Experimentelle Untersuchungen zur Biegung der Fliegenrute

Fliegenwerfen - wie geht das eigentlich? Wie kann ich meine Leine effektiver ausbringen und Fehler ausmerzen? Was hat es mit den AFTMA-Klassen auf sich? Was sind Spezial- und Trickwürfe? Fragen über Fragen! Hier könnt Ihr Euch gegenseitig helfen.

Moderatoren: Maggov, webwood, Forstie, Matthias M., Michael., Olaf Kurth, Kurt Zumbrunn

Re: Experimentelle Untersuchungen zur Biegung der Fliegenrut

Beitragvon Martin 1960 » 14.02.2014, 14:53

Hallo und guten Tag wünsche ich Euch,
hallo Tobias.

Kompliment zu Deiner experimentelle Untersuchungen der Biegung von Fliegenruten.


Ich möchte ich Dir etwas Anregungen geben,
vielleicht reizt Dich das zum weitermachen. :wink:

hshl hat geschrieben: Meine Untersuchungen können und sollen physikalisch / mathematisch idealisiert sein und bleiben.
Alles andere hätte den Rahmen gesprengt.
Die Untersuchungen schöpfen die Ergebnisse ganz bewusst aus dem Vergleich beider Fliegenruten,
die unter den selben Randbedingungen geworfen werden.
Einen alternativen bzw. weitergehenden Ansatz über die Energie-/Impuls- Erhaltung möchte ich anderen überlassen.


Und ja das habe ich gelesen, schade auch.

Wenn man das Fliegenwerfen aus physikalischer Sicht betrachten möchte,
so benutzen wir die Fliegenrute als mechanischen Kraftwandler (Hebel)
um eine Drehmoment in eine gerichtete Zugkraft umzuwandeln.
Mit dieser Zugkraft wollen wir eine Masse beschleunigen, nämlich unser Flugschnur.

So hast Du es ja auch beschrieben.

hshl hat geschrieben: ein wesentliches Ergebnis meiner Untersuchungen ist, dass die flexible Fliegenrute die eingegebene Winkelgeschwindigkeit
anders (konkret: zeitverzögert) als die absolut steife Fliegenrute umsetzt.


Ja klar, eine Fliegenrute ist eine Feder, die wir als Energie-, Federspeicher benutzen, nicht der starre Stab.
[Im speziellen ist eine Fliegenrute eine konische Stabfeder, mit einer progressiven^(1) Federkennline].
Klar, dass sich dieser Federspeicher erst nach dem Stop entlädt, nachdem keine weitere Energie zugeführ wird.

Das Laden dieses konischen Federspeichers [der Rute] erfolgt, von der Spitze zum Griff hin,
der Kraftaufwand, zu Laden, nimmt stetig zu (progressive^(1) Federkennline).
Die größte Energie steckt dann im dicksten Teil der Rute.

Und das Entladen dieses Federspeichers erfolgt nach dem Stop, in umgekehrter Richtung,
erfolgt vom Griff zur Spitze hin, wobei, die sich entladene Kraft, stetig abnimmt.

Logischer Weise gilt dieses für Kohlefaser-, Glasfaser- und Bambusruten.

Für eine Stabfeder gibt es den Materialkennwert, den Elastizitätsmodul.
(Anmerkung: wird auch als: E-Modul, Zugmodul, Dehnungsmodul oder als Elastizitätskoeffizient benannt, alles dasselbe).
Hängt man verschiedene, unterschiedliche Feder hintereinander,
so ist es zulässing die einzelnen E-Module zu summieren.
Man kann also den E-Modul der einzelnen Teile der Rute messen
und zu einem Gesamt-E-Modul aufaddieren.
Man wird auch sehen, das die "dicken" Teile der Fliegenrute den größeren E-Modul haben,
also in der Lage sind mehr Energie aufzunehmen.

Da das Laden/Entladen dieses Federspeichers [der Rute] auch komplett ohne Schnur funktioniert,
kann man sagen, das die Masse der Rute eine Rolle spielt [Massenträgheit].

hshl hat geschrieben: Durch die Biegung der Fliegenrute erreicht die Beschleunigung der Spitze kurzzeitig einen deutlich höheren Wert,
was für die absolut steife Fliegenrute im Vergleich nicht festgestellt werden kann.

Ich denke, es ist die Geschwindigkeit der "Spitze" nicht die Beschleunigung,
denn die Kraft, die der Federspeicher [die Rute] abgibt, nimmt ja stetig ab.
Ja, das ist derselbe physikalische Sachverhalt, der das Ende einer Peitsche zum "Peitschenknall" führt.
Genau, wie bei einer Peitsche die Masse zur Spitze hin stetig abnimmt, ist das auch bei dem Rutenblank so.

hshl hat geschrieben: Dies bewirkt, dass die Spitze der flexiblen Fliegenrute einen „Kick“ erzeugt
und so letztlich eine im Vergleich deutlich höhere Endgeschwindigkeit erreicht.
Und das ohne einen festgestellten Mehraufwand.


Ich vermute, das dieser "Kick" kaum noch etwas zu Beschleunigung der Schnur beiträgt,
da er erst erfolgt wenn die Schnur die Rute nicht mehr belastet,
es ist wohl das Überschwingen der Ruhelager der Stabfeder.


hshl hat geschrieben: Daher ist die Behauptung,
dass die Biegung der Fliegenrute eine untergeordnete Rolle für den Wurf spiele,
weil sie bereits zum Stopp 80-90% ihrer Endgeschwindigkeit erreicht (was im Übrigen auch bei meiner Untersuchung herauskommt),
in dieser undifferenzierten Form in Frage zu stellen – eben weil diese Betrachtung
die unterschiedlichen Verläufe der Geschwindigkeit und Beschleunigung der Rutenspitzen nicht mit berücksichtigt.


Sehe ich genau so. =D>

Eines ist klar, spannt man eine Feder, so gibt es Energieverluste,
z.Bsp durch innere Reibung.

Das wir mit flexiblen Fliegenrute entspannter werfen erkläre ich mir dahin,
dass zwei Würfe niemals gleich sind.
Wir sind in unserem Krafteinsatzt niemals so ideal, wie es am Besten wäre.
Die Feder "Fliegenrute" speichert die Energie zwischen
und gibt sie progressiv, aber gleichmäßiger wieder ab.
Eine federnde Rute verzeiht eher Fehler.

Edit: Ich möchte noch etwas zum werfen mit steifen Fliegenruten schreiben.
Wie Tobias in seiner Untersuchung schon beschrieben hat, hat eine sehr steife Fliegenrute einen kürzeren "Arbeitsweg"
und die Kraft teilt sich in zwei vektorielle Komponenten auf, was ja zu einer geringeren resultierenden Kraft führt.
Erfahrene Werfer gleich den Nachteil der geringeren Biegung, und damit dem verlassen des ideal geraden "Arbeitsweges"
durch eine etwas angepasste Wurftechnik aus.
Der "Arbeitsweg" wird nicht horizontal ausgeführt, sondern nach "hinten oben" [U96 war nicht gemeint :mrgreen: ].


^(1)Progressiv bedeutet für eine Feder,
[Anmerkung: Krafteinsatz (Kraft die die Biegung verursacht) in Relation zur Auslenkung (Strecke, die die Feder von der Ruhelage aus durchgebogen wird)]
das kleine Kräfte schon große Auslenkung erzeugen (Fliegenrutenspitze läßt sich "leicht" Biegen)
und je mehr Kraft auf die Feder wirkt, desto geringer wird die Auslenkung (Rutendurchbiegung bis in das Handteil).
Freundlicher Gruss, Martin

"jetzt kann ich es, ...." nur eine kurzer Moment!
Benutzeravatar
Martin 1960
 
Beiträge: 672
Registriert: 06.06.2009, 20:45
Wohnort: Niedersachsen, Rosengarten
"Danke" gegeben: 21 mal
"Danke" bekommen: 78 mal

Re: Experimentelle Untersuchungen zur Biegung der Fliegenrut

Beitragvon hshl » 14.02.2014, 16:53

Hallo Martin,
da sich zwischenzeitig auch andere (z.B. laverda) einen energetischen Ansatz als zusätzliche Betrachtung gewünscht haben, werde ich in einer Revision meiner Untersuchungen in einem zusätzlichen Kapitel darauf eingehen. Allerdings möchte ich auch hier auf Differentialrechnung verzichten können. Ich bin jedenfalls gespannt, wie sich beide Fliegenruten unter dem Gesichtspunkt der Energieerhaltung verhalten werden (ich habe da schon eine klare Vermutung...) :wink:
Danke für Deine ausführlichen Zeilen.

Beste Grüße, Tobias
Benutzeravatar
hshl
 
Beiträge: 147
Registriert: 06.05.2007, 13:11
Wohnort: Bei Potsdam (ehemals Berlin)
"Danke" gegeben: 12 mal
"Danke" bekommen: 13 mal

Re: Experimentelle Untersuchungen zur Biegung der Fliegenrut

Beitragvon Mahbs » 28.02.2014, 15:43

Hallo,
sehr interessant das Ganze.
Ich möchte ergänzend dazu noch auf die Messungen von Ludwig Reim verweisen, der sich bereits in den 90igern mit dieser Thematik beschäftigt hat.
Ein Link hierzu.
http://www.theowsky.solitip.de/index.ph ... &Itemid=76

Gruß
Martin
Mahbs
 
Beiträge: 14
Registriert: 13.03.2009, 11:13
Wohnort: Oberfranken
"Danke" gegeben: 0 mal
"Danke" bekommen: 1 mal

Re: Experimentelle Untersuchungen zur Biegung der Fliegenrut

Beitragvon Rolf Renell » 02.03.2014, 12:45

Hallo Martin und Tobias ,

bitte sagt mal anhand von kurzem Erklärungen,Darstellungen wie ihr die Begrifflichkeit der "Translation" in diesem ganzen Zusammenhang seht und was sie nach eurer Meinung für den Gesamtwurf im Zusammenspiel bedeutet ,

beste Grüsse,
Rolf
-----------------------------------------------------
...a fisherman`s dream , is a trout in the stream ...
Benutzeravatar
Rolf Renell
 
Beiträge: 1605
Registriert: 29.09.2006, 13:32
Wohnort: Köln,Leverkusen/Berg.Land/Eifel/Irland
"Danke" gegeben: 30 mal
"Danke" bekommen: 67 mal

Re: Experimentelle Untersuchungen zur Biegung der Fliegenrut

Beitragvon laverda » 03.03.2014, 10:12

Hi Rolf,
Translation => horizontale Bewegung des Rutengriffs, der Rutenhand, Rotation => Drehung mit Rutengriff als Drehpunkt.
Durch die Biegung der Rute werden diese beiden Bewegungsanteile in Translationsbewegung über die Rutenspitze auf die Schnur übertragen.

Besten Gruß vom platten Niederrhein
Ruten werfen Masse.........nicht Klasse
laverda
 
Beiträge: 829
Registriert: 28.08.2009, 21:17
Wohnort: Moers
"Danke" gegeben: 3 mal
"Danke" bekommen: 55 mal

Re: Experimentelle Untersuchungen zur Biegung der Fliegenrut

Beitragvon Rolf Renell » 03.03.2014, 10:20

Moin, Danke, yep - das ist klar!
...bitte nochmal post lesen ,
Danke ,
LG ,
Rolf
-----------------------------------------------------
...a fisherman`s dream , is a trout in the stream ...
Benutzeravatar
Rolf Renell
 
Beiträge: 1605
Registriert: 29.09.2006, 13:32
Wohnort: Köln,Leverkusen/Berg.Land/Eifel/Irland
"Danke" gegeben: 30 mal
"Danke" bekommen: 67 mal

Re: Experimentelle Untersuchungen zur Biegung der Fliegenrut

Beitragvon laverda » 03.03.2014, 13:59

Hi zusammen,

die Biegung/Aufladung der Rute resultiert aus der Beschleunigung von Masse (Rute + Schnur). Diese Masse wird bei einsetzender Beschleunigung aber ebenso sofort auch in Wurfrichtung bewegt, (Rute und Schnur sind bekanntlich nicht befestigt) und somit setzt direkt auch eine Beschleunigung mit resultierendem Energiebetrag aus Rotation und Translation ein. Dieser Energieanteil aus Rotation und Translation MUSS wegen der vergleichsweise geringen Masse von Schnur und Rutenspitze sehr viel größer sein, ansonsten könnte die Rute sich als Resultat aus dieser Bewegung bei frei fliegender Schnurmasse nicht so stark biegen. Hier wird m.E. manchmal Ursache und Wirkung etwas unpräzise dargestellt.

Egal wie stark die Rute als Resultat aus der Rotation/Translation gebogen wird, je höher die Biegung desto höher muss auch die verursachende Roation/Translation sein. Wir wissen, dass das Verhältnis aus Schnurgewicht und Federrate der Ruten nur in geringem Maße differieren (keiner wirft mit einer 5er Rute eine 10er Schnur und umgekehrt) und daher gilt dieses Verhältnis von ~20% zu 80% für alle "normalen" Fliegenruten-Set-Up. Abweichungen ergeben sich natürlich für Extreme wie z.B Zweihandwurf mit Skagit (extrem schwerer Schusskopf oder Turnierwürfe mit sehr steifer Rute und leichter Schnur).

Eine Herleitung der Energieumsetzung über den E-Modul und/oder weitere Materialkennwwrte sind für eine praktische Betrachtung m.E. vollkommen unerheblich, weil man den tatsächlichen Verlauf der Federkennlinie sehr einfach messen kann und somit für die Berechnung des Verlaufes der Federrate ein hinreichend genaues Ploynom 2. oder 3. Ordnung bestimmen kann.

Ein Zahlenbeispiel: eine #6-Rute mit 17gr Schussgewicht lädt je nach Aktion eine Spannenergie von ~250 - max 300 mJ bei einer Auslenkung/Biegung von ~1/3 der Rutenlänge. Dies entspricht bei einem Ernergieumsatz von 100% bei einer 17gr Keule einer Geschwindigkeit von 20-25 km/h. Bei Berücksichtigung der Verluste, Wirkunggrad, kommt man auf max 150-200 mJ. Wenn man jetzt noch berücksichtigt, dass die Schnurgeschwindigkeit wegen der exponentiellen Gesetzmäßigkeit W=1/2m x v² und dem quadratisch mit der Geschwindigkeit steigendem Luftwiderstand NICHT linear mit dem Energieumsatz steigt, wird sehr schnell deutlich, wie gering der Anteil der Spannenergie am Gesamtenergieumsatz ausfällt.

Gruß vom platten Niederrhein
Ruten werfen Masse.........nicht Klasse
laverda
 
Beiträge: 829
Registriert: 28.08.2009, 21:17
Wohnort: Moers
"Danke" gegeben: 3 mal
"Danke" bekommen: 55 mal

Re: Experimentelle Untersuchungen zur Biegung der Fliegenrut

Beitragvon CPE » 03.03.2014, 14:32

Martin 1960 hat geschrieben:Ich denke, es ist die Geschwindigkeit der "Spitze" nicht die Beschleunigung,
denn die Kraft, die der Federspeicher [die Rute] abgibt, nimmt ja stetig ab.
Ja, das ist derselbe physikalische Sachverhalt, der das Ende einer Peitsche zum "Peitschenknall" führt.
Genau, wie bei einer Peitsche die Masse zur Spitze hin stetig abnimmt, ist das auch bei dem Rutenblank so.


Hallo Martin,

Der Peitschenknall entsteht aus Gründen der Energieerhaltung, die ist in der Tat proportional zur Geschwindigkeit im Quadrat, hat aber nichts mit dem Abnehmen der Masse der Spitze zu tun, sondern mit dem Abnehmen der sich bewegenden Masse der freien Schnur. Im Idealsystem (kein Verlust durch Biegung, Reibung, Luftwiderstand) entsteht dieser Effekt völlig unabhängig vom Schnurprofil.

In der Rute fehlt es im Vergleich zur Peitsche an dem feststehenden Schnurschenkel, deshalb haben die beiden Modelle nichts miteinander gemein.

Gruß, Norbert
CPE
 

Re: Experimentelle Untersuchungen zur Biegung der Fliegenrut

Beitragvon Martin 1960 » 05.03.2014, 11:29

Hallo Norbert.

Eigentlich wollte ich hier nichts weiter schreiben,
denn dieses ist der Thread von Tobias.

Carl Phillip Emanuel hat geschrieben: In der Rute fehlt es im Vergleich zur Peitsche an dem feststehenden Schnurschenkel,
deshalb haben die beiden Modelle nichts miteinander gemein.


Naja, die Rute hat schon ein festes "Auflager/Widerlager"
nämlich die Hand an der Rute,
oder wie im Versuch von Tobias, den Erdanker.

Und die Schnur ist ja während der Beschleunigungsphase (zwischen den Stops) auch "feststehend",
denn erst nach dem Stop verlänger wir die Schnur oder geben die Schnur frei.

Aber das physikalischen Metapher "Peitschenknall" ist natürlich nicht ideal
um die Bewegung der Rute zu erklären,
im Ansatz notwendig, aber nicht hinreichend.
Für die Schnur, alleine, passt dieser Ansatz schon besser.

Ein ähnliches physikalisches Metapher ist wohl die Dynamik des Rohrstocks :smt031 ,

so nun, "duck und weg". :-#
Freundlicher Gruss, Martin

"jetzt kann ich es, ...." nur eine kurzer Moment!
Benutzeravatar
Martin 1960
 
Beiträge: 672
Registriert: 06.06.2009, 20:45
Wohnort: Niedersachsen, Rosengarten
"Danke" gegeben: 21 mal
"Danke" bekommen: 78 mal

Re: Experimentelle Untersuchungen zur Biegung der Fliegenrut

Beitragvon CPE » 05.03.2014, 14:43

hshl hat geschrieben:Daher ist die Behauptung, dass die Biegung der Fliegenrute eine untergeordnete Rolle für den Wurf spiele, weil sie bereits zum Stopp 80-90% ihrer Endgeschwindigkeit erreicht (was im Übrigen auch bei meiner Untersuchung herauskommt), in dieser undifferenzierten Form in Frage zu stellen – eben weil diese Betrachtung die unterschiedlichen Verläufe der Geschwindigkeit und Beschleunigung der Rutenspitzen nicht mit berücksichtigt.


Dann eben zu Tobias' Originalaussage.

Die Aussage, daß die Rutenspitze zum "Stopp" 80-90% der Endgeschwindigkeit erreicht hat, sehe ich bei Grunde Loevoll nicht bestätigt. Sein Stopp bei Cast #1 (http://www.sexyloops.com/articles/rodcast.shtml) liegt etwas vor der Rod Straight Position (dann ist die "Chord Length" maximal), das ist übrigens sein Nullpunkt auf der x-Achse. In Figure 2 sieht man, daß die maximale Geschwindigkeit der Rutenspitze bei -2.5 ms liegt, nicht danach. Das Zittern erklärt er durch Messfehler. Nach dem Nullpunkt geht es erwartungsgemäß (Rute schwingt durch und verliert laufend Energie, auch weil sie sogar gegen die Schnur arbeitet) mit der Chord Length wieder abwärts, die Geschwindigkeit nimmt aber kontinuierlich ab.

TL, Norbert
CPE
 

Re: Experimentelle Untersuchungen zur Biegung der Fliegenrut

Beitragvon cdc » 06.03.2014, 11:45

An alle meinen Respekt und ein Lob für die ja schon wissenschaftlichen Erklärungen hier... Leider bin ich vor langer Zeit dem Physikunterricht oft fern geblieben und lieber fischen gegangen und dennoch erscheint mir einiges logisch...

Danke und Gruß Jürgen
"Ein 12m-Wurf auf den Punkt macht mehr Sinn als ein 22m-Wurf in die Botanik."
Benutzeravatar
cdc
 
Beiträge: 538
Registriert: 05.08.2013, 15:05
"Danke" gegeben: 158 mal
"Danke" bekommen: 131 mal

Re: Experimentelle Untersuchungen zur Biegung der Fliegenrut

Beitragvon hshl » 08.03.2014, 13:08

Hallo Norbert,

Norbert hat geschrieben:Die Aussage, daß die Rutenspitze zum "Stopp" 80-90% der Endgeschwindigkeit erreicht hat, sehe ich bei Grunde Loevoll nicht bestätigt.


Könntest Du Deine Ansicht genauer erläutern ?

laverda hat geschrieben:Dieser 10-20% Energieanteil aus der Rutenbiegung sind allgemein bekannt, unbestritten und können zudem sehr einfach auch ohne Video-Messungen über eine simple Energiebetrachtung ebenfalls nachgewiesen werden. Rotation, Translation und insbesondere die Verlängerung des Beschleunigungsweges per Zugunterstützung haben einen erheblich größeren Energieanteil.


In meiner Untersuchung erhalte ich einen Wert von 84%, der ebenfalls gut innerhalb dieses Bereichs liegt. Besitzt die Rutenspitze Deiner Meinung nach zu Beginn des Stopps eine andere Geschwindigkeit ? Oder geht es Dir nur darum festzustellen, dass diese Aussage nicht von Loevell kommt ?

Beste Grüße, Tobias
Benutzeravatar
hshl
 
Beiträge: 147
Registriert: 06.05.2007, 13:11
Wohnort: Bei Potsdam (ehemals Berlin)
"Danke" gegeben: 12 mal
"Danke" bekommen: 13 mal

Re: Experimentelle Untersuchungen zur Biegung der Fliegenrut

Beitragvon hshl » 08.03.2014, 17:42

Hallo zusammen,

einige Anregungen (vielen Dank dafür) habe ich zum Anlass genommen, meine Untersuchungen um die Betrachtung des Drehimpulses zu erweitern. Diese Betrachtung ist unter Abschnitt F1) eingeflossen. Sie unterstreicht zusätzlich und nur zu deutlich, was die Biegung unserer Fliegenrute für Vorteile mit sich bringen kann.

Meine so ergänzten Untersuchungen (Revision 1.0) können unverändert von meiner Homepage eingesehen und heruntergeladen werden.

Ich meine damit auch insbesondere dem Wunsch von laverda und Martin nachgekommen zu sein. Eine weiterführende Betrachtung ("PI-Glied") werde ich in diesen Untersuchungen nicht mehr vornehmen. Wenn, dann würde ich dies im Rahmen einer anderen Untersuchung betrachten.

Über weitere Anregungen bin ich nach wie vor dankbar.

Beste Grüße, Tobias
Energieübertragung Griff -> Spitze = Rotation ("Hebelbewegung") + Translation ("Parallelbewegung") + Zwischenspeicherung ("Rutenladung") + Umverteilung ("Drehimpuls/Massenträgheit")
Benutzeravatar
hshl
 
Beiträge: 147
Registriert: 06.05.2007, 13:11
Wohnort: Bei Potsdam (ehemals Berlin)
"Danke" gegeben: 12 mal
"Danke" bekommen: 13 mal

Vorherige

Zurück zu Fliegenwerfen: Taktik und Technik

Wer ist online?

Mitglieder in diesem Forum: 0 Mitglieder und 5 Gäste