Armbrust mit Federn anstelle von Bögen?

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Barisat
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Re: Armbrust mit Federn anstelle von Bögen?

Beitrag von Barisat » 16.05.2016, 11:07

Hallo Allerseits, hallo Falli

Sehr cool, vielen Dank für´s Teilen! Das kann man wirklich nur als effizient bezeichnen. 450 fps schaffen noch nicht mal die Spitzenmodelle von PSE, Barnett und Excalibur. Das ist heftig!
Die Idee, mit Hilfe einer Zugfeder Wurfarme anzutreiben finde ich genial. Durch die Hebelwirkung wird die Energie noch besser auf den Pfeil übertragen. Jetzt muss ich mir nur noch überlegen, aus welchem Material ich die Wurfarme für mein Monster herstelle. Ich denke mal, das eine Titan-Stahllegierung dafür in Frage käme. Stabil und nicht zu schwer.
Diesmal werde ich mich aber ans Zeichenbrett setzen und da was planen. Mir ist bei der Mantis von Talisman noch nicht ganz klar, wie die Energie auf die Wurfarme übertragen wird. Das muss ich mir mal ganz genau ansehen und überlegen, wie ich das entweder genau so oder noch effizienter in die Tat umsetze.

Mal eine kleine Anekdote aus dem Jugoslawienkrieg:
Dort hat man ebenfalls solche Konstruktionen mit Zugfedern benutzt, um aus Gasflaschen selbst hergestellte Granaten zu verschießen. Die haben damit, ich glaube es waren kroatische Kämpfer, den Gegner aus einem Dorf vertrieben. Bis er mit Panzern wiederkam...

Rundumgruß

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Re: Armbrust mit Federn anstelle von Bögen?

Beitrag von falli » 16.05.2016, 13:26

Hi Barisat,

auch ich finde das Prinzip genial, man kann ja z.B. ganz einfach die Zugstärke verändern und hat eine integrierte Winde.
Aber ich befürchte, dass sich das Disign nicht durchgesetzt hat.
Vielleicht wegen dem Gewicht.
Die Hersteller schreiben zwar etwas von 4,5 kg, aber dies kann ich mir bei der massiven Bauweise fast nicht vorstellen.

Gruß Falli

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Re: Armbrust mit Federn anstelle von Bögen?

Beitrag von Barisat » 17.05.2016, 00:42

Hallo Falli

Ja, das scheint mir auch etwas knapp angegeben zu sein. Auf der anderen Seite besteht der Schaft aus einer Alu- Magnesium-Legierung. Das ist schon ein leichtes Material.
Das mit dem Design ist so ne Sache. Was der Bauer nicht kennt, frisst er nicht. Wenn aber die Angabe von 450 - 480 fps tatsächlich stimmt, wäre das alleine für mich schon fast Grund genug. Dazu kommt, das das Teil im Vergleich zur herkömmlichen Armbrust auch noch sehr schmal ist. Würde man die Wurfarme genau so breit machen, wäre die Wirkung wohl noch krasser.
Jedenfalls ist dieses Prinzip so genial wie einfach. Es wundert mich, das da nicht schon früher jemand drauf gekommen ist.
Das mit der Winde finde ich aber noch etwas zu umständlich. Ein Hebel zum Aufsetzen wäre da sicher mit etwas Übung die schnellere Variante. Ein Unterhebelspanner müsste auch noch machbar sein. Allerdings kann der dann nicht allzu lang werden. Könnte dann ganz schön anstrengend werden, das Teil mit so einem System zu spannen...

Gruß

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Re: Armbrust mit Federn anstelle von Bögen?

Beitrag von fatz » 17.05.2016, 08:16

Nur eine kleine Anmerkung eines in einem Maschinbaubetrieb taetigen Physikers: Warum das ganze Kabelzeugs? Feder obenauf, Pfeil direkt in die Feder. Nur mal so zum weiterdenken....
Haben ist besser als brauchen.

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Re: Armbrust mit Federn anstelle von Bögen?

Beitrag von falli » 17.05.2016, 09:39

fatz hat geschrieben:Nur eine kleine Anmerkung eines in einem Maschinbaubetrieb taetigen Physikers: Warum das ganze Kabelzeugs? Feder obenauf, Pfeil direkt in die Feder. Nur mal so zum weiterdenken....


Hallo,
wenn du noch eine Skizze dazulegst, damit ich verstehe was du dir vorstellst.....

Gruß Falli

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Re: Armbrust mit Federn anstelle von Bögen?

Beitrag von Barisat » 17.05.2016, 10:31

Daach Fatz

Das mit dem Pfeil in die Feder würde schwierig werden, da Zugfedern an den Enden ja Haken zum Einhängen haben. Die wären dem Pfeil dann wohl im Weg. Es sei denn man würde die Zugfeder vorne in einem Flansch o. ä. befestigen und hinten verschließen. Dann ginge das. Allerdings stünden Dir dann einige Windungen der Feder nicht mehr zur Verfügung. Und wenn Dir das da vorne raus reißt, fliegt das ganze Gedöns dann in Deine Richtung. Dazu käme dann noch, das der Pfeil nicht wirklich präzise geführt werden kann, es sei denn, Du führst ihn durch ein Whisker-Bisquit. Das gäbe dann etwas mehr Stabilität, allerdings nicht genug.
Aber zu Deiner Frage nach dem Warum: Wurfarme (Die Sehne wird durch den Hebel schneller.) + Rollen (Effizientere Nutzung der Kraft durch Umlenkung.) = Extreme Pfeilgeschwindigkeit und Durchschlagskraft.
Sieh Dir mal die Werte der beiden Mantis an, die Falli verlinkt hat. Da gibt es eine Recurve- und eine Compoundversion. Beide haben das gleiche Zuggewicht. Die Compound macht aber mindestens satte 30fps mehr, nämlich geschlagene 480 fps+. Da kommste mit Deiner lustigen Flitsche aber nit hinterher...

Ironie-Button on: Vielleicht bist Du als im Maschinenbau tätigem Physiker eben zu konstruktiv und nicht perfide genug um solche destruktiven und teuflischen Waffen zu bauen. ;) Ironie-Button off...

Gruß

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Re: Armbrust mit Federn anstelle von Bögen?

Beitrag von fatz » 17.05.2016, 10:37

Barisat hat geschrieben:Ironie-Button on: Vielleicht bist Du als im Maschinenbau tätigem Physiker eben zu konstruktiv und nicht perfide genug um solche destruktiven und teuflischen Waffen zu bauen. ;) Ironie-Button off...

Vergiss es! Ich mach Software ;) Du glaubst gar ned was man damit alles anstellen kann

Und zu deinen Einwaenden: Alles loesbar. Hab blos grad keine Zeit das komplett durchzudenken.
Haben ist besser als brauchen.

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Re: Armbrust mit Federn anstelle von Bögen?

Beitrag von Barisat » 17.05.2016, 11:24

Hallo Fatz

Im Grunde ist diese Konstruktion, wie Du sie Dir vorstellst, meiner ersten Konstruktion gar nicht so unähnlich. Ich nehme mal an, das Du dabei die Vermeidung von Verlusten durch Reibung und dem Antrieb der Bogenmasse im Sinne hast. Allerdings denke ich, das dies durch das Plus an Geschwindigkeit durch den Hebel der Wurfarme und die Umlenkung über Rollen mehr als ausgeglichen wird.
Sicher sind einfachere Konstruktionen wirtschaftlicher, was Material- und Zeitaufwand anbelangen, aber eben nicht immer effizienter, was die Übertragung von Energie auf harte und/oder weiche Ziele anbelangt.
Aber wenn Du die Zeit findest, das mal etwas genauer auszubaldowern, würde es uns, oder zumindest mich freuen, wenn Du das mit uns teilst und vielleicht sogar eine schematische Darstellung Deiner Gedanken dazu lieferst. Ich stehe nämlich total auf solche abgefahrenen Konstruktionen. Und da bin ich wohl nicht der einzige hier, wie mir scheint. Perfekt wäre es, wenn Du noch ein paar Formeln und Zahlen dazu packst...

Gruß

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Re: Armbrust mit Federn anstelle von Bögen?

Beitrag von Heidjer » 17.05.2016, 18:14

Ich lese hier immer wieder von Effiziens, solche Systeme funktionieren, aber effizient sind sie nicht, die Hystereseverluste sind kolossal. ::)
Wenn man schon Energie durch Spannen einer Feder speichern will, dann am Sinnvollsten in einer Blattfeder (Wurfarm), da hat man dann den Hebelvorteil gleich dabei. Nimmt man dagegen eine Spiralfeder muß man die Kraft mehrfach über Hebel, Rollen oder Zahnräder umlenken damit man auf eine brauchbare Geschwindigkeit kommt. Jedes Teil hat Masse und muß dabei aus dem Stand auf Hochgeschwindigkeit beschleunigen, klar kann man so auf 450 fts kommen, aber zu welchen Preis? 200kg Spannkraft damit 20g auf diese Geschwindigkeit kommen, ne das lohnt nicht, 10-20% der Energie im Geschoss und der Rest schüttelt einen aus dem Hemd.


Gruß Dirk
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Re: Armbrust mit Federn anstelle von Bögen?

Beitrag von Barisat » 17.05.2016, 22:19

Hallo Dirk

Na ja, es sind nicht ganz 200 Kg sondern nur 136,nochwas. Dennoch sind 480+ fps mit nem 300 Grain Bolzen schneller als alles, was es sonst so auf dem Markt gibt. Jedenfalls kenne ich keinen Hersteller, der das toppen kann. Das Prinzip ist einfach geil und mit breiteren Wurfarmen lässt sich noch mehr Dampf rausholen. Dazu noch exzentrische Cams (welche der Erbauer der Mantis ja hässlich findet...) und das Ding geht ab wie ne Panzerfaust. Mal sehen, ob ich es dieses Jahr noch hinkriege was eigenes fertig zu stellen, aber der Termin auf´m Schrottplatz ist schon gemacht. Wird dann aber was mit mindestens zwei Federn und ganz sicher weit mehr als 200 Kg. Die Federn werde ich aber kaufen, um das beste zu kriegen, was es gibt. Das Ziel ist es, die 480 fps noch mal ordentlich zu überbieten.

Gruß

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Re: Armbrust mit Federn anstelle von Bögen?

Beitrag von Heidjer » 17.05.2016, 22:39

Wozu um alles in der Welt, exzentrische Cams an einer Armbrust?
Traust Du Deinen Sperrmechanismus (Auslöser) nicht, oder wozu braucht eine Armbrust einen Letoff?


Gruß Dirk
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Re: Armbrust mit Federn anstelle von Bögen?

Beitrag von falli » 18.05.2016, 00:07

Heidjer hat geschrieben:Ich lese hier immer wieder von Effiziens, solche Systeme funktionieren, aber effizient sind sie nicht, die Hystereseverluste sind kolossal. ::)
Wenn man schon Energie durch Spannen einer Feder speichern will, dann am Sinnvollsten in einer Blattfeder (Wurfarm), da hat man dann den Hebelvorteil gleich dabei.
Gruß Dirk


Hi Dirk,

aber warum nimmt man heutzutage überall Schraubenfedern (Stoßdämpfer, Zugfedern, Garagentoren) ?
Der Vorteil ist doch die bessere Auszugmöglichkeit auf kleinem Raum mit weniger Materialermüdung durch "beliebige" Länge der Feder. Außerdem gibt es mehr kaufbare Schraubendern (als Bogenwurfarme) in frei wählbaren Größen. So gibt es Härtereien, dir online genau deine Feder herstellen (okay, mittlerweile gibts auch fertige Armbrustwurfarme (http://www.alcheminc.com/crossbow.html))

Gruß Falli

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Re: Armbrust mit Federn anstelle von Bögen?

Beitrag von Heidjer » 18.05.2016, 20:07

Spiralfedern nimmt man wegen dem Vorteil der Baugröße und weil Hebelübersetzungen zur Geschwindigkeitssteigerung garnicht gefordert werden, im Gegenteil, solche Federn werden zur Dämpfung und zum Abbremsen von Bewegungen eingesetzt. ;)

Federsysteme sind relativ träge wenn man sie allein betrachtet, erst wenn sie Vorgespannt werden und dann bis zur Belastungsgrenze gespannt werden (Bogen auf Standhöhe und im Vollauszug) kommen sie halbwegs auf touren. Betrachte nur einmal einen Bogen, auf Standhöhe sind die Tips ca. 15cm hinter dem Griff, im Vollauszug irgendwo um 30cm-40cm hinter dem Griff. Der Federweg bei einen Schuß sind ungefähr 15cm bis 25cm, über die Sehne wird dieser Weg durch eine Hebelübersetzung mehr als verdoppelt. Die Tips bewegen sich um 20cm in der Zeit X, der Nockpunkt der Sehne bewegt sich in der gleichen Zeit um 50cm, er ist damit schon 2,5 mal so schnell wie die Feder (Wurfarm) allein. ;)
Eine Sehne ist im Vergleich zu jedem anderen System der Kraft- bzw Hebelübersetzung (starre Hebel, Zahnradgetriebe, Rollenübersetzungen) sehr leicht, dennoch ist bei jedem Bogen das Gewicht (die Masse) der Sehne ein entscheidender Faktor für die Pfeilgeschwindigkeit.

Jedes Gramm Masse, das die Feder bewegen muß, bremst das Gesammtsystem wegen der Massenträgheit aus. Kommt ein guter Bogen auf einen Wirkungsgrad von 80% ist es bei einen Compound mal gerade noch ein Wirkungsgrad von 50%. Schuld sind natürlich die schweren Rollen (Cams) die Reibungsverluste in den Lagern und die schwere Sehne, auch wenn durch die Rollen (Flaschenzug) eine Hebelübersetzung von 1 zu 7 oder mehr erreicht wird, im Gegensatz zu 1 zu 2,5. Geht es nur um Geschwindigkeit könnte man ein oder zwei weitere Rollen in das System hängen und eine fast beliebige Hebelübersetzung erreichen, nur wird damit der Wirkungsgrad immer schlechter.

Entscheident ist aber der Wirkungsgrad, jedes bisschen Energie das im System verbleibt, schädigt das System, jedes Teil das Beschleunigt wird, muß auch wieder gebremst werden. Klar kann man eine Feder mit 100kg Spannkraft nehmen, ein System mit einer Übersetzung von 1 zu 30 bauen und damit eine Erbse auf 600fts oder mehr beschleunigen, nur was bringt es eine schnelle Erbse zu haben, wenn es danach das ganze System zerbröselt? ::)


Gruß Dirk
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Re: Armbrust mit Federn anstelle von Bögen?

Beitrag von falli » 18.05.2016, 23:50

Hi Dirk,

dann ist deiner Ansicht nach die Recurvearmbrust, womöglich mit durchgehendem Wurfarm, immer noch das energieeffizienteste Design einer Armbrust ?

Gruß Falli

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Re: Armbrust mit Federn anstelle von Bögen?

Beitrag von Heidjer » 19.05.2016, 00:07

Ja


Gruß Dirk
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