Diplomarbeit (Gerald Bauer)

Transcription

VERÄNDERUNG VON PHYSIOLOGISCHEN UND
BIOMECHANISCHEN PARAMETERN DURCH DEN
EINSATZ EINES DIFFERENTIELLEN TECHNIKTRAININGS
IM RADSPORT
Diplomarbeit
zur Erlangung des Magistergrades
im Interfakultären Fachbereich für
Sport- und Bewegungswissenschaft/USI
der Universität Salzburg
eingereicht von
Gerald Bauer
Gutachter: Univ. Prof. Dr. Erich Müller
Salzburg, März 2007
Inhaltsverzeichnis
1. Vorwort
2. Problemstellung und Aufgabenstellung
2.1. Einleitung
2.2. Literaturanalyse
2.2.1.
Biomechanische Grundlagen
2.2.2.
„Der runde Tritt“
2.2.3. Beinmuskulatur während der Trittbewegung
2.2.4. Dysbalancen und Seitigkeiten im Radsport
2.2.5. Differentielles Techniktraining
2.2.6. Bisherige Messsysteme
2.2.6.1.
Schoberer Radmesstechnik (SRM-System)
2.2.6.2.
Polar Kraft- Leistungs- Messsystem
2.3. Forschungsdefizit
2.4. Aufgabenstellung
3. Untersuchungsmethode
3.1. Datengewinnung
3.1.1.
Allgemein
3.1.2. Stichprobe
3.1.3.
Untersuchungsdesign
3.1.3.1.
Überblick
3.1.3.2.
Eingangstest
3.1.3.3.
Ausgangstest
3.1.4.
Messsysteme
3.1.4.1.
Straßenrennrad auf Taxc- Walze Flow Basic
3.1.4.2.
Powertec®System
3.1.4.3.
Herzfrequenzmessung
3.1.4.4.
Laktatmessung
3.1.4.5.
Maximaler Trittfrequenztest
3.1.5.
Parameter
3.1.5.1.
Physiologische Parameter
3.1.5.2.
Biomechanische Parameter
3.1.6. Hypothesen
3.1.6.1.
Hypothese 1 (4 Belastungsstufen)
3.1.6.2.
3.1.6.3.
3.1.6.4.
3.1.6.5.
3.1.6.6.
3.1.7.
Interventionsprogramm
3.1.7.1.
Trainingsgerät
3.1.7.2.
Trainingsprogramm – allgemein
3.1.7.3.
Trainingseinheiten
3.1.7.4.
Fragebogen
3.1.7.5.
Trainingsprotokoll
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3.2. Datenauswertung
3.2.1.
Beschreibung der Auswerteverfahren
3.2.1.1.
KurbelMaster
3.2.1.2.
IkeMaster2004 1.38a
3.2.1.3.
Polar Precision Performance Software
3.2.1.4.
Laktat- Messung
3.2.1.5.
Ergo- Win- Premium- Software
3.2.1.6.
Excel
3.2.1.7.
SPSS 13.0
4. Ergebnisdarstellung
4.1. Statistik
4.2. Allgemein
4.3. Ergebnisprüfung der Hypothese 1
4.9. Fragebogenauswertung
4.10. Trainingsprotokollauswertung
5. Interpretation und Schlussfolgerung
5.1. Fehlerquellen
5.2. Interpretation der Hypothese 1
6. Fazit & Ausblicke
7. Zusammenfassung
8. Literaturnachweis
9. Abbildungen
10. Tabellen
11. Anhang
11.1. Interventionsprogramm
11.2. Testprotokoll
11.3. Fragebogen
11.4. Trainingsprotokoll
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1. Vorwort
Mehrere Gründe haben mich dazu bewogen, ein Thema im Bereich des Radsportes
zu wählen. Ein wesentlicher Punkt war, dass ich selbst begeisterter Radfahrer bin,
einen Großteil meiner Freizeit in diesen faszinierenden Sport investiere und mich
auch beruflich sehr viel mit dem Thema beschäftige.
Für mich war und ist der Radsport kein stupides in die Pedale treten, vielmehr bin ich
der Meinung, dass die richtige Tritttechnik sehr wohl ein entscheidender Faktor für
die Leistung sein kann.
Aus diesem Grund beschäftige ich mich nunmehr seit 5 Jahren intensiver mit der
Tretbewegung. Ich habe zahlreiche Bücher über dieses Thema, viele Artikeln in verschiedensten sportwissenschaftlichen Zeitschriften gelesen, aber im Besonderen
haben mich die Selbstversuche fasziniert, wie man einen Leistungszuwachs durch
eine Umstellung der Tritttechnik erreichen kann.
Trotz allen Forschungen und Untersuchungen im Bereich Radsport blieben offene
Fragen und vor allem auch unterschiedliche Meinungen. Das hat mich dazu bewogen, mit meiner Diplomarbeit diese umstrittenen Ansichten zu behandeln und etwas
Klarheit zu schaffen.
Der Weg dahin war nicht immer ganz einfach, denn es mussten vorab einige Arbeiten erledigt werden, ohne die eine wissenschaftliche Untersuchung nicht möglich
gewesen wäre:
Jänner 2003: Entwicklung des Messsystems POWERTEC der Firma O-Tec.
2004: Forschung der Universität Freiburg mit diesem Messsystem - es folgen die ersten Publikationen über durchgeführte Projekte.
März 2004: Anschaffung des POWERTEC – Messsystems (nur Hardware) an dem
Interfakultären Fachbereich für Sport- und Bewegungswissenschaft/USI Salzburg.
März 2004: Programmierung einer geeigneten Software durch die Firma „IKE Software Solution“ unter der Leitung von Mag. Erich Eitzlmair.
Mai 2004: Erste Probemessungen am Selbstversuch, mit Sportstudenten und Leistungsradsportlern (dienten zur Datensammlung und Anpassung der Software).
Oktober 2004/05: Erste Seminararbeiten werden mit dem POWERTEC – Messsystem durchgeführt.
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August 2006: Erweiterung der Hardware durch einen internen Trittfrequenzmesser,
was eine noch genauere Trittanalyse ermöglicht. Daraus entstehende nötige Anpassung bzw. Erweiterung der Software durch Mag. Erich Eitzlmair.
September 2006: Es werden Messungen bei der UCI Rad WM in Salzburg mit Breiten- und Leistungssportler durchgeführt.
Oktober 2006/07: Weitere Untersuchungen (Seminararbeiten) werden durchgeführt.
November 2006: Die Messungen für meine Diplomarbeit beginnen.
Februar 2007: Ende der Untersuchung.
Auf diesem Weg möchte ich mich bei allen Helfern und Probanden für ihr Engagement bedanken, denn sie nahmen diese Untersuchung zu 100 Prozent ernst. Ein
besonderer Dank gilt Herrn Mag. Erich Eitzlmair, der viel Zeit in die Programmierung
der KurbelMaster- Software und in die Anpassungen beim IkeMaster- Programm investiert hat.
2. Problemstellung und Aufgabenstellung
2.1.
Einleitung
Gerade die individuelle Technik lässt sich sehr gut im Spitzensport erkennen, denn
betrachtet man die Fahrtechnik der Profis in den letzten Jahren, so kann man zahlreiche verschiedene Techniken feststellen. Als Beispiele für solche Charaktere werden folgende anführt:
•
Lance Armstrong (sehr hohe Frequenz – bekannt für eine gute Tritttechnik)
•
Jan Ullrich (niedrigere Trittfrequenz – sehr kraftvoll)
•
Eddy Merckx (der „Kannibale“ war „seiner Zeit voraus“; 5mal Tour de France
und 5mal Giro d´Italia Gewinner)
•
Marco Pantani (der Bergspezialist schlecht hin – „leichtfüßig“ in der Trittbewegung)
•
Jacques Anquetil (5mal Tour de France Gewinner, 1957, 1961-1964. Sehr
kraftvoller Antritt. )
5
Abbildung 1: Lance Armstrong & Jan Ullrich
Abbildung 2: Eddy Merckx (Tour- Historie, 2006)
(Tour- Historie, 2006)
Abbildung 3: Marco Pantani (Tour- Historie, 2006)
Abbildung 4: Jacques Anquetil (Tour- Historie,
2006)
Die Aufgabe besteht nun darin, ein geeignetes Messsystem zu finden, bei dem zum
ersten Mal alle wichtigen biomechanischen Parameter während der Pedalumdrehung
analysiert werden können.
Seit geraumer Zeit gibt es einige Systeme, die angeben, die Pedalkräfte zu messen
und dies auch mehr oder weniger machen. Keines der bestehenden Geräte ist allerdings für diese Untersuchung geeignet, denn an einem wettkampftauglichen Straßenrad ein Messsystem zu montieren, bei dem die tatsächlichen Pedalkräfte bilateral, linkes und rechtes Bein vollkommen getrennt analysiert werden können, gibt es
erst seit der Markteinführung des Powertec- Messsystems im Jahr 2004.
In diesem Jahr wurde ein Beitrag von Dr. Björn Stapelfeldt von der Sportuniversität
Freiburg (Stapelfeldt, 2004) veröffentlicht. Dieser Arbeitskreis wird für die Leistungsdiagnostik von zahlreichen namhaften Radsportlern beauftragt – unter anderem zählen das Team T-Mobile und das deutsche Bahnnationalteam zu ihren Kunden.
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In dieser Untersuchung wird zum ersten Mal ein Messsystem verwendet, dass zwischen den Kurbeln und den Pedalen installiert wird und alle wichtigen Pedalkräfte
analysiert. Das Innovative dabei ist, dass es erstmals möglich wird, die auftretenden
Kräfte für das linke und rechte Bein getrennt von einander zu messen.
Über die Firma „O-Tec“ wird dieses Powertec- Messsystem angeschafft und somit ist
der Interfakultäre Fachbereich für Sport- und Bewegungswissenschaft/USI Salzburg
neben dem Radlabor der Universität Freiburg unter der Führung von Dr. Björn Stapelfeldt, die zweite Forschungseinrichtung, die versucht, mit diesem System dem
Phänomen des „runden Trittes“ auf die Spur zu kommen.
Nachdem es mit diesem Messsystem erstmals möglich wird, die Pedalkräfte genau
zu analysieren, ist es in weiterer Folge von Interesse, inwieweit sich die individuellen
Unterschiede in der Tritttechnik auf die Leistungsfähigkeit am Rad auswirken und ob
es möglich ist, das „optimale“ Pedalieren zu trainieren?
2.2.
Literaturanalyse
2.2.1. Biomechanische Grundlagen
Um einheitliche Begriffe für die Untersuchung zu deklarieren, müssen vorab einige
Bezeichnungen definiert werden, die eng mit dem „runden Tritt“ in Verbindung gebracht werden. In Abbildung 5 soll veranschaulicht werden, welche Kräfte während
einer Pedalumdrehung auftreten. Die resultierende Kraft lässt sich durch die Verlustkraft, welche entlang der Kurbel wirkt und der vortriebswirksamen Kraft, welche senkrecht zur Kurbel wirkt, berechnen:
c² = a² + b² Î
resultierende Kraft= √ Verlustkraft² + Vortriebswirksame Kraft²
In der Literatur tauchen zahlreiche Begriffe auf, die das gleiche bedeuten:
•
Radialkraft
•
Fu
•
„verschwendeter“ Anteil
Verlustkraft
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•
Tangentialkraft
•
Fe
•
Pedalkraft
•
Fr
vortriebswirksame Kraft
resultierende Kraft
Kurbelwinkel
vortriebswirksame Kraft
Verlustkraft
resultierende Kraft
Abbildung 5: Die auftretenden Kräfte am Pedal
Aus biomechanischer Sicht kann man streng genommen nur dann von einem runden
Tritt sprechen, wenn die resultierende Kraft zu jeder Zeit und zu hundert Prozent
gleich der vortriebswirksamen Kraft ist. Das heißt, dass der Kraftarm immer dem Kurbelarm entspricht und somit ständig ein maximales Drehmoment erzeugt wird.
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In der Praxis sieht es allerdings so aus, dass zwar in der Druck-Phase im Sektor 2
(Abbildung 7) die vortriebswirksame Kraft groß ist, aber im Gegenzug die Zug-, Hubund Schubphase geringe bis hin zu negativ vortriebswirksame Kräfte vorweisen.
Verschiedene Untersuchungen (Stapelfeldt, 2005/ Hillebrecht et al., 1998) zeigen,
dass zum Beispiel im oberen Totpunkt (OT) und im unteren Totpunkt (UT) bei nicht
selten auftretender senkrechter Krafteinwirkung, der Drehmoment im Tretlager gleich
null ist und somit keine vortriebswirksame Kraft auf das Kettenblatt übertragen wird.
Mit dieser Tatsache erklärt sich ein wichtiger Parameter – die vortriebswirksame Kraft
– die über die Qualität der Tretbewegung Auskunft gibt.
Auch die resultierende Kraft, ein weiterer bedeutender Parameter, lässt sich etwas
deutlicher veranschaulichen, denn vereinfacht kann man sich eine Verbindung zwischen Kniegelenk und Fußballen (Pedalachse) vorstellen und die resultierende Kraft
wirkt nun in diese Richtung. Bei dieser Betrachtungsweise wird klar, dass zu fast keinem Zeitpunkt, die Kraft (und somit auch Pedalstellung) senkrecht zur Kurbel wirkt.
Abbildung 6: Die Wirkungslinie (Strichpunkt) der resultierenden Kraft (Gressmann, 2005, S. 186)
Da die resultierende Kraft in der Realität (fast) nie senkrecht wirkt, können sogar negative tangentiale Kräfte auftreten (zum Beispiel oberer Totpunkt)- wie in Abbildung 6
im ersten Fall dargestellt wird.
„Beim physikalischen Optimum handelt es sich um die Kurbelposition von etwa 70°
(+/-5° je nach Sitzposition), bei der die vortriebswirksame Kraft gleich der resultieren9
den Kraft ist. Dieses Optimum tritt aber nur in einem mehr oder weniger (je nach
Trittqualität) kurzen Bereich auf und das restliche Drehmoment der Kurbelumdrehung
schwankt vom positiven bis hin zum negativen Bereich.
Im Gegensatz dazu geht das biomechanische Optimum von einer theoretischen Sitzposition aus, die dem Bein eine optimale Kraftentfaltung ermöglicht. Beim Durchschnittsradler liegt das bei etwa 105° (+/- 5°). Um den besten Wirkungsgrad zu erzielen, kommt es darauf an, das physikalische mit dem biomechanischen Optimum zur
Deckung zu bringen.“ (vergleiche Gressmann, 2005, S. 187-188).
Egal welches der zwei Optima herangezogen wird, beide liegen im Sektor 2 (DruckPhase; Abbildung 7).
Betrachtet man nun die Phasen, in die eine Kurbelumdrehung gegliedert wird, so erkennt man, dass auch hier einige Begriffe und Einteilungen in der Literatur zu finden
sind. Um auch in diesem Zusammenhang eine einheitliche Sprache zu verwenden,
wird für diese Untersuchung folgende Einteilung getroffen:
Abbildung 7: Die einzelnen Sektoren einer Kurbelumdrehung (Hillebrecht et. al., 1998,S. 58)
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Die 4 Sektoren einer Pedalumdrehung:
Sektor 1: Schub-Phase 316° - 45°: Dieser Bereich stellt den Übergang von der Zug in
die Druckphase dar und sollte bei einem „runden Tritt“ möglichst aktiv, durch ein Vorschieben des Fußes, bewältigt werden. Das Ziel sollte sein, den oberen Totpunkt
möglichst ökonomisch zu überwinden.
Sektor 2: Druck-Phase 46° - 135°: In diesem Sektor wird der größte Vortrieb erzeugt
und darin befindet sich auch das physikalische Optimum, bei dem die vortriebswirksame Kraft am größten ist.
Sektor 3: Zug-Phase 136° - 225°: Charakteristisch zieht dabei der Fuß aktiv nach
hinten und das Bein wird gleichzeitig gestreckt.
Sektor 4: Hub-Phase 226° - 315°: Bei diesem Bereich handelt es sich um den entscheidenden Sektor für den „runden Tritt“, bei dessen Gestaltung angenommen wird,
dass es große Unterschiede zwischen den einzelnen Sportlern gibt.
2.2.2. „Der runde Tritt“
„Der runde Tritt ist das Pedalieren mit gleichmäßigem, tangentialem Krafteinsatz.“
(Gressmann, 2005, S. 185)
„Der Runde Tritt – Mythos oder Realität“; so lautet der Titel des Artikels von Dr. Björn
Stapelfeldt und seinem Team an der Sportuniversität Freiburg in der Zeitschrift Leistungssport 06/ 1998.
Schon seit Generationen versuchen Radsportler den optimalen Tritt herauszufinden,
den so genannten „runden Tritt“. Die Liste ist lang: Vom Einbeinfahren, über parallele
Kurbelmontage, ovalen Kettenblättern (um den oberen und unteren Totpunkt effizienter zu überwinden), starrer Narbe, bis hin zu federunterstützten Spezialkurbeln (Bikedrive) blieb fast nichts unversucht.
Gerade die Erfolge und die einzigartige Tritttechnik von Lance Armstrong in den vergangenen Jahren brachten ein neues Trainingsgerät – die PowerCranks – in den
Mittelpunkt der Diskussionen rund um das Techniktraining im Radsport. Zahlreiche
namhafte und erfolgreiche Sportler, wie Paolo Bettini, George Hincapie, Danilo di
Luca... (vergleiche dazu die Homepage des Herstellers unter www.powercranks.com)
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trainieren mit diesen PowerCranks bzw. den etwas neueren, in der Schweiz weiterentwickelten SmartCranks.
„Die Harmonie zwischen menschlicher Maschine - unserem Organismus mit seiner
Biomechanik und seiner biologischen Leistungsfähigkeit - und der technischen Maschine - dem Fahrrad – ist der wesentliche Grund für die Faszination des Radfahrens
überhaupt. Nur wenn Mensch und Fahrrad ideal zusammenarbeiten, kann die körperliche Leistung optimal entfaltet werden. Voraussetzung dafür sind die richtige Sitzposition, ein guter Fahrstil und die Beherrschung der Kunst des Pedalierens.“ (Konopka, 1994, S. 63)
In diesem Zitat beschreibt Konopka worauf es beim Radsport und im besonderen bei
der Trittbewegung ankommt, aber gerade durch neu entwickelte Mess- und Analysesysteme können noch präzisere Aussagen getroffen werden, wie zum Beispiel
Gressmann in seinem Buch Fahrradphysik und Biomechanik (2005):
„Das „Geheimnis des runden Tritts“ ist, die Pedalkraft tangential auf das Pedal zu
übertragen. Mit dieser Technik wirkt die Pedalkraft immer im rechten Winkel zur jeweiligen Kurbelstellung und deshalb bleibt die wirksame Länge des Hebelarms immer gleich. Dabei sollte sich die Tangentialkraft auch vom Betrag her möglichst
gleichmäßig während des vollen Umlaufs der Tretkurbel in ein Drehmoment umwandeln – was aber daran scheitert, dass beim Pedalieren die Streckmuskulatur wesentlich effektiver arbeitet als die Beugemuskulatur.“ (Gressmann, 2005, S. 189)
Vergleich „unrunder Tritt“ und „runder Tritt“:
„Unrunder Tritt“
„Runder Tritt“
Krafteinsatz
Nur „Hackstil“
„Hack-, Kick-, Pianostil“
Zugphase
Nein
Ja
Biomechanischer
Niedrig
Hoch
Wirkungsgrad
Hackstil (Druck- Phase):
Eine Hüft- und Kniegelenkstreckung bewirkt ein senkrechtes Herunterdrücken des Pedals
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Kickstil (Hub- Phase):
Durch Beugung im Hüft- und Kniegelenk schwenkt der
Unterschenkel im Kniegelenk
Pianostil (Zug- und Schubphase): Durch Kippbewegung im Fußgelenk wird am
oberen Totpunkt die Ferse gesenkt und die Fußspitze angehoben
Î Kraft wirkt nach vorne (Schub)
am unteren Totpunkt wird die Ferse angehoben, die Fußspitze gesenkt
Î Kraft wirkt nach hinten (Zug)
2.2.3. Beinmuskulatur während der Trittbewegung
Die Trittbewegung scheint nach außen hin eine monotone einfache Bewegung zu
sein. Betrachtet man allerdings die Muskelaktivität so wird klar, dass es sich dabei
um ein komplexes Zusammenspiel von nahezu allen Muskeln der unteren Extremitäten und des Hüftbereich handelt. Dabei kommt nicht nur, wie oft vermutet, die kräftige
Streckmuskulatur von Hüft-, Knie- und Sprunggelenk zum Einsatz.
„Beim Radfahren ist der Ablauf der Tretbewegung durch die Konstruktion des Rades
fest vorgegeben. Die erbrachte Leistung wird hierbei in zyklisch-dynamischer Weise
von der Muskulatur im Hüftbereich und der unteren Extremitäten auf das sich auf einer Kreisbahn bewegende Pedal übertragen.“ (Henke, 1994, S. 38)
Lombardsche Paradoxon: Der Begriff „Lombardsche Paradoxon“ wird immer wieder
in Zusammenhang mit der Tritttechnik im Radsport gebracht. Dabei kommt es während einer Pedalumdrehung zu einer gleichzeitigen Aktivierung der Extensoren und
Flexoren der Beinmuskulatur. (vgl. Henke, 1994) Das führt dazu, dass sich Muskeln
in ihrer Streck- bzw. Beugearbeit mehr oder weniger überschneiden, sich gegenseitig
unterstützen oder sogar behindern. Ein Beispiel: „Bei gleichzeitiger Aktivierung des
M. gluteus maximus und des M. rectus femoris bei 90° Kniewinkel erfolgt eine Übertragung des Hüftmoments auf das Knie“ (vgl. Stapelfeldt, 2005, S.107).
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Dieses komplexe Zusammenspiel der Beinmuskulatur beschreibt Gressmann (2005,
S. 217) so: „Die Druckphase erfolgt in erster Linie über die Hüft- und Kniestrecker,
unterstützt von der Wadenmuskulatur, den Senkern im Fußgelenk. Für das Hochziehen des Pedals sorgen dann die Hüft- und Kniebeuger und – nicht zu vergessen –
die vorderen Schienbeinmuskel, die Heber im Fußgelenk.“
Die intermuskuläre Koordination der wichtigsten Muskeln bei der Pedalumdrehung
auf einen Blick:
Phase Æ Å Druck – Phase Æ Å Zug – Phase Æ Å Hub – Phase Æ Å Schub –
gm
bf
vl
vl
rf
rf
ga
ta
0
ta
45
90
135
180
OT
225
270
315
360°
UT
OT
Abbildung 8: Die wichtigsten Beinmuskeln während der Trittbewegung auf einen Blick (Gressmann,
2005, S. 216; Tittel, 2000)
gm..... gluteus maximus
Streckerschlinge
bf........biceps femoris
vl.........vastus lateralis
rf........rectus femoris
ga.......gastrocnemius
ta.......tibialis anterior
Beugerschlinge
OT......oberer Totpunkt
UT......unterer Totpunkt
Abbildung 9: Beuger- und
Streckerschlinge (Tittel, 2000)
beugen strecken
Oberschenkel
rf
Unterschenkel
bf
Fuß
ta
gm bf
ga
rf
vl
ga
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2.2.4. Dysbalancen und Seitigkeiten im Radsport
Definition Dysbalancen:
„...stellen muskuläre Ungleichgewichte dar, die einerseits durch eine unproportionale
Kraftentwicklung und Verkürzung der Leistungsmuskulatur, andererseits eine Abschwächung nicht ausreichend mittrainierter Muskeln beschrieben werden können“.
(Weineck, 2000, S. 336)
Bei der vorliegenden Untersuchung wird unter dem Begriff Dysbalancen der Vergleich zwischen Druck- und Hub- Phase während einer Pedalumdrehung verstanden.
Die Dysbalance äußert sich in diesem Fall mit dem Kräfteungleichgewicht der Beuger- und Streckerschlinge, was sich im Radsport durch eine ziemlich einseitige Belastung widerspiegelt, das heißt die Hubphase wird im Gegensatz zur Druckphase
kaum genützt, was aus biomechanischer und physiologischer Sicht fraglich ist.
Seitigkeiten:
Bekannterweise reagieren Gewebe nach Reizhöhe und Reizmenge (überschwellig
vorausgesetzt) mit mehr oder weniger starken Anpassungen. Erfahren nun bestimmte Regionen einer Körperseite über einen längeren Zeitraum mehr oder höhere Reize, kommt es bei ihnen zu ausgeprägten Anpassungen (kräftiger, stabiler, flexibler)
als bei ihrem spiegelbildlichen Pendant. Es kommt:
1. zu links-/rechtsungleichen Muskelentwicklungen
2. zu links-/rechtsunterschiedlichen Festigkeiten und Flexibilitäten der passiven
Strukturen
3. zu einer asymmetrischen Entwicklung der koordinativen Fähigkeiten bezüglich
der Körperebenen (allerdings ist hierbei der Crossing – Effekt zu berücksichtigen, nachdem es auch bei einem rein einseitigen Krafttraining zu gewissen
koordinativen Anpassungen der untrainierten Seite kommt.
4. Schließlich kann sich eine asymmetrische Haltung mit sich anschließender
dauerhaft asymmetrischer Belastungseinleitung in den Körper entwickeln.
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Es weisen viele Menschen körperliche Links/ Rechts – Dysbalancen auf, die unter
anderem auf folgendes zurückzuführen sind:
1. auf alltägliche Belastungen und Gewohnheiten (z.B. Rechts-/Linkshändigkeit;
einseitige berufliche Belastungen)
2. auf körperliche Fehlstellungen (z.B. Skoliosen, einseitige traumatische oder
degenerative Verletzungen)
3. auf sportspezifische Anforderungen (insbesondere bei asymmetrisch dominierten unausgewogenen Sportarten, wie beispielsweise Tennis, Golf oder
Wurfdisziplinen)
(vgl. Gottlob, 2001, S.112).
Seitigkeit
Funktionelle Seitigkeit
Beinigkeit
Händigkeit
Morphologische Seitigkeit
Drehseitigkeit
Äugigkeit
Ohrigkeit
Abbildung 10: Einteilung der Seitigkeit (Fetz, 1989, S. 164)
Ergänzungen:
Die funktionelle Seitigkeit bezieht sich auf die Funktion eines Körperteils hinsichtlich
einer Verwendungspräferenz oder Leistungsdominanz.
Die morphologische Seitigkeit bezieht sich auf das äußerliche Erscheinungsbild des
jeweiligen Körperteils. Das dominante Bein hat dickeren und festeren Knochenbau
und stärkere Muskulatur.
16
Diese Beinigkeit kann durch
•
Verletzung
•
Beinlängendifferenz (angeboren)
•
Dominantes vs. nicht dominantes Bein
entstehen.
Bei der Untersuchung wird unter dem Begriff Seitigkeit das Kräfteungleichgewicht
zwischen linkem und rechtem Bein verstanden.
Untersuchungen zu Dysbalancen und Seitigkeiten:
Einige Untersuchungen geben Hinweise, dass es durch einen „unrunden Tritt“ bzw.
durch einen unterschiedlichen Krafteinsatz des linken und rechten Beins zu Haltungsbeschwerden im passiven Bewegungsapparat kommt (Petracic, 1992). Bei diesen Untersuchungen handelt es sich um theoretische Annäherungen. Die aufgestellten Behauptungen werden nicht durch tatsächliche Messungen belegt.
Im Gegensatz dazu, bestätigen Hillebrecht et at (1998) durch eine Untersuchung an
acht Spitzenathleten der Disziplin Bahnrad das Kräfte- Ungleichgewicht zwischen
Druck- und Zugphase (Dysbalance). Dabei wurde die Messung mit dem SRM- System durchgeführt, was zu einem Nachteil bei der Auswertung der Messergebnissen
führte. Es kann nämlich lediglich das Drehmoment bestimmt werden und dies nur für
beide Beine gemeinsam, das heißt es kann nicht definitiv gesagt werden, welche
Kräfte etwa während der Druck- und Hubphase auftreten.
Es existieren 2 Untersuchungen (Stapelfeldt, 2004 & 2005) der Universität Freiburg,
die mit dem in dieser Arbeit verwendeten Powertec- System gemessen haben. Beide
Veröffentlichungen bestätigen die Funktionalität und berichten über interessante Forschungsergebnisse im Bereich Pedalkraftverläufe und Einflussfaktoren auf die resultierende Kraft.
In jenen Untersuchungen werden auch Hinweise gegeben, dass durch bewusstes
Training (in diesem Fall durch ein Online- Feedback- Training) die Tretbewegung
verändert werden kann.
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Dass es das Phänomen Seitigkeiten durchaus auch im Radsport gibt, bestätigen die
Untersuchungen von Smak et al (1999) und Stapelfeldt (2005). Bei diesen Forschungen werden zwar die vorhanden links- rechts- Seitigkeiten aufgezeigt, allerdings in
weiterer Folge nicht genauer darauf eingegangen.
Das Thema „Ausgleich von Seitigkeiten“ wird in zahlreichen Sportarten wie Tennis
(Fischer, 1988), Volleyball (Büttner, 1990) und auch im allgemeinen Leistungssport
(Oberbeck, 1990) bzw. anderen Sportarten (Steinecker, 2000; Ropohl, 1999; Holz
1996) beschrieben, nicht so im Radsport: Es scheint, als ob die Studien im Bereich
Radsport diese Thema noch nicht behandelt haben.
2.2.5. Differentielles Techniktraining
„... ein Konzept, das im folgenden als differentielles Lernen und Lehren bezeichnet
wird. Das Konzept macht sich die Notwendigkeit von Schwankungen bzw. Fehlern für
das Lernen zunutze. Betrachten wir Schwankungen als Abweichungen von einem
Bezugspunkt, dann stellen sie Differenzen dar, die einem System erlauben, ständig
auf sich verändernde Bedingungen adäquat zu reagieren bzw. sich anzupassen.“
(Schöllhorn, 1999, S. 9)
Der Grundgedanke von dem in dieser Untersuchung verwendeten Interventionsprogramm liegt darin, die „eingeschliffenen Muster“ der gewohnten Trittbewegung zu
verändern, denn nahezu alle Radsportler befinden sich durch die unzählige Pedalumdrehungen bei den tausenden Trainings- und Rennkilometer in einem sehr stabilen Bewegungsmuster.
Um nun solche „Tretmuster“ zu verändern, bietet sich das Prinzip des Differentiellen
Lernens an (vgl. dazu Schöllhorn 1999 & 2006). Er beschreibt mit dem systemdynamischen Ansatz die Vorgehensweise des Aufbrechens von „alten“ gewohnten Bewegungsmustern um neue, für die eigentliche sportliche Bewegung effektivere Technik
zu erlernen.
Zahlreiche, in der Vergangenheit durchgeführten Untersuchungen zu dieser Problematik bringen folgende Ergebnisse zum Vorschein:
18
•
Jede auch nur so geringe Übungsvariation bedeutet eine neue wertvolle Herausforderung für das nervale System (Enoka, 1994; Bloomer, 2000).
•
Jede Änderung der Übungsgeometrie (Winkel), Winkelgeschwindigkeit, Beschleunigung oder Rhythmus führt zu einer unterschiedlichen Beanspruchung
der agonistischen und synergistischen Muskelanteile (Latham, 1996).
•
Das Lernen an Differenzen mittels vielfältiger Übungen hat eine Neuorganisation der intra- und intermuskulären Koordination zur Folge (Poliquin, 1996).
Um diese Vorteile zu nützten, sollte man ein hohes Maß an Variationen von Trainingseinheit zu Trainingseinheit einbauen, denn auch zahlreiche namhafte Autoren
empfehlen, häufig zu variieren:
•
Irwin (1990) schlägt vor, alle 4 bis 8 Trainingseinheiten die Übungen pro Körperbereich zu wechseln um so den Vorgang der Selbstorganisation beim Athleten auszulösen.
•
Zatsiorsky (1996) erklärt, dass aufgrund der Zeitlimitierung eines einzelnen
Krafttrainings von meist einer Stunde, regelmäßige Übungsvariationen durchzuführen sind.
•
Bloomer (2000) sieht schließlich in der Übungsvariation einen Zeit- und Effektivitätsgewinn und distanziert sich somit von einer reinen linearen Kausalität.
Diese Beiträge stammen aus dem Prinzip des differentiellen Krafttrainings für verschiedenste Sportarten, im Radsport hat diese Art von Training jedoch kaum Anwendung gefunden.
Das Prinzip der Systemdynamik könnte aber auch im spezifischen Radtraining mit
den SmartCranks eine entscheidende Rolle spielen. In der Auswahl des Übungsangebotes und in der Art der Übungsvariationen steckt das Prinzip der Leistungssteigerung der physiologischen und tritttechnischen (biomechanischen) Parameter beim
Pedalieren.
2.2.6. Bisherige Messsysteme
Wie bereits in der Einleitung erwähnt, konnte bis vor kurzem noch kein optimales, für
diese Untersuchung geeignetes Messsystem ausfindig gemacht werden. Es gibt mitt19
lerweile eine Vielzahl von Systemen, die angeben, die Pedalkräfte zu messen. Nur
wenige dienen zur wissenschaftlichen Forschung. Zu den bisher bekanntesten Leistungsmesssystemen gehören das SRM-System und das Polar Kraft-LeistungsMesssystem.
2.2.6.1.
Schoberer Radmesstechnik (SRM-System)
Mit Hilfe dieses Gerätes ist es möglich, tatsächlich auftretende Leistungen im Feld zu
messen und einen Einblick zu erhalten, welche Kräfte beim Straßenradfahren bzw.
Mountainbiken auftreten können. Mit Hilfe von 8 Dehnmessstreifen (wissenschaftliches Modell) zwischen Tretkurbel und Kettenblatt wird es möglich, Drehmomentverläufe des linken und des rechten Beines in Echtzeit auf einem PC-Monitor während
des Tretens auf dem eigenen Rad oder Ergometer darzustellen.
Es handelt sich dabei zwar um ein gut ausgereiftes und sehr genaues Messsystem,
allerdings ist es für diese Untersuchung nicht geeignet, da nicht zwischen Leistungen des linken und rechten Beins bzw. nicht zu 100 Prozent zwischen Druck- und
Zugkräfte unterschieden werden kann. Es ist immer nur eine Summierung des linken
und rechten Beines. Rückschlüsse auf die insgesamt resultierende Kraft, auf den
biomechanischen Wirkungsgrad oder auf konterlaterale Differenzen sind nicht möglich.
AuswerteSoftware
Dehnmessstreifen
PowerControl (für
Fahrradlenker)
Abbildung 11: SRM- Kurbel mit Zubehör (SRM Trainingssystem 2007)
20
2.2.6.2.
Polar Kraft- Leistungs- Messsystem
Der Kraft-Leistungs-Messer ermittelt durch Messung der Kettenvibration und Kettengeschwindigkeit die momentane, durchschnittliche und maximale Leistung in Watt,
die Kraftverteilung zwischen linken und rechten Bein in Prozent (Links-RechtsBalance) und den Kraftverlauf während einer Pedalumdrehung (Pedalling- Index).
Dieser Pedalling- Index (Kraftaufbau innerhalb einer Pedalumdrehung) wird von der
Firma Polar zur Analyse des „runden Tritts“ verwendet.
Auch durch dieses Messsystem lässt sich abschätzen, ob es Seitigkeiten bzw. Dysbalancen gibt, allerdings handelt es sich bei den Ergebnissen, wie bei der SRM- Kurbel, wieder nur um eine Summierung der Leistung des rechten und linken Beines.
Abbildung 12: Polar Kraft - Leistungs- Messsystem
Laut Hersteller (Firma Polar) handelt es sich bei diesem Gerät um ein KraftLeistungs- Messsystem, das die Leistung über die Kettenspannung mal der Kettengeschwindigkeit berechnet. Die Anzeige erfolgt sofort über die Polar- Uhr S725 und
beinhaltet die momentane, durchschnittliche und maximale Leistung in Watt. Weiters
wird auch die Kraftverteilung zwischen linkem und rechtem Bein und der Kraftverlauf
während einer Pedalumdrehung (PI) in Prozent angegeben. In Abbildung 13 gibt der
Hersteller eine Vergleichsmessung mit dem wissenschaftlichen SRM- System an.
21
Abbildung 13 Vergleichsmessung zwischen SRM und Polar Kraft-Leistungs-Messsystem
(LMT- Polar, 2003)
2.3.
Forschungsdefizit
Wie im Kaptitel 2.2. beschrieben, gibt es bis dato einige Untersuchungen, die sich mit
der optimalen Tritttechnik auseinandersetzen und diese auch versuchen zu beschreiben. Dabei ist allerdings zu beachten, dass diese Forschungen entweder mit
Messsystemen durchgeführt werden, die nur beide Beine gemeinsam messen können, oder dass Einbauversionen (zum Beispiel SRM- Ergometer), verwendet werden.
Der größte Nachteil an diesen Geräten ist, dass diese nicht an straßentauglichen
Rädern montiert werden können und somit nicht 1:1 auf den Radsport übertragbar
sind.
Die beiden Publikationen, die das selbe Powertec- Messsystem wie in dieser Untersuchung verwenden, bestätigen die Zuverlässigkeit und Messgenauigkeit des Gerätes. Es werden allerdings keine Aufschlüsse gegeben, wie sich ein mehrwöchiges
Techniktraining auf das Pedalieren auswirkt, das heißt ob Veränderungen von biomechanischen und physiologischen Parametern des Sportlers zu erwarten sind.
Das differentielle Techniktraining wird in zahlreichen anderen Sportarten beschrieben
und angewendet, allerdings besteht im Bereich Straßenradsport ein Forschungsdefizit. Die Auswirkungen eines Techniktrainings, wie in dieser Untersuchung mit den
22
SmartCranks, wird zwar durch subjektive Erfahrungsberichte aufgezeigt, allerdings
noch durch keine wissenschaftliche Untersuchung bestätigt.
2.4.
Aufgabenstellung
Aufgrund der, in Kapitel 2.3. formulierten Forschungsdefiziten ergibt sich für diese
Untersuchung folgende Aufgabenstellungen:
Es soll herausgefunden werden, ob das verwendete Powertec- Messgerät und die
dazu programmierte Software „KurbelMaster“, zur Analyse der Dysbalancen und Seitigkeiten, für linkes und rechtes Bein getrennt, geeignet ist.
Ein weiterer Punkt, der geklärt werden soll, ist die Untersuchung des Phänomens
„runder Tritt“ und Seitigkeit. Gibt es diese Erscheinungsformen, wie es in der Literatur
beschrieben wird, und wenn ja, wie äußern sie sich im Bezug auf physiologische und
biomechanische Parameter.
Ob die SmartCranks als differentielles Techniktraining zum Ausgleich von Dysbalancen und Seitigkeiten geeignet sind, ist auch Gegenstand dieser Untersuchung.
Im Zuge dieser Diplomarbeit sollen noch Aussagen getroffen werden, inwieweit sich
die Ergebnisse auf die Trainingskonsequenz zur Leistungssteigerung im Radsport
auswirkt:
•
Optimierung der intermuskulären Koordination (Agonisten, Synergisten, Antagonisten)
•
ökonomischere, effektivere und schnellere Fortbewegung
•
weniger Kraftverlust?
Interessant wird auch die Betrachtung aus orthopädischer Sicht (Gesundheitssport):
Was bedeutet diese Untersuchung für das Entgegenwirken von einseitigen Belastungen und Überlastungserscheinungen beim Radfahren?
•
Ausgleich von Seitigkeiten?
•
Ausgleich von Dysbalancen?
23
3. Untersuchungsmethode
3.1.
Datengewinnung
3.1.1. Allgemein
Untersucht werden 20 Radfahrer im Alter zwischen 18 Jahren und 43 Jahren, die
regelmäßig am Rad trainieren und bereits an Radwettkämpfen teilgenommen habenalso eine hohes Maß an Pedaliererfahrung mitbringen.
Allerdings dürfen die Probanden keinerlei Erfahrungen mit dem SmartCranks- Training mitbringen.
Durchgeführt wird eine Längs- und Querschnittsuntersuchung:
Vor dem Einganstest müssen alle Sportler einen Fragebogen über Radtraining, persönliche Daten, Verletzungen und Trainingsgewohnheiten ausfüllen. Nach der Untersuchung wird die Kontrollgruppe noch über das subjektive Trainingsempfinden mit
den SmartCranks befragt.
Nachdem das Ruhelaktat genommen wird, startet der Eingangstest, bei dem biomechanische und physiologische Parameter erhoben werden.
Zu absolvieren sind 4 Belastungsstufen zu unterschiedlichen Widerständen und Trittfrequenzen.
Zur Erhebung der physiologischen Parametern wird über die gesamte Testdauer die
Herzfrequenz gemessen und 30 Sekunden vor Ende jeder Stufe das Laktat genommen.
Die Stufen dauern jeweils 5 Minuten und von der 3. bis zur 4. Minute werden, über
einen Zeitraum von 60 Sekunden, mit dem Powertec- Messsystem die bilateral auftretenden Pedalkräfte gemessen. Die erhobenen Kräfte werden im Anschluss zu den
biomechanischen Parametern verrechnet. Dieser Test wird mit einem straßentauglichen Rennrad auf einer Taxc- Walze durchgeführt und jeder Proband verwendet sein
eigenes, vertrautes Pedalsystem.
Anzumerken sei in diesem Zusammenhang, dass die in dieser Untersuchung gemessenen 3,5 Watt/kg Körpergewicht (am Straßenrad auf der Taxc- Walze) bei Belastungsstufe 3 und 4 vom subjektiven Empfinden her anstrengender sind als der
gleiche Widerstand auf einem Ergometer. Da diese Bedingung für beide Gruppen
24
gleich ist und zwischen dem Ein- und Ausgangstest nichts verändert wird, stellt es
kein weiteres Problem dar.
Mit einem maximalen Trittfrequenztest über 30 Sekunden auf einem Daum Ergometer Premium 8i kann der Eingangstest abgeschlossen werden.
Im Anschluss an den Eingangstest werden die Sportler aufgrund der ParameterRanglisten (Analyse der Effektgrößen) in Versuchs- und Kontrollgruppe eingeteilt.
Die Kontrollgruppe bekommt ein Trainingsprotokoll, in dem die Sportler für die 6
Wochen genaue Trainingsaufzeichnungen über Rad- bzw. allgemeines Training führen müssen.
Die Versuchsgruppe bekommt neben diesem Trainingsprotokoll eine Einweisung in
das SmartCranks- Training und das dazugehörende Trainingsprogramm über 12
Trainingseinheiten. Die Probanden absolvieren dabei 2mal Training pro Woche und
nach 6 Wochen wird, wie bei der Kontrollgruppe auch, der Ausgangstest durchgeführt.
Der Ausgangstest läuft genau nach dem gleichen Schema ab wie der Eingangstest,
nur dass der Fragebogen kein zweites Mal auszufüllen ist, stattdessen wird eine
Rückmeldung über den Trainingsverlauf und das subjektive Empfinden gegeben.
3.1.2. Stichprobe
Voraussetzung für eine Teilnahme an dieser Untersuchung ist, dass die Athleten bis
jetzt noch keine Erfahrungen mit dem SmartCranks- Training haben und regelmäßig
am Rad trainieren. 15 von den 20 Sportlern nehmen aktiv an Radsportwettkämpfen
teil.
Um das Training der Versuchs- und Kontrollgruppe während des Interventionsprogramms zu überwachen, müssen die Probanden ein Trainingsprotokoll führen.
Ursprünglich waren 20 Personen geplant. Im Laufe der Untersuchung mussten allerdings 2 Athleten krankheitsbedingt (Achillessehnenreizung und länger andauernde
Grippe) aussteigen. Eine Person wurde wegen eines Messfehlers aus der Studie genommen und ein Radfahrer konnte auf Grund der Wettkampfplanung kurzfristig nicht
mehr am Ausgangstest teilnehmen.
25
Die 4 verhinderten Sportler konnten zwar teilweise das Training absolvieren, allerdings wurden sie aus Validitätsgründen aus der Studie komplett herausgenommen.
Demzufolge ergibt sich folgende Einteilung:
16 Probanden
8 Versuchsgruppe (VG) bzw.
8 Kontrollgruppe (KG)
Persönliche Daten der Probanden:
Versuchsgruppe
N=
Kontrollgruppe
10
10
7 m, 1 w
7 m, 1 w
Gewicht MW
71,00
72,95
Alter MW
28,75
31,50
9.635,50
10.1248
Geschlecht
Km/ Jahr MW
Im Vorfeld bestand die Aufgabe darin, eine möglichst homogene Einteilung der Versuchs- und Kontrollgruppe zu treffen. Als für diese Untersuchung geeignet, stellte
sich ein Parameter- Ranglistensystem (hinsichtlich der Effektgrößen) heraus.
Im Tabelle 1 wird die Vorgehensweise exemplarisch dargestellt.
Name Parameter1 Parameter2 Parameter3 Parameter4 Parameter5 Gesamt
1
Rang 5
Rang 7
Rang 12
Rang 13
Rang 16
53
2
Rang 10
Rang 2
Rang 7
Rang 16
Rang 17
52
3
Rang 9
Rang 13
Rang 5
Rang 4
Rang 8
39
4
Rang 20
Rang 15
Rang 11
Rang 9
Rang 14
69
Rang 2
Rang 3
Rang 8
Rang 7
Rang 5
25
........
20
Tabelle 1: Beispiel eines Parameter- Ranglistensystems
26
Parameter1: Kilometerleistung pro Jahr
Parameter2: Laktatwerte beim Eingangstest
Parameter3: Trittfrequenztest beim Eingangstest
Parameter4: Biomechanischer Wirkungsgrad (Verhältnis links/rechts)
Parameter5: Vortriebswirksame Kraft links (Verhältnis Sektor 2/ Sektor 4)
Anhand dieser Auflistung wird in weiterer Folge, mittels des Gesamtwertes, eine
Rangliste von 1 bis 20 erstellt und die Athleten abwechselnd in Versuchs- und Kontrollgruppe eingeteilt (wie in Tabelle 2 veranschaulicht):
Versuchsgruppe 1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
Kontrollgruppe
4
6
8
10
12
14
16
18
20
2
Tabelle 2: Einteilung der Versuchs- und Kontrollgruppen.
Die Einteilung wird mit einem t-Test für unabhängige Stichproben überprüft, wobei
alle zu untersuchenden Parameter in die Berechnung miteinfließen. Es wurden keine
signifikanten Unterschiede festgestellt und aus diesem Grund kann von einem gleichen Ausgangsniveau beider Gruppen ausgegangen werden.
3.1.3. Untersuchungsdesign
3.1.3.1.
ET
Überblick
(6 Wochen)
AT
Versuchsgruppe
12 mal SmartCranks-Training und Versuchsgruppe
8 Personen
„normales“ Training
Kontrollgruppe
12 mal SC-Training mit starren Kontrollgruppe
8 Personen
Kurbeln und „normales“ Training
8 Personen
8 Personen
Tabelle 3: Überblick des Untersuchungsdesign
27
2 unabhängige Stichproben (Versuchs- und Kontrollgruppe)
2 Messzeitpunkte (Ein- und Ausgangstest)
4 Bedingungen
1. Stufe: 1,5W/kg – 60U/min
6 Parameter (2 physiologische Parameter und 4 biomechanische Parameter)
Linkes und rechtes Bein (im Verhältnisse zueinander oder einzeln berechnet)
3.1.3.2.
Eingangstest
Der Ein- und Ausgangstest läuft für alle Probanden vollkommen ident ab.
Vor dem Test müssen alle Probanden den Fragebogen ausfüllen, um herauszufinden, ob jemand verletzungsbedingt oder auf Grund von anderen Faktoren für die Untersuchung nicht geeignet ist.
Der erste Teil des Eingangstests wird mit einem straßentauglichen Rennrad auf einer
Trainingswalze absolviert. Dabei wird die individuelle Sitzposition von jedem Probanden selbst bestimmt. Als Outfit gilt ein Radtrikot und die eigenen, gewohnten Radschuhe mit dem dazugehörenden Pedalsystem.
Es werden zwischen den 5min dauernden Stufen keine Pausen eingelegt, denn das
Laktat wird während des Pedalierens in der letzten halben Minute jeder Stufe abgenommen. Das Stufenende wird mit einem Marker auf der Polar- Uhr S810 gekennzeichnet. Zugleich zeichnet die Uhr den gesamten Herzfrequenzverlauf auf. In Tabelle 4 wird ein Überblick des Testablaufs am straßentauglichen Rennrad gegeben:
Aufzeichnung
Stufen
Dauer
Watt/ kg KG
TF
1
5min
1,5
60
3-4min
2
5min
1,5
90
3-4min
3
5min
3,5
60
3-4min
4
5min
3,5
90
3-4min
der Pedalkräfte
Tabelle 4: Ein- bzw. Ausgangstest am straßentauglichen Rennrad.
28
Abbildung 14: Proband beim Eingangstest
Der zweite Teil des Eingangstests, der maximale Trittfrequenztest, wird auf einem
Daum Ergometer Premium 8i mit den eigenen, gewohnten Radschuhen und dem
dazugehörenden Pedalsystem absolviert.
Die Aufgabe besteht darin, über einen Zeitdauer von 30 Sekunden eine maximale
Trittfrequenz zu halten. Jeder Proband muss dabei einen Widerstand von 100 Watt
realisieren. Start ist aus der Ruheposition und sobald der Proband mit dem maximalen Pedalieren beginnt, startet die Stoppuhr. Aufgezeichnet werden 35 Sekunden,
aber in die Auswertung fließen nur 30 Sekunden ein, denn die ersten 5 Sekunden
werden zur Beschleunigung verwendet.
Es wird im Besonderen darauf geachtet, dass die Probanden auch bei diesem Test
ihre individuell optimale Sitzposition einnehmen. In folgender Tabelle 5 wird ein Überblick des Testablaufs am Ergometer gegeben:
Stufen
Dauer
Watt
1
30sek
100
TF (Durchschnitt)
Tabelle 5: Ein- bzw. Ausgangstest am Ergometer
3.1.3.3.
Ausgangstest
Der Ausgangstest wird möglichst zur gleichen Uhrzeit (Differenz von 30min auf oder
ab) wie der Eingangstest durchgeführt und auch auf die äußeren Bedingungen wird
best möglichst Rücksicht genommen:
Somit ist die Temperatur im Labor nahezu ident, der Luftdruck im Reifen des Straßenrads wird vor jedem Test kontrolliert und es wird auch das gleiche Material
(Schuh, Pedalsystem, Bekleidung,...) verwendet.
29
Die Sitzposition, welche nach dem Einganstest, sowohl beim Rennrad, als auch am
Ergometer, notiert wird, wird beim Ausgangstest genau gleich übernommen.
Zusätzlich kontrolliert werden auch:
3.1.4. Messsysteme
3.1.4.1.
Straßenrennrad auf Taxc- Walze Flow Basic
Als Messrad wird ein straßentaugliches Rennrad der Marke Colnago Typ Dream mit
Stahl - Rahmen und einer Größe von 56 Zentimeter verwendet. Das Rennrad ist
ausgestattet mit Colnago Record Komponenten und der Reifendruck von 8bar wird
vor jeder Testung überprüft.
Dem Vorderreifen wird ein etwa 4 Zentimeter dickes Holzbrett untergelegt, damit das
Rennrad in der Waagrechten ausgerichtet ist. Die Überprüfung erfolgt mit einer Wasserwaage.
Das Testrad ist in einer Standwalze von der Firma Tacx (Flow Basic) mit Magnetbremse zum Einstellen des Widerstandes eingespannt. Zur Kontrolle kann jeder Proband die Trittfrequenz am Basic- Computer des Rollentrainers ablesen. Der BasicComputer wird sichtbar am Lenker moniert. Die Kabelführung der Messeinheit wird
so verlegt, dass es zu keinen Problemen beim Untersuchungsablauf kommen kann.
Abbildung 15: Messsystem auf Tacx- Walze
30
3.1.4.2.
Powertec®System
In dieser Untersuchung wird das Powertec- Messsystem der Firma „O-Tec“ zur Analyse der Pedalkräfte verwendet.
„Das Messsystem misst die ins Pedal- und Kurbelsystem eingebrachten Kräfte und
damit die Leistung und das Drehmoment für beide Seiten (rechts/links) getrennt.
Damit ist die Bestimmung der vortriebswirksamen Kraft und des biomechanischen
Wirkungsgrades für das einzelne Bein möglich. Die vortriebswirksame Kraft und der
biomechanische Wirkungsgrad sind Kriterien des Tretmusters beim Radfahren. Das
Tretmuster hat sowohl unter leistungssportlichen als auch unter orthopädischen Gesichtspunkten eine hohe Bedeutung. Für die Leistungsmaximierung im Radsport ist
es notwendig, die vortriebswirksamen Kräfte zu optimieren, was häufig alltags
sprachlich mit dem so genannten "runden Tritt" bezeichnet wird. Die auf dem Markt
erhältlichen Messsysteme lassen keine bilaterale Erfassung der Kräfte und damit der
Leistung oder des Drehmoments zu.“
(vgl. Stapelfeldt, 2003)
„Der patentierte Leistungssensor beruht auf dem Hall-Effekt. Der Sensor ist empfindlich auf die Veränderung eines Magnetfeldes. Verändert man die Lage eines sehr
starken Magneten zu unserem Hall-Effekt-Sensor, so ändert sich die Ausgangsspannung. Die Bewegung zwischen Sensor und Magneten liegt im Bereich von 1/1000
Millimeter.
Wie kommt es nun zur Bewegung beider Elemente?
Beim Treten entstehen Kräfte in Richtung der Kurbel ( Verlustkräfte ) und senkrecht
der Kurbel ( Vortriebskräfte). Mittels der Drehpunkte und der kreissymmetrisch angeordneten Federelemente können beide Kraftrichtungen selektiv gemessen werden.
Die Federelemente sorgen für eine Bewegung zwischen Magnet und Sensor proportional zur Kraft. Über das Federelement entsteht also eine Bewegung, die wir mittels
Magnet und Sensor auswerten.“ (vgl. Oberheim, 2003)
31
Sensorsystem für Vortriebskraft
Federelemente
geometrischer
Drehpunkt
Einschraubung an
Kurbel
Pedalachse
Sensorsystem für Verlustkraft
Kurbelachse
neue Kurbelachse
Magnet
Sensor
Der Sensor bewegt sich gegenüber dem Magneten
um den Drehpunkt.
Die kreissymetrischen Federelemente selektieren die
Kraftrichtung
Abbildung 16: Aufbau des Powertec- Messsystems (Oberheim, 2003)
32
Messbereich: -50 bis +150 kg
Linearität: +/- 1%
Temperaturkoeffizient (TKC):
<+/- 0,5 %
Hysterese: < 1%
Belastungskriechen: <0,1%
Genauigkeit: +/- 3%
Grenzlast: 200kg
Bruchlast: 3-4 mal Nennlast
Temperaturbereich: -10 bis 60°C
Lagertemperatur: -20-80°C
Auflösung: 10 bit
Datenrate: 10 ms
Abbildung 17: Powertec- Produktbeschreibung (Oberheim, 2003)
Spulenübertragung (Angaben laut Hersteller):
Die Übertragung erfolgt mittels Induktion.
Die Daten werden über die serielle Schnittstelle eingelesen.
Auflösung: 10 bit Übertragungsrate: 400Hz ( pro Kanal 100Hz ).
Datenprotokoll:
4 Analogeingänge (10Bit, A39-A30,...A09-A00)
rs232=19,2kbaud
Daten alle 10ms
33
Datenformat:
Byte0 Byte1
0
A39...A
32
Byte2
Byte3
Byte4
A29...A22 A19...A12
Byte5
Byte6
A09...A0 A31,A30,A21,A20,
2
A11,A10,A01,A00
Chksum
Tabelle 6: Datenformat des Powertec- Messsystem
Testung der Gütekriterien:
Validität:
Die Validität wird durch den Hersteller bestätigt. Die Firma O-Tec veranlasst eine
Vergleichsmessung mit dem SRM- Wissenschaftssystem um die Kriteriumsvalidität
zu prüfen. Dieses SRM-System gilt als Maßstab für alle Kraft- Leistungsmesssysteme, denn die Gültigkeit der SRM- Kurbeln (Messung mit 8 Dehnmessstreifen) wird
laut Hersteller nachgewiesen.
In der Tabelle 7 ist diese Leistungs-Vergleichsmessung zwischen SRM-System und
POWERTEC aufgeschlüsselt (vgl. Stapelfeldt 2005).
Vorgabe
50
100
150
200
250
300
350
400
Tf SRM
92,3
92,1
90,7
92,3
91,3
92,8
92,1
91,1
P SRM
72,4
72,3
150,3 201,4 251
296,5 341,6 396,5
P Powertec 71
71
153
206
258
303
349
406
Diff P
-1,3
-1,6
2,6
4,1
6,6
6,6
7,5
9,2
Diff %
-1,8
-2,2
1,8
2,0
2,6
2,2
2,2
2,3
abs Diff P
1,3
1,6
2,6
4,1
6,6
6,6
7,5
9,2
abs Diff%
1,8
2,2
1,8
2,0
2,6
2,2
2,2
2,3
34
450
500
89,9
92,6
MW
60_100 60_200 60_300 60_400 MW
62,2
63,1
59,3
61
449,5 494,1
97
203,4
311,6
390,4
463
508
101
207
320
399
13,2
13,5
4,2
3,3
8,6
9,0
2,9
2,7
4,4
1,6
2,8
2,3
13,2
13,5
6,6
4,2
3,3
8,6
9,0
6,3
2,9
2,7
2,3
4,4
1,6
2,8
2,3
2,8
Tabelle 7: Vergleichsmessung SRM- mit Powertec- Messsystem (Stapelfeldt, 2005)
Reliabilität:
Die Zuverlässigkeit, mit dem das Powertec- Messsystem die erhobenen Parameter
misst, wird mittels Test- Retest- Verfahren überprüft. Bei diesem Verfahren werden 5
Probanden gebeten, bei 2 verschiedenen Belastungsstufen (bei 100W mit 60U/min
und 200W mit 90U/min) einen Test über 3min in jeder Stufe zu fahren und diesen
nach 10minütiger Pause zu wiederholen. Da der Test für die Sportler nicht besonders
belastend ist, kann der Retest nach dieser Pause durchgeführt werden.
Der Reliabilitätskoeffizient liegt bei rrel = 0,84 und ist somit laut Bös (2001, S. 548) als
„sehr gut“ zu beurteilen.
Objektivität:
Die Objektivität wird bei dieser Untersuchung als gegeben angenommen, da der Tester sowohl bei der Testdurchführung, als auch bei der Testauswertung keinen unmittelbaren Einfluss auf die Testergebnisse hat. Es wird darauf geachtet, dass vor jedem Versuch eine Nullmessung durchgeführt wird (die nach Ende der Testung auch
noch einmal überprüft wird) und die Rahmenbedingungen (Uhrzeit, Temperatur, die
Positionierung beim Test, keine Ablenkung,...) konstant sind.
Durch diese Überprüfung der Hauptgütekriterien kann die Gültigkeit des Tests angenommen werden.
35
Trittfrequenzgeber
Messsystem
Übertragungseinheit
Abbildung 18: Messaufbau PowerTec
3.1.4.3.
Herzfrequenzmessung
Der gesamte Testablauf wird mit einer Polar S810 in Kombination mit dem Wear
Link- Brustgurt aufgezeichnet. Dabei muss darauf geachtet werden, dass der Kontakt
des Senders befeuchtet wird und keine Störsignale von anderen Messsystemen aufgezeichnet werden. Bevor die Testung beginnt, wird jedes Mal überprüft, ob eine
Verbindung zwischen Sendegurt und Uhr besteht und ob dieser Wert der Realität
entsprechen kann.
Übertragungseinheit für PC
Wear LinkBrustgurt
Polar- Uhr S810
Abbildung 19: Polar- Uhr S810
36
3.1.4.4.
Laktatmessung
Über das Ohrläppchen wird mit einer Kapillare Blut abgenommen, das anschließend
mit dem Blutlaktat- Analysegerät Biosen 5040 ausgewertet wird.
Das Gerät misst nach enzymatisch- amperometrischen Prinzip in einem Laktatbereich von 0,5 bis 40mmol/l. Der Messfehler des Gerätes liegt bei 1,5 Prozent bei
12mmol/l.
Bei der Laktatabnahme wird besonders auf hundertprozentige Hygiene geachtet. So
wird vor jeder Abnahme das Ohrläppchen mit Sterilium desinfiziert und darauf geachtet, dass sich kein Schweiß mit dem Blut vermischt, denn das würde die Werte verfälschen.
Abbildung 20: Laktat- Messgerät Biosen 5040
3.1.4.5.
Abbildung 21: Utensilien zur Laktatabnahme
Maximaler Trittfrequenztest
Der Test wird auf einem Daum Ergometer Premium 8i durchgeführt. Da maximale
Pedalumdrehungen von über 200 Umdrehungen/Minute zu erwarten sind, wird der
Ergometer noch zusätzlich fixiert.
37
Abbildung 22: Daum Ergometer Premium 8i
3.1.5. Parameter
Beim Ein- bzw. Ausgangstest werden folgende Parameter erhoben, die zur Auswertung der Untersuchung herangezogen werden:
3.1.5.1.
Physiologische Parameter
Parameter 1 – Herzfrequenz: Auswertung des Herzfrequenz -Durchschnitts der letzten Minute jeder Stufe. Das Testkriterium lautet Pulsschläge/Minute (HF/min).
Parameter 2 – Laktatwert: Das Blutlaktat wird 30 Sekunden vor Ende jeder Stufe
gemessen. Das Testkriterium wird in mmol/Liter (mmol/l) angegeben.
3.1.5.2.
Biomechanische Parameter
Parameter 3 – Maximale Trittfrequenz: Dabei handelt es sich um den Durchschnitt
der maximal möglichen Trittfrequenz über 30 Sekunden (Beschleunigung aus dem
Stand). Dieser Parameter dient zur Analyse der intermuskulären Fähigkeiten der einzelnen Sportler, denn gerade bei Zielsprints, Bergab- Passagen und im Bahnradsport
38
spielt diese Fähigkeit eine entscheidende Rolle. Das Testkriterium wird in Pedalumdrehungen/Minute (U/min) angegeben.
Parameter 4 – relativer biomechanischer Wirkungsgrad links und rechts: Das Powertec- Messsystem in Kombination mit der Software „KurbelMaster“ zeichnet über 60
Sekunden (zwischen der 3. und 4. Minute jeder Stufe) die gesamten Kurbelumdrehungen auf. Mittels der IkeMaster 2004 Software kann im Anschluss der Biomechanische Wirkungsgrad, getrennt linkes und rechtes Bein, wie folgt berechnet werden:
Integral von der vortriebswirksamen Kraft
Integral von der resultierenden Kraft
mal 100 =
Biomechanischer
Wirkungsgrad in %
Bei der Auswertung muss dann berücksichtigt werden, dass immer mit dem relativen
biomechanischen Wirkungsgrad gerechnet wurde, das heißt zum Beispiel 98,34 Prozent bedeutet: der biomechanische Wirkungsgrad des linken Beines liegt um 1,66
Prozent unter dem biomechanischen Wirkungsgrad des rechten Beines.
Anhand dieses Parameters sollten Aussagen darüber getroffen werden, wie es mit
der Seitigkeit der einzelnen Probanden aussieht. Das Testkriterium wird in Prozent
(linkes zu rechtes Bein) angegeben.
Parameter 5 – relatives Integral der vortriebswirksamen Kraft links (zwischen Sektor
2 und Sektor 4: Beschreibung (siehe nächsten Parameter 6).
Das Testkriterium für Parameter 5 lautet Prozent (Sektor 2 zu Sektor 4 linkes Bein).
Parameter 6 – relatives Integral der vortriebswirksamen Kraft rechts (zwischen Sektor 2 und Sektor 4):
Die beiden Parameter 5 und 6 sollen Auskunft über den „runden Tritt“ geben, das
heißt inwieweit die vortriebswirksame Kraft in der Hubphase zur Geltung kommt.
Aufgrund der Tatsache, dass sowohl das physikalische als auch das biomechanische
Optimum in Sektor 2 liegen (Gressmann, 2005; Stapelfeldt, 2005) und der Sektor 4
entscheidend für die Hubphase ist, werden diese beiden Sektoren zur Analyse herangezogen.
Das Integral des 2. und 4. Sektors (Abbildung 7) einer Kurbelumdrehung wird für das
linke und rechte Bein getrennt berechnet. Pro Stufe (bei einer Aufzeichnungsdauer
39
von 60 Sekunden) wird somit ein Durchschnitt von 60 (bei 60U/min- Stufe 1 und 3)
bzw. 90 (bei 90U/min- Stufe 2 und 4) Pedalumdrehungen berechnet.
Berechnungsformel (Beispiel linkes Bein):
Integral Sektor 2 linkes Bein
.
Integral Sektor 2 linkes Bein + Integral Sektor 4 linkes Bein
mal 100 = Parameter 5
in %
Dieser Parameter soll Auskunft über die Dysbalancen, linkes und rechtes Bein getrennt von einander, geben, denn laut Literaturangaben (Burke, 2003; Hillebrecht,
1998; Smak, 1999; Gressmann, 2005) sind die Sektoren 2 (Druck-Phase) und 4
(Hub- Phase) charakteristisch für die Trittqualität (vgl. Kapitel 2.2.2.).
In den folgenden Ausführungen werden die Parameter 5 und 6 anhand von Beispielen erläutert:
Integral Sektor 2 = 45
45
45 + 05
45
Integral Sektor 4 = -05
45 - 05
mal 100 = 90%
Î „gut“
mal 100 = 112,5%
Î „schlecht“
Dieser Parameter wird wie folgt oparationalisiert:
•
Liegt der Prozentsatz unter 100, so ist die vortriebswirksame Kraft während
Sektor 4 positiv – das heißt der Sportler gestaltet die Hub-Phase aktiv, was ein
Hinweis auf einen „runden Tritt“ (aus biomechanischer Sicht) ist.
•
Liegt der Prozentsatz über 100, so ist die vortriebswirksame Kraft während
des Sektors 4 negativ – das heißt der Sportler „hebelt“ das Bein mit dem anderen Bein über diese Hubphase, sodass sogar das Eigengewicht des Beines
zu einer negativen vortriebswirksamen Kraft führt. Aus biomechanischer Sicht
wird das Pedalieren blockiert.
•
Je weiter der Prozentsatz über 100, desto ungünstiger ist die Tritttechnik aus
biomechanischer Sicht.
40
Sektorenwinkel
Abbildung 23: Integralberechnung Sektor 2 links - Sektor 4 rechts (Screenshot vom „IkeMaster2004“)
berechnetes Integral
Abbildung 24: Integralberechnung Sektor 2 rechts – Sektor 4 links (Screenshot vom „IkeMaster2004“)
Das Testkriterium für Parameter 6 lautet Prozent (Sektor 2 zu Sektor 4 rechtes Bein).
41
3.1.6. Hypothesen
Nach Klärung der Parameter, werden für diese Untersuchungen folgende Hypothesen aufgestellt.
3.1.6.1.
H1: Es gibt einen signifikanten Unterschied zwischen der Versuchs- und Kontrollgruppe bei der Herzfrequenz (HF/min) beim Ein- und Ausgangstest.
H01: Es gibt keinen signifikanten Unterschied zwischen der Versuchs- und Kontrollgruppe bei der Herzfrequenz (HF/min) beim Ein- und Ausgangstest.
3.1.6.2.
H2: Es gibt einen signifikanten Unterschied zwischen der Versuchs- und Kontrollgruppe bei den Laktatwerten (mmol/l) beim Ein- und Ausgangstest.
H02: Es gibt keinen signifikanten Unterschied zwischen der Versuchs- und Kontrollgruppe bei den Laktatwerten (mmol/l) beim Ein- und Ausgangstest.
3.1.6.3.
H3: Es gibt einen signifikanten Unterschied zwischen der Versuchs- und Kontrollgruppe bei der maximalen Trittfrequenz (U/min) beim Ein- und Ausgangstest.
H03: Es gibt keinen signifikanten Unterschied zwischen der Versuchs- und Kontrollgruppe bei der maximalen Trittfrequenz (U/min) beim Ein- und Ausgangstest.
42
3.1.6.4.
H4: Es gibt einen signifikanten Unterschied zwischen der Versuchs- und Kontrollgruppe beim relativen biomechanischen Wirkungsgrad (%) (linkes zu rechtes Bein)
beim Ein- und Ausgangstest.
H04: Es gibt keinen signifikanten Unterschied zwischen der Versuchs- und Kontrollgruppe beim relativen biomechanischen Wirkungsgrad (%) (linkes zu rechtes Bein)
beim Ein- und Ausgangstest.
3.1.6.5.
H5: Es gibt einen signifikanten Unterschied zwischen der Versuchs- und Kontrollgruppe beim relativen Integral der vortriebswirksamen Kraft links (%) (Sektor 2 zu
Sektor 4) beim Ein- und Ausgangstest.
H05: Es gibt keinen signifikanten Unterschied zwischen der Versuchs- und Kontrollgruppe beim relativen Integral der vortriebswirksamen Kraft links (%) (Sektor 2 zu
3.1.6.6.
H6: Es gibt einen signifikanten Unterschied zwischen der Versuchs- und Kontrollgruppe beim relativen Integral der vortriebswirksamen Kraft rechts (%) (Sektor 2 zu
H06: Es gibt keinen signifikanten Unterschied zwischen der Versuchs- und Kontrollgruppe beim relativen Integral der vortriebswirksamen Kraft rechts (%) (Sektor 2 zu
43
3.1.7. Interventionsprogramm
Beide Gruppen führen neben ihrem gewohnten „normalen“ Radtraining, welches protokolliert werden muss, noch ein Zusatztraining durch:
Die Versuchsgruppe trainiert laut Trainingsplan mit den SmartCranks. Die Kontrollgruppe absolviert das gleiche Programm (selber Umfang, Häufigkeit und Intensität)
mit herkömmlichen Kurbeln, um der Versuchsgruppe keinen zusätzlichen Trainingsreiz zu geben. Ansonsten könnte die Validität dieser Untersuchung angezweifelt
werden, denn es könnte dann nicht mehr definitiv gesagt werde, ob eine eventuelle
Veränderung der physiologischen und biomechanischen Parameter der Versuchsgruppe, aufgrund der Trainingsintervention oder nur durch den zusätzlichen Trainingsreiz von ca. 1 Stunde 30 Minuten pro Woche passiert ist. Aus diesem Grund
absolviert auch die Kontrollgruppe den selben zusätzlichen Trainingsreiz.
Gerade bei so konstanten Bewegungen, wie es im Radsport bei der Pedalumdrehung der Fall ist, soll besonders zu Beginn des Interventionsprogramms versucht
werden, durch große Bewegungs- Differenzen, den Radsportlern hinsichtlich der
Trittbewegung neue Erfahrungen zu vermitteln.
Die Rückmeldungen der Athleten fallen auch dementsprechend aus, denn diese ungewohnten Bewegungen sind koordinativ sehr anspruchsvoll und anfangs kaum zu
bewältigen bzw. nur mit sehr geringen Widerständen und Umdrehungszahlen von
max. 40- 50 Umdrehungen/Minute.
In der Folge gleicht keine Trainingseinheit der anderen und es wird unterschiedlich
hoch differenziert. Zusammenfassend lässt sich das Interventionsprogramm mit den
SmartCranks so beschreiben, dass zu Beginn der Trainingseinheiten große Differenzen zur herkömmlichen Tretbewegung forciert werde. Gegen Ende des Trainingsprogramms soll die Konzentration auf die feinen Unterschiede gelenkt werden. Dabei
kommt die Pedalumdrehung der eigentlichen Tritttechnik ziemlich nahe, um einen
bestmöglichen Transfer auf das herkömmliche gewohnte Kurbelsystem zu gewährleisten.
44
3.1.7.1.
Trainingsgerät
Als Trainingsgerät für die Versuchsgruppe werden SmartCranks der Schweizer Firma
Swiss Finish verwendet.
Geschichtliche Entwicklung der PowerCranks bzw. SmartCranks (vgl. Baranski,
2004):
„Erfunden und gebaut werden die ersten Kurbeln von dem Amerikaner Frank Day,
der seinem neuen Trainingsgerät den Namen PowerCranks gibt und damit ein neues
Fahrverhalten garantiert. Die Erfinder sind Neurologen und da das Produkt aus der
Medizintechnik stammt, liegt der Schwerpunkt auch auf dem muskulären Ausdauertraining und dem Rehabilitationsbereich. Hauptmerkmal des Systems ist die Entkoppelung beider Kurbelarme. Wo sonst ein 180°- Winkel dafür sorgt, dass beim Herunterdrücken des einen Beines das andere automatisch hoch gedrückt wird, kommen 2
Freilauflager zum Tragen, so dass beim Herunterdrücken des einen Beines das andere ganz bewusst hochgezogen werden muss. Was wenig spektakulär klingt, erweist sich in der Praxis als ähnlich schwer wie erste Fahrversuche ohne Stützräder.
Das Problem ist nämlich, dass Kinder schon von klein auf lernen, dass ein Runterdrücken der Pedale einen Vortrieb des Rades zur Folge hat und ein großer Teil der
Pedalumdrehung (Zug-, Hub- und Schubphase) bleibt ungenützt. Um diesen „runden
Tritt“ zu erlernen reicht es nicht aus, sich während dem Radfahren immer bewusst zu
machen, dass man aktiv auch die Phase vom unteren (180°) bis zum oberen Totpunkt (360°) nützt. Das kann erstmals durch die PowerCranks erreicht werden.“
45
Abbildung 25: PowerCranks: Ergometer (links) / Straßenrad (rechts) (Luttrell, 2003)
Die SmartCranks stellen eine Weiterentwicklung der PowerCranks dar. Drei Erfinder
aus der Schweiz (Walther M., Tanner U. und Berger B.) testen die bereits seit März
2003 erhältlichen PowerCranks und modifizieren diese so um, dass sie noch vielseitiger einsetzbar sind.
Der Hauptunterschied zur PowerCranks- Urversion liegt darin, dass sie mittels einer
Justierschraube unabhängig voneinander arretierbar sind. Man kann also einerseits
im verriegelten Zustand wie mit normalen Kurbeln fahren, andererseits bieten sie die
Option, entweder mit beiden Beinen unverriegelt zu fahren oder, etwa um muskuläre
Dysbalancen auszugleichen, nur mit einem Bein unverriegelt zu treten. Mit dieser
patentierten Arretiermöglichkeit können noch mehr Variationen gesetzt werde, das
besonders für diese Untersuchung von großem Interesse ist.
46
Technische Daten (laut Hersteller):
Abbildung 26: Skizzierung einer SmartCranks- Kurbel für Shimano- Innenlager mit Octalink- System
(Walther, 2003)
Bei den SmartCranks handelt es sich um eine CNC gefräste spezielle Fahrradkurbel.
Die Kurbeln werden von der Schweizer Präzisionsfirma Swiss Finish hergestellt und
sind seit März 2003 erhältlich.
Herkömmliche Fahrradkurbeln lassen sich nur 180° versetzt zueinander pedalieren.
SmartCranks hingegen, können sowohl in der fixierten Position (mittels patentierten
Verriegelungssystem) wie handelsübliche Kurbeln verwendet werden, aber sie verfügen zusätzlich über ein Freilauflager, was es ermöglicht die Fahrradkurbeln getrennt
von einander zu betätigen. SmartCranks gibt es in verschiedenen Ausführungen,
damit die Kurbeln auch an nahezu allen handelsüblichen Fahrrädern und Ergometer
montiert werden können.
Bei dieser Untersuchung werden SmartCranks mit Vierkant- Lager verwendet, die an
einem Kettler- Ergometer der Type Ergo Racer montiert werden.
In Abbildung 27 und Abbildung 28 werden eine herkömmliche Fahrradkurbel mit den
SmartCranks- Kurbeln verglichen.
47
Fixierte 180° Position
Pedalgewinde
Abbildung 27: Konventionelle Fahrradkurbel (Dura Ace 2fach)
Freilauflager
Markierung zur
180° Fixierung
Pedalgewinde
Verriegelungssystem
Abbildung 28: Smartcranks mit patentierten Freilauflager für die Montage an einem Ergometer (Walther, 2003)
48
Verriegeln/ Entriegeln
Um den Freilauf der Kurbeln aufzuheben, können diese einzeln verriegelt werden.
Wie bereits oben angesprochen, können SmartCranks wie herkömmliche Standardkurbeln verwendet werden: Beide Kurbeln sind fix miteinander verbunden und stehen
180° versetzt zueinander.
Abbildung 29: Detaillierte Ansicht des Verriegelungssystems (Walther, 2003)
Abbildung 30: Trainingsgerät (Kettler Ergo Racer mit SmartCranks)
49
3.1.7.2.
Trainingsprogramm – allgemein
Einführung in das Training mit SmartCranks (vgl. Bedienungsanleitung der Firma
SmartCranks) (Walther, 2003):
•
SmartCranks sind primär für das Indoor Training konzipiert, denn von einer
Benützung im Straßenverkehr wird abgeraten, da es fast nicht möglich ist, die
Aufmerksamkeit auch auf die Umgebung zu richten. Es ist nur sehr schwer
möglich einen Antritt zu fahren, bzw. in den Wiegetritt zu gehen; und auch das
Kurven fahren muss mit den SmartCranks neu erlernt werden.
•
Für die erste Trainingsaufnahme sollte man sich genügend Zeit nehmen, da
die Tretbewegung nahezu neu erlernt werden muss.
•
Der Tretwiderstand sollte möglichst so gewählt werden, dass man eine nicht
zu hohe Leistung hat, jedoch sollte man auch nicht ins „Leere“ treten.
•
Zu Beginn ist es hilfreich, die Trittfrequenz niedrig zu halten (max. 60 Umdrehungen/Minute) um das Zentralnervensystem nicht zu überfordern, denn die
schwierige Hubbewegung muss so seltener gemacht werden.
•
Aus Erfahrungen, hilft eine spezielle Fokussierung auf die Zugphase um, trotz
Freilauflager, 180° versetzt, wie bei normalen Kurbeln zu pedalieren.
•
Eine aufrechte Sitzposition unterstützt das anfängliche Training positiv.
•
Eine gute einführende Übung ist das einbeinige Treten. Man tritt, bei mittlerem
Widerstand, z.B. abwechselnd 20mal mit dem linken und 20mal mit dem rechten Bein. Der Widerstand sollte über die gesamte Kurbelumdrehung bewusst
gefühlt werden.
•
Mit der Trainingspraxis erhöht sich automatisch die Trittfrequenz. Das Zentralnervensystem beginnt den komplexen Ablauf zu begreifen.
•
Es werden neue Muskelgruppen bei dieser Art von Trittbewegung trainiert und
darum sollten diese nicht gleich zu Beginn überfordert werden. Besonders der
Hüftbeuger wird spürbar stark belastet und aus diesem Grund ermüdet dieser
auch relativ rasch und somit leidet die Koordination auch zusehends.
•
Zu Beginn genügen 1 Minuten-Intervalle während der normalen Trainingseinheit. Mit zunehmender Festigung der neuen Bewegung können dann durchgehende Belastungen von 30 Minuten bis hin zu einer Stunde absolviert wer-
50
den. SmartCranks- Erfahrene trainieren bis zu 3 Stunden im Freien, was allerdings sehr viel Übung und Können voraussetzt.
•
Ein weiteres spezielles Training für muskuläre Dysbalancen sieht so aus, dass
das schwächere Bein unverriegelt und das stärkere Bein verriegelt trainiert.
Erfahrungsberichte weisen auf ein hohes Maß an Effektivität hin.“
Vorteile von Smartcranks (Angaben laut Hersteller) (Walther, 2003):
•
„SmartCranks fördern die Koordination
•
Sie fördern den gewünschten "runden Tritt"
•
Sie erhöhen die Trittfrequenz
•
Man trainiert in der gleichen Zeit mehr Muskelmasse
•
Man trainiert die Muskeln ausgewogener
•
Man trainiert höchst effizient und effektiv
•
Es kommt zur Steigerung der Leistungsfähigkeit“
Athleten die mit SmartCranks trainieren (Angaben laut Hersteller) (Walther, 2003):
•
„Karin Thürig (Radsport/ Triathlon)
•
Lothar Leder (Triathlonprofi)
•
Kevin Livingston (Radprofi)
•
Axel Merckx (Radprofi)
•
Roland Green (MTB-Weltmeister) “
51
Muskelarbeit mit SmartCranks
Abbildung 31: Vergleich Muskelarbeit ohne/ mit SmartCranks (Walther, 2003)
Beispiele von komplexeren Koordinationsübungen mit den SmartCranks
Ein Bein macht Vorwärtsdrehbewegungen, das andere dreht rückwärts.
Ein Bein dreht mit der doppelter Trittfrequenz gegenüber dem anderen.
Beide Beine drehen phasengleich; versuche die Hände vom Lenker zu nehmen.
In Wiegetritt- Position fahren.
Beide Beine treten mit gleicher Frequenz nur zum Beispiel 100° versetzt (und nicht
wie herkömmlich 180°).
3.1.7.3.
Trainingseinheiten
Die Trainingseinheiten werden unter dem Aspekt des differentiellen Techniktrainings
aufgebaut. Die Gestaltung der Einheiten setzt sich, aufgrund der Literatur zum Thema Systemdynamik und differentiellem Lernen, den Angaben des Herstellers und
aufgrund eigenen Erfahrungen zusammen.
52
Die Trainingseinheiten werden von der Versuchsgruppe durchgeführt. Dabei müssen
12 Trainingseinheiten in 6 Wochen absolviert werden, wobei eine Einheit mit Ein- und
Ausfahren etwa 30 Minuten bis 40 Minuten dauert. Dabei wird es den Probanden
offen gelassen, ob sie je nach Zeitbudget 2 oder 3mal trainieren.
Zu Beginn stehen ein paar allgemeine Hinweise zur Trainingsdurchführung. Weiters
werden Angaben zur Intensitätsgestaltung gegeben, damit die Athleten den einzustellenden Widerstand und somit die auftretende Belastungen richtig einschätzen
können. Die detailliert beschriebenen Trainingseinheiten sind im Anhang nachzulesen.
3.1.7.4.
Fragebogen
Der erste Teil des Fragebogens (Frage 1 bis 3) muss vor jeder Testung von jedem
einzelnen Athleten ausgefüllt werden, um neben den persönlichen Daten (Alter, Größe, Gewicht) auch Auskunft über die Trainingsgewohnheiten und vor allem auch Informationen über Verletzungen und Beschwerden während oder nach dem Radfahren zu bekommen. Der zweite Teil des Fragebogens muss von der Versuchsgruppe
nach dem Ausgangstest, noch bevor sie die Ergebnisse zu Gesicht bekommen, ausgefüllt werden, um ein Feedback über ihr subjektives Empfinden beim SmartCranksTraining zu bekommen. Die Angaben der Athleten fließen in die Interpretation mit ein.
Eine genaue Darstellung der beiden Fragebogen sind im Anhang zu finden.
3.1.7.5.
Trainingsprotokoll
Das Trainingsprotokoll muss vom Zeitpunkt des Eingangstests bis zum Ausgangstest
(Zeitraum 6 Wochen) sowohl von der Versuchsgruppe als auch von der Kontrollgruppe ausgefüllt werden. Dadurch kann festgestellt werden, wie groß der radspezifische
Trainingsumfang während dem Interventionsprogramms ist. Auch das Trainingsprotokoll dient als Interpretationshilfe. Im Anhang ist ein Muster des Trainingsprotokolls
angeführt.
53
3.2.
Datenauswertung
Die gewonnen Rohdaten werden mit Hilfe der analytischen und deskriptiven Statistik
ausgewertet, um auf die Frage, in wieweit das Interventionsprogramm mit den
SmartCranks eine Auswirkung auf die physischen und biomechanischen Parametern
hat, eine Antwort zu bekommen.
3.2.1. Beschreibung der Auswerteverfahren
3.2.1.1.
KurbelMaster
Diese Auswertungssoftware wird von Mag. Erich Eitzlmair speziell für das PowertecMesssystem programmiert, da die Hersteller- Firma nur die Hardware ausliefert.
Nach einigen Anpassungen, kann diese Software sowohl zur Aufzeichnung und Darstellung, als auch für ein Online-Training verwendet werden.
Das Datenprotokoll (4 Kanäle für die Kräfte und ein Kanal für die Trittfrequenz) wird
in die Software „eingelesen“ und verarbeitet, so dass es möglich wird, die 4 auftretenden Kräfte ( Verlustkraft links/ rechts, vortriebswirksame Kraft links/ rechts) und
die 2 berechneten Kräfte (resultierende Kraft links/ rechts) einer bestimmten Kurbelposition zuzuordnen.
Abgespeichert werden die Daten in so genannten Ike-Files, die zur Weiterbearbeitung im IkeMaster2004 1.38a gedacht sind.
Abbildung 32: KurbelMaster Software (Screenshot)
54
3.2.1.2.
IkeMaster2004 1.38a
Auch diese Darstellungs- und Auswertesoftware von Mag. Erich Eitzlmair ist dynamisch, das heißt es können einige Extratools zur Auswertung der auftretenden Pedalkräfte programmiert werden. So kann nun das Integral über eine bestimmte Zeitdauer (bei dieser Untersuchung über 60 Sekunden) von den einzelnen Kräfte berechnet werden.
Aus dieser Berechnung ergibt sich der Parameter 4 – relativer biomechanischer Wirkungsgrad links und rechts.
Weiters ist es auch möglich, das Integral über eine immer wieder kehrende Zeitspanne (in diesem Fall zur Berechung der Sektoren 2 und 4 von jeder einzelner Kurbelumdrehung über 60 Sekunden) zu bestimmen. Auch das Maximum und Minimum
einer Kraft und die dazugehörende Pedalstellung kann mit dieser Software berechnet
werden.
Aus dieser Auswertung ergibt sich der Parameter 5 und 6 – relative Integral der vortriebswirksamen Kraft links und rechts.
Abbildung 33: exemplarische Darstellung eines Kraftverlaufs über 3 Pedalumdrehungen (Screenshot
vom IkeMaster2004)
3.2.1.3.
Um eine exakte Aussage über den Herzfrequenz-Verlauf der 4 Stufen zu bekommen,
werden die Daten der Polar-Uhr S810 mittels serieller Verbindung zum Computer
übertragen.
55
Im Anschluss erfolgt die Auswertung mit der Polar Precision Performance Software.
Damit kann über die letzte Minute pro Belastungsstufe der Herzfrequenz- Durchschnitt (1. Parameter) berechnet werden.
3.2.1.4.
Laktat- Messung
Dieser metabolische Leistungsfaktor wird vor Testbeginn und in den letzten 30 Sekunden von jeder Stufe gemessen und fließt als 2. Parameter in die Untersuchung
ein.
3.2.1.5.
Ergo- Win- Premium- Software
Mit dieser Software kann die maximale Trittfrequenz ausgewertet werden. Im Sekundenintervall zeichnet das Programm die Pedalumdrehungen pro Minute auf.
Über die Ergo- Win- Premium- Software kann der Durchschnitt über die 30 Sekunden
errechnet werden. Dieser Mittelwert stellt den 3. Parameter dar.
Sekunden
Trittfrequenz
Abbildung 34 Ergo- Win- Premium- Output (Screenshot)
56
3.2.1.6.
Excel
Mit dem Microsoft Office Excel 2003 wird die deskriptive Statistik bearbeitet.
Die beschreibenden Darstellungen wird durch statistischen Kennwerte (Mittelwert
und Standardabweichung) ergänzt. Excel wird außerdem zur Verhältnisberechnung
vom biomechanischen Wirkungsgrad und zur Berechnung vom relativen Integral der
vortriebswirksamen Kraft verwendet.
3.2.1.7.
SPSS 13.0
Mit dem Statistikprogramm SPSS 13.0 wird die gesamte analytische Statistik berechnet.
4. Ergebnisdarstellung
4.1.
Statistik
Die Grenzen der Irrtumswahrscheinlichkeit bei der Untersuchung wird wie folgt festgelegt:
Irrtumswahrscheinlichkeit
Bedeutung
Symbolisierung
p>0,05
nicht signifikant
ns
p<=0,05
signifikant
*
p<=0,01
sehr signifikant
**
p<=0,001
höchst signifikant
***
Abbildung 35: Definitionen der Irrtumswahrscheinlichkeit (vgl. Bühl, 2006, S. 115)
Datenskalierung
Um die t-Tests bzw. die Varianzanalysen rechnen zu können, müssen die Daten vorab auf ihr Skalenniveau betrachtet werden.
Die Daten sind intervallskaliert.
57
Prüfung auf Normalverteilung
Die Grundgesamtheit der Daten wird zunächst auf die Normalverteilung geprüft, bevor sie verrechnet wird. Dies geschieht durch den Kolmogorov- Smirnov- Test.
Bei der vorliegenden Untersuchung liegt das Signifikanzniveau der verrechneten Variablen deutlich im nicht signifikanten Bereich und somit gilt:
Die Werte sind normalverteilt.
Berechnung des Signifikanzniveaus
Bei dieser Untersuchung handelt es sich um ein so genanntes 2 mal 2 Design. Das
ergibt sich aus den 2 Gruppen und den beiden Messzeitpunkten.
Das Signifikanzniveau (p<=0,05) wird für alle 6 Hypothesen mit einer zweifaktoriellen
Varianzanalyse mit Messwiederholung berechnet; wobei der Signifikanzwert nach
Greenhouse – Geiser betrachtet wird.
4.2.
Allgemein
Die aufgestellten Hypothesen werden in den folgenden Ausführungen grafisch dargestellt und anhand der analytischen Statistik beschrieben. Auf die Interpretation und
Schlussfolgerung soll dann im Kapitel 5 näher eingegangen werden. Zu Beginn stehen noch Begriffsbestimmungen, um die Grafiken besser interpretieren zu können:
Stufe 1: 1,5Watt/Kilogramm Körpergewicht und 60U/min (Trittfrequenz)
VG:
Versuchsgruppe (8 Radfahrer verbleiben für die Auswertung)
KG:
Kontrollgruppe (8 Radfahrer verbleiben für die Auswertung)
ET:
Eingangstest
AT:
Ausgangstest
58
HF:
Herzfrequenz
Lak:
Laktat
TF:
Trittfrequenz
4.3.
Ergebnisprüfung der Hypothese 1
Um die Herzfrequenz zwischen Versuchs- und Kontrollgruppe zu vergleichen, werden jeweils die 4 Belastungsstufen vom Ein- und Ausgangstest zur Berechnung herangezogen.
Herzfrequenz
HF/min
p=0,026*
200
160
p=0,155
p=0,202
180
p=0,352
140
VG ET
120
VG AT
100
KG ET
80
KG AT
60
40
20
0
Stufe1
Stufe2
Stufe3
Stufe4
Abbildung 36: Veränderung der HF von ET zu AT zwischen Versuchs- und Kontrollgruppe (4Stufen)
Mittelwerttabelle der Entwicklung der HF
(Angaben in HF/min)
Stufe1
Stufe2
Stufe3
Stufe4
VG ET
121,75
132,63
156,25
177,50
VG AT
113,75
124,63
146,50
164,00
KG ET
125,00
139,25
160,00
179,88
KG AT
120,13
138,00
158,75
179,75
59
Bei der Veränderung der Herzfrequenz vom Eingangs- zum Ausgangstest zwischen
den beiden Gruppen fällt auf, dass mit zunehmender Belastung die Herzfrequenz
sowohl beim Eingangstest als auch beim Ausgangstest zunehmend ansteigt. Diese
Tatsache gilt für beide Gruppen.
Grafisch lässt sich gut erkennen, dass der Mittelwert der Herzfrequenz bei der Versuchsgruppe von Minimum 8 Schläge pro Minute in Stufe 1 und 2 bis hin zum Maximum von 13 Schläge pro Minute in Stufe 4 gesunken ist, während sich die Kontrollgruppe nur leicht bis gar nicht verbessern kann.
Auffallend ist, dass bei der gleichen Belastung, nur mit Erhöhung der Trittfrequenz
von 60 Umdrehungen/Minute auf 90 Umdrehungen/Minute die Herzfrequenz bei jeder Stufe ansteigt.
In der Stufe 4 mit der höchsten Belastung (3,5W/kg 90U/min) besteht ein signifikanter
Unterschied (p=0,026*) beim Ein- und Ausgangstest zwischen der SmartCranks –
Trainingsgruppe und der Kontrollgruppe.
Daraus ergibt sich für die Hypothese 1:
Stufen
Testkriterium
Signifikanz
Arbeitshypothese
Stufe 1
HF
p=0,352
verwerfen
Stufe 2
HF
p=0,202
verwerfen
Stufe 3
HF
p=0,155
verwerfen
Stufe 4
HF
p=0,026*
angenommen
H1: Es gibt einen signifikanten Unterschied zwischen der Versuchs- und
Kontrollgruppe bei der Herzfrequenz (HF/min) beim Ein- und Ausgangstest in der
Belastungs- Stufe 4.
4.4.
Um die Laktatwerte zwischen Versuchs- und Kontrollgruppe zu vergleichen, werden
jeweils die 4 Belastungsstufen vom Ein- und Ausgangstest zur Berechnung herangezogen.
60
mmol/l
Laktatwerte
p=0,024*
10
9
8
7
p=0,272
6
VG ET
VG AT
5
KG ET
4
3
p=0,350
KG AT
p=0,074
2
1
0
Stufe1
Stufe2
Stufe3
Stufe4
Abbildung 37: Veränderung der Laktatwerte von ET zu AT zwischen Versuchs- und Kontrollgruppe (4
Stufen)
Mittelwerttabelle der Laktatwerte
(Angaben in mmol/l)
Stufe1
Stufe2
Stufe3
Stufe4
VG ET
1,28
1,33
3,35
7,58
VG AT
1,02
1,05
2,05
4,80
KG ET
1,45
1,46
4,02
8,09
KG AT
1,35
1,69
3,59
8,33
Ähnlich wie die Veränderung der Herzfrequenz steigt auch die Laktatproduktion mit
zunehmender Belastung an. Mit einem Unterschied, dass im Gegensatz zur HF die
Laktatwerte in Stufe 2 (1,5W/kg und 90U/min) nahezu gleich der Stufe 1 (1,5W/kg
und 60 U/min) sind. Das könnte daraus zu erklären sein, dass die Körpertemperatur
bei Belastung langsam ansteigt und somit auch die Herzfrequenz. Hingegen dazu
bleiben die Laktatwerte bei langsam ansteigender Belastung nahezu unverändert
oder sinken, aufgrund der Durchblutungssteigerung, sogar leicht.
Betrachtet man nun die einzelnen Stufen, so fällt das Signifikanzniveau bei Stufe 2
und Stufe 4 auf. Bereits bei Stufe 2 ist eine Tendenz zu einem signifikanten Unterschied (p=0,074) zwischen Versuchs- und Kontrollgruppe zu erkennen und in Stufe 4
mit p=0,024* liegt die Irrtumswahrscheinlichkeit unter 0,05.
61
Es sei noch anzumerken, dass die Stufen 2 und 4, die Stufen mit der höheren Trittfrequenz sind. Auf diese Tatsache wird in der Interpretation der Ergebnisse noch genauer eingegangen.
Stufen
Testkriterium
Signifikanz
Arbeitshypothese
Stufe 1
Laktat (mmol/l)
p=0,350
verwerfen
Stufe 2
Laktat (mmol/l)
p=0,074
verwerfen
Stufe 3
Laktat (mmol/l)
p=0,272
verwerfen
Stufe 4
Laktat (mmol/l)
p=0,024*
angenommen
Kontrollgruppe bei den Laktatwerten (mmol/l) beim Ein- und Ausgangstest in der
Belastungs- Stufe 4.
4.5.
Um die maximale Trittfrequenz zwischen Versuchs- und Kontrollgruppe zu vergleichen, werden jeweils die 4 Belastungsstufen vom Ein- und Ausgangstest zur Berechnung herangezogen.
62
U/min
maximale Trittfrequenz
215
210
p=0,006**
205
200
ET
195
AT
190
185
180
207
198
200
199
175
VG
KG
Abbildung 38: Veränderung der Trittfrequenz zwischen ET und AT von Versuchs- und Kontrollgruppe
Mittelwerttabelle des Trittfrequenztests
(Angaben in U/min)
VG
KG
ET
198,25
199,00
AT
206,63
200,00
Eine durchgeführte Varianzanalyse bestätigt das was die Grafik vermuten lässt: Es
besteht ein hoch signifikanter Unterschied (p=0,006**) zwischen der Versuchs- und
Kontrollgruppe bezüglich Ein- und Ausgangstest.
Test
Testkriterium
Signifikanz
ET – AT
max. TF (U/min) p=0,006**
Arbeitshypothese
angenommen
H3: Es gibt einen signifikanten Unterschied zwischen der Versuchs- und Kontrollgruppe bei der maximalen Trittfrequenz (U/min) beim Ein- und Ausgangstest.
63
4.6.
Um den relativen biomechanischen Wirkungsgrad (%) (linkes zu rechtes Bein) zwischen Versuchs- und Kontrollgruppe zu vergleichen, werden jeweils die 4 Belastungsstufen von Ein- und Ausgangstest zur Berechnung herangezogen.
%
relativer biomechanischer Wirkungsgrad (linkes zu rechtes Bein)
110
p=0,240
105
p=0,361
p=0,077
p=0,05*
100
VG ET
VG AT
95
KG ET
KG AT
90
85
80
Stufe1
Stufe2
Stufe3
Stufe4
Abbildung 39: Veränderung des relativen biomechanischen Wirkungsgrades (zwischen linken und
rechten Bein)
Mittelwerttabelle vom relativen biomechanischen Wirkungsgrad
(Angaben in %)
Stufe1
Stufe2
Stufe3
Stufe4
VG ET
97,75
94,44
96,05
95,44
VG AT
100,83
99,77
100,66
100,01
KG ET
99,71
96,92
98,26
97,53
KG AT
99,06
97,64
98,06
96,01
Mit dieser Hypothese wird die Seitigkeit zwischen linkem und rechtem Bein analysiert.
Bei Betrachtung der Grafik fällt auf, dass über den Mittelwert betrachtet, beide Probanden- Gruppen mit dem linken Bein weniger Kraft auf die Pedale bringen, als mit
dem rechten Bein.
64
Betrachtet man die Irrtumswahrscheinlichkeit, so fallen die Belastungsstufen 3 und 4
auf:
Nach absolviertem Interventionsprogramm zeigt Stufe 3 eine Tendenz (p=0,077) zu
einem signifikanten Unterschied zwischen Versuchs- und Kontrollgruppe. In Stufe 4
wird dieser „Trend“ mit p=0,05* bestätigt.
Anzumerken sei noch, dass sich die Seitigkeit bei der Versuchsgruppe in jeder Stufe
nahezu normalisiert hat (an 100 Prozent annähert). Gerade bei den beiden intensiven Stufen 3 und 4 unterscheidet sich diese Tatsache noch deutlicher von der Kontrollgruppe.
Stufen
Testkriterium
Signifikanz
Arbeitshypothese
Stufe 1
Verhältnis li/re (%)
p=0,240
verwerfen
Stufe 2
p=0,361
verwerfen
Stufe 3
p=0,077
verwerfen
Stufe 4
p=0,05*
angenommen
Kontrollgruppe beim relativen Biomechanischen Wirkungsgrad (%) (linkes zu
rechtes Bein) beim Ein- und Ausgangstest für die Belastungs- Stufe 4.
4.7.
Um das relative Integral der vortriebswirksamen Kraft links (%) (Sektor 2 zu Sektor 4)
zwischen Versuchs- und Kontrollgruppe zu vergleichen, werden jeweils die 4 Belastungsstufen vom Ein- und Ausgangstest zur Berechnung herangezogen.
65
%
relatives Integral der vortriebswirksamen Kraft links
180
p=0,577
160
p=0,749
p=0,110
p=0,141
140
120
VG ET
100
VG AT
KG ET
80
KG AT
60
40
20
0
Stufe1
Stufe2
Stufe3
Stufe4
Abbildung 40: Veränderung des relativen Integrals der vortriebswirksamen Kraft links
Mittelwerttabelle vom relativen Integrals der vortriebswirksamen Kraft links
(Angaben in %)
Stufe1
Stufe2
Stufe3
Stufe4
VG ET
114,03
149,38
104,01
116,11
VG AT
114,16
145,80
105,25
121,14
KG ET
116,18
139,93
102,10
109,29
KG AT
117,12
140,42
99,86
107,17
Mit dieser Hypothese wird die Dysbalance zwischen 2. und 4. Sektor des linken
Beins analysiert.
Bei der Betrachtung dieser Grafik und der Mittelwerttabelle fällt auf, dass außer der
Kontrollgruppe in der Stufe 3 (99,86 Prozent) alle Werte über 100 liegen. Dabei wird
erkennbar, dass die Gestaltung der Hub- Phase vermehrt passiv geschieht und in
dieser Phase kaum vortriebswirksame Kräfte realisiert werden. Die Signifikanzwerte
der 4 Stufen zeigen, dass es durch das Interventionsprogramm mit den SmartCranks
zu keinem signifikanten Unterschied zwischen den beiden Gruppen gekommen ist.
Genauer betrachtet, kann man aus der Grafik und den Mittelwerttabellen herauslesen, dass bei höherem Widerstand und dann besonders in Kombination mit niedriger
Trittfrequenz, die Hub- Phase (Sektor 4) an Bedeutung gewinnt.
66
Stufen
Testkriterium
Signifikanz
Arbeitshypothese
Stufe 1
Verh. Sektor 2/4 (%)
p=0,749
verwerfen
Stufe 2
p=0,577
verwerfen
Stufe 3
p=0,110
verwerfen
Stufe 4
p=0,141
verwerfen
Es müssen die Arbeitshypothesen für alle 4 Stufen verworfen werden und die Nullhypothesen werden angenommen:
H05: Es gibt keinen signifikanten Unterschied zwischen der Versuchs- und Kontrollgruppe beim relativen Integral der vortriebswirksamen Kraft links (%) (Sektor 2 zu
4.8.
Um das relative Integral der vortriebswirksamen Kraft rechts (%) (Sektor 2 zu Sektor
4) zwischen Versuchs- und Kontrollgruppe zu vergleichen, werden jeweils die 4 Belastungsstufen vom Ein- und Ausgangstest zur Berechnung herangezogen.
.
67
relatives Integral der vortriebswirksamen Kraft rechts
%
180
p=0,138
160
p=0,619
140
p=0,200
p=0,464
120
VG ET
100
VG AT
80
KG ET
KG AT
60
40
20
0
Stufe1
Stufe2
Stufe3
Stufe4
Abbildung 41:Veränderung des relativen Integrals der vortriebswirksamen Kraft rechts
Mittelwerttabelle vom relativen Integrals der vortriebswirksamen Kraft rechts
(Angaben in %)
Stufe1
Stufe2
Stufe3
Stufe4
VG ET
118,33
151,58
102,20
111,76
VG AT
122,60
144,15
104,40
117,55
KG ET
115,04
134,15
100,61
105,32
KG AT
117,28
138,80
100,75
108,18
Bei der Ergebnisprüfung dieser Hypothese 6 gilt ähnliches wie für die Hypothese 5 –
mit dem einen Unterschied, dass in diesem Fall die vortriebswirksame Kraft des rechten Beines analysiert wird.
Auch hier gibt es keine Signifikanten Unterschiede zwischen Versuchs- und Kontrollgruppe.
Stufen
Testkriterium
Signifikanz
Arbeitshypothese
Stufe 1
p=0,619
verwerfen
Stufe 2
p=0,138
verwerfen
68
Stufe 3
p=0,200
verwerfen
Stufe 4
p=0,464
verwerfen
Es müssen die Arbeitshypothesen für alle 4 Stufen verworfen werden und die Nullhypothese wird angenommen:
H06: Es gibt keinen signifikanten Unterschied zwischen der Versuchs- und Kontrollgruppe beim relativen Integral der vortriebswirksamen Kraft rechts (%) (Sektor 2 zu
4.9.
Fragebogenauswertung
In diesem Kapitel werden die Fragen, welche zu Beginn bzw. zu Ende der Untersuchung gestellt wurden, analysiert.
Diese Fragen dienen auch zur Untermauerung der Interpretationsansätze. Die „original“ Fragebögen (vor und nach der Untersuchung) findet man im Anhang.
VOR der Untersuchung:
Frage 1 (an beide Gruppen): Welches Bein ist dein „Spielbein“/ dein stärkeres Bein?
Welches Bein ist dein Spielbein/ stärkeres Bein?
0%
100%
links
rechts
Abbildung 42: Auswertung der Frage 1
69
Niemand der 16 Sportler gibt an, dass sein bevorzugtes stärkeres Bein links ist. Alle
Probanden sind der Meinung, dass sie ihr rechtes Bein dominanter ist. Auf diese
Tatsache wird in der Interpretation (Kapitel 5) noch näher eingegangen.
Frage 2 (an beide Gruppen): Hast du bereits vor dieser Untersuchung ein Training
mit den SmartCranks durchgeführt?
Hast du bereits ein SmartCranks- Training absolviert?
0%
100%
ja
nein
Aus Voraussetzung gilt, dass vor dieser Untersuchung keiner der Sportler je mit
SmartCranks trainiert hat. Wie man aus der Auswertung der Frage 2 erkennen kann,
trifft das in diesem Fall zu 100 Prozent zu und es musste somit kein Proband ausscheiden.
70
Frage 3 (an beide Gruppen): Hast du eine Verletzung/ Erkrankung an den Beinen
oder Hüfte, die dich in irgendeiner Weise beeinträchtigt? Wenn ja, welche?
Verletzungen/ Erkrankungen die dich noch beeinträchtigen?
6,25%
93,75%
Achillessehne
keine Beeinträchtigung
Bis auf einen Probanden, der über eine akute Achillessehnenreizung links klagt, hat
kein Sportler irgendwelche Beschwerden, die diese Untersuchung beeinflussen
könnten. Der Proband mit den Achillessehnenbeschwerden im linken Bein (welche
den Athleten noch weitere 2 Wochen behinderte) fließt nicht in die Auswertung der
Untersuchung ein, denn bei Betrachtung der Pedalkräfte stellt sich heraus, dass sich
eine solche akute und schmerzhafte Verletzung deutlich im Trittmuster widerspiegelt.
Das zu beweisen ist nicht Inhalt der Diplomarbeit und deshalb muss der Sportler aus
der Untersuchung genommen werden.
NACH der Untersuchung:
71
Frage 4 (an die Versuchsgruppe): Hat dir, aus subjektiver Sicht, das Training etwas
für deine Trittqualität gebracht?
Hat dir, aus subjektiver Sicht, das Training etwas für deine Trittqualität gebracht?
0%
12,5%
87,5%
nein
Verbesserung
Verschlechterung
Nur ein Proband äußert sich mit „nein“, alle anderen sieben glauben eine Verbesserung der Trittqualität zu spüren. Die Fragen 4 bis 6 werden zwar nach dem Ausgangstest gestellt, allerdings noch bevor die Ergebnisse präsentiert werden, also keine Beeinflussung in ihren Meinungen.
Frage 5 (an die Versuchsgruppe): Wie bist du mit dem SmartCranks- Training zurechtgekommen?
Wie bist du mit dem SmartCranks- Training zurechtgekommen?
0%
0%
12,5%
50%
sehr gut
gut
37,5%
mittelmäßig
schlecht
sehr schlecht
72
Das beabsichtigte Prinzip des differentiellen Techniktraining durch die SmartCranks
wird unter anderem auch durch diese Antworten verstärkt, denn wären die Übungen
zu einfach gewesen, würden voraussichtlich mehr Probanden auf diese Frage mit
„sehr gut“ antworten. Vielmehr machen die Sportler noch die Anmerkung, dass gerade zu Beginn einer neuen Übung, es ziemlich schwer fällt, die richtige Bewegungsausführung sofort zu realisieren.
Frage 6 (an die Versuchsgruppe): Würdest du das SmartCranks- Training weiterhin
in dein Trainingsprogramm einbauen?
Würdest du das SmartCranks- Training weiterhin in dein Trainingsprogramm
einbauen?
0%
100%
ja
nein
Dass in Summe den Athleten das abwechslungsreiche und anspruchsvolle Training
zugesagt hat, beweist diese Grafik, denn alle Probanden der Versuchsgruppe würden das SmartCranks- Training in ihr Trainingsprogramm weiterhin einbauen.
Auf die Auswertungen der beiden Fragebogen (vor bzw. nach der Untersuchung)
wird in der Interpretation und Schlussfolgerung noch genauer eingegangen.
73
4.10.
Trainingsprotokollauswertung
Das Formular für das Trainingsprotokoll wird nach dem Ausgangstest eingesammelt
und ausgewertet.
Geachtet wird darauf, ob der Trainingsumfang und die Trainingsintensität von Versuchs- und Kontrollgruppe realisiert wurde und ob es während des 6wöchigen Interventionsprogramms zu irgendwelchen Verletzungen und/ oder Erkrankungen gekommen ist, die diese Untersuchungsergebnisse beeinflussen könnten.
Da weiters keine Anomalien festgestellt werden, muss nicht weiter auf die Trainingsprotokollauswertung eingegangen werden.
5. Interpretation und Schlussfolgerung
Um die nachfolgende Interpretation etwas übersichtlicher zu gestalten, wird eine Einteilung nach den Hypothesen 1 bis 6 vorgenommen.
Dabei kann man aber nicht ausschließen, dass bestimmte Ausprägungen der Ergebnisse nicht auf mehrere Hypothesen übertragbar sind.
In diesem Zusammenhang werden auch die Auswertungen der Fragebögen (vor und
nach der Untersuchung) mit einfließen. Auch sonstige Erfahrungen von den einzelnen Sportlern und von objektiver Seite, finden Platz in den folgenden Ausführungen.
Da bereits einige Interpretationsansätze unter Kapitel 4 zu finden sind, empfiehlt es
sich zum weiteren Verständnis und um mögliche offenen Fragen zu beantworten, in
diesem Kapitel nachzulesen.
Alle Probanden starten mit dem Interventionsprogramm Ende November bzw. Anfang Dezember, das heißt sie befinden sich nach einer kurzen Trainingspause zwischen Ende Oktober und Anfang November gerade im Aufbautraining für das nächste Jahr. Gerade in dieser Phase des Trainings werden auch andere Inhalte, außer
Radfahren, im Training gesetzt. So kommen einige Athleten auf mehr Laufstunden,
andere auf mehr Trainingsstunden bei Wanderungen am Berg und wieder andere
verbringen die Zeit in der Kraftkammer bzw. Fitnessstudio. Bei der Auswertung der
Trainingsprotokolle kommt es zu keinen besonderen Auffälligkeiten, denn jeder Athlet
geht seinen gewohnten Weg der Vorbereitung und trainiert so, wie er es die Jahre
74
zuvor auch gemacht hat. Mit dem einen Unterschied, dass die Versuchsgruppe einen
Teil ihres Trainings (im Ausmaß von ca. 30-40 Minuten/ Trainingseinheit) mit den
SmartCranks absolviert und die Kontrollgruppe das idente Zusatztraining mit herkömmlichen Kurbeln durchführt.
5.1.
Fehlerquellen
Fehlerquellen können nie ganz ausgeschlossen werden, allerdings wird während der
gesamten Untersuchung besonders darauf geachtet Fehler zu vermeiden.
Als Fehlerquellen kann man die zahlreich verwendeten Messsysteme anführen, denn
besonders das Powertec- Messgerät wird bis heute nur von 2 Instituten verwendet.
Allerdings werden, durch Testung der Gütekriterien, mögliche Fehler ausgeschlossen
und bei auffallenden Unregelmäßigkeiten werden, wie es bei einem Probanden der
Fall ist, die Daten nicht zur Auswertung herangezogen.
Das für die Messung verwendete Straßenrennrad passt einigen Athleten nicht optimal, allerdings trifft dies sowohl für den Ein- als auch den Ausgangstest zu. Die Sattelhöhe und Oberrohrneigung werden konstant gehalten.
Was bei einer Trainingsstudie nur ganz schwer kontrolliert werden kann, sind die individuellen Trainingsgestaltungen während des Interventionsprogramms. Die Probanden werden aber darauf hingewiesen, dass sie ihren normalen Trainingszyklus
treu bleiben sollen und keine zusätzlichen Stunden anhängen, oder sehr ungewohnte
Belastungen setzen sollen.
5.2.
Interpretation der Hypothese 1
Als ersten Parameter wird die Veränderung der Herzfrequenz vom Ein- zum Ausgangstest betrachtet. Es ist zu erwarten, dass sich nach der Trainingspause das beginnende Aufbautraining in den Wintermonaten positiv auf die Herzfrequenz auswirken könnte.
Das heißt, in relativ kurzer Zeit kommt es nach einer ruhigen Trainingsphase zu Anpassungserscheinungen in der Herzfrequenz.
Das zeigt sich auch im Mittelwertsvergleich, denn sowohl die Versuchgruppe als
auch die Kontrollgruppe verbessert sich in jeder Stufe bei diesem physiologischen
Parameter.
75
Auffallend dabei ist, dass man beim Eingangstest bei beiden Gruppen von ähnlichen
Herzfrequenzwerten ausgehen kann. Beim Ausgangstest hingegen, liegen diese bei
der SmartCranks- Trainingsgruppe deutlich unter der Kontrollgruppe.
Das bestätigen die von Stufe zu Stufe immer geringer werdenden Signifikanzwerte.
Die Belastungsstufe 4 (3,5W/kg 90U/min),weist mit p=0,026* einen signifikanten Unterschied auf.
Daraus lässt sich ableiten, dass es durch das Interventionsprogramm mit den
SmartCranks zu einer Verbesserung des physiologischen Parameters Herzfrequenz
gekommen ist.
Dafür spricht auch die Auswertung des Fragebogens, bei dem 87,5 Prozent der Versuchsgruppe angaben, dass sie aus subjektivem Empfinden eine Verbesserung ihrer
Trittqualität durch das SmartCranks- Training erwarten.
5.3.
Bei der Betrachtung des zweiten physiologischen Parameters Laktatwerte fällt auf,
dass sich, verglichen zur Herzfrequenz, ein noch deutlicheres Bild zeigt.
Ein Grund dafür könnte sein, dass die Laktatproduktion etwas langsamer und nicht
so sensibel wie die Herzfrequenz reagiert. Alleine durch den Anstieg der Körpertemperatur (unterstützt durch das relativ warme Klima im Labor) steigt die Herzfrequenz,
was auf die Laktatproduktion in diesem Maße nicht zutrifft. Somit ergibt sich mit dem
Parameter Laktatwerte eine noch aussagekräftigere Variable bezüglich Ökonomisierung des Metabolismus.
Bei der Hypothesenprüfung bestätigt sich diese These, denn neben der Tendenz zu
einem signifikanten Unterschied zwischen Versuchs- und Kontrollgruppe bei Stufe 2
(1,5W/kg 90U/min), liegt die Irrtumswahrscheinlichkeit bei Stufe 4 mit p=0,024* unter
0,05.
Das ist ein weiterer Hinweis, dass das 6wöchige SmartCranks- Training zu einer
Verbesserung der Leistungsfähigkeit geführt hat.
Weiters fällt auf, dass es besonders bei den beiden Stufen mit der hohen Trittfrequenz (90 Umdrehungen/Minute) zu einer deutlichen Verbesserung der Laktatwerte
der Interventionsgruppe kommt. Dieses Phänomen spiegelt sich auch bei dem Parameter maximale Trittfrequenz wider.
76
Ein Grund für diese Verbesserung könnte darin zu finden sein, dass es durch dieses
komplexe SmartCranks- Training, nach dem Prinzip des differentiellen Lernens (bewusste Variation des Übungsgut) (Schöllhorn, 1999), zum Vorgang der Selbstorganisation beim Athleten (intermuskulären Anpassungserscheinungen der Muskulatur)
gekommen ist.
Zur Veranschaulichung, wie stark sich diese Variable verbessert hat, wird die Versuchsgruppe in Stufe 4 (3,5W/kg 90U/min) betrachtet, bei der sich der Laktatwert von
7,6mmol/l auf 4,8mmol/l reduziert hat. Dazu kommt, dass in dieser Trainingsphase
eher zu erwarten gewesen wäre, dass sich die Versuchsgruppe, ähnlich der Kontrollgruppe, eher im untern Bereich (bis zum anaeroben Übergang von ca. 4mmol/l)
verbessern würde.
Das kann ein Hinweis sein, dass das SmartCranks- Training besonders zur Verbesserung der physiologischen Parametern (HF und Laktat) im intensiveren Bereich (im
anaeroben Bereich über 4mmol/l) bei höher Trittfrequenzen (>90 Umdrehungen/Minute) dienen könnte. Das müsste allerdings durch eine weiterführende Untersuchung noch genauer analysiert werden.
5.4.
Bei dieser Untersuchung wird ein maximaler Trittfrequenz- Tests (Durchschnittswert
der maximal möglichen Trittfrequenz über 30 Sekunden) angewendet, da dieser Test
laut Literatur (Schnurr, 2003; Burke, 2003) gut geeignet ist, um festzustellen, wie gut
die intermuskuläre Koordination ausgeprägt ist. Mit der Fähigkeit hohe Trittfrequenzen über einen gewissen Zeitraum realisieren zu können, hat man bei Radrennen
einen entscheidenden Vorteil. Im Besonderen bei Zielsprints, Zwischensprints (bei
Rundfahrten), im Bahnradsport, aber auch bei Kriterien und im Zeitfahren spielt die
Trittfrequenz eine entscheidende Rolle.
Vergleicht man die Ergebnisse der Versuchs- und Kontrollgruppe beim Ein- und Ausgangstest, so ist klar ersichtlich, dass es mit p=0,006** einen sehr signifikanten Unterschied gibt.
Im Mittelwertvergleich bedeutet das, dass sich die Interventionsgruppe im Durchschnitt um 9 Umdrehungen/Minute gesteigert hat und im Gegensatz dazu die Kontrollgruppe mit einer Steigerung von 1 Umdrehung/Minute, nahezu gleich geblieben
ist.
77
Eine Erklärung für die Verbesserung der intermuskulären Koordination könnte das
Phänomen des „Lombardsche Paradoxon“ sein (vgl. Henkel, 1994; Stapelfeldt,
2005), das besagt, dass bei einer Kurbelumdrehung die Beuger- aber auch die Streckerkette in der Beinmuskulatur teilweise gleichzeitig aktiviert sind. Sie ergänzen und
unterstützen sich gegenseitig, aber sie können auch gegeneinander arbeiten und
sich somit behindern. Es könnte durch das SmartCranks- Training zu einem besser
koordinierten „Ein- und Ausschalten“ der Agonisten, Antagonisten und Synergisten
der Beinmuskulatur gekommen sein. Damit ist gemeint, dass die Flexoren und Extensoren den Verlauf einer Kurbelumdrehung, mit Druck-, Zug-, Hub- und Schubphase besser koordinieren.
5.5.
Die Variable „relativer biomechanischer Wirkungsgrad zwischen linken und rechten
Bein“ steht hinter der Interpretation der Ergebnisse zu Hypothese 4.
Mit der Untersuchung dieser Variablen soll aufgezeigt werden, ob es das Phänomen
links- rechts- Seitigkeit im Radsport gibt und wie sich das SmartCranks- Trainings
darauf auswirkt.
Wie in Kapitel 2.2.4. erwähnt, gibt es in anderen Sportarten zahlreiche Untersuchungen zur Seitigkeitsproblematik. Es existieren allerdings nur sehr wenige Forschungsberichte im Radsport, wie zum Beispiel Hillebrecht et al (1998). Bei dieser Untersuchung wird allerdings mit einer anderen Fragestellung und vor allem mit einem anderen Messsystem gearbeitet.
Interessant gestaltet sich die Auswertung und Betrachtung der Ergebnisse, denn bereits nach dem Eingangstest kann man erkennen, dass bei allen Probanden das linke Bein weniger zur Beschleunigung der Fahrrades beiträgt, als das rechte Bein. Mit
einem t-Test für abhängige Variablen (beide Gruppen zusammen) zwischen linken
und rechten Bein wird diese Feststellung untermauert (p=0,046* für Stufe 2 beim
Eingangstest).
Das äußert sich beim Vergleich der Mittelwerttabelle so, dass das linke Bein um ca.
3- 4 Prozent weniger leistet als das rechte Bein. Das könnte damit zu tun haben,
dass, wie bereits in der Fragebogenauswertung (vor der Untersuchung) berichtet,
alle Probanden das rechte Bein als stärkeres Spielbein angeben. Diese Tatsache
scheint sich beim Pedalieren widerzuspiegeln.
78
Betrachtet man in diesem Zusammenhang die Streuung, so ist diese beim Eingangstest beider Gruppen und beim Ausgangstest der Kontrollgruppe relativ hoch. Nur
beim Ausgangstest der SmartCranks- Trainingsgruppe scheint es, dass nahezu alle
Probanden die Seitigkeiten vom Eingangstest ausgleichen können und alle Werte um
die 100 Prozent (also identer Krafteinsatz links und rechts) liegen.
Das es einen signifikanten Unterschied zwischen Trainingsintervention und herkömmlichen Training gibt, erkennt man in Stufe 4 mit p=0,05*. Auch in der Stufe 3 ist
eine Tendenz (p=0,077) in Richtung Signifikanzniveau zu erkennen.
Zwei Schlussfolgerungen lassen sich aus der Überprüfung der Hypothese 4 ziehen.
Zum einen, dass es das Phänomen Seitigkeit im Radsport durchaus gibt und dass es
auch auf andere Sportarten (Sprungbein beim Weitsprung, Schussbein beim Fußball,...) übertragbar sein kann (das müssten noch weiter führende Untersuchungen
aufzeigen) und zum anderen, dass das SmartCranks- Training ein gutes Trainingsgerät ist, um solche Seitigkeiten auszugleichen.
Die Vermutung, dass die Kurbeln mit dem Freilauflager, solchen Differenzen in der
Trittbewegung entgegenwirken, werden bestätigt. Das „schwächere“ Bein, das weniger Krafteinsatz zeigt, muss beim Training mit den SmartCranks den gleichen Krafteinsatz wie das „stärkere“ Bein leisten, denn ansonsten bekommt man sofort eine
Rückmeldung in Form von einem unrunden („leiernden“) Tritt.
Dieses differentielle Techniktraining über 6 Wochen hat gereicht, um die Tritttechnik
auf starre, herkömmliche Kurbeln zu reproduzieren. Das deckt sich auch mit den
Aussagen der Versuchsgruppe im Fragebogen (nach der Untersuchung) (siehe Kapitel 4.9), denn 87,5 Prozent geben an, dass sie eine Verbesserung der Tritttechnik
verspüren (Frage 4). Sie untermauern dieses positive Empfinden auch noch mit der
hundertprozentigen Antwort „JA“ auf die Frage: „Würdest du das SmartCranks- Training weiterhin in dein Trainingsprogramm einbauen?“ (Frage 6)
5.6.
Da es sich bei den Hypothesen 5 und 6 um den gleichen Untersuchungsparameter
handelt und sie sich nur durch linkes und rechtes Bein unterscheiden, wird die Interpretation in Kapitel 5.7. zusammengefasst.
79
5.7.
Bei den beiden Hypothesen 5 und 6 handelt es sich um den Parameter – relative Integral der vortriebswirksamen Kraft zwischen Sektor 2 und 4 – mit dem einen Unterschied, dass bei der Hypothese 5 das linke und bei Hypothese 6 das rechte Bein analysiert wird.
Dabei stellt sich heraus, dass die Ergebnisse vom linken Bein sehr ähnlich den Ergebnissen des rechten Beines sind. Aus diesem Grund werden die beiden Hypothesen 5 und 6 zu einer gemeinsamen Interpretation zusammengefasst.
Da es sich bei diesem Parameter um den komplexesten handelt, empfiehlt es sich,
um Verständnisproblemen vorzubeugen, unter Kapitel 3.1.5.2. die Oparationalisierung dieser Variable noch einmal nachzulesen.
Mit der Untersuchung dieser Variablen soll aufgezeigt werden, ob es das Phänomen
Dysbalancen (zwischen Druck- und Zugphase, auch „runder Tritt“ genannt) im
Radsport gibt und wie sich das SmartCranks- Trainings darauf auswirkt.
Vorweggenommen, es gibt bei diesen beiden Arbeitshypothese 5 und 6 keinen signifikanten Unterschied zwischen Versuchs- und Kontrollgruppen (also kein Trainingseffekt durch die SmartCranks) und trotzdem kommen ein paar interessante Details zum
Vorschein:
Bei der Betrachtung der Abbildung 40 und Abbildung 41 fällt auf, dass man beim Einund Ausgangstest (beim linken und rechten Bein) beobachten kann, dass mit zunehmenden Widerstand der Tritt effektiver und ökonomischer wird. Aus diesem
Grund wird für die Grundgesamtheit (Versuchs- und Kontrollgruppe zusammen), mittels t-Test für abhängige Variablen, die Signifikanzen der einzelnen Stufen berechnet. Die Vermutung wird bestätigt, denn jede Stufe unterscheidet sich höchst signifikant (p<=0,001**) mit der darauf folgenden.
Es kann die Aussage getroffen werden, dass es einen höchst signifikanten Unterschied (p<=0,001**) zwischen der Höhe der Trittfrequenzen gibt. Genauer gesagt
heißt das, dass es bei zunehmender Trittfrequenz eine höchst signifikante Verschlechterung der Trittqualität gibt . Das äußert sich so, dass die Hubphase in Sektor
2 nicht aktiv gestaltet wird (kein „runder Tritt“), sondern vielmehr eine höhere negative Kraft (durch die Gewichtskraft des Beines) auf das Pedal wirkt.
80
Daraus ergibt sich, dass die schlechteste Trittqualität (laut Definition in Kapitel 2.2.2.)
bei niedrigem Widerstand und hoher Trittfrequenz auftritt – bei dieser Untersuchung
bei Stufe 2 (1,5W/kg 90U/min). Das könnte dadurch erklärt werden, dass bei hoher
TF die Kurbel in der Hub- Phase mehr über den Schwung gehoben wird und nicht
aktiv durch die Beugemuskulatur.
Daraus ergibt sich, dass die beste Trittqualität (siehe Abbildung 40 und 41) in der
Stufe 3 (3,5W/kg 60U/min) – großer Widerstand und niedrige Frequenz – erreicht
werden kann. Das könnte dadurch erklärt werden, dass in diesem Fall die Beinstreck- und vor allem die Beinbeuge- Muskulatur genügend Zeit hat, um zwischen der
Druck- und Hub- Phase „umzuschalten“ (intermuskulär zu koordinieren).
Vergleicht man allerdings die Mittelwerte, so gibt es, wie eingangs erwähnt, keine
Unterschiede zwischen der Versuchs- und Kontrollgruppe. Vielleicht könnte man anhand einer Fallstudie eventuelle Unterschiede und/ oder Trainingseffekte aufzeigen.
Bei genauerer Betrachtung der Hypothesenprüfung 5 und 6, kommt eine weitere interessante Tatsache zum Vorschein:
Bei dieser Untersuchung hat das 6wöchige SmartCranks- Training, hinsichtlich Verbesserung der Trittqualität, auf jeden anderen Parameter einen positiven Einfluss
(signifikant oder tendenziell)– nicht so bei Parameter 5 und 6 („runde Tritt“).
Daraus könnte man schließen, dass die Hubphase für den Vortrieb des Fahrrades
nicht sehr entscheidend ist, sondern vielmehr individuelle Präferenzen im Vordergrund stehen:
Der eine Athlet nützt die Zugphase zur „Erholung“ und „Entspannung“ der Muskulatur
und der andere Radfahrer gestaltet diese Phase aktiver, mit dem Einsatz der Hüftund Kniebeugemuskulatur.
Diese Präferenzen können laut dieser Untersuchung auch kein 6wöchiges differentielles SmartCranks- Training ändern.
Tatsache ist, dass nur eine sehr geringe vortriebswirksame Kraft in der Hub- Phase
realisiert werden kann und darum kann. Daraus kann geschlossen werden, dass die
Hub- Phase (Sektor 4) einen relativ geringen Anteil am Vortrieb hat.
81
Da es in dieser Diplomarbeit nicht untersucht wurde, liegt es fern, diese Aussage
auch für die Zug- (Sektor 3) und Schub- Phase (Sektor 1) zu pauschalisieren.
Interessant wäre eine weiterführende Untersuchung, die die auftretenden Kräfte, in
jedem der 4 Sektoren getrennt voneinander, analysiert – das ganze für linkes und
rechtes Bein.
6. Fazit & Ausblicke
In diesem Kapitel wird konkret auf die Aufgabenstellung (Kapitel 2.4.) eingegangen.
Es kann nicht behauptet werden, dass durch diese Untersuchung auf alle Fragen zur
richtigen Tritttechnik eine Antwort gefunden werden kann, denn gerade bei so einer
Thematik, die seit Jahrzehnten einen fast mystischen Charakter hat, bedarf es weiterführende Forschungen, um noch mehr Erkenntnisse zu gewinnen.
Diese Diplomarbeit hat eine Basis geschaffen, um Ausblicke geben zu können, in
welche Richtung weitere Untersuchungen von Interesse sein könnten.
Der erste Punkt in der Aufgabenstellung ist das Herausfinden, ob das verwendete
Powertec- Messgerät und die dazu programmierte Software KurbelMaster, zur Analyse der Dysbalance und Seitigkeit, für linkes und rechtes Bein getrennt, geeignet ist.
Nach anfänglichen Schwierigkeiten, da die Firma „O-Tec“ nur die Hardware liefert (zu
Beginn auch noch ohne Trittfrequenzmesser), können diese Probleme aber durch
Erstellen einer eigenen Software von Mag. Erich Eitzlmair und durch nachrüsten des
Trittfrequenz- Signalgebers gelöst werden.
Nach einjähriger Testphase läuft das Messsystem sehr stabil, was auch durch die
Prüfung der Hauptgütekriterien (Kapitel 3.1.4.2.) bestätigt wird. Zusätzlich führt das
Gerät zu Beginn jeder Messung eine Nullmessung durch, welche nach Ende der Testung abermals kontrolliert und verglichen wird. Auf eventuell auftretende Unregelmäßigkeiten wird geachtet.
Die Untersuchung zeigt klar auf, dass dieses Messsystem als sehr stabil und geeignet bezeichnet werden kann.
Da auch die Universität Freiburg bereits einige erfolgreiche Untersuchungen mit dem
Powertec- Messsystem durchgeführt hat (vgl. Stapelfeldt, 2003; Stapelfeldt, 2005),
können weitere Forschungen im Bereich Trittanalyse folgen.
82
Als Ausblick wäre die Erstellung einer Datenbank über die „optimale“ Tritttechnik äußerst interessant und in weiterer Folge könnte man, mittels einer biomechanischen
Leistungsdiagnostik, Normwerte vergleichen.
Die unter Kapitel 2.4. formulierte Aufgabenstellung, ob die Phänomene Dysbalancen
und Seitigkeiten auch im Radsport nachzuweisen sind, kann aus der Sicht dieser
Untersuchung bestätigt werden, denn betrachtet man nur den Eingangstest (beide
Gruppen zusammen) so besteht ein signifikanter Unterschied (p=0,046*) zwischen
linkem und rechtem Bein in Belastungsstufe 2. Das weist auf das „Phänomen“ Seitigkeit hin.
Auch eine vorherrschende Dysbalance zwischen Druck- und Hubphase kann nicht
verneint werden, allerdings bleibt durch diese Diplomarbeit ungeklärt, in wie weit sich
dieses „Ungleichgewicht“ auf die sportliche Leistung auswirkt.
Vielleicht ist diese biomechanische Dysbalance aus Sicht des Sportlers das individuelle physiologische Optimum. Dem müssten weiterführende Untersuchungen folgen,
denn mit dem Powertec- Messsystem könnte man bei entsprechender Aufgabenstellung auch diesem Phänomen auf den Grund gehen.
Stellen sich die SmartCranks als geeignetes Trainingsgerät dar, lautet ein weiterer
Bereich der Aufgabenstellung, der zum einen durch die Probanden selbst beantwortet wird, denn 100 Prozent der Sportler antworten auf diese Frage 6 (Kapitel 4.9.),
dass sie weiterhin das SmartCranks- Training in ihr Trainingsprogramm einbauen
würden und zum anderen wird diese Aussage auch durch die Testergebnisse bestätigt, denn 4 der 6 Parameter zeigen eine positive Veränderung.
Besonderes in den Wintermonaten ist es außerdem eine willkommene Abwechslung
zum Trainingsalltag. Als Ausblick wäre eine Studie interessant, bei der über einen
noch längeren Zeitraum mit den SmartCranks trainiert werden sollte, um die eventuell weiteren Veränderungen der Trittqualität zu protokollieren.
Das man auch, das teilweise monotone Pedalieren abwechslungsreich und anspruchsvoll im Sinne eines differentiellen Techniktrainings gestalten kann, verstärken
die Antworten zu Frage 5 (Kapitel 4.9.): „Wie kamst du mit dem SmartCranks- Training zurecht?“ – denn 37,5 Prozent antworteten mit gut und 50 Prozent mit mittelmäßig (die restlichen 12,5 Prozent antworteten mit sehr gut). Das ist auch eine Bestäti83
gung, dass das Prinzip der Systemdynamik (Schöllhorn, 1999) wirkt, denn 87,5 Prozent der Probanden hatten leichte Probleme mit der einen oder anderen Aufgabenstellung – sie waren gefordert aber nicht überfordert.
Betrachtet man einerseits die Auswertungen und andererseits die positiven Äußerungen der Leistungssportler zum Interventionsprogramm durch die SmartCranks,
kann die Aufgabenstellung – was die Untersuchung für die Trainingskonsequenz zur
Leistungssteigerung im Spitzensport bedeutet – wie folgt beantwortet werden:
Die Optimierung der intermuskuläre Koordination (Agonisten, Synergisten, Antagonisten) durch das differentielle SmartCranks- Techniktraining kann durch die Hypothese 3 (p=0,006**) und der maximalen Trittfrequenz bestätigt werden.
Eine dadurch erreichte ökonomischere, effektivere und schnellere Fortbewegung
bestätigen die Hypothese 1 (Herzfrequenz- Werte) und Hypothese 2 (Laktat- Werte).
Es sind Tendenzen erkennbar, dass es durch das spezielle Techniktraining auch zu
weniger Kraftverlust kommt, aber in wie weit sich die vortriebswirksame Kraft zur Verlustkraft verhält, ist nicht Inhalt dieser Diplomarbeit und kann aus diesem Grund nicht
beantwortet werden.
Eine interessante Thematik, in dieser Arbeit aber weitgehend nicht untersucht, ist der
orthopädischen Gesichtspunkt (Gesundheitssport) –
Was bedeuten die Untersu-
chungsergebnisse für das Entgegenwirken von einseitigen Belastungen und Überlastungserscheinungen beim Radfahren? Können Seitigkeiten und Dysbalancen ausgeglichen werden?
In der Literatur (Kapitel 2.2.4.) werden die möglichen negative Folgeerscheinungen
von Seitigkeiten und Dysbalancen beschrieben und da das SmartCranks- Training,
laut den Ergebnissen dieser Untersuchung, eine teilweise positive Auswirkung hat,
könnte durchaus vorstellbar sein, dass auch aus orthopädischer Sicht dieses Trainingsgerät von Interesse sein kann. Besonders unter dem Aspekt, dass Muskelgruppen trainiert werden, die beim „normalen“ Pedalieren weniger aktiv sind. Wichtig dabei erscheint nur, dass die Übungsaufgaben gezielt ausgesucht werden müssen, um
keine Überlastungserscheinungen hervorzurufen.
Für eine weiterführende Untersuchung wäre es interessant, einen konkreten Übungskatalog für dieses Trainingsgerät zu erstellen bzw. die SmartCranks gezielt in
das Training mit Rehabilitationspatienten einzubauen. Erfahrungsgemäß ist es gang
84
und gäbe, das konventionelle Radtrainings (durch die geringere Belastungen für den
Bewegungsapparat als beim z.B. Laufen) im Wiederaufbautraining einzubauen. Warum dann nicht „differentiell“ mit den SmartCranks trainieren?
7. Zusammenfassung
In der vorliegenden Studie wird die Frage nach der Veränderung der physiologischen
und biomechanischen Parameter durch den Einsatz eines differentiellen Techniktrainings im Radsport untersucht. Dabei stellen die Messgrößen Herzfrequenz und Laktatwerte die beiden physiologischen und die maximale Trittfrequenz, der biomechanische Wirkungsgrad (linkes zu rechtes Bein) und die vortriebswirksame Kraft (Sektor
2 zu Sektor 4) die biomechanischen Parameter dar. Das differentielle Techniktraining
wird mittels SmartCranks- Kurbeln über einen Zeitraum von 6 Wochen bzw. 12 Trainingseinheiten absolviert. Diese Spezialkurbeln mit eingebautem Freilauflager erfordern ein hohes Maß an koordinativen Fähigkeiten um die, teilweise sehr anspruchsvollen Übungsanforderungen zu bewältigen.
16 aktive Radsportler (8 Versuchsgruppe und 8 Kontrollgruppe), die durch die zahlreichen Trainings- und Rennkilometer in ihrer Bewegung sehr eingeschliffen sind,
nehmen an dieser Untersuchung teil.
Die Einteilung der Gruppen erfolgt nach absolviertem Eingangstest um möglichst
homogene Bedingungen zu schaffen. Der Ein- bzw. Ausgangstest umfasst 4 Stufen
mit unterschiedlichen Belastungen und Trittfrequenzen.
Um diese Problemstellung zu bearbeiten, wird das neu entwickelte Messsystem Powertec verwendet. Dabei handelt es sich um ein Gerät zur Messung der vortriebswirksamen Kräfte und Verlustkräfte, getrennt linkes und rechtes Bein. Ein Vorteil von
diesem Powertec- Messsystem ist, dass man es an straßentauglichen Rädern montieren und jedes beliebige Pedalsystem integrieren kann.
Bei den Ergebnissen zeigt sich, dass die Versuchsgruppe (VG) bei den physiologischen Parameter HF und Laktat in Stufe 4 (3,5W/kg und 90U/min) eine signifikante
Verbesserung gegenüber der Kontrollgruppe (KG) vorweist.
In dieser Stufe 4 verbessert sich auch der relativer biomechanischer Wirkungsgrad
(linkes zu rechtes Bein) der VG signifikant zur KG.
85
Weiters kommt es zu einer hoch signifikanten Verbesserung der maximalen Trittfrequenz der Versuchsgruppe, die mit den SmartCranks trainiert hat.
Kaum messbare Unterschiede gibt es beim relativen Integral der vortriebswirksamen
Kraft links bzw. rechts (Sektor 2 zu Sektor 4), das heißt das Interventionsprogramm
hat, hinsichtlich der Verbesserung des „runden Tritts“, keine Auswirkungen gezeigt.
Bei diesem Parameter kann man allerdings feststellen, dass tendenziell alle Radsportler bei höheren Belastungen und niedrigeren Trittfrequenzen die Hubphase
besser nützen können.
Als Schlussfolgerungen kann angeführt werden, dass es im Radsport sehr wohl das
Phänomen Seitigkeit und Dysbalance gibt. Durch das absolvierte differentielle Techniktraining kommt es bei dieser Untersuchung zu einem Ausgleich der links- rechtsSeitigkeit, was aus orthopädischer Sicht von Interesse sein könnte. Die gemessenen
Dysbalancen zwischen Druck- und Hubphase geben Auskunft darüber, dass besonders die Hubphase von allen 16 Radsportlern fast nicht aktiv genutzt wird und vielmehr in dieser Phase eine negative Kraft (durch das Gewicht des Beines) entsteht.
Daran ändert auch das 6wöchige SmartCranks- Training nichts und es könnte daraus
geschlossen werde, dass die Hubphase im Radsport mehr zur Entlastung der Beinmuskulatur genützt wird.
Aus dieser Untersuchung geht weiters hervor, dass es durch das Techniktraining zu
einer Ökonomisierung der physiologischen Parameter (Herzfrequenz und Laktat)
kommt, was auf eine Verbesserung der intermuskulären Koordination zurückzuführen
sein könnte. Das würde auch die hoch signifikante Steigerung der maximalen Trittfrequenz der Versuchsgruppe bestätigen.
Die Ergebnisse der vorliegenden Studie sprechen für die Anwendung eines differentiellen Techniktrainings mit den SmartCranks, denn nicht nur aus orthopädischer
Sicht, sondern auch für den Leistungssport könnte diese Art von Zusatztraining, besonders in den Wintermonaten, eine willkommene und effektive Abwechslung bzw.
Bereicherung zum monotonen Ergometertraining sein.
86
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9. Abbildungen
Abbildung 1: Lance Armstrong & Jan Ullrich
......................................................... 6
Abbildung 2: Eddy Merckx (Tour- Historie, 2006) ....................................................... 6
Abbildung 3: Marco Pantani (Tour- Historie, 2006) ................................................. 6
Abbildung 4: Jacques Anquetil (Tour- Historie, 2006) ................................................ 6
Abbildung 5: Die auftretenden Kräfte am Pedal.......................................................... 8
Abbildung 6: Die Wirkungslinie (Strichpunkt) der resultierenden Kraft
(Gressmann, 2005, S. 186) ................................................................................... 9
Abbildung 7: Die einzelnen Sektoren einer Kurbelumdrehung
(Hillebrecht et. al., 1998,S. 58) ............................................................................ 10
Abbildung 8: Die wichtigsten Beinmuskeln während der Trittbewegung auf einen
Blick (Gressmann, 2005, S. 216; Tittel, 2000) ..................................................... 14
Abbildung 9: Beuger- und Streckerschlinge (Tittel, 2000) ........................................ 14
Abbildung 10: Einteilung der Seitigkeit (Fetz, 1989, S. 164)..................................... 16
Abbildung 11: SRM- Kurbel mit Zubehör (SRM Trainingssystem 2007) ................... 20
Abbildung 12: Polar Kraft - Leistungs- Messsystem ................................................. 21
Abbildung 13 Vergleichsmessung zwischen SRM und Polar Kraft-LeistungsMesssystem......................................................................................................... 22
Abbildung 14: Proband beim Eingangstest............................................................... 29
Abbildung 15: Messsystem auf Tacx- Walze ............................................................ 30
Abbildung 16: Aufbau des Powertec- Messsystems (Oberheim, 2003) .................... 32
Abbildung 17: Powertec- Produktbeschreibung (Oberheim, 2003)........................... 33
Abbildung 18: Messaufbau PowerTec ...................................................................... 36
Abbildung 19: Polar- Uhr S810 ................................................................................. 36
Abbildung 20: Laktat- Messgerät Biosen 5040 ...................................................... 37
Abbildung 21: Utensilien zur Laktatabnahme
...................................................... 37
Abbildung 22: Daum Ergometer Premium 8i ............................................................ 38
Abbildung 23: Integralberechnung Sektor 2 links - Sektor 4 rechts
(Screenshot vom „IkeMaster2004“) ..................................................................... 41
Abbildung 24: Integralberechnung Sektor 2 rechts – Sektor 4 links
(Screenshot vom „IkeMaster2004“) ..................................................................... 41
Abbildung 25: PowerCranks: Ergometer (links) / Straßenrad (rechts)
(Luttrell, 2003) ..................................................................................................... 46
Abbildung 26: Skizzierung einer SmartCranks- Kurbel für Shimano- Innenlager
mit Octalink- System (Walther, 2003) .................................................................. 47
Abbildung 27: Konventionelle Fahrradkurbel (Dura Ace 2fach) ................................ 48
Abbildung 28: Smartcranks mit patentierten Freilauflager für die Montage
an einem Ergometer (Walther, 2003) .................................................................. 48
92
Abbildung 29: Detaillierte Ansicht des Verriegelungssystems (Walther, 2003)......... 49
Abbildung 30: Trainingsgerät (Kettler Ergo Racer mit SmartCranks) ....................... 49
Abbildung 31: Vergleich Muskelarbeit ohne/ mit SmartCranks (Walther, 2003) ....... 52
Abbildung 32: KurbelMaster Software (Screenshot)................................................. 54
Abbildung 33: exemplarische Darstellung eines Kraftverlaufs über 3
Pedalumdrehungen (Screenshot vom IkeMaster2004) ....................................... 55
Abbildung 34 Ergo- Win- Premium- Output (Screenshot) ......................................... 56
Abbildung 35: Definitionen der Irrtumswahrscheinlichkeit
(vgl. Bühl, 2006, S. 115) ..................................................................................... 57
Abbildung 36: Veränderung der HF von ET zu AT zwischen Versuchsund Kontrollgruppe (4Stufen)............................................................................... 59
Abbildung 37: Veränderung der Laktatwerte von ET zu AT zwischen Versuchsund Kontrollgruppe (4 Stufen).............................................................................. 61
Abbildung 38: Veränderung der Trittfrequenz zwischen ET und AT von Versuchsund Kontrollgruppe .............................................................................................. 63
Abbildung 39: Veränderung des relativen biomechanischen Wirkungsgrades
(zwischen linken und rechten Bein) ..................................................................... 64
Abbildung 40: Veränderung des relativen Integrals der vortriebswirksamen
Kraft links............................................................................................................. 66
Abbildung 41:Veränderung des relativen Integrals der vortriebswirksamen
Kraft rechts .......................................................................................................... 68
Abbildung 42: Auswertung der Frage 1 .................................................................... 69
10.
Tabellen
Tabelle 1: Beispiel eines Parameter- Ranglistensystems......................................... 26
Tabelle 2: Einteilung der Versuchs- und Kontrollgruppen......................................... 27
Tabelle 3: Überblick des Untersuchungsdesign........................................................ 27
Tabelle 4: Ein- bzw. Ausgangstest am straßentauglichen Rennrad. ........................ 28
Tabelle 5: Ein- bzw. Ausgangstest am Ergometer.................................................... 29
Tabelle 6: Datenformat des Powertec- Messsystem ................................................ 34
Tabelle 7: Vergleichsmessung SRM- mit Powertec- Messsystem
(Stapelfeldt, 2005) ............................................................................................... 35
93
11.
Anhang
11.1.
Training - Zettel 1 - Versuchsgruppe
Allgemeines:
Du solltest die Trainingseinheiten mit den Smartcranks als TECHNIKTRAINING sehen! Das heißt die
Bewegungsaufgaben bewusst und präzise ausführen!
TRAININGSTAGEBUCH nicht vergessen zu schreiben (allgemeines Training und Radtraining)
2- 3 Trainingseinheiten pro Woche
Gib mir bitte Rückmeldung wenn dir irgendetwas ungewöhnliches auffällt
Intensitätsgestaltung:
Stufe
subjektive Empfindung
1
wenig außer Atem
2
etwas außer Atem
3
etwas außer Atem und Schwitzen
4
Außer Atem und Schwitzen
5
Sehr Stark außer Atem und Schwitzen
1. Trainingseinheit
Dauer
Methode
Intensität
20min
Aufwärmen und beliebiges probieren (Gewöhnung ans Gerät)
1 bis 2
2. Trainingseinheit
Dauer
Methode
Intensität
15min
Aufwärmen (verriegelt)
1 bis 2
3min
abwechselnd li- re treten (1mal li-1mal re, 2mal li-2mal re, 3mal li-2malre,...)
1 bis 2
5min
1 Fuß vorwärts – 1 Fuß rückw. (in Zeitlupentempo beginnen und langsam bis
zu 50U/min steigern) dann andere Richtung
1 bis 2
3mal
beidseitiges treten (mit beiden Beinen unten beginnen und parallel rund treten)
1min
dazwischen 1min Beine ausschütteln
5min
„normal“ (180° versetzt) bei max. 50U/min
2
5-10min
ausfahren
1 bis 2
2
nicht über 50Umin Trittfrequenz
Griffhaltung am Oberlenker (aufrechte Sitzposition)
Zwischen den Übungen die Pausen so gestalten, dass du die nächste Übung konzentriert, präzise
und
bewusst durchführen kannst!
94
3. Trainingseinheit
Dauer
Methode
Intensität
15min
1 bis 2
4mal
beidseitiges treten (1mal Griff an Oberlenker - 1mal Griff am Unterlenker -
1min
1mal freihändig,...)
2
3mal
2min
2min
5-10min
„normal“ (180° versetzt) bei max. 50U/min (ansteigender Widerstand)
1 bis 3
stehend fahren (1mal li - 1mal re, 2mal li - 2mal re, .........noch kein Wiegetritt)
ausfahren
1 bis 2
1 bis 2
und
bewußt durchführen kannst!
Deine Anmerkung zum durchgeführten Training:
!!!VIEL SPASS!!!
4. Trainingseinheit
Dauer
Methode
Intensität
15min
1 bis 2
einbeinig (li/re) rund treten (anderes Bein ruht)
1 bis 2
1min
re. Vorwärts - li. Rückwärts
1 bis 2
4mal
versetzt treten (z.B. li 0°-re 90°, oder li 0°-re270°, oder,...)Aufpassen um nicht
1min
in normales Treten überzugehen!
4mal
1min
2mal
2
2mal
1min
„normal“ (180° versetzt) bei max. 60U/min
2
5-10min
ausfahren
1 bis 2
Griffhaltung am Oberlenker (aufrechte Sitzposition)!
Zwischen den Übungen genügend Pausen einbauen!
geringen Widerstand wählen!
95
5. Trainingseinheit
Dauer
Methode
Intensität
15min
1 bis 2
3min
normal 180° versetzt (40-60U/min steigernd)
1 bis 2
2mal
li doppelt so schnell wie rechts und umgekehrt! VOLLE KONZENTRATION -
1min
sehr schwierige Übung
2mal
1 Bein vorwärts- anderes rückwärts und nach 1 min wechseln
2mal
1min
2
2
2mal
1min
beidseitig (1mal Griff an Oberlenker, 1mal freihändig)
3 bis 4
3min
normal 180° versetzt
2
5-10min
ausfahren
1 bis 2
2mal
und
6. Trainingseinheit
Dauer
Methode
Intensität
15min
1 bis 2
2mal
normal 180° versetzt (50-70U/min steigernd)
5min
3
2mal
3min
3min
eine Kurbel sperren und normal treten (bei versetzter Position neu beginnen)
stehend abwechselnd links - rechts (Freiwillig: Versuch Wiegetritt - Königsdisziplin)
2 bis 3
3 bis 4
2mal
2min
beidseitig
2
10min
ausfahren (gesperrte Kurbeln)
1 bis 2
und
96
7. Trainingseinheit
Dauer
Methode
Intensität
15min
1 bis 2
10min
beliebiges variieren (aber exakte und genaue Ausführung)
1 bis 2
verschiedene Trittqualitäten - Augenmerk auf:
3mal
1. min vermehrt "stampfen" / "drücken"
1min
2. min: "rund" treten
2
3.min: vermehrt "ziehen"
3mal
5min
„normal“ (180° versetzt) bei 70-90U/min
3 bis 4
5-10min
ausfahren (verriegelt)
1 bis 2
8. Trainingseinheit
Dauer
Methode
Intensität
15min
1 bis 2
10min
normal 180° versetzt (70-80U/min steigernd) Geringen Widerstand wählen!
3
10min
normal 180° versetzt (80-90U/min steigernd) Geringen Widerstand wählen!
2mal
1 Bein vorwärts- anderes rückwärts und nach 1 min wechseln - PRÄZISE
1min
AUSFÜHRUNG!!!
3
2
2mal
1min
Links doppelt so schnell wie rechts und nach 1min wechseln
2
5-10min
ausfahren (verriegelte Kurbel)
1 bis 2
und
9. Trainingseinheit
Dauer
Methode
Intensität
15min
1 bis 2
4mal
versetzt treten (2mal 1min li 0°-re90° und 2mal 1min li 0°-re270°) Aufpassen
1min
um nicht ins normale Treten überzugehen
3
97
3mal
1min
2min
Krafttraining (viel Widerstand bei maximal 40U/min)
beide Beine locker rückwärts treten (180° versetzt mit entriegelten Kurbeln)
3 bis 4
2
2mal
2min
beidseitig freihändig
3 bis 4
5-10min
1 bis 2
und
10. Trainingseinheit
Dauer
Methode
Intensität
15min
1 bis 2
6mal
"normal" 180° versetzt mit Frequenzsteigerung von Zeitlupe bis über
2min
100U/min (2min gewählte Frequenz halten und dann steigern)
3 bis 4
2mal
1min
re vw - li w und nach 1min umgekehrt
2 bis 3
3min
stehend abwechselnd li-re (Versuch zwischendurch im Wiegetritt zu fahren)
3
3min
normal 180° versetzt (90U/min)
3min
3 bis 4
5-10min
ausfahren (verriegelt)
1 bis 2
Dauer
Methode
Intensität
15min
1 bis 2
5min
3 bis 4
5min
5min
5min
5min
abwechselnd li-re treten (1mal li-1mal re, 2mal li-2mal re, 3mal li-2mal re, 1mal
li-3mal re, 2mal li-1mal re...) relativ flüssige Übergänge
1 Fuß vorwärts – 1 Fuß rückw. (in Zeitlupentempo beginnen und langsam bis
zu 80U/min steigern) dann andere Richtung - 2mal wechseln
normal 180° versetzt (120U/min) wenn möglich!!!
2
3 bis 4
2
4
98
5-10min
ausfahren (verriegelte Kurbel)
1 bis 2
und
Dauer
Methode
Intensität
15min
1 bis 2
10min
3 bis 4
10min
3 bis 4
2min
eine Kurbel sperren und normal treten (bei versetzter Position neu beginnen)
2 bis 3
2mal
li doppelt so schnell wie rechts und umgekehrt! VOLLE KONZENTRATION -
1min
sehr schwierige Übung
10min
3 bis 4
5-10min
1 bis 2
2mal
2 bis 3
und
99
11.2.
Testprotokoll
Testprotokoll
Name:
Datum:
cm
Sattelhöhe:
Uhrzeit:
kg
Gewicht:
Ruhe Lakt:
mmol/l
Powertec Messsystem
Stufen Dauer
1
5min
2
5min
3
Watt
Watt/kg KG
TF
HF
Laktat Aufnahme
individuell
3-4 min
1,5
60U/min
3-4 min
5min
1,5
90U/min
3-4 min
4
5min
3,5
60U/min
3-4 min
5
5min
3,5
90U/min
3-4 min
Watt/kg KG
TF
Stufen Dauer
Watt
1
20´´
2
50
2
20´´
2
60
3
20´´
2
70
4
20´´
2
80
5
20´´
2
90
6
20´´
2
100
7
20´´
2
110
8
20´´
2
120
9
20´´
2
130
Frequenztest DAUM Premium 8i
Sattelhöhe:
Stufen Dauer
Watt TF (max)
1
100
30sek
TF (avg)
Anmerkung:
100
11.3.
Fragebogen
Fragebogen – vor der Untersuchung
Name:
Datum:
Größe:
Mail:
Km/Jahr
Telefon:
Radtraining/ Woche:
sonstiges Training/ Woche:
Frage 1: Spielbein/ stärkeres Bein
Geb.- Dat.:
links:
rechts:
Frage 2: Hast du bereits ein SmartCranks- Training absolviert?
Ja:
Nein:
Frage 3: Hattest du Verletzungen an den Beinen oder Hüfte? Wenn ja welche?
Wenn ja, beeinträchtigt dich diese Verletzung noch in irgendeiner Weise?
Welche Beschwerden (z.B. Knie, Rücken, Achillessehne, Einschlafen der Arme,
Sitzprobleme, Nacken,...) treten bei dir bei längerem (Zeitangabe!)
Radfahren auf?
Anmerkungen:
101
Fragebogen – nach der Untersuchung
Name:
Datum:
Frage 4 (an die Versuchsgruppe):
Hat dir, aus subjektiver Sicht, das Training etwas
für deine Trittqualität gebracht?
Verbesserung
Verschlechterung
Nein
Wie kamst du mit dem SmartCranks- Training zurecht?
sehr gut
gut
mittelmäßig
schlecht
sehr schlecht
Würdest du das SmartCranks- Training weiterhin in dein
Trainingsprogramm einbauen?
Ja
Nein
Anmerkungen/ Diverses:
102
11.4.
Trainingsprotokoll
Trainingstagebuch von
.
EINGANGSTEST
1. Trainingswoche
Dauer [h]
allgemeines Training
h
Radtraining
h
Anmerkung
KW:
Anmerkung
KW:
Anmerkung
KW:
Anmerkung
KW:
Anmerkung
KW:
Anmerkung
KW:
GESAMT
2. Trainingswoche
Dauer [h]
h
Radtraining
h
GESAMT
3. Trainingswoche
Dauer [h]
h
Radtraining
h
GESAMT
4. Trainingswoche
Dauer [h]
h
Radtraining
h
GESAMT
5. Trainingswoche
Dauer [h]
h
Radtraining
h
GESAMT
6. Trainingswoche
Dauer [h]
h
Radtraining
h
GESAMT
AUSGANGSTEST
103

Diplomarbeit (Gerald Bauer)

Transcription

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