Mechanizm młoteczkowy
Pomóż nam go sprawdzić: oceń zgłoszoną nominację.
Mechanizm młoteczkowy, mechanizm fortepianu – urządzenie mechaniczne w fortepianie, którego funkcją jest przekształcanie ruchu klawisza na dźwięk struny. Na każdy klawisz klawiatury przypada jeden zespół jedno- i dwuramiennych dźwigni, sprężyn, śrub regulacyjnych oraz filcowych amortyzatorów i tłumików, które połączone są w sposób umożliwiający uderzenie struny młoteczkiem i jego powrót do pozycji pozwalającej wykonać szybką repetycję (powtórzenia dźwięku) pomimo wciśniętego klawisza (tzw. wymyk). W pozycji spoczynkowej, mechanizm zapewnia tłumienie struny; po uderzeniu młoteczka tłumienie jest anulowane do momentu zwolnienia klawisza (powrotu do pozycji spoczynkowej)[1][2][3].
Historia
Zwiastunem wynalazku mechanizmu młoteczkowego fortepianu było urządzenie młoteczkowe zastosowane ok. 1705 przez saksońskiego muzyka Pantaleona Hebenstreita w konstrukcji cymbałów[4][5]. O jeden wiek starszy jest datowany na 1610 instrument klawiszowy z młoteczkami, nieustalonego autorstwa, który został przedstawiony na EXPO w Paryżu, w 1900[a][6][7].
Pierwszy mechanizm młoteczkowy zaprojektował i skonstruował w 1698 włoski budowniczy klawesynów Bartolomeo Cristofori dla swojego instrumentu nazwanego w 1711 gravicembalo col piano e forte[8][2][6][5]. W 1716 podobne urządzenie, ale z główką młoteczka zwróconą ku dołowi, wynalazł francuski inżynier Jean Marius[9][3][5]. Zaprezentował je Francuskiej Akademii Nauk w 1718[9][10][11]. Niezależnie od nich, podobny wynalazek opracował Christoph Gottlieb Schröter[3][11][5].
Rozmaite rozwiązania opracowywane przez kolejnych wynalazców różniły się głównie sposobem zamocowania młoteczka – w jednych był on połączony z klawiszem (mechanika wiedeńska, naciskowa, Mariusa[9]), w innych zawieszony był niezależnie (mechanika angielska, uderzeniowa, Cristoforiego[9])[8][12].
Jednym z problemów konstrukcyjnych było umożliwienie szybkiej repetycji (powtarzania dźwięku) – zwinnego powrotu młoteczka (który dotykając struny tłumi ją) do pozycji spoczynkowej. Część mechanizmu młoteczkowego realizująca to zadanie nazywa się wymykiem i opracowana została w XVIII wieku, jako tzw. wymyk pojedynczy[8][9].
Około 1780, niemiecki budowniczy instrumentów klawiszowych Johann Andreas Stein opracował udoskonalone rozwiązanie wymyku Mariusa, opierające się na mechanice młoteczka połączonego z klawiszem[8][9][13]. Mechanizm ten nazwany był niemieckim, a później – wiedeńskim[14][13]. Udoskonalanie systemu kontynuowali zięć Steina – Johann Andreas Streicher[8][9], oraz Gottfried Silbermann[9][5], którego pierwsze egzemplarze instrumentów spotkały się krytyką J.S. Bacha, ale kolejne cieszyły się powszechnym uznaniem[11].
W tym samym czasie mechanizm Cristoforiego rozwinął Holender Americus Baker, a jego pracę podjął i wymyk mechaniki uderzeniowej (angielskiej) udoskonalił szkocki budowniczy John Broadwood (zięć szwajcarskiego budowniczego fortepianów Burkata Shudiego[14])[15][9]. System angielski zaczął wtedy wypierać mechanikę wiedeńską, która nie zapewniała podobnej szybkości repetycji i siły brzmienia[9][12].
Uczeń Silbermanna Johann Zumpe skonstruował pierwowzór wymyku podwójnego – dodatkowej dźwigienki (skocznika) zatrzymującej młoteczek po uderzeniu w pobliżu struny[14]. W 1821 roku wymyk podwójny opatentował francuski budowniczy instrumentów muzycznych Sébastien Érard. Jego urządzenie uzupełnione zostało dźwignią i sprężyną, które nie pozwalają młoteczkowi gwałtownie opaść, a przytrzymują go między pozycją spoczynkową a maksymalnym wychyleniem do momentu całkowitego zwolnienia klawisza, umożliwiając wykonanie szybkiej repetycji niezwolnionym klawiszem. Ten mechanizm, nazywany angielskim, wykorzystywany jest w budownictwie fortepianowym współcześnie[15][16][14][17].
Kolejne udoskonalenia mechanizmu młoteczkowego wprowadzane były przez duże firmy produkujące fortepiany i pianina, m.in. Steinway & Sons w Nowym Jorku, Blüthner w Lipsku, C. Bechstein w Berlinie, Bösendorfer w Wiedniu[8][9] oraz Pleyel w Paryżu[18].
Budowa i zasada działania
Mechanizm angielski
| Mechanizm angielski współczesnego fortepianu[8][19][20] | ||
chwytnik/uchwytnik (15) |  | (1) struna |
Współcześnie, w budownictwie fortepianów stosuje się mechanizm angielski, który wywodzi się z patentu Francuza Sébastiena Érarda. Firmy zajmujące się budową fortepianów produkują rozmaite, różniące się szczegółami konstrukcyjnymi warianty[21]. Schemat na ilustracji przedstawia mechanizm angielski firmy Louis Renner GmbH wykorzystywany w fortepianach firmy Steinway & Sons[22].
Klawisz (3) jest dźwignią dwuramienną, której oś obrotu znajduje się w punkcie podparcia na listwie osiowej (2). W położeniu neutralnym, robocza część dźwigni klawisza (3) spoczywa na amortyzatorze (5). Naciśnięcie klawisza (3) powoduje, że przytwierdzony do niego łącznik (4) podrzuca dźwignię poziomą (6), a ta z kolei podrzuca bijnik (9). Pozycja bijnika pod bródką regulowana jest przez sprężynę (10). Bijnik uderza w bródkę młoteczka (12), który wypchnięty, uderza główką (11) w strunę (1). Podczas ruchu w górę, bijnik wyślizguje się spod bródki, a jego zaczep (7) zatrzymuje się na śrubie regulacyjnej (8) wstrzymując dalszy ruch dźwigni poziomej (6) tuż przed uderzeniem główki młoteczka w strunę. Po uderzeniu, młoteczek gwałtownie opada na chwytnik (15), a bródka (12) opiera się na znajdującej się w górnym skrajnym położeniu dźwigni repetycyjnej (13), której maksymalne wychylenie ograniczane jest śrubką repetycyjną (14). W tej pozycji mechanizm jest gotowy do wykonania repetycji, ponieważ minimalne zwolnienie klawisza (3) spowoduje powrót bijnika (9) pod bródkę (12) i możliwość wykonania kolejnego uderzenia. Jednocześnie z ruchem dźwigni mechanizmu młoteczkowego pracuje mechanizm tłumikowy – dźwignia klawiszowa (3) uderza łyżeczkę tłumika (17), która przytwierdzona jest do klawisza kontrklawiatury (16), i za pośrednictwem prętu tłumika (19) podrzuca tłumik (19)[8][19][20].
Mechanizm wiedeński
| Mechanizm wiedeński[23][24] | ||
drut łączący (11) |  | (10) klocek tłumika |
Mechanizm wiedeński, pod koniec XVIII wieku nazywany jeszcze niemieckim, jest współcześnie spotykany prawie wyłącznie w fortepianach historycznych. Z chwilą wynalezienia i opatentowania podwójnego wymyku w mechanizmie angielskim, przestał być konkurencyjny ponieważ ustępuje mu pod względem siły brzmienia, szybkości repetycji i konstrukcji[18][25][9].
Konstrukcja jest dwudźwigniowa: składa się z dwuramiennej dźwigni klawiszowej (1) oraz dwuramiennej dźwigni młoteczkowej – ramienia młoteczka (21). W pozycji spoczynkowej, krótsze ramię dźwigni młoteczkowej (21) – tzw. zaczep młoteczka (17), opiera się na wyślizgu (15) napinanym sprężyną (6); oś dźwigni młoteczkowej osadzona jest w ramionach widełek (18), których nóżka zamocowana jest trwale w dźwigni klawiszowej. Naciśnięcie klawisza powoduje wypchnięcie ramienia młoteczka (21) i uderzenie główką młoteczka (3) w strunę (7). Tuż przed uderzeniem, kolanko na dźwigni młoteczkowej (w które zazwyczaj wkręcona jest, niepokazana na rysunku, śruba regulująca) odpycha wyślizg (15), dźwignia zostaje pozbawiona podparcia i główka młoteczka (3) opada na chwytnik (2). Po zwolnieniu klawisza, zaczep młoteczka (17) powraca na swoje miejsce[23][24].
Uwagi
Przypisy
Bibliografia
- Krzysztof Baculewski et al.: Encyklopedia muzyki. Andrzej Chodkowski (red.). Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2006. ISBN 83-01-13410-0.
- Paul Brunold. Pianoforte. „Kwartalnik Muzyczny”. nr 9, s. 9–18, 1930. Kraków: PWM.
- Mieczysław Drobner: Instrumentoznawstwo i akustyka. Kraków: Polskie Wydawnictwo Muzyczne, 1997. ISBN 83-224-0469-7.
- Janusz Ekiert: Bliżej muzyki: encyklopedia. Warszawa: Muza SA, 2006. ISBN 978-83-7200-087-3.
- Stewart Pollens: Bartolomeo Cristofori and the Invention of the Piano. Cambridge: Cambridge University Press, 2017. ISBN 978-1-316-15629-2.
- Kurt Sachs: Historia instrumentów muzycznych. Stanisław Olędzki (tłum.). Warszawa: Oficyna Wydawnicza Volumen, 2005. ISBN 83-7233-036-0.
- Kazimierz Sikorski: Instrumentoznawstwo. Kraków: PWM, 1975. OCLC 750005911.