Katrol

Een katrol bestaat uit een schijf, met een groef op de omtrek, waar het touw in ligt. De schijf draait om een as. De schijf is eventueel voorzien van een lager om de wrijving met de as te beperken. De uiteinden van de as zijn bevestigd in de blokwangen. De blokwangen komen bij elkaar in een haak of oog, dat wordt bevestigd aan een vast punt of aan de hijslast. In een katrol kunnen meerdere schijven zijn verwerkt: samen op één as, of verdeeld over meerdere assen. Men spreekt dan van een takelblok of meerschijfs blok. Het uiteinde van het touw (het hondsend) wordt doorgaans bevestigd aan een oog dat aan een van beide blokken is bevestigd. Dat oog heet een hondsvot.[1]

Binnen een takel kunnen twee typen katrol voorkomen:

• vaste katrol, of bovenblok
• losse katrol, of onderblok

• 
  Een vaste katrol. Ook wel "enkele jol".
• 
  Een losse katrol. Ook wel "klaploper".
• 
  Eén losse en één vaste katrol. Ook wel "dubbele jol".
• 
  Dezelfde assen voor de losse en vaste katrol zijn nu tweemaal gebruikt (de schijven kunnen onafhankelijk van elkaar draaien op dezelfde as). Ook wel "vierloper".

Krachtsoverbrenging in een takel

Wanneer binnen één takel het touw over meerdere schijven heen en weer loopt, worden de benodigde krachten over meerdere stukken touw verdeeld. De kracht die nodig is om de last te hijsen wordt bepaald door het aantal keren dat het touw de hijslast met de katrol verbindt. Dit wordt weer bepaald door het aantal schijven dat in het takel is verwerkt. In de tweede en derde afbeelding boven is de last twee maal verbonden via de katrol en is slechts de helft van de kracht nodig aan de touwuiteinden. In de vierde afbeelding is de last vier maal via de katrol verbonden en is slechts een kwart van de kracht nodig aan de touwuiteinden.

De rechterafbeelding geeft een voorbeeld met twee bevestigingen (benodigde kracht gehalveerd). Bij het binnenhalen van het touw moet er twee maal zoveel touw worden binnengehaald als de afstand dat de last wordt opgetild. Dit is ook te beredeneren als gevolg van de natuurkundige wet van behoud van arbeid. Als de last een afstand s omhoog wordt getild dan is de verrichte arbeid W = F · s. Dezelfde arbeid moet verricht worden aan het uiteinde van het touw waar in dit geval de kracht ½F is. Als x de binnengehaalde touwlengte is dan F · s = ½F · x of x = 2 s. In het algemeen met n bevestigingen tussen de last en katrol geldt F · s = F/n · n s waar de verdeling van de kracht een gevolg is van de ophanging van de last en de vermenigvuldiging met de touwlengte een gevolg van behoud van arbeid.

Met elke extra schijf die in het takel is verwerkt neemt de wrijvingskracht toe. Om de wrijving klein te houden, werd vroeger pokhout gebruikt bij het vervaardigen van katrollen. Die houtsoort is "zelfsmerend", hard en duurzaam. In moderne katrollen worden hiervoor verschillende vormen van mechanische lagers ingezet.

In de zeilerij worden katrollen vaak "blokken" genoemd. Het gebruikte touw kan een “lijn” of “val” zijn. De takel of talie heet dan vervolgens,

• Enkele jol - de lijn of val wordt door één enkel blok gehaald. De overbrenging is dan 1:1
• Dubbele jol - de lijn of val wordt heen en weer over twee blokken gehaald. Tussen de blokken bevinden zich nu dus twee touwen. De overbrenging is nu 2:1
• Derde handje - de lijn of val wordt weer over twee katrollen gehaald, maar één is uitgevoerd met twee schijven zodat tussen de katrollen drie touwen bevinden. De overbrenging is 3:1
• Vierloper - Hier worden twee blokken met twee schijven gebruikt waarmee er vier lijnen tussen de blokken bevinden. De overbrenging is hier 4:1

De naam katrol is ontstaan in de 17e eeuw, na de uitvinding van de loopkat. Omdat het hijsblok aan de loopkat werd gehangen is de benaming kat-rol en uiteindelijk katrol ontstaan.[2] Voor deze tijd werd gesproken van een hijsrol, hijsblok of takelblok. Het werktuig werd hoofdzakelijk toegepast in de scheepvaart, waar we deze oude benamingen nog steeds tegenkomen. In de volksmond werd de nieuwe benaming katrol al snel een begrip. De Egyptenaren hadden al een soort hijsblok, maar hier is weinig over opgetekend. Archimedes gebruikte een serie rollen om zware bouwwerken op te tillen of te verplaatsen. Dit heeft geleid tot het makkelijker opzetten en bouwen van grote bouwwerken. Met het ontstaan van de thans bekende katrol werden veel toepassingen gevonden die een groeiende welvaart gestalte gaven, wat we dan ook terugzien in het toenmalige Griekse en erna Romeinse rijk. Hierna vinden we de katrol terug in verschillende wapens en heeft Europa er een heel handig stuk gereedschap aan. In de middeleeuwen werden bij oorlogen vaak katrollen gebruikt. Bijvoorbeeld om een kruisboog of katapult te spannen. In andere culturen zien we niet zoveel over de ontwikkeling van de katrol. We kunnen dit ook staven aan het feit dat er in veel latere periode pas groot en hoog gebouwd gaat worden. Dit laat zien dat de katrol voor de westerse beschaving een heel grote rol heeft gespeeld, en dat er ten opzichte van andere culturen een flinke voorsprong was opgebouwd.

In de scheepsbouw spreekt men eerder van blokken (zie ook: Blokmaker).

Katrollen worden nog steeds gebruikt:

• Verhuizers gebruiken soms katrollen om zware objecten naar boven te tillen ("touw en blok" in de volksmond).
• Hijskranen hebben bovenin een meerschijfs vaste katrol en onderin een meerschijfs takelblok met daaraan de haak waaraan de last komt te hangen.
• In garages beschikt men over takels om de motor uit een auto te kunnen tillen. Vaak worden kettingen gebruikt in plaats van touw.
• Zeilschepen gebruiken takels om grote zeilen met mankracht te kunnen bedienen, en enkelvoudige katrollen om de trekrichting van lijnen te veranderen.
• Bij kabelbanen worden ook katrollen gebruikt. Niet om iets op te tillen of te verplaatsen, maar om te vervoeren over de lengte van een lange kabel.

• Hijswerk
• Differentiaaltakel
• Kraan (machine)

• Demonstratie

Zie de categorie Pulleys van Wikimedia Commons voor mediabestanden over dit onderwerp.