Zvon (staroslovanské klakol) nebo kampan (staroslovanské kampan, řecky Καμπάνα) je bicí hudební a signální nástroj sestávající z duté kopule (zdroje zvuku) a klapačky zavěšené podél osy kopule, která při úderu o kopuli vydává zvuk. Zvon může viset nebo být upevněn na kyvném podstavci s okraji kopule směřujícími nahoru; v závislosti na provedení se zvuk vytváří kyvným pohybem buď kopule (nebo spíše podstavce, na které je upevněna), nebo klapačky. V západní Evropě se kopule častěji kyvá, v Rusku klapačka, která umožňuje vytváření extrémně velkých zvonů (carský zvon). Známé jsou i zvony bez klapačky, do kterých se udeří zvenčí kovovým nebo dřevěným kladívkem. Zvony se obvykle vyrábějí z tzv. zvonového bronzu, méně často ze železa, litiny, stříbra, kamene, terakoty, a dokonce i ze skla. Věda, která studuje zvony, se nazývá kampanologie (z latinského campana – zvon a z λόγος – učení, věda).
Použití zvonků
V dnešní době se zvony hojně používají k náboženským účelům (svolání věřících k modlitbě, vyjádření slavnostních okamžiků bohoslužby), v hudbě, jako signalizační zařízení v námořnictvu (rynda), ve venkovských oblastech se malé zvony věší na krk velkého dobytka, malé zvony se často používají k dekorativním účelům. Známé je použití zvonů k společensko-politickým účelům (jako poplach, k svolání občanů na schůzi (veče)).
Příběh
Historie zvonu sahá více než 4000 let do minulosti. Nejstarší nalezené zvony (2000.–XNUMX. století před naším letopočtem) byly malé velikosti a byly vyrobeny v Číně. V Číně také vytvořili první hudební nástroj vyrobený z několika desítek zvonů. V Evropě se podobný hudební nástroj (zvonkohra) objevil téměř o XNUMX let později.
Nejstarší známý zvon ve Starém světě je asyrský zvon v Britském muzeu, pocházející z 9. století před naším letopočtem. E.
V Evropě raní křesťané považovali zvony za typicky pohanské předměty. Příznačná je v tomto ohledu legenda spojená s jedním z nejstarších zvonů v Německu, pojmenovaným „Saufang“ („Kořist prasete“). Podle této pověsti tento zvon vyhrabala prasata z bahna. Když byl vyčištěn a pověšen ve zvonici, odhalil svou „pohanskou povahu“ a nezazvonil, dokud nebyl biskupem vysvěcen. „Bezbožná“ jména zvonů však nemusí nutně naznačovat jejich negativní duchovní podstatu: často mluvíme výhradně o hudebních chybách (například na slavné Rostovské zvonici jsou zvony zvané „Koza“ a „Beran“, tak pojmenované pro jejich ostrý „bručivý“ zvuk, a naopak na zvonici Ivana Velikého se jeden ze zvonů nazývá „Labuť“ pro svůj vysoký, čistý zvuk). Ve středověké křesťanské Evropě byl kostelní zvon hlasem církve. Zvony často obsahovaly citáty z Písma svatého a také symbolickou triádu – „Vivos voco. Mortuos plango. Fulgura frango“ („Volám živé. Oplakávám mrtvé. Krotím blesk“). Podobu zvonu k osobě vyjadřují názvy částí zvonu (jazyk, tělo, ret, uši). V Itálii je dodnes zachován zvyk „křtít zvon“ (odpovídající pravoslavnému svěcení zvonu).
Víra, že údery na zvonek, ruční zvonek nebo buben se mohou zbavit zlých duchů, je vlastní většině starověkých náboženství, z nichž zvonění zvonů „přišlo“ na Rus. Zvonění zvonů, obvykle kravských zvonků, a někdy i obyčejných pánví, kotlů nebo jiného kuchyňského náčiní, podle starověkých přesvědčení rozšířených v různých oblastech planety chránilo nejen před zlými duchy, ale také před nepřízní počasí, dravými zvířaty, hlodavci, hady a další havětí a vyhánělo nemoci. Dodnes se to zachovalo u šamanů, šintoistů a buddhistů, jejichž bohoslužby si nelze bez tamburín, ručních zvonků a zvonků představit. Používání zvonění k rituálním a magickým účelům má tedy kořeny v dávné minulosti a je charakteristické pro mnoho primitivních kultů.
Struktura zvonu
Zvon je bicí hudební nástroj se samostatným tělesem, řadící se do kategorie bicích idiofonů. Skládá se ze dvou částí: samotného zvonu a bicího mechanismu (jazyk, kladívko), které společně vytvářejí jedinečný zvuk, jenž se od všech ostatních bicích nástrojů odlišuje šířkou spektra, zabarvením a trváním zvuku. Svůj fenomén v ruské kultuře získal díky svému použití při zvonění kostelních zvonů. Proto se jeho hlavními funkčními vlastnostmi stala síla zvuku, eufonie a melodičnost.
Drážkovaný zvon od E. Danilova
Konstrukce zvonu je založena na kombinaci optimalizace a kompromisu takových faktorů, jako jsou vlastnosti vysoce cíničitého bronzu, profil zvonu, technologie jeho odlévání, finální zpracování a volba jazyka, a to při splnění estetických vlastností, jako je především umělecké provedení, soulad hlavního tónu s danou notou, eufonie a doba znění.
Pokud jde o tvar zvonu, zaprvé se ukázalo, že jeho profil je s vysokou přesností aproximován logaritmickou spirálou; zadruhé, že tvar zvonu je založen na rovnoramenném trojúhelníku se stranami úměrnými zlatému řezu (obrázek níže).
d – Horní průměr
H – Výška zvonu s korunou
h – Výška zvonu bez koruny
m – Modul (tloušťka bitvy)
Základní konstrukční jednotkou je modul, který spojuje všechny rozměry zvonu do pevného systému proporcí a jehož velikost se rovná tloušťce jeho stěny v úderové části. Tento systém proporcí, založený na vlastnostech logaritmické spirály a „zlatého“ trojúhelníku, určuje akustické charakteristiky tónu zvonu. Shodné proporce tedy znamenají stejný zvukový obraz bez ohledu na absolutní rozměry a umožňují nám určit váhu zvonů, které tvoří dané hudební intervaly.
Neméně důležitý je kov, ze kterého je zvon odlitý. Zvony se neodlévají z čistého kovu, ale ze slitiny složené z několika kovů (tzv. intermetalická sloučenina). Standardní slitinou pro odlévání zvonů je měděnocínový bronz. Volbou procentuálního poměru mědi a cínu ve slitině je možné získat slitinu pro zvony s jedinečnými akustickými vlastnostmi – vysokou mechanickou elasticitou s nízkým útlumem zvuku.
Jak ukazuje praxe, 17-22 % Cín ve slitině odpovídá starým doporučením pro „zvonový bronz“. Obsah cínu pod spodní hranicí zhoršuje akustické vlastnosti, ale zvyšuje plasticitu bronzu. Zvon vyrobený ze slitiny obsahující cín nad 22 %, Zní to čistěji, ale velmi křehce.
Kromě „zvonového bronzu“ se k odlévání zvonu používá litina nebo ocel. Akustické vlastnosti takového zvonu však nejsou vysoké (zvuk je tupý a rychle doznívá). Ostrý zvuk ocelového zvonu lze změkčit použitím bronzového jazýčku.
Vlastnosti zvonového bronzu
Přidání cínu do mědi za vzniku bronzové slitiny zvyšuje tvrdost mědi, čímž se stává rezonanční a snadno tavitelnou, ale zároveň křehkou. S obsahem cínu nejvýše 25 bude mít bronz žlutočervenou barvu a zachová si viskozitu a tvárnost vlastní čisté kovové mědi. Se zvyšujícím se obsahem cínu se viskozita a tvárnost nahrazují křehkostí a barva bronzu se mění z načervenalé na ocelově šedou. Obsah cínu v bronzu by tedy neměl překročit maximální hodnotu 96. % bez rizika zhoršení vlastností slitiny.
Slitina 65 dílů mědi a 35 dílů cínu má tedy nejvyšší stupeň tvrdosti, ale zároveň je křehká. Pak se zvýšením obsahu cínu ve slitině na 50 %, Slitina měkne a svými vlastnostmi se blíží kovovému cínu.
Bronz na vzduchu oxiduje rychleji než kovová měď a pokrývá se nazelenalým oxidickým povlakem. Všechny starověké bronzové sochy a další předměty odlité z této slitiny, objevené v zemi jako archeologické nálezy, jsou takovým povlakem pokryty.
Kromě hlavních složek mědi a cínu mohou bronzové odlitky vždy obsahovat další nečistoty, a to buď v důsledku nedostatečného čištění surovin použitých k přetavování, nebo zaváděné do slitiny za účelem dosažení zvláštních vlastností a především za účelem jejího zlevnění. Mezi takové nečistoty patří: železo, mangan, nikl, olovo, zinek, fosfor, arsen, síra a antimon.
Přidání zinku do bronzu dodává slitině červený, nažloutlý odstín. Zinek v malých dávkách, až do 2, smíchaný s bronzem, působí příznivě, zvyšuje schopnost bronzu jasně vyplňovat tvary a snižuje sklon k tvorbě dutin. Při obsahu zinku vyšším než je obvyklé ztrácí bronz své inherentní vlastnosti a dodává kovu charakter mosazi.
Olovo zhoršuje fyzikální vlastnosti bronzu a železo zvyšuje tvrdost a zvyšuje bod tání, ale pomáhá získat vysoce kvalitní odlitky.
Nikl zvyšuje tvrdost a snižuje viskozitu bronzu.
Příměsi arsenu, antimonu, síry a fosforu, a to i v nejmenších dávkách, způsobují křehkost bronzu, a proto by neměly být povoleny.
Bez ohledu na složení slitiny závisí získání dobrých odlitků také na způsobu, jakým se s kovem zachází během tavení a lití do forem, a také na fyzikálních změnách, které proběhnou ve slitině nalité do formy.
Kvalita odlitků do značné míry závisí na rychlosti ochlazování kovu ve formě. Při rychlém ochlazování kovu bude mít odlitek jemnozrnnou strukturu, která slouží jako znak pevnosti a hustoty slitiny. Pokud se tedy pro odlévání použije kovová forma, může se bronz více přehřát než při odlévání do suchých hliněných forem.
Kovové formy, které mají větší tepelnou vodivost, rychle ochlazují kov a nedovolují, aby se slitina rozpadla na jednotlivé části. Masivní forma s velkým přehřátím kovu není schopna tomuto nežádoucímu jevu zabránit.
Smrštění bronzu je větší než u litiny a téměř stejné jako u oceli. Pokud jde o opatření, která je třeba přijmout proti velkému smrštění, jsou stejná jako při odlévání litiny a oceli.
K produkci uvolněných a nečistých odlitků může docházet v důsledku chemických reakcí probíhajících ve slitině během jejího přetavování a chlazení. Při přetavování mědi a cínu tedy cín, který má větší afinitu ke kyslíku, vyhoří rychleji než měď. Proto je při skládání slitiny nutné použít podstatně více cínu, než je uvedeno v teoretických výpočtech.
Bronz v roztaveném stavu má tu vlastnost, že absorbuje značné množství kyslíku a při chlazení ho opět uvolňuje. Při rychlém ochlazování odlitku získá slitina hustou konzistenci, v důsledku čehož jím nemohou prorazit kyslíkové bublinky a opustit formu a vzniká mnoho drobných dutin. Proto je nutné chránit bronz před působením kyslíku jak během odlévání, tak i během chlazení, a to posypáním roztaveného kovu uhelným práškem.
Protože cín oxiduje rychleji než měď, při výrobě bronzové slitiny se měď nejprve roztaví a když je zcela zkapalněna, vhozí se do cínové lázně, přičemž se snažíme co nejvíce zvýšit teplotu lázně, aby se slitina udržela ve velmi tekutém stavu, což podporuje bližší promíchání obou kovů.
Rychlost tavení do jisté míry snižuje možnost oxidace kovů, tj. jejich vyhoření. Proto musí být tavicí pece uspořádány tak, aby slitinu co nejkratší dobu ohřály na požadovanou teplotu. Přesto i přes veškerá opatření není možné oxidaci kovů během přetavování zcela zabránit (vyhoření může být od 4 do 10 %).
Zvonářský bronz obsahuje 80 dílů mědi a 20 dílů cínu. Musí splňovat následující požadavky: při úderu vydávat plný a jasný zvuk a mít značnou pevnost a pružnost. Dobrý zvonářský kov se vyznačuje hustým, jemnozrnným lomem, šedobílé barvy.
Technologie výroby zvonů
V současné době existuje několik technologií výroby zvonů, které řemeslníci používají v závislosti na různých faktorech (osobní preference, materiální a technická základna dílny atd.). Jedna věc je pozoruhodná: absolutně všechny zvony odlévané dnes jsou tak či onak vyrobeny tradičními technologiemi, které byly ověřeny staletími. Navzdory skutečnosti, že žijeme v době high-tech, ne všechno lze vyrobit s použitím nejmodernějšího vybavení. Například někteří moderní mistři odlévání zvonů se kdysi pokusili odlévat zvony moderní metodou – litím kovu do formovací hlíny. Tvar zvonů se ukázal být téměř dokonalý, ale zvuk ztratil svou původní sílu.
Odlévání zvonů se však provádí za použití pokročilých technologických postupů a moderních materiálů.
Mnoho ruských sléváren zvonů používá k výrobě forem směsi vytvrzované za studena s vysoce žáruvzdornými plnivy. Konvexní dekorace a nápisy na vnější straně zvonů se vyrábějí pomocí voskovitých materiálů. Malé zvony o hmotnosti několika kilogramů se vyrábějí odléváním pomocí modelů ztraceného vosku nebo v keramických masivních formách s ethylsilikátovým pojivem.
Hlavním materiálem pro formování je mletý křemen z lomu na hoře Chrustalnaja u Jekatěrinburgu, dodávaný ve třech frakcích: prach (méně než 0,2 mm), zrno (3 mm) a písek (0,6-40 mm). Pojivem pro výrobu forem je vysoce kvalitní stavební sádra, ručně míchaná pro pracovní plochy a betonářkou pro plnění. Obohacený hrubý písek z místního ložiska se také používá k plnění velkých forem. Tyče jsou vyrobeny ze směsi tvrdnoucí za studena na stejném křemenném podkladu. Modely (falešné zvony) se válcují na šablonách ze stejné stavební sádry a pravidelně se aktualizují. Pro malé (do 3 kg) zvony se stálé modely vyrábějí z litiny. Tavitelným materiálem pro modely je vosk z tavených dohozů svíček, zakoupených v kostelech. Hlavní práce je organizována tak, že tým formovačů připraví týdně 7 až 1,5 forem na přibližně 2-90 tuny použitelného produktu podle plánu sestaveného v pořadí priorit zákazníků. Formy se následující týden suší a v pátek se odlévají. V pondělí se zvony vyklepávají a odesílají k ořezávání a čištění, odkud se do konce týdne uvolňují. Výrobní cyklus zvonů od 1140 do 3 kg je tedy 100 týdny, přičemž cykly tří po sobě jdoucích šarží se překrývají a výstup použitelného produktu se provádí týdně v množství poslední taveniny. Odlévání malých zvonů se provádí denně ze 150 nebo 2,7 kg kelímků. Zvony od 9 do XNUMX tun procházejí svým cyklem souběžně s hlavními, aniž by byl narušen týdenní harmonogram, k čemuž se používá samostatná sušárna.
Vsázkové materiály se nakupují od místních podniků. Aby se předešlo problémům s vodíkem a z důvodu úspory se k přípravě slitiny místo katodové mědi používá vysoce kvalitní měděný šrot A 1—1 v kusech nebo brikety z žíhaného drátu o tloušťce ne větší než 4 mm. Cín se používá jak z novosibirského závodu, tak i z Číny a Peru. Slitina se deoxiduje fosforovou mědí a konečná rafinace se provádí argonem. Zvony se čistí ručně pneumatickým nástrojem, pískem a vlasovými kartáči.
Postup výroby zvonu je následující:
- Zpočátku je navržen profil zvonu, mimochodem, řemeslníci považují tuto práci za nejobtížnější.
- Pak se začíná s výrobou vybavení – kruhu (deska s kolmou tyčí) a šablony (druh dřeva, který opakuje profil zvonu).
- Pomocí kruhu se vyrobí figurína, která opakuje vnitřní profil zvonu.
- Opět se pomocí kruhu na figurínu nanese „falešný zvon“ vrstvou vosku, jehož část je, jak je uvedeno výše, odebrána z nedopalků svíček z kostela.
- Z falešného zvonu se vyrobí pouzdro. Po zaschnutí se z něj roztaví vosk, forma se rozebere a pouzdro se opracuje zevnitř.
- Dále se díly formy připevní k formě zvonové koruny, potáhnou se a suší. V této době se v jedné nebo více pecích připravuje zvonový bronz. Vyrábí se pomocí složité technologie, která vyžaduje neustálou pozornost. Například mistr musí sledovat plamen uvnitř pece a jeho teplotu po dobu asi 5 hodin. Jakmile je dosaženo bodu tání mědi (1083 °C), teplota pece se rychle zvýší na 1300 °C a přidá se určité množství cínu. Výsledná slitina se smíchá a ochladí na 1080 °C. Poté se výsledná směs nalije do formy systémem žlabů.
- Poté, co výsledná forma vychladne na pokojovou teplotu, se rozebere, čímž se získá odlitek, který se očistí od připálených částic formy a vyleští se, aby se dosáhlo požadovaného vzhledu.
Povrchová úprava zvonů se provádí ručně, bez použití různých strojů a jiného složitého technologického zařízení. Povrch zvonu je konečně upraven tvrdým, měkkým čištěním a leštěním. Jazýčky zvonů jsou odlévány z oceli. Každý jazyk má profil (tvar) shodný s jazyky starověkých zvonů.
Pak se na zvon připevní jazýček a začíná práce, která určuje kvalitu zvonu. Je třeba poznamenat, že „řezání“ zvonů, aby se jim dal správný zvuk, se v profesionálním prostředí mistrů nepraktikuje. Počet zvonů, které zvonaři odmítli kvůli sebemenším disonancím, je nevyčíslitelný.
Technologie výroby smyčcových zvonů
