Ein Flaschenzug wird von der Riemenscheibe abgeleitet. Riemenscheiben sind Rillenräder, die mit einem Kabel oder Seil ausgestattet werden und sich innerhalb eines Blocks frei drehen können. Der Dreheffekt des Rades ermöglicht es dem Benutzer, die Richtung der ausgeübten Kraft zu ändern.
Ein Mann mit einem Flaschenzug kann eine Last heben, indem er an einem Seil nach hinten oder unten zieht, anstatt ihn anzuheben. Durch die Verwendung einer oder mehrerer Riemenscheiben in einem Netzwerk wird ein mechanischer Vorteil erzielt, da die zum Heben einer Last verwendete Kraft vervielfacht wird. Wenn dies geschehen ist, wird es als Block and Tackle bezeichnet.
Riemenscheibenanordnung
Es gibt zwei Arten von Riemenscheiben in einem Flaschenzugsystem, fest und beweglich. Die bewegliche Rolle ist diejenige, die an der Last selbst eingehakt ist und sich mit ihr bewegt. Die feste Rolle ist an einem festen Punkt eingehakt und bewegt sich nicht. Die Definition von Flaschenzügen und Flaschenzügen umfasst somit zwei physikalische Anordnungen.
Was verschiedene Arten von Blöcken und Flaschenzügen voneinander unterscheidet, ist, wie viele Räder sich in jeder Rolle befinden und daher wie viele Windungen des Seils durch sie gefädelt werden (so genannte "Leinen"). Jede zusätzliche Linie im System verringert die Kraft, die zum Bewegen der Last erforderlich ist. Bei zwei Leinen gibt es beispielsweise einen mechanischen Vorteil von 2 und eine 400-Pfund-Last erfordert nur 200 Pfund Kraft, um sich zu bewegen.
Takelwerk
Blocks und Tackles sollen auch entweder zum Vorteil oder zum Nachteil manipuliert werden. Ein Flaschenzug-Rigging ist von Vorteil, wenn das Seil in die gleiche Richtung gezogen wird, in die die Last bewegt wird. Es wird nachteilig manipuliert, wenn es entgegen der Richtung gezogen wird, in die die Last bewegt werden soll (z. B. beim Herunterziehen einer zu hebenden Last).
Eine nachteilige Takelage ist in der Theorie weniger effizient, aber in der Praxis ist es manchmal notwendig, die Rollen und Seile aufgrund von Problemen wie dem Arbeitsraum auf diese Weise anzuordnen. Rigging to Advantage erhöht normalerweise den mechanischen Vorteil um 1.
Das Tackle
Das Waffengerät ist die einfachste Form von Block and Tackle. Es besteht aus einer festen und einer beweglichen Rolle, durch die jeweils ein Seil gefädelt ist. Diese Anordnung aus zwei Riemenscheiben und einem Seil hat einen mechanischen Vorteil von 2.
Doppel-Luff-Tackles Riemenscheiben mit zwei Rillenrädern verwenden. Bei vier durch beide Umlenkrollen gefädelten Leinen beträgt der mechanische Vorteil 4 oder 5, je nachdem, ob es sich um Vor- oder Nachteile handelt. Dies bedeutet, dass ein solches Gerät eine 400-Pfund-Last mit entweder 100 oder 80 Pfund Kraft bewegen kann.
Das Gyn-Tackle verwendet eine dreirädrige Riemenscheibe im Festpunkt und eine zweirädrige Riemenscheibe im beweglichen Punkt. Der mechanische Vorteil beträgt entweder 5 oder 6, je nachdem, wie die Blöcke montiert sind. Die 400-Pfund-Last kann jetzt mit 80 oder 67 Pfund Kraft bewegt werden.
Auswirkungen von Reibung
Die praktische Grenze, die die Verwendung von Riemenscheiben mit Dutzenden von Rädern verhindert, ist die Reibung, die durch das Schleifen des Seils oder Seils an den Rädern in der Riemenscheibe erzeugt wird. Mit jedem neuen Rad erhöht sich die Reibung und multipliziert sich schließlich in verminderten Erträgen.
Die Reibungskraft steigt proportional zu der auf die Riemenscheibe ausgeübten Kraft und kann daher nicht durch stärkeres Ziehen und Überschreiten einer bestimmten Grenze überwunden werden. Moderne Flaschenzugsysteme können einen Großteil der Reibung früherer Modelle eliminieren, können diese Einschränkung jedoch nicht vollständig überwinden.