Die Belastungen, denen eine olympische Langhantel bei den Hauptübungen ausgesetzt ist

Abteilung für Mechanik, Politecnico di Milano

Wir haben die Abteilung für Mechanik des Politecnico di Milano in der Person von Prof. Francesco Braghin gebeten, die Belastungen zu messen, denen eine olympische Langhantel während der wichtigsten Übungen ausgesetzt ist: Bankdrücken, Kreuzheben, Kniebeugen, Reißen und Sprint. Das Ziel ist äußerst praktisch: Es sollen einfache und brauchbare Multiplikationskoeffizienten definiert werden, die dem Athleten bei der Betrachtung der Belastung der auf der Langhantel befindlichen Scheiben in Bezug auf die ausgeführten Übungen nützlich sind, wenn auch nur annähernd.

Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano

Die Aktivität bestand in der "Abtastung" von drei verschiedenen Modellen von Olympia-Waagen (9015/4, 9015/5, 9015/9) durch Techniker der Abteilung für Mechanik am Politecnico di Milano, die für das Kleben von Dehnungsmessstreifen-Sensoren qualifiziert sind.

Dabei sind die Biegespannungen am Kipphebel zu berücksichtigen:

durch die Gewichtskräfte an beiden Enden, die dem Gewicht der Hülsen und Gewichte entsprechen;
die Kräfte, die von den Händen des Athleten beim Anheben der Hantel ausgeübt werden

wurde es für notwendig erachtet, den Balken in 4 verschiedenen Abschnitten zu instrumentieren:

zwei Abschnitte am Ende des Kipphebels, d. h. an der Stelle, die so nahe wie möglich an der Hülse liegt und mit den Abmessungen des Dehnungsmessstreifens und seiner elektrischen Anschlüsse kompatibel ist; diese Abschnitte befinden sich also zwischen der Hülse und dem Griff des Athleten.
zwei Abschnitte in der Mitte der Hantel und symmetrisch dazu, d. h. innerhalb der Griffpunkte des Athleten; für alle instrumentierten Hanteln wurde der Abstand zwischen diesen Abschnitten auf 360 mm festgelegt.

Da nur die Biegung des Kipphebels von Interesse ist, konnte ein Dehnungsmesssystem mit zwei kompletten Dehnungsmessstreifenbrücken für jeden Abschnitt realisiert werden:

Nr. 1 vollständige Brücke entlang der horizontalen Ebene (XZ);
Nr. 1 vollständige Brücke entlang der vertikalen Ebene (XY).

Die Verwendung kompletter Dehnungsmessstreifen-Brücken mit zwei orthogonal zueinander angeordneten Dehnungsmessstreifen auf den beiden zu einer diametralen Ebene gehörenden Ausgleichsgeneratoren ermöglichte es, die Messung unempfindlich gegen axiale Einwirkungen und Temperaturschwankungen zu machen. Die Abbildung zeigt ein Schema der Positionierung der Dehnungsmessstreifen auf der Messstrecke. Jeder blaue Fleck in der Abbildung enthält das oben beschriebene Paar orthogonaler Dehnungsmessstreifen.

Insgesamt gehen also von jeder Hantel acht 10 m lange Kabel ab (um dem Sportler ausreichend Komfort zu bieten), die den acht Messkanälen entsprechen (die in zwei Richtungen für vier Messabschnitte gebogen werden).

Für den Nullabgleich der DMS-Brücken wurde ein einfacher Test durchgeführt: Die Wippe wurde in eine vertikale Position gebracht (d.h. die Position, die einem Biegemoment von Null auf allen vier Messabschnitten entspricht), der Ausgang der Brücken (Offset) wurde gemessen und dieser Wert wurde dann von den von da an zu machenden Messungen abgezogen.

Jeder Test wurde mit einer Abtastfrequenz von 5 kHz erfasst, um nicht nur die durch die Gesten des Athleten verursachten Belastungen zu messen, sondern auch die impulsiven Belastungen, die z. B. durch das Fallen der Hantel auf den Boden entstehen.

Schlussfolgerungen:

Die mit den drei Hanteln durchgeführten Tests zeigten, was zu erwarten war: Die dynamischsten Übungen mit höheren Beschleunigungen ergaben die höchsten Belastungswerte. Die Belastung war offensichtlich am höchsten und erstreckte sich auf alle Sensoren, wenn die Hantel fiel, obwohl in diesem Fall die maximalen Dehnungswerte aufgrund der Art und Weise, wie die Hantel auf den Boden aufschlug, sehr unterschiedlich waren.

Was die Definition der Multiplikationskoeffizienten anbelangt, so ergab der Test:

Reissen und Schwung x 3.0
Hocke x 1,8
Bankdrücken x 1,7
stacco x 1,5

Am Beispiel der Übung "Reißen und Sprinten" bedeutet dies, dass 100 kg Scheiben auf der olympischen Langhantel eine Kraft von 300 kg ausüben.

Vorsicht vor dem Sturz von oben! Der Multiplikationskoeffizient wurde mit x 3,25 ermittelt, aber wie gesagt, er unterliegt mehreren Variablen.

Auch auf die Ausführung der Übungen wurde geachtet. Während des Tests hielten wir uns an "Standard"-Ausführungen, oder so Standard wie möglich. Kniebeugen und Kreuzheben, aber auch Bankdrücken, können mit hoher Beschleunigung, also explosiv, ausgeführt werden, was zwangsläufig die Multiplikationskoeffizienten erhöht.

LANGHANTEL-GEWICHTHEBEN/KRAFTDREIKAMPF

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