизирует ее и обеспечивает более медленное охлаждение, или над землей на открытом воздухе, в зависимости от традиций литейного производства. [21]

Сырье из меди и олова плавится в печи до тех пор, пока они не станут жидкими при температуре примерно 1100 ° C (2010 ° F). Часто добавляется металлолом из старых колоколов, особенно если отливаемый колокол заменяет существующий колокол, который фактически перерабатывается.

Жидкий металл снимается для удаления примесей, затем выливается в изложницу с помощью наклонного ковша, подвешенного на кране. [19] Когда металл входит в форму, отверстия в верхней части кожуха обеспечивают выход газов, в противном случае существует риск, что колпак будет пористым и подверженным растрескиванию. [12] Пористость может также развиться, если форма влажная, или не имеет надлежащей температуры, или металл при заливке недостаточно горячий. Отливку дают остыть в течение нескольких дней, а большим колокольчикам может потребоваться больше недели. Маленькие колокольчики весом до 500 фунтов (230 кг) можно вынуть из форм на следующий день. [22]

Охлаждение [ править ]

После охлаждения колокола и оборудования форма, содержащая только что отлитый колокол, поднимается из ямы за выступающие цапфы корпуса колокола. Пластина сердечника не зажата и сердечник сломан. Затем колокол осторожно извлекается из футляра. На этом этапе любой оставшийся суглинок, приставший к раструбу, счищается щеткой, и отслоение (лишний металл), которое могло образоваться под краем раструба - из-за сжатия формы в присутствии горячего металла - обрезается. На этом процесс литья завершен. [23]

Тюнинг [ править ]

Основная статья: Заметка о забастовке

Колокола отливаются с определенными профилями, которые были усовершенствованы в начале 20-го века, чтобы гарантировать, что они могут быть гармонично настроены путем удаления небольшого количества металла для регулировки их гармоник. Для кариллиона или английского кольца из полных колоколов ударная нота каждого колокола должна согласовываться с диатонической гаммой других, а для того, чтобы гармоники каждого колокола были настроены так, чтобы гармонировать с его ударной нотой. Поскольку на ударную ноту колокола незначительно влияют его гармоники, это может быть итеративный процесс. Для получения среднего шага шкалы производится первоначальная оценка, поскольку это зависит от допусков на литье. Из-за этого компромисса большие колокола не всегда настраиваются на концертную высоту звука .

На протяжении веков много экспериментов и испытаний было посвящено определению точной формы, которая позволила бы получить наилучший тон. В первые дни открытия колоколов профилировали колокольчики эмпирическими методами, а внутреннюю часть колокольчика или край губы откололи, чтобы отрегулировать настройку после литья. [24] С изобретением современного металлообрабатывающего оборудования это было более точно сделано с помощью вертикального настроечного станка, который мог удалять металл в любом месте выше пояса колокола, что позволяло настраивать различные гармоники и надежно вводить гармоническую настройку. в производственный процесс.

Металл можно удалить только в процессе настройки; это не может быть добавлено. Поэтому колокол отливают с немного более толстым профилем, чем это необходимо для гармонической настройки. Чтобы настроить колокол, его помещают на вертикальный настроечный станок, и металл удаляется режущим инструментом по мере его вращения. Настройщик звонка должен быть высококвалифицированным и раньше использовал камертоны для настройки; Теперь это делается с помощью электроники, но по-прежнему требуется большой ручной труд при использовании режущего инструмента. Только так можно гармонично настроить колокольчики.

Самые сильные гармоники колокола настроены на октавные интервалы ниже номинальной ноты, но и другие ноты также должны быть приведены в правильное соотношение. [25] В общем, чем меньше колокол, тем выше высота звука , при этом частота звука колокола зависит от квадрата его толщины и обратно пропорциональна его диаметру. [15] Толщина церковного колокола в самой толстой части («звуковой лук») обычно составляет одну тринадцатую его диаметра. [8]

Если колокол монтируется литым, без какой-либо настройки, он называется «девичий звонок». Так обрабатываются и отливаются русские колокола для определенного тона. [8]

Рисунок колокола в разрезе, показывающий колотушку и внутреннюю часть. Виден профиль толщины раструба, он наиболее толстый у звуковой дуги около дна (выступа).

Установка трещотки [ править ]

Предпочтительным материалом для колокольчика было кованое железо, но из-за того, что его больше нельзя получить, в настоящее время используются колпачки из чугуна. [26] [27] Клапер или язычок производятся тем же способом, что и колокол. Особое внимание уделяется тому, чтобы забросить колотушку надлежащего веса, так как слишком легкая колотушка не будет воспроизводить истинный звук колокола, а тяжелая колотушка может вызвать треск колокола. [12] Отверстия просверлены в верхней части колокола, и хлопушка прикреплена к внутренней части колокола либо металлическим звеном, либо кожаным ремешком. Наконец, колокол установлен в башне. [8]

См. Также [ править ]

  • Бенджамин Хэнкс (1755–1824), ювелир, мастер по изготовлению инструментов и первый производитель бронзовых пушек и церковных колоколов в Америке. [28]
  • Leamy Acoustic Art

Ссылки [ править ]

  1. ↑ a b Falkenhausen (1994), 132, Приложение I, стр. 329, 342.
  2. ↑ Лотар фон Фалькенхаузен (1993). Подвешенная музыка: колокольчики в культуре Китая бронзового века . Калифорнийский университет Press. п. 132. ISBN 978-0-520-07378-4. Проверено 8 февраля 2013 года . Похоже, что в Китае были произведены самые ранние колокола где-либо в мире ... самые ранние металлические колокола, возможно, были получены из прототипов гончарных изделий, которые, по-видимому, восходят к позднему этапу культуры Ян-Шао (начало третьего тысячелетия до нашей эры).
  3. ^ а б в г д Дженнингс 1988 , стр. 3.
  4. ^ a b «Книга дней: сборник популярных древностей в связи с календарем, включая анекдоты, биографию и историю, диковинки литературы и странности человеческой жизни и характера, Том 1» . У. и Р. Чемберс. 1863: 301 . Проверено 27 марта 2011 года . Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  5. ^ Лакстон, Уильям (1841). «Журнал инженера-строителя и архитектора, том 4» . Опубликовано для владельца, Фредерика Уильяма Лакстона, Джоном Ноттом: 376 . Проверено 27 марта 2011 года . Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  6. ^ a b Дженнингс 1988 , стр. 4.
  7. ^ a b c Haddy, S .; Стармер, WW (1918). "Bell Casting" . Музыкальные времена . Мюзикл Таймсы Публикация ООО 59 (901): 113. DOI : 10,2307 / 909589 . JSTOR 909589 . 
  8. ^ a b c d e f g Джон Бернетт. "Благовест колокола - как делают колокола" . Благовест Колокола . Проверено 27 марта 2011 года .
  9. Перейти ↑ Coleman 1928 , p. 59.
  10. ^ "металлический колокол" . Энциклопедия Britannica Online . Британская энциклопедия . Проверено 27 марта 2011 года .
  11. ^ a b c Джонстон 1986 .
  12. ^ a b c d e f g h i "Как делается колокол" . Как производятся продукты: Том 2 . Advameg Inc. 2010 . Проверено 27 марта 2011 года .
  13. ^ Джон Бернетт. "Колокола Благовеста - три самых больших колокола мира" . Благовест Колокола . Проверено 27 марта 2011 года .
  14. ^ Билл Хибберт (2001). "Звук колоколов: каталог Mears и Stainbank примерно 1920 года" . Проверено 27 марта 2011 года .
  15. ^ a b c d e Starmer 1901 , стр. 29.
  16. Перейти ↑ Jennings 1988 , p. 8.
  17. ^ Стармер, WW (1916). "Большой колокол Москвы". Музыкальные времена . Musical Times Publications Ltd. 57 (884): 441–442. DOI : 10.2307 / 910209 . JSTOR 910209 . 
  18. Перейти ↑ Jennings 1988 , p. 10.
  19. ^ a b Майвальд, Армин (1991). «Глок». Die Sendung mit der Maus (на немецком языке). ARD . WDR .
  20. ^ "Колокол-Основание". Архитектор . Лондон: Гилберт Вуд и компания XI : 132. 7 марта 1874 г.
  21. Перейти ↑ Jennings 1988 , p. 11.
  22. Перейти ↑ Coleman 1928 , p. 68.
  23. Перейти ↑ Jennings 1988 , p. 15.
  24. ^ Стармер 1901 , стр. 30.
  25. Перейти ↑ Jennings 1988 , p. 21.
  26. ^ Россинг, Томас (2000). "Церковные колокола и карильонские колокола". Наука о ударных инструментах . Сингапур: Мировая научная. п. 143. ISBN. 9810241593.
  27. ^ "Тейлорские деревянные ножницы с древком" (PDF) . Тейлор Eayre & Smith Ltd . Проверено 5 октября, 2020 .
  28. ^ Скиннер, Чарльз. «Отливка колокола в Трое» . Онлайн-музей Менили Белл . Архивировано из оригинала на 30 июня 2014 года . Проверено 12 июля 2013 года .

Цитированная литература [ править ]

  • Коулман, Сатис Наррона (1928). Колокола, их история, легенды, изготовление и использование . Rand, McNally & Company. ISBN 978-1-4047-9112-1. Проверено 8 сентября 2012 года .
  • Джонстон, Рон (1986). Звонок: английское искусство звона перемен . Великобритания: Викинг. С.  40–41 . ISBN 0-670-80176-3.
  • Дженнингс, Тревор С. (1988). Звонок . Принцы Рисборо, Англия: Шир. ISBN 0-85263-911-2.
  • Милхэм, Уиллис Исбистер (1945). Время и хронометристы: включая историю, конструкцию, уход и точность часов . Компания Macmillan. С. 313–318. ISBN 0-7808-0008-7.
  • Стармер, WW (1901). «Колокола и звонки» . Материалы Музыкального общества, 28-я сессия . Taylor & Francis, Ltd. от имени Королевской музыкальной ассоциации. 28 : 25–44. DOI : 10.1093 / jrma / 28.1.25 . JSTOR  765451 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Видео, объясняющее настройку колокольчика
  • Видео отливки, настройки и установки 23-тонного лондонского олимпийского колокола.