Flaschenzug

Flaschenzug.png Ein Flaschenzug ist eine aus festen Rollen und/oder losen Rollen und einem Seil oder Ähnlichem bestehende technische Vorrichtung zum Bewegen von Lasten. Flaschen wurden dabei die backenartigen oder wangenartigen Halterungen, beiderseitig der Rollen genannt. Heute nennt man diese „Scheren“. Die Rollen eines Flaschenzuges wurden früher ebenfalls Flaschen genannt. Der Begriff entstand etwa im 18. Jahrhundert.

In Österreich wird vielfach auch ein Kettenzug als Flaschenzug bezeichnet, in der Seemannssprache spricht man von Talje sowie Gien.

Bei Webmaschinen, speziell bei Bandwebmaschinen, werden die Spannrollen, die die Kettfäden immer gespannt halten, als Flaschen bezeichnet.

Geschichte

Römischer_Baukran.JPG

Bereits in der Antike war die Kraftminderung durch Anwendung der Hebelgesetze bekannt. Die erste bildliche Darstellung der Kombination von Seil und einfacher Rolle findet sich bereits auf einem assyrischen Relief um 970 v. Chr.. In Ägypten wurde mit der Rollenumlenkung das Aufrichten der tonnenschweren Steinblöcke bewerkstelligt. Im alten Rom, unter der regen Bautätigkeit der Cäsaren, war der Baukran unverzichtbar zur Errichtung der Arenen. Mit verschiedenen Umlenkrollen versehen, konnten von der Bedienungsmannschaft bis zu 5 Tonnen schwere Steinblöcke emporgehoben werden. In der Renaissance, 1586, fand der Flaschenzug seine spektakulärste Anwendung beim Transport und der Aufrichtung des Obelisken auf dem Petersplatz in Rom durch den Ingenieur Domenico Fontana. Bis 1861 blieb der Flaschenzug und seine Anwendung weitgehend unverändert. Erst mit dem Differenzialflaschenzug, zum ersten Male in London eingesetzt, konnte eine Effizienzsteigerung erreicht werden. Bei diesem Flaschenzug hier beträgt die Kräfteverstärkung 1:1000, d.h. mit einem Kilo (ca. 10 N) Zugkraft kann man 1 t (ca. 10.000 N) Gewicht anheben.

Potenzflaschenzug

Ein Potenzflaschenzug besteht ausschließlich aus losen Rollen. Das Seil jeder Rolle ist an der Stütze und der nächsten Rolle befestigt. Am Seil der letzten Rolle wirkt die Zugkraft. Dadurch potenziert sich die Wirkung mit der Anzahl der Rollen.

$Zugkraft = \frac{Last}{2^{Anzahl\;der\;losen\;Rollen}}$

$F_Z = \frac{F_L}{2^n}$

Differenzialflaschenzug

Dieser Typ wurde früher auch als Differentialflaschenzug bezeichnet. Er besteht aus zwei festen Rollen, die fest miteinander verbunden sind und unterschiedliche Durchmesser haben. Die Last hängt an einer losen Rolle. Bei diesem Flaschenzugtyp wird ein durchgehendes (d. h. an den Enden verbundenes) Seil verwendet. Das Seil wird von der größeren Rolle zur Last und auf der anderen Seite über die kleinere Rolle zurückgeführt. Durch die Anordnung wirkt das Drehmoment der kleinen Rolle dem der großen Rolle entgegen, sodass nur die Differenz als Zugkraft aufgewandt werden muss; hinzu kommt die Halbierung der Lastkraft durch die lose Rolle. Je kleiner der Durchmesserunterschied zwischen den beiden Rollen ist, desto effektiver arbeitet der Differentialflaschenzug:

$F_Z = \frac{F_L}{2} \cdot \frac{R-r}{R}$

Ein wichtiger Vorteil dieses Flaschenzugtyps ist die Material- und Gewichtsersparnis. Durch das umlaufende Seil ist dessen Länge vom Übersetzungsverhältnis des Flaschenzugs fast unabhängig. Weiterhin sind immer nur drei Rollen erforderlich. Da für die Funktion ein (rutsch-)fester Kontakt der beiden Seile mit den Rollen erforderlich ist, wird bei einem Differenzialflaschenzug statt des Seils auch gerne eine Kette verwendet, deren Glieder über verbundene Zahnräder laufen.

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Siehe auch: Einfache Maschine | Getriebelehre | Mechanik | Fördertechnik | Gerät zur Technischen Hilfeleistung

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