Das Übersetzungsverhältnis eines Flaschenzugs berechnen
Ein Flaschenzug ist eine Vorrichtung, die den zum Heben einer Last erforderlichen Kraftaufwand verringert. Der mechanische Vorteil beruht auf dem Prinzip der Kraftumlenkung.
Warnhinweis
- Lesen Sie die Gebrauchsanweisungen der Produkte, um die es in diesem Tech Tipp geht, aufmerksam durch, bevor Sie diesen zu Rate ziehen. Um diese Zusatzinformationen verstehen zu können, müssen Sie zuerst die in der Gebrauchsanweisung enthaltenen Informationen richtig verstanden haben.
- Die Beherrschung dieser Techniken setzt eine entsprechende Ausbildung und ein spezielles Training voraus. Prüfen Sie zusammen mit einem Profi, ob Sie in der Lage sind, den Vorgang alleine sicher zu wiederholen, bevor Sie ihn eigenständig durchführen.
- Wir geben Beispiele für die mit Ihrer Aktivität verbundenen Techniken. Möglicherweise gibt es noch andere Techniken, die hier nicht beschrieben werden.
1. Das Flaschenzugprinzip
Wenn wir eine Last an das Seil hängen, das Seil durch eine an der Decke installierte Umlenkung führen und der Anwender das aus der Umlenkrolle laufende Seil festhält, wird die auf das eine Seilende einwirkende Kraft exakt auf das andere Seilende, oder wie in dem Fall, der uns hier interessiert, auf das auf der anderen Seite der Umlenkrolle befindliche Seilende übertragen.
An diesem Beispiel ist gut zu erkennen, dass wenn die Last 100 kg wiegt, der Anwender eine Kraft von 100 kg aufbringen muss, um diese Last zu halten. Jeder der beiden Seilstränge übt eine Zugkraft von 100 kg aus, was bedeutet, dass die Rolle 200 kg trägt.
Hinweis: Dieses Prinzip gilt für eine Umlenkrolle mit einem perfekten Wirkungsgrad von 100 %, den es in der Realität nicht gibt. In der Praxis liegt der Wirkungsgrad der Umlenkrollen zwischen ca. 50 und 98 %. Um die Berechnungen zu vereinfachen, haben wir hier eine theoretisch perfekte Umlenkrolle zugrunde gelegt.
2. Das Übersetzungsverhältnis eines Flaschenzugs in der Praxis berechnen
Die Effizienz (E) eines Flaschenzugs ergibt sich aus dem Multiplikationsfaktor der Kraft, mit der Sie am Seil ziehen können. Wenn Sie beispielsweise in der Lage sind, mit bloßen Händen maximal 20 kg an einem Seil hochzuziehen, können Sie mit einem 3:1-Flaschenzug eine Masse von 60 kg anheben. Diese Kraftübersetzung wird durch eine entsprechende Verlängerung des Zugseils erreicht: Um eine Last mit einem 3:1-Flaschenzug um einen Meter anzuheben, müssen 3 m Seil gezogen werden.
Die Effizienz (E) eines Flaschenzugs lässt sich berechnen, indem man den Flaschenzugeffekt aller Seilrollen addiert.
Fertigen Sie zunächst eine vereinfachte Zeichnung des Flaschenzugs an und stellen Sie die von der Hand am Seil ausgeübte Zugkraft F dar.
Schreiben Sie die Kraft F neben das Seil und addieren Sie den Flaschzugeffekt aller Seilrollen.
Wenn mehrere Seilstränge mit der Last Kontakt haben (doppelte Umlenkrolle, Seilklemme usw.), addieren Sie die ausgeübten Kräfte für jeden Seilstrang.
1:1-Flaschenzug
2:1-Flaschenzug
3:1-Flaschenzug
Hinweis: Der 3:1-Flaschenzug hat den Vorteil, dass er einfach zu installieren ist und sich mit nur einer zusätzlichen Umlenkrolle und einer Reepschnur in einen sehr komplexen Flaschenzug (7:1) umbauen lässt.
