Sttzarbeit desSchultergrtels

Antriebsleistungder Beine

Haltearbeit des Rckens

Ergonomie des FahrradfahrensVon Juliane Neu im Mrz 2006

Die Ergonomie ist die Erforschung der Leistungsmglichkeiten und der optimalen Arbeitsbedingungen des Menschen (Duden 1980)Wer sich also mit der Ergonomie des Fahrradfahrens auseinandersetzt, sollte danach in der Lage sein, durch Einstellen der optimalen Arbeitsbedingungen optimale Leistungen zu erzielen. Wer dabei alleine die Leistung des Radfahrers, in Form der maximal erreichbaren Geschwindigkeit oder Streckenlnge betrachtet, sich also nur auf die Antriebsleistung beschrnkt, wird auch in 20 Jahren noch versuchen, Fahrrder alleine nach der Rahmenhhe zu definieren.Kein Mensch beklagt sich bei seinem Fahrradhndler, dass er vom Fahrradfahren Muskelkater in den Beinen bekommt, aber 80 bis 90 Prozent der ambitionierten Radfahrer beklagen sich ber Ges-, Rcken-, Schulter-, Nacken- oder Handgelenks-Schmerzen!

Die gute Nachricht: 10 bis 20 Prozent der Radfahrer wissen anscheinend, was sie dagegen tun knnen.

Die zweite gute Nachricht: Es handelt sich um einen systemischen Fehler, der nicht alleine beim Radfahrer liegt und er lsst sich in vielen Fllen beheben oder vermeiden.

Die hier genannten berlegungen sind in erster Linie fr Menschen gedacht, die den Anspruch haben, viel und mit Spa Rad zu fahren. Andere, welche die Bequemlichkeit beim Rad fahren in weichen Stteln und mit den Fen auf dem Boden suchen, knnen im Prinzip jedes Rad fahren, denn auf kurzen Strecken machen sich unergonomische Haltungen nicht so stark bemerkbar. Allerdings kann es sein, dass diese Menschen auch nie die Lust verspren werden, mit dem Fahrrad Greres zu unternehmen.

Die Ergonomie des Radfahrens ist nicht alleine die richtige Rahmenhhe kombiniert mit einem Multifunktionslenker, sondern betrachtet das gesamte komplexe System MenschMaschine mit allen seinen Zusammenhngen und Wechselwirkungen.

Ein auf dem Sattel sitzender Radfahrer leistet in drei verschiedenen Bereichen krperliche Arbeit, die es zu optimieren gilt:Die Sttzleistung des Schultergrtels: Optimierung (und damit Verminderung) der Schulterbelastung, Schutz der Hnde vor berlastung, Abfedern von Fahrbahnsten.Die Haltearbeit des Rckens: Streckung und Stabilisierung der Wirbelsule, Verstrkung der Antriebsleistung durch Fixierung des Beckens, Abfedern von Fahrbahnsten und Halten des Oberkrpers in der gewnschten Position.Der Antrieb: Die Streckung der Beine, das Einstellen verschiedener Kniewinkel, Sattelposition, Sattel-neigung, Kurbellnge, bersetzung und Trittfrequenz.

Wenn jeder dieser drei Bereiche bestimmte geometrische Voraussetzungen braucht, um optimal zu funktionieren, dann ergibt sich ein definierbarer Zusammenhang, aus dem sich eine ergonomisch sinnvolle Fahrrad- und Sitzgeometrie ableiten lsst. Die Schwierigkeit daran ist, dass sich eine Verbesserung der Ergonomie des Antriebes in Kilometerleistung oder Geschwindigkeit ausdrcken lsst, eine Vernderung der Oberkrperhaltung aber in erster Linie nur subjektiv wahrnehmbar ist und sich erst nach lngerer Zeit bemerkbar macht.

Jede vernderte Haltung erfordert Training und Muskelaufbau. Eine ergonomisch sinnvolle Haltung ist am ehesten mit anstrengend bequem zu beschreiben, da es eine wesentliche Voraussetzung der ergonomisch korrekten Haltung ist, dass mglichst viele Muskeln mitarbeiten, damit jede zu leistende Arbeit auch auf mglichst viele Muskeln verteilt wird. Einige scheinbar bequeme Haltungen auf dem Fahrrad mit geringem Muskeleinsatz (z.B. City-Rad mit hohem Lenker) sind daher ergonomisch nicht sinnvoll.

Tragfhigkeit des Krpergewichts (KG) beim Rad fahren

Hnde = Last-Hasser maximal 10 bis 20% des KG

Ges = Last-Dulder bis 50 % des KG

Fe = Last-Trger bis 200 % des KG

Interessanterweise enden alle Haltungsfehler auf dem Fahrrad, egal ob im Schulter oder Rckenbereich oder als Sattelproblem in der Beckenaufrichtung. Die Beckenaufrichtung ist das nach hinten kippen des Beckens, so dass das natrliche Hohlkreuz verschwindet. Fast alle Bandscheibenvorflle ereignen sich aufgrund einer zu starken Beckenaufrichtung. Das Gegenteil der Beckenaufrichtung ist die Beckenkippung, bei der das Becken sich nach vorne neigt, die Lendenwirbelsule in ein leichtes Hohlkreuz und die Wirbelsule in die natrliche S-Form bringt.

Grnde fr die Beckenaufrichtung knnen sein:- zu tief eingestellter Sattel- zu hoher Lenker- falscher Sattel, Sattelnase zu hoch (Ausweichen vor dem Druck auf das Schambein)

- falsche Rahmengeometrie

Die Beckenaufrichtung erfolgt immer nach dem gleichen Muster und hat fr die Haltung der Wirbelsule immer die gleichen Folgen:- die natrliche Lendenlordose wird weggedrckt (das natrliche Hohlkreuz verschwindet).

- Rckenstrecker wird durch die starke Wlbung im Lendenwirbelbereich berdehnt.

- Der Bereich der Brustwirbelsule folgt der Bewegung des unteren Rckens und neigt sich strker nach vorne.

- Zum Ausgleich der Kopfhaltung muss die Halswirbelsule nach hinten gebogen werden, der Kopf wird in den Nacken gelegt, um wieder nach vorne schauen zu knnen.

- Die Last des Oberkrpers verlagert sich auf die Hnde, da der Rcken den Oberkrper nicht tragen kann.

Unterschiedliche Belastung in Abhngigkeit von der Sitzposition

RadtypKontakt-punkt Rennrad Reiserad Hollandrad CityradLenker 20 % 20 % 10 % 5 %Sattel 10 % 30 % 50 % 70 %Pedalen 70 % 50 % 40 % 25 %

Es gibt zwei aufrechte Sitzpositionen, die ich sehr genau unterscheiden mchte: Die Hollandrad-Position, und die Cityrad-Position (wobei die meisten Hersteller/Hndler diese Begriffe sehr beliebig verwenden): Das Cityrad in seiner heutigen Form hat meistens zu wenig Platz zwischen Griffposition und Sattel und der Lenker ist unverhltnismig hoch. Die fast waagerecht gehaltenen Arme blockieren die Beweglichkeit des Oberkrpers, und das natrliche aktive Ausbalancieren findet nicht mehr statt.Bei der Hollandrad-Position ist der Lenker auf Oberschenkelhhe und die Lenkergriffe nahe am Krper des Fahrers. Mit dieser tiefen Handhaltung kann man den Oberkrper frei balancieren, wobei die gesamte Rckenmuskulatur (hnlich wie beim Gehen oder Reiten) an der aufrechten Haltung beteiligt ist. Die Wirbelsule behlt ihrer natrliche aktive S-Form. Arme und Hnde brauchen bei der echten Holland-rad-Position so gut wie keine Sttzarbeit zu leisten.

Die Hollandradposition, die Ur-Position des Rad- fahrens, ist durch zwei ergonomische Grundstze gekennzeichnet:A: Die Wirbelsule behlt ihre natrliche S-FormB: Der Rcken braucht eine Aufgabe (hier: Balance)Mit genau diesen beiden Grundstze hat man auch den Schlssel fr eine ergonomisch sinnvolle geneigte Sitzposition in der Hand. Die S-Form der Wirbelsule ist der beste Schutz vor berlastung, denn sie sorgt fr:- funktionale Belastung der Wirbelsule- optimale Sttzwirkung der umgebenden Muskulatur- optimale Elastizitt- optimale seitliche Beweglichkeit und

Torsionsfhigkeit- optimale Stabilisierung des Beckens- Verbesserung der Antriebsleistung der Beine

Dieser Schutz funktioniert nur, wenn der Rcken dabei auch Arbeit leisten muss!

Bei der Cityrad-Haltung fllt die Aufgabe des Balancierens weg und nach kurzer Zeit wird die angestrebte S-Form aufgegeben. Wer bei einem Reiserad die Arme durchdrckt und sich dadurch stark absttzt wird die S-Form ebenso verlieren und in der Kompensation die Schultern nach hinten wlben (Rundrcken).

Einstellen des Schulterwinkels bei zu kurzer Sitzposition

Sattel zu niedrig, Lenker zu hochRcken ohne Aufgabe

Ausweichbewegung bei Satteldruck

muss dann als schwchstes Glied in dieser Kette die Ausweichbewegung der Schulter mit Hilfe der Beckenaufrichtung wieder kompensieren.Erst wenn die S-Form der Wirbelsule und der rechte Winkel zwischen Oberarmen und Oberkrper gemeinsam kompromisslos realisiert sind, wei ich wo am Schluss die Hnde und der Lenker hingehren. Deswegen ist es wichtig das Fahrrad als System zu begreifen. Die Rahmengeometrie darf niemals isoliert betrachtet werden, sondern muss zusammen mit Sattel- und Lenkerposition zur Fahrradgeometrie werden. Die Position des Lenkers und seine spezifischen Baugren (Vorbaulnge, Krpfung und Rckwrtsschwung) haben mehr Einfluss auf die Sitzposition als die Rahmengeometrie. Ein Vernderung des Lenkers kann Lngenvernderungen in der Sitzposition von bis zu 20cm bewirken.

Die Lenkerform spielt in der Regel keine Rolle mehr, wenn seine Position, wie oben

beschrieben stimmt. Beim Einhalten der ergonomisch sinnvollen Geometrie

kommt es zu einer starken Entlastung der Hnde, so dass an der Lenkerform nicht mehr experimentiert werden muss

Handgelenksprobleme sind Rckenprobleme Um Handgelenksprobleme zu lsen darf man nicht die Frage stellen: wie belaste ich die Hnde am schonensten (Ergo-Grips,

Bio-grips, Multi-Lenker... usw)

sondern: wie bekomme ich die Oberkrperlast von den Hnden runter!!! Man muss dabei wissen, dass

die ergonomisch sinnvolle Geometrie nicht von heute

auf morgen erlernt wird und auch die Muskeln Zeit

brauchen, um sich zu entwickeln. Erst wenn die

untere Rckenmuskulatur die Kraft hat, den Oberkrper zu halten, kann

die Entlastung der Handgelenke erfolgen. In der bergangszeit darf man deswegen

den Lenker etwas Hher stellen, um die Rckenneigung zu verringern, aber man darf den Lenker niemals dichter zum Fahrer hin bringen, weil sonst der oben beschriebene Teufelskreis der zu kurzen Sitzposition in Kraft tritt.

Der bequemste Lenker fr lange Strecken ist immer noch der Rennlenker oder der entsprechend hnliche Zeitfahrbgel. Die Handhaltung ist parallel zum Krper, die Hnde werden nicht auf den Handballen belastet, sonder liegen auf den Bremsgriffen auf, wobei die Last von der Hautfalte zwischen Daumen und Zeigefinger getragen wird. Die Arme knnen zum Krper hin einfedern und mssen nicht wie beim geraden MTB-Lenker zur Seite ausweichen, was

Der 90 Winkel zwischen Oberkrper und Oberarmen ist fr die Sttzarbeit so wichtig, dass er, besonders bei zu kurzem Sattel-Lenker-Abstand, unbewusst eingenommen wird (Kompensationshaltung) und zur Beckenaufrichtung mit all den genannten negativen Folgen fhrt.

Ein kleinerer Winkel wre in der Belastung so, als ob man Liegesttz mit nach hinten gestellten Armen ausfhren msste. Der Krper ist bei dieser Belastung sehr empfindlich und versucht sie mit allen Mitteln zu Vermeiden. Der untere Rcken, die Lendenwirbelsule

Warum fhrt ein zu kurzer Rahmen zur Beckenaufrichtung?

Die Arbeit des Oberkrpers in der Reiserad-Position ist Halten und Sttzen. Die Haltearbeit des Rckenstreckers kann nur durch die S-Form der Wirbelsule optimal geleistet werden. Bei gut ausgebildeter Rckenmuskulatur kann die geneigte Sitzposition vom Radfahrer ohne Belastung der Hnde eingenommen werden. (Prinzip: freihndig)Je nach Hhe des Lenkers kann eine Restlast von 10-20 % auf den Hnden ruhen. Diese Restlast wird durch den korrekten Oberarm-Oberkrper-Winkel von 90 optimal gesttzt, wodurch auch ein bequemes Einfedern der Arme mglich wird.

Wenn auch nur eine dieser Bedingungen nicht korrekt ist, kommt es zu folgendem Teufelkreis:

Auswlbung der Schultern bis zum rechten Winkel zwischen Oberarm und Oberkrper

Anstrengend, weil Schulterwinkel zu klein

Wegdrcken der Lordose mit Beckenaufrichtung

berdehnte Rckenmuskeln knnen keineHaltearbeit leisten

Effektive Rckenlngeist verkrzt, Armewerden gestreckt

Hnde werden stark belastet,weil Rcken nicht trgt

Abstand Sattel - Lenker wird verringert, weil scheinbar zu lang

Oberkrperlast zu senkrecht ber dem Lenker

deutlich mehr Kraft kostet. Ein ganz guter Kompromiss ist der MTB-Lenker mit kurzen Hrnchen, der eine hnliche Handposition erlaubt. Die Lenkerbreite sollte immer auf die Schulterbreite abgestimmt sein, weil ein zu weites Spreizen der Arme eine unphysiologischen Kraftaufwand bedeutet. Besonders bei zierlichen Frauen ist das ein Problem.

Obwohl die Zusammenhnge zwischen Sitzposition und Leistungsfhigkeit komplex und elementar sind, wird sehr wenig darber nachgedacht, geschweige denn wissenschaftlich geforscht. Es scheint, als ob das Problem relativ neu ist! Dafr gibt es mehrere Grnde:

A Die durchschnittliche Krpergre der Mitteleuroper ist in den letzten 50 Jahren um 15 cm angestiegen, ein Lngenwachstum, was es nie zuvor gegeben hat. Die Fahrradrahmen sind bei gleich bleibender Rahmengre in diesem Zeitraum gut 20 cm krzer geworden. Das ergibt eine Verringerung der tatschlichen Sitzlnge von ca. 30 cm.

B Die Rahmengeometrien der Sportrder sind die selben wie vor 40 Jahren, mit dem Unterschied, dass die Reiseradfahrer in den 80er Jahren durchweg mit Rennlenkern fuhren. Der Rennlenker bringt unabhngig von der Vorbaulnge eine zustzliche Sitzlnge von 10 bis 15 cm, was bei den Rahmengeometrien bercksichtigt wurde. Dadurch konnte man die Rahmen kompakt und stabil machen.

C Die Entwicklung des durchschnittlichen Trekkingrades ist teilweise eine gedankenlose bertragung der MTB-Idee auf die herkmmliche Rahmengeometrie gewesen. Das ursprngliche MTB hatte die korrekte Lnge. Die Stabilitt des langen MTB-Rahmens wurde zum Teil durch die niedrige Rahmenform (lange Sattelsttze) realisiert. Als aus den Rennsportrdern Trekkingrder wurden, wurde lediglich der Rennlenker durch den geraden MTB-Lenker ersetzt, und die Sitzlnge verringerte sich um 15 cm. Der zu kurze Rahmen setzte den Teufelskreis der Beckenaufrichtung in Gang und die meisten Radfahrer bekamen den Eindruck, das Rad sei zu lang und forderten noch krzere Rahmen und hhere Lenker ...usw.

D Da der Rahmenbau mittlerweile nicht mehr auf Muffen mit festgelegten Winkeln angewiesen ist, sind allen positiven wie negativen Ideen Tr und Tor geffnet.

Alle Sitzpositionen, die nicht derergonomisch sinnvollen Geometrie folgen oder der Hollandradpositionentsprechen, fhren zur Beckenaufrichtung.

Hollandradposition

a b

c

Abstand Sattel Lenker

Die so ermittelte Lnge der Sitzposition ist unabhngig von der Lenkerhhe. Allerdings sollte die Lenkerhhe nicht mehr als 10 cm ber der Sattelhhe liegen, weil sonst die Rckenmuskulatur nicht mehr gefordert wird.

= Mitte Sattel Lenkergriffe

= (Armlnge) + (Rckenlnge)Armlnge = Handmitte SchultergelenkRckenlnge = Schultergelenk Hftgelenk

Die Beckenaufrichtung ist die wirkungsvollste und schdlichste Kompensationshaltung. Sie verursacht Rcken-, Schulter-, Nacken undHandgelenksschmerzen, deren Ursachen aber immer an der falschen Stelle gesucht werden.

Effizienz des Antriebes

Obwohl die Rahmenlnge (Oberrohrlnge) am wenigsten variiert werden kann, wird die Rahmen-gre immer noch mit der Hhe des Sattelrohres angegeben, in der Hoffnung, dass der Hersteller die Oberrohrlnge richtig bemessen hat. In Abhngigkeit von der Tretlagerhhe, die bei vollgefederten Rdern meistens deutlich hher liegt als bei ungefederten, kann mit der Rahmenhhe beim Diamantrahmen hchsten vorausgesagt werden, ob der Kunde ber dem Rahmen noch stehen kann oder nicht.

Die richtige Sattelhhen-einstellung ist dann erreicht, wenn in der gewnschten Fahrposition mit der Fuspitze getreten werden kann und dabei das Knie nicht bis zum Anschlag gestreckt ist. Die geneigte Sitzposition hat Einfluss auf die Lage des Hftgelenkes und kann die tatschliche Beinlnge gegenber der Sattelauflage um bis zu 3 cm verndern. Ein zu tief eingestellter Sattel kostet unntig Kraft, kann zu Kniebeschwerden fhren und kann die Sitzposition ungnstig beeinflussen, indem das Becken nach hinten gekippt wird. Zu hoch ist ein Sattel erst, wenn das Becken anfngt seitlich zu kippen oder der Eindruck entsteht, dass der Sattel vermehrt scheuert.

Nach Einstellung der korrekten Sitzhhe sollte als erstes das Knielot ber der Pedale kontrolliert werden. Das geschieht durch horizontales Verschieben des Sattels oder durch die Wahl eines Rahmens mit anderem Sitzrohrwinkel. Fr Menschen mit kurzen Beinen empfiehlt sich wegen der geringeren Oberschenkellnge ein steilerer Sitzrohrwinkel, oder unterhalb einer Krpergre von 170 cm evtl. krzere Kurbeln. Bei zu groer Kurbellnge oder bei zu niedriger Sattelhhe ergibt sich auerdem das Problem des zu geringen Kniewinkels, wenn die Pedale im oberen Totpunkt steht (zu groer Pedal-Hub). Kleine Menschen gleichen das gerne durch extrem hohe Sitzpositionen aus.

Das Knielot ber der Pedale sorgt fr die richtige Lage des Krperschwerpunktes beim Treten, so dass die Gewichtkraft des Krpers optimal zum Antrieb genutzt werden kann.

Ein Kniewinkel unter 90 verursacht einen groen Druck auf der Kniescheibe und frdert Knieprobleme

Eine hohe Trittfrequenz von ca. 80 bis 100 Pedal-umdrehungen pro Minute sorgt dafr, dass in kleineren und somit gelenkschonenderen Gngen gefahren werden kann. Da geleistete Arbeit mit der Beziehung Arbeit = Kraft x Weg ausgedrckt wird, ist die aufgebrachte Kraft umso geringer, je lnger der dabei zurckgelegte (Pedalkurbel-)Weg, gemessen in Anzahl der Umdrehungen, ist. Zum Einben einer hohen Trittfrequenz lohnt es sich, ein halbes Jahr lang konsequent die Umdrehungszahl mit einer Trittfrequenz-Einheit zu kontrollieren.

Das Treten mit dem Vorfu (Fuballen ist mit Zehengrundgelenk ber der Pedalachse) dient nicht nur zur besseren Kraftentfaltung sondern vor allem zum Ausgleich der nicht ganz geraden Kniebewegung. Das Knie ist ein Gelenk mit einer konischen Gelenkflche, so dass beim Beugen des Knies eine seitliche Verdrehung erfolgt, das Knie also eine kreisfrmige Taumelbewegung macht. Diese Taumelbewegung wrde in eine gerade Bewegung gezwungen, wenn das starre Fugelenk genau die einfache kreisfrmige die Bewegung des Pedals reproduzieren wrde. Das ist immer der Fall, wenn das Fugelenk durch Aufsetzen der Ferse oder des Mittelfues auf der Pedale nicht frei beweglich ist.

Wer mit dem Mittelfu tritt, gleicht instinktiv eine zu niedrige Sattelhhe aus, da dabei die effektive Beinlnge um einen Teil der Fulnge reduziert wird.

Weiterfhrende Informationen:

Ergonomie: Juliane Neu (ADFC) info@junik-hpv.deGnstige Marahmen-Anfertigung mit besonderer Bercksichtigung ergonomischer Sitzpositionen: Firma PATRIA www.patria.net

Anfertigen von Mastteln mittels elektronischer Druckmessung: www.gebiom.de

Englischsprachig:Zinn`s Cycling Primer Lennard Zinn (ISBN: 1-931382-43-3) 218 Seiten, ca. 25 www.zinncycles.com

Knielot ber der Pedale Zu enger Kniewinkel

Die richtige Tritttechnik entscheidet ebenfalls ber die Leistungsfhigkeit und die Gesunderhaltung des Radfahrers. Neben der Forderung eine mglichst hohe Trittfrequenz anzustreben, mssen auch die Bewegungsmglichkeiten der Gelenke bercksichtigt werden.