DE3622628C1

DE3622628C1 - Wurf- oder Federarm

Info

Publication number: DE3622628C1
Application number: DE3622628A
Authority: DE
Inventors: Claus Dr Mattheck; Siegfried Dr Kremer
Original assignee: Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
Priority date: 1986-07-05
Filing date: 1986-07-05
Publication date: 1987-11-19
Also published as: GB2193653B; US4803970A; GB8712444D0; GB2193653A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wurf- oder Federarm mit einem mittig angeordneten Haltegriff und einer Sehne gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Die Erfindung befaßt sich allgemein mit Wurf- oder Federarmen mit hoher Energiespeicherung pro Einheit der Haltekraft, die verstellbar sein soll und z. B. bei einem Bogen im Rahmen des anatomisch Machbaren liegen soll. Ein Wurf- bzw. Federarm der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Art ist be kannt. Bei einem solchen Bogen sind jedoch hohe Haltekräfte wegen der nötigen Federdicken der gabelförmigen Enden aus Festigkeits- bzw. Materialgründen nicht erzielbar.

Die vorliegende Erfindung hat daher zur Aufgabe, einen Wurf- oder Federarm für einen Hochenergiebogen mit verstellbarer Haltekraft und hohem Wirkungsgrad zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt nun die vorliegende Er findung die Merkmale vor, die im Kennzeichen des Patentan spruches 1 von a) bis d) angegeben sind. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung er gibt sich aus dem Kennzeichen des Patentanspruches 2.

Durch die Kniegelenkkonstruktion in Verbindung mit einer Feder bzw. einer Blattfeder wird nun ein genau definierter Verformungsbereich geschaffen. Neu ist dabei der Einsatz eines Federpaketes in Verbindung mit einer fast starren Mechanik, die gelenkig verbunden ist.

Durch die Erfindung wird vor allem der Vorteil erzielt, daß Federbrüche nahezu ausgeschlossen sind. Es sind zum Spannen des Federarms beliebige Haltekräfte realisierbar, die Halte kraft kann durch Beilegen oder Wegnahme von Federelementen modifiziert bzw. angepaßt werden und letztlich ergibt sich eine gute Zerlegbarkeit sowie ein günstiger Preis für den Wurfarm.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Fig. 1 bis 4 näher erläutert. Es zeigt die

Fig. 1 eine Seitenansicht, in welche der Wurfarm zusätzlich in gespannter Stellung strichpunktiert gezeichnet ist und die

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht auf den Arm von unten, die

Fig. 3 Kraft-Auszugskurven, im Vergleich mit traditionellen Bogen gleicher Haltekraft, die

Fig. 4 Kraft-Auszugskurve mit reduzierter Haltekraft des neuen Bogens im Vergleich mit einer energiegleichen Kennlinie des traditionellen Bogens höherer Haltekraft.

In den Fig. 1 und 2 sind jeweils die rechte Hälfte eines Wurf- oder Federarmes dargestellt, bei welchem das eine Ende des einen Bogenteiles 15 an seiner, der Sehnenbefestigung 16 abgewendeten Seite prinzipiell gabelförmig ausgebildet ist. Der der Sehne 18 abgewendete eine Gabelarm wird von Zinken 20 gebildet, die Bestandteil eines Blechteils 19 sind, welches seinerseits als Hauptbestandteil der Gabel am Bogenteil 15 festgeschraubt ist. Die Zinken 20 sind mittels des Gelenkes 21 an den Fortsätzen 23 befestigt, die ihrerseits Bestandteil eines weiteren Blechteils 22 sind, das wiederum am Haltegriff 17 befestigt ist. Die Teile 15, 19, 20 sind somit gegen die Teile 17, 22, 23 dreh- bzw. schwenkbar. Wie aus der Fig. 2 hervorgeht, sind aus Symmetriegründen an den Blech teilen 19 und 22 jeweils zwei Zinken 20 bzw. Fortsätze 23 vorhanden, ebenso wie die im folgenden beschriebenen Knie hebel mit ihrem Gelenk bzw. ihrer Gelenkachse.

Die der Sehne 18 zugewendete untere Gabelhälfte wird von den dreigelenkigen Kniehebeln 24 gebildet, die aus zwei Hebelteilen 25 und 26 bestehen, die mittels des Kniegelenkes 27 aneinan der angelenkt sind und zwischen sich den Kniewinkel αein schließen. Dabei ist α der Winkel, den die Kniehebelhälften 25 und 26 gegenüber der Sehne 28 gegeneinander bilden, d. h. der Kniehebel 24 ist in seiner Grundstellung in Richtung auf das Gelenk 21 hin ausgelenkt.

Die beiden Kniehebelteile 25 und 26 sind an ihren, dem Kniegelenk 27 abgewendeten Enden mittels der Gelenke 28 und 29 an den Blechteilen 22 und 19 dreh- bzw. schwenkbar be festigt. Dabei liegt das eine Gelenk 29 neben dem Zinken 20 bzw. dem einen Gabelarm am Bogenteil 15 in einem gewissen Abstand vom Gelenk 21. Das andere Gelenk 28 am Blechteil 22 liegt ebenfalls in Abstand von dem Gelenk 21 neben dem Fort satz 23 und ist damit dem Griffteil 17 zugeordnet. Das Gelenk 21 zwischen dem einen Gabelarm bzw. Zinken 20 und dem anderen Gabelarm bzw. Fortsatz 23 ist, von der Sehne aus gesehen, zwischen den Gelenken 28 und 29 angeordnet.

Das Kniegelenk 27 wird mittels eines Federpaketes 30 in Richtung Sehne 18 gedrückt, durch diese jedoch in vorge spanntem Zustand im Anschlag entsprechend obenerwähntem Winkel α gehalten. Dieser soll in der Ausgangsstellung bzw. vorgespannten Null-Lage des Federarms mindestens etwas klei ner als 180° sein, damit beim Spannen der Sehne das Kniege lenk 27 von der Sehne 18 weggedrückt wird und die zunehmende Federkraft auf die Sehne 18 übertragen werden kann.

Die strichpunktierten Konturen mit den mit einem Indexstrich versehenen Bezugszeichen in der Fig. 1 bzw. die Fig. 2 zeigen dabei den gespannten Zustand, dessen potentieller Energieinhalt E über dem Auszug A in Millimeter durch die Kurve 31 (neuer Bogen) gegenüber der Kurve 32 eines kon ventionellen Federarms (traditioneller Recurve- oder Lang bogen) gleicher Haltekraft in Fig. 3 dargestellt ist. Die Fig. 4 zeigt die entsprechenden Auszugskurven 31, 32, dieses mal jedoch in bezug auf Energiegleichheit von alten und neuen die zum Spannen der Sehne 18 gespeichert wird. Deutlich zu sehen ist dabei, daß ab einer bestimmten Grenzkraft F _G beim erfindungs gemäßen Bogen gegenüber den konventionellen Bogen mit ein kaum merklicher Anstieg des Kraftaufwandes erfolgt, obwohl sich gleichzeitig der Energiegewinn im Federarm erhöht. Dies äußert sich in einer gleichmäßigen und ausgiebigeren Kraft übertragung von der Sehne 18 aus z. B. einen Pfeil beim Ent spannen bzw. Loslassen der Sehne 18.

Bei der dargestellten Ausführungsform des Federarmes wird als Federpaket 30 eine geschichtete Blattfeder verwendet, die gegen Verrutschen gesichert ist und deren Enden lose, von der Sehne 18 aus gesehen, gegen die Gelenke 28 und 29 drücken und auf den zugehörigen Verbindungsbolzen 33 und 34 gleiten.

Der bzw. die Kniehebel 24 mit den Einzelteilen 25 und 26 und den Gelenken 27, 28 und 29 sind jeweils auf den Seiten des Federarms symmetrisch vorhanden, d. h. jedes Element ist doppelt. Die Verbindung zwischen den Kniehebelpaaren 24 er folgt, wie bereits erwähnt, im Kniegelenk 27 mittels des Verbindungsstückes 35 und in den anderen Gelenken 28 und 29 mittels der Verbindungsbolzen 33 und 34.

Ebenso sind die Zinken 20 und die Fortsätze 23 doppelt vor handen, das bzw. die zugehörigen Gelenke sind durch einen nicht sichtbaren weiteren Bolzen fixiert. Die Gelenke 21, 27, 28 und 29 können somit auch als Gelenkachsen angesehen werden. Anstelle des Federpaketes 30 als Blattfeder können auch andersartige Federn dienen.

Claims

1. Wurf- oder Federarm mit einem mittig angeordneten Halte griff und einer Sehne, wobei vom Haltegriff nach beiden Seiten jeweils ein Bogenteil ausgeht, zwischen deren eine Enden die Sehne gespannt ist und deren andere Enden in etwa gabelförmig ausgebildet sind, wobei die Gabelarme jeweils für sich mit Abstand voneinander an dem Haltegriff befestigt sind, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Der der Sehne (18) abgewandte eine Gabelarm bzw. Zinken (20) ist an dem oder einem Fortsatz (23) des Halte griffes mittels eines Gelenkes (21) drehbar angelenkt,
b) der der Sehne (18) zugewandte andere Gabelarm ist als Kniehebel (27) mit drei Gelenken (27, 28, 29) ausgebil det, der mit seinem einen Ende bzw. Gelenk (29) neben dem einen Gabelarm bzw. Zinken (20) am Bogenteil (15) drehbar angelenkt und der mit seinem anderen Ende bzw. Gelenk (28) am Haltegriff (17) der drehbar neben dem Fortsatz (23) angelenkt ist,
c) der Wurfarm (15) ist mittels Federkraft gegen die Sehne (18) so weit vorgespannt, daß der Kniewinkel α im Kniegelenk (27) des Kniehebels (24) auf der Seite der Sehne (18) kleiner gleich 180° ist, wobei die Sehne (18) als Anschlag für diesen Winkel α wirkt,
d) das Gelenk (21) des einen Gabelarmes (20) liegt von der Sehne (18) aus gesehen zwischen den beiden äußeren Gelenken (28 und 29) des Kniehebels (24).

2. Wurf- oder Federarm nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das weitere Merkmal von c):

c₁) auf das Kniegelenk (27) des Kniehebels (24) wirkt eine vorgespannte Blattfeder (30) ein, die das Kniegelenk (27) in Richtung Sehne (18) drückt.