Uitleg stap voor stap...

Werking
Dit bitloze touw hoofdstel heeft een dubbelfunctie; de belangrijkste is de hoofdstelfunctie, de halsterfunctie wordt verzorgd door het koordje rond de neus met de lusknoop onder de kin. Vanwege de naadloze aansluiting met het cowboyhalster-met-fiadorknoop kan bij voorbeeld de Parelli-cursus worden voortgezet daar waar er meer verzameling wordt gevraagd zonder naar een bit te hoeven grijpen. Schematisch kunnen de hoofdstel- (links) en halsterfunctie (rechts) als volgt apart worden bezien:

Halster
De halsterfunctie is passief. Wanneer een leidtouw is bevestigd aan het kinlusje kan er in principe gelijk als met een cowboyhalster-met-fiadorknoop worden gereden.
Hoofstel
De hoofdstelfunctie is een actieve (de actieve delen in rood geaccentueerd). Bij gebruik zorgen de onder de kaak langs kruisende teugels voor een constante contactopsluiting rond het hoofd die echter subtiel blijft omdat grove inwerking vanuit de ruiter nauwelijks mogelijk is. Vanwege het onder een hoek naar achteren weglopen van de teugelwerking alsmede het ontbreken van een fixerende neusband kan er van stropwerking geen sprake zijn.

Anatomische uitleg
Er doet een hardnekkig gerucht de ronde dat "ook touwdingen gemeen zijn omdat er knopen gemaakt worden die op zenuwen drukken". Dit heb ik uiteraard moeten onderzoeken, en kan tot geen andere conclusie komen dan dat het in algemeenheid discutabel is, en voor het touwhoofstel op deze website in het geheel niet van toepassing. Op de anatomische achtergronden, uit de atlas van Popesko, zijn zenuwbanen in geel te zien.

oppervlaktespieren	1e laag	2e laag

Het gaat m.n. om het somatisch zenuwstelsel, dat spieractivatie aanstuurt.
- 1ste laag: De hoofdgroep, de nervus facialis (aangezichts zenuwbaan in NL?). Die loopt ruwweg midden over de wang in de lengte van het hoofd; hier ligt een beschermende spierlaag overheen.
- 2de laag De groep die de neusgevoel bedient (nervus infraorbitalis; infraorbitale zenuwbaan - zijn er heel veel!) komen uit het infraorbitale foramen (da's een gaatje in de schedel opzij van de neus, ongeveer halverwege oog en neus), en liggen zodoende zo diep en beschermd mogelijk.
Het enige wat een beetje in aanmerking zou kunnen komen zijn de vertakkingen naar het oor van de 2e nervus cervicalis die links en rechts over het achterhoofd achter de oren lopen (rode pijl).

ventraal	dorsaal; nervus cervicalis

Om eerlijk te zijn geloof ik helemaal niks meer van de geruchten over pijnlijke kwetsbaarheid van die zenuwbanen door halster- of hoofdstelgebruik. Ze liggen over het algemeen heel tactisch beschermd tegen beschadiging, en beschadiging (wat tot gevoelloosheid leidt van de bediende gebieden!) is dan ook nog iets anders dan prikkelinwerking! Over speciaal gevoelige "zenuwknopen" heb ik nog altijd niets kunnen vinden in het perifeer zenuwstelsel.

Echter bijna OVERAL in de huid zitten warmte-, koude-, pijn-, druk-, en tastzintuigcellen, alleen niet overal even veel. Maar wél weer overal even gevoelig (binaire gevoeligheid; alles of niets, in computertermen 0 of 1). Het is deze gevoeligheid waar we gebruik van maken bij het overbrengen van onze contact-signalen!

Een waarschijnlijker receptor voor tortuur lijkt me spierweefsel zelf, dat veel makkelijker gekwetst of geirriteerd kan worden (kneuzen, prikken, etc. - denk aan de spijkers van Cook) en vervolgens die aantasting (via zenuwen uiteraard) doorgeeft.
Dan is er ook nog bedreiging van skelet mogelijk; bijvoorbeeld de uiteinden van het maxilla (die dunne puntige neusbotjes) waar een laag op de neus liggend halster of hoofdstel precies overheen loopt. Zoals uit bovenstaande plaatjes is op te maken is echter het hoofdstel waar het op deze website om gaat met prioriteit zo optimaal mogelijk gepositioneerd om het paard zo min mogelijk irritatie of overlast te bezorgen.

Natuurkundige uitleg
Dit wordt misschien het lastigst te begrijpen stukje van deze website, maar ik zal het als inleiding proberen in zoveel mogelijk algemeen gangbare taal zonder formules e.d. uit te leggen.

Als we Het LibraRB als model bekijken stelt het een verbinding voor, een soort telefoonlijntje. Er zijn twee zender/ontvangers bij betrokken: de ruiterhand (R) en het paardehoofd (P) waartussen die communicatie op en neer gaat.
De communicatie door een telefoonlijn verloopt door middel van signalen. Dat kan digitaal zoals bij een moderne telefoonlijn, maar ook door analoog variërende trekspanning of -richting zoals bij een paardehoofdstel. De kunst daarbij is de signaalsterkte van impuls en respons in die communicatie in evenwicht te brengen en te houden. Telefoneren is pas leuk als je elkaar behoorlijk wilt en kunt verstaan!
Er zijn een paar natuurkundige principes verenigd in het LibraRB verenigd die gezamenlijk leiden tot vooral vermindering, begrenzing en beheersbaarheid van inwerking door de ruiter:

1. Vergroting van contactdruk-oppervlak.
   

   Bij verkleining van contact-oppervlak neemt, bij gelijke uitoefening van kracht, de druk daarop toe.
   - Het gewicht van een speldeprik voel je veel beter dan dat van een blaadje papier.
   - De indruk die een steenkubus achter laat in zand is dieper wanneer die op een hoek wordt neergezet vergeleken met wanneer die op een zijde wordt neergezet, echter het minst diep wanneer die op een vlak wordt neergezet.

   Laten we modelmatig (en het rekent makkelijk!) als contactdruk-eenheid de lengte van de gemiddelde ruiterhand substitueren als 10 cm (daar zijn er twee van dus gezamelijk 20cm) en de lengte van het touw rond het gemiddelde paardehoofd op 2 meter (=200 cm). Daaruit volgt een verhouding van 1:10 bij gebruik van gelijke diameter touw aan beide zijden (zie onder 3 voor variabiliteit).
   We hebben daarbij geluk dat paarden en mensen allebei tweezijdig symmetrisch gebouwde dieren zijn. Wanneer er maar één ruiterhand actief is geeft dat in principe impuls aan 1 meter touw rond het paardenhoofd, dus dat gaat fijn gelijk op en de verhouding 1:10 blijft gelijk.
   Tot zover is het wel érg simplistisch gesteld, want de contactdruk is natuurlijk variabel (anders werkt het niet als onderscheidende signaaloverbrenging!) en daarom moet er een percentage lengte rond het paardenhoofd worden afgetrokken van de verhouding. Kleiner dan 1:5 zal de reductie binnen het zeer ingewikkelde samenspel van kracht-parallellogrammen echter niet worden. Over de neus, waar de grootste bundeling van kracht verwacht wordt (zie onder 2) is de drukverdeling extra gehalveerd door het touw te verdubbelen.
   Samengevat: de ruiterhand voelt nu minstens 5 maal, maximaal 10 maal meer druk dan het paardenhoofd.
   Hoe het verloop van krachtreductie, contactdruk en beweging ongeveer verloopt is weergegeven in de volgende figuurtjes:

	min. max.
Krachtreductie; linkerteugel. 1) f2 = f1 (πr)h (zie 3) 2) f3 = 2f2 met .5 beweging (zie 2) 3) f4 = .5f3 (zie 1) 4) de zoeteliefjesknoop stabiliseert.		Contactdruk en beweging; linkerteugel. De pijlen geven de richting van beweging aan; blijkbaar is deze in hoge mate intuïtief te volgen voor paarden.

2. Vermindering van trekbeweging door toepassing van een zgn. "losse katrol".
   Het model van de "onderkruisende teugels" heeft drie effecten, waarvan de laatste twee verbonden zijn als hefboomwerking:
   1. Omsluiting van het paardehoofd;
   2. Vermindering van de trekbeweging omgekeerd evenredig aan;
   3. Vergroting van de trekkracht.
   Naast omsluiting van het paardehoofd waardoor een subtiele en nauwkeurige overbrenging van signalen mogelijk is wordt er dus een hefboomwerking toegevoegd. De geleidering waar de teugels doorheen lopen kan daarbij gezien worden als een zogenaamde "losse katrol".

   De "losse katrol": L = ring (last), R = ruiterhand (trek)kracht, K = (zoeteliefjes)knoop.

   Wanneer (R) aan de teugel (p1) te trekt verplaatst de ring (L) de halve afstand vergeleken met de afstand die de hand zich bij het trekken verplaatst, waarbij echter de kracht die nodig is om de ring te verplaatsen halveert.
   Dat komt doordat de losse katrol als een krachtverdeler werkt. Als bijvoorbeeld aan twee kanten van een touw getrokken wordt, dan is de spanning die op dat touw staat evenredig toe te schrijven aan beide trekkers; ieder 50%. Nu er echter een losse katrol is aangebracht verhouden zich de krachten als 25%(R):50%(L):25%K.
   Samengevat: het paardehoofd ontvangt hierdoor cumulatief drie maal meer druk dan de ruiterhand.
   Dit laatste lijkt vooreerst even tegenstrijdig aan het beoogde doel van diervriendelijkheid, maar de effecten van reductie van verplaatsing en omsluiting zijn hier even van veel meer belang voor verfijning van nauwkeurigheid van handelen; de geleidering is zowiezo al nodig vanwege het continue-omsluitingseffect.
   

3. Manipulatie van drukcontact-oppervlak door dunnere teugels toe te passen.
   Dit is een extra variant van wat onder 1. ook al beschreven staat. Eerst maar een voorbeeld van hoe het werkt:

Het verschil tussen interpretatie van uitgeoefende druk, beweging en kracht.
Ik durf wedden dat ik een partijtje touwtrekken kan winnen van de sterkste man van de wereld, zolang ik maar mag bepalen dat het touw waar hij aan moet trekken flink dunner is dan dat aan mijn kant, bijvoorbeeld 2 mm aan zijn kant en 40 mm aan mijn kant - want daarmee ben ik 20 maal in het voordeel en maakt mijn tegenstander geen schijn van kans. Dat maakt hem niet minder sterk (kracht) maar zorgt dat het touw van mijn tegenstander pijnlijk door zijn handen snijdt (druk) als we er aan gaan trekken (spanning; beweging).
Het is vervolgens de pijnervaring van mijn tegenstander, veroorzaakt door de druk, die de reden is dat ik de weddenschap ga winnen; wanneer we het hebben over signaaloverdracht/communicatie geldt altijd dat de interpretatie van het signaal door de ontvanger maatgevend voor het resultaat is (mocht het zo zijn dat mijn veel sterkere tegenstander bij toeval een gevoelloze hand - ziekte, prothese, etc. - heeft, dan verlies ik dus mijn weddenschap!).

De spanning op de teugel wordt omgezet in een gevoels-sensatie, niet alleen op het paardehoofd maar ook in de hand van de ruiter. De verhouding tussen die twee variabelen kunnen we regelen, zoals in het voorbeeld, door de diameter van het koord dat de ruiter vasthoudt (teugel) dunner of dikker te kiezen dan de diameter waar het koord van het hoofdstel van gemaakt is. De simpelste weg om de drukverhouding te berekenen bij gelijke vorm (= rond koord) is de diameter van het teugelkoord te delen op de diameter van het hoofdstelkoord. Wanneer als teugel 4 mm koord wordt gebruikt en voor het hoofdstel 6 mm, is de verhouding dus 2/3 oftewel de inwerking op de ruiterhand is hiermee anderhalf maal krachtiger gemaakt. Wanneer we bijvoorbeeld het hoofdstel uit 9 mm koord maken en de teugels uit 3 mm koord een teugelimpuls geven voor de ruiter drie maal "scherper" voelt dan op het paardehoofd, en dit alles omgekeerd evenredig. Voor wie werkelijk de hulpen wil verfijnen lijkt me deze toename van eigen gevoelservaring van wezenlijk belang. In de regel is het kiezen van een dunner koord als teugel opportuun.