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

Inhaltsverzeichnis

Vorwort

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 im Abschnitt der Startbeschleu nigung
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
3.2.6.5 KSP-Schwankung
3.2.7 Zusammenfassung des Technikleitbildes

4 Untersuchung der Bewegungskinematik in der ersten Beschleunigungsphase
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 Marker Zuordnung
4.1.7.2 Glätten
4.1.7.3 Schneiden
4.1.7.4 Bestimmung bester Lauf
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 Messung 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
4.1.7.5 Messungen der Merkmale in der Schwungzugphase
4.2 Darstellung und Bewertung der Ergebnisse
4.2.1 Ergebnisse Proband 1
4.2.2 Ergebnisse Proband 2
4.2.3 Ergebnisse Proband 3
4.2.4 Ergebnisse Proband 4
4.2.5 Ergebnisse Proband 5
4.2.6 Ergebnisse Proband 6
4.2.7 Ergebnisse Proband 7
4.2.8 Ergebnisse Proband 8
4.2.9 Ergebnisse Proband 9
4.2.10 Ergebnisse Proband 10
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
4.3.2.1 Ergebnisse der allgemeinen Merkmale
4.3.2.2 Ergebnisse der Stützzugphase
4.3.2.3 Ergebnisse der Ausschwungphase
4.3.2.4 Ergebnisse der Kniehubschwungphase
4.3.2.5 Ergebnisse der Schwungzugphase
4.3.2.6 Exemplarischer Vergleich schneller und langsamer Proband
4.4 Schlussfolgerungen

5 Ausblick

6 Zusammenfassung

7 Literaturverzeichnis

8 Anhang

Vorwort

Die vorliegende Arbeit ist im Zeitraum zwischen Mai und November 2010 an der Universität der Bundeswehr München, am Institut für Sportwissenschaften und Sport für das Lehrgebiet Bewegungs- und Trainingswissenschaften, entstanden. Diese Arbeit schloss sich, fast nahtlos, an ein zuvor bearbeitetes Projekt zur maxi- malen Geschwindigkeit im Sprint an. Mein Dank gilt deshalb allen Beteiligten, die am Entstehen dieser Diplomarbeit mitgewirkt haben. Ich möchte Trainer Tobias Heller danken, der diese Untersuchungen durch die Organisation der Probanden erst mög- lich machte und ich danke ihm für seine Geduld, die er hatte bis die Endfassung der Untersuchungsergebnisse vorlag.

Vor allem möchte ich mich auch bei Herrn Diplomsportlehrer Andreas Born bedanken, der mich während der gesamten Zeit mit hohem Engagement betreute. Besonderer Dank gilt ihm, da er jederzeit bei Fragen oder Problemen zur Verfügung stand und mich durch seine fachkundige Beratung unterstützte. Mit seinen Vorstellungen von Bewegung gab er stets wertvolle Ideen.

Abbildungsverzeichnis

Abb. 1.: Phasenstruktur des Sprintschrittes - orthodoxer Absatz (Letzelter & Letzelter 2005, S. 272)

Abb. 2: Phasenstruktur des Sprints: Unterscheidung in hintere und vordere Schwung und Stützphase (Bauersfeld & Schröter, 1998, S. 121)

Abb. 3: Phasenstruktur des Sprintschrittes - funktionaler Ansatz (Letzelter & Letzelter, 2005, S. 273)

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

Abb. 5: Impact - Beginn der Stützzugphase

Abb. 6: Bild 1 - Guter Fußaufsatz mit dem Ballen; Bild 2 - Schlechter Fußaufsatz mit der Ferse

Abb. 7: Niedrige und positive Bremsstöße während der Startbeschleunigung

Abb. 8: Horizontale Bodenreaktionskräfte und ihre Wirkungsdauer im Abschnitt der Beschleunigung und der maximalen Geschwindigkeit (Letzelter & Letzelter, 2005, S. 266)

Abb. 9: Darstellung der Vektoren der Impulsänderung (Schritt 8 hier zu hoch)

Abb. 10: Kontaktzeiten während der Startbeschleunigung

Abb. 11: Altes (links) und neues Ende der Ausschwungphase (rechts)

Abb. 12: Messpunkte der Hüftstreckung (Winkel im Take Off, Maximum und wenn die

Abb. 13: Hüftstreckung zu Beginn (rechts) und Ende der Beschleunigungsphase (links)

Abb. 14: Ende der Kniehubschwungphase mit gemessenen Winkel

Abb. 15: Ende der Schwungzugphase unmittelbar vor dem Bodenkontakt

Abb. 16: Darstellung der Hüftwinkelgeschwindigkeit

Abb. 17: Verlauf der KSP-Geschwindigkeit in Laufrichtung

Abb. 18: Verlauf der Oberkörpervorlage mit Kennzeichnung der Werte

Abb. 19: Verlauf der Oberkörpervorlage eines guten rhythmischer Läufers

Abb. 20: Betrachtung der KSP-Schwankung

Abb. 21: Darstellung der Zeiten über 5 und 10 m

Abb. 22: Digitalkamera Typ Eagle

Abb. 23: Aufnahme- und Auswerteprogramm Cortex der Firma Motion Analysis

Abb. 24: Auswertesoftware SIMI Motion 7.5

Abb. 25: Digitalkamera zur Aufnahme der Referenzvideos

Abb. 26: Startblock - Typ Dynamic

Abb. 27: Kameraaufstellungen mit jeweiligem Aufnahmebereich

Abb. 28: Untersuchungsaufbau

Abb. 29: Markerpositionen

Abb. 30: Zuordnung der einzelnen Markerpunkte

Abb. 31: Festlegung Schnittpunkt für Start anhand der Schulterbewegung

Abb. 32: Vergleich von zwei Läufen

Abb. 33: Berechnung der virtuellen Marker

Abb. 34: KSP-Berechnung in Cortex

Abb. 35: Beschleunigungskurve zur Ermittlung von Impact, Abdruck und Take Off

Abb. 36: Bestimmung der Schrittlänge

Abb. 37: Bestimmung der Beinlänge

Abb. 38: Beispiel Verlauf der KSP-Geschwindigkeit in Laufrichtung

Abb. 39: Verwendeter Winkel zur Bestimmung der Oberkörpervorlage

Abb. 40: Laden des TRC-File in SIMI Motion

Abb. 41: Darstellung der Oberkörpervorlage in SIMI mit Markierung der Schritte und Maximalwerte

Abb. 42: Darstellung der KSP-Schwankung

Abb. 43: Beschleunigungskurve bei hoher Anfangsbeschleunigung und großer Körpervorlage

Abb. 44: Unterschiedlicher Verlauf der KSP- Beschleunigungskurve

Abb. 45: Bestimmung des Kniewinkels

Abb. 46: Bestimmung Phasenende Ausschwungphase (Oberschenkel senkrecht zum Boden)

Abb. 47: Zeitpunkt der maximalen Hüftstreckung mit falscher Darstellung im Cortex

Abb. 48: Winkeleigenschaften zur Bestimmung der Hüftstreckung

Abb. 49: Auswahl der korrekten Winkelberechnung für den Hüftwinkel in SIMI Motion

Abb. 50: Winkeleigenschaften zur Bestimmung des Hüftwinkelgeschwindigkeit

Abb. 51: Darstellung der Hüftwinkelgeschwindigkeit in der Schwungzugphase

Abb. 52: Veranschauung der vertikalen Distanz Sprunggelenk - Hüfte unmittelbar vor dem Fußaufsatz

Abb. 53: Proband 1 - Maximale KSP-Geschwindigkeiten in Laufrichtung mit den Differenzen zum vorhergehenden Schritt

Abb. 54: Proband 1 - Verlauf der KSP-Geschwindigkeit in Laufrichtung

Abb. 55: Proband 1 - KSP-Geschwindigkeit in Laufrichtung und Differenzen zum vorhergehenden Schritt in Prozent zur v max

Abb. 56: Proband 1 - Schrittlänge und Differenzen zum vorhergehenden Schritt

Abb. 57: Proband 1 - Relation der Schrittlänge zur Beinlänge und Schrittfrequenz

Abb. 58: Proband 1 - Verlauf der Körpervorlage

Abb. 59: Proband 1 - KSP-Schwankung in Z-Richtung: Maximalwerte und Verlauf

Abb. 60: Proband 1 - Weg-Zeit-Diagramm

Abb. 61: Proband 1 - Kontaktzeiten

Abb. 62: Proband 1 - Geschwindigkeitsänderung im KSP und Vektoren der Impulsänderung

Abb. 63: Proband 1 - Kniegelenksbeugung und -streckung

Abb. 64: Proband 1 - Phasendauer Ausschwungphase

Abb. 65: Proband 1 - Hüftwinkel nach dem Take Off und Maximalwerte

Abb. 66: Proband 1 - Dauer der Hüftstreckung und Kniegeschwindigkeit bei Phasenende

Abb. 67: Proband 1 - Screenshots am Ende der Ausschwungphase (Lila = Links, Rosa = Rechts)

Abb. 68: Proband 1 - Phasendauer Kniehubschwungphase und maximaler Kniehub

Abb. 69: Proband 1 - Screenshots am Ende der Kniehubschwungphase (Lila = Links, Rosa = Rechts)

Abb. 70: Proband 1 - Phasendauer Schwungzugphase und Verlauf der Hüftwinkelgeschwindigkeit

Abb. 71: Proband 1 - Entfernungen des Fußaufsatzes vom Sprunggelenk zur Hüfte

Abb. 72: Proband 1 - Screenshots zum Ende der Schwungzugphase (Lila = Links, Blau = Rechts)

Abb. 73: Proband 1 - Phasendauer Gesamt

Abb. 74: Proband 2 - Maximale KSP-Geschwindigkeiten in Laufrichtung mit den Differenzen zum vorhergehenden Schritt

Abb. 75: Proband 2 - Verlauf der KSP-Geschwindigkeit in Laufrichtung

Abb. 76: Proband 2 - KSP-Geschwindigkeit in Laufrichtung und Differenzen zum vorhergehenden Schritt in Prozent zur v max

Abb. 77: Proband 2 - Schrittlänge und Differenzen zum vorhergehenden Schritt

Abb. 78: Proband 2 - Relation der Schrittlänge zur Beinlänge und Schrittfrequenz

Abb. 79: Proband 2 - Verlauf der Körpervorlage

Abb. 80: Proband 2 - KSP-Schwankung in Z-Richtung: Maximalwerte und Verlauf

Abb. 81: Proband 2 - Weg-Zeit-Diagramm

Abb. 82: Proband 2 - Kontaktzeiten

Abb. 83: Proband 2 - Geschwindigkeitsänderung im KSP und Vektoren der Impulsänderung

Abb. 84: Proband 2 - Kniegelenksbeugung und -streckung

Abb. 85: Proband 2 - Phasendauer Ausschwungphase

Abb. 86: Proband 2 - Hüftwinkel nach dem Take Off und Maximalwerte

Abb. 87: Proband 2 - Dauer der Hüftstreckung und Kniegeschwindigkeit bei Phasenende

Abb. 88: Proband 2 - Screenshots am Ende der Ausschwungphase (Lila = Links, Rosa = Rechts)

Abb. 89: Proband 2 - Phasendauer Kniehubschwungphase und maximaler Kniehub

Abb. 90: Proband 2 - Screenshots am Ende der Kniehubschwungphase (Lila = Links, Rosa = Rechts)

Abb. 91: Proband 2 - Phasendauer Schwungzugphase und Verlauf der Hüftwinkelgeschwindigkeit

Abb. 92: Proband 2 - Entfernungen des Fußaufsatzes vom Sprunggelenk zur Hüfte

Abb. 93: Proband 2 - Screenshots zum Ende der Schwungzugphase (Lila = Links, Blau = Rechts)

Abb. 94: Proband 2 - Phasendauer Gesamt

Abb. 95: Proband 3 - Maximale KSP-Geschwindigkeiten in Laufrichtung mit den Differenzen zum vorhergehenden Schritt

Abb. 96: Proband 3 - Verlauf der KSP-Geschwindigkeit in Laufrichtung

Abb. 97: Proband 3 - KSP-Geschwindigkeit in Laufrichtung und Differenzen zum vorhergehenden Schritt in Prozent zur v max

Abb. 98: Proband 3 - Schrittlänge und Differenzen zum vorhergehenden Schritt

Abb. 99: Proband 3 - Relation der Schrittlänge zur Beinlänge und Schrittfrequenz

Abb. 100: Proband 3 - Verlauf der Körpervorlage

Abb. 101: Proband 3 - KSP-Schwankung in Z-Richtung: Maximalwerte und Verlauf

Abb. 102: Proband 3 - Weg-Zeit-Diagramm

Abb. 103: Proband 3 - Kontaktzeiten

Abb. 104: Proband 3 - Geschwindigkeitsänderung im KSP und Vektoren der Impulsänderung

Abb. 105: Proband 3 - Kniegelenksbeugung und -streckung

Abb. 106: Proband 3 - Phasendauer Ausschwungphase

Abb. 107: Proband 3 - Hüftwinkel nach dem Take Off und Maximalwerte

Abb. 108: Proband 3 - Dauer der Hüftstreckung und Kniegeschwindigkeit bei Phasenende

Abb. 109: Proband 3 - Screenshots am Ende der Ausschwungphase (Lila = Links, Rosa = Rechts)

Abb. 110: Proband 3 - Phasendauer Kniehubschwungphase und maximaler Kniehub

Abb. 111: Proband 3 - Screenshots am Ende der Kniehubschwungphase (Lila = Links, Rosa = Rechts)

Abb. 112: Proband 3 - Phasendauer Schwungzugphase und Verlauf der Hüftwinkelgeschwindigkeit

Abb. 113: Proband 3 - Verlauf der Hüftwinkelgeschwindigkeit während der Schwungzugphase und Entfernungen des Fußaufsatzes zur Hüfte

Abb. 114: Proband 3 - Screenshots zum Ende der Schwungzugphase (Lila = Links, Blau = Rechts)

Abb. 115: Proband 3 - Phasendauer Gesamt

Abb. 116: Proband 4 - Maximale KSP-Geschwindigkeiten in Laufrichtung mit den Differenzen zum vorhergehenden Schritt

Abb. 117: Proband 4 - Verlauf der KSP-Geschwindigkeit in Laufrichtung

Abb. 118: Proband 4 - KSP-Geschwindigkeit in Laufrichtung und Differenzen zum vorhergehenden Schritt in Prozent zur v max

Abb. 119: Proband 4 - Schrittlänge und Differenzen zum vorhergehenden Schritt

Abb. 120: Proband 4 - Relation der Schrittlänge zur Beinlänge und Schrittfrequenz

Abb. 121: Proband 4 - Verlauf der Körpervorlage

Abb. 122: Proband 4 - KSP-Schwankung in Z-Richtung: Maximalwerte und Verlauf

Abb. 123: Proband 4 - Weg-Zeit-Diagramm

Abb. 124: Proband 4 - Kontaktzeiten

Abb. 125: Proband 4 - Geschwindigkeitsänderung im KSP und Vektoren der Impulsänderung

Abb. 126: Proband 4 - Kniegelenksbeugung und -streckung

Abb. 127: Proband 4 - Phasendauer Ausschwungphase

Abb. 128: Proband 4 - Hüftwinkel nach dem Take Off und Maximalwerte

Abb. 129: Proband 4 - Dauer der Hüftstreckung und Kniegeschwindigkeit bei Phasenende

Abb. 130: Proband 4 - Screenshots am Ende der Ausschwungphase (Lila = Links, Rosa = Rechts)

Abb. 131: Proband 4 - Phasendauer Kniehubschwungphase und maximaler Kniehub

Abb. 132: Proband 4 - Screenshots am Ende der Kniehubschwungphase (Lila = Links, Rosa = Rechts)

Abb. 133: Proband 4 - Phasendauer Schwungzugphase und Verlauf der Hüftwinkelgeschwindigkeit

Abb. 134: Proband 4 - Entfernungen des Fußaufsatzes vom Sprunggelenk zur Hüfte

Abb. 135: Proband 4 - Screenshots zum Ende der Schwungzugphase (Lila = Links, Blau = Rechts)

Abb. 136: Proband 4 - Phasendauer Gesamt

Abb. 137: Proband 5 - Maximale KSP-Geschwindigkeiten in Laufrichtung mit den Differenzen zum vorhergehenden Schritt

Abb. 138: Proband 5 - Verlauf der KSP-Geschwindigkeit in Laufrichtung

Abb. 139: Proband 5 - KSP-Geschwindigkeit in Laufrichtung und Differenzen zum vorhergehenden Schritt in Prozent zur v max

Abb. 140: Proband 5 - Schrittlänge und Differenzen zum vorhergehenden Schritt

Abb. 141: Proband 5 - Relation der Schrittlänge zur Beinlänge und Schrittfrequenz

Abb. 142: Proband 5 - Verlauf der Körpervorlage

Abb. 143: Proband 5 - KSP-Schwankung in Z-Richtung: Maximalwerte und Verlauf

Abb. 144: Proband 5 - Weg-Zeit-Diagramm

Abb. 145: Proband 5 - Kontaktzeiten

Abb. 146: Proband 5 - Geschwindigkeitsänderung im KSP und Vektoren der Impulsänderung

Abb. 147: Proband 5 - Kniegelenksbeugung und -streckung

Abb. 148: Proband 5 - Phasendauer Ausschwungphase

Abb. 149: Proband 5 - Hüftwinkel nach dem Take Off und Maximalwerte

Abb. 150: Proband 5 - Dauer der Hüftstreckung und Kniegeschwindigkeit bei Phasenende

Abb. 151: Proband 5 - Screenshots am Ende der Ausschwungphase (Lila = Links, Rosa = Rechts)

Abb. 152: Proband 5 - Phasendauer Kniehubschwungphase und maximaler Kniehub

Abb. 153: Proband 5 - Screenshots am Ende der Kniehubschwungphase (Lila = Links, Rosa = Rechts)

Abb. 154: Proband 5 - Phasendauer Schwungzugphase und Verlauf der Hüftwinkelgeschwindigkeit

Abb. 155: Proband 5 - Entfernungen des Fußaufsatzes vom Sprunggelenk zur Hüfte

Abb. 156: Proband 5 - Screenshots zum Ende der Schwungzugphase (Lila = Links, Blau = Rechts)

Abb. 157: Proband 5 - Phasendauer Gesamt

Abb. 158: Proband 6 - Maximale KSP-Geschwindigkeiten in Laufrichtung mit den Differenzen zum vorhergehenden Schritt

Abb. 159: Proband 6 - Verlauf der KSP-Geschwindigkeit in Laufrichtung

Abb. 160: Proband 6 - KSP-Geschwindigkeit in Laufrichtung und Differenzen zum vorhergehenden Schritt in Prozent zur v max

Abb. 161: Proband 6 - Schrittlänge und Differenzen zum vorhergehenden Schritt

Abb. 162: Proband 6 - Relation der Schrittlänge zur Beinlänge und Schrittfrequenz

Abb. 163: Proband 6 - Verlauf der Körpervorlage

Abb. 164: Proband 6 - KSP-Schwankung in Z-Richtung: Maximalwerte und Verlauf

Abb. 165: Proband 6 - Weg-Zeit-Diagramm

Abb. 166: Proband 6 - Kontaktzeiten

Abb. 167: Proband 6 - Geschwindigkeitsänderung im KSP und Vektoren der Impulsänderung

Abb. 168: Proband 6 - Kniegelenksbeugung und -streckung

Abb. 169: Proband 6 - Phasendauer Ausschwungphase

Abb. 170: Proband 6 - Hüftwinkel nach dem Take Off und Maximalwerte

Abb. 171: Proband 6 - Dauer der Hüftstreckung und Kniegeschwindigkeit bei Phasenende

Abb. 172: Proband 6 - Screenshots am Ende der Ausschwungphase (Lila =Links, Rosa = Rechts)

Abb. 173: Proband 6 - Phasendauer Kniehubschwungphase und maximaler Kniehub

Abb. 174: Proband 6 - Screenshots am Ende der Kniehubschwungphase (Lila = Links, Rosa = Rechts)

Abb. 175: Proband 6 - Phasendauer Schwungzugphase und Verlauf der Hüftwinkelgeschwindigkeit

Abb. 176: Proband 6 - Entfernungen des Fußaufsatzes vom Sprunggelenk zur Hüfte

Abb. 177: Proband 6 - Screenshots zum Ende der Schwungzugphase (Lila = Links, Blau = Rechts)

Abb. 178: Proband 6 - Phasendauer Gesamt

Abb. 179: Proband 7 - Maximale KSP-Geschwindigkeiten in Laufrichtung mit den Differenzen zum vorhergehenden Schritt

Abb. 180: Proband 7 - Verlauf der KSP-Geschwindigkeit in Laufrichtung

Abb. 181: Proband 7 - KSP-Geschwindigkeit in Laufrichtung und Differenzen zum vorhergehenden Schritt in Prozent zur v max

Abb. 182: Proband 7 - Schrittlänge und Differenzen zum vorhergehenden Schritt

Abb. 183: Proband 7 - Relation der Schrittlänge zur Beinlänge und Schrittfrequenz

Abb. 184: Proband 7 - Verlauf der Körpervorlage

Abb. 185: Proband 7 - KSP-Schwankung in Z-Richtung: Maximalwerte und Verlauf

Abb. 186: Proband 7 - Weg-Zeit-Diagramm

Abb. 187: Proband 7 - Kontaktzeiten

Abb. 188: Proband 7 - Geschwindigkeitsänderung im KSP und Vektoren der Impulsänderung

Abb. 189: Proband 7 - Kniegelenksbeugung und -streckung

Abb. 190: Proband 7 - Phasendauer Ausschwungphase

Abb. 191: Proband 7 - Hüftwinkel nach dem Take Off und Maximalwerte

Abb. 192: Proband 7 - Dauer der Hüftstreckung und Kniegeschwindigkeit bei Phasenende

Abb. 193: Proband 7 - Screenshots am Ende der Ausschwungphase (Lila = Links, Rosa = Rechts)

Abb. 194: Proband 7 - Phasendauer Kniehubschwungphase und maximaler Kniehub

Abb. 195: Proband 7 - Screenshots am Ende der Kniehubschwungphase (Lila = Links, Rosa = Rechts)

Abb. 196: Proband 7 - Phasendauer Schwungzugphase und Verlauf der Hüftwinkelgeschwindigkeit

Abb. 197: Proband 7 - Entfernungen des Fußaufsatzes vom Sprunggelenk zur Hüfte

Abb. 198: Proband 7 - Screenshots zum Ende der Schwungzugphase (Lila = Links, Blau = Rechts)

Abb. 199: Proband 7 - Phasendauer Gesamt

Abb. 200: Proband 8 - Maximale KSP-Geschwindigkeiten in Laufrichtung mit den Differenzen zum vorhergehenden Schritt

Abb. 201: Proband 8 - Verlauf der KSP-Geschwindigkeit in Laufrichtung

Abb. 202: Proband 8 - KSP-Geschwindigkeit in Laufrichtung und Differenzen zum vorhergehenden Schritt in Prozent zur v max

Abb. 203: Proband 8 - Schrittlänge und Differenzen zum vorhergehenden Schritt

Abb. 204: Proband 8 - Relation der Schrittlänge zur Beinlänge und Schrittfrequenz

Abb. 205: Proband 8 - Verlauf der Körpervorlage

Abb. 206: Proband 8 - KSP-Schwankung in Z-Richtung: Maximalwerte und Verlauf

Abb. 207: Proband 8 - Weg-Zeit-Diagramm

Abb. 208: Proband 8 - Kontaktzeiten

Abb. 209: Proband 8 - Geschwindigkeitsänderung im KSP und Vektoren der Impulsänderung

Abb. 210: Proband 8 - Kniegelenksbeugung und -streckung

Abb. 211: Proband 8 - Phasendauer Ausschwungphase

Abb. 212: Proband 8 - Hüftwinkel nach dem Take Off und Maximalwerte

Abb. 213: Proband 8 - Dauer der Hüftstreckung und Kniegeschwindigkeit bei Phasenende

Abb. 214: Proband 8 - Screenshots am Ende der Ausschwungphase (Lila = Links, Rosa = Rechts)

Abb. 215: Proband 8 - Phasendauer Kniehubschwungphase und maximaler Kniehub

Abb. 216: Proband 8 - Screenshots am Ende der Kniehubschwungphase (Lila = Links, Rosa = Rechts)

Abb. 217: Proband 8 - Phasendauer Schwungzugphase und Verlauf der Hüftwinkelgeschwindigkeit

Abb. 218: Proband 8 - Entfernungen des Fußaufsatzes vom Sprunggelenk zur Hüfte

Abb. 219: Proband 8 - Screenshots zum Ende der Schwungzugphase (Lila = Links, Blau = Rechts)

Abb. 220: Proband 8 - Phasendauer Gesamt

Abb. 221: Proband 9 - Maximale KSP-Geschwindigkeiten in Laufrichtung mit den Differenzen zum vorhergehenden Schritt

Abb. 222: Proband 9 - Verlauf der KSP-Geschwindigkeit in Laufrichtung

Abb. 223: Proband 9 - KSP-Geschwindigkeit in Laufrichtung und Differenzen zum vorhergehenden Schritt in Prozent zur v max

Abb. 224: Proband 9 - Schrittlänge und Differenzen zum vorhergehenden Schritt

Abb. 225: Proband 9 - Relation der Schrittlänge zur Beinlänge und Schrittfrequenz

Abb. 226: Proband 9 - Verlauf der Körpervorlage

Abb. 227: Proband 9 - KSP-Schwankung in Z-Richtung: Maximalwerte und Verlauf

Abb. 228: Proband 9 - Weg-Zeit-Diagramm

Abb. 229: Proband 9 - Kontaktzeiten

Abb. 230: Proband 9 - Geschwindigkeitsänderung im KSP und Vektoren der Impulsänderung

Abb. 231: Proband 9 - Kniegelenksbeugung und -streckung

Abb. 232: Proband 9 - Phasendauer Ausschwungphase

Abb. 233: Proband 9 - Hüftwinkel nach dem Take Off und Maximalwerte

Abb. 234: Proband 9 - Dauer der Hüftstreckung und Kniegeschwindigkeit bei Phasenende

Abb. 235: Proband 9 - Screenshots am Ende der Ausschwungphase (Lila = Links, Rosa = Rechts)

Abb. 236: Proband 9 - Phasendauer Kniehubschwungphase und maximaler Kniehub

Abb. 237: Proband 9 - Screenshots am Ende der Kniehubschwungphase (Lila = Links, Rosa = Rechts)

Abb. 238: Proband 9 - Phasendauer Schwungzugphase und Verlauf der Hüftwinkelgeschwindigkeit

Abb. 239: Proband 9 - Entfernungen des Fußaufsatzes vom Sprunggelenk zur Hüfte

Abb. 240: Proband 9 - Screenshots zum Ende der Schwungzugphase (Lila = Links, Blau = Rechts)

Abb. 241: Proband 9 - Phasendauer Gesamt

Abb. 242: Proband 10 - Maximale KSP-Geschwindigkeiten in Laufrichtung mit den Differenzen zum vorhergehenden Schritt

Abb. 243: Proband 10 - Verlauf der KSP-Geschwindigkeit in Laufrichtung

Abb. 244: Proband 10 - KSP-Geschwindigkeit in Laufrichtung und

Abb. 245: Proband 10 - Schrittlänge und Differenzen zum vorhergehenden Schritt

Abb. 246: Proband 10 - Relation der Schrittlänge zur Beinlänge und Schrittfrequenz

Abb. 247: Proband 10 - Verlauf der Körpervorlage

Abb. 248: Proband 10 - KSP-Schwankung in Z-Richtung: Maximalwerte und Verlauf

Abb. 249: Proband 10 - Weg-Zeit-Diagramm

Abb. 250: Proband 10 - Kontaktzeiten

Abb. 251: Proband 10 - Geschwindigkeitsänderung im KSP und Vektoren der Impulsänderung

Abb. 252: Proband 10 - Kniegelenksbeugung und -streckung

Abb. 253: Proband 10 - Phasendauer Ausschwungphase

Abb. 254: Proband 10 - Hüftwinkel nach dem Take Off und Maximalwerte

Abb. 255: Proband 10 - Dauer der Hüftstreckung und Kniegeschwindigkeit bei Phasenende

Abb. 256: Proband 10 - Screenshots am Ende der Ausschwungphase (Lila = Links, Rosa = Rechts)

Abb. 257: Proband 10 - Phasendauer Kniehubschwungphase und maximaler Kniehub

Abb. 258: Proband 10 - Screenshots am Ende der Kniehubschwungphase (Lila = Links, Rosa = Rechts)

Abb. 259: Proband 10 - Phasendauer Schwungzugphase und Verlauf der Hüftwinkelgeschwindigkeit

Abb. 260: Proband 10 - Entfernungen des Fußaufsatzes vom Sprunggelenk zur Hüfte

Abb. 261: Proband 10 - Screenshots zum Ende der Schwungzugphase (Lila = Links, Blau = Rechts)

Abb. 262: Proband 10 - Phasendauer Gesamt

Abb. 263: Vergleich der KSP-Schwankung - Proband 8 und 10

Abb. 264: Vergleich der Impulsvektoren - Proband 8 und 10

Abb. 265: Vergleich der Winkelwege im Knie - Proband 8 und 10

Abb. 266: Vergleich der maximalen Hüftwinkel - Proband 8 und 10

Abb. 267: Vergleich der Kniewinkelgeschwindigkeiten Proband 8 und 10

Abb. 268: Vergleich der Körperhaltung in der Ausschwungphase beim neunten Schritt - Proband 8 und 10

Abb. 269: Vergleich der Kniewinkelgeschwindigkeiten - Proband 8 und 10

Abb. 270: Vergleich des Kniehubs - Proband 8 und 10

Abb. 271: Vergleich der Screenshots zum max. Kniehub - Proband 8 und 10 (Lila = Links, Rosa = Rechts)

Abb. 272: Vergleich der Zeiten in der Schwungzugphase

Abb. 273: Vergleich der Hüftwinkelgeschwindigkeiten - Proband 8 und 10

Abb. 274: Vergleich der Entfernungen der Fußaufsätze - Proband 8 und 10

Abb. 275: Vergleich der Screenshots unmittelbar vor dem Fußaufsatz - Proband und 10

Tabellenverzeichnis

Tab. 1: Technikleitbild im Überblick

Tab. 2: Probandenübersicht

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

Tab. 4: Differenzen und Prozente der max. KSP-Geschwindigkeit in Laufrichtung...

Tab. 5: Berechnung des Hüftwinkels zur Horizontalen im höchsten Punkt

Tab. 6: Zusammenfassende Tabelle Proband 1

Tab. 7: Zusammenfassende Tabelle Proband 2

Tab. 8: Zusammenfassende Tabelle Proband 3

Tab. 9: Zusammenfassende Tabelle Proband 4

Tab. 10: Zusammenfassende Tabelle Proband 5

Tab. 11: Zusammenfassende Tabelle Proband 6

Tab. 12: Zusammenfassende Tabelle Proband 7

Tab. 13: Zusammenfassende Tabelle Proband 8

Tab. 14: Zusammenfassende Tabelle Proband 9

Tab. 15: Zusammenfassende Tabelle Proband 10

Tab. 16: Ergebnisse der allgemeinen Merkmale

Tab. 17: Ergebnisse der Stützzugphase

Tab. 18: Ergebnisse der Ausschwungphase

Tab. 19: Ergebnisse der Knieschwungphase

Tab. 20: Ergebnisse der Schwungzugphase

Tab. 21: Rangfolge der Probanden nach der 10 m-Zeit

Tab. 22: Vergleich der allgemeinen Merkmale

Tab. 23: Vergleich der Stützzugphase

Tab. 24: Vergleich der Ausschwungphase

Tab. 25: Vergleich der Kniehubschwungphase

Tab. 26: Schwungzugphase

Tab. 27: Datenübersicht Proband 1

Tab. 28: Übersicht Daten Proband 2

Tab. 29: Übersicht Daten Proband 3

Tab. 30: Übersicht Daten Proband 4

Tab. 31: Übersicht Daten Proband 5

Tab. 32: Übersicht Daten Proband 6

Tab. 33: Übersicht Daten Proband 7

Tab. 34: Übersicht Daten Proband 8

Tab. 35: Übersicht Daten Proband 9

Tab. 36: Übersicht Daten Proband 10

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1 Einleitung

Der Kurzstreckensprint ist, nach antiken Überlieferungen, unter den Laufdisziplinen der älteste Wettbewerb der Spiele von Olympia. Bereits seit 776 v. Chr. sollen sich Sportler um das Prädikat des schnellsten Sportlers bemüht haben. Auch mit der Wiedergeburt der olympischen Spiele der Neuzeit, im Jahre 1896, war die leicht- athletische Königsdisziplin wieder fester Bestandteil des Programms. Seitdem haben sich die Zeiten über 100m ständig verbessert. Dies resultiert größ- tenteils aus erheblichen Veränderungen des Materials (wie Bahnbelag und Schuh- werk), der elektronischen Technik zur Zeitnahme (Drucksensoren an Startblöcken, Zeitmessung über Lichtschranken) und im Wesentlichen auch auf den Verbesser- ungen der angewandten Lauftechnik, sowie Veränderungen im Bereich der Trainings- methoden und einer detaillierten Leistungsdiagnostik. So wurde beispielsweise der Weltrekord der Männer von 10,6 sec. (Donald Lippincott, 1912), im Laufe der Jahre über eine Sekunde, auf 9,58 sec. (Usain Bolt, 2009) verbessert. Auch bei den Frauen konnten die Leistungen von 11,7 sec. (Stanislawa Walasiewicz, 1934) auf 10,49 sec. (Florence Griffith-Joyner, 1988) gesteigert werden. Neben diesen Verbesserungen wurde zudem versucht ein einheitliches Technikleitbild zu erstellen. Doch gerade im Sprint ist es nicht so einfach von einer Idealtechnik zu sprechen, da die Technik entsprechend der individuellen Merkmale variieren kann. Bei den Versuchen der Technikbeschreibung wurde sich stets an den Techniken der aktuell erfolgreichen Athleten orientiert. So galt der Stil von Armin Hary bis zum Olympiasieg von Valery Borsov 1972 als perfekter Sprint. Danach dominierte die Technik Borsovs bis Florence Griffith-Joyner Mitte der 80er Jahre mit dem ziehenden Laufen große Erfolge verbuchen konnte. Nach diesen sich verändernden Technikidealen scheint Usain Bolt gegenwärtig die Vorteile beider Techniken (Borsov & Griffith-Joyner) in sich zu vereinen und damit überaus erfolgreich zu sein (SCHRADER u.a., 2008).

Zu der Technik des Kurzsprints gibt es zahlreiche Untersuchungen auf der Ebene von Leistungs- und Spitzensportlern, wobei alle Phasen des Sprints abgedeckt werden (BALLREICH & GABEL, 1975; COH u.a. 1997; COH & TOMAZIN 2005;

2 Katharina Kochinke

MANN 2008). Allerdings findet man kaum Untersuchungen aus den letzten Jahren, aktuelle detaillierte Daten sind kaum vorhanden und zudem schlecht reproduzierbar. Sieht man genauer hin, fallen außerdem große Defizite im Nachwuchsbereich auf. So fehlen vor allem Daten und Werte im Kinder- und Jugendbereich. Doch gerade hier sind Akzentsetzungen nötig um bereits im jungen Alter Talente zu schulen und zu fördern (LETZELTER, 2004).

Daher soll in Zusammenarbeit mit der Talentförderschule 1860 München langfristig gesehen ein leistungsdiagnostisches Verfahren für den Kurzsprint entwickelt werden. Dazu wird mit dieser Diplomarbeit versucht aus verschiedenen Quellen ein Technikleitbild zu erstellen, sowie ein geeignetes Mess- und Auswerteverfahren für die Analyse des Sprints zu entwickeln.

Die vorliegende Arbeit befasst sich ausschließlich mit dem ersten Teil der Beschleu- nigungsphase, auch Phase der Startbeschleunigung oder Pick-Up-Phase eins ge- nannt. Neben dieser Arbeit wurden zudem bereits im Vorjahr der Start (LOSCHAN 2009) und die Phase der maximalen Geschwindigkeit (JÄSCHNER & KOCHINKE 2010) im leichtathletischen Sprint, anhand der Trainingsgruppen von 1860 München, untersucht.

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 von Sekunden über Sieg und Niederlage ent- scheiden, können bereits durch minimale Abweichungen der optimalen Bewegung wettkampfentscheidende Zeitverluste resultieren. Eine optimale Bewegung besteht daraus die zur Verfügung stehenden anthropologischen Voraussetzungen und die konstitutionellen Leistungsfaktoren biomechanisch so effizient wie möglich 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. Hierfür hat MANN (2008) eine Gliederung der wesentlichen limitierenden Faktoren aufgestellt. Zu diesen Faktoren zählt er das anthropometrische Potential, das Kraft- und Ausdauervermögen, 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 wäre. Trotz alledem müssen auch im Sprint gewisse Bewegungsmerkmale, die auf biomechanischen Grundsätzen basierende erfüllt werden um ökonomisch und effektiv zu arbeiten.

So existieren bereits zahlreiche Untersuchungen zum Sprint, welche sich mit der Frage eines Technikleitbildes beschäftigt haben, wie zum Beispiel GUNDLACH (1963), BAUMANN (1985), BRÜGGEMANN (1999), LETZELTER & LETZELTER (2004 & 2005) und MANN (2008). Allerdings existiert kein umfassendes, allgemein- gültiges Leitbild für die Technik des Sprints in der Beschleunigungsphase. Die Ursache hierfür ist vor allem in der Unregelmäßigkeit der Technik in diesem Strecken- abschnitt zu sehen. Denn während der Beschleunigungsphase verändert sich die Technik des Sprintschrittes kontinuierlich und, abhängig von der Höhe der Ge- schwindigkeitszunahme, unterschiedlich stark. Ein konstantes Laufbild ergibt sich zumeist erst mit Erreichen der maximalen Geschwindigkeit und der damit verbundenen aufrechten Körperhaltung. Doch vor allem im Nachwuchsalter ist eine solche Konstanz noch nicht gegeben und gilt es in allen Phasen des Sprints zu schulen. Neben diesem Faktor ist außerdem unklar, wie sich bestimmte Merkmale mit dem Alter des Athleten und seinem Trainingszustand 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)) und es stellt sich 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 der Zeitaufwand bei der Datenaufarbeitung minimieren, sondern es sollen ggf. auch aussagekräftigere Merkmale gefunden werden. Somit wird sich diese Arbeit auf das Reduzieren und das Festhalten wirklich relevanter Parameter konzentrieren, die einen Vergleich mit späteren Aufnahmen ermöglichen.

Trotz bereits gelaufener Untersuchung bleiben dennoch noch einige Fragen offen, wie beispielsweise: Welche Kriterien sind für eine effektive Beurteilung der Sprinttechnik notwendig? Wie können individuelle Unterschiede hier Berücksichtigung finden? Wie verändern sich möglicherweise Merkmale mit zunehmenden Alter und Trainingszustand eines Athleten? Wie können die Ergebnisse der Untersuchung in die Trainingsgestaltung eingebracht werden?

Somit soll mit dieser Untersuchung ein erster Schritt getan werden, um diese noch offenen Fragen zu klären. Ziel der Arbeit soll es also ein, ein möglichst ökonomisches diagnostisches Verfahren zu entwickeln, welches es ermöglicht einen Athleten hinsichtlich seiner Sprinttechnik und seines Stils während der Startbeschleunigung zu analysieren und individuell zu beurteilen. Dadurch sollen Fehler und Verbesserungs- möglichkeiten aufgezeigt werden, damit diese anschließend in die Trainings- gestaltung einfließen 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 im Weiteren auch von vielen Autoren übernommen (vgl. dazu 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 im Kurzen: Nach der Startbewegung aus dem Tiefstart erfolgt kontinuierlich die Aufrichtung der Körpervorlage und Schrittlänge und Schrittfrequenz nehmen zu (HESS, 1991, S.57). Außerdem ist die Geschwindigkeits- zunahme 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 die Technik in dieser Phase noch nicht konstant. Vor allem im Nachwuchsalter verändert sich diese, abhängig von der Höhe der Geschwindigkeitszunahme, mehr oder weniger stark. Denn die Beständigkeit der Technik ist im jungen Alter noch nicht ausreichend ausgeprägt.

Im Abschnitt der gleichförmigen Geschwindigkeit wird die maximale Geschwindigkeit erreicht (bzw. liegt die Geschwindigkeit bei 95% des absoluten Geschwindigkeitsmaximums) 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.99 ff. 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, lässt sich dieses nur schwer strikt voneinander trennen. So wurde früher die Beschleu- nigungsphase ausschließlich 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-Beschleu- nigung, 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 elektromyograph- ischen Analysen bestätigt und es wurde versucht eine Trennung zwischen beiden festzulegen. So legten zum Beispiel TIDOW und WIEMANN (1994) nach den EMG- Werten die Grenze dort fest, wo die Beschleunigungsarbeit überwiegend aus der Hüftgelenksstreckung statt der Streckung aus dem Kniegelenk erfolgte. Ebenso schlossen auch QUING und KRÜGER (1995, S.39), dass „die Beschleunigungs phase im Sprint nicht ein-, sondern zweiteilig“ sei. 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)

Nach der Sicht der verschiedenen Ansätze erfolgt dieser Übergang der Beschleu- nigungsabschnitte zwischen der Teilstrecke von zehn und zwanzig Metern (vgl. LEHMANN & VOSS, 1997). LETZELTER (2004) geht sogar davon aus, dass die Beschleunigung bei 10 m schon stark durch die Pick-Up-Beschleunigung geprägt ist. Bei MANN (2008) wird der Übergang zwischen den Beschleunigungsphasen genauer festgelegt, in dem er diesen bei 80% der Maximalgeschwindigkeit definiert. Die Werte der Untersuchung konnten diese beiden Punkte bestätigen, so wurden die 80% der Maximalgeschwindigkeit von allen Probanden bereits deutlich vor der 10m- Marke erreicht.

Neben dem unklaren Übergang wird beiden Beschleunigungsabschnitten in der Literatur immer wieder eine unterschiedliche Gewichtung für den Gesamtverlauf des Kurzsprints zugeschrieben. So schrieb COH 1997, dass der Start und die Start- beschleunigung die zwei wichtigsten Phasen sind, die die Sprintleistung direkt beeinflussen. LETZELTER wiederum schrieb, dass die Pick-Up-Beschleunigung wichtiger als die Startbeschleunigung sei (vgl. LETZELTER, 2004, S.240). Auch BARTONIETZ & GÜLLICH (1992) gehen davon aus, dass gerade in der Pick-Up- Beschleunigung die Überlegenheit besserer Sprinter zum Ausdruck kommt. Zudem gibt es zwei Feststellungen zur Beschleunigung, denn entweder besitzt ein Athlet eine große Initialbeschleunigung oder er verfügt über eine lange Beschleunigungs- phase. FUCHS und LAMES (1990) fanden nämlich bei den Auswertungen der WM- Finals 1987 heraus, dass Sprinter(innen), die am Startblock überdurchschnittlich hoch beschleunigten, nicht gleichzeitig in der Lage waren das Lauftempo relativ lange zu erhöhen. Der Beschleunigungsweg fällt eher kurz aus, denn hat man schon früh eine hohe Geschwindigkeit erreicht, kann man nur mit Mühe und enormen Energieeinsatz noch weiter beschleunigen. So fällt es beispielsweise leichter das Lauftempo von 20 auf 25, als von 30 auf 35 km/h zu steigern. Neben dem kurzen Beschleunigungsweg ist außerdem festzuhalten, dass langsame Sprinter ebenfalls ihr Lauftempo nicht so lange halten können, die Maximalgeschwindigkeit nimmt früher ab und der Geschwindigkeitsabfall ist zudem größer als bei schnelleren Athleten (vgl. LETZELTER 2004, S.10 und S.24).Da sich beide Faktoren gegensätzlich beeinflussen, sollte also prinzipiell auf eine langandauernde Beschleunigungsphase Wert gelegt werden.

Dadurch, dass eine strikte Trennung der Startbeschleunigung und Pick-Up- Beschleunigung nicht genau zeitlich definiert werden kann und aufgrund dessen, dass die Aufnahmemöglichkeiten bei der vorliegenden Untersuchung messtechnisch begrenzt waren, wurde sich darauf geeinigt für den ersten Teil der Beschleunigungsphase die Strecke ab dem dritten Laufschritt bis zur 10m-Marke zu betrachten und für den zweiten Teil der Pick-Up-Beschleunigung die Strecke zwischen zehn bis zwanzig Meter heranzuziehen (vgl. JÄSCHNER, 2010).

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 Ansät- ze zunächst betrachtet und von einander abgegrenzt. Die zwei Ansätze lassen sich in einen älteren, orthodoxen Ansatz, der die Phasenstruktur des Laufschrittes in eine Stütz- und eine Schwungphase trennt (Abb. 1), und in einen neueren, funktionaleren Ansatz, der die Phasenstruktur in die Schwung- und Zugphase trennt (Abb. 2), unter- teilen. 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 Absatz (Letzelter & Letzelter 2005, S. 272)

Unter einem Laufschritt wird hierbei ein kompletter Schrittzyklus eines Beines ver- standen, 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 von einander abgegrenzt werden können. Getrennt wird die vordere und hintere Stützphase nachdem die Amortisationsphase beendet ist und die größte Beugung im Knie stattgefunden hat (Abb.2). Die Arbeitsweise wechselt hier vom negativ-dynamischen (exzentrisch) ins positiv-dynamische (konzentrisch). Dabei passiert das Schwungbein in gebeugtem Zustand das Stützbein. Die hintere Stütz- phase 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 Ge- säß aus. Dies dient der Entspannung der Ischiocruralen Muskulatur, mit der außer- dem der Kniehub vorbereitet wird. Mit dem Überholen des Stützbeins durch das Schwungbeinknie 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 auf- gebaut. Daran schließt sich die Phase des vorderen Stützes mit dem Aufsatz des Fußes an. Hier sollen neben den Bremskräften auch die Amortisation, also das Ab- fangen des Landedrucks, so gering wie möglich gehalten werden. Die Phasen- strukturen beider Beine überlappen sich so stets: Befindet sich das eine Bein in der Stützphase, so ist das andere Bein in der Schwungphase und umgekehrt (Abb. 2).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

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

Beide Beine wechseln unabhängig von einander 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 anstatt an dem äußeren Erscheinungsbild, eher 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 (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 EMGAnalyse 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, Anfersen und der Kniehub verstanden (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 (Abb. 4: Positionen 7-10).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

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

In der vorliegenden Arbeit wird sich an der Strukturierung des Sprintlaufs nach TIDOW und WIEMANN orientiert. Die genaue Abtrennung der einzelnen Phasen wird unter dem folgenden Punkt zur Entwicklung des Technikleitbildes beschrieben. (vgl. JÄSCHNER & KOCHINKE, 2010, S.5 ff)

3.2 Entwicklung eines Technikleitbildes des Sprints im Abschnitt der Startbeschleunigung

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 verschiedenster 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 so Defizite oder Abweichungen festzustellen. Allerdings existieren für die Schrittanalyse kaum umfassende Untersuchungen, die sich auf den Abschnitt der positiven Beschleunigung beziehen. Die Ursache hierfür sieht LIU (1992, S.6) in der sich ändernde kinematische und dynamische 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 herauszuziehen 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 vorhergehenden Punkt unter 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, 2010, 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 eigentlich zusammensetzt. 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 überkompensiert

Am besten wäre logischer Weise ein Zuwachs an beiden Einflussgrößen. Hierbei stellt sich allerdings die Frage, inwiefern eine Steigerung beider Faktoren in der Start- beschleunigung möglich ist und sich dies auswirkt. Dabei haben mehrere Wissenschaftler (vgl. NELSON und CHENGULAR, 1991, S.15) festgestellt, dass sich die Schrittlänge und die Schrittfrequenz mit steigender Laufgeschwindigkeit erhöhen. Allerdings erfolgen diese Steigerungen unterschiedlich, so dominiert bei niedrigen Geschwindigkeiten eine schnelle Zunahme der Schrittlänge. Die Steigerung der Frequenz erfolgt hingegen dessen langsam. MANN (2008) wiederum schrieb, dass bereits kurz nach Verlassen des Blocks die Schrittfrequenz ab dem dritten Schritt annähernd gleich bleibt und seine Untersuchungen zeigen, dass die Frequenz in der Beschleunigungsphase nicht weiter ansteigt. Lediglich das Verhältnis von Stützphase und Flugphase verändert sich, doch die Summe deckt sich. Dies wurde auch in der Auswertung der vorliegenden Daten sichtbar. Folglich muss es das Ziel sein die Frequenz für das gesamte Rennen und somit bereits von Beginn an maximal zu halten. Dies ist allerdings nur bis zu einem gewissen Grad trainierbar, da die Fähigkeit zur Frequenzschnelligkeit im Wesentlichen von der Funktionstüchtigkeit des Zentralen Nervensystems abhängig ist und in großem Umfang angeboren ist (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 (COH & TOMAZIN, 2005). Was bei dem Versuch der Vergrößerung der Schrittlänge zu Folge haben könnte, dass sich die Stützzeit verlängert und die Schrittfrequenz zu einem großen Nachteil darunter leiden würde (DILLMANN, 1975). Ziel sollte es deshalb sein ein ideales Verhältnis von Schrittlänge und Schrittfrequenz zu erreichen.

(vgl. JÄSCHNER & KOCHINKE, 2010, S.9f)

3.2.2 Stützzugphase

Die Stützzugphase beginnt mit dem ersten Bodenkontakt (Impact) des zu betrachtenden Fußes (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 (Abb. 6 links) um so die Bodenkontaktzeit möglichst kurz zu halten. Der Ballenaufsatz wirkt sich positiv auf den Dehnungs-Verkürzungs-Zyklus und somit die Muskulatur, Bänder und Sehnen im Sprunggelenk aus (DILLENBERGER, 2002, S.45).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 6: Bild 1 - Guter Fußaufsatz mit dem Ballen; Bild 2 - Schlechter Fußaufsatz mit der Ferse

Während dieser kurzen Amortisationsphase (exzentrische Arbeitsweise) wirkt das Fußgelenk wie eine sehr steife Feder, die möglichst schnell wieder konzentrisch arbeiten möchte, um so 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 in etwa 20 cm betragen. Allerdings wurde dieser Wert aus Messungen im Abschnitt der maximalen Geschwindigkeit ermittelt und ist dadurch nur bedingt für die Beschleunigungsphase verwertbar. Trotz alle dem dürfte es für die Lauftechnik im Allgemeinen, so auch für die Beschleunigungsphase, von Bedeutung sein den Fuß nahe der Projektion des KSP aufzusetzen. Denn damit wird das ziehende Laufen begünstigt, der KSP hat einen kürzeren Bremsweg und kann daher schneller wieder mit dem Abdruck vom Boden beschleunigt werden. Der Tempoverlust beim Impact wird auf diese Weise und durch eine aktiv schlagende Greifbewegung so gering wie möglich gehalten. Um die Fehlerquote zu minimieren, wurde für die Beurteilung dieses Merkmales nicht Fußspitze und Körperschwerpunkt herangezogen, sondern die vertikale Projektion der Hüfte des zu betrachtenden Beines, sowie das Sprunggelenk. Denn dadurch, dass die Lage des KSP auch von der Ober- körpervorlage abhängig ist und diese sich während des Beschleunigungsabschnitts kontinuierlich ändert, ist eine rein subjektive Aussage durch den Hüftmarker eher möglich. So auch 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 und bedingt durch das unterschiedliche Schuhwerk der Athleten konnte nicht sichergestellt werden, dass die Marker der Fußspitze immer an der exakt gleichen Stelle sitzen.

Ein weiterer wichtiger Faktor während der Stützphase ist die Kniewinkelveränderung. Dazu zählen sowohl die Kniegelenksstreckung als auch die Beugung im Kniegelenk, denn diese ist für eine gerade KSP-Bahn von Bedeutung. Ohne die Kniegelenks- beugung wäre die KSP-Bahn nicht gerade, sondern eine aufwärtsgerichtete Wellenbewegung. Diese Kniebeugung dient zudem der Erholung während der Stützphase und ist bei besseren Läufern stärker ausgeprägt. Nach WIEMANN soll die Kniegelenksbeugung auch dazu dienen den Weg für den Beschleunigungskraftstoß am Ende der Stützphase zu vergrößern und somit die Horizontalbeschleunigung zu begünstigen. Allerdings fasst er auch zusammen, dass dies in erster Linie durch die Hüftgelenksstreckung erzielt wird - der Weg im Kniewinkel würde dazu nur einen kleinen Teil beitragen (vgl. WIEMANN, 1986). Ob die Kniegelenksbeugung und -streckung tatsächlich einen Beitrag zur Beschleunigung leisten bleibt offen und ein Zusammenhang ist zu überprüfen.

Feststeht, dass eine gewisse Beugung nicht vermeidbar und auch notwendig ist um den Landedruck abzufangen und eine Schwankung des KSP zu vermeiden. Diese Beugung und Streckung beeinflussen in bestimmten Maßen das Beschleunigungs- verhalten. Allerdings ist zu bedenken, dass die Streckungsdauer umso länger ist je größer der Beugeweg und somit die Amortisation ist. Ein schneller Wechsel zwischen exzentrischer und konzentrischer Arbeit und ein schneller Abdruck sind so nicht möglich. Die Stützphase verlängert sich. Hier muss ein Kompromiss zwischen der Phasendauer (und somit Kniebeugung) und einem kräftigem Abdruck gefunden werden. Denn prinzipiell müssen im Vorderstütz möglichst günstige Voraussetzungen für einen optimalen und effektiven Abdruck geschaffen werden. In Bezug auf die Beschleunigungsphase ist zu sagen, dass mit zunehmender Geschwindigkeit der Winkelweg während der Beugung zunimmt (BRÜGGEMANN, 1999). In ver- schiedenen Untersuchungen wurden Werte zwischen 6° bis 12° (LETZELTER & LETZELTER, 2005, S. 291) bzw. 8° bis 15° (BARTIONETZ & GÜLLICH, 1992) gemessen. Allerdings beziehen sich diese Werte auf unterschiedliche Strecken- abschnitte. So beziehen sich die Werte von 2005 auf den Abschnitt zwischen 30 und 70 m und die Werte von 1992 wurden wiederum an der 20-Meter-Marke ermittelt. Folglich sollte der Beugeweg wenigstens zu Beginn der Startbeschleunigung geringer ausfallen. Für die Dauer der Kniegelenksstreckung und -beugung gilt außerdem, dass sie 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 nur noch abgebremst. Deshalb werden während der Stützzugphase die wichtigsten Merkmale betrachtet, um das Beschleunigungsverhalten und die Lauftechnik beschreiben und beurteilen zu können. Das Aufsetzen des Fußes wurde bereits betrachtet. Desweiteren gehört zu diesen wichtigen Merkmalen die Ge- schwindigkeitsänderung im Körperschwerpunkt (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 Verse 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 (LETZELTER & LETZELTER, 2005, S. 266). Während der Startbeschleunigung sind diese Bremsstöße zu Beginn nur gering oder gar nicht vorhanden, was durch eine große Oberkörpervorlage bedingt ist (Abb. 7). Mit zunehmender Geschwindigkeit vergrößern sich diese Bremsstöße, bzw. verkleinern sich falls diese zuvor positiv waren. Im Gegensatz dazu fallen die Beschleunigungskraftstöße viel größer aus, verringern sich jedoch bei zunehmender Geschwindigkeit (Abb. 7 und 8). Da die Impulse lediglich die Geschwindigkeit aufrecht erhalten müssen (ähnlich dem Kraftstoffverbrauch beim Auto).

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Abb. 7: Niedrige und positive Bremsstöße während der Startbeschleunigung

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Abb. 8: Horizontale Bodenreaktionskräfte und ihre Wirkungsdauer im Abschnitt der Beschleunigung und der maximalen Geschwindigkeit (Letzelter & Letzelter, 2005, S. 266)

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 in soweit 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. Denn bei einem großen Kraftstoß wird der Körper auf den ersten Blick betrachtet zwar viel beschleunigt, allerdings ist dies nicht sehr effektiv, wenn diese Kraft stark nach oben gerichtet ist (Abb. 9). Dadurch verlängert sich die Flugzeit nur unnötig und kann auch durch die folgenden Schrittphasen nicht wieder ausgeglichen werden. Nimmt man das Gegenteil, dass der Kraftstoß zu flach nach vorn erfolgt, hätte dies automatisch zur Folge, dass sich die anderen Phasen des Schrittzyklus und auch die Schrittlänge verkürzt und sich die Schrittfrequenz erhöht.

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Abb. 9: Darstellung der Vektoren der Impulsänderung (Schritt 8 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 sollte wiederum nicht zu lang und auch nicht zu kurz sein, da ein zu kurzer Kontakt nicht ausreicht um einen guten Abdruck vom Boden zu finden und der Beschleunigungsstoß zu kurz ausfallen würde, was im Diagramm durch den Vektor der Impulsänderung dadurch deutlich wird, dass dieser kürzer ausfällt. Genauso sollte die Phasendauer nicht zu lang sein, auch wenn auf geringem Niveau mit einem hohen Kraftimpuls der Zeitverlust einer längeren Stützphase ausgeglichen werden kann (vgl. LEHMANN und VOSS, 1997). Denn auf höherem Niveau liegt der Schwerpunkt der Krafterzeugung darin, einen gleich großen Impuls in kürzerer Zeit zu erzielen. Auch hier gilt es ein gesundes Mittelmaß zu finden. In Bezug auf die Beschleunigungsphase sollte sich die Kontakt- zeit mit der Zunahme der Laufgeschwindigkeit verringern - wie in Abbildung 10 - (OSTERHOUDT, 1968 & MANN, 2008), da die wirkenden Kräfte geringer werden (vgl. Abb. 8). (vgl. JÄSCHNER & KOCHINKE, 2010, S. 10 ff)

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Abb. 10: Kontaktzeiten während der Startbeschleunigung

3.2.3 Ausschwungphase

Die Ausschwungphase beginnt mit Abdruck des Fußes vom Boden, zu dem Zeitpunkt wo der Fuß keinen Bodenkontakt mehr hat, also einen „Frame“ und damit 0,002 sec., nach dem Take Off (Take Off + 1). Nach MANN (2008) endet sie, wenn sich beide Knie kreuzen. Doch wie schon im Projekt zur Untersuchung der Phase der maxi- malen Geschwindigkeit wurde das Ende der Ausschwungphase zu dem Zeitpunkt gelegt, wo der Oberschenkel senkrecht zum Boden steht (vgl. JÄSCHNER & KOCHINKE, 2010). Dies hat den Grund, dass beim Phasenende von MANN (2008) auffiel, dass dieser Zeitpunkt stark vom Fußaufsatz des anderen Beines abhängig ist. Bei schlechtem Fußaufsatz ist die Ausschwungphase eindeutig länger, da der Fuß weiter vor dem Körper aufgesetzt wird und so etwas mehr Weg überwunden werden muss bis das Knie des Schwungbeins auf Höhe des Knies vom Standbein ist. Um allerdings einheitliche und unabhängige Phasen betrachten zu können, wurde nach einem besseren Orientierungsmerkmal gesucht. So wurde die Trennung zwischen Kniehubschwung- und Ausschwungphase dort festgelegt, wo der Oberschenkel senkrecht zum Boden steht (Abb. 11).

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Abb. 11: Altes (links) und neues Ende der Ausschwungphase (rechts)

Neben der Phasendauer sind die einzigen zu untersuchenden Merkmale in der Ausschwungphase die Hüftstreckung zu Beginn der Phase und die Kniege- schwindigkeit zum Phasenende. Grund für die wenigen Merkmale ist einfach der, dass das Ausschwingen des Beines nach hinten nicht aktiv ausgeführt wird, sondern lediglich passiv erfolgt. 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 Erholungs- funktion hat, welche es für eine hohe Schrittfrequenz schnell zu überwinden gilt. Für Schrittlängenläufer hingegen gilt, dass die Ausschwungphase verlängert wird um gleichzeitig mit dem anderen Bein, was sich in der vorderen Schwungphase befindet, mehr Zeit zu haben um einen langen und großen Schritt zu setzen. Für die Be- schleunigungsphase bedeutet dies, dass mit Zunahme der Schrittfrequenz sich die Ausschwungphase automatisch verlängert.

Die Kniegeschwindigkeit wurde zu dem Zeitpunkt ermittelt, wo der Oberschenkel senkrecht zum Boden steht. da man sagen kann, dass ab diesem Zeitpunkt der Knie hub aktiv erfolgt. Dazu wird die Hüfte aktiv und schnellkräftig gebeugt und der Kniegelenkswinkel geöffnet. Die Geschwindigkeit im Knie soll widerspiegeln wie aktiv das Beugen in der Hüfte erfolgt. Die Werte sollten hier dementsprechend 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 genommen, um die allgemeine Lauftechnik besser beurteilen zu können (vgl. Tab. 1), da hier ein rhythmisches Laufen gut am Vergleich der Winkel zwischen den Beinen und der Armhaltung erkennbar ist.

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

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Abb. 12: Messpunkte der Hüftstreckung (Winkel im Take Off, Maximum und wenn die Winkelgröße vom Take Off erneut erreicht wird)

Desweiteren wurde während der Ausschwungphase die Bewegung im Hüftgelenk betrachtet. Da NELSON & CHENGULAR 1991 schrieben, dass bessere Läufer die Streckung im Hüftgelenk länger halten können, wurde hier speziell die Dauer der Hüftstreckung untersucht. Dazu mussten einheitliche Zeitpunkte festgelegt werden.

So wurde der Winkel zwischen Oberkörper und Oberschenkel zu Phasenbeginn, im Moment der größten Streckung und in dem Moment, wo die bereits ermittelte Winkel- größe vom Phasenbeginn wieder erreicht wurde, festgehalten (vgl. Abb. 12). Sowohl der Winkel zum Phasenbeginn als auch der Winkel in der maximalen Streckung sollten im Verlaufe der Beschleunigung zunehmen und sich ab einem gewissen Wert, wenn die Maximalgeschwindigkeit erreicht ist, einpendeln (Abb. 12 - Vergleich der Hochpunkte: Die maximale Hüftstreckung nimmt von Schritt zu Schritt zu). Mit einer größeren Streckung sollte sich auch die Dauer der Hüftstreckung zunächst kontinuierlich verlängern.

Außer der Dauer wurden auch die Winkelwerte im Moment des Take Offs und im Maximum betrachtet. Denn laut MANN (2008) ist der Hüftwinkel am Ende des Abdrucks bei Topsprintern größer als bei schlechteren Sprintern. Er fordert ebenso eine nahezu perfekte Streckung im Hüftgelenk, wo Oberkörper und Oberschenkel dann eine Gerade bilden (Abb. 13).

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Abb. 13: Hüftstreckung zu Beginn (rechts) und Ende der Beschleunigungsphase (links)

Bei schlechten Läufern wird diese Streckung nicht erreicht und es sieht so aus, als würde der Athlet beim Laufen „sitzen“. Allerdings gibt es auch hier gegenläufige Meinungen die gegen eine möglichst perfekte Streckung des Stützbeines sprechen. So sollte der Sprinter stattdessen die volle Streckung vermeiden um diese Phase so schnell wie möglich zu überwinden und Zeit zu gewinnen (vgl. LETZELTER & LETZELTER, 2005, S. 293).

Hierbei ist außerdem zu berücksichtigen, dass MANN (2008) dieses Merkmal im Abschnitt der maximalen Geschwindigkeit betrachtet hat und somit wieder nur teils auf die Beschleunigungsphase übertragen werden kann. Alleine schon deswegen, weil der Hüftwinkel zwischen Oberkörper und Oberschenkel gemessen wird, wir aber während der gesamten Phase der Startbeschleunigung eine vergrößerte Oberkörpervorlage haben. Zudem muss eine hohe Laufgeschwindigkeit erst erreicht werden und die Schritte müssen schnell gesetzt werden, wofür eine Hüftstreckung zu Beginn der Beschleunigung eher hinderlich wäre.

3.2.4 Kniehubschwungphase

Unmittelbar nachdem der Oberschenkel die Senkrechte zum Boden passiert hat beginnt die Kniehubschwungphase (Ende Ausschwungphase plus ein „Frame“) und endet zu dem Zeitpunkt wo das Knie den höchsten Punkt erreicht (Abb. 14).

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Abb. 14: Ende der Kniehubschwungphase mit gemessenen Winkel

Zugleich stellt das Phasenende ein relevantes Merkmal dar. Denn durch den Kniehub, das heißt den Hüftwinkel zur Horizontalen, werden die Voraussetzungen für die folgende Stützphase und die Schrittlänge bestimmt. So haben Schrittlängenläufer hier einen höheren Kniehub und einen kleineren Winkel zur Horizontalen als Frequenzläufer, die die vordere Schwungphase schneller überwinden, indem sie das Knie nicht ganz so weit 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 ischio- crurale 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, weil dadurch die Gesamtdauer des Schrittzyklus gering gehalten wird. (vgl. JÄSCHNER & KOCHINEK, 2010, S.17f)

3.2.5 Schwungzugphase

In der Schwungzugphase werden die Voraussetzungen für einen guten Boden- kontakt geschaffen. Die Phase beginnt einen „Frame“ nach dem das Knie den höchsten Punkt erreicht hat, das Bein befindet sich wieder in der Abwärtsbewegung, und endet einen „Frame“ bevor der Fuß den Boden berührt (Impact minus einen „Frame“) (Abb. 15).

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Abb. 15: Ende der Schwungzugphase unmittelbar vor dem Bodenkontakt

Ihr Ziel ist es den Fußaufsatz auf den Boden mit einer möglichst hohen Ges- chwindigkeit vorzubereiten. Diese Geschwindigkeit ist in Bezug auf den Rumpf gesehen rückwärtsgerichtet (vgl. TIDOW & WIEMANN, 1994, S.17) und für die nähere Betrachtung dieser wurde der Verlauf der Hüftwinkelgeschwindigkeit heran- gezogen. Denn sie gibt an, wie schnellkräftig die Muskulatur der Hüftstrecker arbeitet und wie schnell der Hüftwinkel geöffnet wird. Dadurch 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. Denn wer eine hohe Hüftwinkelgeschwindigkeit im Zeitpunkt des Fußaufsatzes hat 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. Allerdings muss hier berücksichtigt werden, dass eine hohe Winkelgeschwindigkeit in der Hüfte nur erreicht werden kann, wenn der Kniehub in der vorangegangenen Phase hoch war. 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 die folgende und ihre Relevanz für die Geschwindigkeitsentwicklung deutlich. Denn keine Phase der Schrittgestaltung kann isoliert von den anderen betrachtet werden. Parallel dazu spielt auch die Phase in welcher sich das andere Bein befindet eine Rolle und sollte bei der Beurteilung der einzelnen Phasen Berücksichtigung finden.

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

Zusätzlich wurden aus der Hüftwinkelgeschwindigkeit die Minimal- und Maximalwerte herausgezogen und dazu die Differenzen gebildet. Dadurch lässt sich auf den ersten Blick erkennen in welchem Schritt der Hüftwinkel am schnellkräftigsten geöffnet wurde. Dies war notwendig, da bedingt durch den Verlauf der vorhergehenden Phasen, die Winkelgeschwindigkeiten unterschiedliche Ausgangs- und Endwerte haben (Abb. 16). In Bezug auf die Beschleunigungsphase ist anzumerken, dass diese Geschwindigkeiten mit wachsendem Kniehub größer werden sollten.

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Abb. 16: Darstellung der Hüftwinkelgeschwindigkeit

Zum Ende der vorderen Schwungphase wurde außerdem die horizontale Distanz zwischen Sprunggelenk und Hüfte gemessen, um die Entfernung des Fußaufsatzes zum Körper beurteilen zu können. Für die Bedeutung dieses bereits beschriebenen Merkmals siehe Punkt 3.2.2. Ebenso wurde unmittelbar vor dem Bodenkontakt ein Screenshot genommen, um die Art des Fußaufsatzes beurteilen zu können (Abb. 6).

3.2.6 Allgemeine Merkmale

Neben der Betrachtung der Schritte unterteilt in die einzelnen Phasen 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 Körperschwerpunktes (KSP) in Laufrichtung, Schrittlänge und Schrittfrequenz (welche bereits unter Punkt 3.2.1 beschrieben wurden), der Verlauf der Körpervorlage, bzw. die Oberkörperaufrichtung und die Schwankung des KSP. Diese Merkmale werden im Folgenden behandelt.

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

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 der Läufer sich befindet wird zur Beurteilung der Laufgeschwindigkeit der maximale Wert der KSP-Geschwindigkeit herangezogen (Abb. 17).

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Abb. 17: Verlauf der KSP-Geschwindigkeit in Laufrichtung

Dieser Maximalwert wird zum Ende der Stützzugphase, um den 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 zwischen 20-30 m herangezogen, die am selben Messtag 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. 19 f). MANN (2008) beschreibt, dass der Athlet bereits nach dem zweiten Schritt über die Hälfte seiner Maximalgeschwindigkeit erreicht hat. Somit sollten die Werte ab dem dritten Schritt deutlich darüber liegen und die Ausgangswerte prinzipiell hoch sein. Allerdings ist dabei zu berücksichtigen, dass sich die Startbeschleunigung von der Pick-Up-Beschleunigung unterscheidet. So wurde nachgewiesen, dass Sprinter die bereits am Start sehr stark beschleunigen nicht gleichzeitig in der Lage sind ihr Lauftempo relativ lange zu erhöhen (vgl. LETZELTER, 2004, S.22). Ziel ist also eine möglichst lange Beschleunigungsphase, welche mit einer hohen Maximalgeschwindigkeit einhergeht.

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

3.2.6.2 Schrittlänge

Während der Startphase vergrößert sich die Schrittlänge 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 (MANN, 2008). DILLMANN (1975) schrieb 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 Berücksichtigung finden, da gerade die jungen Probanden zu möglichen späteren Messungen immer noch wachsen können.

Die Länge der Schritte wurde deshalb 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 dadurch eine Relation mit der Körpergröße zu fehlerhaft wäre, wurde die Beinlänge herangezogen um diesen Fehler zu minimieren.

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

3.2.6.3 Schrittfrequenz

Auf die Schrittfrequenz wurde bereits unter Punkt 3.2.1 detailliert eingegangen und somit sollte die Frequenz optimaler Weise bereits zu Beginn der Startbeschleunigung recht hoch sein, oder im Laufe der Beschleunigung noch auf das Optimum an- steigen, so dass die Schrittlänge darunter nicht zum Nachteil leidet (siehe Punkt 3.2.1).

3.2.6.4 Verlauf der Oberkörpervorlage

Die Oberkörpervorlage unterliegt, genauso wie der Körperschwerpunkt, beim Durch- laufen der einzelnen Schrittphasen gewissen Schwankungen. Dabei sollte die Vor- lage des Oberkörpers, aufgrund des Abdrucks vom Boden, zum Zeitpunkt der Knies- treckung während der Stützzugphase (also unmittelbar vor oder nach dem Take Off) maximal sein (HESS, 1991, S.48). Da aber unter den Probanden kein einheitlicher Zeitpunkt in der Schrittgestaltung festgestellt werden konnte und der Oberkörper ohnehin während der Beschleunigungsphase kontinuierlich aufgerichtet wird, wurde statt einer punktuellen Betrachtung der Verlauf der Oberkörpervorlage herangezogen (Abb. 18). Natürlich ist es anzustreben, dass der Zeitpunkt der Maximalwerte ein- heitlich ist, da dies ein klares Zeichen für ein rhythmisches Laufen darstellt (Abb. 19). Außerdem verdeutlicht der Verlauf der Oberkörperaufrichtung gut das Gleichgewicht beim Laufen. Denn wird ein Schritt nicht optimal gesetzt, gerät der Läufer ins Schwanken, stolpert und muss dies mit dem folgenden Schritt wieder ausgleichen um sein Gleichgewicht zu halten. Ein Ungleichgewicht sollte deshalb gut im Verlauf der Oberkörpervorlage sichtbar sein (Abb. 18).

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Abb. 18: Verlauf der Oberkörpervorlage mit Kennzeichnung der Werte (schlechter Läufer mit Ungleichgewicht)

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Abb. 19: Verlauf der Oberkörpervorlage eines guten rhythmischer Läufers mit kontinuierliche Maximalwerten

3.2.6.5 KSP-Schwankung

Neben der Körpervorlage wurde ebenso die Schwankung des KSP während der ersten Beschleunigungsphase betrachtet (Abb. 20). Dabei ist zu sagen, dass der KSP-Verlauf zu Beginn der Schwungphase steigt und dann wieder sinkt, wenn der Fuß den Boden berührt. Bessere Läufer heben und senken ihren Körperschwerpunkt generell nur schwach (DILLMANN 1975). Der flache Verlauf, wird wie bereits erwähnt (Punkt 3.2.2) durch die Senkung im Kniegelenk während der Stützphase begünstigt (WIEMANN, 1986). Die Schwankung des Körperschwerpunkts sollte demnach einen geringen Wert aufweisen und in der Höhe der Schwankung stabil sein. Die Konstanz des Werts gibt Aufschluss über ein rhythmisches Laufen. Durch einen zu hohen Wert wird wiederum ein zu hoch gerichteter Kraftimpuls erkennbar.

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Abb. 20: Betrachtung der KSP-Schwankung

3.2.6.6 Zeiten über 5 und 10 m

Neben den betrachteten Merkmalen die sich auf den gesamten Verlauf der Beschleunigungsphase beziehen, wurden die Zeitwerte bei der 5 und 10 m Marke genauer betrachtet. Auch LETZELTER (2006) hat diese Werte für die Beurteilung der Startbeschleunigung als Parameter herangezogen. Da bei allen Probanden, bis auf einen - was eine Ausnahme darstellte, die Aufnahmen bis etwa 10,5 m reichen konnten die Werte über 10 m ebenfalls herangezogen werden. Diese Werte geben nach LETZELTER Auskunft über die Sprintkraft, außerdem können anhand dieser Streckenpunkte im Vergleich mit späteren Aufnahmen Fortschritte konkret fest- gemacht werden. So sollten die Zeitwerte bei beiden Streckenpunkten möglichst gering sein.

Zur besseren Einordnung und Darstellung wurden Weg-Zeit-Diagramme erstellt, die ebenso die Werte der zweiten Beschleunigungsphase beinhalten (Abb. 21). Die Werte zwischen 10 und 20 Meter wurden dabei aus der Arbeit von JÄSCHNER (2010) übernommen, welcher dieselben Probanden im Abschnitt der Pick-Up- Beschleunigung untersuchte.

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Abb. 21: Darstellung der Zeiten über 5 und 10 m

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