Sehnenspannkraft am Recurvebogen

Fragen, Themen die das System Bogen incl. Anbauteile betreffen
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LeCasta
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Sehnenspannkraft am Recurvebogen

Beitrag von LeCasta » 31. Aug 2020, 22:06

Hallo Ullr,

ich muss zugeben auch nach dem Studium deiner Website Inhalte sind mir die richtigen Antworten auf die ersten beiden Fragen noch nicht unmittelbar klar.
Woher kommt der Effekt, dass die Kraft in der Sehne beim nicht-ausgezogenen Bogen größer ist als im Vollauszug, wie kann man sich das mgl. einfach vorstellen? Ein Versuch:
Beim nicht-ausgezogenen Bogen üben die Wurfarme durch ihre Vorspannung eine bestimmte vertikale Kraft auf die Sehne aus (Bogen in Schußhaltung).
Durch das Ausziehen des Bogens wird die Stellung der Wurfarme verändert (im wesentlichen horinzontal), die dazu nötige horizontale Kraft wird als Komponente über die nun schräge Sehne übertragen.
Im Vollauszug ist die Kraft, die in der Sehne wirkt, zusammengesetzt aus einer horizontalen Komponente, die der Schütze ausübt und spürt, und einer vertikalen Komponente, die die Wurfarme in dieser Stellung ausüben.
Diese vertikale Komponente ist auf Grund der geänderten Wurfarmstellung wesentlich kleiner als im ersten Fall, so dass sich auch in der Addition mit der horizontalen Kraft in der Summe eine kleinere Kraft in der Sehne ergibt.
Kann man ich mir das so vorstellen? (Und warum ist das so, weil die Wurfarme eben solche Eigenschaften bzgl. Verformungs- und Kraftrichtung haben?).
Die Dinge kommen immer so, wie sie sollen.

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ullr
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Re: Bullshit Aussagen im Bogenschießen.

Beitrag von ullr » 1. Sep 2020, 09:03

LeCasta hat geschrieben:
31. Aug 2020, 22:06
...
Woher kommt der Effekt, dass die Kraft in der Sehne beim nicht-ausgezogenen Bogen größer ist als im Vollauszug, wie kann man sich das mgl. einfach vorstellen?
Zuerst bitte ich die Moderation, einen neuen Thread (Vorschlag des Titels "Sehnenspannkraft am Recurvebogen" ) zu bilden, ab dem Post von LeCasta. Das gehört mit Sicherheit nicht mehr in den Bullshit Thread. ;)
Versuch einer Erklärung:
Die erste Vorstellung, dass die Sehnenkraft konstant bleibt, ist relativ einfach zu beschreiben:
Es ist die Anwendung des Gleichgewichtssatzes der Mechanik: in einem Kraftsystem ist die Summe alles Kräfte gleich Null.
1. Beim Start gibt es zwei Kräfte, Sehnenzugkraft senkrecht nach oben und senkrecht nach unten. Die Kräfte heben sich auf.
2. Der Bogen wird etwas gespannt. Die Sehnenzugkräfte wirken jetzt unter einem Winkel, bei der geometrischen Addition (Kräftevieleck) bilden die drei Kräfte, Sehnenzugkraft schräg nach oben, Sehnenzugkraft schräg nach unten, waagerechte Spannkraft in Richtung des Pfeiles ein Kräftedreieck, das selbstverständlich geschlossen ist ->Summe aller Kräfte gleich Null. Die Zugkraft in der Sehne bleibt dabei konstant. Der Winkel unter dem die Sehnenkräfte aber angreifen wird immer kleiner und so die Spannkraft (in Richtung des Pfeiles) immer größer. So geht das bis zum Endauszug.
Die Sehnenkraft wird kleiner:
Die Wurfarme biegen sich aber selber, sie ändern ihre Länge, die Wurfarmspitzen laufen nicht parallel zur Wirkungslinie der Spannkraft und der Effekt ist, dass die Sehnenzugkraft mit wachsendem Auszug kleiner wird. Da war der von mir geschilderte Versuch unglaublich überzeugend. Es ist im Nachhinein auch erklärbar, weil die Wurfarme sich nicht gleichmäßig biegen, dieser Effekt wird bei High Tec Wurfarmen von Uukha und Border ausgenutzt, da wird im Endauszug die Federsteife immer kleiner, der Bogen läßt sich leichter spannen.
Im Vollauszug ist die Kraft, die in der Sehne wirkt, zusammengesetzt aus einer horizontalen Komponente, die der Schütze ausübt und spürt, und einer vertikalen Komponente, die die Wurfarme in dieser Stellung ausüben.
Nein. Die Sehnenzugkraft ist abhängig von der Biegekraft, die der Wurfarm in dieser Stellung in Richtung der Sehne ausübt. Das Kraftdreieck am Nockpunkt bildet sich aus den beiden Sehnenkräften und der augenblicklichen Auszugskraft, die in Richtung des Pfeiles wirken sollte.
Kann man ich mir das so vorstellen? (Und warum ist das so, weil die Wurfarme eben solche Eigenschaften bzgl. Verformungs- und Kraftrichtung haben?).
Ja, die Wurfarme sind kein primitiver Kragarm, der sich nur ein bißchen durchbiegt, sie sind heftig vorgebogen und werden noch zusätzlich weitergebogen, Schiefe Biegung... Ich tippe mal drauf, dass im Ruhezustand (Keine Zugkraft am Nockpunkt!!!) die Sehnenspannkraft das vier- bis fünffache der Endhaltekraft des betreffenden Bogens ist.
Gruß und klar doch,
"Gut Schuss!"
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rstoll
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Re: Sehnenspannkraft am Recurvebogen

Beitrag von rstoll » 1. Sep 2020, 09:09

*Beitrag wie erbeten abgetrennt*
Hier ärgere ich regelmäßig Kinder und Erwachsene ;-) www.bsc-schoemberg.de

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ullr
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Re: Sehnenspannkraft am Recurvebogen

Beitrag von ullr » 1. Sep 2020, 09:22

rstoll hat geschrieben:
1. Sep 2020, 09:09
*Beitrag wie erbeten abgetrennt*
Du bist ein Schatz!
:D
Dankeschön!
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Re: Sehnenspannkraft am Recurvebogen

Beitrag von b_der_k_te » 2. Sep 2020, 12:51

Man kann sich das Verhältnis von Zugkraft und der dazugehörigen Sehnenspannung auch an Hand eines Sonderfalls überlegen. Zieht man einen Bogen soweit aus das der obere Sehneabschnitt mit dem Unteren einen Winkel von 120° bildet... )Zugegeben, je nach Bogengröße und der Art wie sich die Wurfarme biegen ergibt sich dieser Winkel erst bei sehr langem Auszug.) Aber mal angenommen, dann bildet die geometrische Addition (Vektor-Summe) ein gleichseitiges Dreieck. Das heißt nichts anderes als das alle Kräfte (Zugspannung, obere und untere Sehnenspannung) gleich groß sind.

Vielleicht kann ich mit ein paar Bildern das Thema etwas verständlicher gestalten.
bei kurzem Auszug ist zwar die Auszugskraft deutlich geringer, aber der Winkel der die Sehne hier erst bildet, bewirkt das die Spannung in der Sehne viel größer sein muß.
SehnenSpannungAuszug_k.png
In dem Zusammenhang vielleicht auch ganz nett zum Anschauen ist wie sich das Ende des Wurfarms nach hinten bewegt und wo abschnittsweise die Sehne den Wurfarm berührt.
InnoPower LimbProfile.png
ullr hat geschrieben:
1. Sep 2020, 09:03
Ich tippe mal drauf, dass im Ruhezustand (Keine Zugkraft am Nockpunkt!!!) die Sehnenspannkraft das vier- bis fünffache der Endhaltekraft des betreffenden Bogens ist.
Ganz so dramatisch ist es nicht - was wiederum Deine ursprüngliche Annahme das die Sehenspannung während dem Ausziehen konstant bleibt, durchaus plausibel macht. Wäre es das vier- bis fünffache würde bei dem Versuch mit dem Anzupfen der Sehne, die Tonhöhe sich übrigens um mehrere Oktaven verändern.
Tatsächlich ist die Sehnenspannung im Ruhezustand (auf Standhöhe) nicht ganz doppelt so groß. Auch bezogen auf den Wert der Endhaltekraft. Hängt natürlich davon ab wie lang der Auszug ist und wiederum wie das Biegeverhalten der Wurfarme ist. Bei extrem langem Auszug steigt die Auszugskraft sehr stark an, der Sehnenwinkel aber nicht. Dadurch steigt auch die Sehnenspannung ab einem bestimmten Punkt wieder.
SehnenSpannungInnoPower.png
Die Grafiken entstammen aus einem Simulationsprogramm welches unter Anderem die Biegung der Wurfarme, Auszugskurve, Sehnenspannung und -Winkel berechnet.
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Re: Sehnenspannkraft am Recurvebogen

Beitrag von b_der_k_te » 2. Sep 2020, 13:17

Im vorherigen Beitrag waren das Daten von W&W InnoPower Wurfarmen.

Und weil ich schon dabei bin, zwei Grafiken zum Vergleich.
Zuerst wie sich Uukha VX1000XCurve biegen mitsamt den Positonen der Sehne am Wurfarm
VX1000 LimbProfile.png
Dann noch wie der Vergleich der Sehnenspannung beim Ausziehen mit Sehnenmaterialien mit unterschiedlichem E-Modul.
SehnenSpannung.png
"Infinite" wäre ein Material mit unendlich großem E-Modul, also ideal "steif".
Ich weiß leider nicht mehr für welche Wurfarme ich diese Grafik erstellt habe.
Grundsätzlich ist das allerdings schon etwas was wieder sehr speziell ist. Deswegen jetzt nur am Rande.
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Re: Sehnenspannkraft am Recurvebogen

Beitrag von LeCasta » 24. Sep 2020, 18:40

Hallo,

erst mal Sorry für die späte Reaktion (war im Urlaub) und vielen Dank für die ausführlichen Erklärungen.
Was mich intuitiv irritierte war, dass wenn ich beim Ausziehen auf die Sehne "zusätzlich" Kraft auf ausübe,
die Kraft in der Sehne trotzdem kleiner wird, als wenn 'nur' die Wurfarme an der Sehne ziehen.
Wenn man sich's mal aufmalt, wird es klar.
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