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Sattelhöhen Berechnung für Fahrradergometer und Spinning Bike

1. Kurbellänge: gemessen Mitte Tretlager bis Mitte Pedalachse. 2. Sattelhöhe: gemessen Mitte Tretlager bis Oberkante Sattel.

1. Kurbellänge: gemessen Mitte Tretlager bis Mitte Pedalachse. 2. Sattelhöhe: gemessen Mitte Tretlager bis Oberkante Sattel.

 

Die Berechnung der Sattelhöhe kommt aus dem Fahrrad Bereich und funktioniert nur wenn die Kurbelarme am Ergometer zwischen 170 und 175 Millimeter lang sind . Das entspricht auch der Kurbellänge am Fahrrad.

Die Kurbellänge wird von der Mitte der Achsaufnahme bis zur Mitte der Pedalachse gemessen.

Bei kürzeren Kurbeln lässt sich diese Berechnung nur bedingt anwenden. Kürzere Kurbeln sind häufig auf kompakten Ergometern, klappbaren Heimtrainern und Mini- Heimtrainern verbaut.

In meinen  Tests gebe ich immer die Kurbellänge mit an, da die Hersteller dieses Maß in den technischen Daten nicht angeben.

Die Formel für die Sattelhöhen Ermittlung wurde in den 80er Jahren von dem Schweizer Wilfried Hügi zur Berechnung von Fahrradrahmen entwickelt und wird auch heute noch im Radsport zur Grundeinstellung angewendet. Aus diesem Grund wird diese Methode auch Hügiformel genannt.

Zur Berechnung wird die Schrittlänge mit dem Faktor 0,885 multipliziert. Der errechnete Wert ergibt die Sattelhöhe.

Die Sattelhöhe wird am Fahrradergometer von der Mitte des Tretlagers, entlang der Sattelstütze bis zur Oberkante des Sattels gemessen.

 

 

 

Schrittlänge ausmessen

Schrittlänge ausmessen mit Wasserwaage

Schrittlänge ausmessen mit Wasserwaage und Zollstock

 

Die Schrittlänge oder auch Innenbeinlänge genannt ist ausschlaggebend für die Sattelhöhe am Ergometer oder Spinning Bike.

Gemessen wird die Innenbeinlänge indem man sich Barfuß mit dem Rücken an eine Wand stellt. Die Füße sollten Schulterbreit auseinander stehen. Am einfachsten klemmt man sich ein Buch mit geringem Druck in den Schritt.
Das Buch sollte parallel an der Wand anliegen. Danach einfach bis zur Oberkante des Buches messen. Der gemessene Wert ist die Schrittlänge.

Alternativ zum Buch kann man auch eine Wasserwaage verwenden wie im Foto.

In meinen Testberichten gebe ich immer an für welche Schrittlänge ein Ergometer oder Indoor Cycle geeignet ist.

 

 

 

 

Trittfrequenz/Kadenz beim Ergometertraining

 

Hohe Trittfrequenz auf dem Indoor Cycle

Hohe Trittfrequenz auf dem Indoor Cycle

Beim Ergometertraining bezeichnet man die Umdrehungen der Kurbel pro Minute als Trittfrequenz oder Kadenz. Radsportler trainieren auf dem Ergometer häufig mit einer Trittfrequenz von 90 bis 120 Umdrehungen. Bei Hobbysportlern liegt die Kadenz meist deutlich niedriger, oft nur zwischen 50 und 70 Umdrehungen pro Minute.

Die hohen Trittfrequenzen von ambitionierten Sportlern sollten auch dem Einsteiger als Messlatte dienen. Bei diesen hohen Drehzahlen ist die Sauerstoffversorgung der Muskulatur und der Krafteinsatz deutlich besser als bei niedrigen Drehzahlen. Außerdem werden die Gelenke bei hohen Drehzahlen weniger belastet und die Muskulatur ermüdet langsamer.

Allerdings muss das Trainieren mit hoher Trittfrequenz geübt werden, vor allem am Anfang hat man das Gefühl sehr schnell außer Atem zu kommen. Es dauert einige Trainingseinheiten bis sich die motorischen Fähigkeiten so weit entwickelt haben, das man problemlos eine Trittfrequenz von 100 Umdrehungen über eine längere Zeit durchhalten kann. Idealerweise sollte das Ergometer oder Spinning Bike eine Trittfrequenzanzeige haben.

 

 

Wie funktioniert Wiegetritt fahren auf dem Ergometer?

 

Junge Frau im Wiegetritt auf dem Indoor Cycle

Wiegetritt auf einem Indoor Cycle Foto: Fotolia / Jacob Lund

Beim Wiegetritt bleibt der Sportler nicht auf dem Sattel sitzen, sondern er steht auf. Dazu muss er sicher auf den Pedalen stehen und den Lenker fest umgreifen. Die Pedale werden dann mithilfe des Körpergewichtes nach unten gedrückt.

Zu seinem Namen kam der Wiegetritt über das Radfahren, denn dort bewegt der Fahrer das Rad unter sich nach rechts und links während der Oberkörper zentral über der Fahrradmitte bleibt.

Das Fahren im Wiegetritt beansprucht mehr Muskeln vor allem im Oberkörper und den Armen. Dadurch geht die Pulsfrequenz beim Fahren im Wiegetritt meist zwischen 10 und 20 Schlägen nach oben.

Besonders häufig wir der Wiegetritt beim Spinning Training eingesetzt. Gelegentliches fahren im Wiegetritt beugt Verspannungen im Rücken und in den Schultern vor und verhindert taube Finger.

Um im Wiegetritt fahren zu können, muss das Ergometer stabil stehen und die Pedale dürfen nicht zu weit vorne angebracht sein.
Achtung: Kompakte Ergometer oder faltbare Heimtrainer sind dafür nicht geeignet.

 

 

Bremssysteme

 

An heutigen Fahrradtrainern finden sich drei verschiedene Bremssysteme.
Heimtrainern, Ergometern und Indoor Cycles mit Wattangabe bremsen mit Magnet. Bei Spinning Bikes werden überwiegend Filzbremsen verbaut. Allen Bremssystemen gemeinsam ist, dass sie auf die Schwungscheibe wirken.

 

Die Magnetbremse

Magnetbremsen werden in drei Klassen eingeteilt. Alle drei Arten funktionieren berührungslos und sind deshalb sehr leise, wartungsfrei und erzeugen einen gleichmäßigen Widerstand.

 

 

Manuelle Magnetbremsen

 

Manuelle Magnetbremsen funktionieren mit starken Dauermagneten, die auf einer Platte angebracht sind.

Der Abstand der Magneten zur Schwungscheibe kann manuell verändert werden, dadurch verändert sich der Tretwiderstand. Kommen die Magneten näher an die Schwungscheibe erhöht sich der Widerstand.

Die Verstellung des Magnetabstandes erfolgt meist mit einem Drehknopf und einem Bowdenzug.
Diese manuellen Magnetbremsen sind hauptsächlich an Heimtrainern ohne integrierte Trainingsprogramme verbaut, wie zum Beispiel beim faltbaren Skandika x-1000 Heimtrainer.

 

 

 

Kettler Video über die Funktionsweise der  manuellen Magnetbremse

 

 

Elektronische Magnetbremsen

 

Die Funktionsweise bei elektronischen Magnetbremsen ist die gleiche wie bei den manuellen Magnetbremsen, allerdings erfolgt die Abstandsregulierung des Magneten mittels elektronisch gesteuertem Stellmotor.

Das hat den Vorteil dass, man immer wieder den gleichen Abstand und somit auch den gleichen Tretwiderstand einstellen kann.

Die elektronische Magnetbremse ermöglicht vordefinierte Trainingsprogramme, sich automatisch anpassende Herzfrequenz Programme oder auch wattgesteuerte Programme.

Elektronische Magnetbremsen kommen bei hochwertigen Heimtrainern und Ergometern zum Einsatz. Der Sportplus SP-HT-9600-iE arbeitet mit einer elektronisch gesteuerten Magnetbremse. Auch das Hochwertige Indoor Cycle IC5 von Tomahawk arbeitet mit einem Dauermagneten und erzeugt damit Widerstände bis 1000 Watt.

 

 

 

Kettler Video über die Funktionsweise einer elektronischen Magnetbremse

Induktionsbremse / Wirbelstrombremse

 

Die Induktionsbremse, oder auch Wirbelstrombremse genannt, ist ebenfalls eine Magnetbremse. Das Magnetfeld wird allerdings nicht durch einen Dauermagneten erzeugt, sondern durch eine elektrische Spule. Je höher der Stromfluss in der Spule, desto größer wird das Magnetfeld.

 

Die Vorteile:

Der Abstand des Magneten zur Schwungscheibe muss nicht verändert werden, dadurch werden weniger bewegliche Teile benötigt.
Der Widerstand lässt sich schneller anpassen.
Mit der Induktionsbremse kann ein stärkeres Magnetfeld erzeugt werden als mit einem Dauermagneten.

 

Der Bau einer Wirbelstrom- oder Induktionsbremse ist aufwändiger deshalb, findet man diese hauptsächlich an hochwertigen Ergometern ab etwa 600.-Euro oder Indoor Cycles für den professionellen Einsatz.

 

 

 

 

Ein empfehlenswertes Ergometer mit gutem Preis-Leistungsverhältnis und Induktionsbremse ist das Kettler ERGO C6. Auch die Kettler Modelle Ergo C8, C10 und C12 sind mit Induktionsbremse ausgestattet.

Kettler Video erklärt die Funktionsweise einer Induktionsbremse

Schleifbremse / Filzbremse / Lederbremse

Filzbremse am Sportstech Indoor Cycle SX400

Stempel-Filzbremse am Sportstech Indoor Cycle SX400

 

Es gibt zwei Arten von Schleifbremsen. Die eine Variante funktioniert ähnlich wie eine Seitenzugbremse vom Fahrrad. Dabei werden zwei Beläge rechts und links gegen die Schwungscheibe gedrückt. Die zweite Variante funktioniert wie eine Fahrradstempelbremse, dabei wird der Belag von oben auf die Schwungscheibe gedrückt.
Filzbremsen und Lederbremsen kommen bei Spinning Bikes und Indoor Cycles zum Einsatz.

Das Modell Sportstech SX 400 aus unserem Test arbeitet mit einer Stempel Filzbremse. Das Speedbike Skandika Triathlon Pro Fortuna wird mit einem Belag aus Leder gebremst.

 

 

Weitere Bremssysteme

 

Ältere Geräte können auch noch mit Riemen gebremst werden. Diese bestanden früher aus Leder und später aus Kunststofffasern. Die Riemenbremse ist bei heutigen Fahrradtrainern aber nicht mehr im Einsatz.

Rollentrainer arbeiten überwiegend mit Magnetbremsen. Allerdings hat der Hersteller Elite auch Rollentrainer im Sortiment mit Flüssigkeitswiderstand.
Diese Rollentrainer sind im Vergleich zu klassischen Rollentrainern besonders leise und passen den Widerstand automatisch an.

 

 

 

Unterschied Schwungmasse und Schwungscheibe

 

Bei der Schwungscheibe handelt es sich nur um die Scheibe die beim Fahrradtrainer angetrieben wird. Das Schwungscheibengewicht wird häufig bei Indoor Cycles und Spinning Bikes angegeben.

Die Schwungmasse berücksichtigt zusätzlich das Gewicht der Teile die beim Treten mit bewegt werden müssen, wie beispielsweise die Kurbelarme oder das Antriebsrad und den Antriebsriemen. Diese Angaben sind meist bei Fahrradergometer und Heimtrainern zu finden.

Leider gibt es keine einheitlichen Vorgaben welche Teile mit zur Schwungmasse gerechnet werden dürfen, so dass jeder Hersteller seine eigene Berechnung angibt. Dadurch sind diese Werte leider nur schwer vergleichbar.

Grundsätzlich gilt je höher das Gewicht der Schwungmasse, desto besser ist der Rundlauf. Allerdings haben auch Faktoren wie die Qualität der Lager und Komponenten sowie das Übersetzungsverhältnis einen entscheidenden Einfluss auf den Rundlauf.

 

 

So kann ein hochwertiges Ergometer mit 8 Kilogramm Schwungmasse einen besseren Rundlauf haben als ein einfaches Ergometer mit 12 Kilogramm Schwungmasse.

Video: Einflussfaktoren auf den Rundlauf

Was ist ein Freilauf?

 

Sportstech SX400 mit starrem Antrieb.

Sportstech SX400 mit starrem Antrieb. Geeignet für Spinning-, Kraft- und Intervalltraining.

Damit sich die Kurbeln, sobald man aufhört zu treten, nicht durch die Schwungscheibe weiter drehen, ist ein Freilauf notwendig.
Ein Freilauf ist eine Kupplung in Drehrichtung. Diese entkoppelt beim Fahrradergometer den Antrieb von der Schwungscheibe, sobald die Schwungscheibe eine höhere Drehzahl hat als unsere Trittfrequenz. Das ist das gleiche Prinzip wie beim Fahrrad.

 

Starrer Antrieb bei Fahrradtrainern

 

Der starre Antrieb kommt bei Spinning Bikes, Indoor Cycles und einfachen Heimtrainern mit kleiner Schwungmasse zum Einsatz.
Im Bahnradsport wird nur mit starrem Antrieb gefahren und auch Fixies haben einen starren Antrieb.
Vorteile des starren Antriebes ist die direkte Kraftübertragung.
Durch die Kopplung von Antrieb und Schwungscheibe wird das Fahren von hohen Trittfrequenzen erleichtert.
Die ganze Antriebseinheit ist einfacher und mit weniger Teilen aufgebaut. Aus diesem Grund sind starre Antriebe weniger anfällig für Defekte.

 

 

 

Pedalgewindemaße am Fahrradtrainer

 

 Pedalgewinde 9/16" mit Sicherungslack

Einige Hersteller versehen die Pedalgewinde 9/16″ mit Sicherungslack um ein lockern der Pedale zu verhindern.

Es gibt zwei verwendete Pedalgewindegrößen bei Fahrradergometern.

Das Gewindemaß 9/16″ (0,56″ x 20 tpi*) ist am weiteten verbreitet und kommt auch am Fahrrad am häufigsten zum Einsatz. Normale Fahrradpedale und Fahrradklickpedale sind heutzutage mit einem 9/16″ Gewinde versehen.

Das Maß 1/2″ (0,5″ x20 tpi*) findet sich ebenfalls an Fahrradtrainern. Beim normalen Fahrrad ist diese Größe fast ausgestorben. Man verbaut sie nur noch ab und zu bei Kinderrädern und BMX Rädern. Die Auswahl an Pedalen für diese Größe ist relativ gering. Klickpedale mit 1/2″ Gewinde gibt es überhaupt nicht auf dem Markt.

Wer sein Ergometer mit Fahrradpedalen oder Klickpedalen nachrüsten möchte sollte unbedingt darauf achten, daß die Ergometer Kurbel ein Gewindemaß von 9/16″ hat.
Hat die Kurbel nicht das richtige Gewinde kann man die Kurbelarme auch komplett austauschen.

*TPI = Threads Per Inch bezeichnet die Zahl der Gewindegänge pro Zoll.

 

 

 

Tretlagerwelle am Fahrradtrainer

 

Vierkanttretlager wie am Fahrrad

Bei einer Vierkanttretlagerwelle wie am Fahrrad kann man die Kurbelarme jederzeit auswechseln.

Die Tretlagerwelle und Kurbeln können auf verschiedene Weisen miteinander verbunden sein. Meist bedienen sich die Hersteller der gleichen Technik wie sie auch am Fahrrad zum Einsatz kommt.
Das hat den Vorteil dass man die Kurbelarme austauschen kann um kürzere oder längere Kurbeln oder auch welche mit weniger Kröpfung (Biegung) zu verbauen.

  • Kürzere Kurbeln können sinnvoll sein wenn die Kniebeugung eingeschränkt ist.
  • Längere Kurbeln wünschen sich oft Radsportler um die gleiche Kurbellänge wie am Fahrrad zu haben.
  • Kurbelarme mit weniger Kröpfung reduzieren den Q-Faktor und können unter Umständen Knieschmerzen vermeiden.

Die meisten Fahrradtrainer haben Tretlagerwellen mit einer Vierkantaufnahme, bei denen man die Kurbelarme auswechseln kann. Nur sehr einfache oder ältere Geräte haben einteilige Tretlagerwellen bei denen Kurbelarme und die Welle aus einem Stück gefertigt sind. Bei dieser Art lässt sich die Kurbellänge nicht anpassen.

 

 

 

Q-Faktor

Abstand der äußeren Fläche der linken Tretkurbel zur äußeren Fläche der rechten Kurbel.

Abstand der äußeren Fläche der linken Tretkurbel zur äußeren Fläche der rechten Kurbel.

 

Die Bezeichung Q-Faktor kommt aus dem Radsportbereich und bezeichnet den äußeren Abstand der Kurbeln zueinander.

Der Abstand sollte aus biomechanischen Gründen möglichst gering sein. Ein zu großer Q-Faktor kann zu Kniebeschwerden führen.

Vor allem auf Indoor Cycles oder Spinning Bikes sollte der Q-Faktor nicht viel größer als bei einem Fahrrad sein.

Beim Rennrad oder Mountainbike liegt der Q-Faktor zwischen 145 und 190 Millimeter beim City- oder Trekkingbike geht der Faktor bis 220 Millimeter.

In meinen eigenen Tests gebe ich immer den Q-Faktor mit an, da die Hersteller dieses Maß nicht angeben.

 

 

 

DIN und EN Norm für Ergometer und Heimtrainer

 

Die verschiedenen Klassen von Ergometern und Heimtrainern werden sowohl in der Deutschen Industrienorm (DIN) als auch in der Europäischen Norm (EN) geregelt.

DIN Deutsche Industrienorm

Die DIN 32932 gibt es für Ergometer, Heimtrainer und Rollentrainer und diese ist in vier Klassen, mit den Buchstaben A, B, C, und D, eingeteilt.

DIN 32932 A entspricht Ergometern, die ihre Leistung in Watt angeben. Auch die Widerstandsverstellung muss über die Vorgabe von Watt möglich sein. Der maximale Widerstand muss bei mindestens 250 Watt liegen und die Anzeigengenauigkeit darf nicht mehr als 10 Prozent abweichen. Aus technischer Sicht müssen diese Geräte auch einen Freilauf haben, um zu verhindern das sich die Pedale weiter drehen, wenn der Fahrer aufhört zu treten. Solche Ergometer dürfen auch zu therapeutischen Zwecken eingesetzt werden.

Die DIN 32932 B beschreibt hochwertige Heimtrainer, die mindestens eine Schwungmasse von 5 kg haben. Die Widerstandseinstellung erfolgt mechanisch oder über eine Steuerung im Computerdisplay. Die Widerstandsanzeige erfolgt in Stufen nicht in Watt. Heimtrainer müssen ebenso wie Ergometer einen Freilauf haben und dürfen nur im privaten Bereich genutzt werden.

Einfache Heimtrainer werden in der DIN 32932 C geführt. Diese Geräte können auch eine Schwungmasse unter 5kg haben. Bei Geräten mit kleiner Schwungmasse ist auch kein Freilauf notwendig. Der Widerstand muss nicht reproduzierbar sein. Diese Geräte sind nur für den privaten Einsatz zulässig.

Rollentrainer oder Rollenständer sind in der DIN 32932 D geregelt. Dabei handelt es sich um Trainingsständer, mit denen ein konventionelles Fahrrad zum Standfahrrad und somit zum Fahrradtrainer umfunktioniert werden kann.

 

Europäische Norm (EN)

In der EN 957 werden die Fitnessgeräte geregelt. Dabei gibt es zwei Hauptklassen.
Klasse S steht für die Verwendung in Trainingsräumen, die unter Aufsicht der Eigentümer stehen, wie zum Beispiel von Vereinen, Hotels, Schulen, usw.
Die Klasse H steht für die Verwendung im Heimgebrauch.
Die Europäische Norm EN 957-1/5 gilt für Trainingsgeräte mit Kurbelantrieb. Damit gemeint sind Fahrradergometer und Fahrradheimtrainer. Die EN Norm 957-1/5 ist in drei Klassen von A bis C eingeteilt.

In der Klasse A sind die Geräte, die ihre Leistung in Watt angeben. Es muss mindestens eine Leistung von 250 Watt eingestellt werden können. Die Abweichung der Anzeige darf bis 50 Watt bei maximal 5 Prozent und darüber hinaus bei maximal 10 Prozent liegen. Wird die Leistung über die Drehzahl berechnet, so darf die angezeigte Trittfrequenz (RPM), bei einer Frequenz über 40 Umdrehungen nicht mehr als 5 Umdrehungen pro Minute abweichen. Die Fahrradergometer müssen einen Freilauf haben.

Bei der Klasse B muss der Widerstand verstellbar sein, darf aber nicht in Watt angeben werden.
Auch diese Fahrradtrainer brauchen einen Freilauf.

Bei der Klasse C handelt es sich um einfache Geräte, die je nach Schwungmasse keinen Freilauf benötigen.

Bei einem Fahrradtrainer dieser Geräteklasse EN 957-1/5 Klasse HA handelt es sich um ein wattgesteuertes Gerät mit mindestens 250 Watt und einer hohen Anzeigegenauigkeit, für das Training zu Hause.

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