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Der Parameter für Komfort ist der am wenigsten systematisch untersuchte Faktor in der Matrix. Dieser Faktor basiert sich zum größten Teil auf Erfahrungsregel und jahrelanges Basteln an der Position: versuchen und erfahren. Sogar die bekannten Handbücher, wie das “Science of Cycling” bieten eine Zahl Allgemeinheiten die weiter keine Anhaltspunkte geben für eine etwas systematische Handlungsweise. Die Praxis ist of so, dass man erst über den Faktor Komfort nachdenkt wenn eine bestimmte Fahrradeinstellung zu Beschwerden oder Unbequemlichkeiten führt.
An Hand der Berührungspunkte die der Radfahrer mit dem Rad hat, besprechen wir einige Sachen die mit Komfort zu tun haben. Es sind übrigens diese drei Punkte die besonders wichtig sind bei der Einstellung des Rades und nicht die Rahmengröße. Viel Radfahrer und Radfachhändler fixieren sich lediglich auf die Rahmengröße. Die Rahmengeometrie (das ist mehr als nur Rahmengröße) ist allein von Bedeutung wenn es sich handelt um die Einstellung des Rades, für die Realisation der drei Kontaktpunkte mit dem richtigen Verhältnis. Und das ungeachtet der Tatsache dass eine Rahmengeometrie auch noch Konsequenz haben kann für das Fahrverhalten des Fahrers.
Kontaktpunt 1: Der Sattel.
Ein komfortabler Sattel muss passen. Hiermit ist gleich eins der schwierigsten Sachen genannt wenn man ein Rad komfortabel einstellen will. Die Breite und der Form des Sattels sind einerseits abhängig von dem Abstand zwischen den Sitzknochen und anderseits von dem Form des Beckengewölbes. Umso grösser der Abstand zwischen Sitzknochen und umso runder das Beckengewölbe ist, umso breiter soll der Sattel sein. Anderseits ist die Sattelbreite auch abhängig von der Haltung des Oberkörpers.Sitzt man weit nach vorne gebogen auf dem Rad dann ist ein schmales Rennsattel komfortabeler und funktioneller (Reibung der Innenbeine). Wenn man (mehr) gerade auf sitzt ist ein breiter Sattel im Allgemeinen angenehmer (van Hulten 1999). In soweit bekannt ist, hat man (noch) keine praktische Messmethode entwickelt die sowohl die Breite und den Form des Beckens berücksichtigt wie auch die Haltung des Oberkörpers. Den einzigen Rat den man hier geben kann, ist es auszuprobieren. Über Sattelneigung, oder ob man den Sattel wohl oder nicht horizontal einstellt, ist einiges zu bemerken.
In Prinzip soll eine Satteldecke horizontal stehen. Stellt man den Sattel mit der Spitzen ach oben ob, dann geht man das Risiko ein, dass einiges abgeklemmt wird. Demzufolge wird der Fahrer geneigt sein das Becken rückwärts zu kanten, was eine höhere Belastung für den Unterrücken zu Folge hat. Ein Sattel mit dem Punkt nach unten hat zu Folge, dass der Fahrer die Neigung hat nach vorne zu schieben. Das ist nicht nur unbequem weil das schmale Sattelstück wenig Unterstützung gibt, sondern auch die Armen, das Pulsgelenk und die Hände werden schwerer belastet als Konsequenz der Versuche die normale Position auf dem Sattel beizubehalten. Auch die Sattelhöhe spielt eine wichtige Rolle um eine komfortable Einstellung des Rades zu finden. Ein zu hoher Sattelstand führt zu einer Überstreckung der Muskel und ein zu niedriger Sattelstand ergibt eine zu hohe Belastung der Muskel im Oberschenkel(Quadriceps). Siehe auch das Kapitel Effizienz: Sattelhöhe
Kontaktpunt 2: Der Lenker.
Hinsichtlich der Einstellung des Lenkers in Beziehung zu einer komfortabelen Haltung auf dem Rad hat Bremmer (1994) einiges an Forschung getan. Die wichtigste Schlussfolgerung dieser Forschung war, dass der Abstand zwischen Sattel und Lenker mit einem sehr persönlichen Vorzug verbunden ist. Der Nachteil dieser Art von Untersuchungen ist wohl, dass der Faktor Gewöhnung einen beträchtlichen Einfluss auf die Resultate haben kann. Die Praxis von bikefitting.com ist, dass man es in erster Instanz nicht als Komfortabel erfährt wenn der Abstand und der Höhenunterschied zwischen Sattel und Steuer angepast werden und dieser Änderungsrat ziemlich abweicht von dem was man gewöhnt ist. Die Praxis lehrt jedoch, dass die Mehrzahl der Radrenner letztendlich die neue Einstellung als positiv erfährt.
Die Lenkradbreite soll mit der Schulterbreite übereinstimmen. Ein zu breiter Lenker führt zu vergrößerung der Frontaloberfläche und demzufolge zu einer schlechteren aerodynamischen Haltung. Die Folgen eines zu breiten Lenkers bestehen darin, dass man zwischen den Schulterblättern “durchsackt”. Daraus resultieren auf die Dauer Beschwerden an Schulter und Nacken. Ein zu schmaler Lenker hat keine nachteiligen Konsequenzen für die Sauerstoffeinname, wie so oft behauptet wird. Ein zu schmaler Lenker steuert “nervöser” wie ein breiter Lenker und beeinflusst dadurch den Fahrkomfort. Der Lenkwinkel muss dermaßen eingestellt werden, dass der Unterarm und der Hand soviel wie möglich eine Gerade formen. Es geht klar, dass im Besonderen eine gute aerodynamische Haltung und eine komfortable Körperhaltung auf gespanntem Fuß mit einander stehen. Je nach aufgebrachte Disziplin und die Geschwindigkeit die entwickelt wird, werden andere Akzente bestimmt.
Kontaktpunkt 3: Die Pedale.
Die Pedale bilden zusammen mit den Schuhen eine Einheit mit welcher der Radfahrer die Bewegung auf das Rad überträgt. Für den Komfort ist es wichtig dass Schuhe und Pedale genügend Stabilität bieten damit die Kniebewegung innerhalb der Kraftlinie von der Hüfte zum Fuß bleibt. In Gegensatz von demjenigen das öfters behauptet wird muss der Radfahrer sich hier der vom Fahrrad auferlegten Bewegung anpassen. Das heißt, dass die Verbindung Schuh/Pedal (Schuhplatten) hier untergeordnet wird.
Der Stand der Schuhplatte sorgt dafür, dass der Fuß gerade auf dem Pedal steht und so dem Kniegelenk Stabilität bietet. Die Verbindung Schuh/Pedal muss deshalb auch an sich stabil sein. Deshalb muss das Pedal breit genug sein, sodass der ganze Vorderfuss unterstütz wird. Um Gewicht auszusparen und weniger Luftwiederstand zu bilden werden Pedale oft so klein gemach, dass die Stabilität völlig bedingt wird durch die Steifheit des Schuhs und der Schuhsohle und von der Verbindung mit dem Pedal. In der Praxis lässt das zu wünschen übrig. Für die Abstellung der Schuhplatten und Beschwerden verursacht durch die Instabiliteit des Vorfues, verweisen wir auf die Schuhplattenanpasser (Shoe Cleat Adjuster) und auf den Ratgeber hin. |
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Zweck der Kraftmaximierung ist es um einen Fahrer derartig auf ein Rad zu stellen, dass die Prozentzahl an Nutzkraft die er liefert möglichst groß ist. Nur die Kraft die senkrecht auf dem Pedalarm steht hat Nutzen. Wenn das Pedal im unteren oder im oberen toten Punkt steht, ist die Nutzkraft praktisch null. Das heißt, dass besonders wenn der Tretkurbel sich in dem 90o Stand (maximaler Hebel) befindet, die Einstellung des Fahrrades so sein soll, dass die Kraft genau in einem geraden Winkel auf die Tretkurbel steht. Hier spielt die vor- und rückwärts Einstellung des Sattels eine wichtige Rolle. Wenn der Sattelrückstand zu groß ist, dann gibt der einen Pedalstand der Druck von hinten auf das Pedal bringt. Ist der Sattelrückstand zu klein, dann steht das Pedal zu weit vor dem Druck.
Es spricht für sich dass die Position mit der meisten Effizienz und die Position bei der die meiste Kraft ausgeübt werden kann, nicht unbedingt die gleichen zu sein brauchen. Wo das Optimum zwischen beiden liegt ist noch Forschungsgegenstand. Wahrscheinlich variiert das Optimum je nach Wettkampftyp und je nach Fahrer. Für einen Mehrtagefahrt strebt man eine Position mit mehr Effizienz an und beim Zeitfahren ist der Kraftaspekt von mehr Bedeutung. Rennfahrer mit einer relativen “slow-twich” Muskulatur werden Kraft wählen und Fahrer mit verhältnismäßig vielen “fast-twich” Muskeln werden Geschmeidigkeit wählen. Trotzdem kann man auf der Praxis basiert einige Folgerungen ziehen.
Im Allgemeinen kann gestellt werden, dass bei einer Zunahme der Sattelhöhe, der Grad in dem man Kraft entwickeln kann zunimmt. Das geht jedoch auf Kosten der Geschwindigkeit der Bewegung (Trittfrequenz)und die wiederum ist bestimmend für den Effizienzgrad des Fahrers. Ein hoher Sattelstand kann also nur angewendet werden während relativ kurze Anstrengung bei der viel Kraft verlangt wird, wie z.B. bei Querfeldein fahren, Mountainbiking und beim Zeitfahren bergauf. Ein hoher Sattelstand führt meistens auch zum Einsatz von größeren Übersetzungen und das kann auf der Dauer zu Verletzungen führen. Gleiches kann auch über die Kurbelarmlänge gesagt werden. Längere Kurbelärmen gibt mehr Kraft, erniedrigt jedoch die Zahl der Umdrehungen pro Minute. Vorläufig wird der Aspekt der Kraftmaximierung eine Sache von versuchen und erfahren bleiben, wobei neben dem biomechanischen Aspekt bestimmt auch Verletzungsvorbeugung und Überbelastung eine Rolle spielen.
Bei Forschungen wobei man versucht die Kraft des Fahrers so viel wie möglich zu maximieren hat man das eirunde Zahnrad entwickelt. Zweck dieser eirunden Zahnräder war es die Winkelgeschwindigkeit des Tretkurbels zu erhöhen im unteren und oberen toten Punkt bei konstanter Kettengeschwindigkeit. Die Teile der Pedalumdrehung bei denen wenig effektive Kraft geliefert werden kann dauern dadurch kürzer. Forschungen haben jedoch nie den Nutzen dieser Zahnräder nachgewiesen und sie werden demzufolge im Wettkampsport nicht mehr verwendet. Vermutlich spielt das Element Muskelkoordination eine wichtige Rolle; trainierte Rennfahrer schwören bei einer gleichmäßig rund drehenden Tretbewegung.
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Aus nachstehender Formel ergibt sich, dass die Effizienz gesteigert werden kann durch eine größere Arbeitsleistung bei konstantem Energieverbrauch, oder durch einen geringeren Energieverbrauch während einer bestimmten Anstrengung. Vorteil dieser Formel ist dass gerechnet wird mit dem basalen Energieverbrauch der gebraucht wird um die Beine zu bewegen (das ist der Energieverbrauch beim Radfahren ohne widerstand). Auf diese Weise wird die Effizienz der Muskel genau festgestellt, weil die Energie die gebraucht wird um den Körper zu versorgen von dem gesamten Energieverbrauch abgezogen wird.
Wie verwendet man diese Formel? Der Energieverbrauch kann in einem Labor gemessen werden mittels der Sauerstoffeinname.Die Aufnahme von 1L. Sauerstoff (und nicht Luft) stimmt überein mit einem Verbrauch von 5 Kcal. Jemand fährt also erst ohne Widerstand und dann gegen einen bestimmten Widerstand. In beiden Fällen wird die Sauerstoffeinname gemessen und die Resultate werden in die Formel eingebracht. Arbeit drückt man aus als Joule. Um auf Kcal umzurechnen soll man die Jouleszahl teilen durch 4,19.
Eine andre Methode um die Effizienz zu bestimmen ist die Kostfunktion. Das ist ein mathematischer Ausdruck, der eine bestimmte Anstrengung beschreibt damit man es einen numerischen Wert gibt. Oder einfacher gesagt, beschreibt die Kostfunktion mit einer Zahl die relative Effizienz der Bewegung. Diese Kostfunktion wird auf Basis der Momente in den Gelenken während des Fahrens bestimmt. Man hat nachgewiesen, dass diese Momente eine direkte Korrelation mit der Muskelspannung haben. Weiter ist Muskelspannung ein Maßstab für die Effizienz einer Zusammenziehung. Wenn die Summe der Momente in Fußgelenk, Knie und Hüfte minimal ist, dann ist die Sitzposition wo das zutrifft die Position mit der größten Effizienz.
In obenstehender Formel vergisst man jedoch ein wichtiges Element das inhärent an Sport im Allgemeinen ist: der Wettkampfelement. Das hat zufolge, dass die Strecken zudem auch noch mit großem Geschwindigkeit zurückgelegt werden oder anders gesagt, innerhalb einer bestimmten Zeit. Wenn wir das Zeitelement in die Formel einbringen, dann reden wir nicht mehr über Arbeit sondern über Leistung. Der beste Fahrer wird nun derjenige der die meisten Kalorien in einem bestimmten Zeitraum verbrennen kann. Dies in der Annahme, dass alle gleich viel Energie verbrauchen bei einer bestimmten Geschwindigkeit. Die Realität ist jedoch anders, denn nicht ein jeder sitzt mit der gleichen Effizienz auf dem Rad.
Von welchen Faktoren wird die Effizienz nun bedingt wenn wir sie aus biomechanischem Blickpunkt betrachten? Gonzales und Hull (1989) haben hier nachgeforscht und haben festgestellt, dass es fünf Faktoren gibt die die Effizienz beeinflussen. Logischer Konsequenz ist, dass man diese Faktoren in seinem Zusammenhang variieren muss um zu einer optimalen Kombination zu gelangen. Deshalb reden wir hier über eine multi variable Messmethode.
Effizient Radfahren heißt, das mit einer bestimmte Menge an Energie eine möglichst große Strecke zurückgelegt wird. Wenn wir das mittels eine Formel darstellen, dann sieht die wie folgt aus: Effizienz = [gelieferte Leistung/(verbrauchte Energie bei 0 Watt)]x100 |
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Die Luftreibung kann man wie folgt aufteilen:
Reibungswiderstand
Reibungswiderstand entsteht, wenn Luftschichten mit verschiedenen Geschwindigkeiten an einander entlang gleiten mit gegenseitiger Kraftausübung. Die Luft die dem Fahrer am nahsten ist, gleitet der Umgebungsluft entlang und empfindet dabei Widerstand.
Formwiderstand
Die wichtigste Form von Luftreibung. Da die Luft vor dem Fahrer einigermaßen zusammengepresst wird und hinter dem Fahrer so zu sagen weggezogen wird, entsteht vor und hinter dem Fahrer eine Druckdifferenz ,das eine gegenwirkende Kraft zufolge hat. Der Widerstandsgrad wird von der Größe der Frontaloberfläche, die senkrecht auf der Fortbewegungsrichtung steht bestimmt und von der Körpergestalt, auch Stromlinie genannt. Dass ist das Maß das anzeigt, in wieweit es der Luft erlaubt wird, gleichmäßig an Fahrer und Fahrrad entlang zu gleiten.
Experimente im Windtunnel haben nachgewiesen, dass dem Radfahrer etwa 75% der Luftreibung anzudeuten sind und dem Fahrrad 25%. Mancher Forscher behauptet, dass aerodynamische Linienführung eines Rades erst bei Geschwindigkeiten über 56 Km/Std Sinn macht. Es ist klar, dass eine gute aerodynamische Haltung auf dem Rad von vielen Faktoren bedingt wird und dass es pro Individuum erhebliche Unterschiede gibt (denken wir z.B. an die Geschwindigkeit die realisiert wird). Sicher ist, dass beim Zeitfahren und beim Stundenweltrekord eine individuelle Analyse der Haltung auf dem Rad unentbehrlich ist. Als Faustregel gilt, dass eine horizontale Körperhaltung die günstigste Haltung ist hinsichtlich Luftreibung. Das heißt, dass die Oberseite der Hüfte und das Acromion eine horizontale Linie bilden müssen. Bei einer Abweichung von nur 10 Grad nach oben, nimmt als Faustregel, die Geschwindigkeit mit etwa 1Km/Std , gleich 2,5% ab. Van Ingen Schenau (1985) |
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In den letzten Jahren hat man sich in der Welt des Radfahrens immer mehr Gedanken über Sportlerunterstützung gemacht. In den Bereichen Training und Nährung hat man inzwischen so viele Fortschritte gemacht, dass die physische Rendite dem Optimum nahe kommt. Um die Wirksamkeit des Bewegungsablaufes weiter zu verbessern, ist eine Optimierung der Sitzhaltung auf dem Rad erforderlich. Dies mit der Absicht den Radfahrer mit einer maximal effektiven- und aerodynamisch best möglicher Haltung auf dem Rad zu positionieren.
Wenn nur Effektivität unsere Aufmerksamkeit verlangen würde, dann wäre es ziemlich einfach. Der Radsport hat sich in den letzten Jahrzehnten von ein Dauersport in ein Kraftdauersport entwickelt. Der Einfluss biomechanischer- und aerodynamischer Forschung gewinnt immer mehr an Bedeutung, mit dem Zweck eine Sitzhaltung auf dem Rad zu bestimmen bei der die gelieferte Kraft maximal in Bewegung umgesetzt wird. Um die Wirksamkeit des Bewegungsablaufes weiter zu verbessern bedeutet eine Optimierung der Sitzhaltung. Dies mit der Absicht den Radfahrer mit einer maximal effektiven- und aerodynamisch best möglichen Haltung auf dem Rad zu positionieren. . Wissenschaftliche- und empirische Forschung hat nachgewiesen, dass eine korrekte Sitzhaltung von mehreren Faktoren bestimmt wird. Die Matrix, welche die Faktoren, die sich gegenseitig beeinflussen, zeigt,, besteht aus den folgenden Elementen: Reibung, Effektivität, Kraftoptimierung und Komfort.
Diese Forschungsresultate werden in der Praxis nicht völlig ausgenutzt. Selbst mit bloßem Auge kann man sehen, dass mancher Radfahrer, und nicht nur die Freizeitradler, mit einer fehlerhaften Sitzhaltung fahren. Ein Beispiel gibt es aus der Frankreich Rundfahrt. Michael Boogerd trägt im Prolog und bei den Zeitfahrten einen normalen Radhelm, obwohl aerodynamische Forschung herausgefunden hat, dass der Gebrauch eines Integralhelmes ihm Sekunden Vorteil gebracht hätte. Das zeigt, dass die Bedeutung von biomechanische- und aerodynamische Forschung noch nicht bis zur Spitze des Radsports vorgedrungen ist. Eine optimale Sitzhaltung auf dem Rad hat auch noch andre Vorteile. Verletzungen gibt es regelmäßig beim Radrenner und in größeren Zahlen beim Freizeitfahrer. Die Verletzungen werden durch Haltungs- und Statikabweichungen oder durch eine fehlerhafte Sitzhaltung verursacht. Optimierung dieser Sitzhaltung ist ein Präventivmittel gegen Verletzungen. Es ist klar, dass die vier oben erwähnten Faktoren einander nicht nur beeinflussen, sondern auch in einem angespannten Verhältnis zueinander stehen. Zum Beispiel: eine tiefe aerodynamische Haltung des Oberkörpers wird von dem Alltags-Radler kaum als bequem erfahren.
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