Die Mechanik der Kettlebell Handles

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Die Mechanik der Kettlebell Handles

Die Kettlebell Handles sind den Kettlebells ähnliche Halterungen, die mit Kurzhanteln beladen werden. Die Kettlebell Handles eignen sich nicht für die mit Kettlebells populären Übungen wie Swings, Umsetzen und Reissen. Sind jedoch ausgezeichnete Variationsmöglichkeit für Übungen wie Curls und Rudern.

Der große Vorteil der VA7 Kettlebell Handles gegenüber anderen Varianten ist, das sie mit Kurzhanteln anstatt mit Scheiben beladen werden, was es um ein vielfaches effizienter macht Gewichte zu erhöhen bzw. zu verringern.

Hier ein Video der Kettlebell Handles bei 45° Schrägbank Curls:

Der primäre Effekt auf die Überladung der Muskulatur bei Curls mit den Kettlebell Handles entsteht durch die Modifikation der Überladung der Kraftkurve.

Definition: Die Kraftkurve bestimmt die für eine Körperbewegung zu erbringende Summe aller muskulär erzeugten Kräfte in Abhängigkeit von der Bewegungsamplitude und dem Gelenkwinkel. Die Kraftkurve ist grundsätzlich bewegungsspezifisch, hängt in geringem Maß von der Bewegungsgeschwindigkeit ab und weist von Person zu Person basierend auf Anatomie meist nur geringere Unterschiede auf.

Im Kontext des Krafttrainings ist es hier entscheidend durch verschiedene Übungen, Methoden und Tools die Überladung der Kraftkurve zu modifizieren um Fortschritt zu ermöglichen und zu beschleunigen. Es gibt verschiedene Wege bei Krafttraining die Kraftkurve bzw. die Überladung der Bewegung zu modifizieren

Drei dieser Wege sind:

Ketten & Bänder (engl. accomodating resistance)

Durch Ketten und Bänder wird der Widerstand modifiziert, so dass die Widerstandskurve ansteigend ist, dadurch wird die Bewegung mehr im oberen Bereich überladen, da der Widerstand graduell oder exponential während der konzentrischen Kontraktion ansteigt.

Modifikation des horizontalen Abstands von Drehpunkt zu Massenschwerpunkt

In diesem Fall bleibt der Widerstand identisch, es wird nur der horizontale Abstand verändert. Ein einfaches Beispiel ist ein Vorschlaghammer mit gestrecktem Arm vor dem Körper anzuheben – das bedeutet Fronthaben mit einem Vorschlaghammer. Greift man den Vorschlaghammer direkt vorne am Griff so dass die Finger den Hammerkopf berühren, ist ein Frontheben relativ einfach möglich. Greift man jedoch den Griff ganz hinten ist das Frontheben kaum noch möglich. In beiden Fällen ist der Widerstand des Vorschlaghammers identisch, die Überladung der Bewegung verändert sich jedoch deutlich auf Grund der Modifikation des horizontalen Abstand von Drehpunkt zu Massenschwerpunkt. Aus technischer Sicht ist dies die Veränderung der Hebelkraft. Ein Beispiel aus dem Krafttraining ist ein Power Curl Bar bei dem der Widerstand in der obersten Position weit vor der Hand liegt, welches die obere Position deutlich stärker überlädt. Ein Bild der  Power Curl Bar hier.

Modifikation des vertikalen Abstands von Drehpunkt zu Massenschwerpunkt

Auch in diesem Fall bleibt der Widerstand identisch, es wird nur der vertikale Abstand verändert. Würde man hier eine Übung mit einem komplett vertikalen Verlauf durchführen, hätte diese Veränderung des vertikalen Abstand keinerlei Effekt auf die Überladung des Muskels. Beim Beispiel von Curls ist die Bewegung jedoch nicht vertikal sondern glockenförmig und bei solchen horizontal-vertikalen Bewegung spielt dieser vertikale Abstand von Drehpunkt zu Massenschwerpunkt ein große Rolle bei der Beschleunigung des Gewichts und damit dem Trägheitsmoment.

Die technisch ausführliche Erklärung der Mechanik der Kettlebell Handles

Die Kettlebell Handles verlängern die vertikale Distanz zwischen Drehpunkt (Ellenbogen) und der Kraft des Gewichtes (Schwerkraft mg). Die Kettlebell Handles haben somit keinen Effekt auf den generierten Moment, da der Griff in der Hand frei rotieren kann. Somit entsteht keine Veränderung der horizontalen Distanz, das Gewicht ist stets unter der Hand. Sprich die Kettlebell Handles haben keinen Effekt auf Hebel und Drehmoment. Jedoch entsteht mit den Kettlebell Handles eine größere Belastung auf die Bizeps Muskulatur durch das Trägheitsmoment.

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Figur 1: Simplifizierte Zeichnung des Arms mit Kettlebell Handle in unterster Position

In Figur 1 sehen wir die Kettlebell Handles im Einsatz in der untersten Position des Curls. Wobei LO die Länge des Oberarms, LU die Länge des Unterarms und LP die (vertikale) Länge der Kettlebell Handles definiert. Der Drehpunkt (Ellenbogen) ist zur Vollständigkeit der Figur fixiert. Dies sollte auch in der Praxis für eine optimale Bewegungsausführung gegeben sein. In diesem Modell wird angenommen, dass die Arme keine Masse haben und es keine Reibung am Griff oder am Drehpunkt existiert, sowie das keine Oszillation stattfindet und somit Alpha und Beta steht’s den gleichen Wert haben. All diese Faktoren verstärken den Effekt in der Realität jedoch, würde diesem theoretischen Modell jedoch im Rahmen dieser Erklärung zu viel mathematische Tiefe geben.

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Figur 2: Simplifizierte Zeichnung des Arms mit Kettlebell Handle in oberster Position

Figur 2 zeigt die oberste Position des Curls. Wobei α den Winkel zwischen Oberarm und Unterarm definiert und β als den Winkel zwischen Unterarm und der wirkenden Kraft (Das Gewicht). Ebenso wird r als die Distanz zwischen Drehpunkt und der Applikation der Kraft definiert, sowie τ als das Moment welches durch Kontraktion des Bizeps generiert wird. Wir können sehen, dass die Kraft parallel zum Oberarm ist und somit durch eine vertikale Veränderung der Applikation der Kraft keinen Unterschied im generierten Moment entsteht.

Um heraus zu finden wodurch die höhere Belastung entsteht lösen wir für das Moment um den Drehpunkt:

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Wobei I als die Massenträgheit und  als die Winkelbeschleunigung definiert ist. Wir sehen, LP kommt in dieser Gleichung nicht vor. Wie erwartet hat die Kettlebell Handles keinen Effekt auf das Moment. Lediglich die Masse, die Länge des Unterarms und der Winkel zischen Unter- und Oberarm beeinflusst das Moment. Um die höhere Belastung, also eine größere Zahl für τ zu erklären müssen wir uns den letzten Term genauer anschauen.

I, die Massenträgheit wird wie folgt definiert:

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Nun lösen wir für unser System:

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Hier können wir erkennen, dass die vertikale Länge der Kettlebell Handles, LP, einen Effekt auf die Massenträgheit bzw. das Trägheitsmoment hat.

Nun haben wir folgende Gleichung für das Moment am Drehpunkt τ, welches durch einen Belastung der Bizeps Makulatur generiert wird:

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Ebenfalls spielt die Oszillation der Kettlebell Handles eine kleine Rolle bei der Überladung der Kraftkurve.

Zusammenfassend bedeutet dies, die horizontale Modifikation des Massenschwerpunkts zum Drehpunkt beeinflusst primär das Drehmoment. Und die vertikale Modifikation des Massenschwerpunkts zum Drehpunkt beeinflusst primär das Trägheitsmoment.

Ebenfalls sind die unterschiedlichen Effekte der drei Modifikationen in der Praxis deutlich spürbar. Auch hier wie bei allem im Bereich Training schlägt die Praxis die Theorie jeden Tag. Alle drei Modifikationen sind ausgezeichnete Optionen um Plateaus zu überwinden.

Somit sind die Kettlebells Handles ein ausgezeichnetes Tool zur Variation und Progression im Training!

Die Kettlebell Handles sind direkt hier über VA7 verfügbar

Die Kettlebell Handles wurden in Zusammenarbeit mit Wolfgang Unsöld vom YPSI Stuttgart entwickelt. Die Idee hierzu hatte YPSI A-Lizenz Trainer Philip Schmieder auf dem YPSI Invitation-Only Seminar im September 2017, weshalb sie auch als Pettlebells bezeichnet werden.

Vielen Dank für die technische Erklärung und Formel sowie die Zeichnungen an YPSI Athlet und Master Student der Luft- und Raumfahrttechnik Frederick Lüthcke sowie an YPSI Coach und Maschinenbau Ingenieur Dr. Bastian Jörißen für ersten Gespräche zur Mechanik der Kettlebell Handles vor einigen Jahren.

Für alle Trainer, die YPSI Seminare besucht haben, ist ein Discount für die Kettlebell Handles und alle anderen VA7 Produkte verfügbar, mehr Infos dazu direkt im YPSI Forum.

Bild: Die Kettlebell Handles, mit und ohne Kurzhanteln.

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