Jak funguje hrací skříňka: od kličky po melodii

Hrací skříňka hraje bez elektřiny, protože energii jí dodáš ty. Otočením kličky nebo klíčku napneš pružinu, stočený pás oceli. Pružina se chce uvolnit a přes ozubená kola pomalu otáčí válečkem, ve kterém jsou zapíchnuté drobné kolíky. Před válečkem stojí hřeben: ocelová destička s řadou tenkých zubů. Kolík zub nadzvedne a pustí, zub se rozechvěje a zazní jeden tón.

Melodie je tedy zapsaná v kolících. Místo kolíku podél válečku určuje, který zub zazní, a místo po obvodu určuje, kdy zazní. Výšku každého tónu dává délka a hmotnost zubu, ne rychlost otáčení. Rychlejší či pomalejší točení proto nezmění tóny, nanejvýš tempo.

Co se děje mezi otočením kličky a prvním tónem

Mezi otočením kličky a prvním tónem projde energie několika částmi. Každou z nich najdeš ve staré hrací skříňce i ve strojku na stavebnici, jen v jiné velikosti.

1. Pružina. Klička nebo klíček ji přes západku natahuje. Západka je zoubek, který pustí pohyb jen jedním směrem, proto při natahování slyšíš cvakání a pružina se sama zpět neodvine.
2. Převod. Pružina neotáčí válečkem přímo. Mezi ní a válečkem jsou ozubená kola, která pohyb rozdělí tak, aby se váleček točil pomalu a jedna melodie trvala desítky sekund.
3. Váleček s kolíky. Při otáčení kolíky postupně narážejí na zuby hřebene. Kolík zub nadzvedne, zub z něj sklouzne a odpruží zpět.
4. Hřeben. Každý zub je jako malá ladička: po uvolnění kmitá vlastní rychlostí a to slyšíš jako tón. Chvění přechází přes hřeben do podložky a skříňky, které zvuk zesílí.
5. Regulátor. Je to malý větrník se dvěma lopatkami, který se přes převod točí mnohem rychleji než váleček. Čím rychleji se točí, tím víc ho brzdí vzduch, a tak drží tempo melodie.

Bez regulátoru by se natažená pružina uvolnila najednou. Váleček by se roztočil, kolíky by do zubů tloukly místo jemného brnknutí a melodie by se slila do krátkého kovového zvuku. Proto se hrací skříňka zastaví i tehdy, když se zastaví větrník: celý převod je spojený a nic se nehýbe samo.

Co určuje, jaká melodie zazní

O melodii rozhodují dvě věci: kolíky na válečku a ladění hřebene. Váleček je něco jako notový zápis stočený do kruhu. Podél válečku je výška tónu, protože každé místo stojí proti jednomu zubu. Po obvodu je čas: kolíky blízko sebe znamenají rychlé tóny, větší mezera delší pauzu. Jedna otáčka válečku obvykle přehraje celou melodii a pak se začne znovu.

Hřeben určuje, jaké tóny vůbec mohou zaznít. Dlouhé zuby kmitají pomaleji a znějí nízko, krátké kmitají rychleji a znějí vysoko. U nejnižších tónů by zub musel být příliš dlouhý, proto se pod jeho konec připevňuje malé olověné závaží, které kmitání zpomalí. Počet zubů je zároveň počet tónů, které skříňka dokáže zahrát: malý strojek s 18 zuby zahraje jednoduchou melodii bez akordů, větší strojky s více zuby zvládnou i doprovod.

Hřeben neznamenal začátek mechanické hudby. Válce s kolíky poháněly hudební mechanismy se zvonky už staletí předtím. Hodinář Antoine Favre-Salomon z Ženevy v roce 1796 nahradil řadu zvonků ocelovým hřebenem, a tak se hudba vešla do malé skříňky. Koncem 19. století přišly skříňky s vyměnitelnými kovovými disky, takže jedna skříňka mohla hrát mnoho melodií. Později je vytlačil gramofon, který hudbu nezapisuje do kolíků, ale do drážky; jak ji jehla čte, popisuje článek Gramofon: jak jehla promění drážky na desce v hudbu.

Proč melodie zní jinak, když točíš pomaleji nebo rychleji

Výška tónů se při pomalejším ani rychlejším otáčení nemění. Každý zub kmitá vždy stejnou rychlostí, kterou mu dává jeho délka a hmotnost. Mění se jen to, jak rychle za sebou tóny přicházejí, tedy tempo. Melodie pak zní natahovaně nebo uspěchaně, i když hraje stále tytéž tóny. Co přesně se stane, závisí na tom, jak je klička se strojkem spojená:

• Klička natahuje pružinu. Rychlejším točením jen dříve natáhneš pružinu. Tempo pak drží regulátor, takže melodie hraje stejně bez ohledu na to, jak rychle jsi točil.
• Klička otáčí válečkem přímo, bez pružiny a regulátoru. Tehdy tempo určuje tvoje ruka: pomalé točení melodii natáhne, rychlé ji zrychlí.
• Pružina dobíhá. Plně natažená pružina tlačí silněji, při uvolňování slaběji. Regulátor tento rozdíl zmenší, ale na konci natažení může melodie hrát o něco pomaleji, než hrála na začátku.

Při velmi pomalém tempu si všimneš ještě jedné věci. Tón zubu po brnknutí postupně dozní. Když další kolík přijde pozdě, předchozí tón mezitím utichne a melodie působí roztrhaně. Když skříňka s pružinou hraje najednou pomaleji, než má, příčinou bývá spíš tření v převodu než slabá pružina.

Čeho si všimnout na modelu: váleček, hřeben a převod

Dřevěný model hrací skříňky má obvykle hrací strojek jako samostatný hotový díl, který do modelu vložíš podle návodu. Dřevěné části kolem něj přenášejí pohyb na figurky nebo jiné pohyblivé prvky. Které části strojku uvidíš a co se při hraní hýbe, se mezi modely liší, proto se při každém kroku řiď návodem svého modelu. Na hotovém modelu si všimni těchto míst:

• Klíček nebo klička. Otoč jím pomalu a sleduj odpor. Pokud odpor roste a při puštění slyšíš cvakání západky, natahuješ pružinu a o tempu rozhoduje regulátor. Pokud strojek hraje jen tehdy, když točíš, ovládáš tempo ty.
• Váleček a hřeben. Pokud je strojek vidět, podívej se zboku na místo, kde se kolíky potkávají se zuby. Při nízkých tónech se zvedají dlouhé zuby na jednom konci hřebene, při vysokých krátké na druhém.
• Regulátor. Hledej malý rotor nebo větrník, který se při hraní točí nejrychleji ze všeho. Nezastavuj ho prstem ani nástrojem: zastaví se s ním celý strojek a lopatky jsou tenké.
• Převod na figurky. Sleduj ozubená kola, která ze stejného pohybu otáčejí figurkou nebo jinou pohyblivou částí. Když melodie hraje, ale figurka stojí, kolo není v záběru. Podívej se do návodu, která kola mají do sebe zapadat, dřív než budeš tlačit silou.

Pokud mechanismus při hraní drhne nebo se pomalu zastavuje, nehledej chybu ve strojku jako první. Nejčastěji se třou dřevěná kola nebo osy kolem něj. Postup, jak takové místo najít, popisuje článek Mechanismus se zasekává: jak najít tření a odstranit ho.

Modely s hracím strojkem na skládání

Časté otázky