Den Tritt finden
Von Rahel Heule. Aktualisiert am 30.09.2011 7 Kommentare
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Als sich die Radprofis am vergangenen Sonntag an der WM im dänischen Rudersdal nach 17 Runden dem letzten Anstieg am Geels Hill näherten, hatten sie die 266 Kilometer lange Strecke schon fast geschafft. Mit Trittfrequenzen von über 100 Umdrehungen pro Minute in der Ebene traten die Rennfahrer kräftig in die Pedale. Sobald die Strasse zu steigen begann, änderten sie jedoch ihre Kadenz. Je steiler es wurde, desto langsamer traten sie.
Obwohl die bevorzugten Trittfrequenzen von Sportler zu Sportler variieren, wählen alle in der Steigung niedrigere als auf flachem Terrain. Auch der ehemalige US-amerikanische Radprofi Lance Armstrong, der dafür berühmt war, die Berge mit hoher Kadenz beinahe hochzusprinten, bildete hier keine Ausnahme. Es scheint, als würde die tiefere Tretgeschwindigkeit die Radfahrer befähigen, am Berg bei höherer Leistung zu fahren.
Einen Gang herunterschalten
«Was unterscheidet die Fahrt am Berg von der in der Ebene?», sinnierte auch Umberto Emanuele. Der Sportwissenschaftler forscht am Institut für Biomechanik der ETH Zürich und untersucht in seiner Doktorarbeit unter anderem diese Frage. Weil die Radfahrer am Berg Energie investieren müssen, um der Schwerkraft die Stirn zu bieten, verringert sich ihre Fahrgeschwindigkeit.
Allerdings korreliert diese nicht zwingend mit der Trittfrequenz. Denn moderne Rennräder verfügen über eine feinstufige Gangschaltung. Die Radfahrer könnten so auch geringe Geschwindigkeitsunterschiede ausgleichen und am Berg mit nahezu konstanter Trittfrequenz weiterfahren, indem sie die Übersetzung entsprechend anpassen – sprich einen Gang oder mehrere herunterschalten. Um eine gewisse Geschwindigkeit zu erreichen, können sie entweder mit grosser Kraft und niedriger Trittfrequenz oder mit kleiner Kraft und hoher Trittfrequenz fahren.
Wie Trittfrequenz und Leistung zusammenhängen
An 33 gut trainierten Amateur-Radrennfahrern hat Emanuele getestet, wie Trittfrequenz und Leistung zusammenhängen – und wie sich diese Beziehung verändert, wenn ein Anstieg zu bewältigen ist. Dazu unterzog er die Testpersonen mehreren Leistungstests, die sie mit unterschiedlichen Trittfrequenzen absolvieren mussten – zunächst in der Ebene und dann zum Vergleich bei einer Steigung von 7 Prozent.
Für jede Kadenz mass er die Leistung an der aeroben Schwelle – der höchsten Belastungsintensität, die ein Sportler dauerhaft über 30 bis 60 Minuten bis zur Erschöpfung aufrecht erhalten kann. So erhielt er eine Kurve: Die Leistung stieg mit der Trittfrequenz bis zu einem Maximum an und fiel dann wieder ab. Ähnlich einem Motor arbeitet also auch ein Radfahrer bei einer bestimmten Drehzahl am besten. Tritt er mit optimaler Kadenz, so kann er maximale mechanische Leistung auf das Pedal bringen und eine gegebene Strecke in kürzester Zeit zurücklegen.
Weniger Umdrehungen am Berg
Als Umberto Emanuele die Kurven für die Ebene und die Steigung miteinander verglich, bestätigte sich, was er nach theoretischen Überlegungen vermutete: In der Steigung lag bei allen getesteten Radfahrern die optimale Trittfrequenz tiefer als in der Ebene. Damit gelang ihm der experimentelle Nachweis, dass eine geringere Frequenz am Berg aus leistungsorientierter Sicht auch wirklich Sinn macht. «Der Energieverlust in den Beinen der Athleten – eine oft vernachlässigte Schlüsselgrösse – ist in der Steigung höher», sagt der Biomechaniker. Dadurch verringert sich die mechanische Leistung, die am Rad wirkt, und die optimale Trittfrequenz verschiebt sich zu einer niedrigeren. Energie geht im Körper wegen der Trägheit der weichen Körpermasse oder auch der Reibung und Dämpfung in den Gelenken verloren.
«Die optimale Trittfrequenz gibt es nicht», sagt Emanuele, «jeder Radfahrer hat seine eigene.» Wie vielfältig diese im Radsport ist, belegen die verschiedenen Fahrstile erfolgreicher Athleten. Unvergessen sind die Duelle, die sich Jan Ullrich und Lance Armstrong einst an der Tour de France geliefert haben. Beide fuhren bei vergleichbaren Geschwindigkeiten, umso mehr stachen die Unterschiede ins Auge. Während sich der Deutsche kraftvoll, aber mit langsamer Frequenz vorwärts bewegte, wählte Armstrong hohe Trittfrequenzen, die ihn spritziger aussehen liessen. «Trotz aller Individualität gilt für ein breites Leistungsspektrum – vom Untrainierten zum Spitzenathleten – die Regel: je leistungsfähiger der Radfahrer, desto höher seine optimale Trittfrequenz», so Emanuele.
Dann versuchte er herauszufinden, warum der Energieverlust grösser ist, wenn es steiler wird. Um diese Frage zu beantworten, untersuchte Umberto Emanuele das Tretmuster beim Fahrradfahren. «Die Kraft, die auf die Pedale wirkt, ist während einer Kurbelumdrehung nicht konstant. Zuunterst und zuoberst ist sie viel kleiner als in der AbwärtsStoss-Phase», erklärt er. Weil die Kraft variiert, schwankt auch die Geschwindigkeit, mit der sich die Kurbel dreht. In der Steigung ändert sie sich stärker, und der Energieverlust vergrössert sich.
In Zukunft ovale Kettenblätter?
Ideal wäre, wenn über den gesamten Tretzyklus hinweg eine konstante vortriebswirksame Kraft erzeugt würde. Bei einem solchen «runden Tritt» sind die Schwankungen geringer. «Auch ein ovales Kettenblatt reduziert die Variationen in der Kurbelgeschwindigkeit – verglichen mit einem runden», so Emanuele. Er experimentiert derzeit mit runden und ovalen Kettenblättern. Zugleich analysiert er auch, welchen Einfluss die Länge der Kurbel auf die optimale Trittfrequenz hat.
Seine Resultate dürften für den Spitzenradsport von Interesse sein, da das Wissen über die Biomechanik beim harten Wettbewerb um eine Medaille vielleicht am Schluss noch etwas Zeit herausholen könnte. Am letzten Wochenende gab es jedoch keine grossen Überraschungen. So machte der Sprintkönig und 20-fache Etappensieger der Tour de France das Rennen: Der Brite Mark Cavendish holte sich in Dänemark den Titel des Weltmeisters. (Tages-Anzeiger)
Erstellt: 30.09.2011, 06:19 Uhr
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In einer aerodynamischen flachen Position wird mehr Leistung durch die kleinere Oberschenkelmuskulatur bei ungünstigeren Winkeln erbracht. Beim aufrechteren Bergfahren kann die grössere Gesässmuskulatur besser unterstützen. Deshalb muss in der Ebene die Leistung über die Drehzahl erbracht werden und am Berg mit mehr Drehmoment (tiefere Drehzahl). Antworten
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