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

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

1 Einleitung

2 Problemstellung

3 Theoretische Betrachtung der Thematik
3.1 Aktueller Forschungsstand im Sprint
3.1.1 Abgrenzung der einzelnen Laufabschnitte der Sprinttechnik
3.1.2 Die Phasenstruktur des „freien“ Sprintschrittes
3.2 Entwicklung eines Technikleitbildes des Sprints (2. Beschleunigungsphase)
3.2.1 Allgemeines zur Schrittlänge und Schrittfrequenz
3.2.2 Stützzugphase
3.2.3 Ausschwungphase
3.2.4 Kniehubschwungphase
3.2.5 Schwungzugphase
3.2.6 Allgemeine Merkmale
3.2.6.1 Maximale KSP-Geschwindigkeit in Laufrichtung
3.2.6.2 Schrittlänge
3.2.6.3 Schrittfrequenz
3.2.6.4 Verlauf der Oberkörpervorlage
3.2.6.4 KSP-Schwankung
3.2.6.5 Weg-Zeit-Kurve
3.2.7 Zusammenfassung des Technikleitbildes

4 Untersuchung der Bewegungskinematik
4.1 Methodik
4.1.1 Untersuchungsgut
4.1.2 Räumliche Gegebenheiten
4.1.3 Materielle Gegebenheiten
4.1.4 Messgeräte
4.1.4.1 Motion Analysis
4.1.4.2 Cortex Software 1.1.4.368
4.1.4.3 SIMI Motion 7.5
4.1.4.4 Videokamera
4.1.4.5 Startblock
4.1.5 Untersuchungsdesign
4.1.6 Untersuchungsdurchführung
4.1.6.1 Vorbereitungen der Aufnahmen
4.1.6.2 Durchführung der Aufnahmen
4.1.7 Bearbeitung der Aufnahmen
4.1.7.1 Zuordnung der Marker
4.1.7.2 Glätten
4.1.7.3 Schneiden
4.1.7.4 Bestimmung des besten Laufes
4.1.7.5 Virtuelle Marker
4.1.7.6 KSP-Berechnung
4.1.8 Auswertung der Daten
4.1.8.1 Berechnung der allgemeinen Merkmale
4.1.8.2 Messungen der Merkmale in der Stützzugphase
4.1.8.3 Messungen der Merkmale in der Ausschwungphase
4.1.8.4 Messungen der Merkmale in der Kniehubschwungphase
4.1.8.5 Messungen der Merkmale in der Schwungzugphase
4.1.8.6 Zusammenfassung aller Schrittphasen
4.2 Darstellung und Bewertung der Ergebnisse
4.2.1 Proband 1
4.2.1.1 Berechnung der allgemeinen Merkmale
4.2.1.2 Untersuchung der Merkmale zur Stützzugphase
4.2.1.3 Untersuchung der Merkmale zur Ausschwungphase
4.2.1.4 Untersuchung der Merkmale zur Kniehubschwungphase
4.2.1.5 Untersuchung der Merkmale zur Schwungzugphase
4.2.1.6 Zusammenfassung aller Schrittphasen
4.2.2 Proband 2
4.2.2.1 Berechnung der allgemeinen Merkmale
4.2.2.2 Untersuchung der Merkmale zur Stützzugphase
4.2.2.3 Untersuchung der Merkmale zur Ausschwungphase
4.2.2.4 Untersuchung der Merkmale zur Kniehubschwungphase
4.2.2.5 Untersuchung der Merkmale zur Schwungzugphase
4.2.2.6 Zusammenfassung aller Schrittphasen
4.2.3 Proband 3
4.2.3.1 Berechnung der allgemeinen Merkmale
4.2.3.2 Untersuchung der Merkmale zur Stützzugphase
4.2.3.3 Untersuchung der Merkmale zur Ausschwungphase
4.2.3.4 Untersuchung der Merkmale zur Kniehubschwungphase
4.2.3.5 Untersuchung der Merkmale zur Schwungzugphase
4.2.3.6 Zusammenfassung aller Schrittphasen
4.2.4 Proband 4
4.2.4.1 Berechnung der allgemeinen Merkmale
4.2.4.2 Untersuchung der Merkmale zur Stützzugphase
4.2.4.3 Untersuchung der Merkmale zur Ausschwungphase
4.2.4.4 Untersuchung der Merkmale zur Kniehubschwungphase
4.2.4.5 Untersuchung der Merkmale zur Schwungzugphase
4.2.4.6 Zusammenfassung aller Schrittphasen
4.2.5 Proband 5
4.2.5.1 Berechnung der allgemeinen Merkmale
4.2.5.2 Untersuchung der Merkmale zur Stützzugphase
4.2.5.3 Untersuchung der Merkmale zur Ausschwungphase
4.2.5.4 Untersuchung der Merkmale zur Kniehubschwungphase
4.2.5.5 Untersuchung der Merkmale zur Schwungzugphase
4.2.5.6 Zusammenfassung aller Schrittphasen
4.2.6 Proband 6
4.2.6.1 Berechnung der allgemeinen Merkmale
4.2.6.2 Untersuchung der Merkmale zur Stützzugphase
4.2.6.3 Untersuchung der Merkmale zur Ausschwungphase
4.2.6.4 Untersuchung der Merkmale zur Kniehubschwungphase
4.2.6.5 Untersuchung der Merkmale zur Schwungzugphase
4.2.6.6 Zusammenfassung aller Schrittphasen
4.2.7 Proband 7
4.2.7.1 Berechnung der allgemeinen Merkmale
4.2.7.2 Untersuchung der Merkmale zur Stützzugphase
4.2.7.3 Untersuchung der Merkmale zur Ausschwungphase
4.2.7.4 Untersuchung der Merkmale zur Kniehubschwungphase
4.2.7.5 Untersuchung der Merkmale zur Schwungzugphase
4.2.7.6 Zusammenfassung aller Schrittphasen
4.2.8 Proband 8
4.2.8.1 Berechnung der allgemeinen Merkmale
4.2.8.2 Untersuchung der Merkmale zur Stützzugphase
4.2.8.3 Untersuchung der Merkmale zur Ausschwungphase
4.2.8.4 Untersuchung der Merkmale zur Kniehubschwungphase
4.2.8.5 Untersuchung der Merkmale zur Schwungzugphase
4.2.8.6 Zusammenfassung aller Schrittphasen
4.2.9 Proband 9
4.2.9.1 Berechnung der allgemeinen Merkmale
4.2.9.2 Untersuchung der Merkmale zur Stützzugphase
4.2.9.3 Untersuchung der Merkmale zur Ausschwungphase
4.2.9.4 Untersuchung der Merkmale zur Kniehubschwungphase
4.2.9.5 Untersuchung der Merkmale zur Schwungzugphase
4.2.9.6 Zusammenfassung aller Schrittphasen
4.2.10 Proband 10
4.2.10.1 Berechnung der allgemeinen Merkmale
4.2.10.2 Untersuchung der Merkmale zur Stützzugphase
4.2.10.3 Untersuchung der Merkmale zur Ausschwungphase
4.2.10.4 Untersuchung der Merkmale zur Kniehubschwungphase
4.2.10.5 Untersuchung der Merkmale zur Schwungzugphase
4.2.10.6 Zusammenfassung aller Schrittphasen
4.3 Diskussion der Ergebnisse
4.3.1 Methodenkritik
4.3.1.1 Untersuchungsgut
4.3.1.2 Aufnahme und Messgeräte
4.3.1.3 Auswertung
4.3.2 Interpretation der Ergebnisse
4.3.3 Ergebnisse der allgemeinen Merkmale
4.3.4 Ergebnisse der Stützzugphase
4.3.5 Ergebnisse der Ausschwungphase
4.3.6 Ergebnisse der Kniehubschwungphase
4.3.7 Ergebnisse der Schwungzugphase
4.3.8 Exemplarischer Vergleich zweier Probanden
4.4 Schlussfolgerungen

5 Ausblick

6 Zusammenfassung

7 Literaturverzeichnis

8 Anhang

Abbildungsverzeichnis

Abb. 1: Phasenstruktur des Sprintschrittes - orthodoxer Ansatz

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

Abb. 3: Phasenstruktur des Sprintschrittes - funktionaler Ansatz

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

Abb. 5: Impact - Beginn der Stützzugphase

Abb. 6: Bild 1 - Guter Fußaufsatz (Ballen); Bild 2 - Schlechter Fußaufsatz ( Ferse)

Abb. 7: Geschwindigkeitsänderungen im KSP

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

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

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

Abb. 11: Messpunkte der Hüftstreckung

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

Abb. 13: Ende der Kniehubschwungphase mit gemessenen Winkel

Abb. 14: Ende der Schwungzugphase

Abb. 15: Hüftwinkelgeschwindigkeit

Abb. 16: Verlauf der KSP-Geschwindigkeit in Laufrichtung

Abb. 17: Verlauf der Oberkörpervorlage

Abb. 18: Verlauf der Oberkörpervorlage eines rhythmischen Läufers

Abb. 19: Betrachtung der KSP-Schwankung

Abb. 20: Weg-Zeit-Kurve zweier Athleten

Abb. 21: Infrarotkamera Typ Eagle

Abb. 22: Cortex 1.1.4.368 der Firma Motion Analysis

Abb. 23: SIMI Motion 7

Abb. 24: Digitalkamera zur Aufnahme der Referenzvideos

Abb. 25: Startblock - Typ Dynamic

Abb. 26: Kameraaufstellungen mit jeweiligem Aufnahmebereich

Abb. 27: Untersuchungsaufbau

Abb. 28: Markerpositionen

Abb. 29: Zuordnung der einzelnen Markerpunkte

Abb. 30: Zuschneiden der Trackfiles

Abb. 31: Vergleich von zwei Läufen

Abb. 32: Berechnung der virtuellen Marker

Abb. 33: KSP-Berechnung in Cortex

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

Abb. 35: Schrittlängenbestimmung

Abb. 36: Bestimmung der Beinlänge

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

Abb. 38: Winkel zur Bestimmung der Oberkörpervorlage

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

Abb. 40: Darstellung der Oberkörpervorlage in SIMI

Abb. 41: vertikale KSP-Schwankung

Abb. 42: Weg-Zeit-Kurve

Abb. 43: Unterschiedlicher Verlauf der KSP- Beschleunigungskurve

Abb. 44: Unterschiedlicher Verlauf der KSP- Beschleunigungskurve

Abb. 45: Bestimmung des Kniewinkels in Cortex

Abb. 46: Bestimmung Phasenende Ausschwungphase

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

Abb. 48: korrekte Winkelberechnung für Hüftstreckung in SIMI Motion

Abb. 49: Darstellung der Hüftwinkelgeschwindigkeit in SIMI Motion

Abb. 50: Punktdiagramm der Hüftwinkelgeschwindigkeit

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

Abb. 52: Balkendiagramm zur Zusammenfassung der Schrittphasen

Abb. 53: max. KSP-Geschwindigkeiten, Proband

Abb. 54: Screenshot vY(KSP), Proband

Abb. 55: Untersuchung der Schrittlänge, Proband

Abb. 56: Schrittfrequenz, Proband

Abb. 57: Verlauf Körpervorlage, Proband

Abb. 58: vertikale KSP-Schwankung, Proband

Abb. 59: Weg-Zeit-Kurve, Proband

Abb. 60: Bodenkontaktzeit, Proband

Abb. 61: Geschwindigkeitsänderungen im KSP, Proband

Abb. 62: Impulsänderung, Proband

Abb. 63: Wege im Kniegelenk, Proband

Abb. 64: Phasendauer Ausschwungphase, Proband

Abb. 65: Hüftstreckung, Proband

Abb. 66: Kniegeschwindigkeit am Ende der Ausschwungphase, Proband

Abb. 67: Screenshots, Ende Ausschwungphase; Proband

Abb. 68: Phasendauer Kniehubschwungphase, Proband

Abb. 69: Winkel max. Kniehub, Proband

Abb. 70: Screenshots, Ende Kniehubschwungphase; Proband

Abb. 71: Phasendauer Schwungzugphase, Proband

Abb. 72: Hüftwinkelgeschwindigkeit, Proband

Abb. 73: Horizontale Distanz Sprunggelenk - Hüfte, Proband

Abb. 74: Screenshots, Ende Schwungzugphase; Proband

Abb. 75: Phasendauer Gesamt, Proband

Abb. 76: max. KSP-Geschwindigkeiten, Proband

Abb. 77: Screenshot vY(KSP), Proband

Abb. 78: Untersuchung der Schrittlänge, Proband

Abb. 79: Schrittfrequenz, Proband

Abb. 80: Verlauf Körpervorlage, Proband

Abb. 81: vertikale KSP-Schwankung, Proband

Abb. 82: Weg-Zeit-Kurve, Proband

Abb. 83: Bodenkontaktzeit, Proband

Abb. 84: Geschwindigkeitsänderungen im KSP, Proband

Abb. 85: Impulsänderung, Proband

Abb. 86: Wege im Kniegelenk, Proband

Abb. 87: Phasendauer Ausschwungphase, Proband

Abb. 88: Hüftstreckung, Proband

Abb. 89: Kniegeschwindigkeit am Ende der Ausschwungphase, Proband

Abb. 90: Screenshots, Ende Ausschwungphase; Proband

Abb. 91: Phasendauer Kniehubschwungphase, Proband

Abb. 92: Winkel max. Kniehub, Proband

Abb. 93: Screenshots, Ende Kniehubschwungphase; Proband

Abb. 94: Phasendauer Schwungzugphase, Proband

Abb. 95: Hüftwinkelgeschwindigkeit, Proband

Abb. 96: Horizontale Distanz Sprunggelenk - Hüfte, Proband

Abb. 97: Screenshots, Ende Schwungzugphase; Proband

Abb. 98: Phasendauer Gesamt, Proband

Abb. 99: max. KSP-Geschwindigkeiten, Proband

Abb. 100: Screenshot vY(KSP), Proband

Abb. 101: Untersuchung der Schrittlänge, Proband

Abb. 102: Schrittfrequenz, Proband

Abb. 103: Verlauf Körpervorlage, Proband

Abb. 104: vertikale KSP-Schwankung, Proband

Abb. 105: Weg-Zeit-Kurve, Proband

Abb. 106: Bodenkontaktzeit, Proband

Abb. 107: Geschwindigkeitsänderungen im KSP, Proband

Abb. 108: Impulsänderung, Proband

Abb. 109: Wege im Kniegelenk, Proband

Abb. 110: Phasendauer Ausschwungphase, Proband

Abb. 111: Hüftstreckung, Proband

Abb. 112: Kniegeschwindigkeit am Ende der Ausschwungphase, Proband

Abb. 113: Screenshots, Ende Ausschwungphase; Proband

Abb. 114: Phasendauer Kniehubschwungphase, Proband

Abb. 115: Winkel max. Kniehub, Proband

Abb. 116: Screenshots, Ende Kniehubschwungphase; Proband

Abb. 117: Phasendauer Schwungzugphase, Proband

Abb. 118: Hüftwinkelgeschwindigkeit, Proband

Abb. 119: Horizontale Distanz Sprunggelenk - Hüfte, Proband

Abb. 120: Screenshots, Ende Schwungzugphase; Proband

Abb. 121: Phasendauer Gesamt, Proband

Abb. 122: max. KSP-Geschwindigkeiten, Proband

Abb. 123: Screenshot vY(KSP), Proband

Abb. 124: Untersuchung der Schrittlänge, Proband

Abb. 125: Schrittfrequenz, Proband

Abb. 126: Verlauf Körpervorlage, Proband

Abb. 127: vertikale KSP-Schwankung, Proband

Abb. 128: Weg-Zeit-Kurve, Proband

Abb. 129: Bodenkontaktzeit, Proband

Abb. 130: Geschwindigkeitsänderungen im KSP, Proband

Abb. 131: Impulsänderung, Proband

Abb. 132: Wege im Kniegelenk, Proband

Abb. 133: Phasendauer Ausschwungphase, Proband

Abb. 134: Hüftstreckung, Proband

Abb. 135: Kniegeschwindigkeit am Ende der Ausschwungphase, Proband

Abb. 136: Screenshots, Ende Ausschwungphase; Proband

Abb. 137: Phasendauer Kniehubschwungphase, Proband

Abb. 138: Winkel max. Kniehub, Proband

Abb. 139: Screenshots, Ende Kniehubschwungphase; Proband

Abb. 140: Phasendauer Schwungzugphase, Proband

Abb. 141: Hüftwinkelgeschwindigkeit, Proband

Abb. 142: Horizontale Distanz Sprunggelenk - Hüfte, Proband

Abb. 143: Screenshots, Ende Schwungzugphase; Proband

Abb. 144: Phasendauer Gesamt, Proband

Abb. 145: max. KSP-Geschwindigkeiten, Proband

Abb. 146: Screenshot vY(KSP), Proband

Abb. 147: Untersuchung der Schrittlänge, Proband

Abb. 148: Schrittfrequenz, Proband

Abb. 149: Verlauf Körpervorlage, Proband

Abb. 150: vertikale KSP-Schwankung, Proband

Abb. 151: Weg-Zeit-Kurve, Proband

Abb. 152: Bodenkontaktzeit, Proband

Abb. 153: Geschwindigkeitsänderungen im KSP, Proband

Abb. 154: Impulsänderung, Proband

Abb. 155: Wege im Kniegelenk, Proband

Abb. 156: Phasendauer Ausschwungphase, Proband

Abb. 157: Hüftstreckung, Proband

Abb. 158: Kniegeschwindigkeit bei Ende der Ausschwungphase, Proband

Abb. 159: Screenshots, Ende Ausschwungphase; Proband

Abb. 160: Phasendauer Kniehubschwungphase, Proband

Abb. 161: Winkel max. Kniehub, Proband

Abb. 162: Screenshots, Ende Kniehubschwungphase; Proband

Abb. 163: Phasendauer Schwungzugphase, Proband

Abb. 164: Hüftwinkelgeschwindigkeit, Proband

Abb. 165: Horizontale Distanz Sprunggelenk - Hüfte, Proband

Abb. 166: Screenshots, Ende Schwungzugphase; Proband

Abb. 167: Phasendauer Gesamt, Proband

Abb. 168: max. KSP-Geschwindigkeiten, Proband

Abb. 169: Screenshot vY(KSP), Proband

Abb. 170: Untersuchung der Schrittlänge, Proband

Abb. 171: Schrittfrequenz, Proband

Abb. 172: Verlauf Körpervorlage, Proband

Abb. 173: vertikale KSP-Schwankung, Proband

Abb. 174: Weg-Zeit-Kurve, Proband

Abb. 175: Bodenkontaktzeit, Proband

Abb. 176: Geschwindigkeitsänderungen im KSP, Proband

Abb. 177: Impulsänderung, Proband

Abb. 178: Wege im Kniegelenk, Proband

Abb. 179: Phasendauer Ausschwungphase, Proband

Abb. 180: Hüftstreckung, Proband

Abb. 181: Kniegeschwindigkeit am Ende der Ausschwungphase, Proband

Abb. 182: Screenshots, Ende Ausschwungphase; Proband

Abb. 183: Phasendauer Kniehubschwungphase, Proband

Abb. 184: Winkel max. Kniehub, Proband

Abb. 185: Screenshots, Ende Kniehubschwungphase; Proband

Abb. 186: Phasendauer Schwungzugphase, Proband

Abb. 187: Hüftwinkelgeschwindigkeit, Proband

Abb. 188: Horizontale Distanz Sprunggelenk - Hüfte, Proband

Abb. 189: Screenshots, Ende Schwungzugphase; Proband

Abb. 190: Phasendauer Gesamt, Proband

Abb. 191: max. KSP-Geschwindigkeiten, Proband

Abb. 192: Screenshot vY(KSP), Proband

Abb. 193: Untersuchung der Schrittlänge, Proband

Abb. 194: Schrittfrequenz, Proband

Abb. 195: Verlauf Körpervorlage, Proband

Abb. 196: vertikale KSP-Schwankung, Proband

Abb. 197: Weg-Zeit-Kurve, Proband

Abb. 198: Bodenkontaktzeit, Proband

Abb. 199: Geschwindigkeitsänderungen im KSP, Proband

Abb. 200: Impulsänderung, Proband

Abb. 201: Wege im Kniegelenk, Proband

Abb. 202: Phasendauer Ausschwungphase, Proband

Abb. 203: Hüftstreckung, Proband

Abb. 204: Kniegeschwindigkeit am Ende der Ausschwungphase, Proband

Abb. 205: Screenshots, Ende Ausschwungphase; Proband

Abb. 206: Phasendauer Kniehubschwungphase, Proband

Abb. 207: Winkel max. Kniehub, Proband

Abb. 208: Screenshots, Ende Kniehubschwungphase; Proband

Abb. 209: Phasendauer Schwungzugphase, Proband

Abb. 210: Hüftwinkelgeschwindigkeit, Proband

Abb. 211: Horizontale Distanz Sprunggelenk - Hüfte, Proband

Abb. 212: Screenshots, Ende Schwungzugphase; Proband

Abb. 213: Phasendauer Gesamt, Proband

Abb. 214: max. KSP-Geschwindigkeiten, Proband

Abb. 215: Screenshot vY(KSP), Proband

Abb. 216: Untersuchung der Schrittlänge, Proband

Abb. 217: Schrittfrequenz, Proband

Abb. 218: Verlauf Körpervorlage, Proband

Abb. 219: vertikale KSP-Schwankung, Proband

Abb. 220: Weg-Zeit-Kurve, Proband

Abb. 221: Bodenkontaktzeit, Proband

Abb. 222: Geschwindigkeitsänderungen im KSP, Proband

Abb. 223: Impulsänderung, Proband

Abb. 224: Wege im Kniegelenk, Proband

Abb. 225: Phasendauer Ausschwungphase, Proband

Abb. 226: Hüftstreckung, Proband

Abb. 227: Kniegeschwindigkeit am Ende der Ausschwungphase, Proband

Abb. 228: Screenshots, Ende Ausschwungphase; Proband

Abb. 229: Phasendauer Kniehubschwungphase, Proband

Abb. 230: Winkel max. Kniehub, Proband

Abb. 231: Screenshots, Ende Kniehubschwungphase; Proband

Abb. 232: Phasendauer Schwungzugphase, Proband

Abb. 233: Hüftwinkelgeschwindigkeit, Proband

Abb. 234: Horizontale Distanz Sprunggelenk - Hüfte, Proband

Abb. 235: Screenshots, Ende Schwungzugphase; Proband

Abb. 236: Phasendauer Gesamt, Proband

Abb. 237: max. KSP-Geschwindigkeiten, Proband

Abb. 238: Screenshot vY(KSP), Proband

Abb. 239: Untersuchung der Schrittlänge, Proband

Abb. 240: Schrittfrequenz, Proband

Abb. 241: Verlauf Körpervorlage, Proband

Abb. 242: vertikale KSP-Schwankung, Proband

Abb. 243: Weg-Zeit-Kurve, Proband

Abb. 244: Bodenkontaktzeit, Proband

Abb. 245: Geschwindigkeitsänderungen im KSP, Proband

Abb. 246: Impulsänderung, Proband

Abb. 247: Wege im Kniegelenk, Proband

Abb. 248: Phasendauer Ausschwungphase, Proband

Abb. 249: Hüftstreckung, Proband

Abb. 250: Kniegeschwindigkeit am Ende der Ausschwungphase, Proband

Abb. 251: Screenshots, Ende Ausschwungphase; Proband

Abb. 252: Phasendauer Kniehubschwungphase, Proband

Abb. 253: Winkel max. Kniehub, Proband

Abb. 254: Screenshots, Ende Kniehubschwungphase; Proband

Abb. 255: Phasendauer Schwungzugphase, Proband

Abb. 256: Hüftwinkelgeschwindigkeit, Proband

Abb. 257: Horizontale Distanz Sprunggelenk - Hüfte, Proband

Abb. 258: Screenshots, Ende Schwungzugphase; Proband

Abb. 259: Phasendauer Gesamt, Proband

Abb. 260: max. KSP-Geschwindigkeiten, Proband

Abb. 261: Screenshot vY(KSP), Proband

Abb. 262: Untersuchung der Schrittlänge, Proband

Abb. 263: Schrittfrequenz, Proband

Abb. 264: Verlauf Körpervorlage, Proband

Abb. 265: vertikale KSP-Schwankung, Proband

Abb. 266: Weg-Zeit-Kurve, Proband

Abb. 267: Bodenkontaktzeit, Proband

Abb. 268: Geschwindigkeitsänderungen im KSP, Proband

Abb. 269: Impulsänderung, Proband

Abb. 270: Wege im Kniegelenk, Proband

Abb. 271: Phasendauer Ausschwungphase, Proband

Abb. 272: Hüftstreckung, Proband

Abb. 273: Kniegeschwindigkeit am Ende der Ausschwungphase, Proband

Abb. 274: Screenshots, Ende Ausschwungphase; Proband

Abb. 275: Phasendauer Kniehubschwungphase, Proband

Abb. 276: Winkel max. Kniehub, Proband

Abb. 277: Screenshots, Ende Kniehubschwungphase; Proband

Abb. 278: Phasendauer Schwungzugphase, Proband

Abb. 279: Hüftwinkelgeschwindigkeit, Proband

Abb. 280: Horizontale Distanz Sprunggelenk - Hüfte, Proband

Abb. 281: Screenshots, Ende Schwungzugphase; Proband

Abb. 282: Phasendauer Gesamt, Proband 10

Tabellenverzeichnis

Tab. 1: Technikleitbild im Überblick

Tab. 2: Probandenübersicht

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

Tab. 4: Markerpositionen an Gelenkpunkten

Tab. 5: Positionen der Referenzmarker

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

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

Tab. 8: Zusammenfassung, Proband 1

Tab. 9: Zusammenfassung, Proband 2

Tab. 10: Zusammenfassung, Proband 3

Tab. 11: Zusammenfassung, Proband 4

Tab. 12: Zusammenfassung, Proband 5

Tab. 13: Zusammenfassung, Proband 6

Tab. 14: Zusammenfassung, Proband 7

Tab. 15: Zusammenfassung, Proband 8

Tab. 16: Zusammenfassung, Proband 9

Tab. 17: Zusammenfassung, Proband 10

Tab. 18: Interpretation der Ergebnisse der allgemeinen Merkmale

Tab. 19: Interpretation der Ergebnisse der Stützzugphase

Tab. 20: Interpretation der Ergebnisse der Ausschwungphase

Tab. 21: Interpretation der Ergebnisse der Kniehubschwungphase

Tab. 22: Interpretation der Ergebnisse der Schwungzugphase

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

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

Tab. 25: Datenübersicht Proband 1

Tab. 26: Datenübersicht Proband 2

Tab. 27: Datenübersicht Proband 3

Tab. 28: Datenübersicht Proband 4

Tab. 29: Datenübersicht Proband 5

Tab. 30: Datenübersicht Proband 6

Tab. 31: Datenübersicht Proband 7

Tab. 32: Datenübersicht Proband 8

Tab. 33: Datenübersicht Proband 9

Tab. 34: Datenübersicht Proband 10

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

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 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.

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.

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.

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 Untersuchungen 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 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 Beschleunigungsphase 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 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 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.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

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 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).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

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 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).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

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).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

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)

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.

Die Geschwindigkeit v ergibt sich bekannter Weise aus der zurückgelegten Strecke s und der dafür benötigten Zeit t:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

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 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).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

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).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

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.

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.

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).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

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 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.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

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).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

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).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

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.

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).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

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).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

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).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

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).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

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 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.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

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.

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).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

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 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).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 17: Verlauf der Oberkörpervorlage

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

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 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.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

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.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 20: Weg-Zeit-Kurve zweier Athleten

3.2.7 Zusammenfassung des Technikleitbildes

Tab. 1: Technikleitbild im Überblick

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

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

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

[...]