Was ist eine einfache Riemenscheibe?

Eine einfache Riemenscheibe ist eine der sechs einfachen Maschinen, die allein oder als Komponenten in komplexeren Maschinen verwendet werden. Im Gegensatz zu komplexen Riemenscheiben verwenden einfache Riemenscheiben nur ein Seil, eine Kette oder einen Riemen, um den Arbeitsaufwand zum Heben oder Bewegen eines Objekts zu verringern, unabhängig von der Anzahl der zusammen verwendeten Riemenscheiben. Diese Maschinen sind äußerst nützlich zum Heben oder Bewegen schwerer Gegenstände. Die einfache Riemenscheibe wurde von Archimedes im 3. Jahrhundert vor unserer Zeitrechnung (v. Chr.) erfunden und an viele verschiedene Anwendungen angepasst, obwohl sich ihr Design in den letzten Jahrtausenden kaum verändert hat.

Ein Seil, ein Rad und eine Achse sind die Bestandteile einer einfachen Riemenscheibe. Das Rad ist an der Achse befestigt, die das Zentrum der Maschine ist und das Rad frei drehen lässt. Das Seil wird dann außen um das Rad herumgeführt, so dass es ca. 50 % des Radumfangs berührt. Die meisten Umlenkrollen haben eine Kante mit einer Lippe oder einen Außenmantel, um das Abrutschen des Seils zu verhindern.

Ein Ende des Seils ist an einem anzuhebenden Objekt befestigt und das andere Ende an einer Person, einem Tier oder einer anderen Maschine, die Kraft auf das Objekt ausübt, indem sie das Seil nach unten zieht. Alle Rollen in einem System werden über dem anzuhebenden Objekt platziert, wobei die unterste Rolle direkt über dem Objekt und die höchste Rolle in der maximalen Höhe, auf die das Objekt gehoben werden kann, angeordnet ist. Mit genügend Umlenkrollen und einem ausreichend langen Seil lassen sich auch extrem schwere Gegenstände problemlos heben.

In einem einfachen Riemenscheibensystem kann eine Riemenscheibe allein verwendet werden oder viele von ihnen können zusammen verwendet werden. Bei mehreren Umlenkrollen in einem System sind diese vertikal voneinander beabstandet und das Seil wird abwechselnd von einer höheren zu einer niedrigeren Rolle geführt. Eine einzelne einfache Riemenscheibe verringert den Arbeitsaufwand, der zum Bewegen eines Objekts erforderlich ist, indem es einer Person ermöglicht wird, Kraft in einer Abwärtsbewegung auszuüben, während ein Objekt nach oben gehoben wird. Diese Aktion hebt die auf das Objekt wirkende Schwerkraft auf und erleichtert das Anheben. Die Verwendung von mehr als einer Rolle verringert die Kraft, die zum Anheben eines Objekts erforderlich ist, jedes Mal um die Hälfte, wenn eine Rolle hinzugefügt wird, obwohl auch doppelt so viel Seil erforderlich ist.