Entwicklung und Erprobung eines leistungsdiagnostischen Verfahrens zur biomechanisch orientierten Technikanalyse der zweiten Beschleunigungsphase im leichtathletischen Sprint

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Diplomarbeit, 2010, 298 Seiten

Sport - Bewegungs- und Trainingslehre

Textauszug

Kategorie

Diplomarbeit

Institution / Hochschule

Universität der Bundeswehr München, Neubiberg (für Sportwissenschaften und Sport)

Note

1,3

Aimé Jäschner

Fakultät für Pädagogik

Institut für Sportwissenschaft und Sport

Lehrgebiet für Trainings- und Bewegungswissenschaften

Diplomarbeit

zur Erlangung des Grades eines Diplom-Sportwissenschaftlers

,,Entwicklung und Erprobung eines leistungsdiagnostis

chen

Verfahrens zur biomechanisch orientierten Technikanalyse der

zweiten

Beschleunigungsphase im leichtathletischen Sprint"

Vorgelegt von:

Aimé Jäschner

2010

Vorwort

III

Vorwort

Diese Diplomarbeit entstand in einer Bearbeitungszeit von gut sieben Monaten und

wurde am 22. Dezember 2010 am Institut für Sportwissenschaft und Sport der

Universität der Bundeswehr München für das Lehrgebiet der Trainings- und

Bewegungswissenschaften eingereicht.

Zuerst möchte ich mich bei Herrn Tobias Heller, Trainer beim TSV 1860 München

im Bereich Leichtathletik, für sein enormes Engagement bedanken. Durch die

Bereitstellung von Probanden und der gemeinsamen Koordinierung von Terminab-

sprachen wurde diese Untersuchung erst möglich. Mein Dank gilt dabei auch allen

Probanden, die ausnahmslos konzentriert und motiviert an den Messungen

teilnahmen. Besonderer Dank gilt außerdem dem Diplomsportlehrer Andreas Born,

wissenschaftlicher Mitarbeiter im Lehrgebiet Trainings- und Bewegungswissen-

schaften und Leiter des bewegungs- und trainingswissenschaftlichen Labors. Mit

seiner intensiven Betreuung während der gesamten Bearbeitungszeit dieser Arbeit

stand er mir bei Fragen und Problemen zu jeder Zeit fachkundig und kompetent zur

Seite. Nicht zuletzt durch seine Bewegungsvorstellungen gab er mir im Dialog stets

wertvolle Gedankenanstöße und Ideen.

Aimé Jäschner,

Neubiberg, im Dezember 2010

Aimé Jäschner

Inhaltsverzeichnis

Inhaltsverzeichnis

Vorwort ... III

Inhaltsverzeichnis ... V

Abbildungsverzeichnis ... XI

Tabellenverzeichnis ... XXI

Abkürzungsverzeichnis ... XXIII

Einleitung ... 1

Problemstellung... 3

Theoretische Betrachtung der Thematik ... 5

3.1

Aktueller Forschungsstand im Sprint ... 5

3.1.1 Abgrenzung der einzelnen Laufabschnitte der Sprinttechnik ... 5

3.1.2

Die Phasenstruktur des ,,freien" Sprintschritte

s ... 8

3.2

Entwicklung eines Technikleitbildes des Sprints (2. Beschleunigungsphase) ... 11

3.2.1 Allgemeines zur Schrittlänge und Schrittfrequenz ... 11

3.2.2 Stützzugphase ... 13

3.2.3 Ausschwungphase ... 18

3.2.4 Kniehubschwungphase ... 21

3.2.5 Schwungzugphase ... 22

3.2.6 Allgemeine Merkmale ... 24

3.2.6.1 Maximale KSP-Geschwindigkeit in Laufrichtung ... 25

3.2.6.2 Schrittlänge ... 25

3.2.6.3 Schrittfrequenz ... 26

3.2.6.4 Verlauf der Oberkörpervorlage ... 26

3.2.6.4 KSP-Schwankung ... 27

3.2.6.5 Weg-Zeit-Kurve ... 28

3.2.7 Zusammenfassung des Technikleitbildes ... 29

Untersuchung der Bewegungskinematik ... 31

4.1

Methodik ... 31

4.1.1 Untersuchungsgut ... 31

4.1.2 Räumliche Gegebenheiten ... 32

4.1.3 Materielle Gegebenheiten ... 32

Aimé Jäschner

4.1.4 Messgeräte... 32

4.1.4.1 Motion Analysis ... 33

4.1.4.2 Cortex Software 1.1.4.368 ... 34

4.1.4.3 SIMI Motion 7.5 ... 35

4.1.4.4 Videokamera ... 36

4.1.4.5 Startblock ... 37

4.1.5 Untersuchungsdesign ... 38

4.1.6 Untersuchungsdurchführung ... 38

4.1.6.1 Vorbereitungen der Aufnahmen ... 39

4.1.6.2 Durchführung der Aufnahmen ... 43

4.1.7 Bearbeitung der Aufnahmen ... 44

4.1.7.1 Zuordnung der Marker ... 44

4.1.7.2 Glätten ... 45

4.1.7.3 Schneiden ... 46

4.1.7.4 Bestimmung des besten Laufes ... 47

4.1.7.5 Virtuelle Marker ... 48

4.1.7.6 KSP-Berechnung ... 49

4.1.8 Auswertung der Daten ... 51

4.1.8.1 Berechnung der allgemeinen Merkmale ... 51

4.1.8.2 Messungen der Merkmale in der Stützzugphase ... 58

4.1.8.3 Messungen der Merkmale in der Ausschwungphase ... 61

4.1.8.4 Messungen der Merkmale in der Kniehubschwungphase ... 65

4.1.8.5 Messungen der Merkmale in der Schwungzugphase ... 66

4.1.8.6 Zusammenfassung aller Schrittphasen ... 68

4.2

Darstellung und Bewertung der Ergebnisse ... 69

4.2.1

Proband 1 ... 69

4.2.1.1

Berechnung der allgemeinen Merkmale ... 70

4.2.1.2

Untersuchung der Merkmale zur Stützzugphase ... 73

4.2.1.3

Untersuchung der Merkmale zur Ausschwungphase ... 76

4.2.1.4

Untersuchung der Merkmale zur Kniehubschwungphase ... 78

4.2.1.5

Untersuchung der Merkmale zur Schwungzugphase ... 80

4.2.1.6

Zusammenfassung aller Schrittphasen ... 83

4.2.2

Proband 2 ... 86

Inhaltsverzeichnis

VII

4.2.2.1

Berechnung der allgemeinen Merkmale ... 86

4.2.2.2

Untersuchung der Merkmale zur Stützzugphase ... 89

4.2.2.3

Untersuchung der Merkmale zur Ausschwungphase ... 92

4.2.2.4

Untersuchung der Merkmale zur Kniehubschwungphase ... 94

4.2.2.5

Untersuchung der Merkmale zur Schwungzugphase ... 96

4.2.2.6

Zusammenfassung aller Schrittphasen ... 99

4.2.3

Proband 3 ... 102

4.2.3.1

Berechnung der allgemeinen Merkmale ... 102

4.2.3.2

Untersuchung der Merkmale zur Stützzugphase ... 106

4.2.3.3

Untersuchung der Merkmale zur Ausschwungphase ... 108

4.2.3.4

Untersuchung der Merkmale zur Kniehubschwungphase ... 111

4.2.3.5

Untersuchung der Merkmale zur Schwungzugphase ... 112

4.2.3.6

Zusammenfassung aller Schrittphasen ... 115

4.2.4

Proband 4 ... 118

4.2.4.1

Berechnung der allgemeinen Merkmale ... 118

4.2.4.2

Untersuchung der Merkmale zur Stützzugphase ... 122

4.2.4.3

Untersuchung der Merkmale zur Ausschwungphase ... 124

4.2.4.4

Untersuchung der Merkmale zur Kniehubschwungphase ... 127

4.2.4.5

Untersuchung der Merkmale zur Schwungzugphase ... 129

4.2.4.6

Zusammenfassung aller Schrittphasen ... 132

4.2.5

Proband 5 ... 134

4.2.5.1

Berechnung der allgemeinen Merkmale ... 134

4.2.5.2

Untersuchung der Merkmale zur Stützzugphase ... 138

4.2.5.3

Untersuchung der Merkmale zur Ausschwungphase ... 141

4.2.5.4

Untersuchung der Merkmale zur Kniehubschwungphase ... 143

4.2.5.5

Untersuchung der Merkmale zur Schwungzugphase ... 145

4.2.5.6

Zusammenfassung aller Schrittphasen ... 148

4.2.6

Proband 6 ... 150

4.2.6.1

Berechnung der allgemeinen Merkmale ... 150

4.2.6.2

Untersuchung der Merkmale zur Stützzugphase ... 154

4.2.6.3

Untersuchung der Merkmale zur Ausschwungphase ... 157

4.2.6.4

Untersuchung der Merkmale zur Kniehubschwungphase ... 160

4.2.6.5

Untersuchung der Merkmale zur Schwungzugphase ... 162

VIII

Aimé Jäschner

4.2.6.6

Zusammenfassung aller Schrittphasen ... 165

4.2.7

Proband 7 ... 167

4.2.7.1

Berechnung der allgemeinen Merkmale ... 167

4.2.7.2

Untersuchung der Merkmale zur Stützzugphase ... 171

4.2.7.3

Untersuchung der Merkmale zur Ausschwungphase ... 173

4.2.7.4

Untersuchung der Merkmale zur Kniehubschwungphase ... 176

4.2.7.5

Untersuchung der Merkmale zur Schwungzugphase ... 178

4.2.7.6

Zusammenfassung aller Schrittphasen ... 181

4.2.8

Proband 8 ... 183

4.2.8.1

Berechnung der allgemeinen Merkmale ... 184

4.2.8.2

Untersuchung der Merkmale zur Stützzugphase ... 188

4.2.8.3

Untersuchung der Merkmale zur Ausschwungphase ... 190

4.2.8.4

Untersuchung der Merkmale zur Kniehubschwungphase ... 193

4.2.8.5

Untersuchung der Merkmale zur Schwungzugphase ... 195

4.2.8.6

Zusammenfassung aller Schrittphasen ... 198

4.2.9

Proband 9 ... 201

4.2.9.1

Berechnung der allgemeinen Merkmale ... 201

4.2.9.2

Untersuchung der Merkmale zur Stützzugphase ... 205

4.2.9.3

Untersuchung der Merkmale zur Ausschwungphase ... 207

4.2.9.4

Untersuchung der Merkmale zur Kniehubschwungphase ... 210

4.2.9.5

Untersuchung der Merkmale zur Schwungzugphase ... 212

4.2.9.6

Zusammenfassung aller Schrittphasen ... 215

4.2.10

Proband 10 ... 217

4.2.10.1

Berechnung der allgemeinen Merkmale ... 218

4.2.10.2

Untersuchung der Merkmale zur Stützzugphase ... 221

4.2.10.3

Untersuchung der Merkmale zur Ausschwungphase ... 224

4.2.10.4

Untersuchung der Merkmale zur Kniehubschwungphase ... 226

4.2.10.5

Untersuchung der Merkmale zur Schwungzugphase ... 228

4.2.10.6

Zusammenfassung aller Schrittphasen ... 231

4.3

Diskussion der Ergebnisse ... 233

4.3.1

Methodenkritik ... 234

4.3.1.1

Untersuchungsgut ... 234

4.3.1.2

Aufnahme und Messgeräte ... 235

4.3.1.3

Auswertung ... 237

4.3.2

Interpretation der Ergebnisse ... 238

4.3.3

Ergebnisse der allgemeinen Merkmale ... 239

4.3.4

Ergebnisse der Stützzugphase ... 240

4.3.5

Ergebnisse der Ausschwungphase ... 241

4.3.6

Ergebnisse der Kniehubschwungphase ... 243

4.3.7

Ergebnisse der Schwungzugphase ... 243

4.3.8

Exemplarischer Vergleich zweier Probanden ... 245

4.4

Schlussfolgerungen ... 249

Ausblick ... 253

Zusammenfassung ... 255

Literaturverzeichnis ... 259

Anhang ... 263

Inhaltsverzeichnis

Aimé Jäschner

Abbildungsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abb. 1: Phasenstruktur des Sprintschrittes

orthodoxer Ansatz ... 8

Abb. 2: Phasenstruktur Sprint: hintere & vordere Schwung- und Stützphase ... 9

Abb. 3: Phasenstruktur des Sprintschrittes

funktionaler Ansatz ... 10

Abb. 4: Strukturierung des Sprintlaufs nach Tidow & Wiemann (1994, S. 19) ... 10

Abb. 5: Impact

Beginn der Stützzugphase ... 13

Abb. 6: Bild 1

Guter Fußaufsatz (Ballen); Bild 2

Schlechter Fußaufsatz ( Ferse) ... 14

Abb. 7: Geschwindigkeitsänderungen im KSP ... 16

Abb. 8: Darstellung der Vektoren der Impulsänderung (Schritt 11 & 15 hier zu hoch) ... 17

Abb. 9: Kontaktzeit der Stützzugphase während der zweiten Beschleunigungsphase ... 18

Abb. 10: Altes (links) und neues Ende der Ausschwungphase (rechts) ... 19

Abb. 11: Messpunkte der Hüftstreckung ... 20

Abb. 12: Hüftstreckung bei Beginn (rechts) & Ende der Beschleunigungsphase (links) ... 21

Abb. 13: Ende der Kniehubschwungphase mit gemessenen Winkel ... 22

Abb. 14: Ende der Schwungzugphase ... 23

Abb. 15: Hüftwinkelgeschwindigkeit ... 24

Abb. 16: Verlauf der KSP-Geschwindigkeit in Laufrichtung ... 25

Abb. 17: Verlauf der Oberkörpervorlage ... 27

Abb. 18: Verlauf der Oberkörpervorlage eines rhythmischen Läufers ... 27

Abb. 19: Betrachtung der KSP-Schwankung ... 28

Abb. 20: Weg-Zeit-Kurve zweier Athleten ... 28

Abb. 21: Infrarotkamera Typ Eagle ... 33

Abb. 22: Cortex 1.1.4.368 der Firma Motion Analysis ... 35

Abb. 23: SIMI Motion 7.5 ... 36

Abb. 24: Digitalkamera zur Aufnahme der Referenzvideos... 37

Abb. 25: Startblock - Typ Dynamic ... 37

Abb. 26: Kameraaufstellungen mit jeweiligem Aufnahmebereich ... 40

Abb. 27: Untersuchungsaufbau ... 41

Abb. 28: Markerpositionen ... 42

Abb. 29: Zuordnung der einzelnen Markerpunkte ... 45

Abb. 30: Zuschneiden der Trackfiles ... 46

XII

Aimé Jäschner

Abb. 31: Vergleich von zwei Läufen ... 48

Abb. 32: Berechnung der virtuellen Marker ... 49

Abb. 33: KSP-Berechnung in Cortex... 50

Abb. 34: aY(KSP) zur Ermittlung von Impact, Abdruck und Take-Off ... 52

Abb. 35: Schrittlängenbestimmung ... 53

Abb. 36: Bestimmung der Beinlänge ... 54

Abb. 37: Verlauf der KSP-Geschwindigkeit in Laufrichtung (Beispiel) ... 54

Abb. 38: Winkel zur Bestimmung der Oberkörpervorlage ... 55

Abb. 39: Laden des TRC-Files in SIMI Motion ... 56

Abb. 40: Darstellung der Oberkörpervorlage in SIMI ... 56

Abb. 41: vertikale KSP-Schwankung ... 57

Abb. 42: Weg-Zeit-Kurve ... 58

Abb. 43: Unterschiedlicher Verlauf der KSP- Beschleunigungskurve ... 59

Abb. 44: Unterschiedlicher Verlauf der KSP- Beschleunigungskurve ... 60

Abb. 45: Bestimmung des Kniewinkels in Cortex ... 61

Abb. 46: Bestimmung Phasenende Ausschwungphase ... 62

Abb. 47: Darstellung Hüftwinkel in Cortex (oben) und SIMI Motion (unten) ... 64

Abb. 48: korrekte Winkelberechnung für Hüftstreckung in SIMI Motion ... 65

Abb. 49: Darstellung der Hüftwinkelgeschwindigkeit in SIMI Motion ... 67

Abb. 50: Punktdiagramm der Hüftwinkelgeschwindigkeit... 67

Abb. 51: Balkendiagramm zur vertikalen Distanz zwischen Sprunggelenk und Hüfte ... 68

Abb. 52: Balkendiagramm zur Zusammenfassung der Schrittphasen ... 69

Abb. 53: max. KSP-Geschwindigkeiten, Proband 1 ... 70

Abb. 54: Screenshot vY(KSP), Proband 1 ... 71

Abb. 55: Untersuchung der Schrittlänge, Proband 1 ... 71

Abb. 56: Schrittfrequenz, Proband 1 ... 72

Abb. 57: Verlauf Körpervorlage, Proband 1 ... 72

Abb. 58: vertikale KSP-Schwankung, Proband 1 ... 73

Abb. 59: Weg-Zeit-Kurve, Proband 1 ... 73

Abb. 60: Bodenkontaktzeit, Proband 1... 74

Abb. 61: Geschwindigkeitsänderungen im KSP, Proband 1 ... 74

Abb. 62: Impulsänderung, Proband 1 ... 75

Abb. 63: Wege im Kniegelenk, Proband 1 ... 76

Abbildungsverzeichnis

XIII

Abb. 64: Phasendauer Ausschwungphase, Proband 1 ... 76

Abb. 65: Hüftstreckung, Proband 1 ... 77

Abb. 66: Kniegeschwindigkeit am Ende der Ausschwungphase, Proband 1 ... 78

Abb. 67: Screenshots, Ende Ausschwungphase; Proband 1 ... 78

Abb. 68: Phasendauer Kniehubschwungphase, Proband 1 ... 79

Abb. 69: Winkel max. Kniehub, Proband 1 ... 79

Abb. 70: Screenshots, Ende Kniehubschwungphase; Proband 1 ... 80

Abb. 71: Phasendauer Schwungzugphase, Proband 1 ... 80

Abb. 72: Hüftwinkelgeschwindigkeit, Proband 1 ... 81

Abb. 73: Horizontale Distanz Sprunggelenk

Hüfte, Proband 1 ... 82

Abb. 74: Screenshots, Ende Schwungzugphase; Proband 1 ... 83

Abb. 75: Phasendauer Gesamt, Proband 1 ... 84

Abb. 76: max. KSP-Geschwindigkeiten, Proband 2 ... 86

Abb. 77: Screenshot vY(KSP), Proband 2 ... 87

Abb. 78: Untersuchung der Schrittlänge, Proband 2 ... 87

Abb. 79: Schrittfrequenz, Proband 2 ... 88

Abb. 80: Verlauf Körpervorlage, Proband 2 ... 88

Abb. 81: vertikale KSP-Schwankung, Proband 2 ... 89

Abb. 82: Weg-Zeit-Kurve, Proband 2 ... 89

Abb. 83: Bodenkontaktzeit, Proband 2... 90

Abb. 84: Geschwindigkeitsänderungen im KSP, Proband 2 ... 90

Abb. 85: Impulsänderung, Proband 2 ... 91

Abb. 86: Wege im Kniegelenk, Proband 2 ... 91

Abb. 87: Phasendauer Ausschwungphase, Proband 2 ... 92

Abb. 88: Hüftstreckung, Proband 2 ... 92

Abb. 89: Kniegeschwindigkeit am Ende der Ausschwungphase, Proband 2 ... 93

Abb. 90: Screenshots, Ende Ausschwungphase; Proband 2 ... 94

Abb. 91: Phasendauer Kniehubschwungphase, Proband 2 ... 94

Abb. 92: Winkel max. Kniehub, Proband 2 ... 95

Abb. 93: Screenshots, Ende Kniehubschwungphase; Proband 2 ... 96

Abb. 94: Phasendauer Schwungzugphase, Proband 2 ... 96

Abb. 95: Hüftwinkelgeschwindigkeit, Proband 2 ... 97

Abb. 96: Horizontale Distanz Sprunggelenk

Hüfte, Proband 2 ... 98

XIV

Aimé Jäschner

Abb. 97: Screenshots, Ende Schwungzugphase; Proband 2 ... 99

Abb. 98: Phasendauer Gesamt, Proband 2 ... 100

Abb. 99: max. KSP-Geschwindigkeiten, Proband 3 ... 103

Abb. 100: Screenshot vY(KSP), Proband 3 ... 103

Abb. 101: Untersuchung der Schrittlänge, Proband 3 ... 104

Abb. 102: Schrittfrequenz, Proband 3 ... 104

Abb. 103: Verlauf Körpervorlage, Proband 3 ... 105

Abb. 104: vertikale KSP-Schwankung, Proband 3 ... 105

Abb. 105: Weg-Zeit-Kurve, Proband 3 ... 106

Abb. 106: Bodenkontaktzeit, Proband 3... 106

Abb. 107: Geschwindigkeitsänderungen im KSP, Proband 3 ... 107

Abb. 108: Impulsänderung, Proband 3 ... 107

Abb. 109: Wege im Kniegelenk, Proband 3 ... 108

Abb. 110: Phasendauer Ausschwungphase, Proband 3 ... 108

Abb. 111: Hüftstreckung, Proband 3 ... 109

Abb. 112: Kniegeschwindigkeit am Ende der Ausschwungphase, Proband 3 ... 110

Abb. 113: Screenshots, Ende Ausschwungphase; Proband 3 ... 110

Abb. 114: Phasendauer Kniehubschwungphase, Proband 3 ... 111

Abb. 115: Winkel max. Kniehub, Proband 3 ... 111

Abb. 116: Screenshots, Ende Kniehubschwungphase; Proband 3 ... 112

Abb. 117: Phasendauer Schwungzugphase, Proband 3 ... 113

Abb. 118: Hüftwinkelgeschwindigkeit, Proband 3 ... 113

Abb. 119: Horizontale Distanz Sprunggelenk

Hüfte, Proband 3 ... 114

Abb. 120: Screenshots, Ende Schwungzugphase; Proband 3 ... 115

Abb. 121: Phasendauer Gesamt, Proband 3 ... 116

Abb. 122: max. KSP-Geschwindigkeiten, Proband 4 ... 119

Abb. 123: Screenshot vY(KSP), Proband 4 ... 119

Abb. 124: Untersuchung der Schrittlänge, Proband 4 ... 120

Abb. 125: Schrittfrequenz, Proband 4 ... 120

Abb. 126: Verlauf Körpervorlage, Proband 4 ... 121

Abb. 127: vertikale KSP-Schwankung, Proband 4 ... 121

Abb. 128: Weg-Zeit-Kurve, Proband 4 ... 122

Abb. 129: Bodenkontaktzeit, Proband 4... 122

Abbildungsverzeichnis

Abb. 130: Geschwindigkeitsänderungen im KSP, Proband 4 ... 123

Abb. 131: Impulsänderung, Proband 4 ... 124

Abb. 132: Wege im Kniegelenk, Proband 4 ... 124

Abb. 133: Phasendauer Ausschwungphase, Proband 4 ... 125

Abb. 134: Hüftstreckung, Proband 4 ... 126

Abb. 135: Kniegeschwindigkeit am Ende der Ausschwungphase, Proband 4 ... 126

Abb. 136: Screenshots, Ende Ausschwungphase; Proband 4 ... 127

Abb. 137: Phasendauer Kniehubschwungphase, Proband 4 ... 127

Abb. 138: Winkel max. Kniehub, Proband 4 ... 128

Abb. 139: Screenshots, Ende Kniehubschwungphase; Proband 4 ... 129

Abb. 140: Phasendauer Schwungzugphase, Proband 4 ... 130

Abb. 141: Hüftwinkelgeschwindigkeit, Proband 4 ... 130

Abb. 142: Horizontale Distanz Sprunggelenk

Hüfte, Proband 4 ... 131

Abb. 143: Screenshots, Ende Schwungzugphase; Proband 4 ... 132

Abb. 144: Phasendauer Gesamt, Proband 4 ... 133

Abb. 145: max. KSP-Geschwindigkeiten, Proband 5 ... 135

Abb. 146: Screenshot vY(KSP), Proband 5 ... 136

Abb. 147: Untersuchung der Schrittlänge, Proband 5 ... 136

Abb. 148: Schrittfrequenz, Proband 5 ... 137

Abb. 149: Verlauf Körpervorlage, Proband 5 ... 137

Abb. 150: vertikale KSP-Schwankung, Proband 5 ... 138

Abb. 151: Weg-Zeit-Kurve, Proband 5 ... 138

Abb. 152: Bodenkontaktzeit, Proband 5... 139

Abb. 153: Geschwindigkeitsänderungen im KSP, Proband 5 ... 139

Abb. 154: Impulsänderung, Proband 5 ... 140

Abb. 155: Wege im Kniegelenk, Proband 5 ... 141

Abb. 156: Phasendauer Ausschwungphase, Proband 5 ... 141

Abb. 157: Hüftstreckung, Proband 5 ... 142

Abb. 158: Kniegeschwindigkeit bei Ende der Ausschwungphase, Proband 5... 142

Abb. 159: Screenshots, Ende Ausschwungphase; Proband 5 ... 143

Abb. 160: Phasendauer Kniehubschwungphase, Proband 5 ... 144

Abb. 161: Winkel max. Kniehub, Proband 5 ... 144

Abb. 162: Screenshots, Ende Kniehubschwungphase; Proband 5 ... 145

XVI

Aimé Jäschner

Abb. 163: Phasendauer Schwungzugphase, Proband 5 ... 146

Abb. 164: Hüftwinkelgeschwindigkeit, Proband 5 ... 146

Abb. 165: Horizontale Distanz Sprunggelenk

Hüfte, Proband 5 ... 147

Abb. 166: Screenshots, Ende Schwungzugphase; Proband 5 ... 148

Abb. 167: Phasendauer Gesamt, Proband 5 ... 149

Abb. 168: max. KSP-Geschwindigkeiten, Proband 6 ... 151

Abb. 169: Screenshot vY(KSP), Proband 6 ... 152

Abb. 170: Untersuchung der Schrittlänge, Proband 6 ... 152

Abb. 171: Schrittfrequenz, Proband 6 ... 153

Abb. 172: Verlauf Körpervorlage, Proband 6 ... 153

Abb. 173: vertikale KSP-Schwankung, Proband 6 ... 154

Abb. 174: Weg-Zeit-Kurve, Proband 6 ... 154

Abb. 175: Bodenkontaktzeit, Proband 6... 155

Abb. 176: Geschwindigkeitsänderungen im KSP, Proband 6 ... 156

Abb. 177: Impulsänderung, Proband 6 ... 156

Abb. 178: Wege im Kniegelenk, Proband 6 ... 157

Abb. 179: Phasendauer Ausschwungphase, Proband 6 ... 158

Abb. 180: Hüftstreckung, Proband 6 ... 158

Abb. 181: Kniegeschwindigkeit am Ende der Ausschwungphase, Proband 6 ... 159

Abb. 182: Screenshots, Ende Ausschwungphase; Proband 6 ... 160

Abb. 183: Phasendauer Kniehubschwungphase, Proband 6 ... 160

Abb. 184: Winkel max. Kniehub, Proband 6 ... 161

Abb. 185: Screenshots, Ende Kniehubschwungphase; Proband 6 ... 162

Abb. 186: Phasendauer Schwungzugphase, Proband 6 ... 162

Abb. 187: Hüftwinkelgeschwindigkeit, Proband 6 ... 163

Abb. 188: Horizontale Distanz Sprunggelenk

Hüfte, Proband 6 ... 164

Abb. 189: Screenshots, Ende Schwungzugphase; Proband 6 ... 164

Abb. 190: Phasendauer Gesamt, Proband 6 ... 165

Abb. 191: max. KSP-Geschwindigkeiten, Proband 7 ... 168

Abb. 192: Screenshot vY(KSP), Proband 7 ... 168

Abb. 193: Untersuchung der Schrittlänge, Proband 7 ... 169

Abb. 194: Schrittfrequenz, Proband 7 ... 169

Abb. 195: Verlauf Körpervorlage, Proband 7 ... 170

Abbildungsverzeichnis

XVII

Abb. 196: vertikale KSP-Schwankung, Proband 7 ... 170

Abb. 197: Weg-Zeit-Kurve, Proband 7 ... 171

Abb. 198: Bodenkontaktzeit, Proband 7... 171

Abb. 199: Geschwindigkeitsänderungen im KSP, Proband 7 ... 172

Abb. 200: Impulsänderung, Proband 7 ... 173

Abb. 201: Wege im Kniegelenk, Proband 7 ... 173

Abb. 202: Phasendauer Ausschwungphase, Proband 7 ... 174

Abb. 203: Hüftstreckung, Proband 7 ... 174

Abb. 204: Kniegeschwindigkeit am Ende der Ausschwungphase, Proband 7 ... 175

Abb. 205: Screenshots, Ende Ausschwungphase; Proband 7 ... 176

Abb. 206: Phasendauer Kniehubschwungphase, Proband 7 ... 177

Abb. 207: Winkel max. Kniehub, Proband 7 ... 177

Abb. 208: Screenshots, Ende Kniehubschwungphase; Proband 7 ... 178

Abb. 209: Phasendauer Schwungzugphase, Proband 7 ... 179

Abb. 210: Hüftwinkelgeschwindigkeit, Proband 7 ... 179

Abb. 211: Horizontale Distanz Sprunggelenk

Hüfte, Proband 7 ... 180

Abb. 212: Screenshots, Ende Schwungzugphase; Proband 7 ... 181

Abb. 213: Phasendauer Gesamt, Proband 7 ... 182

Abb. 214: max. KSP-Geschwindigkeiten, Proband 8 ... 184

Abb. 215: Screenshot vY(KSP), Proband 8 ... 185

Abb. 216: Untersuchung der Schrittlänge, Proband 8 ... 185

Abb. 217: Schrittfrequenz, Proband 8 ... 186

Abb. 218: Verlauf Körpervorlage, Proband 8 ... 186

Abb. 219: vertikale KSP-Schwankung, Proband 8 ... 187

Abb. 220: Weg-Zeit-Kurve, Proband 8 ... 187

Abb. 221: Bodenkontaktzeit, Proband 8... 188

Abb. 222: Geschwindigkeitsänderungen im KSP, Proband 8 ... 189

Abb. 223: Impulsänderung, Proband 8 ... 189

Abb. 224: Wege im Kniegelenk, Proband 8 ... 190

Abb. 225: Phasendauer Ausschwungphase, Proband 8 ... 190

Abb. 226: Hüftstreckung, Proband 8 ... 191

Abb. 227: Kniegeschwindigkeit am Ende der Ausschwungphase, Proband 8 ... 192

Abb. 228: Screenshots, Ende Ausschwungphase; Proband 8 ... 193

XVIII

Aimé Jäschner

Abb. 229: Phasendauer Kniehubschwungphase, Proband 8 ... 194

Abb. 230: Winkel max. Kniehub, Proband 8 ... 194

Abb. 231: Screenshots, Ende Kniehubschwungphase; Proband 8 ... 195

Abb. 232: Phasendauer Schwungzugphase, Proband 8 ... 196

Abb. 233: Hüftwinkelgeschwindigkeit, Proband 8 ... 196

Abb. 234: Horizontale Distanz Sprunggelenk

Hüfte, Proband 8 ... 197

Abb. 235: Screenshots, Ende Schwungzugphase; Proband 8 ... 198

Abb. 236: Phasendauer Gesamt, Proband 8 ... 199

Abb. 237: max. KSP-Geschwindigkeiten, Proband 9 ... 202

Abb. 238: Screenshot vY(KSP), Proband 9 ... 202

Abb. 239: Untersuchung der Schrittlänge, Proband 9 ... 202

Abb. 240: Schrittfrequenz, Proband 9 ... 203

Abb. 241: Verlauf Körpervorlage, Proband 9 ... 204

Abb. 242: vertikale KSP-Schwankung, Proband 9 ... 204

Abb. 243: Weg-Zeit-Kurve, Proband 9 ... 205

Abb. 244: Bodenkontaktzeit, Proband 9... 205

Abb. 245: Geschwindigkeitsänderungen im KSP, Proband 9 ... 206

Abb. 246: Impulsänderung, Proband 9 ... 207

Abb. 247: Wege im Kniegelenk, Proband 9 ... 207

Abb. 248: Phasendauer Ausschwungphase, Proband 9 ... 208

Abb. 249: Hüftstreckung, Proband 9 ... 209

Abb. 250: Kniegeschwindigkeit am Ende der Ausschwungphase, Proband 9 ... 209

Abb. 251: Screenshots, Ende Ausschwungphase; Proband 9 ... 210

Abb. 252: Phasendauer Kniehubschwungphase, Proband 9 ... 210

Abb. 253: Winkel max. Kniehub, Proband 9 ... 211

Abb. 254: Screenshots, Ende Kniehubschwungphase; Proband 9 ... 212

Abb. 255: Phasendauer Schwungzugphase, Proband 9 ... 213

Abb. 256: Hüftwinkelgeschwindigkeit, Proband 9 ... 213

Abb. 257: Horizontale Distanz Sprunggelenk

Hüfte, Proband 9 ... 214

Abb. 258: Screenshots, Ende Schwungzugphase; Proband 9 ... 215

Abb. 259: Phasendauer Gesamt, Proband 9 ... 216

Abb. 260: max. KSP-Geschwindigkeiten, Proband 10 ... 218

Abb. 261: Screenshot vY(KSP), Proband 10 ... 219

Abbildungsverzeichnis

XIX

Abb. 262: Untersuchung der Schrittlänge, Proband 10 ... 219

Abb. 263: Schrittfrequenz, Proband 10 ... 220

Abb. 264: Verlauf Körpervorlage, Proband 10 ... 220

Abb. 265: vertikale KSP-Schwankung, Proband 10 ... 221

Abb. 266: Weg-Zeit-Kurve, Proband 10 ... 221

Abb. 267: Bodenkontaktzeit, Proband 10... 222

Abb. 268: Geschwindigkeitsänderungen im KSP, Proband 10 ... 222

Abb. 269: Impulsänderung, Proband 10 ... 223

Abb. 270: Wege im Kniegelenk, Proband 10 ... 223

Abb. 271: Phasendauer Ausschwungphase, Proband 10 ... 224

Abb. 272: Hüftstreckung, Proband 2 ... 224

Abb. 273: Kniegeschwindigkeit am Ende der Ausschwungphase, Proband 10 ... 225

Abb. 274: Screenshots, Ende Ausschwungphase; Proband 10 ... 226

Abb. 275: Phasendauer Kniehubschwungphase, Proband 10 ... 227

Abb. 276: Winkel max. Kniehub, Proband 10 ... 227

Abb. 277: Screenshots, Ende Kniehubschwungphase; Proband 10 ... 228

Abb. 278: Phasendauer Schwungzugphase, Proband 10 ... 229

Abb. 279: Hüftwinkelgeschwindigkeit, Proband 10 ... 229

Abb. 280: Horizontale Distanz Sprunggelenk

Hüfte, Proband 10 ... 230

Abb. 281: Screenshots, Ende Schwungzugphase; Proband 10 ... 231

Abb. 282: Phasendauer Gesamt, Proband 10 ... 232

Aimé Jäschner

Tabellenverzeichnis

XXI

Tabellenverzeichnis

Tab. 1: Technikleitbild im Überblick ... 29

Tab. 2: Probandenübersicht ... 31

Tab. 3: Entfernungen der Kameras zum L-Frame (in Metern) ... 39

Tab. 4: Markerpositionen an Gelenkpunkten ... 42

Tab. 5: Positionen der Referenzmarker... 42

Tab. 6: Differenzen und Prozente der max. KSP-Geschwindigkeit in Laufrichtung ... 55

Tab. 7: Berechnung des Hüftwinkels zur Horizontalen im maximalen Kniehub ... 66

Tab. 8: Zusammenfassung, Proband 1 ... 85

Tab. 9: Zusammenfassung, Proband 2 ... 100

Tab. 10: Zusammenfassung, Proband 3 ... 117

Tab. 11: Zusammenfassung, Proband 4 ... 133

Tab. 12: Zusammenfassung, Proband 5 ... 149

Tab. 13: Zusammenfassung, Proband 6 ... 166

Tab. 14: Zusammenfassung, Proband 7 ... 182

Tab. 15: Zusammenfassung, Proband 8 ... 200

Tab. 16: Zusammenfassung, Proband 9 ... 216

Tab. 17: Zusammenfassung, Proband 10 ... 232

Tab. 18: Interpretation der Ergebnisse der allgemeinen Merkmale ... 240

Tab. 19: Interpretation der Ergebnisse der Stützzugphase ... 241

Tab. 20: Interpretation der Ergebnisse der Ausschwungphase ... 242

Tab. 21: Interpretation der Ergebnisse der Kniehubschwungphase ... 243

Tab. 22: Interpretation der Ergebnisse der Schwungzugphase ... 244

Tab. 23: Rangfolge nach 20m-Zeit anhand Körpergröße (Klassen) ... 245

Tab. 24: Zusammenfassung der Merkmale, Proband 8 und 10 ... 246

Tab. 25: Datenübersicht Proband 1 ... 264

Tab. 26: Datenübersicht Proband 2 ... 265

Tab. 27: Datenübersicht Proband 3 ... 266

Tab. 28: Datenübersicht Proband 4 ... 267

Tab. 29: Datenübersicht Proband 5 ... 268

Tab. 30: Datenübersicht Proband 6 ... 269

XXII

Aimé Jäschner

Tab. 31: Datenübersicht Proband 7 ... 270

Tab. 32: Datenübersicht Proband 8 ... 271

Tab. 33: Datenübersicht Proband 9 ... 272

Tab. 34: Datenübersicht Proband 10 ... 273

Abkürzungsverzeichnis

XXIII

Abkürzungsverzeichnis

Differenz

Abdruck

Beschleunigung

Abb.

Abbildung

bzw.

beziehungsweise

ca.

circa

Zentimeter

des

et al.

et alii/aliae/alia (und andere)

und folgende (Seite)

und folgende (Seiten)

Frequenz

Hertz

Impact

links

Kap.

Kapitel

Kilogramm

km/h

Kilometer pro Stunde

KSP

Körperschwerpunkt

max.

maximal

Meter

Musculus (der Muskel)

min.

minimal

Mm.

Musculi (die Muskeln)

Millimeter

Microsoft

n.a.

nicht angegeben

n.r.

nicht relevant

XXIV

Aimé Jäschner

Personal Computer

rechts

Strecke

Seite

sec

Sekunde

Sprunggelenk

Zeit

Tab.

Tabelle

tan

Tangenz

Take-Off

u.a.

und andere

unv.

unvollständig

Geschwindigkeit

vgl.

vergleiche

z.B.

zum Beispiel

Einleitung

1 Einleitung

Es sind vor allem die Sprintdisziplinen, die bei den Olympischen Sommerspielen und

Leichtathletik-Weltmeisterschaften die höchste Spannung bei den Zuschauern erzeugen.

Der 100-Meter-Lauf ist nach dem 50- bzw. 60-Meter-Lauf die zweitkürzeste Laufstrecke in

der Leichtathletik. Bei den Olympischen Sommerspielen ist die 100-Meter-Strecke die

kürzeste Sprintdistanz. Diese ist vom 100-Yards-Lauf (91,44 m), wie er im 19. Jahrhundert

in englischsprachigen Ländern durchgeführt wurde, abgeleitet. Seit Beginn der

Olympischen Spiele der Neuzeit im Jahr 1896 in Athen, Griechenland, ist der 100-Meter-

Sprint fester Bestandteil dieser Veranstaltung. Dabei ist bis heute eine stetige

Verbesserung der Sprintleistungen zu beobachten: der Amerikaner Ralph Metcalfe stellte

1932 in Stanford mit einer Zeit von 10,64 sec den ersten elektronisch gestoppten

Weltrekord auf. Bereits im Jahr 1968 gelang es Jim Hines vom Team der USA in Mexiko-

Stadt erstmals mit einer Zeit von 9,95 sec die Zehn-Sekunden-Grenze zu durchbrechen.

Seit 2008 ist der Jamaikaner Usain Bolt Weltrekordhalter im 100-Meter-Lauf. Seine in New

York City aufgestellte Zeit von 9,72 sec verbesserte er zunächst noch im gleichen Jahr in

Peking um 0,03 sec, ehe er am 16.08.2009 in Berlin einen weiteren Weltrekord mit einer

Zeit von 9,58 sec aufstellte. Diese Entwicklung zeigt, dass durchaus Optimierungs-

möglichkeiten im leichtathletischen Sprint bestehen, die auf die Technik zurück zu führen

sind. Dennoch fällt es schwer eine allgemein gültige Idealtechnik zu beschreiben, da

individuelle körperliche Merkmale der jeweiligen Sportler berücksichtigt werden müssen. In

der bisherigen Geschichte des Kurzsprints wurde stets die Lauftechnik des amtierenden

Weltrekordhalters als ideal anerkannt.

In der Fachliteratur findet man verschiedene Untersuchungen und Modelle zur

Technikanalyse im Sprint. Hierbei ist vor allem auf die Arbeiten von BALLREICH & GABEL

(1975), COH u.a. (1997), COH & TOMAZIN (2005) und MANN (2008) zu verweisen. Bei

den genannten Untersuchungen handelt es sich um Bewegungsanalysen von Leistungs-

und Hochleistungssportlern, die bereits über eine differenzierte Technik verfügen. Im

Bereich der Nachwuchsförderung und -begleitung sind solche detaillierten

Technikanalysen nur selten zu finden. Aus diesem Defizit heraus entstand die Idee, in

Zusammenarbeit mit der Talentförderschule des TSV 1860 München, anhand von Athleten

im Kinder- und Jugendalter ein leistungsdiagnostisches Verfahren zu entwickeln, um unter

anderem Technikentwicklungen zu dokumentieren und determinierende Faktoren der

Aimé Jäschner

Sprinttechnik zu finden. Mit dieser Arbeit wird versucht, anhand verschiedener Quellen,

leistungslimitierende Faktoren der Sprinttechnik zu finden, ein Technikleitbild zu erstellen

sowie ein geeignetes Mess- und Auswerteverfahren für die Analyse des Sprints zu

entwickeln. In Anlehnung an die Arbeiten von LOSCHAN (2009), JÄSCHNER &

KOCHINKE (2010) und KOCHINKE (2010) befasst sich diese Diplomarbeit mit dem

Abschnitt der hinteren Beschleunigungsphase (ca. 10-20 m), sodass mit Hilfe aller vier

Arbeiten sowohl die Startphase, die beiden Beschleunigungsphasen als auch die Phase

der maximalen Geschwindigkeit im Kurzsprint von Kindern und Jugendlichen beschrieben

und leistungsdiagnostisch untersucht werden können.

Problemstellung

2 Problemstellung

Obwohl die Sprinttechnik auf den ersten Augenschein recht simpel wirkt, ist diese ein

höchst komplexes Geflecht aus unterschiedlichen Faktoren. Da vor allem im

Spitzenbereich oft nur hundertstel Sekunden über Sieg und Niederlage entscheiden,

können bereits durch minimale Abweichungen der optimalen Bewegung wettkampf-

entscheidende Zeitverluste entstehen. Eine optimale Bewegung besteht darin, die zur

Verfügung stehenden anthropologischen Voraussetzungen und die konstitutionellen

Leistungsfaktoren biomechanisch möglichst effizient zu nutzen (vgl. SCHNABEL u.a.,

2005, S. 180). Auf diese Weise ist eine Vielzahl von Faktoren an der sportlichen Leistung

beteiligt, so auch im Sprint. MANN (2008) stellte in diesem Zusammenhang eine

Gliederung der wesentlichen limitierenden Faktoren auf. Hierzu zählen neben dem

anthropometrischen Potential auch das Kraft- und Ausdauervermögen sowie die mentale,

mechanische und konditionelle Leistungsfähigkeit. Außerdem fließt das individuelle

Entwicklungsstadium des Athleten in seiner Betrachtung mit ein. Hieraus wird ersichtlich,

dass der einzelne Athlet in jedem dieser Faktoren zu einem gewissen Grad absolut

einzigartig ist. Dadurch wird auch verständlich, warum es keine einheitliche Idealtechnik

geben kann, welche ohne Ausnahme für alle Sportler gültig ist. Trotz alledem müssen

auch im Sprint gewisse Bewegungsmerkmale, die auf biomechanischen Grundsätzen

basieren, erfüllt werden, um ökonomisch und effektiv zu arbeiten.

Es existieren bereits zahlreiche Untersuchungen zum Sprint, welche sich mit der Thematik

eines Technikleitbildes beschäftigt haben, wie zum Beispiel GUNDLACH (1963),

BAUMANN (1985), BRÜGGEMANN (1999), LETZELTER & LETZELTER (2004 & 2005)

und MANN (2008). Allerdings existiert kein umfassendes, allgemeingültiges Leitbild für die

Technik des Sprints in der Beschleunigungsphase. Die Ursache hierfür ist vor allem in der

Unregelmäßigkeit der Technik während dieses Streckenabschnittes zu sehen. Denn

während der Beschleunigungsphase verändert sich die Technik des Sprintschrittes

kontinuierlich und, abhängig von der Höhe der Geschwindigkeitszunahme, unterschiedlich

stark. Ein konstantes Laufbild ergibt sich zumeist erst mit dem Erreichen der maximalen

Geschwindigkeit und der damit verbundenen aufrechten Körperhaltung. Vor allem im

Nachwuchsalter ist eine solche Konstanz noch nicht gegeben. Neben diesem Faktor ist

außerdem unklar, wie sich bestimmte Merkmale mit dem Alter und dem Trainingszustand

des Athleten entwickeln.

Aimé Jäschner

Ein weiterer zu berücksichtigender Punkt ist, dass in vorangegangenen Studien eine

Vielzahl von Parametern zur Beurteilung der Sprinttechnik herangezogen wurde (vgl.

MANN (2008), ZAFFRAN (2008)). Es stellt sich dabei die Frage, ob dieser komplette

Datenumfang überhaupt notwendig ist, um die Sprinttechnik ausreichend beurteilen zu

können. Genauer gesagt ist zu bedenken, dass die Aufbereitung der Daten in diesem Maße

recht langwierig ist und bei entsprechend hoher Probandenzahl, mit den zurzeit

verfügbaren technischen Mitteln, selbst mit vorbereiteten Schablonen prinzipiell zu lange

dauert. Deshalb soll eine Parameterreduzierung nicht nur den Zeitaufwand bei der

Datenaufarbeitung minimieren, sondern dadurch auch aussagekräftigere Merkmale

gefunden werden. Somit wird sich diese Arbeit auf das Reduzieren und das Festhalten

wirklichst relevanter Parameter konzentrieren, die einen Vergleich mit späteren Aufnahmen

ermöglichen.

Trotz bereits abgeschlossener Untersuchung bleiben dennoch einige Fragen offen:

Welche Kriterien sind für eine effektive Beurteilung der Sprinttechnik notwendig? Wie

können individuelle Unterschiede dabei Berücksichtigung finden? Wie verändern sich

möglicherweise Merkmale mit zunehmendem Alter und Trainingszustand eines Athleten?

Wie können die Ergebnisse der Untersuchung in die Trainingsgestaltung eingebracht

werden?

Mit dieser Untersuchung soll somit ein erster Schritt getan werden, um diese noch offenen

Fragen zu klären. Ziel der Arbeit soll es dabei sein, ein möglichst ökonomisches

diagnostisches Verfahren zu entwickeln, welches ermöglicht, einen Athleten hinsichtlich

seiner Sprinttechnik und seines Stils während der zweiten Beschleunigungsphase zu

analysieren und individuell zu beurteilen. Dadurch sollen vor allem Verbesserungs-

möglichkeiten aufgezeigt werden, die dann im Rahmen der Trainingsplanung und

-steuerung berücksichtigt werden können.

Theoretische Betrachtung der Thematik

3 Theoretische Betrachtung der Thematik

3.1 Aktueller Forschungsstand im Sprint

Der folgende Abschnitt befasst sich mit der theoretischen Betrachtung der Thematik.

Hierbei werden die bereits gewonnenen Erkenntnisse aus unterschiedlichen Unter-

suchungen und verschiedenen Autoren herangezogen und in ihrer Relevanz für die

vorliegende Arbeit eingeordnet. Allerdings ist die Sprintstruktur im Nachwuchsbereich

bisher kaum untersucht worden, weshalb man auf das allgemeine biomechanische und

trainingsmethodische Wissen im Sprint angewiesen ist.

(vgl. JÄSCHNER & KOCHINKE, 2010, S. 3)

3.1.1 Abgrenzung der einzelnen Laufabschnitte der Sprinttechnik

Versucht man den Sprint genauer zu analysieren und zu beurteilen, muss man den Lauf in

seinen unterschiedlichen Abschnitten betrachten. So unterteilte BALLREICH (1969) den

Sprint in folgende Abschnitte:

1. Beschleunigungsphase

2. Phase der maximalen Geschwindigkeit

3. Phase der absinkenden Geschwindigkeit

Diese Phaseneinteilung wurde daraufhin auch von vielen anderen Autoren übernommen

(vgl. BAUMANN et al., 1986; LIU, 1992; WIEMANN & TIDOW, 1994). Allerdings blieb hier

eine Trennung der Reaktionszeit vom Start noch außen vor, obwohl diese zur effektiven

Beurteilung der Starttechnik gesondert betrachtet werden muss.

Zu den einzelnen Phasen ist zusammenfassend zu sagen, dass nach der Startbewegung

aus dem Tiefstart die kontinuierliche Aufrichtung des Oberkörpers erfolgt sowie, dass die

Schrittlänge und die Schrittfrequenz zunehmen (vgl. HESS, 1991, S. 57). Außerdem ist die

Geschwindigkeitszunahme hier am größten. Während dieser Phase der positiven

Beschleunigung ändert sich die Lauftechnik vom stoßenden zum ziehenden Laufen bis die

maximale Geschwindigkeit erreicht wird. Aufgrund der Geschwindigkeitszunahme ist in

dieser Phase eine ungleichmäßige Technikausprägung zu beobachten. Abhängig von dem

Umfang der Geschwindigkeitszunahme verändert sich diese vor allem im Nachwuchsalter

Aimé Jäschner

mehr oder weniger stark, da die Beständigkeit der sportlichen Technik im jungen Alter

noch nicht ausreichend ausgeprägt ist.

Im Abschnitt der gleichförmigen Geschwindigkeit wird die maximale Geschwindigkeit

erreicht (bzw. liegt die Geschwindigkeit bei 95% des absoluten Geschwindigkeits-

maximums) und es wird versucht diese solange wie möglich aufrecht zu erhalten. Die

maximale Geschwindigkeit wird, abhängig vom Leistungsniveau, nach etwa 30-50 m

erreicht (vgl. LETZELTER, 2004, S. 99ff und SCHRADER et al., 2008). An diese Phase

schließt sich der Abschnitt der negativen Beschleunigung an. Individuell nach dem

Leistungsstand der Athleten beginnt hier entsprechend früher oder später die Abnahme

der maximalen Geschwindigkeit.

Dies ist eine simple Unterteilung der einzelnen Abschnitte beim Sprint. Betrachtet man

hingegen dessen die Untersuchungen von LETZELTER & LETZTELTER (2005) sowie

MANN (2008) so stellt man fest, dass eine detailliertere Einteilung der Abschnitte für eine

genaue Analyse der Sprinttechnik sinnvoll ist. Demnach wird bei MANN (2008) der Start

als eigener wesentlicher Bestandteil im Kurzsprint hervorgehoben, welcher sich

unabhängig von der Reaktionszeit bis zum Ende des zweiten Schrittes erstreckt.

Da der Startvorgang im Beschleunigungsabschnitt mit inbegriffen ist, lassen sich dieses

nur schwer voneinander trennen. So wurde früher die Beschleunigungsphase aus-

schließlich als Ganzes betrachtet. Erst seit DICK (1988) wurde zwischen der

Startbeschleunigung und der Pick-Up-Beschleunigung unterschieden. Seit dem gilt der

Übergang vom Startabschnitt in die Phase der Pick-Up-Beschleunigung, und damit zum

freien Sprint, als bedeutsamer Knotenpunkt (vgl. LETZELTER & LETZELTER, 2005, S.

260). Dieser wichtige Wechsel zwischen den beiden Beschleunigungsabschnitten wurde

auch später in verschiedenen elektromyographischen Analysen bestätigt und es wurde

versucht eine Trennung zwischen beiden festzulegen. So bestimmten zum Beispiel

TIDOW und WIEMANN (1994) nach den EMG-Werten die Grenze dort, wo die

Beschleunigungsarbeit überwiegend aus der Hüftgelenksstreckung, und nicht aufgrund

der Streckung aus dem Kniegelenk erfolgt. Ebenso tätigten auch QUING und KRÜGER

(1995, S. 39) die Aussage

, dass ,,die Beschleunigungs

phase im Sprint nicht ein-, sondern

zweiteilig"

ist. Allerdings ist bis heute trotz der EMG-Messungen nicht genau festgelegt,

wann diese Trennung erfolgt und wie diese ohne elektromyographische Werte ermittelt

Theoretische Betrachtung der Thematik

werden kann. Es wird vermutet, dass der Übergang von der einen in die andere Phase

erfolgt, wenn der Athlet vom stoßenden zum ziehenden Laufen übergeht.

(vgl. JÄSCHNER & KOCHINKE, 2010, S. 3ff)

Je nach Leistungsstand und individueller Fähigkeiten erfolgt ein solcher Übergang nach

LEHMANN und VOSS (1997) ungefähr im Streckenabschnitt zwischen zehn und zwanzig

Metern. In einer Theorie nach LETZELTER (2004) wird hingegen davon ausgegangen,

dass ein Übergang auch deutlich früher erfolgen kann, sodass die Pick-Up-

Beschleunigung bereits vor der Zehn-Meter-Markierung greift. Lediglich durch MANN

(2008) wird ein fiktives Kriterium der Übergangsdefinition festgelegt. Nach dessen Theorie

beginnt die Phase der Pick-Up-Beschleunigung bereits, sobald 80% der Maximalge-

schwindigkeit erreicht werden. Die Ergebnisse der Datenanalyse von KOCHINKE (2010)

bestätigen dabei, dass jener Wert im Rahmen dieser Untersuchung bereits vor der Zehn-

Meter-Markierung erreicht wird. In Anlehnung an diese Theorien sowie der technisch

bedingten Begrenzung des Untersuchungsdesigns dieser Untersuchung erfolgte daher

eine Einigung, die Pick-Up-Beschleunigung (also die zweite Beschleunigungsphase) durch

die Teilstrecke zwischen zehn und zwanzig Metern zu beschreiben. Im Weiteren kann

daher davon ausgegangen werden, dass alle in dieser Arbeit untersuchten Probanden

innerhalb dieses Streckenabschnittes die Phase der Startbeschleunigung bereits

abgeschlossen haben.

Welche Bedeutung beiden Beschleunigungsphasen hinsichtlich der gesamten

Sprintstrecke zugesprochen werden kann und in welchem Umfang der Erfolg eines Sprints

von der jeweiligen Phase abhängig ist, kann anhand der einschlägigen Literatur nicht

eindeutig geklärt werden. So geht COH (1997) beispielsweise vom Start und der

Startbeschleunigung als wichtigste Phase aus. Im Widerspruch dazu erfährt nach

LETZELTER (2004) jedoch die Pick-Up-Beschleunigung eine größere Bedeutung.

Gemeinsam ist dabei allen Ansätzen, dass eine gute Beschleunigungsphase notwendiger

Bestandteil einer erfolgreich bewältigten Sprintstrecke ist. Deren Einfluss beruht dabei auf

zwei verschiedenen Faktoren: dem Umfang der Beschleunigungsleistung und der Dauer

der Beschleunigungsphase. In einer Untersuchung der Kurzstreckensprint-Finale von

Männern und Frauen der Weltmeisterschaften des Jahres 1987 beschreiben FUCHS &

LAMES (1990)

in ihrer Publikation zur ,,

mathematischen Modellierung des

Aimé Jäschner

Wettkampfverhaltens im Sprint"

in diesem Zusammenhang, dass diejenigen Athleten, die

über eine sehr kurze Zeit eine sehr hohe Beschleunigung produzieren, am Ende

langsamer sind als diejenigen Läufer, die über eine längere Dauer beschleunigen. Der

Unterschied besteht hierbei in der früheren und intensiveren Abnahme der maximalen

Geschwindigkeit. LETZELTER (2004) bestätigt diese Beobachtung des größeren

Geschwindigkeitsverlustes aufgrund einer früher erreichten Maximalgeschwindigkeit.

Demnach besteht eine erfolgreiche Sprintleistung in einer lang andauernden

Beschleunigung, deren Ziel es ist, eine möglichst gleichmäßige und hohe

Geschwindigkeitszunahme zu produzieren.

3.1.2 Die Phasenstruktur des

,,freien"

Sprintschrittes

Im Allgemeinen existieren zwei theoretische Ansätze zur Theorie der Laufbewegung im

Sprint. Für die anstehende Analyse der Sprinttechnik werden diese beiden Ansätze

zunächst betrachtet und voneinander abgegrenzt. Die zwei Ansätze lassen sich in einen

älteren, orthodoxen Ansatz, der die Phasenstruktur des Laufschrittes in eine Stütz- und

eine Schwungphase trennt (vgl. Abb. 1), und in einen neueren, funktionaleren Ansatz, der

die Phasenstruktur in die Schwung- und Zugphase trennt (vgl. Abb. 2), unterteilen. In

beiden Ansätzen werden die zwei Phasen zusätzlich noch in zwei weitere Teile

differenziert.

Abb. 1: Phasenstruktur des Sprintschrittes

orthodoxer Ansatz (Letzelter & Letzelter 2005, S. 272)

Unter einem Laufschritt wird hierbei ein kompletter Schrittzyklus eines Beines verstanden,

der sich aus der Schwung- und der Stützphase ergibt. Zu beachten ist, dass es bei diesen

Phasen stets zu Überschneidungen beider Beine kommt und sie somit nicht zeitlich

voneinander abgegrenzt werden können. Getrennt wird die vordere und hintere

Theoretische Betrachtung der Thematik

Stützphase, nachdem die Amortisationsphase beendet ist und die größte Beugung im Knie

stattgefunden hat (vgl. Abb. 2). Die Arbeitsweise wechselt hierbei vom negativ-

dynamischen (exzentrisch) ins positiv-dynamische (konzentrisch). Dabei überholt das

Schwungbein in gebeugtem Zustand das Stützbein. Die hintere Stützphase hat die

Funktion, eine optimal horizontale Abdruckkraft zu entwickeln. Sie ist somit entscheidend

für die Größe und Richtung des Abdrucks, folglich resultieren in Abhängigkeit daraus der

Vortrieb und die Flughöhe. Nach dem Lösen des Fußes vom Boden beginnt die hintere

Schwungphase und das Bein pendelt in Richtung Gesäß aus. Dies dient der Entspannung

der Ischiocruralen Muskulatur, mit der außerdem der Kniehub vorbereitet wird. Mit dem

Überholen des Stützbeines durch das Knie des Schwungbeines beginnt die vordere

Schwungphase. Diese Phase des Schrittes ist entscheidend für die Schrittlänge und dient

der Vorbereitung einer aktiven Landung. Zudem wird hier eine gewisse Vorspannung der

Ischiocruralen Muskulatur aufgebaut. Daran schließt sich die Phase des vorderen Stützes

mit dem Aufsatz des Fußes an. Hier sollen neben den Bremskräften auch die

Amortisation, also das Abfangen des Landedrucks, so gering wie möglich gehalten

werden. Die Phasenstrukturen beider Beine überlappen sich daher: Befindet sich das eine

Bein in der Stützphase, so ist das andere Bein in der Schwungphase und umgekehrt (vgl.

Abb. 2).

Abb. 2: Phasenstruktur Sprint: hintere & vordere Schwung- und Stützphase (Bauersfeld & Schröter, 1998, S. 121)

Beide Beine wechseln unabhängig voneinander diese Phasen, so dass es vorkommt, dass

sich auch beide Beine gleichzeitig in der Luft und somit in der Schwungphase befinden,

was das Laufen vom Gehen unterscheidet.

Aus diesem orthodoxen Ansatz entwickelte sich später ein neues Modell, was sich nicht

mehr an dem äußeren Erscheinungsbild, sondern vielmehr funktional an der

Phasenstruktur orientiert, da es sich konkret nach den Aufgaben und der Funktion der

jeweiligen Phasen richtet. Gerade die besondere Stellung der Stützphase wird hier

Aimé Jäschner

hervorgehoben, weil sie für den Vortrieb von elementarer Bedeutung ist. Seit 1994 wird

der Sprintschritt mit der Schwung- und Zugphase weiter in die Ausschwung-,

Kniehubschwung-, Schwungzug- und Stützzugphase untergliedert (vgl. Abb. 3).

Abb. 3: Phasenstruktur des Sprintschrittes

funktionaler Ansatz (Letzelter & Letzelter, 2005, S. 273)

Diese Neustrukturierung basiert im Wesentlichen auf den Resultaten der EMG-Analyse

von TIDOW und WIEMANN (1994) und geht auf die unterschiedlichen Aktivierungsmuster

der beteiligten Muskulatur der unteren Extremitäten zurück. Dabei wird unter der

Schwungphase, in Anlehnung an den orthodoxen Ansatz, das Abdrücken des

Standbeines, das Ausschwingen, das Anfersen und der Kniehub verstanden (vgl. Abb. 4:

Positionen 1-6). Die Zugphase beginnt mit der Abwärtsbewegung des neuen Standbeines

und geht bis zum Lösen des Fußes vom Boden am Ende der Stützphase. Die Zugphase

wird durch das Abschwingen des zukünftigen Standbeines, das Stützfassen, das

Durchziehen und das Abdrücken gekennzeichnet (vgl. Abb. 4: Positionen 7-10).

Abb. 4: Strukturierung des Sprintlaufs nach TIDOW & WIEMANN (1994, S. 19)

Die vorliegenden Arbeit orientiert sich an der Strukturierung des Sprintlaufs nach TIDOW

und WIEMANN. Die genaue Trennung der einzelnen Phasen wird unter dem folgenden

Punkt zur Entwicklung des Technikleitbildes beschrieben.

(vgl. JÄSCHNER & KOCHINKE, 2010, S. 5ff)

Theoretische Betrachtung der Thematik

3.2 Entwicklung eines Technikleitbildes des Sprints (2. Beschleunigungsphase)

Zur Erfassung und Beurteilung der sportlichen Leistung ist, wie in jedem diagnostischen

Verfahren, ein Vergleich von Ist- und Soll-Werten notwendig. Dazu sind objektive

Merkmale unabdingbar. Diese sollen im folgenden Abschnitt aus den Erkenntnissen

verschiedener Autoren ausgewählt und die relevanten Faktoren zusammengefasst

werden. Das zusammengefasste Technikleitbild stellt so den Soll-Wert für die

anschließende Untersuchung dar. Die Ist-Werte werden durch die dreidimensionalen

Aufnahmen der Athleten in der Bewegungsausführung gewonnen und können mit den

festgelegten objektiven Merkmalen verglichen werden, um Defizite oder Abweichungen

festzustellen. Allerdings existieren für die Schrittanalyse kaum umfassende Unter-

suchungen, die sich auf den Abschnitt der positiven Beschleunigung beziehen. Die

Ursache hierfür sieht LIU (1992, S. 6) in der sich ändernden kinematischen und dyna-

mischen Struktur der Sprintbewegung im Abschnitt der Beschleunigung. Auch die Analyse

einzelner Schritte an sich ist mit den jetzigen Mittel noch recht unökonomisch. Dennoch

soll im vorliegenden Abschnitt versucht werden aus den unterschiedlichen Quellen und

Untersuchungen der verschiedenen Autoren diverse Aspekte der Lauftechnik herauszu-

ziehen und in einem Technikleitbild zusammen zu fassen. Diese Merkmale stammen nicht

nur ausschließlich aus der verwendeten Literatur, sondern auch aus eigenen theoretischen

Annahmen. Die Relevanz der ausgewählten Merkmale soll anhand der ausgewählten

Probanden untersucht und abschließend beurteilt werden.

Wie bereits im Kap. 3.1.2 beschrieben wurde, entspricht der Aufbau des hier verwendeten

Technikleitbildes der Phasenstruktur des funktionalen Ansatzes. Als Beginn wurde die

Stützzugphase mit dem ersten Bodenkontakt des Fußes, im Weiteren als ,,Impact"

bezeichnet, festgelegt.

(vgl. JÄSCHNER & KOCHINKE, S. 8f)

3.2.1 Allgemeines zur Schrittlänge und Schrittfrequenz

Bevor auf die einzelnen Phasen der Schrittgestaltung im Kurzstreckensprint eingegangen

wird, sollen die Möglichkeiten aufgezeigt werden, mit denen im Allgemeinen eine höhere

Laufgeschwindigkeit erreicht werden kann. Dazu ist die Überlegung notwendig, wie sich

die Geschwindigkeit zusammensetzt.

Aimé Jäschner

Die Geschwindigkeit v ergibt sich bekannter Weise aus der zurückgelegten Strecke s und

der dafür benötigten Zeit t:

v = s/t [m/s]

Übertragen auf den Sprintlauf wird die Strecke durch die Schrittlänge ermittelt und anstelle

der Zeit wird die Schrittfrequenz, mit der Einheit Schritte pro Sekunde, hinzugezogen. Die

mittlere Laufgeschwindigkeit wird folglich durch das Produkt aus mittlerer Schrittlänge und

mittlerer Schrittfrequenz definiert. Somit hat ein Sprinter grundsätzlich zweierlei

Möglichkeiten schneller zu laufen: Zum einen über die Steigerung der Schrittfrequenz und

zum anderen über die Vergrößerung der Schrittlänge. Aus diesen beiden Faktoren

ergeben sich nun unterschiedliche Kombinationen, die BALLREICH und GABEL (1975) in

fünf logischen Möglichkeiten zusammengefasst haben:

1) Größere Schritte bei konstanter Frequenz

2) Schnellere Schritte bei konstanter Schrittlänge

3) Längere und schnellere Schritte

4) Größere Schritte bei sinkender Frequenz, dabei übertrifft das Plus an Schrittlänge

das Minus an Frequenz

5) Schnellere Schritte bei niedrigerer Schrittlänge, wobei das Plus an Frequenz das

Minus an Schrittlänge kompensiert

Am besten wäre ein Zuwachs beider Einflussgrößen. Hierbei stellt sich allerdings die

Frage, inwiefern eine Steigerung beider Faktoren in der Startbeschleunigung möglich ist

und welche Auswirkungen dies mit sich bringt.

Anhand verschiedener Untersuchungen zeigt sich, dass sich sowohl die Schrittlänge, als

auch die Schrittfrequenz mit steigender Laufgeschwindigkeit erhöhen (vgl. NELSON und

CHENGULAR, 1991, S. 15). Während vor allem bei niedrigen Geschwindigkeiten eine

rasche Zunahme der Schrittlänge zu beobachten ist, erfolgt eine Schrittfrequenzsteigerung

eher langsam. Nach der Theorie von MANN (2008) hingegen bleibt die Schrittfrequenz ab

Beginn der Startbeschleunigung nahezu gleich. Weder in den Beschleunigungsphasen,

noch in der Phase der maximalen Geschwindigkeit kommt es zu signifikanten

Veränderungen. Die Schrittfrequenz kann somit als Fähigkeit betrachtet werden, die ein

Athlet besitzt und die er, abhängig von der individuellen Leistungsfähigkeit, in

Theoretische Betrachtung der Thematik

entsprechendem Umfang über die gesamte Distanz einer Kurzsprintstrecke erzeugen

kann. Lediglich das Verhältnis von Stützphase zu Flugphase verändert sich. Während der

Auswertung der zugrunde liegenden Daten konnte dies bestätigt werden. Folglich muss es

das Ziel sein, die Frequenz für das gesamte Rennen und somit bereits von Beginn an

maximal zu halten. Dies ist jedoch nur bis zu einem gewissen Grad trainierbar, da die

Fähigkeit zur Frequenzschnelligkeit im Wesentlichen von der Funktionstüchtigkeit des

zentralen Nervensystems abhängig und in großem Umfang angeboren ist (vgl. GROSSER

u.a., 2008). Auch bei der Vergrößerung der Schrittlänge ist zu bedenken, dass diese

individuell abhängig von der Beinlänge und Körpergröße ist und zudem von der

Kraftfähigkeit des Athleten bestimmt wird (vgl. COH & TOMAZIN, 2005). Dies könnte bei

dem Versuch der Vergrößerung der Schrittlänge zur Folge haben, dass sich die Stützzeit

verlängert und die Schrittfrequenz deutlich negativ darunter leiden würde (vgl. DILLMANN,

1975). Ziel sollte es deshalb sein, ein ideales Verhältnis von Schrittlänge und

Schrittfrequenz zu erreichen.

(vgl. JÄSCHNER & KOCHINKE, S. 9f)

3.2.2 Stützzugphase

Die Stützzugphase beginnt mit dem ersten Bodenkontakt (Impact) des zu betrachtenden

Fußes (vgl. Abb. 5) und endet mit dem letzten Bodenkontakt (Take-Off).

Abb. 5: Impact

Beginn der Stützzugphase

Für eine gute Stützphase sollte der Fußaufsatz möglichst mit dem Ballen erfolgen (vgl.

Abb. 6 links), um so die Bodenkontaktzeit möglichst kurz zu halten. Der Ballenaufsatz wirkt

sich positiv auf den Dehnungs-Verkürzungs-Zyklus und somit auf die Muskulatur, die

Bänder und die Sehnen im Sprunggelenk aus (vgl. DILLENBERGER, 2002, S. 45).

Aimé Jäschner

Abb. 6: Bild 1

Guter Fußaufsatz (Ballen); Bild 2

Schlechter Fußaufsatz ( Ferse)

Während dieser kurzen Amortisationsphase (exzentrische Arbeitsweise) wirkt das

Fußgelenk wie eine steife Feder, die möglichst schnell wieder konzentrisch arbeiten

möchte, um einen schnellkräftigen Abdruck vom Boden im Take-Off (Verlassen des Fußes

vom Boden) zu erzielen. Eine kurze und effektive Stützzugphase wird neben dem

Ballenaufsatz durch einen körpernahen Fußaufsatz begünstigt. Hierfür wird zum Zeitpunkt

des Impacts die Entfernung des Fußaufsatzes zur vertikalen Projektion des KSP

gemessen. Nach MANN (2008) sollte diese Entfernung etwa 20 cm betragen. Allerdings

wurde dieser Wert aus Messungen im Abschnitt der maximalen Geschwindigkeit ermittelt

und ist daher nur bedingt für die zweite Beschleunigungsphase verwertbar. Dennoch

dürfte es für die Lauftechnik im Allgemeinen, so auch für die Beschleunigungsphase, von

Bedeutung sein, den Fuß nahe der Projektion des KSP aufzusetzen. Somit wird nicht nur

das ziehende Laufen begünstigt, der KSP hat so auch einen kürzeren Bremsweg und

kann daher schneller wieder mit dem Abdruck vom Boden beschleunigt werden. Der

Geschwindigkeitsverlust beim Impact wird auf diese Weise, und durch eine aktiv

schlagende Greifbewegung, so gering wie möglich gehalten. Um die Fehlerquote zu

minimieren, wurden für die Beurteilung dieses Merkmals nicht die Fußspitze und der KSP

herangezogen, sondern die vertikale Projektion der Hüfte sowie das Sprunggelenk des zu

betrachtenden Beines. Dadurch, dass die Lage des KSP auch von der Oberkörpervorlage

abhängt und diese sich während des Beschleunigungsabschnitts kontinuierlich ändert, ist

eine rein subjektive Aussage durch den Hüftmarker eher möglich. Ebenso durch die

Verwendung des Sprunggelenks als Messpunkt, da der Marker der Fußspitze durch die

wirkenden Kräfte beim Impact extremen Schwankungen unterliegt und hier viel interpoliert

wurde. Außerdem wirkt sich auch die Schuhgröße auf diesen Messwert aus. Durch das

unterschiedliche Schuhwerk der Athleten bedingt, konnte nicht sichergestellt werden, dass

die Marker der Fußspitze immer exakt an der gleichen Stelle sitzen.

Theoretische Betrachtung der Thematik

Des Weiteren muss auch die Winkelveränderung im Kniegelenk während der Stützphase

betrachtet werden. Die in dieser Phase stattfindende Kniegelenksbeugung ist für einen

geradlinig verlaufenden KSP verantwortlich. Ohne eine solche Beugung wäre eine durch

die Kniestreckung verursachte Wellenbewegung des KSP zu beobachten. Des Weiteren

dient die Beugung des Kniegelenkes einer kurzen Erholungsphase der am Kniegelenk

sitzendenden Muskulatur. Eine Beugung bleibt nicht zuletzt deshalb unvermeidbar, um die

durch den Fußaufsatz auftretende Kräfte abzufangen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass

die Dauer des Abdrucks im Fußgelenk umso größer ist, je intensiver eine solche

Kniegelenksbeugung und Amortisation vollzogen wird. Ein schnellkräftiger Abdruck sowie

ein dem einhergehenden explosiven Wechsel zwischen exzentrischer und konzentrischer

Arbeit wäre so nicht in vollem Umfang möglich. Um eine unnötige Verlängerung der

Stützphasendauer zu vermeiden, muss ein Kompromiss zwischen der Intensität der

Kniegelenksbeugung und dem schnellkräftigen Fußgelenksabdruck eingegangen werden.

WIEMANN (1986) spricht darüber hinaus von einer durch diese Beugung im Kniegelenk

verursachten Vergrößerung des Streckweges am Ende der Stützphase, welche sich, wenn

auch nur zu einem sehr geringen Teil, positiv auf den Beschleunigungskraftstoß auswirkt

und eine bessere Horizontalbeschleunigung hervorruft. Vielmehr wird dies jedoch durch

die Streckung im Hüftgelenk des Stützbeines verursacht.

Während der Beschleunigungsphase im Sprint nimmt die Kniegelenksbeugung aufgrund

der zunehmenden Geschwindigkeit und der höher werdenden Kräfte im Moment des

Fußaufsatzes zu (vgl. BRÜGGEMANN, 1999). Anhand der Literatur von BARTIONETZ &

GÜLLICH (1992) treten bei der 20-Meter-Marke Zunahmen von acht bis fünfzehn Grad

auf. LETZELTER & LETZELTER (2005) beschreiben im Bereich zwischen 30 und 70

Metern des Kurzsprints Zunahmen von sechs bis zwölf Grad. Ähnliche Werte sind bei der

hier durchgeführten Untersuchung zur zweiten Beschleunigungsphase zu erwarten.

Außerdem gilt, dass die Dauer der Kniegelenksstreckung bzw. -beugung mit zunehmender

Laufgeschwindigkeit abnimmt.

Der Bodenkontakt stellt in der Schrittgestaltung die wichtigste Phase dar, da hier die

eigentliche Kraft aufgebracht wird, um zu beschleunigen. In der Flugphase hingegen wird

der Körper aufgrund des Luftwiederstandes nur noch abgebremst. Deshalb werden

während der Stützzugphase die wichtigsten Merkmale betrachtet, um das

Beschleunigungsverhalten sowie die Lauftechnik beschreiben und beurteilen zu können.

Aimé Jäschner

Das Aufsetzen des Fußes wurde bereits betrachtet. Des Weiteren gehört zu diesen

wichtigen Merkmalen die Geschwindigkeitsänderung im KSP. Mit diesem Messwert kann

die Qualität der Schritte während der Stützzugphase genauer betrachtet werden. Dazu

wurden die horizontalen Brems- und Beschleunigungsstöße der jeweiligen Schritte

ermittelt und daraus die Gesamtbilanz gezogen, um sichtbar zu machen, wie viel Kraft pro

Schritt für den Vortrieb aufgebracht wurde. Aus den Bremsstößen lässt sich erkennen, wie

gut der Fußaufsatz war. Denn wer seinen Fuß weit vor dem Körperschwerpunkt und noch

dazu mit der Ferse aufsetzt, hat weitaus größere Bremskräfte als ein Ballen- oder

Mittelfußläufer, der den Fuß unter dem Körper aufsetzt (vgl. Abb. 6). Durch den

Fußaufsatz wird zunächst geringfügig gebremst, anschließend aber weitaus mehr

beschleunigt (vgl. LETZELTER & LETZELTER, 2005, S. 266). Während der zweiten

Beschleunigungsphase ändern sich diese Beschleunigungs- und Bremsstöße nur noch

aufgrund des individuellen Leistungsstandes des Athleten und weisen in der Regel keine

stetigen Änderungen mehr auf, wie sie in der Startbeschleunigung zu beobachten sind

(vgl. KOCHINKE, 2010). Ein guter Sprinter nutzt diese Beschleunigungsphase zur

Stabilisierung des Laufschrittes und deren Kraftstöße (vgl. Abb. 7).

Abb. 7: Geschwindigkeitsänderungen im KSP

In direktem Zusammenhang mit den Geschwindigkeitsänderungen stehen die Vektoren

der Impulsänderung, welche die wirkenden Kräfte nicht nur in horizontaler Richtung,

sondern auch in vertikaler Richtung anzeigen. Dies ist relevant, um die

Geschwindigkeitswerte aussagekräftig beurteilen zu können. Nicht nur die Stärke der

horizontalen Beschleunigungsstöße ist ausschlaggebend, sondern eben auch die

Richtung der wirkenden Gesamtkraft. Bei einem großen Kraftstoß wird der Körper auf den

Theoretische Betrachtung der Thematik

ersten Blick betrachtet zwar viel beschleunigt, allerdings ist dies nicht sehr effektiv, wenn

die Kraft stark nach oben gerichtet ist (vgl. Abb. 8). Dadurch wird die Flugzeit unnötig

verlängert und kann durch die folgenden Schrittphasen nicht wieder ausgeglichen werden.

Ist hingegen der Kraftstoß zu flach nach vorn gerichtet, hätte dies zur Folge, dass sich die

anderen Phasen des Schrittzyklus und die Schrittlänge verkürzen, während sich die

Schrittfrequenz erhöht.

Abb. 8: Darstellung der Vektoren der Impulsänderung (Schritte 11 & 15 hier zu hoch)

Ebenso wichtig ist hier das Betrachten der Kontaktzeit. Die Kontaktzeit ergibt sich aus dem

Zeitpunkt des Impacts, also dem ersten Bodenkontakt, und dem Zeitpunkt des letzten

Bodenkontakts, dem Take-Off. Diese sollten wiederum nicht zu lang und auch nicht zu

kurz auseinander liegen. Ein zu kurzer Kontakt reicht nicht aus, um einen guten Abdruck

vom Boden zu produzieren und der Beschleunigungsstoß würde zu kurz ausfallen, was im

Diagramm durch den Vektor der Impulsänderung dadurch deutlich wird. Genauso sollte

die Phasendauer nicht zu lang sein, auch wenn auf geringem Niveau mit einem hohen

Kraftimpuls der Zeitverlust mit einer längeren Stützphase ausgeglichen werden kann (vgl.

LEHMANN und VOSS, 1997). Auf höherem Niveau liegt der Schwerpunkt der

Krafterzeugung darin, einen gleich großen Impuls in kürzerer Zeit zu erzielen. Hier muss

ein Mittelmaß gefunden werden. In Bezug auf die Beschleunigungsphase sollte sich die

Kontaktzeit mit

zunehmender

Laufgeschwindigkeit

zunächst

verringern

(vgl.

OSTERHOUDT, 1968 und MANN, 2008), ehe sie sich in der zweiten Beschleunigungs-

phase stabilisiert (vgl. Abb. 9).

Aimé Jäschner

Abb. 9: Kontaktzeit der Stützzugphase während der zweiten Beschleunigungsphase

(vgl. JÄSCHNER & KOCHINKE, 2010, S. 10ff)

3.2.3 Ausschwungphase

Die Ausschwungphase beginnt mit dem Abdruck des Fußes vom Boden, zu dem

Zeitpunkt, an dem

der Fuß keinen Bodenkontakt mehr hat, also einen ,,Frame"

(entspricht

0,002 sec) nach dem Take-Off (Take-Off + 1 Frame). Nach MANN (2008) endet die Phase

im Zeitpunkt der sich kreuzenden Knie. Aufgrund der Erkenntnisse von JÄSCHNER &

KOCHINKE (2010) in ihrer Untersuchung zur Phase der maximalen Geschwindigkeit,

wurde in dieser Diplomarbeit ein anderer Zeitpunkt als Phasenende definiert. Begründet

wird dies dadurch, dass das Phasenende, wie MANN (2008) es beschreibt, stark vom

Fußaufsatz des anderen Beines abhängig ist. Bei einem schlechten Fußaufsatz ist die

Ausschwungphase länger, da der Fuß weiter vor dem Körper aufgesetzt wird und so mehr

Weg überwunden werden muss, bis das Knie des Schwungbeines auf Höhe des Knies

vom Standbein ist. Um die Phase einheitlich und unabhängig betrachten zu können, wurde

daher nach einem besseren Orientierungsmerkmal gesucht. Die Trennung zwischen

Kniehubschwung- und Ausschwungphase wird demnach dort festgelegt, wo der

Oberschenkel senkrecht zum Boden steht (vgl. Abb. 10).

Theoretische Betrachtung der Thematik

Abb. 10: Altes (links) und neues Ende der Ausschwungphase (rechts)

Neben der Phasendauer werden in dieser Phase die Hüftstreckung zu Phasenbeginn

sowie die Kniegeschwindigkeit zum Phasenende untersucht. Aufgrund der Tatsache, dass

das Ausschwingen des Beines nach hinten nicht aktiv vollzogen wird, sondern passiv

aufgrund von Aktions- und Reaktions-Kräften erfolgt, brauchen keine weiteren Merkmale

während dieser Phase untersucht werden. Somit ist eine direkte Einflussnahme in dieser

Phase nicht möglich, da diese durch die Beschleunigung in der vorhergehenden

Stützzugphase bestimmt wird. Darüber hinaus gilt, dass die Ausschwungphase eine

Erholungsfunktion erfüllt, welche es für eine hohe Schrittfrequenz schnell zu überwinden

gilt. Für Schrittlängenläufer hingegen gilt, dass die Ausschwungphase verlängert werden

sollte, um gleichzeitig mit dem anderen Bein, welches sich zu diesem Zeitpunkt in der

vorderen Schwungphase befindet, mehr Zeit zu haben, um einen langen und großen

Schritt zu setzen. Für die Beschleunigungsphase bedeutet dies, dass sich die

Ausschwungphase mit Zunahme der Schrittfrequenz verlängert.

Die Kniegeschwindigkeit wurde im Phasenende ermittelt, da ab diesem Zeitpunkt ein

aktiver Kniehub erfolgt. Dabei wird die Hüfte aktiv und schnellkräftig gebeugt während sich

der Kniegelenkswinkel öffnet. Die Geschwindigkeit im Knie spiegelt daher wider, wie aktiv

das Beugen in der Hüfte erfolgt. Die Werte sollten dabei möglichst hoch sein und im

Verlauf der Beschleunigungsphase kontinuierlich größer werden. Folglich sollte auch das

aktiv nach vorne geführte Bein in der vorderen Schwungphase umso höher kommen, je

höher die Kniegeschwindigkeit ist.

Neben der Kniegeschwindigkeit zum Phasenende wurden im selben Frame ein

Screenshot aufgenommen, um die allgemeine Lauftechnik besser beurteilen zu können

(vgl. Tab. 1), da hier ein rhythmisches Laufen anhand des Vergleichs der Winkel zwischen

den Beinen und der Armhaltung erkennbar ist.

(vgl. JÄSCHNER & KOCHINKE, 2010, S. 15ff)

Aimé Jäschner

Des Weiteren wurde während der Ausschwungphase die Bewegung im Hüftgelenk

betrachtet. NELSON & CHENGULAR (1991) beschreiben, dass bessere Läufer die

Streckung im Hüftgelenk zeitlich länger halten können. Daher wurde die Dauer der

Hüftstreckung genauer untersucht. Dazu wurde zunächst der Hüftgelenkswinkel zu

Phasenbeginn untersucht, ehe anschließend die Zeit ermittelt wurde, bis dieser Wert

erneut erreicht wurde. Der Zeitpunkt der maximalen Hüftstreckung befindet sich in der

Regel zwischen diesen beiden Werten (vgl. Abb. 11).

Abb. 11: Messpunkte der Hüftstreckung

Der Hüftwinkel zu Phasenbeginn sowie der Winkel in der maximalen Streckung sollten im

Verlaufe

der

Beschleunigung

zunehmen

und

sich

beim

Erreichen

der

Maximalgeschwindigkeit einpendeln. Mit zunehmender Streckung sollte sich auch die

Dauer der Hüftstreckung kontinuierlich verlängern.

Über die Dauer der Hüftstreckung hinaus, wurden zusätzlich die Winkelwerte im Moment

des Take-Offs und im Maximum betrachtet. Nach MANN (2008) ist der Hüftwinkel am

Ende des Abdrucks bei Topsprintern größer als bei schlechteren Athleten. Dies ist nicht

zuletzt von der Körpervorlage abhängig. Im Verlauf der Beschleunigungsphasen sollte die

Hüftstreckung im Moment des Take-Offs zunehmen (vgl. Abb. 12).

Theoretische Betrachtung der Thematik

Abb. 12: Hüftstreckung bei Beginn (rechts) und Ende der Beschleunigungsphase (links)

Bei schlechteren Läufern wird diese Streckung nicht erreicht. Vielmehr macht es den

Anschein,

als würde der Athlet beim Laufen ,,sitzen".

LETZELTER & LETZELTER hingegen

beschreiben, dass eine völlige Hüftstreckung vermieden werden sollte, um die

Ausschwungphase möglichst schnell zu überwinden und Zeit zu gewinnen (vgl.

LETZELTER & LETZELTER, 2005, S. 293).

Aufgrund dieses Widerspruchs bleibt zu erwähnen, dass MANN (2008) dieses Merkmal im

Abschnitt der maximalen Geschwindigkeit untersuchte. Inwiefern diese Aussagen auf die

Beschleunigungsphasen übertragen werden können bleibt daher zunächst ungeklärt. Die

Tatsache, dass der Hüftwinkel zwischen Oberkörper und Oberschenkel gemessen wird,

macht deutlich, dass vor allem die Aufrichtung der Körpervorlage entscheidend für den

Hüftwinkel ist. Diese Oberkörpervorlage ist zu Beginn der Startbeschleunigung sehr hoch

und nimmt im Verlauf stetig ab. In der zweiten Beschleunigungsphase stabilisiert sich

dieser Wert bei guten Sprintern.

3.2.4 Kniehubschwungphase

Unmittelbar nachdem der Oberschenkel die Senkrechte zum Boden passiert hat, beginnt

die Kniehubschwungphase (Ende der Ausschwungphase plus ein Frame) und endet zu

dem Zeitpunkt, an dem das Knie den höchsten Punkt erreicht (vgl. Abb. 13).

Aimé Jäschner

Abb. 13: Ende der Kniehubschwungphase mit gemessenem Winkel

Zugleich stellt das Phasenende ein relevantes Merkmal dar. Durch den Kniehub, also dem

Hüftwinkel zur Horizontalen, werden die Voraussetzungen für die folgende Stützphase und

die Schrittlänge bestimmt. So haben Schrittlängenläufer einen höheren Kniehub und einen

kleineren Winkel zur Horizontalen als Frequenzläufer, welche die vordere Schwungphase

schneller überwinden, indem sie das Knie nicht so hoch führen (dieser Unterschied ist

bereits während der Beschleunigungsphase zu beobachten). Mit zunehmender

Laufgeschwindigkeit wird der Oberschenkel vor dem Körper höher gezogen, der Winkel

verkleinert sich, bis die Maximalgeschwindigkeit erreicht ist. Durch einen hohen Kniehub

wird die ischiocurale Muskulatur vorgedehnt und die Streckung des Hüftgelenks kann

durch die auftretenden reaktiven Kräfte kraftvoller und schneller erfolgen (vgl. MANN,

2008).

Generell gilt auch für diese Phase, dass sie maximal schnell überwunden werden sollte,

um die Gesamtdauer des Schrittzyklus gering zu halten.

(vgl. JÄSCHNER & KOCHINKE, 2010, S. 17f)

3.2.5 Schwungzugphase

In der Schwungzugphase werden die Voraussetzungen für einen guten Boden-kontakt

geschaffen. Die Phase beginnt einen Frame nachdem das Knie den höchsten Punkt

erreicht hat (das Bein befindet sich wieder in der Abwärtsbewegung) und endet einen

Frame vor dem ersten Bodenkontakt des Fußes (vgl. Abb. 14).

Theoretische Betrachtung der Thematik

Abb. 14: Ende der Schwungzugphase

Ziel dieser Phase ist es, den Fußaufsatz mit einer möglichst hohen Geschwindigkeit

vorzubereiten. Diese Geschwindigkeit ist in Bezug zum Rumpf rückwärtsgerichtet (vgl.

TIDOW & WIEMANN, 1994, S. 17). Für die nähere Betrachtung wurde der Verlauf der

Hüftwinkelgeschwindigkeit herangezogen. Die Geschwindigkeit des Hüftwinkels gibt dabei

an, wie schnellkräftig die Muskulatur der Hüftstrecker arbeitet und wie schnell der

Hüftwinkel demnach geöffnet wird. Somit ist sie kennzeichnend dafür, wie aktiv und

greifend der Fuß gesetzt wird. Die gemessene Winkelgeschwindigkeit sollte

dementsprechend hoch sein, da diese für die schnelle Überwindung des Vorderstützes

entscheidend ist. Eine hohe Hüftwinkelgeschwindigkeit im Zeitpunkt des Fußaufsatzes

minimiert die Bremsimpulse zu Beginn des Bodenkontakts und verkürzt so die Dauer der

Stützzugphase. Eine optimal gestaltete Schwungzugphase liefert demnach die

Voraussetzung für eine gute Stützphase. Der greifende, körpernahe Fußaufsatz wird hier

vorbereitet und ist zugleich entscheidend für die Schrittlänge. Dabei muss berücksichtigt

werden, dass eine hohe Winkelgeschwindigkeit in der Hüfte durch einen hohen Kniehub in

der vorangegangenen Phase begünstigt wird. Mit einem hohen Kniehub wird dem Läufer

mehr Weg geboten, um eine hohe Winkelgeschwindigkeit aufbauen zu können. Gerade

dadurch wird der Einfluss einer Phase auf eine darauffolgende Phase sowie ihre Relevanz

für die Geschwindigkeitsentwicklung deutlich. Eine einzelne Phase der Schrittgestaltung

kann nie isoliert von den anderen betrachtet werden. Parallel dazu spielt auch die

entsprechende Phase des anderen Beines eine Rolle und sollte bei der Beurteilung der

einzelnen Phasen berücksichtigt werden.

(vgl. JÄSCHNER & KOCHINKE, 2010, S. 18ff)

Zusätzlich wurden aus der Hüftwinkelgeschwindigkeit die Minimal- und Maximalwerte

untersucht und deren Differenzen gebildet. Dadurch lässt sich sofort erkennen, in welchem

Aimé Jäschner

Schritt der Hüftwinkel am schnellkräftigsten geöffnet wurde. Dies ist notwendig, da die

Winkelgeschwindigkeiten aufgrund der vorherigen Phase unterschiedliche Ausgangs- und

Endwerte aufweisen (vgl. Abb. 15). In Bezug auf die Beschleunigungsphase bleibt zu

erwähnen, dass diese Geschwindigkeiten bei steigendem Kniehub größer werden sollten.

Abb. 15: Hüftwinkelgeschwindigkeit

Zum Ende der vorderen Schwungphase wurde außerdem die horizontale Distanz vom

Sprunggelenk zur Hüfte gemessen, um die Entfernung des Fußaufsatzes zum Körper

beurteilen zu können. Die Bedeutung dieses Merkmals wurde bereits in Absatz 3.2.2

beschrieben. Zusätzlich wurde beim Phasenende ein Screenshot aufgenommen, um die

Art des Fußaufsatzes beurteilen zu können (vgl. Abb. 6).

3.2.6 Allgemeine Merkmale

Neben der Betrachtung der einzelnen Phasen der Schritte werden auch allgemeine

Merkmale betrachtet, die sich keiner Phase zuordnen lassen und sich auf den gesamten

Schritt beziehen. Zu diesen Merkmalen zählen die maximale Geschwindigkeit des KSP in

Laufrichtung, Schrittlänge und Schrittfrequenz (welche bereits im Absatz 3.2.1 beschrieben

wurden), der Verlauf der Körpervorlage bzw. die Oberkörperaufrichtung und die vertikale

Schwankung des KSP. Diese Merkmale werden im Folgenden erläutert.

(vgl. JÄSCHNER & KOCHINKE, 2010, S. 20)

Theoretische Betrachtung der Thematik

3.2.6.1 Maximale KSP-Geschwindigkeit in Laufrichtung

Aufgrund dessen, dass der Wert der gemessenen Geschwindigkeit immer davon abhängig

ist, in welcher Phase des Schrittes sich der Läufer befindet, wird zur Beurteilung der

Laufgeschwindigkeit jeweils der maximale Wert der KSP-Geschwindigkeit während eines

Schrittes in Laufrichtung herangezogen (vgl. Abb. 16).

Abb. 16: Verlauf der KSP-Geschwindigkeit in Laufrichtung

Dieser Maximalwert wird zum Ende der Stützzugphase, ungefähr beim Take-Off, erreicht.

Um aussagekräftige Werte zu erhalten, wird jeweils immer die Differenz zum

vorhergehenden Schritt herangezogen und sämtliche Werte in Relation zur maximal

erreichten Geschwindigkeit gesetzt. Für diesen Wert wurden die Aufnahmen von 20 bis 30

Metern herangezogen, die am selben Tag, wie die Läufe zur Pick-Up-Beschleunigung,

aufgenommen wurden. Für einen Teil der Probanden lag dieser Wert aus einer bereits

vorangegangenen Auswertung vor.

(vgl. JÄSCHNER & KOCHINKE, 2010, S. 20f).

3.2.6.2 Schrittlänge

Ab Beginn der Startphase vergrößert sich die Schrittlänge im Kurzstreckensprint

kontinuierlich, bis die maximale Schrittlänge erreicht ist. Vergrößert sich die Schrittlänge

nicht mehr, sollte auch die maximale Geschwindigkeit erreicht sein, da die Schrittfrequenz

bereits ab dem dritten Schritt annähernd gleich bleibt (vgl. MANN, 2008). DILLMANN

(1975) schreibt zur Schrittlänge, dass die Körpergröße und die Beinlänge eindeutig mit ihr

korrelieren. Um die Werte vergleichbar zu machen, müssen diese sowohl für den inter- als

auch für den intraindividuellen Vergleich berücksichtigt werden. Gerade bei jungen

Probanden, wie sie in dieser Arbeit untersucht wurden, ist zu beachten, dass diese sich

noch im Wachstum befinden. Dies muss beim intraindividuellen Vergleich verschiedener

Zeitpunkte berücksichtigt werden.

Die Länge der Schritte wurde daher in Relation zur Beinlänge gesetzt, um einheitliche

Vergleichswerte zu erhalten. Da die körperliche Konstitution und somit die Relation von

Aimé Jäschner

Oberkörper und Unterkörper nicht bei jedem Athleten gleich sind und demnach eine

Relation zur Körpergröße fehlerhaft wäre, wurde die Beinlänge herangezogen.

(vgl. JÄSCHNER & KOCHINKE, 2010, S. 21)

3.2.6.3 Schrittfrequenz

Auf die Schrittfrequenz wurde bereits im Abschnitt 3.2.1 eingegangen. Die Frequenz sollte

optimaler Weise bereits zu Beginn des Kurzstreckensprints recht hoch sein oder im Laufe

der Beschleunigung noch auf das Optimum ansteigen, so dass die Schrittlänge nicht

darunter leidet.

(vgl. JÄSCHNER & KOCHINKE, 2010, S. 21)

3.2.6.4 Verlauf der Oberkörpervorlage

Die Oberkörpervorlage unterliegt, ebenso wie der KSP, beim Durchlaufen der einzelnen

Schrittphasen gewissen Schwankungen. Dabei sollte die Vorlage des Oberkörpers,

aufgrund des Abdrucks vom Boden, zum Zeitpunkt der Kniestreckung während der

Stützzugphase (ca. im Zeitpunkt des Take-Offs) maximal sein (HESS, 1991, S. 48).

Innerhalb der Probandengruppe wurde kein einheitlicher Zeitpunkt in der Schrittgestaltung

festgestellt, an dem der Oberkörper eine maximale Vorlage erfährt. Dies liegt unter

anderem daran, dass der Oberkörper während der Beschleunigungsphasen nahezu

kontinuierlich aufgerichtet wird. Daher wurde statt einer punktuellen Betrachtung der

Verlauf der Oberkörpervorlage herangezogen (vgl. Abb. 17). Dabei ist anzustreben, dass

der Zeitpunkt der Maximalwerte einheitlich ist, da dies ein Anzeichen für das rhythmische

Laufen darstellt (vgl. Abb. 18). Außerdem verdeutlicht der Verlauf der

Oberkörperaufrichtung gut das Gleichgewicht beim Laufen, da bei einem nicht optimal

gesetzten Schritt der Läufer in ein Schwanken und Stolpern gerät, welches mit dem

folgenden Schritt ausgleichen werden muss, um ein Gleichgewicht zu erhalten. Ein

Ungleichgewicht kann daher im Verlauf der Oberkörpervorlage sichtbar werden (vgl. Abb.

17).

Theoretische Betrachtung der Thematik

Abb. 17: Verlauf der Oberkörpervorlage

Abb. 18: Verlauf der Oberkörpervorlage eines rhythmischen Läufers

3.2.6.4 KSP-Schwankung

Neben den bereits genannten Merkmalen wurde auch die vertikale Schwankung des KSP

während der zweiten Beschleunigungsphase betrachtet (vgl. Abb. 19). Es lässt sich

beobachten, dass der vertikale KSP-Verlauf zu Beginn der Schwungphase steigt und mit

einsetzendem Bodenkontakt wieder sinkt. Bessere Läufer heben und senken ihren KSP in

einem nur geringen Umfang (DILLMANN 1975). Der flache Verlauf wird durch die Senkung

Aimé Jäschner

im Kniegelenk während der Stützphase begünstigt (WIEMANN, 1986) (siehe Absatz

3.2.2). Die Schwankung des KSP sollte daher einen geringen Wert aufweisen und in der

Höhe der Schwankung stabil sein. Die Konstanz des Wertes gibt Aufschluss über ein

rhythmisches Laufen. Durch einen zu hohen Wert hingegen ist ein zu sehr nach oben

gerichteter Kraftimpuls erkennbar.

Abb. 19: Betrachtung der KSP-Schwankung

3.2.6.5 Weg-Zeit-Kurve

Ebenfalls in der Rubrik der allgemeinen Merkmale angesiedelt, wird die Weg-Zeit-Kurve

der Beschleunigungsphasen betrachtet. Dies stellt in dieser Arbeit eine Fortführung der

Werte aus KOCHINKE (2010) dar und erweitert jene Angaben der Fünf- und Zehn-Meter-

Marke um die Werte der 15- und 20-Meter-Marke. Neben der Beurteilung der

Startbeschleunigung nach LETZELTER (2006) kann somit auch eine Aussage über die

Qualität der zweiten Beschleunigungsphase getroffen werden. Vor allem im inter- und

intraindividuellen Vergleich lassen sich so auf einen Blick eventuelle Unterschiede und

Entwicklungen erkennen (vgl. Abb. 20). Im Idealfall stellt das Diagramm eine steil nach

oben gerichtete Kurve dar (vgl. Abb. 20, rechts), welche einen schnellen Athleten

beschreibt. Verläuft die Kurve flacher, handelt es sich um einen langsameren Sprinter (vgl.

Abb. 20, links)

in Bezug auf den dargestellten Streckenabschnitt.

Abb. 20: Weg-Zeit-Kurve zweier Athleten

Theoretische Betrachtung der Thematik

3.2.7 Zusammenfassung des Technikleitbildes

Tab. 1: Technikleitbild im Überblick

Merkmal

Messzeitpunkt

Soll-Wert

Schrittgestaltung, allgemeine Merkmale

Schrittlänge

Fußspitze von Impact zu Impact

Möglichst hoher Wert mit

hohem Anstieg (in Abhängigkeit

zur Schrittfrequenz)

Schrittdauer

Beginn bis Ende eines Schrittzyklus (Impact bis

folgender Impact minus 1 Frame)

Möglichst geringer und

konstanter Wert

Schrittfrequenz

Beginn bis Ende eines Schrittzyklus

(Schritte pro Sekunde)

Möglichst hoher Wert

Maximale KSP-

Geschwindigkeit

KSP-Geschwindigkeit in Laufrichtung:

Maximalwert um den Take-Off

Ansteigende Werte

Oberkörpervorlage

Maximalwert zwischen Beginn und

Ende eines Schrittzyklus

Im Verlauf sinkender Wert,

konstanter Zeitpunkt der

Maximalwerte

Vertikale KSP-Schwankung

Differenz von Maximal- und Minimalwert

während eines Schrittzyklus

Schwaches Heben und Senken,

kontinuierliche Werte

Zeit über 5m, 10m & 20m

Zeit vom Start bis 5m, 10m bzw. 20m

Möglichst gering

Stützzugphase

Kontaktzeit

Dauer von Impact bis Take-Off

Abnehmende bzw.

einpendelnde Werte

Geschwindigkeitsänderung

im KSP (in Laufrichtung)

Y-Geschwindigkeit vom KSP beim Impact,

Abdruck und Take-Off:

Bremsstoß = Abdruck minus Impact

Beschleunigungsstoß = Abdruck minus Take-Off

Gesamtbilanz = Take-Off minus Impact

Möglichst geringer Wert

Möglichst hoher Wert

Vektoren der

Impulsänderung

Differenz von v(Y)KSP Take-Off minus Impact

Insgesamt: Großer Kraftvektor mit

ansteigendem Winkel

Aimé Jäschner

Merkmal

Messzeitpunkt

Soll-Wert

Kniegelenksbeugung

und -streckung

Beugung: Kniewinkel im Impact,

kleinster Kniewinkel

Streckung: Kniewinkel im TO &

kleinster Kniewinkel

Beugung: Werte zwischen 6-12°

Streckung: höhere Werte bei

besseren Läufern

Ausschwungphase

Phasendauer

Zeitpunkt Take-Off plus ein Frame und

Oberschenkel Schwungbein senkrecht

Mit zunehmender Schrittlänge

ansteigend

Hüftstreckung

Hüftwinkel bei Phasenbeginn, maximaler

Wert und Zeitpunkt, an dem Ausgangswert

erneut erreicht wird

Möglichst hohe Werte,

ansteigend

Kniegeschwindigkeit bei

Phasenende

Zeitpunkt, an dem Oberschenkel senkrecht

zum Boden ist

Möglichst hoher Wert,

ansteigend

Kniehubschwungphase

Phasendauer

Oberschenkel Schwungbein senkrecht

bis Knie im höchsten Punkt

Möglichst geringer Wert,

leicht zunehmend

Maximaler Kniehub

Hüftwinkel zur Horizontalen: Zeitpunkt, zu dem

das Knie den höchsten Punkt erreicht hat

Möglichst geringer Wert,

abnehmend

Schwungzugphase

Phasendauer

Zeitpunkt: ein Frame nach dem maximalen

Kniehub bis ein Frame vor dem Impact

Möglichst geringer Wert

Horizontale Distanz

Sprunggelenk zur Hüfte

Zeitpunkt: ein Frame vor Impact

Körpernaher Fußaufsatz,

möglichst geringer Wert

Hüftwinkelgeschwindigkeit

Während der gesamten Phase;

Minimal- und Maximalwert

Möglichst hohe Werte

Zusammenfassung

Schrittdauer gesamt

Dauer der einzelnen Phasen im Überblick

Möglichst gering, Abnahme Stützzeit

und Zunahme Flugzeit

Grundsätzliche Lauftechnik

Fußaufsatz

Screenshot zum Impact

Ballen- bzw. Mittelfußaufsatz

Oberkörperrotation

Während des gesamten Schrittzyklus

Möglichst gering

Unterschiede zwischen

rechts & links

Während des gesamten Schrittzyklus

Möglichst geringe Unterschiede

Untersuchung der Bewegungskinematik

4 Untersuchung der Bewegungskinematik

4.1

Methodik

Im folgenden Abschnitt wird die Methodik des ersten Untersuchungsabschnitts näher

betrachtet. Es werden die Voraussetzungen der Arbeit, wie Probanden, räumliche und

materielle Gegebenheiten sowie die verwendeten Messgeräte und -verfahren,

beschrieben. Des Weiteren werden die Untersuchungsdurchführung, das Unter-

suchungsdesign und das Auswerteverfahren dargestellt. Hierbei wird auf eine detaillierte

Beschreibung und dessen Nachvollziehbarkeit geachtet. Somit kann gegebenenfalls eine

Überprüfung des Verfahrens oder eine Reproduktion gewährleisten werden. Dies ist von

besonderer Bedeutung, da die Probanden über einen Zeitraum von sechs Jahren betreut

und untersucht werden sollen. Außerdem ist ein Vergleich der halbjährig durchgeführten

Aufnahmen nur möglich, wenn sie unter denselben Bedingungen stattfinden und die Daten

mit dem gleichen Verfahren ausgewertet werden.

(vgl. JÄSCHNER & KOCHINKE, 2010, S. 24)

4.1.1 Untersuchungsgut

Für die Untersuchung der zweiten Beschleunigungsphase wurden zehn junge

Leichtathleten, sowohl männlich als auch weiblich, ausgewählt. Die Athleten befanden sich

zum Aufnahmezeitpunkt in der Wettkampfphase der Hallensaison. Die folgende Tabelle

zeigt die Reihenfolge und Zusammensetzung der Probanden:

(vgl. JÄSCHNER & KOCHINKE, 2010, S. 24)

Tab. 2: Probandenübersicht

Proband

Geschlecht

(m/w)

Alter

(Jahre)

Größe

(m)

Gewicht

(kg)

- 01 -

1,71

61,0

- 02 -

1,56

55,0

- 03 -

1,58

50,0

- 04 -

1,48

34,0

- 05 -

1,38

35,5

- 06 -

1,61

47,0

- 07 -

1,41

35,0

- 08 -

1,34

28,0

- 09 -

1,41

30,0

- 10 -

1,33

27,0

Aimé Jäschner

4.1.2 Räumliche Gegebenheiten

Die Aufnahmen wurden im Labor der Universität der Bundeswehr München durch-geführt.

Das Labor umfasst in etwa die Größe eines Handballfeldes (ca. 40 x 20 m), was von der

Breite her für den Aufbau der Kameras gerade ausreichend war. Als Untergrund wurde eine

1,20 m breite, rutschfeste Matte über den Laufbereich ausgelegt. Durch geöffnete Rolltore

an den Stirnseiten des Labors wurde genügend Auslauffläche für die Probanden

geschaffen.

(vgl. JÄSCHNER & KOCHINKE, 2010, S. 25)

4.1.3 Materielle Gegebenheiten

Für die Messungen sowie deren Interpretation der Bewegungsstruktur wurden folgende

Messinstrumente und Softwareprogramme des sportwissenschaftlichen Labors für

Bewegungswissenschaften zur Verfügung gestellt:

- 12 Eagle Digital Kamera (EDK), Eagle Digital RealTime System (Firma: Motion

Analysis)

- Videokamera

- Startblock

- Cortex Software (Version 1.1.4.368)

- SIMI Motion Software (Version 7.5)

- Microsoft Excel Software (Version 2003 & 2007)

- Microsoft Editor Software

Die Bekleidung der Probanden während der Messungen bestand einheitlich aus

Laufschuhen und ausschließlich kurzer, eng anliegender Laufbekleidung.

(vgl. JÄSCHNER & KOCHINKE, 2010, S. 25)

4.1.4 Messgeräte

Für die Untersuchung wurden mehrere Messgeräte und Systeme des Labors für

Bewegungswissenschaften genutzt. Diese werden in den folgenden Abschnitten

beschrieben, ihre Funktionsweisen erläutert und deren Einstellungen angegeben.

(vgl. JÄSCHNER & KOCHINKE, 2010, S. 25)

Untersuchung der Bewegungskinematik

4.1.4.1 Motion Analysis

Gerade bei Aufnahmen sportlicher Bewegungen empfiehlt sich ein dreidimensionales

Verfahren, wie beispielsweise mit Motion Analysis. Gründe für diese Methode beschrieben

BALLREICH & BAUMANN bereits 1988:

,,Bei sportlicher Bewegung haben sowohl der Körper als bewegtes Objekt als auch die

Bewegungsbahnen der Körperpunkte räumlichen Charakter. Die aus verschiedenen

Gründen häufig aufgenommene Zweidimensionalität von Objekt und Bewegung stellt in

sehr vielen Fällen eine unzulässige Vereinfachung der Wirklichkeit dar, die mit großen

Messfehlern verbunden sein kann. Darüber hinaus können bei zweidimensionalen

Analysen nicht berücksichtigt werden: die Drehung der Segmente um ihre Längsachsen,

die Schiefe der Gelenkachsen" (BALLREICH & BAUMANN, 1988, S.

92).

Das System besteht sowohl aus Hardware- als auch Softwarekomponenten. Die Software

kann dabei mit verschiedenen, systemunabhängigen Hardwarekomponenten kombiniert

werden (z.B. eine Digitalkamera), die mit dem System synchronisiert werden können. Das

Hauptsystem besteht aus zwölf Infrarot-Kameras vom Typ Eagle Digital RealTime System

(vgl. Abb. 21). Diese senden ein pulsierendes Infrarot-Licht aus, welches von speziell

beschichteten, runden Markern reflektiert und in gleiche Richtung zurück gesendet wird.

Die Kameras nehmen diese Reflektionen auf und können so die Bewegung der

rückstrahlenden Marker in einem definierten Raum erfassen. Diese Rohdaten werden

unmittelbar an die Bewegungssoftware Cortex des Bildschirmarbeitsplatzes übermittelt.

Abb. 21: Infrarotkamera Typ Eagle

Aimé Jäschner

Die Kameras besitzen, je nach Auflösung, eine maximale Aufnahmefrequenz von bis zu

2000 Bildern pro Sekunde. Da sich während der Testläufe eine Arbeitsfrequenz von 500 Hz

bewährt hat, wurden die Probanden mit einer Frequenz von 500 Bildern pro Sekunde

aufgenommen.

Um die ständige Position eines Markers im Raum genau bestimmen zu können, ist es

notwendig, dass alle Marker ständig von mindestens zwei Kameras erfasst werden. Hierfür

werden von den Kameras, aus unterschiedlichen Standpunkten, gleichzeitig Messbilder des

entsprechenden Markers aufgenommen, dessen Position im Raum ermittelt und mit Hilfe

der Software am PC dargestellt. Die Marker sollten von möglichst vielen Kameras erfasst

werden, um sicher zu stellen, dass diese über den gesamten Aufnahmebereich

Bewegungen erfassen können. Verschiedene Bereiche werden daher durch mehrere

Kameras gleichzeitig abgedeckt (vgl. Abb. 26).

Die Daten aller Messgeräte werden im Cortex System gesammelt und stehen mit Hilfe der

Software für die weitere Bearbeitung zur Verfügung.

Die zweidimensionalen Daten der Videokameras werden noch innerhalb des Systems

mittels DLT-Verfahren (Direct Linear Transformation) in dreidimensionale Ortskoordinaten

transformiert und in einem virtuellen Raum transferiert.

Ebenso erfolgt die Kalibrierung des Raumes zur Herstellung einer realen Größenordnung

sowie die Aufnahme, Ansicht, Bearbeitung und Unterstützung der Datenauswertung durch

das Cortex-Programm. Die gemessenen Punkte können erst dann korrekt in einem

dreidimensionalen Raum dargestellt werden, wenn diese an zuvor definierten Markierungen

ausgerichtet werden. Diese Ausrichtung wird mit einem

sogenannten ,,L

-Frame

durchgeführt. Dieser besteht aus vier fixierten Markern, welche jeweils einen einheitlichen,

vertikalen Abstand zum Boden sowie festgelegte Abstände zu einander aufweisen. Anhand

dieser definierten Maßangaben werden die Positionen der bewegten Marker im Raum

ermittelt und der Aufnahmeraum generiert.

(vgl. JÄSCHNER & KOCHINKE, 2010, S. 26f)

4.1.4.2 Cortex Software 1.1.4.368

Die Cortex Software der Firma Motion Analysis dient zur Steuerung der Messgeräte sowie

der Aufnahme, Bearbeitung und Analyse der Daten (vgl. Abb. 22).

Untersuchung der Bewegungskinematik

Abb. 22: Cortex 1.1.4.368 der Firma Motion Analysis

Bewegungen können mit Hilfe dieses Programms

vereinfacht als ,,Strichmännchen"

dargestellt werden, indem die am Probanden befestigten Marker der Gelenkpunkte mit

einander verbunden werden. Zusätzlich können sogenannte

,,Virtuelle Marker"

eingefügt

werden, die beispielsweise zur besseren Darstellung der Kopf-, Schulter- oder Hüftmitte

anhand der tatsächlich verwendeten Marker berechnet werden. Des Weiteren erlaubt die

Software die Darstellung und Berechnung von Winkelangaben, Geschwindigkeiten,

Beschleunigungen oder Positionen im Raum, die jeweils in X-, Y- und Z-Richtung

angegeben werden. Die Exportmöglichkeit zu anderen Softwareprogrammen, wie SIMI

Motion oder Microsoft Excel, erlauben eine über Cortex hinausgehende Verarbeitung der

Daten. So kann beispielsweise mit Hilfe von Microsoft Excel ein Körperschwerpunkt

hinzugefügt werden, der wiederum in Cortex dargestellt und berechnet werden kann.

(vgl. JÄSCHNER & KOCHINKE, 2010, S. 27f)

4.1.4.3 SIMI Motion 7.5

Die Auswertung der aufbereiteten Bewegungen der Athleten erfolgte neben der Cortex-

Software mit Hilfe des Programms SIMI Motion 7.5. Die Daten können problemlos

Aimé Jäschner

importiert und exportiert werden. Das Programm der SIMI Reality Motion Systems GmbH

ermöglicht eine Aufbereitung und Analyse von Bewegungen. Außerdem bietet es eine

detailliertere Auswahlmöglichkeit in der Darstellung von Winkeln als dies bei Cortex der Fall

ist (vgl. Abb. 23).

Abb. 23: SIMI Motion 7.5

Obwohl eine dreidimensionale Betrachtung mit SIMI nur schwer möglich ist, wird die

Vergleichbarkeit und Anschaulichkeit besonders von Kurvenverläufen deutlich einfacher

und übersichtlicher gestaltet, da mehrere Daten

auch von unterschiedlichen Läufern

gleichzeitig in einem Diagramm betrachtet werden können. Ebenso bietet die Software eine

Möglichkeit der Körperschwerpunktberechnung anhand verschiedener Modelle.

(vgl. JÄSCHNER & KOCHINKE, 2010, S. 28f)

4.1.4.4 Videokamera

Bei der Untersuchung wurde zusätzlich ein Digitalcamcorder der Firma Panasonic (vgl.

Abb. 24) eingesetzt, um die Bewegungsabläufe besser nachvollziehen zu können.

Außerdem konnte somit ein Referenzvideo erstellt werden. Die Kamera wurde dabei mit

Textauszug: 11 von 298 Seiten - nach oben

Beschreibung

Titel:

Entwicklung und Erprobung eines leistungsdiagnostischen Verfahrens zur biomechanisch orientierten Technikanalyse der zweiten Beschleunigungsphase im leichtathletischen Sprint

Veranstaltung:

Keine

Autor:

Aimé Jäschner

Jahr:

2010

Seiten:

298

Archivnummer:

V163654

ISBN (eBook):

978-3-640-78606-0

ISBN (Buch):

978-3-640-78748-7

DOI:

10.3239/9783640786060

Dateigröße:

16300 KB

Sprache:

Deutsch

Schlagworte:

Arbeit zitieren:

Aimé Jäschner, 2010, Entwicklung und Erprobung eines leistungsdiagnostischen Verfahrens zur biomechanisch orientierten Technikanalyse der zweiten Beschleunigungsphase im leichtathletischen Sprint, München, GRIN Verlag GmbH

Dieser Text kann über folgende URL aufgerufen und zitiert werden:

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Sport - Bewegungs- und Trainingslehre: neuer Titel erschienen: Entwicklung und Erprobung eines leistungsdiagnostischen Verfahrens zur biomechanisch orientierten Technikanalyse der zweiten Beschleunigungsphase im leichtathletischen Sprint

am Wednesday, December 29, 2010 - 0 Kommentare -

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