Überlegungen zu einem Bogen mit Pfeilen < 7gr per lb

[Frankster]

Hallo Zusammen,

mich fasziniert die Idee eines haltbaren Selfbows der darauf ausgelegt ist Pfeile mit einem Pfeilgewicht < 7gpp zu beschleunigen. Schon kleiner 8 gpp halten viele für gefährlich. Moderne Compoundbögen werden aber in der Regel meist mit Pfeilgewichten deutlich unter 7gpp betrieben.
Ich glaube das man mit dem Bogendesign und evt. der Wahl der Sehne Einfluß nehmen kann das ein Selfbow auch dauerhaft ohne Schaden mit < 7gpp betrieben werden kann.
Dieser Thread soll zum Ideenaustausch dienen, da diesen Thema in anderen Threads immer wieder gestreift wird.

Meine bisherigen Überlegungen orientieren sich an Flight-Bögen. Flight Bögen werden i.d.R. auch mit zu leichten Pfeilen betrieben - Haltbarkeit ist aber hier kein Thema. Bei Flight Bögen findet man häufig die Hauptbiegezone Griffnah. D.h. die Wurfarmenden biegen in Relation nur wenig. Der Grund hierfür ist eine erhöhte Leerschussgeschwindigkeit.
Normale Selfbows oder noch extremer Warbows sind auf einen maximalen Wirkungsgrad getrimmt d.h. bei 10gpp - demzufolge nicht auf die max. Leerschussgeschwindigkeit. Der Designkniff die äußeren Wurfarme weniger Biegend zu machen sollte aber auch dazu führen das der Bogen die Schwingungen die nach einem <7gpp Schuss auftreten besser abfangen kann. Ich Stelle mir z.B. die Schwingungen am äußeren Wurfarm in etwa so vor wie die eines Pfeils der mit zu geringen Spine beschleunigt wird.

Meine Motivation mit den gpp's überhaupt runterzugehen ist natürlich auch die Schussgeschwindigkeit zu erhöhen. Der andere Ansatzpunkt ist die Sehne. Sie sorgt auch für die Dämpfung der Wurfarme nach dem Schuss und die bringt auch beschleunigte Masse mit die sich ca. zu 2/3. zum Pfeilgewicht addiert. Weniger Stränge in der Sehne bedeuten hier also weniger zu beschleunigende Masse und mehr Dämpfung für die Wurfarme. Von daher wäre es interessant zu erfahren wenn jemand schon mit geringeren als den empfohlenen Sehnenstärken experimentiert hat...

Ich denke dies ist ein spannendes Thema.
Viele Grüße,
Frank

[kra]

8 grain/# - das sind so meine leichtesten Pfeile. Mangels leichteren Schäften bin ich noch nicht bis 7 grain/# gekommen.

ABER - neben der erhöhten Geschwindigkeit habe ich einen deutlich erhöhten Handschock beobachtet - und somit kein großes Vergnügen an so leichten Pfeilen. Mein min sind ca. 420gr auf 56# Selfbow.

Bei der Sehne ist es ähnlich, unter 10 Strang Dacron (oder FF) für 56# Selfbow bin ich nicht gegangen - dann wurde der Bogen mir insgesamt zu nervös im Abschuß.

Klar, es geht wohl noch leichter und dünner, aber ob das Sinn macht?

[Ravenheart]

Hä?

Mein Eiben-Flightbogen hat 70#...
Geschossen habe ich damit Pfeile mit 16g = 247 grain. Das sind 3,53 grpp...

Wo ist das Problem?


Rabe

Hier der Bogen:
http://www.fletchers-corner.de/viewtopi ... 16&t=14926
Hier die Action (nicht das Bild mit dem Holler mit der Eibe verwechseln!)
http://www.fletchers-corner.de/viewtopi ... 5&start=30

[Frankster]

Hallo Kra,

die Frage nach dem Sinn braucht man bei solchen Grenzexperimenten nicht zu stellen

Der Handschock ist ein Zeichen das dem Bogen die leichten Pfeile nicht gut tun. Der Grund für Handschock sind meist zu schwere Tips. bzw. der ganze Bogen ist unterdämpft. Entgegenwirken kann man in dem man versucht so viel Gewicht wie möglich aus dem Wurfarm rauszunehmen insb. bei den Tips - ohne dabei aber die Zugkraft zu verlieren.

Es ist nur so eine Vermutung, aber ich glaube wenn man den Bogen mit geringen gpp betreibt das dann die bekannten Spinetabellen ihre Gültigkeit verlieren. Vielleicht rührt auch daher die erfahrene Unruhe bei Dir mit den 420gr Pfeilen. Vielleicht müssen die Pfeile einfach insg. noch steifer sein wenn Sie im Verhältnis stärker beschleunigt werden.

Ich glaube bei den Vorgaben passt am besten ein schmales Eifelturm-Design für die Wurfarme - also stetig um einen Faktor schmaler werdend. Den Griff würde ich voll mit biegen lassen und die Biegung zu den Wurfarmenden stetig abnehmend. Das sollte etwas an Gewicht bei den Wurfarmenden einparen.

Beim Holz hab ich folgende Überlegungen: Zwar unabhängig der Dichte einen guten Bogen bauen, aber so hat die Dichte in erster Linie Auswirkungen auf die Druckfestigkeit. Hohe Zugfestigkeit bei moderater Druckfestigkeit bieten auch schon einige mitteldichte Hölzer wie z.B. Eberesche, Holunder oder Spindelbaum. Durch angeschrägte Wurfarmkanten und/oder leichtes Tempern lassen sich Wurfarme erreichen die extrem leicht im Verhälltnis zu Ihrer Zugkraftfähigkeit sind.

Ein anderer wichtiger Punkt zwecks Dämpfung ist, wie reagiert das Holz bei Überlast. Ich vermute das diese Überlastung bei Nutzung von zu geringer gpp zu Set führt. Holunder ist z.B.so ein Holz das als sehr 'fletchy' bekannt ist, d.h. auch kurzzeitige Überlastung besser wegsteckt als andere Hölzer.

Bei der Sehne ist mir noch folgender Gedanke gekommen: Man könnte mit leichten Pfeilen und einem Chronographen herausfinden, an welchem Punkt eine noch leichtere Sehne die Pfeilgeschwindigkeit positiv beeinflusst. Die Haltbarkeit ist natürlich ein anderes Thema - aber auch dies lässt sich im Versuch herausfinden

[tomtux]

65#, pfeile unter 400gr, sehne 8strang ff, ohren mit 4 strang mittenwicklung nr.4 unterfüttert.
6 strang halten nicht lange weil keine reserven mehr da sind und ein paar mal am armschutz schleifen für die überlastung reicht.
bei entsprechend leichten tipps und einem dem oben beschriebenen ähnlichen tiller auch kein handschock.

der tiller erhöht auch die sehnenspannung auf standhöhe und damit die anforderungen an die tipp-overlays. ich verwende nur mehr den am dichtest gewachsenen teil von geweih/knochen, alles andere zerbröselt unter 3mm tipps.
dem holz ist das egal, das wird nur bei tipps ohne overlays überlastet, bzw. wenn die overlays nicht am abgeschrägten ende geklebt werden. flach aufgeklebt hat´s mir auch schon den rückenring samt knochenoverlay (auf standhöhe!) abgezogen.

[Frankster]

@Ravenheart
Der Rabe hat mal wieder alles fertig bevor ich überhaupt angefangen hab!
Sehr geiler Bogen, einer der faszinierenden die ich hier in der FC bislang gesehen habe.

- Eifelturmdesign -> scheint er zu haben
- Optimierung auf möglichst wenig Gewicht an den Wurfarmen -> yep
- Griff biegt mit -> ja und ne Pfeilauflage dazu - klasse
- Weniger Biegung zu den Wurfarmenden -> stetig abnehmend würde ich sagen
- mitteldichtes Holz mit hoher Zugfestigkeit -> Eibe passt - wg. Druckfestigkeit spart man sich sogar das Tempern

Was für eine Sehne verwendest Du bei dem Bogen?
Und die Gretchenfrage: lebt er noch?????

Genau diese Liga mit 10-20# weniger hätte ich gern als Alltagsbogen

PS: Was ist mit dem neuen Flightbogen von dem Du geschrieben hattest das er in Planung ist?

[Frankster]

65#, pfeile unter 400gr, sehne 8strang ff

Hallo Tom,
das klingt sehr gut! Gibt es Fotos von den Bogen? Aus welchem Holz ist er? Welche Maße?
Hast Du ihn mal durch einen Chrono gejagt?
Und bei 3mm Tips wie Du schreibst - hast Du die Overlays seitlich angebracht wie Rabe, ober auf den Rücken?

[tomtux]

derzeit kein chrono mehr, weil ich bin zu blöd zum treffen und erwische statt dessen ab und zu den chrono
schnell genug, um die recurvefraktion mit ihren ultraleichtkarbonies still zu kriegen

overlays immer oben, bögen gibts mehrere. holz bei den derzeit kräftigsten holler (63", steifer griff) und robinie (59", recurves weil deflexer stave, arbeitender griff). beide ziemlich exakt auf masse laut massenformel, vielleicht ein paar % drunter.
ich verwurste aber alles, was mir zwischen die finger kommt.
der bis dato bösartigste war bambus auf hainbuche, fast 50% trapping, steifer griff, 59" lang für 26" auszug. starb an einem quer fast schon auf höhe des backings durlaufenden querästchen (durchmesser<1mm) den kompressionstod. hainbuche ist da SEHR heikel.

wie willst du bei 3mm breite SEITLICH noch irgenwelche kerben anbringen? die aufgefütterten öhrchen haben schon über 1mm strangstärke, die müssen zumindest noch in der kerbe verschwinden können.

[Frankster]

@Tom
Wie stark sind die Bögen? Nutzt du diese nur für Flight oder auch für den üblichen Gebrauch? Haben alle 26" Auszug? Was ich gut finde, das Du anscheinend auch das Limit suchst... Vielleicht kannst Du Fotos auskramen, wäre toll!

Ups, ich hatte Rabes Sidenock falsch interpretiert. Aber dies ist die Draufsicht:



(Bilderlink repariert! Rabe)

[Galighenna]

Ja das sehe ich ähnlich! Es ist möglich sowas zu bauen, und es gibt lebende Beispiele dafür. Die Designvorschläge decken sich mit meinen Ideen und auch meinen "physikalischen" Überlegungen.
Als Sehne kann man nur sagen: So leicht es geht, und so undehnbar wie nur irgendwie möglich. Jede Dehnung der Sehne verschlechtert die Energieübertragung auf den Pfeil, vermindert die Geschwindigkeit und erhöht durch die im Bogen befindliche Restenergie, die Belastung des Bogens.
Das Gewicht der Sehne ist dabei besonders ausschlaggebend. Die Sehne schlägt durch ihr Eigengewicht über die Standhöhe hinaus nach vorne durch. Wenn man das mal mit der Hand "simuliert" und die Sehne nach vorn drückt merkt man die das System sehr schnell sehr hart wird. Die Sehne biegt die WA immer weniger sondern staucht sie stark. Es laufen dabei Komprimierende Stoßwellen durch den Bogen. In manchen Zeitlupenvideos, besonders bei Fita Bögen kann man diese sehr gut sehen.
Diese Wellen sind es die dem Bogen schaden und im schlimmsten Fall die WA Platzen lassen.

Das Gewicht der Sehne ist essentiell für den Wirkungsgrad und damit die Pfeilgeschwindigkeit, da es sich bei Annäherung an die Standhöhe immer stärker auf die Energieübertragung auf den Pfeil auswirkt. Das Gewicht der Sehne nimmt einen Großteil der Energie in Anspruch die nicht an den Pfeil abgegeben wird, weil es dafür sorgt das die Sehne über die Standhöhe hinaus nach vorne durch schlägt.

Folgende Überlegung:
Die Wurfarme hätten eine beliebige Masse, die Sehne wäre aber Masselos. Beim Release werden die WA durch die gespeicherte Energie nach vorne beschleunigt und straffen die Sehne. Ihre eigene Masse bedingt die Geschwindigkeit mit der sie nach vorne schnellen, und damit auch die Geschwindigkeit mit der sich der Nockpunkt nach vorn bewegt. Über den Sehnenwinkel am Nockpunkt ergibt sich bei beliebiger Geschwindigkeit der WA beim erreichen der Standhöhe theoretisch eine unendlich hohe Geschwindigkeit des Nockpunktes nach vorn. Bei masseloser Sehne wäre dies Möglich, wenn kein Pfeil eingenockt ist. Wenn die Sehne undehnbar und Masselos ist, stoppt die Sehne bei Erreichen der Standhöhe.
Wäre ein Pfeil in diesem System eingenockt, würde 100% der Energie auf den Pfeil übertragen werden, da der Pfeil aufgrund des Sehnenwinkels am Nockpunkt bei erreichen der Standhöhe "unendlich schwer" erscheint. der Winkel am Nockpunkt ist eine Art Übersetzungsverhältnis. Die Zugkraft der WA wirkt dabei über tan x mit x=Sehnenwinkel in die Wurfrichtung. Ist die Sehne gestreckt, geht die Zugkraft gegen 0, weil tan 180° = 0 Dafür ist aber wie in einem Getriebe mit unendlich hoher Übersetzung die Geschwindigkeit unendlich groß. Der Pfeil würde also bis zum Erreichen der Standhöhe mit optimaler Kraft beschleunigt und nimmt dadurch 100% der Energie mit, während die beliebig schweren WA-Enden durch den "unendlich schwer" wirkenden Pfeil (Übersetzungsverhältnis) unendlich stark gebremst würden.
Das Sehnengewicht ist damit der einzig entscheidende Faktor für einen schnellen Pfeil, WENN die Sehne masselos sein könnte, und die WA keine Innere Reibung während ihrer Biegung hätten.

Das diese Überlegung in der Praxis nicht ganz stimmt, liegt eben daran das die Sehne nicht masselos ist. Dadurch spielt die Wurfarmmasse eine Rolle, denn die Masse der Sehne verhindert, das sie beliebig schnell wird und die Wurfarme entsprechend stark abgebremst werden können. Sie nehmen deshalb, genau wie die Sehne, einen Teil der Energie in sich selbst auf statt sie auf den Pfeil zu übertragen.
Man kann aber durch eine möglichst leichte Sehne sehr viel an der Pfeilgeschwindigkeit optimieren. Ganz besonders gilt das für sehr leichte Pfeile, weil das Sehnengewicht im Verhältnis zum Pfeilgewicht immer bedeutender wird.

Fazit:
1.)Leichte Wurfarme vermindern den Einfluss der Sehnenmasse, weil leichte Wurfarme in ihrer Masse weniger Bewegungsenergie inne haben.
2.)Eine möglichst leichte Sehne verbessert den Wirkungsgrad bei leichten Pfeilen drastisch. Das Gewicht der Wurfarme spielt in diesem Fall eine immer geringere Rolle, weil die Endgeschwindigkeit des Nockpunktes beim Erreichen des Standhöhe durch eine möglichst leichte Sehne stark erhöht werden kann und damit die Energieübertragung auf leichte Pfeile stark verbessert wird.

Der Wirkungsgrad bei Leichten Pfeilen hängt also sehr stark vom Gewicht der Sehne ab, UND ein hoher Wirkungsgrad ist überlebenswichtig für Selfbows, die mit sehr leichten Pfeilen mehr als ein paar mal geschossen werden sollen.

[tomtux]

@frankster
alltagsbögen, 26" ist mein auszug.

[Frankster]

Hallo Gali,
sehr interessante Überlegungen - so hab ich das bislang noch nicht gesehen - aber es könnte stimmen. Beim Lesen kamen mir wieder Compound Bögen in den Sinn die mit Ihren Kabeln ja quasi extra Sehnenmasse mit einbringen. Trotzdem ist der Wirkungsgrad dieser Bögen sehr hoch. Compound Bögen haben in der Regel auch Sehnendämpfer, d.h. der unendlich schwere Pfeile wird dadurch hab einem bestimmten Punkt zumindest genähert...

Wird nicht alle Energie auf den Pfeil übertragen ist die Masse und die Masseverteilung der Wurfarme aber schon relevant. Die Wurfarme wollen in diesem Fall weiter nach vorn schwingen und die beschleunigte Sehne wird auch mit dieser Kraft konfrontiert. Deswegen spreche ich davon das Dämpfung im Wurfarm und ggf. durch eine leicht dehnbare Sehne wichtig sind wenn man an die Grenze geht.
Evt. ist dies auch der Schlüssel zum <7gpp Altagseinsatz, das man einfach eine leichtere, evt. auch etwas mehr dehnbare Sehne nimmt in Kombination mit darauf abgestimmten Pfeilen und ist Summa Summarum was die Haltbarkeit angeht wieder auf der sicheren Seite.

[Wilfrid (✝)]

Frankster, Du hast einen Gedankenfehler ...
Was an Geschwindigkeitsenergie in Sehne und Bogenarm steckt, kann dem Pfeil nicht mehr mitgegeben werden, es sei denn , diese Teile würden gebremst. Normalerweise aber gibt es für jedes System Pfeil/Bogen eine Endgeschwindigkeit und damit eine bestimmte, im Bogen verbleibende Restenergie, die sich über eine gewisse Zeit im System über Schwingungen austobt und dann über Dämpfung in Wärme umgewandelt wird.
Je geringer jetzt die Masse der Bogenteile ist, desto weniger Energie wird zum Beschleunigen dieser Teile verbraucht.

Pfeil und Bogen teilen sich ja diese Energie. Wenn das jetzt alles normale Bewegungen nach vorn wären, wäre es einfach. Aber neben den linearen Bewegungen gibts da ja auch noch Rotation. Die WA-Enden rotieren ja , wenn auch nicht um große Winkel , um den Griff.

[Frankster]

Hallo Wilfrid,
so ganz sehe ich den Fehler noch nicht - ich bin ja wie ich geschrieben habe bereit einen Teil Wirkungsgrad des Systems abzugeben für eine höhere Pfeilgeschwindig. Die angedachten Maßnahmen (Tiller, Design, Überlegungen zur Sehne) zielen darauf ab, Masse in den beschleunigten Teilen zu reduzieren und auch die (Leerschuss-) Geschwindigkeit zu erhöhen. Gleichzeitig aber mehr Eigendämpfung in den Bogen einzubringen.
Siehst Du hier den Fehler? Glaubst Du die Maßnahmen sind bezogen auf die Eigendämpfung kontra produktiv?

[Holzfäller]

@galli
sorry,aber es gibt einen Punkt,den ich nicht ganz verstehe...
Du redest vom Tangens des Sehnenwinkels X.
dafür bräuchte ich ein angenähertes Dreieck,welches aber meines Wissens im Bogen nicht gegeben ist, da der
Wurfarm arbeitet,seinen Zustand also verändert.
Und dann noch die Trägheit,denn bei deiner "Berechnung" wird die Masse des Bogens durch die unendliche Masse
des Pfeils rausgekürzt,aber auch hier rechnest du ja mit einem "passiven" Bogen,der sich nicht in sich selbst verformt,
und damit vernachlässigst du die Masse des biegenden Bereiches des Bogens.

Folglich müsste man deiner Annahme noch anfügen,dass:
a) der Bogen in einem gewissen zeitpunkt z betrachtet wird.
oder
b) 99% der schweren und trägen Masse des bogens in den Tips liegt,die biegezone also vernachlässigt werden kann.

wäre sehr nett,wenn du mich erleuchten könntest

LG
Holzer