Katrolsystemen, takels en mechanisch voordeel uitgelegd – Deel 2

Katrolsystemen, takels en mechanisch voordeel uitgelegd – Deel 2

Auteur: Rodney Sebregts

Soorten katrolsystemen

Bij het gebruik van katrolsystemen wordt er onderscheid gemaakt in 3 soorten katrolsystemen: enkelvoudige katrolsystemen, meervoudige katrolsystemen en complexe katrolsystemen. Per katrolsysteem is er een definitie mogelijk en gelden er één of meerdere vuistregels om te achterhalen met welk type katrolsysteem gewerkt wordt.

Enkelvoudige katrolsystemen

Enkelvoudige katrolsystemen zijn katrolsystemen waarbij de lijn gefixeerd is aan de last of aan het ankerpunt. Waarbij de lijn afwisselend door de katrol(len) aan de last en aan het ankerpunt loopt, totdat het uiteinde van de lijn in de handen van de takelaars eindigt.

Vuistregels:

  • Als de katrol het dichtst bij de takelaars gefixeerd is aan het ankerpunt, dan is dit alleen een richtingsveranderingskatrol.
  • Als de lijn die gebruikt wordt in het katrolsysteem gefixeerd is aan het ankerpunt, dan is het ideale mechanisch voordeel altijd EVEN.
  • Als de lijn die gebruikt wordt in het katrolsysteem gefixeerd is aan de last, dan is het ideale mechanisch voordeel altijd ONEVEN.
  • Om het mechanisch voordeel van een simpel katrolsysteem te achterhalen, dient men het aantal strengen te tellen tussen de last en het ankerpunt. (tel de lijn tussen twee ankerpunten niet mee. Ook een persoon geldt hierbij als ankerpunt).
  • Simpele ankersystemen kunnen zowel intern als extern gebruikt worden, d.w.z. dat men het katrolsysteem aansluitend creëert op de hoofdlijn waar de last aan hangt of dat men het als een extern systeem op de hoofdlijn kan plaatsen.

Meervoudige katrolsystemen

Meervoudige katrolsystemen zijn katrolsystemen, waarbij een enkelvoudige takelstelling op het uiteinde van een enkelvoudige takelstelling takelt. (dit kunnen ook meer dan twee katrolsystemen zijn).

Vuistregels:

  • Om het theoretisch mechanisch voordeel te achterhalen dient men de afzonderlijke enkelvoudige katrolsystemen te herleiden en met elkaar te vermenigvuldigen.

Bijvoorbeeld:

  • 1) een enkelvoudig systeem van 2:1 takelend aan een enkelvoudig systeem van 2:1 creëert een mechanisch voordeel van 4:1.
  • 2) Een enkelvoudig systeem van 3:1 takelend aan een enkelvoudig systeem van 3:1 creëert een mechanisch voordeel van 9:1.
  • 3) Een enkelvoudig systeem van 4:1 takelend aan een enkelvoudig systeem van 3:1 creëert een mechanisch voordeel van 12:1. Om het minst aantal resets te creëren in een meervoudig takelsysteem dient men de component met het kleinste mechanisch voordeel het dichtst bij de last te plaatsen.

Complexe katrolsystemen

Complexe katrolsystemen zijn katrolsystemen die niet enkelvoudig en niet meervoudig zijn.

Vuistregels:
Vuistregels voor het herleiden van een katrolsysteem gelden hier niet meer, vandaar dat men trekkracht moet kunnen herleiden in het systeem om het theoretische mechanisch voordeel te kunnen achterhalen. Daarom een aantal basisregels:

  • Iedere input in een katrol geeft ook een output uit de katrol, gezien het feit dat de energie niet stopt en ook niet verandert (bij theoretisch mechanisch voordeel).
  • Als de trekkracht aan één kant van de katrol een bepaalde waarde heeft, dan dient deze trekkracht aan de andere kant dezelfde waarde te hebben, maar dan in tegenovergestelde richting.
  • Daar waar een katrol gefixeerd is, zorgt deze alleen voor een richtingsverandering. Daar waar de katrol zich daadwerkelijk fysiek verplaatst, creëert deze mechanisch voordeel.
  • Daar waar een katrol gebruikt wordt verdubbeld deze de uitgeoefende kracht, gezien het feit dat de input en de output samenkomen op het aanbindpunt van de katrol.
  • Daar waar een katrol gefixeerd is aan een ankerpunt, verdubbelt deze de kracht op het ankerpunt gezien het feit dat de input en de output samenkomen op het aanbindpunt van de katrol en deze gebundelde kracht naar het ankerpunt toegaat
  • De trekkracht die men geeft aan een lijn in een katrol kan men allerlei waardes geven. Om het theoretisch mechanisch voordeel te herleiden noemen we de inputwaarde T (van “Trekkracht” of “Tension”).
  • Om de trekkracht te herleiden die het katrolsysteem genereert begint men aan de kant waar men de trekkracht gaat uitoefenen op het katrolsysteem en blijft men de lijn door het systeem volgen. Daar waar de lijn een katrol ingaat wordt de waarde “T” verdubbelt. Afhankelijk van waar deze dubbele trekkracht op uitgeoefend wordt, dient men deze wel niet mee te nemen in het systeem.