КОЛОКОЛ Российский патент 2009 года по МПК G10K1/28 

Изобретение относится к колоколам, в особенности, больших размеров и массы.

Для колоколов подобного размера, реализующих значительную энергию ударов языка, весьма актуальна задача перемены плоскости качания языка по мере износа («наклепа») поверхности звукового кольца корпуса в точках контакта. Кроме того, для получения чистого тембра звучания колокола необходима фильтрация колебаний языка для недопущения наложения его тембра на звучание корпуса колокола.

Частично эта проблема (изменение направления удара) решается в изобретении по патенту РФ 2260859 С 1, кл. G10К 1/00 от 2004, в котором колокол, содержащий корпус, устройство собственного подвеса, язык и устройство подвижного соединения для вращения языка, имеет ударное устройство (язык), шарнирно подвешенное в отверстии по оси корпуса колокола с возможностью изменения направления удара (плоскости качания) специальным поворотным устройством, управляемым дистанционно.

Недостатками колокола с подобным подвесом языка, в особенности для колоколов большой массы, являются:

- во-первых, усложнение конструкции и снижение надежности, вызванное применением дистанционного поворотного устройства, предполагающего наличие электродвигателя, редуктора, блока управления и т.д, устанавливаемых на корпусе колокола;

- во-вторых, неизбежное ухудшение качества звучания против ожидаемого из-за наличия сквозного отверстия в корпусе колокола, меняющего структуру колокольного свода;

- в-третьих, возможное ухудшение качества звучания против ожидаемого из-за наличия металлического контакта в сочленении «язык-корпус» и из-за разбиения (износа) отверстия под действием возникающих реакций при ударах языка о корпус, провоцирующих высокочастотные собственные колебания языка, так называемый «дребезг»;

- в-четвертых, несоответствие классическим церковным канонам, поскольку отверстие в корпусе колокола не позволяет в отливке выполнить «корону» колокола и скобу подвеса языка.

Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции колокола, повышение надежности, улучшение качества звучания колокола при соблюдении классических церковных канонов: конструкция колокола предполагает наличие «короны» и скобы, заделанной в корпусе.

Решение указанной задачи достигается тем, что в колоколе, содержащем корпус, устройство собственного подвеса, язык и устройство подвижного соединения для вращения языка, в соответствии с изобретением устройство подвижного соединения для вращения языка выполнено в виде шарнирного узла, состоящего из подвижного и стационарного элементов, причем стационарный элемент выполнен в виде круглой плоской платформы с выступами под подшипниковые опоры, имеет размещенные по периферии сквозные пазы. Он закреплен накидным фланцем к кронштейну, выполненному на верхней поверхности колокола и жестко закрепленному по оси корпуса, и фиксируется стопором, установленным в одном из пазов, а подвижный элемент закреплен к языку через металлический переходник и упругие неметаллические прокладки. При этом стопор выполнен в виде цилиндрического пальца, сопрягаемого с кронштейном, в котором для этого имеются отверстия, причем одно из отверстий смещено относительно пазов на часть углового шага.

Для облегчения ручного поворота языка, с целью перемены плоскости качания, в стационарном элементе выполнено коническое отверстие, в котором размещена резьбовая шпилька, ввернутая в тело кронштейна, и на ней шарнирно установлена сферическая пята, удерживаемая гайкой.

Для иллюстрации предложенного устройства представлены чертежи, на которых изображено следующее.

На фиг.1 - общий вид колокола в разрезе (подвес самого колокола не показан). Показан колокол в его классическом исполнении, с короной, скобой и качающимся языком.

На фиг.2 - продольный разрез по А-А фиг.1, показан стационарный и подвижный элементы и крепление языка к подвижному элементу с использованием переходника и упругих проставок.

На фиг.3 - поперечный разрез по Б-Б фиг.2, показан стационарный элемент с обозначением мест стопорения.

На фиг.4 - сечение Г-Г фиг.2, показан стопор, установленный в отверстии кронштейна.

На фиг.5 - выносной элемент В с показом шпильки и установленной на ней сферической пяты.

Колокол в классическом исполнении состоит из корпуса 1, на котором для собственного подвеса и украшения выполнена «корона» 2. По оси корпуса вмонтирована (в отливке) скоба 3 для подвеса языка 4. Утолщение вблизи кромки корпуса представляет собой так называемое «звуковое кольцо» 5, на которое приходятся удары языка.

Подвижное соединение включает в себя следующие компоненты: кронштейн 6, жестко закрепленный болтами на скобе 3, стационарный элемент 7 и подвижный (качающийся) элемент 8. Стационарный элемент представляет собой круглую платформу, на которой имеются два выступа под подшипниковые опоры 9 для крепления подвижного элемента и на периферийной части равномерно размещены сквозные пазы 10. Стационарный элемент притянут к кронштейну накидным фланцем 11 посредством болтов 12 и зафиксирован от поворота стопором 13, устанавливаемым в одном из отверстий 14 кронштейна 6. Для снижения дискретности установки подвижного элемента при регулировке плоскости качания одно отверстие смещено относительно оси паза на часть углового шага (β).

Через коническое отверстие 15, имеющееся в стационарном элементе 7, в кронштейн ввернута шпилька 16, на которой шарнирно установлена сферическая пята 17, удерживаемая гайкой 18.

Подвижный элемент 8, вращающийся в подшипниковых опорах 9, крепится к языку 4 через переходник 19 и упругие неметаллические проставки 20. Центрирование осуществляется посредством упругой неметаллической втулки 21. Переходник 19 служит для совмещения интерфейсов подвижного элемента и фланца языка различных конфигураций. Крепление осуществляется болтами 22, которые опираются на наружные упругие проставки через тарели 23. Между переходником и фланцем языка 4 устанавливаются прокладки 24 для регулировки положения «центра удара» языка относительно кромки звукового кольца 5 колокола с целью снижения импульсивных реакций в оси подвеса.

Для изменения направления качания языка, необходимого в случае разбиения кромки звукового кольца при достаточно продолжительной эксплуатации, выполняют следующее:

- ослабляют болты 12 таким образом, чтобы стационарный элемент 7 опустился коническим отверстием 15 на сферическую пяту 17;

- вынимают из отверстия в кронштейне стопор 13 и вручную за язык поворачивают шарнирный узел на нужный угол до совпадения паза платформы стационарного элемента 7 с отверстием в кронштейне 6. При этом необходимый крутящий момент, прикладываемый к языку, вполне сопоставим с физическими возможностями человека, поскольку момент трения незначителен на малом диаметре сферической пяты;

- устанавливают стопор 13 и затягивают болты 12, прижимая накидным фланцем 11 стационарный элемент 7 к кронштейну 6. Неметаллические упругие проставки 20 служат виброизоляторами для исключения влияния паразитных высокочастотных колебаний языка на звучание колокола.

Подобное исполнение устройства подвеса языка позволяет с высокой эффективностью обеспечить качественное звучание колокола и повысить эксплуатационные свойства.

Устройство реализовано в «Царь-колоколе», установленном на колокольне Троице-Сергиевой Лавры. Имеются публикации на эту тему, например, в газете «Московский комсомолец:

«Голос Царя», февраль 2004 г.;

«Язык до колокола доведет», 07.09.2005 г.;

«Знаменитому колоколу поменяют язык», 26.07.2005 г.;

«Звон по Христу», 07.04.2007 г.

Изобретение относится к церковному имуществу, в частности к колоколам большой массы и размеров, в которых необходимо при эксплуатации время от времени менять плоскость качания языка после износа кромки звукового кольца, подвергающегося ударам языка во время звона. Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции колокола, повышение надежности, улучшение качества звучания колокола при соблюдении классических церковных канонов. Предложено также улучшить звучание колокола путем исключения влияния паразитных высокочастотных колебаний языка на звуковые колебания корпуса колокола. Колокол содержит корпус, устройство собственного подвеса, язык и устройство подвижного соединения для вращения языка, выполненного в виде шарнирного узла, состоящего из стационарного и подвижного элемента. Стационарный элемент выполнен в виде круглой плоской платформы с выступами под подшипниковые опоры, имеет размещенные по периферии сквозные пазы, закреплен на выполненном на верхней поверхности колокола и жестко закрепленном по оси корпуса кронштейне накидным фланцем, и фиксируется стопором, установленным в один из пазов, а подвижный элемент закреплен к языку через металлический переходник и упругие неметаллические проставки. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Колокол, содержащий корпус, устройство собственного подвеса, язык и устройство подвижного соединения для вращения языка, отличающийся тем, что в нем устройство подвижного соединения для вращения языка выполнено в виде шарнирного узла, состоящего из подвижного и стационарного элементов, причем стационарный элемент выполнен в виде круглой плоской платформы с выступами под подшипниковые опоры, имеет размещенные по периферии сквозные пазы, закреплен накидным фланцем к кронштейну, выполненному на верхней поверхности колокола и жестко закрепленному по оси корпуса, и зафиксирован стопором, установленным в одном из пазов, а подвижный элемент прикреплен к языку через металлический переходник и упругие неметаллические проставки.

2. Колокол по п.1, отличающийся тем, что стопор выполнен в виде цилиндрического пальца, сопрягаемого с кронштейном, в котором для этого имеются отверстия.

3. Колокол по п.2, отличающийся тем, что одно из отверстий под стопор смещено относительно оси пазов на часть углового шага.

4. Колокол по п.1, отличающийся тем, что в стационарном элементе выполнено коническое отверстие, в котором размещена резьбовая шпилька, ввернутая в тело кронштейна, и на которой шарнирно установлена с зазором относительно конического отверстия сферическая пята, удерживаемая гайкой.

5. Колокол по п.1, отличающийся тем, что между языком и переходником установлены регулировочные прокладки.