Studia Waweliana (9/10.2000-2001)

4. Fragment serca dzwonu ze szczeliną pęknięcia
(fot. M. Biborski)

w krótkich odstępach czasu. W roku 1865 podczas dzwonie-
nia w noc sylwestrową odłamał się ogon i zanim uwiązł w kon-
strukcji belkowej wieży, spadając, uszkodził brzeg kielicha ni-
żej wiszącego dzwonu „ Zbyszko”, fundacji Zbigniewa Ole-
śnickiego. Naprawę dzwonu, która polegała zapewne na zgrza-
niu odłamanego ogona, wykonano w fabryce Branickich w
Suchej Beskidzkiej. Minęło zaledwie 10 lat, a już w roku 1876
doszło do ponownego odłamania części serca, o czym znowu
doniósł „Czas” nr 297: „Wczoraj po południu podczas dzwo-
nienia w Zygmunta na Wawelu pękło serce”. Niestety, z tej
wzmianki nie dowiadujemy się jaka część odpadła, natomiast
znajdujemy ważną informację o tym, że o ile w roku 1866 serce
zostało naprawione, o tyle „teraz podobno nie da się go napra-
wić”. Poza tą wzmianką prasową nie mamy informacji dotyczą-
cych dalszej historii owego pęknięcia. Nie wiemy kto, jak i gdzie
naprawiał serce. Z notatki we wzmiankowanym „Czasie” moż-
na wysnuć wniosek, że być może powstał wówczas zamysł
wykonania nowego serca.

Z jakiego powodu doszło do pęknięcia w roku 2000? Od-
powiedź dały szeroko zakrojone badania naukowców z Aka-
demii Górniczo-Hutniczej, m.in. Zbigniewa Kędzierskiego i Ja-
nusza Stępińskiego z Zakładu Metaloznawstwa i Metalurgii
Proszków, Tadeusza Uhla i Wojciecha Bochniaka z katedry
Robotyki i Dynamiki Maszyn oraz Marcina Biborskiego w Pra-
cowni Archeometalurgii i Konserwacji Zabytków Instytutu
Archeologii Uniwersytetu Jagiellońskiego. Otóż pęknięcie
serca nastąpiło na skutek zmęczenia materiału w miejscu naj-
bardziej narażonym, tj. nieco poniżej bijaka (fig. 6), gdzie poja-
wia się koncentracja naprężeń w wyniku minimalnego, ale sta-
łego zginania się serca w trakcie uderzania w kielich dzwonu.
Drugie newralgiczne miejsce znajduje się tuż poniżej ucha. Nie
da się precyzyjnie obliczyć ile razy w ciągu ponad 480 lat pra-
cy serce uderzało w „Zygmunta”, prawdopodobnie około kil-
kunastu milionów razy. Dzwon był bowiem eksploatowany czę-
sto. W oparciu o badania Mieczysława Rokosza, najlepszego
znawcy historii „Zygmunta”, należy przyjąć, że w czasach I
Rzeczypospolitej w ciągu roku dzwon bił ponad 100 razy.
Oprócz dzwonienia kanonicznego jego głos było słychać w
czasie ingresów biskupów do katedry, z okazji śmierci i wybo-

5. Fragment serca dzwonu z łatami po stronie przeciwnej pęknięcia

(fot. J. Stępiński)

ru nowego kanonika, koronacji i pogrzebów królów, urodzin
następców tronu itp. W ostatnich dziesięcioleciach „Zygmunt”
odzywał się jedynie ponad dwadzieścia razy w roku.

Ostatnio stwierdzone pęknięcie serca nastąpiło między bi-
jakiem a przeciwwagą, w miejscu widocznych kanelurów
(fig. 4 i 7a). Obejmuje ono prawie połowę obwodu serca i znaj-
duje się w miejscu przewężenia przeciwwagi serca, w odległo-
ści około 470 mm od jej dolnej powierzchni.

Na schemacie ukazującym poprzeczny przekrój serca (fig. 7b)
przedstawiono prawdopodobny obszar objęty pęknięciem zmę-
czeniowym. Koncentryczne linie ilustrują kolejne etapy jego
rozprzestrzeniania się, a strzałki określają aktualne położenia
wierzchołków pęknięcia, obserwowane na powierzchni zewnętrz-
nej serca. Na podstawie przedstawionego szkicu można z du-
żym prawdopodobieństwem przyjąć, że pęknięcie zmęczeniowe
objęło ponad połowę przekroju szyjki przeciwwagi (ogona).
Analizując usytuowanie uszkodzenia w stosunku do kierunku
mchu serca dzwonu, można stwierdzić, że wystąpiło ono w ob-
szarze maksymalnych naprężeń rozciągających, wywołanych
mchem serca. W momencie uderzenia bijaka w wewnętrzną po-
wierzchnię kielicha dzwonu, ogon (przeciwwaga), o znacznej
masie i bezwładności, doznaje gwałtownego wyhamowania.
Powstający przy tym moment zginający wywołuje cykliczne
naprężenia rozciągająco-ściskające w okolicach szyjki (fig. 6).
Wartość maksymalną osiągają one na powierzchniach prosto-
padłych do kierunku mchu serca dzwonu (fig. 9). Ten sam ob-
szar szyjki przy jednym uderzeniu serca jest rozciągany, a przy
następnym ściskany. Na jednej z tych właśnie powierzchni wy-
stąpiło zaobserwowane pęknięcie (fig. 4).

Geometria i miejsce powstałego pęknięcia pozwalają są-
dzić, iż jest ono wynikiem zmęczenia materiału. Omawiane pęk-
nięcie narastało bardzo wolno od dłuższego czasu podczas
bicia dzwonu i stopniowo powiększało swoje rozmiary przy
każdym kolejnym dzwonieniu. Uległo ono przyspieszeniu wte-
dy, kiedy na skutek wyciągnięcia się skórzanego zaczepu ser-
ce nie uderzało w kielich dzwonu kulą, lecz trzonem. W okre-
sach przestoju świeże metaliczne powierzchnie ulegały rdze-
wieniu pod wpływem wilgoci atmosferycznej. Rozwieranie się
powierzchni pęknięcia podczas pracy serca dzwonu było już

253