Wiatrownice tonowe nazywane są również wiatrownicami poprzecznymi.(BO) Nazwy te wiążą się bezpośrednio z konstrukcją wiatrownicy, w której kanały (przegrody tonowe) rozprowadzające sprężone powietrze do piszczałek, mają poprzeczny, tonowy układ.(BO)
Wiatrownica tonowa (we wszystkich jej odmianach) składa się z dwóch podstawowych części: niepodzielonej komory wiatrowej (OPdU) (zwanej również kanałem wiatrowym lub kanałem klapowym (STZ)) oraz części, która podzielona jest na przegrody.
Pierwsza z wymienionych części - komora wiatrowa - jest zbiornikiem sprężonego powietrza, dostarczanego z miechów za pośrednictwem odpowiednich kanałów. Komora wiatrowa jest zbiornikiem przebiegającym wzdłuż całej wiatrownicy i nie jest ona podzielona (nie występują w niej przegrody). Oczywiście komora wiatrowa jest szczelnym, zamkniętym zbiornikiem połączonym odpowiednimi kanałami z miechem, jednak na tym uproszczonym rysunku nie uwzględniono wszystkich ścianek komory, ani kanałów doprowadzających powietrze.
Komora wiatrowa przykryta jest od góry płytą, w której znajdują się otwory zamknięte przez umieszczone od spodu tej płyty (a więc wewnątrz komory wiatrowej) wentyle. Właśnie ta płyta jest jednocześnie podstawą drugiej części wiatrownicy - części podzielonej na przegrody. Przegrody te nazywane są przegrodami tonowymi (OPdU), przegrodami klawiszowymi (IiA) lub kancelami (OKOK). W tego typu wiatrownicach występują najczęściej wentyle klapowe (patrz fotografia) i dlatego w większości przypadków, jednym z członów nazwy takiej wiatrownicy jest słowo "klapowa" (wiatrownica).
Sprężone powietrze wypełniające komorę wiatrową może przedostać się do poszczególnych przegród tonowych przez otwory znajdujące się w płycie oddzielającej komorę wiatrową od górnej części wiatrownicy. Dzieje się to po uchyleniu odpowiedniego wentyla. W chwili gdy żaden z klawiszy nie jest naciśnięty, dociskane przez sprężyny wentyle zakrywają wszystkie otwory, uniemożliwiając przedostanie się sprężonego powietrza z komory wiatrowej do poszczególnych przegród tonowych a tym samym do odpowiednich piszczałek.
Przegrody tonowe mają poprzeczny układ, co wyraźnie widać na poniższej animacji. Część wiatrownicy podzielona na przegrody tonowe wraz z wentylami służy do rozdzielania powietrza poszczególnym piszczałkom.
Przyjrzyjmy się bliżej samym wentylom.
Najczęściej stosowany sposób montowania wentyli klapowych ilustruje poniższy przekrój poprzeczny.
Wykonane z drewna klapy (uszczelniane skórą lub filcem), mocowane są w komorze wiatrowej za pomocą specjalnych bolców stabilizacyjnych, które zapobiegają przesuwaniu się wentyli na boki. Zastosowanie bolców do mocowania klap ułatwia wszelkie prace związane z konserwacją, naprawą lub wymianą wentyli. Klapy nie są umocowane w wiatrownicy na stałe i aby je wyjąć nie jest konieczne rozbieranie całej wiatrownicy; wystarczy zdjęcie jednej z pokryw komory wiatrowej oraz usunięcie sprężyny dociskającej wentyl.
Sprężyna (ilustracja po lewej) jest elementem, który wspomaga działanie wentyla; jeden jej koniec wspiera się na specjalnej listwie oporowej, drugi natomiast dociska klapę do odpowiedniego otworu. Zakładanie oraz wyjmowanie sprężyn dociskających wentyle odbywa się najczęściej za pomocą specjalnych narzędzi.
Wentyle poruszane są przez trakturę gry organów. Do łączenia wentyli z trakturą wykorzystywane są różnego rodzaju (najczęściej metalowe - patrz ilustracja po prawej stronie) elementy; często z dodatkowymi przegubami.
Zdjęcie obok przedstawia widok wnętrza komory wiatrowej z wentylami klapowymi, dociśniętymi do otworów w górnej pokrywie za pomocą sprężyn i stabilizowanych poprzez bolce.
Klapy na tej ilustracji nie zostały jeszcze połączone ze sterującą ich pracą trakturą.
Podobne, ale już kompletne rozwiązanie przedstawia zdjęcie poniżej. Oprócz samych wentyli, bolców stabilizacyjnych (o nieco innej konstrukcji) i sprężyn, wyraźnie widać druty, które wyprowadzone są poza komorę wiatrową, a które łączą klapy z trakturą znajdującą się poniżej wiatrownicy.
Ponieważ komora wiatrowa (w niej znajdują się wentyle) w normalnych warunkach jest szczelnie zamknięta i wypełniona sprężonym powietrzem, konieczne jest specjalne uszczelnienie wszystkich miejsc, przez które powietrze mogłoby się w niekontrolowany sposób wydostawać na zewnątrz. Takimi miejscami są m.in. otwory, przez które przebiegają elementy łączące klapy z trakturą.
Aby umożliwić przeprowadzenie ruchomych elementów (drutów widocznych na zdjęciu) przez ścianę zbiornika ze sprężonym powietrzem, a jednocześnie nie pozwolić na "uciekanie" powietrza z tego zbiornika, stosuje się tzw. pulpety.
Animacja zamieszczona poniżej ilustruje budowę i zasadę działania tego elementu.
W desce (dół komory wiatrowej), przez którą przechodzi drut łączący klapę z dalszymi elementami traktury, znajduje się lejkowaty otwór. Od góry do brzegów otworu przyklejona jest membranka z miękkiej skóry (na animacji w kolorze zielonym). Membrana ta może się poruszać w pewnych granicach (góra-dół), a drut który przez nią przechodzi i jest do niej przymocowany (za pomocą małych krążków), ciągnie ją za sobą.
To jeden z najprostszych i najczęściej stosowanych rodzajów pulpetów. W praktyce można spotkać również inne rozwiązania techniczne tego elementu.
Wracając do konstrukcji całej wiatrownicy...
Górna, podzielona na przegrody tonowe część wiatrownicy jest szczelnie zamkniętym zbiornikiem. Jak widać na rysunku obok, powietrze może wydostać się z poszczególnych przegród tonowych przez otwory znajdujące się w górnej pokrywie. Właśnie nad tymi otworami będą umieszczone piszczałki poszczególnych głosów organowych. Zwróćmy teraz uwagę na sposób rozmieszczenia przykładowych kilku piszczałek różnych głosów.
Na rysunku obok przedstawiono piszczałki jednego głosu (rejestru), umieszczone nad odpowiednimi otworami w górnej pokrywie wiatrownicy. Każdy głos (tzn. piszczałki tego głosu) umieszczony jest wzdłuż wiatrownicy. Biorąc zaś pod uwagę widoczny na rysunku jeden z głosów łatwo zauważyć, że każda z piszczałek tego głosu umieszczona jest nad inną przegrodą tonową, a więc każda z nich reaguje na naciśnięcie innego klawisza. Takie rozmieszczenie piszczałek powoduje wydawanie dźwięku przez każdą z nich po przedostaniu się sprężonego powietrza do odpowiadającej jej przegrody tonowej. Dzieje się to oczywiście po naciśnięciu odpowiedniego klawisza, który z kolei powoduje uchylenie odpowiedniego wentyla, wpuszczającego powietrze do przegrody tonowej. W podobny sposób rozmieszczone są piszczałki wszystkich pozostałych głosów.
Na tym rysunku natomiast widać piszczałki różnych głosów (rejestrów); wszystkie one umieszczone są nad tą samą przegrodą tonową. Są to więc piszczałki które mogą zabrzmieć równocześnie po naciśnięciu jednego klawisza, np. wszystkie piszczałki wydające dźwięk "c". Nad kolejnymi przegrodami umieszczone są odpowiednio wszystkie piszczałki "d", następnie "e" itd... Na ogół przegród i wentyli jest tyle, ile klawiszy (jeżeli nie są przewidziane dodatkowe piszczałki funkcjonujące w połączeniach sub- i superoktawowych).
Jak łatwo zauważyć, przy takiej konstrukcji wiatrownicy nie istniałaby możliwość włączania i wyłączania poszczególnych głosów w organach. Każdorazowe naciśnięcia wybranego klawisza powodowałoby wydawanie dźwięku przez wszystkie piszczałki umieszczone nad odpowiadającą mu przegrodą tonową. Aby jednak umożliwić stosowanie różnych kombinacji rejestrowych w czasie gry na organach, wprowadzono do konstrukcji wiatrownicy dodatkowe urządzenia, których funkcją jest rozdzielanie powietrza poszczególnym głosom (rejestrom) organów (rozdział podłużny). W różnych typach wiatrownic tonowych włączanie i wyłączanie głosów organowych może się odbywać na różne sposoby. Właśnie te różne mechanizmy powodują, że część wiatrownicy znajdująca się nad przegrodami tonowymi może być bardzo różnie skonstruowana. W zależności od rodzaju mechanizmu rozdzielającego powietrze wzdłuż wiatrownicy (czyli poszczególnym głosom, rejestrom) można wyróżnić:
- wiatrownice klapowo-zasuwowe,
- wiatrownice klapowo-zaworowe,
- wiatrownice sprężynowe.
Budowę i funkcjonowanie tych wiatrownic opisano na kolejnych stronach.
Znacznie upraszczając zasadę sterowania przepływem sprężonego powietrza we wszystkich wiatrownicach tonowych (poprzecznych) można powiedzieć, że powietrze tłoczone przez miechy do piszczałek (kanałami), w pierwszej kolejności przepływa przez urządzenia rozdzielające powietrze odpowiednim tonom (wentyle tonowe), a dopiero w drugiej kolejności przez elementy zasilające tym powietrzem poszczególne rejestry (zasuwy, zawory rejestrowe).
W wiatrownicach rejestrowych (podłużnych) kolejność ta jest odwrotna.
Rozważając zalety i wady wiatrownicy tonowej warto zwrócić uwagę na fakt, że w przypadku tego typu wiatrownicy, siła jaką należy zadziałać na wentyl aby spowodować jego uchylenie nie zależy od ilości włączonych rejestrów. Siła potrzebna do otwarcia takiego wentyla musi pokonać opór sprężyny dociskającej klapę oraz opór powietrza zgromadzonego pod ciśnieniem w wiatrownicy, w której znajduje się klapa (patrz rysunki powyżej). Wartość tej siły jest więc niezależnie od ilości włączonych rejestrów, zawsze taka sama.
Wiatrownica tonowa jest typem wiatrowni o najmniejszych (w porównaniu z innymi typami wiatrownic) wymiarach. W takim przypadku uzyskuje się największą oszczędność miejsca.
Zaletą tej wiatrownicy, oprócz wspomnianego powyżej stałego ciężaru gry, jest również możliwość łatwego dostępu do wentyli i sprężyn znajdujących się w komorze wiatrowej. Nawet gdy wiatrownica umieszczona jest bardzo nisko nad podłożem, możliwa jest dość wygodna obsługa (konserwacja, naprawa) wyjmowanych wentyli oraz sprężyn. Dostęp do tych elementów uzyskuje się po zdjęciu bocznej pokrywy komory wiatrowej.
Umieszczone w górnej części wiatrownicy zasuwy rejestrowe (stosowane w wiatrownicach klapowo-zasuwowych) są elementami trwałymi i raczej nie wymagają napraw.(OPdU)
Również od strony muzycznej wiatrownice tonowe charakteryzują się wieloma zaletami. Naciśnięcie klawisza powoduje napływ sprężonego powietrza do przegrody tonowej, nad którą stoją piszczałki różnych głosów. Napływ powietrza do przegrody tonowej sterowany jest ruchem tylko jednego wentyla, a więc warunki zadęcia wszystkich piszczałek znajdujących się nad wybraną przegrodą ustalone są w jednakowy sposób. W takim przypadku więc wystarczy wyregulować jeden wentyl, który obsługuje wszystkie piszczałki (a właściwie przegrodę tonową) odpowiadające danemu klawiszowi.(OPdU) Powszechnie uważa się, że największą precyzję gry uzyskuje się w organach wyposażonych w wiatrownice tonowe w połączeniu z trakturą mechaniczną (OPdU) (więcej informacji na ten temat znajduje się w opisie traktury mechanicznej).
2001-2024 © Copyright by Konrad Zacharski
