Die Funktionsweise eines Compounds

Viele schießen einen Compound, viele reden über technische Details wie Zuggewicht, Geschwindigkeit, Let Off usw. Aber wie funktioniert dieser Bogen wirklich? Das wissen nicht alle. Man hört oft, dass ein solcher Bogen nach dem Flaschenzugprinzip arbeitet. Das stimmt jedoch nur bedingt. Um auch ein Let Off zu erreichen, müsste man die Cams wesentlich größer machen. Eigentlich funktioniert es mit einer Hebelwirkung. Pfeile, die mit einem Langbogen oder Recurve geschossen werden, bewegen sich typischerweise mit weniger als 200 fps. Die heutigen schnellsten Compounds hingegen bringen es auf bis zu 340 fps. Wie kann das sein? Kurz gesagt, mit einem besseren Wirkungsgrad.

Der Vorteil ist bekannt. Der Auszugskurve eines Compoundbogens ist nicht linear. Zieht man einen solchen Bogen, erfordert es zu Beginn mehr Kraft und am Ende ist er leichter zu ziehen. Das bedeutet, dass der Bogenschütze nur einen Teil des höchsten Zuggewichts bei vollem Zug halten muss. Damit ist es natürlich weniger anstrengend und es bleibt mehr Zeit zum Zielen.
Heute gibt es die unterschiedlichsten Bauweisen von Cams oder Wheelcams. Hier soll in der Folge nur das Prinzip dargestellt werden, wie ein Compoundbogen prinzipiell funktioniert. In einer späteren Ausgabe vom Compound Magazin werden wir die einzelnen Systeme vorstellen.

Das Wellrad als Kraftwandler

Das Prinzip ist schon uralt. Ein Wellrad besteht aus mindestens zwei verschieden großen und miteinander verbundenen Rädern oder Walzen, die fest auf einer Achse oder Welle sitzen. Die Räder können dabei aus einem massiven Material bestehen, oder über Speichen mit der Achse verbunden sein. Prinzipiell handelt es sich bei einem Wellrad um einen Hebel, sodass hier das allgemeine Hebelgesetz gilt. Das Wellrad gehört zu den Kraftwandlern. Mit einem Wellrad lassen sich an Zugelementen schwere Lasten hochheben.

Betrachten wir nun diesen einfachen Flaschenzug mit zwei unterschiedlich großen Rollen auf derselben Achse. Wenn man das an der äußeren Rolle befestigte Seil herunterzieht, drehen sich beide Rollen hier in der Zeichnung im Uhrzeigersinn. Da aber die innere Rolle einen kleineren Radius hat, bewegt sich das an der inneren Rolle befestigte Seil nicht so weit, aber mit gleicher Energie. So kann man über die kleinere Rolle wesentlich mehr Kraft ausüben, also stärker ziehen. Die Kraft multipliziert sich also. Das Verhältnis zwischen dem äußeren und dem inneren Radius ist im Wesentlichen ein Übersetzungsverhältnis. Je größer dieses Verhältnis ist, desto weniger bewegt sich das Seil der inneren Rolle und desto stärker kann es ziehen. Das Seil an der kleineren Rolle kann auch mehrmals um die Walze gewickelt werden, was ein längeres Drehen des großen Rades erlaubt und damit den Effekt noch verstärkt.

Wie arbeitet ein Compound?

Ein Compound funktioniert im Prinzip ähnlich wie das Wellrad. Hier bezeichnet man die Räder als Wheels oder Cams. Man bringt am Bogen oben und unten ein solches Cam an (Bild 2). Die zwei Seile werden durch eine Sehne und Kabel ersetzt. Die Bogensehne verbindet die beiden äußeren Cams. Die Achse eines jeden Cams wird mit dem gegenüberliegenden inneren Cam verbunden. Wenn man jetzt die Bogensehne zieht, drehen sich beide äußeren Cams und multiplizieren die Kraft, die auf die Kabel an den inneren Cams wirkt. Sie werden mit mehr Kraft zusammengezogen, als an der Sehne gelegt ist und das biegt dann die Wurfarme. Damit hat man zwar jetzt die Kraft über das innere Cam verstärkt, aber es erklärt noch nicht das Let Off. Kurz gesagt, wird die Eingangskraft des Schützen vervielfacht und mehr potentielle Energie in den gebogenen Wurfarmen gespeichert, als dies mit einem herkömmlichen Bogen mit gleichem Zuggewicht möglich wäre. Dazu muss das System natürlich noch verbessert werden.

Wie Cams arbeiten

Typischerweise hat zumindest das äußere Cam eines Compounds eine grob gesagt asymmetrische Form. Außerdem ist die Achse nicht zentriert. Oft machen die Hersteller auch die inneren Cams oval oder nicht rund. Das Verhältnis der Radien zueinander wird immer an dem Punkt gemessen, an dem sowohl das Kabel als auch die Sehne mit seinem Cam in Kontakt kommt (hier mit orangen Pfeilen dargestellt). Wenn der Bogen gezogen wird, dreht sich das Cam im Uhrzeigersinn, sodass der Radius für das äußere Rad immer größer wird. Es ergibt sich damit ein größeres Übersetzungsverhältnis der Kraft (Bild 3 bis 5).
Bis zum sogenannten Gipfelzug (engl. Peak) wird der Auszug schwerer, ab diesem Punkt immer leichter (Bild 4). Das heißt, dass man zu Beginn am schwersten ziehen und die meiste Energie aufbringen muss. Am Ende des Auszugs ist das Übersetzungsverhältnis am größten. Der Bogen speichert hier die maximale Energie (Bild 5). Es geht also darum, beim Auszug möglichst viel Kraft einzusparen. Natürlich hängt das auch mit der Form des Cams zusammen.