dźwignia Barkera

Dźwignia Barkera jest urządzeniem pneumatycznym wspomagającym działanie traktury mechanicznej. Element ten wynalazł Charles Spackman Barker w 1830 roku. Zadaniem tego stosowanego do dziś urządzenia jest umożliwienie lżejszej gry na organach.

Do czasu wynalezienia dźwigni Barkera organmistrzowie budujący instrumenty z trakturą mechaniczną, byli dość poważnie ograniczeni jeśli chodzi o wielkość organów i ewentualne łączenie kilku klawiatur. W trakturze mechanicznej mamy do czynienia z wieloma elementami mechanicznymi typu: abstrakty, kątowniki, popychacze itp..., z których praktycznie każdy wprowadza dodatkowy opór, utrudniający grę organiście. Opory jakie występują w trakturze prowadzonej na dużą odległość (w dużym instrumencie) w skrajnych przypadkach mogłyby wręcz uniemożliwiać normalną grę na instrumencie. Przełamanie tych ograniczeń nastąpiło właśnie w chwili gdy Barker wynalazł swoją dźwignię.

W jaki sposób dźwignia Barkera wspomaga działanie traktury mechanicznej?
W organach, w których zastosowano takie rozwiązanie klawisze naciskane przez organistę nie powodują uruchomienia całej traktury bezpośrednio sprzężonej z wentylem w wiatrownicy, lecz działają tylko na wentyl znajdujący się w dźwigni Barkera. Ciężar gry może zatem zostać poważnie zmniejszony. Klawisz nie musi już teraz uruchamiać wszystkich elementów traktury aż do samej wiatrownicy, wystarczy tylko że będzie powodował uchylenie wentyla w dźwigni znajdującej się stosunkowo blisko klawiatury. Pozostała część traktury, która czasem może działać dość opornie, uruchamiana jest przez ramię dźwigni Barkera (sprzężone z jej mieszkiem).
Poniższa animacja przedstawia działanie jednego z możliwych typów dźwigni Barkera.(OPdU)

W komorze wiatrowej zgromadzone jest sprężone powietrze, które gdy dźwignia jest w stanie spoczynku, nie przedostaje się do mieszka. Naciśnięcie klawisza powoduje uruchomienie abstraktu (czerwona strzałka) pociągającego za dźwignię, która z kolei działa na wentyle. Występują tam dwa wentyle, z których pierwszy (1) otwiera dopływ sprężonego powietrza do mieszka, drugi (2) natomiast zostaje zamknięty aby uniemożliwić odpływ powietrza. Sprężone powietrze powoduje wypełnienie i uniesienie mieszka. Unoszące się wieczko mieszka, za pośrednictwem ramienia, pociąga abstrakt, który wprawia w ruch dalszy ciąg traktury, biegnący już do wentyla w wiatrownicy. Po zwolnieniu klawisza dźwignia Barkera powraca do pierwotnego stanu: sprężyna powoduje domknięcie wentyla nr 1 i otwarcie sprzężonego z nim wentyla nr 2. Wentyl pierwszy (1) odcina dopływ powietrza z komory wiatrowej do mieszka, drugi (2) natomiast powoduje ucieczkę powietrza dotychczas zgromadzonego w mieszku (tzw. ewakuacja mieszka).

Kolejna animacja ilustruje działanie dźwigni Barkera w układzie traktury mechanicznej sterującej wentylami w wiatrownicy tonowej. Widać tutaj wyraźnie pośrednią rolę mechanizmu dźwigni Barkera. Oczywiście w rzeczywistości dźwignia działa o wiele szybciej niż przedstawia to animacja!

Siła z jaką zostaje naciśnięty klawisz nie musi być zbyt duża, wystarczy tylko aby spowodowała uchylenie wentyla w dźwigni Barkera. Grający na instrumencie musi więc w tym przypadku pokonać tylko ten opór. Pozostała część traktury zostaje wprawiona w ruch przez mieszek dźwigni Barkera, która działa z dużo większą siłą niż uczyniłby to bezpośrednio palec grającego.

Jak praktycznie każdy element organów, tak i dźwignia Barkera występuje w wielu odmianach. Właśnie dźwignię o innej konstrukcji przedstawia poniższy rysunek.(OPdU)

Również w tym typie dźwigni występuje komora wiatrowa ze sprężonym powietrzem. Ruch abstraktu biegnącego od klawisza (czerwona strzałka) powoduje otwarcie wentyla pierwszego (1) i zamknięcie wentyla drugiego (2). W tym momencie sprężone powietrze napływa do mieszka, który wprawia w ruch dalszą część traktury. Zwolnienie nacisku klawisza powoduje zamknięcie dopływu powietrza z komory wiatrowej (zamknięcie wentyla nr 1) i ucieczkę powietrza z mieszka przez otwarty drugi wentyl (2).

Pracę dźwigni Barkera takiego typu w systemie traktury mechanicznej ilustruje następna animacja. Warto zwrócić uwagę na to, że różne konstrukcje dźwigni wymuszają na organmistrzu stosowanie odmiennych rozwiązań w budowie samej traktury (abstrakty, dźwignie, kątowniki itp...).

Zaprezentowane tutaj rozwiązania traktury mechanicznej wykorzystującej dźwignię Barkera są oczywiście tylko przykładowe i najmniej skomplikowane. W praktyce każdy organmistrz stosuje swoje, czasem bardzo wyszukane rozwiązania, tutaj jednak chodzi o przedstawienie samej zasady działania.


Obydwa typy dźwigni Barkera przedstawiono jako elementy pośrednie w trakturze mechanicznej współpracującej z wiatrownicą tonową.
W takim przypadku rolą dźwigni jest zmniejszenie ciężaru gry, zwłaszcza gdy mamy do czynienia z rozbudowaną i "ciężką" trakturą, lub w przypadku stosowania połączeń między klawiaturami (ewentualnie klawiaturą i pedałem). Grający na organach nie odczuje różnicy ciężaru gry nawet gdy zostanie połączonych kilka klawiatur. Takie rozwiązanie jednak może niekorzystnie wpłynąć na zwiększenie opóźnienia między naciśnięciem klawisza a zadęciem piszczałek. Dźwignia Barkera jest bowiem urządzeniem o stałej mocy i dodatkowe jej obciążenie powoduje spowolnienie jej działania. Dzieje się tak dlatego, że konieczne jest napłynięcie do mieszka dźwigni większej ilości sprężonego powietrza, niezbędnego do wprawienia w ruch mechanizmu połączonych traktur. Każda z tych traktur uruchamia wentyle w odrębnej wiatrownicy, a w przypadku łączenia klawiatur konieczne jest równoczesne sterowanie wentylami w dwóch lub większej ilości wiatrownic (w zależności od ilości połączonych klawiatur).


Oczywiście mechanizm dźwigni Barkera może być również stosowany w organach z wiatrownicami rejestrowymi. Taki właśnie układ prezentuje poniższa animacja.

W przypadku tego typu wiatrownicy współpracującej z trakturą mechaniczną (bez udziału dźwigni Barkera), ciężar gry zależy od ilości włączonych rejestrów (problem opisany na podstronie dotyczącej wiatrownicy rejestrowej). Zastosowanie tutaj dźwigni Barkera powoduje wyrównanie ciężaru gry (klawisz powoduje tylko otwarcie wentyla w dźwigni). Ciężar gry w takim przypadku jest stały niezależnie od ilości włączonych głosów w organach, co znacznie poprawia komfort gry. Oczywiście również w tym przypadku dźwignia Barkera oddaje nieocenione usługi przy łączeniu klawiatur, choć nie można zapomnieć o problemie zwiększania się opóźnienia wraz z coraz większym obciążaniem mechanizmu dźwigni.

Dźwignia Barkera jest urządzeniem o stosunkowo dużych rozmiarach, a każdy z klawiszy manuału współpracującego z dźwignią musi być połączony z oddzielnym mechanizmem. Należy się więc liczyć z dużą ilością miejsca niezbędną do zainstalowania w instrumencie takiego urządzenia.
Fotografia po lewej stronie przedstawia zestaw dźwigni Barkera, bez doprowadzonych abstraktów. Łatwo dostrzec mieszki każdej z zamontowanych dźwigni. Po prawej stronie znajduje się drewniany kanał powietrzny o przekroju prostokąta, który dostarcza powietrze do komór wiatrowych poszczególnych dźwigni. Komory wiatrowe dźwigni (również o przekroju prostokątnym) znajdują się pod każdym z rzędów dźwigni, w przedniej części zilustrowanego przykładu.
Dźwignie Barkera zamontowane w instrumencie (z doprowadzonymi abstraktami) przedstawia fotografia poniżej.

Mimo dość dużych rozmiarów całego urządzenia, również współcześni organmistrzowie skłaniają się do stosowania go w przypadku budowania nowych, dużych organów. Z całą pewnością nie bez znaczenia jest właściwość dźwigni Barkera, na którą zwrócił uwagę Albert Schweitzer w "Deutsche und franzosische Orgelbaukunst"; dźwignia Barkera posiada zalety, których nie posiadają systemy elektryczne i pneumatyczne. Dzięki temu, że grający ma wpływ na ruch klapy w komorze wiatrowej dźwigni, możliwe jest w związku z tym dość precyzyjne przeniesienie ruchu klawisza na wentyl w wiatrownicy.(OPdU)
Zgodnie z takim podejściem, dźwignię Barkera traktuje się jako zbliżoną pod względem właściwości muzycznych do traktury czysto-mechanicznej i stawia się ją wyżej niż "martwe" traktury pneumatyczne i elektryczne.


Poniżej zamieszczono schematy dźwigni Barkera, które różnią się konstrukcją od rozwiązań omówionych wcześniej. Mimo tego, że ich konstrukcja jest odmienna, zasada działania w każdym przypadku jest taka sama. Ilustracje te oczywiście nie wyczerpują wszystkich możliwych rozwiązań jakie można spotkać w światowym budownictwie organowym.

schemat dźwigni Barkera
schemat dźwigni Barkera
schemat dźwigni Barkera
schemat dźwigni Barkera

2001-2016 © Copyright by Konrad Zacharski