Foto-Doku: Herstellung eines Stahl-Armbrustbogens

[baschdler]

Das der, sich zu den Enden verjüngende Bogen effizienter ist als ein gerades Stück Flachstahl steht ausser Zweifel, das betraf auch nicht das, was ich zu erklären versuchte.

Was meine weiteren Überlegungen betrifft, so komm ich gerade selbst etwas ins Zweifeln.
Wie berechnet sich die max. Belastbarkeit von 400kg für einen Bogen mit einem Querschnitt von 12mmx50mm bei einer Zugfestigkeit des Materials von ~ 1000N/mm² ?
Entsprechen diese 400kg(kp) dann auch dem max.Zuggewicht an der Sehne ?

Und bedeutet das, ich kann einen Bogen mit einem Querschnitt von 10mmx50mm aus dem selben Material, nicht mit 400kg belasten?

Gruß Martin

[Baumkirchner]

@ Zimmermo und badschler

Kann es sein, dass ihr leicht aneinander vorbeiredet?

Einerseits wird von der maximalen Belastung des Stahls von 400kg ausgegangen und andererseits von der Effizienz des Bogens gesprochen.
Ein Recurve besitzt im Vergleich zur linearen Feder bei gleicher maximaler Zugkraft mehr potenzielle Energie (ca +26%). Verzichte ich dabei auf die Energiesteigerung, so kann ich die Zugkraft entsprechend verringern.
Hat der Stahlbogen bereits von Haus aus annähernd die Form seine Standhöhe, so verringert sich seine potenzielle Energie entsprechend. Will ich nun die gleiche maximale Zugkraft, so muss Material zuglegt werden und der Bogen wird schwerer, wodurch sich sein Wirkungsgrad (Verhältnis der Trägermasse zu Bolzenmasse) wiederum veringert - oder irre ich mich da?

Gruß

Baumi

[Theudebald2]

gelöscht !

[baschdler]

@baumkirchner
So hatte ich das jedenfalls auch gemeint. Also daß durch das starke deflexe Vorformen des Bogens quasi potentielle Energie verschenkt wird.
Deswegen war meine Idee für einen effizienteren Bogen ja auch, einen auf ganzer Länge dünneren Bogen zu benutzen, der gerade so dünn ist, daß er die elastische Verformung beim Spannen im vollen Umfang, also aus der Geraden bis zum gewünschten Vollauszug, mitmacht ohne plastisch deflex vorgeformt zu sein. Und wenn man´s noch weiter treiben mag, kann man den Bogen noch dünner gestalten und ihn reflex vorformen.
Also in beiden Fällen eine, nach vorne verlagerte, Verlängerung des Auszugs, bei gleichzeitiger Reduzierung der Masse, die so dimensioniert ist, daß das max.Zuggewicht erhalten bleibt.

Ich würde gern versuchen die Sache mathematisch zu überprüfen, wenn ich wüsste wie.

Abgesehen davon ist ein Stahlbogen von 12mm Dicke natürlich einfach ein beeindruckendes Monstrum.

Gruß Martin

[Zimmermo]

Hallo Leute

Ich habe jetzt im Anhang meine Berechnung angehängt.

Skizze 1
ist die gesamte Bogenrückenlänge ohne die länge der Hohldaumen.

Skizze 2
zur Berechnung
F ist die Kraft, die beim spannen entgegenwirkt. D.h. ich muß mit 392,94 kg an der Sehne ziehen, dann steht der Bogen unter max. Belastng.
Das bedeutet, da der Bogen ja mittig eingespannt ist, das die Bogenenden einen gewissen Weg zurücklegen, und dieser Weg in mm ist f = 36,26mm.

Die Standhöhe ist das Maß von halber Bogendicke bis vorderkante Sehne. ( wurde hier irgendwo gefragt)

[Zimmermo]

Hallo

Anhand dieser Berechnung ist jetzt ersichtlich, daß sich der Bogen beim spannen theoretisch 36,26mm in Richtung Nuß zieht.
Jetzt muß eine Sehne gewickelt werden, dann kann man das Ergebnis überprüfen.

In der Skizze im Anhang habe auch gleich die Ermittlung der Auszuglänge aufgezeichnet.

Wie jetzt ersichtlich ist, hat die Standhöhe keine Auswirkung auf die Auszuglänge, wenger Standhöhe > weniger Auszug.


Wen das Thema interessiert, sollte sich das Jahrblatt d. Int. hist. Armbrust 2008 zulegen. Darin ist alles wunderbar beschrieben mit sämtlichen Berechnungen.

[Theudebald2]

@Zimmermo

Deine Nachrechnungen sind bestimmt richtig !

Die erste Aufgabe lautet aber :

Wie muß ein Bogen aussehen,damit er aus seiner Masse die größte Leistung hervorbringt !
Da ist zunächst die Frage der Querschnittsverjüngung :

Mit diesem Thema "Theorie über ein einfaches Verfahren zur Bewertung und Auslegung von Armbrustbögen"
hat sich schon Ingo Lison von der" Interessengemeinschaft hist.Armbrust "im Jahrblatt 2007 intensiv befasst.
Wenn der Bogen nach diesen Regeln gestaltet wird ,scheint er hinsichtlich seiner Leistung optimal zu sein.
Vielleicht hast Du das ja schon berücksichtigt ?

Was mich jetzt noch interessiert :

Die Zugfestigkeit für Deinen Stahl ist mit 900-1100 N/mm2 angegeben.

Aus welcher Biegespannungs-Formel bekomme ich einen Ist-Spannungswert welcher direkt mit diesem in der Stahltabelle stehenden maximal zulässigen Wert verglichen werden kann.

Ist das die Formel Sigma max(maximale Biegespannung =M (Biegemoment)/ W(Widerstandsmoment
Es kann sich ja nur um die Spannung im äußersten Querschnittsbereich des Bogenrückens handeln mit welcher ich
(weit)unter dem zulässigen Wert (900-1100 N/mm2)bleiben muß.

Gruß Theudebald

[Zimmermo]

@ Theudebald

Wenn der Bogen nach diesen Regeln gestaltet wird ,scheint er hinsichtlich seiner Leistung optimal zu sein.
Vielleicht hast Du das ja schon berücksichtigt ?

Ja, so wurden die Bögen konstruiert, aber nicht nach der Methode von Ingo Lison sondern nach Erhard- Franken- Stellamans.
Da, im Jahrbuch 2008 ist alles noch viel ausführlicher beschrieben, so auch die Formgebung, die meiner Meinung nach ebenfalls ein wichtiger Punkt ist, siehe Anhang 1.

Ist das die Formel Sigma max(maximale Biegespannung =M (Biegemoment)/ W(Widerstandsmoment
Es kann sich ja nur um die Spannung im äußersten Querschnittsbereich des Bogenrückens handeln mit welcher ich
(weit)unter dem zulässigen Wert (900-1100 N/mm2)bleiben muß.

Sigma vorhanden= Anhang 2 (wenn Du das nachrechnest, braucht Du aber einen großen Taschenrechner )


Gruß Dieter

[Theudebald2]

@zimmermo

Ich habe meine Armbrüste nur nach Bildern aus Museen und"the Book of the Crossbow"gebaut und verfüge
erst jetzt über einen Harmuth und dieses eine Jahrblatt 2007.
Beide Armbrüste funktionieren dennoch einwandfrei .
Mit dem heutigen Wissen hätte ich vielleicht mehr aus den Bogen herausgeholt .

Erklär mir bitte ,was über dieses Thema im Jahrbuch 2008 anders geschrieben steht-ist das
was ich aus dem Jahrbuch 2007 habe, nicht ausreichend oder überholt ?

Du liegts also mit Deiner Ist-Biegespannung relativ knapp unter dem zulässigen Wert bei diesem
Stahl (900-1100 N/mm2)-stimmt das so und ist das sicher genug ?

Gruß Werner

[Zimmermo]

@ Theudebald

Ich habe meine Armbrüste nur nach Bildern aus Museen und"the Book of the Crossbow"gebaut

Die sehen auch beide Super aus.

Mit dem heutigen Wissen hätte ich vielleicht mehr aus den Bogen herausgeholt .

Geht mir auch nicht anders. Mein erster Armbrustbogen hat auch noch nichts von diesen Erkenntnissen, aber wir sind ja lernfähig.
Das ist vergleichbar mit einem Serienauto, es fährt und es ist voll funktionsfähig.
Aber, es lassen sich mit wenigen Handgriffen wesentlich mehr Leistung herausholen.

Damit sind wir beim Konturverlauf Anhang 1. Die Sehne befindet sich hier auf Oberkante Bogen. Wenn der Bogen jetzt abgeschossen wird, entsteht wesentlich weniger Reibung der Sehne am Armbrustschaft, daher mehr Leistung bei gleichem Bogenquerschnitt.

Erklär mir bitte ,was über dieses Thema im Jahrbuch 2008 anders geschrieben steht-ist das
was ich aus dem Jahrbuch 2007 habe, nicht ausreichend oder überholt ?

Was soll ich jetzt erzählen?
Die Berechnungen sind alle gleich, es wird aber das ganze Sektrum Armbrustbogen ausführlich und vor allem verständlich erklärt. Sicher muß man sich auch hineindeken und manchen Absatz zwei mal lesen, aber man versteht die Zusammenhänge besser. (Ich werde von Herrn Sensfelder nicht bezahlt, damit ich hier Werbung mache, das ist meine pers. Meinung)

Du liegts also mit Deiner Ist-Biegespannung relativ knapp unter dem zulässigen Wert bei diesem
Stahl (900-1100 N/mm2)-stimmt das so und ist das sicher genug ?

Korekt, <= 1050 Nqmm der Bogen hat maximal Zugkraft. In den 1050 N ist die Sicherheit bereits enthalten.

Gruß Dieter

[Theudebald2]

@Zimmermo

Ich bin weiterhin gespannt auf Deine Doku und auf die Leistung
Deiner Armbrüste.
Die Wurfweite bei 30/40/50/60 gramm Bolzen würde mich dann interessieren!

Gruß Werner

[I Schuss-I Treffer]

Einfach wahnsinn !!!
Darauf hab ich lange gewartet !
Tolle Dokumentation!
Ich bin grade dabei eine weitere Armbrust zu bauen. Der Auslösemechanismus stellt für mich kein großers problem da, der Stahlbogen allerdings schon da meine anderen Armbrüste einen Holzbogen haben.
Welche Eigenschaften hat der Stah dessen Bezeichnung du genannt hast? Muss der gehärtet werden oder kann mann aus dem Stahl auch unter Kühlung die gewünschte Form Ausschneiden und den Bogen so benutzen ohne die Enden zu schmieden?

Worauf muss ich achten wenn ich wenn ich eine Armbrust mit 400kg zugkraft habe? Hält das der Auslösemichanismus wenn er mit 10mm dicken Stahlbolzen und Nadellagern ausgestattet ist? Was passiert mit einem "normalen" Holzbolzen beim Abschuss?
Wie muss mein Stahlbogen aussehen (welche Maße muss er haben) wenn ich ca. 200kg Zugkraft erreichen möchte bei möglichst kurzer Bogenlänge (ca. 50cm) und einem Auszug von maximal 40cm?
Wo finde ich eine Härterei? Wo kann ich den Stahl kaufen? Welsche Kosten kommen auf mich zu?

Gruß Robert

[Theudebald2]

Man spürt nicht nur deutlich das Interesse am Thema Stahlbogenherstellung
sondern auch die Neugier über dessen Formgebung,Berechnung,Belastbarkeit !

Ich meine,mehr Wissen zum Thema Stahlbogen ist ungefährlicher als zu wenig wissen !

Es wird –so meine ich –arglos drauflosgebaut ohne sich darüber im klaren zu sein was man da
schon beim Spannen in Kopfnähe vor sich hat.

Das Verwenden von Stahlfedern aus dem Kfz-Bereich würde ich z.B.von vorneherein ausschliessen.

Sollten wir nicht ein neues Thema:

"Stahlbogen-Diskussion -keine Anleitung" öffnen ?

Sind denn genug Mitglieder vorhanden welche sich da umfassend auskennen ?

Ich selbst habe nun meine Bögen durchgerechnet ohne zu wissen ob ich das alles richtig
gerechnet habe !
Das allererste von mir produzierte Bauteil –der Bogen für die erste Armbrust-ist beispielsweise
nach dieser Nachrechnung eine Zeitbombe welche Gott sei Dank noch nicht explodiert ist.

Gruß Theudebald

[Baumkirchner]

@ Werner

Das allererste von mir produzierte Bauteil –der Bogen für die erste Armbrust-ist beispielsweise
nach dieser Nachrechnung eine Zeitbombe welche Gott sei Dank noch nicht explodiert ist.

Das ist der Grund, warum ich lieber Hornbögen baue

Gruß

Baumi

[Zimmermo]

Wo finde ich eine Härterei? Wo kann ich den Stahl kaufen? Welsche Kosten kommen auf mich zu?

Hallo

Einfach wahnsinn !!!
Darauf hab ich lange gewartet !
Tolle Dokumentation!

Freut mich wenns gefällt

Welche Eigenschaften hat der Stah dessen Bezeichnung du genannt hast? Muss der gehärtet werden oder kann mann aus dem Stahl auch unter Kühlung die gewünschte Form Ausschneiden und den Bogen so benutzen ohne die Enden zu schmieden?

Du meinst warscheinlich den Verwendungszweck.
Stahl für Federn wie zB Blattfedern, Schraubenfedern, Tellerfedern, Federplatten.
Ja, der Bogen sollte Wärmebehandelt werden, damit die gewünschte Zugfestigkeit auch erreicht wird.
Sicher kannst Du die gewünschte Form ausschneiden, auch müssen die Bogenenden nicht geschmiedet sein.

Bei meiner Doku müsste ein Bild dabei sein, wo beide Bögen abgebildet sind , davon ist einer nicht geschmiedet.

Wo finde ich eine Härterei? Wo kann ich den Stahl kaufen? Welsche Kosten kommen auf mich zu?

Den Stahl kannst Du bei STAHLBECKER kaufen. Preis auf Anfrage
Härterei - Kosten für zwei Bögen ca. 160,- €. (Ich bin mometan selber auf der Suche nach einer preisgünstigeren)

Es wird –so meine ich –arglos drauflosgebaut ohne sich darüber im klaren zu sein was man da
schon beim Spannen in Kopfnähe vor sich hat.

Da hast Du Recht

Das Verwenden von Stahlfedern aus dem Kfz-Bereich würde ich z.B.von vorneherein ausschliessen.

von gebrauchten Stahlfedern

Sollten wir nicht ein neues Thema:
"Stahlbogen-Diskussion -keine Anleitung" öffnen ?

Also, ich wäre auf jedenfall dabei, das ist interessant.

Das ist der Grund, warum ich lieber Hornbögen baue

Das wäre doch auch mal ein Thema für eine Doku

Gruß Dieter