Dynamic Effizienz / Wirkungsgrad oder doch was anderes?

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SchmidBogen
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Dynamic Effizienz / Wirkungsgrad oder doch was anderes?

Beitrag von SchmidBogen » 21.12.2017, 16:49

Da es mich jetzt doch Interessiert was es genau mit dieser Effizienz oder dem Wirkungsgrad auf sich hat, wo es angeblich manche Bogenbauer über 100% schaffen laut technischen Messungen, möchte ich jetzt hier einen Thread aufmachen und die Frage in die Runde werfen:

Was hat das überhaupt zu bedeuten? Was wird damit wirklich gemeint?

In der Datei Force Draw Weight, existiert diese Angabe...

Also falls Jemand bezüglich dieses Wirkungsgrades oder Dynamic Effizienz mehr weiss, nur her damit. :)
Ich will endlich wissen, wiso angeblich Antur Bögen nur auf knapp 55% kommen und ein Stegmeyer Bogen angeblich auf über 100%.
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Grombard
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Re: Dynamic Effizienz / Wirkungsgrad oder doch was anderes?

Beitrag von Grombard » 21.12.2017, 17:27

Laut dem Link, den der fatz gepostet hat gibt es 2 Sachen.

1. Gespeicherte Energie / max. Zuggewicht - Verhältnis.
Das kann wohl bei sehr gut gebauten Bögen tatsächlich über Faktor 1 liegen.

2. Dynamische Effizienz.
Die gibt, soweit ich das verstanden habe, an wie viel der gespeicherten Energie in den Pfeil geht.
Das ganze in Abhängigkeit vom Pfeilgewicht.
100% würde also bedeuten, dass die komplette gespeicherte Energie im Pfeil landet.
Was nicht geht.
irgendwas is ja immer

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killerkarpfen
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Re: Dynamic Effizienz / Wirkungsgrad oder doch was anderes?

Beitrag von killerkarpfen » 21.12.2017, 21:10

Bei ersterem geht das auch nicht. ???

Das scheint etwas neues aus der Automobilindustrie zu sein http://www.bmw.de/de/topics/faszination-bmw/efficientdynamics-2015/uebersicht.html

Pfeil und Bogen mit Energierückgewinnung ;D
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TorstenT
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Re: Dynamic Effizienz / Wirkungsgrad oder doch was anderes?

Beitrag von TorstenT » 21.12.2017, 22:27

Das hat Fatz ja im korrespondierenden Thread schon beantwortet.
Das Konstrukt, das „Dynamic efficiency“ genannt wird und bei der Werte jenseits der 100% herauskommen können, verwendet zur Berechnung korrekterweise die Pfeilenergie (1/2 Masse x Anfangsgeschwindigkeit zum Quadrat), für die gespeicherte Energie im Bogen aber nicht die tatsächliche geleistete Arbeit, sondern legt einen Bogen (mit gleichem Zuggewicht und Auszug) mit linearer Kraft/Auszug-Kurve zugrunde. Da aber realistischerweise (ich denke mal, dass das bedingt ist durch den steileren Sehnenwinkel und damit schlechteren Kraftvektor) v.a. am Anfang des Auszugs mehr Kraftsteigerung pro Auszugsstrecke benötigt wird, ist die de facto geleistete Arbeit, die dann im Bogen gespeichert ist, auch höher als bei linearem Verhalten. Zeigt sich im Diagramm daran, dass die echte Kurve einen kleinen „Buckel“ über der linearen Kurve macht. Rechnerisch müsste man die Fläche unterhalb der echten Kraft/Auszug-Kurve ermitteln, um auf den korrekten Wert der gespeicherten Energie zu kommen. Macht man das auch so, ist es - wie Fatz ebenfalls schon sagte - nach den Gesetzen der Thermodynamik unmöglich, auf oder sogar über 100% zu kommen.

Ein Extrembeispiel wäre, einen Compoundbogen zu nehmen und die Werte von Maximalauszug und der Kraft, die man im let off auf den Fingern hat, in der betreffenden Tabelle abliest. Das dürfte dann (ganz grob geschätzt) in Bereiche von 200% oder so gehen... :D
Zuletzt geändert von TorstenT am 22.12.2017, 11:43, insgesamt 1-mal geändert.

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Re: Dynamic Effizienz / Wirkungsgrad oder doch was anderes?

Beitrag von fatz » 21.12.2017, 22:35

nein, nein nein. Du hast's immer noch nicht gelesen.
Haben ist besser als brauchen.

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Grombard
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Re: Dynamic Effizienz / Wirkungsgrad oder doch was anderes?

Beitrag von Grombard » 21.12.2017, 22:42

Auch beim Compound wird das max. Zuggewicht betrachtet
und nicht das Endhaltegewicht, dass durch das Let off nur ein Bruchteil beträgt.
irgendwas is ja immer

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Re: Dynamic Effizienz / Wirkungsgrad oder doch was anderes?

Beitrag von TorstenT » 21.12.2017, 23:09

Ach Fatz... ...so viel hast Du auch gar nicht geschrieben, was ich lesen (oder sogar nicht verstehen) könnte. Solche Posts nerven mich ehrlich gesagt ein wenig...
Wenn ich mich nicht verständlich ausgedrückt habe, tut es mir leid. Wenn ich von „Dynamic efficiency“ (in Anführungszeichen! :P ) schreibe, dann nur, weil ich keine Ahnung habe, wie das System von dem ursprünglich die Rede war, was einen Referenzbogen mit linearer Auszugskurve zur Berechnung verwendet und daher auch Werte jenseits der 100%-Marke ergeben kann, sich überhaupt nennt. Auch ich meinte nicht den tatsächlichen Wirkungsgrad. Ergibt sich eigentlich auch aus dem, was ich geschrieben habe.
Edit: so wie ich es versucht habe, zu beschreiben, steht es doch auch in dem von Dir verlinkten Text. Zitat:“Plotting the draw force at each inch of draw allows the person testing the bow to see what the F/D curve looks like. The area under the F/D curve is the amount of energy stored by that particular bow. Since many F/D curves are not straight lines, calculating the stored energy requires a point-by-point summation of the area under each data point.“

@Grombard
Ja, klar. Macht natürlich Sinn, bei Compounds die max. Zugkraft anzugeben, egal an welchem Punkt im Auszug die erreicht wird.
Ich habe es so verstanden, dass dieses System XY (ich nenne es jetzt nicht mehr „Dynamic efficiency“ :D ) nur für Bögen ohne Cams gedacht ist und unabhängig vom verwendeten Bogen den Wert des max. Auszugs und die Zugkraft bei genau diesem Auszug als Endpunkt der linearen Kraft/Auszug-Referenzkurve verwendet... ...womit man dann ja im let off messen müsste.
Zuletzt geändert von TorstenT am 21.12.2017, 23:21, insgesamt 1-mal geändert.

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Re: Dynamic Effizienz / Wirkungsgrad oder doch was anderes?

Beitrag von SchmidBogen » 21.12.2017, 23:14

Also für mein Befinden liest sich das alles so:

Ein Howard Hill Longbow schiesst nicht mit den 40# wie ein R/D Longbow, Hybrid oder Recurve 40# Bogen.
Also eine Frage der Wurfarmdynamic sowie der vorgespeicherten Energie. Sprich wieviel Vorspannung ein Bogen aufweisen kann und anhand des Profils und des Tillers wiederum auch abgibt/geben kann.

Falls jetzt bei mir auch keiner draus/rein/nach kommt. Lernt endlich euer Chinesisch. :P

Nein im Ernst, kann wer so eine Formel aufzeigen wegen gespeicherter Energie und der Abgegebener Energie und allem drum und dran?

Irgendwer gibt es sicher in diesem Forum, der sowas kann und sich auch auskennt.
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Re: Dynamic Effizienz / Wirkungsgrad oder doch was anderes?

Beitrag von Zoffti » 21.12.2017, 23:57

Eine Formel steht doch schon weiter oben:
Kurz: E = 1/2m v im Quadrat
Das ist die Bewegungsenergie des Pfeils. Der Nutzen die potentielle, also gespeicherte Energie des Bogens noch anders darzustellen/zu messen, als durch eben den Pfeilflug entzieht sich meinem Verständnis.

Der Wirkungsgrad eines Bogens kann insofern bei gleicher Zugstärke differieren als z.B. ein langer LB ein guter Energiespeicher ist bei schlechtem Wirkungsgrad. Ein kurzer dagegen ist ein schlechter Speicher bei gutem Wirkungsgrad.... usw...

Steht in : "Traditionell Tunen" von E.Höhn/K.H. Hörnig ....u.v.m.

(Allerdings kann kein Bogen mehr Energie abgeben als er gespeichert hat.... das müsste er aber wenn behauptet wird er hätte mehr als 100% W. aber das is ja alles schon genugsam gesagt worden....)
Life is like riding a bicycle, to keep your balance, you have to move.
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Re: Dynamic Effizienz / Wirkungsgrad oder doch was anderes?

Beitrag von TorstenT » 22.12.2017, 00:48

Ich bin zwar neu und unerfahren im Bogenbau, aber die Formel für den Wirkungsgrad bekomme ich schon hin... ;)
Je näher der an 1 (respektive 100%) ist, desto besser ist der Bogen. Größer oder gleich 1 is nich, ham wa alle verstanden... :D

Formel:
Wirkungsgrad = Pfeilenergie (1/2 Pfeilgewicht x Pfeilabgangsgeschwindigkeit zum Quadrat)/Auszug-Arbeit

Direkt ausrechnen kann man die Auszug-Arbeit nur bei wirklich linearem Verhalten des Bogens mit der Formel: 1/2 Zuggewicht x Auszugstrecke (wie weit sich die Sehne wirklich bewegt) x Erdbeschleunigung (9,81 m/s2). Bei kurvigem Verlauf der Kraft/Auszug-Kurve muss man das näherungsweise tun, in dem man die Strecke in möglichst kleine Teilabschnitte aufteilt, für jeden davon die Arbeit berechnet und dann addiert. Das Extrem dieser Näherung wäre dann das Integral der Kurve.
Aber bei der gespeicherten Energie liegt der Hase im Pfeffer. Die kann man ja nicht berechnen, sondern nur, wieviel Arbeit man aufgewendet hat, um den Bogen auf Vollauszug auszuziehen. Aufgrund von Faktoren, wie Reibung, Erwärmung, Verformung, etc. kann der Bogen schon mal nicht alles davon speichern und bei der Schussabgabe auch nicht alles an den Pfeil abgeben.
Durch Berechnung der Fläche unterhalb der exakt gemessenen Kraft/Auszugskurve weißt Du aber, wieviel Energie in den Bogen „geflossen“ ist.
Wenn jetzt beispielsweise einer von Deinen laminierten Bögen und eine von meinen Haselschlappnudeln zufällig exakt die gleiche Auszug-Arbeit bräuchten und gleich schwere Pfeile von Deinem Bogen doppelt so schnell rausgehen würden, wäre der Wirkungsgrad Deines Bogens 4 mal so hoch, wie der von meinem (da Pfeilgeschwindigkeit zum Quadrat). ;)

Edit: oh - Zoffti war schneller...
Zuletzt geändert von TorstenT am 22.12.2017, 12:05, insgesamt 2-mal geändert.

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Re: Dynamic Effizienz / Wirkungsgrad oder doch was anderes?

Beitrag von 71-Stunden-Ahmed » 22.12.2017, 07:00

TorstenT hat geschrieben:Zitat:“Plotting the draw force at each inch of draw allows the person testing the bow to see what the F/D curve looks like. The area under the F/D curve is the amount of energy stored by that particular bow. Since many F/D curves are not straight lines, calculating the stored energy requires a point-by-point summation of the area under each data point.“


Moin!

Ich war mal so frei, für die, die des Englischen nicht mächtig sind, das Zitat von Torsten per Online-Übersetzer DeepL zu übersetzen.

Das Plotten der Zugkraft bei jedem Zoll des Zuges erlaubt es der Person, die den Bogen testet, zu sehen, wie die F/D-Kurve aussieht. Die Fläche unter der F/D-Kurve ist die Menge an Energie, die von diesem Bogen gespeichert wird. Da viele F/D-Kurven keine geraden Linien sind, erfordert die Berechnung der gespeicherten Energie eine Punkt-zu-Punkt-Summierung der Fläche unter jedem Datenpunkt.


https://www.deepl.com/translate
Dimidium facti, qui coepit, habet: sapere aude, / incipe.
„Einmal begonnen ist halb schon getan. Entschließ dich zur Einsicht! Fange nur an!“

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Re: Dynamic Effizienz / Wirkungsgrad oder doch was anderes?

Beitrag von SchmidBogen » 22.12.2017, 10:38

Danke Jürgen für die Übersetzung. Aber wie kann man jetzt sowas ausrechnen? Gibts dafür auch so eine Exceltabelle?
Ist es überhaupt möglich ohne entsprechende Gerätschaften/Computer sowas zu berechnen?

Danke schonmal für die Antworten und die Teilnahme an dem Thread. :)
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Re: Dynamic Effizienz / Wirkungsgrad oder doch was anderes?

Beitrag von mbf » 22.12.2017, 13:11

SchmidBogen hat geschrieben:Danke Jürgen für die Übersetzung. Aber wie kann man jetzt sowas ausrechnen? Gibts dafür auch so eine Exceltabelle?
Ist es überhaupt möglich ohne entsprechende Gerätschaften/Computer sowas zu berechnen?

Danke schonmal für die Antworten und die Teilnahme an dem Thread. :)

Manuell geht immer, hat man früher ohne Computer so gemacht: Graph malen, Papier ausschneiden, auswiegen. Oder Raster drunterlegen, Kästchen zählen (Verfahren für angeschnittene Kästchen beachten). ;-)

Und, ja das geht auch in Excel. Muss man halt für jedes Intervall die Teilfläche berechnen und aufsummieren. ;-)


Ich persönlich finde den Vergleich zum linearen Auszug allein wenig hilfreich, da er keine Angaben zur Effizienz des Bogens liefert. Man kann auch mit 200% irgendwas eine schlappe Nudel bauen. Da wäre man mit einem Auszugsdiagramm besser bedient, zumal es auch wichtig ist, wie die Kurve genau aussieht. Und alles, was Werte über 100% liefert, sieht sowieso aus, als wäre es von der Marketingabteilung "entwickelt" worden... >:)

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Re: Dynamic Effizienz / Wirkungsgrad oder doch was anderes?

Beitrag von TorstenT » 22.12.2017, 14:17

Hab meinen Formel-Post nochmal etwas korrigiert... ...gestern Nacht war‘s halt schon spät und der Tag davor war lang... ;)

Du hast doch ein schickes Auszugsdiagramm von dem Hybriden gepostet. Da hast Du ja zu jedem Inch Auszug ab Standhöhe einen Zuggewichtswert (nur für 7“ ist glaube ich keiner drin).
Dann kannst Du eine halbwegs brauchbare Näherung der Auszug-Arbeit ganz einfach und schnell machen, in dem Du die Auszugstrecke (wenn die Standhöhe bei 6“ Zoll ist, dann sind das 22“ bei 28“ Vollauszug) in 1“ Teilstrecken aufteilst, für jede die Arbeit berechnest und dann alle Ergebisse zusammenzählst.
Die Formel für ein Ergebnis in Joule wäre ja:
Zuggewicht in lb (für den jeweiligen Messpunkt) x 0,454 (Umrechnung lb in kg) x 1“ x 0,0254 (Umrechnung Inch zu m) x 9,81 (m/s[sup]2[sup]).
Klingt kompliziert, geht aber rucki-zucki, weil Du ja für jeden Inch Auszug die Zuggewichte hast und man die ganzen Multiplikatoren ausklammern kann. Daher kannst Du einfach alle Messwerte (für 7“ müsstest Du noch einen schätzen) addieren und das Ergebnis dann mit 0,113 (0,454 x 0,0254 x 9,81, auf 3 Stellen hinter dem Komma gerundet) malnehmen. Voilà - Ergebnis in Joule (Nm) ;D
Da könnte man natürlich auch ´ne Exel-Tabelle dazu basteln, in die man seine Messwerte eintragen kann und die dann automatisch vom Imperialen in’s metrische System konvertiert und die Summe ausrechnet.

Hoffe, mein Gebrabbel war verständlich und auch irgendwie hilfreich... :-\

LG
Torsten

Edit: schon wieder war jemand schneller... :D
Das mit dem Ausschneiden und Auswiegen finde ich ne klasse Idee!

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Re: Dynamic Effizienz / Wirkungsgrad oder doch was anderes?

Beitrag von grumpf » 22.12.2017, 14:59

Mal einfach auf die schnelle:

Die Fläche unter der Auszugskurve ist die im Bogen gespeicherte Energie. Man muss diese Energie aufwenden, um den Bogen zur gewünschten Auszugslänge zu spannen. Das ganze nennt man auch Epot.
Mit Hilfe der Pfeilgeschwindigkeit kann man die auf den Pfeil vom Bogenübertragende kinetische Energie bestimmen (Ekin).
Das Verhältnis von Ekin/Epot ist die (dynamische) Effiziens des Bogens. Dieser Wert kann wegen der Energieerhaltung nie größer 1 oder 100% sein. 1 (100%) würde bedeuten, dass der Bogen alle gespeicherte Energie an den Pfeil abgibt.

Ansonsten können ein paar Auszugskurven von Reflexbögen in diesem Faden bewundert werden:
http://www.fletchers-corner.de/viewtopic.php?f=10&t=25877
Um dort die Kurven besser vergleichen zu können, wurden Sie normiert, d.h. so kann ich vom Auszugsverhalten und der Energiespeicherung Bögen mit unterschiedlichen Zuggewicht vergleichen, aber dann keine Rückschlüsse auf die Effizenz schliessen.

VG grumpf
Beim Bogenschießen sollte auf geeignete Kleidung geachtet werden. ;)

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