Najczęściej spotykanymi elementami traktury mechanicznej są abstrakty (cięgła), kątowniki, dźwignie, wałki obrotowe i popychacze.
Abstrakty są podstawowymi elementami traktury mechanicznej. Łączą one ze sobą wszystkie pozostałe jej składniki. Abstrakty wykonane są zazwyczaj z cienkich listewek drewnianych, do końców których mocowane są różnego rodzaju uchwyty (ilustracja poniżej (BO)), służące do łączenia ich z pozostałymi elementami traktury.
W użyciu są niemal wyłącznie drewniane abstrakty (fotografia poniżej), jednak można również spotkać abstrakty w całości wykonane z metalu.
Oprócz opisanych powyżej abstraktów, przystosowanych do przekazywania ruchu przez pociąganie, stosuje się również "cięgła sztywne", służące do przekazywania ruchu przez popychanie. Są to najczęściej drewniane wałki lub wieloboczne paliki, pośredniczące między innymi elementami traktury (ich funkcja zostanie wyjaśniona poniżej, przy opisach funkcjonowania dźwigni).
Z samych abstraktów jednak, w większości przypadków, nie udałoby się zbudować dobrze funkcjonującej traktury. Konieczne jest również stosowanie elementów, które pozwalają zmieniać kierunek ruchu (kierunek działania siły). Służą do tego dźwignie, kątowniki i wałki.
W budownictwie organowym stosuje się dźwignie jedno- i dwuramienne.
Dźwignie jednoramienne służą do przekazywania ruchu w kierunku zgodnym z kierunkiem działania siły.
Najprostszym przykładem takiego mechanizmu jest jednoramienna dźwignia wahadłowa. Dwa abstrakty przyłączone do tej dźwigni poruszają się pod wpływem siły w tym samym kierunku. Dźwignie tego rodzaju podtrzymują bardzo długie abstrakty i chronią je przed zginaniem.(BO))
Podobnie działa dźwignia przedstawiona na rysunku po prawej stronie. W tym przypadku jednak mamy do czynienia z istnieniem przekładni, która wynika z zaczepienia abstraktów w różnych odległościach od osi obrotu dźwigni. Obydwa abstrakty poruszają się w tym samym kierunku, jednak abstrakt zaczepiony bliżej osi obrotu działa na dalszy ciąg traktury z siłą większą, niż wywołująca ruch dźwigni siła przyłożona do abstraktu zaczepionego dalej od osi obrotu dźwigni (działającego na dłuższym ramieniu).
Szczególnym przypadkiem dźwigni jednoramiennej jest wałek. Punktem podparcia tej dźwigni jest oś wałka. Osie obydwu poruszających się abstraktów są równoległe, a więc w tym przypadku nie wystąpi zmiana kierunku ruchu, a jedynie równoległe przeniesienie ruchu. W związku z tym, że kierunek ruchu abstraktów pozostaje niezmieniony, wałek skrętny w takim wykonaniu nadal jest dźwignią jednoramienną. Oczywiście jeżeli długość ramion przymocowanych do wałka nie będzie równa, wówczas dźwignia będzie równocześnie przekładnią.
Drugi rodzaj dźwigni stosowanych w budownictwie organowym, to dźwignie dwuramienne.
Najbardziej oczywistym przykładem takiego urządzenia jest dźwignia dwuramienna o ramionach prostych. Taki mechanizm przekazuje ruch w kierunku przeciwnym do kierunku działania siły. Jeżeli siła działa w dół, wówczas dźwignia dwuramienna zmienia kierunek ku górze i na odwrót. Również ta dźwignia może pracować jako przekładnia, ale w takim przypadku musiałaby mieć ramiona o różnych długościach.
Możliwe jest również konstruowanie układów mechanicznych złożonych z kilku dźwigni. Układ taki przedstawiono obok. Dwie dźwignie dwuramienne złączone są końcami bezpośrednio. Zarówno abstrakt "wejściowy", jak i "wyjściowy" poruszają się w dół. Układ ten powoduje jednak przesunięcie działania siły w kierunku poziomym, na odległość równą długości złączonych dźwigni.(BO)
Obok widać również dwie dźwignie, jednak układ ten różni się od opisanego powyżej zastosowaniem palika (cięgła sztywnego) do przeniesienia ruchu między dźwigniami. Dodatkowo - zastosowane dźwignie nie są równych długości, a więc układ pełni również funkcję przekładni. Zespół ten przekazuje ruch w kierunku zgodnym z kierunkiem działania siły wejściowej i służy do omijania przeszkód wynikających z konstrukcji instrumentu.(BO)
Opisując funkcjonowanie różnych typów dźwigni należy zwrócić uwagę na fakt, że podstawową dźwignią w organach (i to bez względu na trakturę zastosowaną w instrumencie) jest klawisz. W przypadku instrumentu z trakturą mechaniczną, klawisz (pierwsza dźwignia rozpoczynającą cały zespół traktury) połączony z cięgłem lub z dźwignią jest wyjściowym zespołem mechanicznym.
Klawisz dwuramienny (będący dźwignią dwuramienną) bezpośrednio połączony z drugą dźwignią dwuramienną, stanowi przykładowy zespół mechaniczny, który przenosi ruch w kierunku zgodnym z kierunkiem działania siły na klawisz. Ruch ten jest jednak przesunięty poziomo na odległość równą długości złączonych ze sobą dźwigni.(BO)
Sprzężenie między poszczególnymi dźwigniami może być oczywiście zrealizowane za pomocą dodatkowych elementów. W rozwiązaniu przedstawionym na rysunku obok, jako element przenoszący ruch klawisza na ruch dźwigni działającej na dalsze elementy traktury wykorzystano cięgło sztywne (palik) . Również w tym przypadku kierunek ruchu abstraktu zgodny jest z kierunkiem działania siły "wejściowej". Zastosowanie takiego układu pozwala na ominięcie przeszkód (np. konstrukcji nośnej instrumentu) znajdujących się na drodze prowadzonej traktury.(BO)
Bardzo często używaną w organach odmianą dźwigni dwuramiennej jest kątownik. W tym przypadku ramiona dźwigni osadzone są pod kątem prostym. Kątownik zmienia ruch poziomy na pionowy lub odwrotnie. Kątowniki można spotkać w wielu odmianach. Mogą być wykonane z drewna lub metalu, a ich zakończenia mogą przybierać różne formy w zależności od sposobu mocowania do abstraktów.
Mimo dużej różnorodności kątowników, ich rola w trakturze zawsze jest taka sama: służą do zmiany kierunku ruchu pod kątem prostym (rysunek obok). Kątownik zamocowany jest na stałe na osi, wokół której się obraca. Do jego końców natomiast przymocowane są abstrakty, poruszające się w prostopadłych do siebie kierunkach.
Kątowniki najczęściej występują w całych grupach jako elementy przenoszące ruchy np. całego rzędu klawiszy lub sterujące rzędem wentyli itd...
Kątowniki, podobnie jak inne dźwignie, wykorzystywane są w konstukcji zespołów mechanicznych.
Animacja obok przedstawia zespół mechaniczny złożony z klawisza jednoramiennego (klawisza będącego dźwignią jednoramienną), który połączony jest przez druciane cięgno z dwuramienną dźwignią kątową i abstraktem. Układ ten zmienia kierunek działania siły z pionowej (czerwona strzałka) na poziomą przy abstrakcie.(BO))
Kolejne rozwiązanie również wykorzystuje kątownik, jednak zastosowano tutaj klawisz będący dźwignią dwuramienną, a sprzężenie między klawiszem i dwuramienną dźwignią kątową jest bezpośrenie. Zmiana kierunku działania siły jest identyczna jak w poprzednim układzie: z pionowej przy klawiszu na poziomą przy abstrakcie.(BO))
Na drodze przenoszenia ruchu z klawisza do odpowiadającego mu wentyla bardzo często można spotkać kilka kątowników. Ma to miejsce głównie w dużych instrumentach (z wieloma klawiaturami, pedałem itd.), w których wiatrownice sprzężone z poszczególnymi manuałami umieszczone są w różnych odległościach od stołu gry, w różnych kierunkach, wyżej, niżej itd... W takich przypadkach właśnie konieczna bywa wielokrotna zmiana kierunku ruchu abstraktów. Poniższe animacje przedstawiają możliwe zastosowania kątowników w budowie traktury mechanicznej (abstrakty zaznaczono schematycznie kolorem niebieskim).
Zwróćmy uwagę na funkcję klawiszy w powyższych przykładach. W pierwszym z nich klawisz pracuje jako dźwignia dwuramienna, w drugim natomiast jest dźwignią jednoramienną.
Ramiona dźwigni dwuramiennej (w tym kątownika) mogą również być osadzone na wałku skrętnym. W takim przypadku ruch przekazywany jest pod kątem prostym na odległość równą długości wałka (chodzi oczywiście o odległość między ramionami wałka).
2001-2024 © Copyright by Konrad Zacharski
