Rekonstruktion/Interpretation hunnischer Kompositbogen

[Feanor1307]

Moin Moin,

upps das mit dem Horn ... da wurde ich beim schreiben unterbrochen und habe den Gedanken nicht zu Ende geführt. Außerdem bin ich von einem wesentlich kürzeren Bogen ausgegangen. Ich habe das gerade mal mit der Karpowicz'schen Formel für das Zuggewicht berechnet: Bei 160 cm NTN und sagen wir mal 5 cm breiten Wurfarmen brauchst du für 80 Pfund ca. 14 mm starke Wurfarme. Das hängt natürlich auch immer davon ab wie du deine Komponenten dimensionierst, aber da kennst du dich sicher aus. Jetzt hast du beim Holz noch ca. 4,5 mm. Bei den Sehnen wirst du sicher nicht mehr als 4 mm draufpacken wollen. Du wirst der Holz/Horn Verbindung sicher eine Zahnung geben wodurch ca. 1 - 1,5 mm verloren geht. Das heisst dein Horn sollte ca. 7 mm stark sein. Da Horn und Sehne die Komponenten sind welche am wenigsten dem Zuggewicht und der Stabilität beitragen wird der Bogen extrem flexibel sein aber nicht übermäßig Zuggewicht haben. Wenn du die Dimensionen gleichmäßig hältst dann kommst du auf ca. 11-12 mm Wurfarmstärke hinaus was ein Zuggewicht von ca. 40- 50 Pfund bedeutet.
Wie stabilisierst du eigentlich die Wurfarme beim aufleimen des Horns wenn du sie jetzt schon auf 4,5 mm runtergearbeitet hast? Sind die da nicht extrem verwindungsanfällig (beim Verleimen)?

Grüße,
Feanor

[Penumbra]

Eine Formel beim Kompositbogen halte ich für nicht sinnvoll, dafür gibt es einfach zuviel Variabeln. Die Materialien wie Horn, Holz und Sehne sind nicht homogen. Aber das ist ja das schöne, es ist unberechenbar und immer eine Herausforderung ansonsten würde ich mit Glas rumkleistern Desweiteren kommt ja auch die ganze Geometrie des Bogens, Hebelwirkung, Profil, "Reflex" usw. hinzu. Sicher haben bestimmte Maße wie Rahmendicke usw. ihre Bedeutung um ein bestimmtes Zuggewicht erreichen zu können. Bei 4,5mm und 6cm Breite ist das ganze noch recht steif, das ganze rückwärts aufgespannt und die Siyahs fixiert reicht aus. Allerdings kann ich so keine 30 Schraubzwingen dranhängen ^^, alternativ kann man ja auch mit Brettchen als Unterlage arbeiten. Auf die Verzahnung verzichte der A´s wegen und ist auch nicht nötig bei der Breite und Länge.

[Snake-Jo]

Ich bin der gleichen Meinung wie Penumbra: Die inhomogenen Materialien Holz, Horn und Sehnenbelag lassen sich nicht in eine Formel pressen. Gleichwohl kann man vorab Messungen zur Stärke (Wurfstärke) der Schichten machen, indem man einfach unter standardisierten Bedingungen eine Zugwaage anhängt. Da läßt sich dann leicht beweisen, dass Unterschiede von bis zu 50% eher die Regel, denn die Ausnahme sind.
Holzrahmen: Es ist ein großer Unterschied, ob ich den Rahmen aus Eibe, Ahorn oder Bambus baue. Eibe reagiert eher weich und weniger zugstark, während getempertes Bambus schon ganz schön heftig sein kann.

Beim Hornbelag kommt es auf das Material (z.B. Wasserbüffel, Highland, Oryx etc.) an, sowie auf Faserverlauf und Wuchsform, Futter der Tiere, Wachstumsrate u.v.m.

Die Sehnenschicht letztendlich kann, wenn sie mit wenig Hautleim verarbeitet wird und zudem gut verpreßt wird, auch große Unterschiede aufweisen. Und wenn man dann noch lange Faser hat...

@Penumbra: Sieht gut aus, bin gespannt auf die Knochenverstärkungen aus Hirschgeweih. Rekonstruktion würde ich das aber nur nennen, wenn ein spezieller Bogen aus einem Grabfund nachgebaut wird. Die asymmetrischen Hunnenbogen waren sowohl in der Siyahlänge als auch in den Wurfarmlängen unterschiedlich lang. Mir ist jetzt keiner bekannt, der nur in der Siyahlänge variierte.

Zu den Werten: Ein Hunnenbogen von 10 mm Tiefe inWurfarm-Mitte hat bei 60 mm Breite und bei mittleren Werten bei den inhomogenen Materialien rund 50 - 60 lb/ 28".

[Feanor1307]

Moin Moin,

@Snake-Jo
ich war mir jetzt nicht mehr ganz sicher und habe vorsichtshalber mal nachgeschlagen bevor ich poste. Als Berechnungsgrundlage habe ich deinen Bogen aus dem Reflexbogenbuch herangezogen. Er ist zwar nicht asymmetrisch aber funktionell recht ähnlich (ich nehme mal die Grifflänge gleich an obwohl dein Griff etwas länger ist). Die Werte welche in Rechnung einfließen sind:
-Zuggewicht bei 28 Zoll: 40 Pfund vs. "x"
-Länge des Bogens NTN (geht linear ein): 139 cm vs. 160
-Dicke des Wurfarmes in der Mitte (geht ³ ein): 10,5 mm vs. 10 mm
-Breite des Wurfarmes (wiederum linear):40 mm vs. 60 mm

Wenn es stimmt das der Komposit im Buch durch reifen noch 5 Pfund zugelegt hat, also 40 Pfund hatte als er wirklich fertig war, dann kommt der von Penumbra gebaute Hunne nur auf 35 Pfund. Das liegt auch nahe wenn man mal die Karpowicz'sche Formel außen vor lässt: Er ist zwar um die Hälfte breiter, das brächte 17 Pfund +, aber er ist auch viel länger (20 cm) und dünner (nicht so entscheidend). Letztere Größen gehen ³ in das Zuggewicht ein. Damit halte ich 50-60 Pfund für eine sehr optimistische Schätzung.

Grüße,
Feanor

[Penumbra]

@Feanor: ich bin mehr ein Gefühlsmensch als eine Rechenschiebernatur, also lassen wir uns überraschen

@Snake: wo soll die fehlende Asymmetrie sein? Die habe ich auf die gefundenen Siyah-Platten abgestimmt. Ich wollte ja kein Replikat bauen (siehe bitte Anfang vom threat), ist ja sowieso nicht wirklich möglich wegen dem Material, Leimen usw. Ziel ist mehr ein Relativ authentischer Bogen aus der Hunnenzeit und die wurden ja von Gegend zu Gegend recht unterschiedlich gebaut, genau wie die Herkunft der Hunnen recht umstritten ist. Und etwas Optimierung schadet da ja nicht ;-)

ich habe bissl weiter gemacht:

• Der Bogen wird nun rückwärts aufgespannt bis die WA´s gerade oder leicht reflex sind und auf einer Leiste oder Brett an den Siyahs mit Schraubzwingen fixiert und ausgerichtet
• Die Hornplatten habe ich in je 3 Streifen pro WA aufgeteilt, die Äußeren laufen an den Seiten so aus, dass sie später mit unter die Endwicklungen kommen.
• Das ganze wird nun mit Leim auf den Wurfarm schön gerade gerückt und mit einem dünnem Faden/Schnur oder Dacron umwickelt und fest fixiert. Wichtig die Hornplatten so anpassen, das Sie 1mm überstehen, das beim wickeln die Platten aneinander geschoben/gepresst werden
• Dann leg ich auf die mittlere Hornplatte einen Lederstreifen, damit später der Druck auch genügend auf die Mitte wirkt und eventuell Höhenunterschiede der Platten zu korrigieren
• Jetzt wird das Horn Stück für Stück mit dem Fön warm gemacht und mit dem Wickelhebel/Tendschek (leichte Hebelwirkung) and den Holzrahmen umwickelt, im Griffübergang darauf achten das das Horn auch gut anliegt, besser noch mal sichern
• Nach dem aushärten werden die Kanten angeglichen danach die Übergänge und die Dicke, bei mir sind es circa 3-3,5mm ohne Taper, beim unterem Wa werden 0,5mm weniger reichen (wird sich später zeigen)

[Feanor1307]

Moin Moin,

da muss ich dir Recht geben: Lassen wir uns überraschen! Ich bin gespannt und was man sieht macht wirklich einen erstklassigen Eindruck!
Zum Thema Authentizität: Ein exaktes Replikat von einem einzelnen Bogen anzufertigen dürfte extrem schwierig sein. Selbst wenn alle Dimensionen eingehalten werden ist es unmöglich die eigentlichen Eigenschaften der Materialien welche den "Hunnen" zur Verfügung standen abzuschätzen. Hier wird zwar viel durch die Kompositbauweise kompensiert eine exakte Replik wird es dennoch nicht. Von daher ist meines Erachtens ein solches Ziel auch zu hoch gesteckt. Die Hunnen selbst dürften aufgrund von Material Limitationen oftmals gezwungen gewesen sein den Bogen als Kompromiss zwischen den eigenen Bedürfnissen, der Tradition und dem Spielraum den die Materialien hergeben zu bauen. Von daher gibt es in dem riesigen geographischen Gebiet (Süd-Mitteleuropa, sowie Zentralasien) in dem dieser Bogentyp verbreitet war definitiv eine breite Streuung. Das heisst, sobald man einige charakteristische Eckpunkte der Konstruktion einhält, kann man davon ausgehen einen recht authentischen Bogen zu bauen welcher so oder ähnlich geschossen wurde.
Wie du bereits sagst ist der Begriff "Hunnen" ohnenhin eine starke Vereinfachung. Wenn man sich die Tradition der zentralasiatischen nomadischen Verbände in den letzten 1000 Jahren anschaut (diese Zeit ist gut dokumentiert), so zeigt sich das der gesamte zentralasiatische Raum permanent in Bewegung war. Die Völker haben sich kulturell und genetisch vermischt, getrennt und das gleiche noch einmal ... Das war sicher um das Jahr 300-400 ganz genauso. Von daher ist die Zuordnung "Hunnen" nur der Versuch eine inhomogene Völkerschar zu umreißen welche in einem bestimmten Zeitraum in Europa eingefallen sind. Noch ein Grund warum es den Hunnenbogen eigentlich gar nicht geben kann, aber der hier vorgestellte Hunnenbogen durchaus repräsentativ und typisch sein kann.

Grüße,
Feanor

[Snake-Jo]

Wenn es stimmt das der Komposit im Buch durch reifen noch 5 Pfund zugelegt hat, also 40 Pfund hatte als er wirklich fertig war, dann kommt der von Penumbra gebaute Hunne nur auf 35 Pfund. Das liegt auch nahe wenn man mal die Karpowicz'sche Formel außen vor lässt: Er ist zwar um die Hälfte breiter, das brächte 17 Pfund +, aber er ist auch viel länger (20 cm) und dünner (nicht so entscheidend). Letztere Größen gehen ³ in das Zuggewicht ein. Damit halte ich 50-60 Pfund für eine sehr optimistische Schätzung. Grüße, Feanor

Naja, das eine sind die Berechnungen und das andere sind die Fakten, nämlich Messwerte von meinen Hunnenbogen und einer von denen hat eben die genannten Zuggewichte. Grocer kommt bei seinem Nachbau des Khotan übrigens auch auf 50 lb, bei ähnlichen Querschnitten. Es ist schon schwierig, das Zuggewicht eines reinen Holzbogens bei nur einer einzigen Holzart zu berechnen, bei Komposits halte ich das schlichtweg für nicht möglich, außer man standardisiert alle Materialien und alle Vorgehensweisen, was ich selbst Karpovicz nicht zutraue.
Noch ein Beispiel für ein real gemessenes Zuggewicht: Ein Komposit von mir hat bei 30 mm Breite und 140 cm Länge bei einer Tiefe von 14 m in Wurfarmmitte (6 + 5 + 3mm) ein Zuggewicht von 80 lb, bei doppelter Breite hätte er 160 lb/ 28".

[Snake-Jo]

Zum Thema Authentizität: Ein exaktes Replikat von einem einzelnen Bogen anzufertigen dürfte extrem schwierig sein. Selbst wenn alle Dimensionen eingehalten werden ist es unmöglich die eigentlichen Eigenschaften der Materialien welche den "Hunnen" zur Verfügung standen abzuschätzen. Hier wird zwar viel durch die Kompositbauweise kompensiert eine exakte Replik wird es dennoch nicht.

Doch, doch: Mit modernen Untersuchugnsmethoden sind sowohl Leime (chemische Analysen), wie auch Holzarten (mikroskopische Zellstrukturen) als auch der gesamte Aufbau (CT-Bilder) messbar/ untersuchbar. Das Problem ist ein anderes: Die Bogen liegen vor, werden aber für solche Untersuchungen von z.B. China nicht freigegeben. Jetzt gibt es allerdings Analysen von Mongolenbogen, die dann in einer Ausstellung (ich berichtete) vorgestellt werden.

Von daher ist meines Erachtens ein solches Ziel auch zu hoch gesteckt. Die Hunnen selbst dürften aufgrund von Material Limitationen oftmals gezwungen gewesen sein den Bogen als Kompromiss zwischen den eigenen Bedürfnissen, der Tradition und dem Spielraum den die Materialien hergeben zu bauen. Von daher gibt es in dem riesigen geographischen Gebiet (Süd-Mitteleuropa, sowie Zentralasien) in dem dieser Bogentyp verbreitet war definitiv eine breite Streuung. Das heisst, sobald man einige charakteristische Eckpunkte der Konstruktion einhält, kann man davon ausgehen einen recht authentischen Bogen zu bauen welcher so oder ähnlich geschossen wurde.

Ja, das sehe ich auch so und damit ist ja Penumbra gut auf dem Weg.

Wie du bereits sagst ist der Begriff "Hunnen" ohnenhin eine starke Vereinfachung. Wenn man sich die Tradition der zentralasiatischen nomadischen Verbände in den letzten 1000 Jahren anschaut (diese Zeit ist gut dokumentiert), so zeigt sich das der gesamte zentralasiatische Raum permanent in Bewegung war. Die Völker haben sich kulturell und genetisch vermischt, getrennt und das gleiche noch einmal ... Das war sicher um das Jahr 300-400 ganz genauso. Von daher ist die Zuordnung "Hunnen" nur der Versuch eine inhomogene Völkerschar zu umreißen welche in einem bestimmten Zeitraum in Europa eingefallen sind. Noch ein Grund warum es den Hunnenbogen eigentlich gar nicht geben kann, aber der hier vorgestellte Hunnenbogen durchaus repräsentativ und typisch sein kann.
Grüße,Feanor

Ja, völlig richtig, DEN Hunnenbogen gibt es nicht, aber genau wie beim Langbogen gibt es einen Typischen Hunnenbogen in einer bestimmten Gegend in einer bestimmten Epoche. Daher kann man (muss man nicht), seinen Nachbau so einem Typus zuordnen.

[Feanor1307]

Moin Moin,

die Daten von deinem 80 Pfünder Komposit habe ich gleich mal einhackt, mit deinem Basiskomposit aus dem Reflexbogenbuch verglichen. Das kalkulierte Zuggewicht für deinen Bogen bei 28 Zoll Auszug liegt bei 70,4 Pfund. Damit hau' ich zwar um 10 Pfund daneben, aber das ist halt die Spanne die sich aus den individuellen Materialeigenschaften ergibt... .
Um ehrlich zu sein sollte die Abweichung nur ± 5 Pfund betragen bei dem Beispiel wäre es gut und gerne das doppelte :S. Vielleicht beziehen sich die 80 Pfund auch auf einen 30 Zoll Auszug, dann kommen laut Formel 79,15 raus.
Wie auch immer, schaun wir mal was bei rauskommt - schade das sich Kompositbogenbau immer so hinzieht ...

Grüße,
Feanor

P.S.: Bei der Ausstellung bin ich dann Dauergast .

[skerm]

Es ist schon schwierig, das Zuggewicht eines reinen Holzbogens bei nur einer einzigen Holzart zu berechnen, bei Komposits halte ich das schlichtweg für nicht möglich, außer man standardisiert alle Materialien und alle Vorgehensweisen, was ich selbst Karpovicz nicht zutraue.

Die Verwendung mehrerer Materialen ist für die Vorhersagbarkeit aber förderlich, weil sich die Schwankungen in den einzelnen Komponenten nicht so stark auswirken. Ist beispielsweise das Holz um 30% schwächer als bei einem Vergleichsbogen, ändert es die Gesamtsteifigkeit eines Komposits im Gegensatz zum Holzbogen nicht um 30%, sondern weniger weil es nur ca. 1/3 der Gesamtdicke betrifft.

die Daten von deinem 80 Pfünder Komposit habe ich gleich mal einhackt, mit deinem Basiskomposit aus dem Reflexbogenbuch verglichen. Das kalkulierte Zuggewicht für deinen Bogen bei 28 Zoll Auszug liegt bei 70,4 Pfund. Damit hau' ich zwar um 10 Pfund daneben, aber das ist halt die Spanne die sich aus den individuellen Materialeigenschaften ergibt... .

Falls beide Bögen verschieden Reflex sind oder nicht dasselbe Verhältnis von steifen zu biegendem Bereich haben kann das auch ein Grund für Abweichungen sein. Ich denke aber +/- 10# ist doch nicht schlecht.

Gruß,
Daniel

[Feanor1307]

Die Verwendung mehrerer Materialen ist für die Vorhersagbarkeit aber förderlich, weil sich die Schwankungen in den einzelnen Komponenten nicht so stark auswirken. Ist beispielsweise das Holz um 30% schwächer als bei einem Vergleichsbogen, ändert es die Gesamtsteifigkeit eines Komposits im Gegensatz zum Holzbogen nicht um 30%, sondern weniger weil es nur ca. 1/3 der Gesamtdicke betrifft.

Das meinte ich als ich weiter oben schrieb, das die Kompositbauweise vieles kompensiert. Der Einfluss ist sogar noch geringer. Karpowicz gibt ein Beispiel für Horn: Selbst wenn das Hornlaminat nur die Hälfte der Steifigkeit besitzt (es ging um Horn von den Hörnerseiten) fällt die Gesamtsteifigkeit im Wurfarm um nur ca. 10%.

Falls beide Bögen verschieden Reflex sind oder nicht dasselbe Verhältnis von steifen zu biegendem Bereich haben kann das auch ein Grund für Abweichungen sein. Ich denke aber +/- 10# ist doch nicht schlecht.
l

Stümmt . Deshalb ist es immer wichtig gleiche Bogentypen miteinander zu vergleichen. Als Bezugspunkt habe ich Snake-Jo's Basiskomposit verwendet. Da ist natürlich nachteilig (für die Berechnung) das der nichtarbeitende Bereich im Griff ca. 5-10 cm länger ist (35 gegenüber 25 cm) genauso wie die Siyhas (insgesamt wohl so um die 15 cm küzer als beim Hunnen). Das lässt sich jetzt alles ein bisschen hässlich vermoscheln aber summa summarum sollte der arbeitende Teil beim Hunnen 71 cm und beim Basiskomposit ca. 54 sein. D.h. tendenziell ist der Basiskomposit härter bei längeren Hebeln auf Seiten des Hunnen (62 cm gegenüber 50 cm). Wie auch immer ich bin gespannt wie es weiter geht, aber jetzt wird der verleimte Bogen sicher erst mal getrocknet. Eigentlich reichen da 2 Wochen aber vielleicht geht es ja im Auto schneller!?

Grüße,
Feanor

[Galighenna]

Also die Streuung wird definitiv höher! Man kann ja auch davon ausgehen, das z.B. alle verwendeten Materialien steifer sind, oder das alle Materialien schwächer sind. Das hängt ja nämlich bei allen Materialien mehr oder weniger vom Zufall ab. Die Wahrscheinlichkeit das ein bestimmtes Extrem erreicht wird sinkt, aber die Gesamtstreuung nimmt zu...

[Feanor1307]

Also die Streuung wird definitiv höher! Man kann ja auch davon ausgehen, das z.B. alle verwendeten Materialien steifer sind, oder das alle Materialien schwächer sind. Das hängt ja nämlich bei allen Materialien mehr oder weniger vom Zufall ab. Die Wahrscheinlichkeit das ein bestimmtes Extrem erreicht wird sinkt, aber die Gesamtstreuung nimmt zu...

Klingt sehr schlüssig, läuft aber summa summarum auf das gleiche hinaus: Da mit der Anzahl der Schichten die Wahrscheinlichkeit das alle Schichten eine extreme Steifigkeit haben sinkt, sinkt auch insgesamt die Wahrscheinlichkeit einen "extremen" Bogen zu bauen. D.h. meistens wird ein Mittelding . Aber es kommt meines Erachtens noch etwas hinzu: Die Erhöhung der Steifigkeit durch Laminieren. 3 Leisten Robinie in gleicher Qualität übereinander laminiert weisen eine höhere Steifigkeit auf als eine Bohle Robinie gleicher Abmessung und Qualiät (immer hypothetisch weil es den Fall natürlich nicht gibt ) Dies liegt darin das die Laminate sich an den Leimfugen gegeneinander abstützen und gegen Verformung stützen. Ich wollts vermeiden aber Stichwort Perry-Reflex! Vermeiden wollt' ich es deshalb weil Perry bei weitem nicht der erste wahr der dies erkannte und einsetzte, es ist nur so das sich die Amerikaner irgendwie jegliche Innovation unter den Nagel reißen müssen ...
So jetzt bin ich das auch noch losgeworden

Grüße Feanor

[skerm]

Das wäre doch genau die gegenteilige Aussage zur Verbesserung der Berechenbarkeit. Die Streuung wird nicht größer.

Einfachtes Beispiel ohne Formeln für Balkensteifigkeit: Wir nehmen ein Holz mit mittlerer Steifigkeit S, für die wir eine Varianz V gefunden haben. Die Steifigkeit eines Bretts aus diesem Holz streut dann eben mit Varianz V. Wenn wir nun ein Brett aus drei Schichten dieses Holzes machen, dann streut die mittlere Steifigkeit dieser drei Schichten (S1+S2+S3)/3 nur mehr mit V/Wurzel(3).

Wobei ich mir bei Wurzel(3) grad nicht 100% sicher bin, meine Stastistik ist schon fast 10 Jahre her. Na toll, jetzt fühl ich mich alt auch noch!

Gruß,
Daniel

[Galighenna]

wir haben aber nicht einen Balken... wir haben 3 völlig verschiedene Materialien, von denen jedes für sich gesehen mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit eine gewisse Steifigkeit besitzt. Leimt man diese zusammen verrechnen sich die Unterschiede der Materialien.

Das hängt jetzt wiederum davon ab wie sich die Steifigkeit berechnet. Bei gleicher dicke geht das glaube ich in der 3. Potenz ein, so das sich die Unterschiede in der Steifigkeit ebenfalls in der 3.Potenz jeweils mit dem Anteil des Materials verrechnet, verändern. Und es hängt davon ab, ob sich die Steifigkeit Multiplikativ, exponetiell oder additiv errechnet, wenn man die Materialien kombiniert. Das beeinflusst dann auch die Fehlerfortpflanzung, ob der relative Fehler wächst oder nicht (sinken tut er aber meines Wissens in keinem Falle.
Bei der Addition bleibt der relative Fehler nämlich gleich, bei allen anderen Funktionen (Multiplikation, exponentiell etc) steigt er, der absolute Fehler steigt in jedem Fall!

Ich möchte aber nicht schon wieder eine mathematisch-physikalische Diskussion lostreten... *seufz*

übrigens skerm:
in der Wahrscheinlichkeitsrechnung wird die Streuung der Ergebnisse eines Versuchs auch größer, je mehr verschiedene variablen (also Möglichkeiten / Zahlen auf dem Würfel / Materialien) man hat