AREA I - ARTE TECNICO SCIENTIFICA (ATS)
Capitolo ATS.M01: "Struttura delle Campane da Carillon" - Pagina 02

Gli argomenti di questa pagina sono stati inseriti da Ing. Michele Cuzzoni nel 2012, aggiornati il 21/04/2016, e sono desunti dalla Bibliografia riportata a fondo pagina.

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Meccanica di movimento del Carillon: i fili di congiunzione

  

 

 

INDICE:

 

 

Il sistema di movimento "a fili"

Nel discutere il sistema di movimento delle campane da carillon a pag. K02.02 "Il Martello per il suono del Carillon", si è già accennato qualcosa riguardo al sistema con due fili.

A prima vista è un sistema abbastanza semplice, ma applicato al carillon può dare complicazioni tecniche.

Figura 01: Il sistema di connessione a fili con anello

In Figura 01 a sinistra, vi è il caso più semplice e quindi si è mostrato il caso più ideale di collegamento a filo. Il tasto della tastiera ruota attorno a un punto fisso. L’anello di congiunzione collega tre fili: uno al battaglio-pendolo,  l’altro al tasto e il terzo ad un punto fisso. Quest’ultimo è di solito applicato all’altro lato della torre e si chiama appunto punto fisso.

Premendo il tasto, l’anello centrale scende verso il basso e leggermente a destra. La conseguenza è che il battaglio ha iniziato a suonare e così la campana è percossa.

Forse si ha l’impressione che in questo sistema il batacchio si attacca alla parete dopo il tocco e quindi il suono prodotto si smorza rapidamente. In pratica ciò è diverso. Il tasto non è premuto a poco a poco, ma il batacchio è azionato con una certa velocità per cui riesce ad percuotere l’anello di battuta della campana.

Il sistema è costruito in modo che il battaglio non si possa attaccare alla parete, supponendo che anche i fili abbiano una data lunghezza calcolata con precisione. Per tale scopo, la tastiera ha un regolatore di tensione del filo attraverso una vite apposita.

Anche se questo sistema sembra molto semplice a prima vista, costituito com’è da ganci e occhielli, tuttavia non lo è se non si riflette sulla costruzione del sistema di fili.

 

Un sistema di fili, realizzato in modo che essi siano le uniche connessioni in un carillon, con un certo numero di fili conduttori fissati ad un unico punto fisso, può essere realizzato difficilmente.

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Caratteristiche del sistema a tre fili con punto fisso

La sintesi è la seguente: tutti i fili sono collegati ai battagli delle campane che devono essere regolati con sfumature omogenee dalla campana più grave all’acuta.

La distanza del battaglio è uno dei parametri per calibrare il suono.

Poiché tutti i tasti di una tastiera devono essere premuti alla stessa distanza, così sempre con la stessa profondità (vedere pag. M01.06 "La Tastiera del Carillon") si dovrebbero azionare in modo uguale gli anelli distanziatori dei fili, quando questi si devono abbassare.

La pressione che i tasti subiscono, per restare in condizione di inattività, dev’essere dal basso verso l’alto, e i tasti possono avere un congegno di correzione in modo che non sia impedita la manualità della tastiera.

Una tastiera siffatta non deve mai essere pesante.

Per pressione più alta si intende il peso massimo che si può applicare al tasto senza spostarlo verso il basso.

La pressione ridotta deve essere superiore alla pressione più alta e in conformità con determinati valori. Anche qui vale la condizione di avere una sfumatura regolare.

Sotto il termine pressione ridotta si intende il peso minimo a cui il tasto va sottoposto senza schiacciarlo.

Combinando questi quattro requisiti in passato si realizzavano tastiere di questo tipo, ed anche oggi è ancora più necessario prenderli in considerazione.

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Problematiche del sistema a tre fili con punto fisso - Un esempio emblematico

 

Torniamo alla tastiera di cui sopra.

Per seguire una delle soluzioni del passato, occorre realizzare in un carillon il sistema di fili tutti uguali tra loro in modo tale che, dato il peso decrescente man mano che si rimpiccioliscono i battagli delle campane, anche la pressione nei tasti diminuisce gradualmente. Purtroppo ciò accade solo in casi ideali.

Figura 02: Il sistema di connessione a fili con campane in riga (vista dall’alto e di fianco)

Questo sistema va bene solo quando le campane sono disposte in riga tra loro, una sopra l’altra.

Per illustrare ciò si veda la figura 02 a sinistra, dove sono disegnate 4 campane in riga tra loro. Questo disegno rappresenta prima di tutto una vista in pianta.

A sono 4 campane consecutive;

B indica la posizione del battaglio in posizione di riposo;

C il luogo in cui sono applicati gli anelli dei fili, cioè proprio sopra la tastiera da cui salgono i fili di comando;

D infine è la barra dove sono applicati i punti fissi dei fili.

Occorre notare tuttavia che non è facile trovare un punto fisso in modo semplice. In alcune torri si sono avuti grossi problemi.

E’ anche evidente dal disegno che si deve selezionare con cura la posizione della campana dove applicare il battaglio e anche il filo in modo che l’asse costituito dalla campana e dal punto fisso dei fili abbia il filo verticale in posizione corrispondente alla tastiera.

Anche se le campane appese in fila sembrano avere soddisfatto il requisito di avere i fili tutti con lo stesso rapporto, tuttavia non sono evidenti alcune piccole differenze.

Ad esempio il sistema di fili, i fili stessi e i battagli non sono certamente uguali tra loro.

Ma si possono osservare anche alcune differenze di elevazione verticale. Nella parte inferiore del disegno è visibile una vista delle campane presa dal lato destro. Lì si vede che gli angoli formati dai fili del sistema con l’anello centrale sono diversi tra loro. Il motivo è chiaro, perché per effettuare le connessioni con campane diverse, si hanno posizioni diverse per il fulcro di movimento.

 

Ciò porta a dire che i fili superiori sono più piatti di quelle inferiori. Quando si ha presente anche la situazione più ideale come campane disposte in riga col sistema a fili omogenei nel modo più approssimativo possibile, si può capire che nelle torri dove le campane sono dislocate un po’ ovunque, la ricerca dei punti fissi per applicare i fili del sistema diventa assai difficoltosa.

In questa situazione, sembra accettabile che i diversi tipi di battaglio abbiano una corsa di suono variabile per esempio tra i 2 e i 15 cm. Ciò ha per conseguenza che, in un sistema di intonazione  di questo tipo, la parità di tutte le campane è quasi inconcepibile.

Ma anche la tecnica di suono avrebbe delle conseguenze, perché più è grande il battaglio e più si fa fatica a suonarlo.

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Problematiche del sistema a tre fili con punto fisso - Una soluzione possibile: la molla

 

Figura 03: Il batacchio con la molla

La soluzione finale è la molla.

In figura 03 a sinistra, è indicato il metodo di costruzione. Nel disegno principale si vede una molla elicoidale montata dietro il battaglio.

Da un lato, essa è collegata tramite un filo al battaglio, dall’altro è connessa a un punto fisso. Il tipo di molla e la sua lunghezza determinano la pressione durante la calibrazione. L’effetto è quindi il rinforzo della connessione.

Con la regolazione di tale molla, se ne può variare la tensione in modo da poter regolare singolarmente i vari tasti della tastiera. Risultati simili si possono ottenere anche inserendo molle opportune sotto i tasti per regolarne la pressione di esercizio.

L’inconveniente di questa soluzione è che il battaglio è difficile da controllare durante i movimenti di suono. Suona soltanto con le molle della tastiera. Lo svantaggio di una molla a spirale è che quando supera una certa lunghezza, la forza della molla aumenta in modo sproporzionato, fatto che è molto fastidioso per il suonatore. Certo, la pressione torna ad aumentare, ma realizzare il caso contrario non è ammissibile.

 

Quindi si è cercata un’alternativa con una molla arrotolata in modo che non si abbia la molla a spirale.

Questa molla è visibile in vista laterale nella figura 03 soprastante.

Se si dovesse srotolare la molla si otterrebbe una striscia metallica di circa 3 cm di larghezza e lunga da 40 a 50 cm, pertanto deve essere sufficientemente lunga nel caso di carico grande in modo che la molla possa tenere il sistema equilibrato in tensione.

Questa molla ha il vantaggio che è regolabile. La molla è montata su un asse fisso. Serrando il bullone, la molla si arrotola di più ed è quindi più forte.

L’utilizzo è ancora più evidente. Il centro della molla a spirale viene tenuto fermo in posizione, mentre l’estremità è collegata al battente mediante un filo.

Va osservato infine che le molle possono essere fatte di bronzo fosforoso o di acciaio inossidabile. Si preferisce quest’ultimo materiale poiché sono realizzati in acciaio inossidabile anche tutti i collegamenti.

L’utilizzo di molle può dare tuttavia una corsa irregolare alla tastiera, ci sono anche casi in cui esse hanno un altro significato.

I battagli delle campane più acute possono ritornare in posizione iniziale molto lentamente, col risultato che il suonatore può trovarsi in difficoltà durante la suonata. Per tale ragione si installano le molle, a prescindere dal tipo di tocco della tastiera. Subito dopo il tocco, la molla agisce per fare in modo che il battaglio torni a posto immediatamente in modo che la campana possa essere utilizzata di nuovo. Così sono possibili ripetizioni molto veloci. Questo tipo di meccanismo è detto “ripetizione a molla”.

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Problematiche del sistema a tre fili con punto fisso - Un'altra soluzione possibile: collegamento con più fili

 

Si è visto che i battagli possono essere fatti più pesanti, come è vero anche il contrario, che cioè possono essere fatti più leggeri anche per campane pesanti.

Questo discorso vale anche per le molle in un discorso opposto. L’esperienza non è sempre favorevole. Solo per battagli molto pesanti le molle si applicano a tutti i sistemi di movimento.

Si può anche dubitare se i fili diventano più leggeri in modo favorevole. Il metodo più semplice si può osservare nella situazione più estrema, vale a dire quando basta un leggero tocco del tasto per produrre il suono e abbassare completamente il tasto. In questo caso però non si riescono ad ottenere le sfumature del carillon. Tutti i suonatori di carillon sono quindi d’accordo che la tastiera debba avere una certa resistenza anche se i pareri riguardo a quale misura sono divisi.

Figura 04: Sistema di fili composto con proprietà simili.

Ricapitoliamo.

La corsa dei tasti dovrebbe rimanere la stessa in tutto il carillon o con lievissime diversità.

Ma il sistema di congiunzione a fili non è sempre riuscito e quindi si utilizzano le molle che servono per pareggiare la tastiera, ma non il suono.

Infatti le corse dei batacchi rimangono diverse tra loro.

Questo stato di cose si percepisce sulla base delle esperienze esistenti, e purtroppo succede ancora.

Sarebbe meglio dire che recenti ricerche scientifiche stanno migliorando il sistema di congiunzione a fili con molla.

Quale è il caso? Si veda la figura 04 a sinistra, ove c’è il caso possibile di un batacchio collegato da più fili conduttori.

I loro punti fissi e l’anello del sistema di fili hanno posizioni diverse.

Eppure, hanno un denominatore comune chiaro, almeno per i cavi corti che non sono troppo brevi. Tutti i cavi lunghi passano dallo stesso punto sul prolungamento dell’albero del battaglio. Questo punto è denominato punto di congiunzione.

Inoltre a partire da quel punto si ha la stessa profondità nel tocco della tastiera. La ricerca indica inoltre che in tali circostanze i fili stessi forniscono alla tastiera una pressione superiore quasi uguale a quella inferiore, per cui la pressione di schiacciamento del tasto è quasi uguale a quella di ritorno, anche quando il tasto è premuto a fondo.

Anche questo è contraddetto dalla vecchia argomentazione per cui i fili di congiunzione speciali forniscono geometrie povere. In realtà non è la geometria che ha un ruolo decisivo, bensì la distanza del battaglio.

La pressione dipende quasi esclusivamente dalla lunghezza dei fili. Inoltre va osservato che è corretta l’asserzione che un battaglio è accelerato dai fili di congiunzione. Quando il battaglio viaggia a distanze talmente piccole, non vi è alcuna accelerazione e se accadesse in una direzione allora si dovrebbe avere anche del ritardo.

Un ultimo accenno è infine per il computer. Con l’aiuto dell’ottimizzazione matematica sul computer, è possibile calcolare dove appendere le campane nella torre e creare un sistema ideale di fili di congiunzione.

Un programma scritto appositamente riceve in ingresso il numero di campane, la corsa desiderata dei batacchi, il punto in cui le campane si possono bloccare, altri ganci a cui attaccare i fili, ecc. E poi si ottiene un risultato immediato sullo schermo.

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Sistema di congiunzione a fili singoli

 

Si è parlato di un cosiddetto sistema di congiunzione a fili singoli. A lungo termine, non tutti i casi sono possibili. Le figure 05, 06, 07, in basso, mostrano esempi più complicati di fili di congiunzione.

 

Figura 05: Sistema di fili composto con divisione del filo.

Figura 06: Sistema di fili per una campana vicina alla tastiera.

Figura 07: Sistema di fili doppio per una campana sopra la tastiera.

La figura 05, in alto a sinistra, si riferisce ad una situazione in cui una campana è collegata a un filo che si divide.

La Figura 06, in alto a destra, mostra una situazione in cui si vede una tastiera vicina a una campana.

La Figura 07 mostra un altro esempio di tastiera posta appena a destra della campana. In un passaggio veloce di una suonata, i fili oscillano per la mancanza di supporto ai nodi, con tutte le fastidiose conseguenze del caso.

Un controllo giusto del suono è quindi molto più difficile, prove effettuate con precisione ritmica veloce, pongono diverse questioni da risolvere.

Il sistema a fili di congiunzione è quindi utilizzato molto raramente come dispositivo di suono manuale.

E’ molto diverso il discorso con un sistema meccanico automatico (vedere pag. M01.08 "Il Carillon automatico a Cilindro (o a Tamburo)"), in cui i movimenti sono molto più lenti.

Sembra essere giusto, in questo caso, utilizzare un sistema di fili di congiunzione sottovalutato in passato per brutte esperienze.

In generale, però, il sistema di fili di congiunzione è instabile in tutte le situazioni di costruzione.

 

   

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Bibliografia


 
Bib-TS-000 - Testo di Ing. Michele Cuzzoni
Bib-TS-261 - André Lehr - Leerboek der Campanologie, 2007
Bib-TS-274 - André Lehr - Met losgemaakte ringkraag en in hevig zweet . Een oriënterende verkenning in oude beiaardtracturen. - In: Jaarboek van het Vlaams Centrum voor Oude Muziek , jg.1, 1985, blz.109-222
Bib-TS-275 - André Lehr - Trommelspeelwerken in het verleden (Asten, 1993)
Bib-TS-276 - André Lehr - Enkele wiskundige achtergronden van het broeksysteem (Asten, 2003)
 

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