Bakkarauleatsarbeit

Runder Tritt im Radsport

Vergleich der Tretökonomie bei verschiedenen

Pedalsystemen mittels EMG

Hoppel Florian

Abgegeben am 28.2. 2008

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INHALTSANGABE

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Vorwort und Danksagung

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Einleitung

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Der runde Tritt

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3.1 Markante Punkte der Tretbewegung

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3.2 Phasen des runden Tritts

0

3.3 Muskuläre Koordination während deiner Kurbelbewegung

12

3.4 Aktivierte Muskulatur beim runden Tritt

14

3.4.1 Gesäß- und innere Hüftmuskulatur

15

3.4.2 Muskulatur des Oberschenkels (Adduktoren)

15

3.4.3. Muskulatur des Oberschenkels (Vorderseite) 16

3.4.4 Muskulatur des Oberschenkels (Rückseite ­ ischiocrurale

Muskulatur) 16

3.4.5 Muskulatur des Unterschenkels (Extensoren) 17

3.4.6 Muskulatur des Unterschenkels (Peronaeusgruppe) 17

3.4.7 Muskulatur des Unterschenkels (Flexoren) 18

4 Vergleich der Tretökonomie bei verschiedenen Pedalsystemen 18

4.1 Untersuchungsaufbau und Methodik 18

4.2 Probandendaten . 21

4.3 Verwendete Untersuchungsmaterialien 21

4.4 Qualitative Auswertung 22

4.5 Quantitative Auswertung 31

4.5.1

Berechnung der Ergebnisse 32

4.5.2

Diskussion 38

5 Vergleichende Studien 41

5.1 Studie nach Hillebrecht M, Schwirtz A, Stapelfeldt B, Stockhausen W,

Bührle M. 42

5.2 Zusammenfassung 44

6. Literaturverzeichnis 46

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1 VORWORT UND DANKSAGUNG

Diese Arbeit wurde im Zuge der VU Quantitative Forschungsmethoden am USZ Schmelz

verfasst. Als Grund für die Themenwahl kann in erster Linie persönliches Interesse

meinerseits dem Radsport ­ speziell dem Mountainbikesport - gegenüber gesehen

werden. Da ich im Studium und im Speziellen in meiner Ausbildung zum staatlich

geprüften Mountainbikeinstruktor oftmals mit diesem Thema konfrontiert worden bin,

beschloss ich mich mit diesem Thema eingehender zu beschäftigen.

An dieser Stelle möchte ich mich beim Lehrveranstaltungsleiter Herrn Ass.-Prof. Mag. Dr.

Harald Tschan und dem Leiter der Biomechanikabteilung Herrn Dipl.-Sporting. Dr. Mario

Heller für die Kooperation und die Bereitstellung des Biomechanischen Labors bzw. des

nötigen Equipments bedanken. Weiters möchte ich hier meine beiden Kollegen Herwig

Langer und Peter Cermak erwähnen, ohne deren Hilfe die Entstehung dieser Arbeit nicht

möglich gewesen wäre. Auch sei hier die Unterstützung und Kooperation unserer

Untersuchungsprobanden erwähnt

2 EINLEITUNG

Der Radsport zählt zu den am meisten verbreiteten ­ und in der Sportwissenschaft

bezüglich Biomechanik und Trainingswissenschaft am häufigsten untersuchten -

Sportarten weltweit. In jeder der großen Vielzahl von Disziplinen und deren

Unterkategorien werden von Sportlern im Allgemeinen und Hochleistungsathleten im

Speziellen teils extreme Leistungen erbracht. So zählt beispielsweise im Straßenradsport

die Tour de France mit Km in Tagen zu den härtesten Herausforderungen, in

Österreich speziell sei der Mountainbikemarathon in Bad Goisern erwähnt, welcher mit

203 km mit knappen 6818 Höhenmeter vom Sieger 2006 in unglaublichen 10h und 15 min

bei einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 9.8 km/h absolviert wurde.

Angesichts solcher körperlicher Leistungen wird deutlich, dass ebensolche Ergebnisse

nicht rein auf einen perfekt erarbeiteten Trainingsplan, sondern zum Beispiel auch auf die

Interaktion mit der Biomechanik bzw. der Bewegungswissenschaft zurückzuführen sind.

So ist es beispielsweise unerlässlich, dass der Sportler und sein Gerät betreffend

Rahmengröße, Sitzhöhe, Übersetzungsverhältnis, Lenkerbreite und Oberrohrlänge

optimal aufeinander abgestimmt sind. Weiters spielt in diesem Bereich das Know-how

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zum Erreichen einer optimalen Rahmengeometrie bzw. -steifigkeit und ­gewicht zur

Maximierung der Übertragung der Vortriebsenergie der arbeitenden Muskulatur eines

Radsportlers in Vortriebsenergie eine nicht zu verachtende Rolle, da jeder Energieverlust

in diesem Bereich eine schnellere Ermüdung mit sich zieht und damit über Sieg und

Niederlage im Wettkampf entscheidend ist.

An dieser Stelle wird nun deutlich, dass zur Umsetzung des optimalen Vortriebs auch die

Tretökonomisierung eine bedeutende Rolle spielt. Der in der sportwissenschaftlichen

Fachliteratur oft beschriebene ­ und umstrittene - so genannte ,,runde Tritt" soll laut einer

Vielzahl von Autoren die Tretökonomie und damit den Vortrieb effektivieren und durch

Entlastung der Streckermuskulatur die psychophysische Ermüdungswiderstandsfähigkeit

­ also die Ausdauerfähigkeit erhöhen. Jedoch finden sich in der Literatur unterschiedliche

Meinungen bzw. Untersuchungsergebnisse bezüglich der Sinnhaftigkeit und der

grundsätzlichen Existenz des Phänomens ,,runder Tritt".

Ziel der vorliegenden Arbeit soll es nun sein, mittels Auswertung von EMG-Signalen die

Existenz des runden Tritts zu beweisen oder zu verneinen. An dieser Stelle sei an die

Arbeiten von Herwig Langer bzw. Peter Cermak verwiesen, deren EMG-Daten im Zuge

der vorliegenden Arbeit an den selben Probanden unter gleichen Bedingungen

aufgenommen wurden, sich aber mit abweichenden Themen beschäftigen.

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3. DER RUNDE TRITT

Es genügt eben nicht, einfach nur die Pedale von oben nach unten zu drücken, wenn wir unsere

Muskelkraft optimal einsetzen wollen. Es ist unbedingt erforderlich, das Leerbein mit der

Beugemuskulatur der unteren Gliedmaßen anzuheben. Unser Ziel sollte sein, das Drehmoment im

Kettenblatt und in der Tretlagerwelle möglichst konstant zu halten, und das nicht nur über ein

Umdrehung, sondern über die gesamte Dauer des Fahrens

(Gressmann M, 1995, S. 163)

In diesem Kapitel sollen die theoretischen Annahmen betreffend den runden Tritt zum

besseren Verständnis genau erklärt werden. Wie bereits in Kapitel 2 erwähnt, wird im

Radsport dem runden Tritt als Technikleitbild eine hohe Bedeutung zugemessen.

Interessant erscheint in diesem Zusammenhang der Vergleich von theoretischen

Annahmen über die ideale Trittgestaltung ­ bezeichnet als runder Tritt - mit den im Zuge

einer Untersuchung experimentell gewonnenen Daten. Hier stellt sich die Frage ob sich

diese theoretischen Annahmen mit den realen Messwerten decken oder unterscheiden.

Gibt es überhaupt den so oft postulierten runden Tritt oder welches Bewegungsverhalten

kann als runder Tritt bezeichnet werden?

In der Praxis des Radsports ist schon lange bekannt, dass der perfekte runde Tritt

offenbar nur in der Theorie existiert. Viele Autoren beschreiben dass RadfahrerInnen ­

egal ob Hobby, Amateur oder Profi ­ fast ausnahmslos Vortrieb über die Kraft ihrer

Gesäß- und Oberschenkelstreckmuskulatur erzeugen (vgl. Gressmann 1995, Hillebrecht

M, Schwirtz A, Stapelfeldt B, Stockhausen W, Bührle M, 1997). Hier besteht das Problem,

dass bei einer ausschließlichen Aktivierung der Streckmuskulatur der Vortrieb rein über

Druck am Pedal erfolgt (Druckphase), die Zug-, Hub- und Schubphase wird hierbei außer

Acht gelassen. Diese von Gressmann (1995) als Hackstil bezeichnete Methode bringt

zum einen den Nachteil, dass der Kraftarm des Drehmoments nur zu einem kurzen

Zeitpunkt ideal ist (vgl. Gressmann M, 1995, S. 164), zum anderen muss das Gewicht des

inaktiven Beines (,,Leerbein") in der Tretphase von der kontrahierenden Muskulatur des

Gegenbeines mit angehoben werden muss. Bei einem 80 kg schweren Fahrer würde dies

bedeuten, dass das Leerbein mit einer Kraft von ca. 160 N von der Streckermuskulatur

des anderen Beines hochgehievt werden muss (vgl. Gressmann 1995, S. 163).

Gressmann beschreibt den Energieverlust beim unrunden Treten mit 36%, für die Praxis

würde dies nur mehr eine 64%ige Energieeffizienz bedeuten.

Ein weiteres Beispiel für die Unökonomie des Hackstils bringen Pflug D. und Wochinger

K. (2006/07). Nimmt man bei einer 2.5-stündigen Ausfahrt eine Trittfrequenz von 90 rpm

an (insgesamt 13.500 Umdrehungen) und ein Beingewicht von 15 kg an (reine zusätzliche

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Hubarbeit des aktiven Beines 20%), werden in jenen 2.5 Stunden 30.500 kg zusätzliche

Hubarbeit geleistet.

Abbildung 1: Kurbelbewegung beim Hackstil und rundem Tritt (Konopka, 1987, S. 61)

Wie bereits kurz erwähnt, wird nur die tangentiale Kraftkomponente am Pedal als

Vortriebskraft wirksam, kommt die Pedalkraft genau senkrecht von oben, wird weder im

oberen, noch im unteren Totpunkt Drehmoment in das Kettenblatt bzw. die Tretlagerwelle

übertragen, da der Kraftarm des Drehmoments null ist.

,,Nur der senkrechte Abstand vom Drehpunkt zum Kraftangriffspunkt wandelt die Kraft in ein

maximales Drehmoment um."

(Gressmann, 1995, S. 160)

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Betreffend der am Pedal wirkenden Kräfte beschreiben Hillebrecht M, Schwirtz A,

Stapelfeldt B, Stockhausen W, Bührle M, (1997) drei verschiedene Kräfte, welche auf das

Pedal wirksam werden:

F resultierend = einwirkende/resultierende

Kraft

F tangential = vortriebswirksame Kraft

F radial = unwirksame/radiale Kraft

Abbildung 2: Am Pedal angreifende Kräfte nach Hillebrecht M, Schwirtz A, Stapelfeldt B, Stockhausen

W, Bührle M, (1997).

1. Radialkraft ­ sie erzeugt keinen Vortrieb, sondern verursacht primär eine

Längung/Stauchung der Kurbel oder Reibung im Lager

2. Tangentialkraft ­ vortriebswirksame Kraft. Steht immer im rechten Winkel zum

Kurbelarm

3. resultierende Kraft ­ beide genannten Kräfte ergeben die resultierende, tatsächlich

a Pedal angreifende Kraft

Je näher die resultierende Pedalkraft der Tangentialkraft angenähert werden kann, desto

höher ist der biomechanische Wirkungsgrad, die Radialkraft sollte also möglichst gering

gehalten werden. Aus biomechanischer Sicht wäre ein Optimum erreicht, wenn möglichst

die gesamte resultierende Pedalkraft in tangentiale Kraft umgesetzt werden könnte ­ dies

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