DE102006043964A1

DE102006043964A1 - Verfahren und Meßgerät zur Bestimmung der ergonomisch korrekten Sitzlänge beim Fahrrad

Info

Publication number: DE102006043964A1
Application number: DE200610043964
Authority: DE
Original assignee: NEUS JULIANE; Neuß Juliane
Current assignee: NEUS JULIANE; Neuß Juliane
Priority date: 2006-09-14
Filing date: 2006-09-14
Publication date: 2008-03-27

Abstract

Messverfahren und Messvorrichtung zur Bestimmung der Armlänge (1) und der Rückenlänge (2) einer Person, um daraus die Sitzlänge (3) auf dem Fahrrad zu berechnen,
mit einer Griffstange (4) zum Greifen durch die zu vermessende Person mit einer oder beiden Händen,
wobei die Griffstange (4) eine Längsachse (5) aufweist,
genannte Längsachse (5) besitze einen Mittelpunkt, dieser sei der erste Messpunkt (6),
mit einem oder zwei Schulterriemen (7) zum Auflegen auf die Schulter/n der zu vermessenden Person,
genannte/r Schulterriemen (7) besitze/n je eine Länge von 10 bis 20 cm und je ein vorderes Ende (8) und ein hinteres Ende (9),
sowie eine Markierung (10) auf halber Länge jedes des genannten Schulterriemens (7) zur Positionierung der Markierung (10) auf dem Akromioklavikulargelenk der Schulter,
genanntes vorderes Ende des Schulterriemens (8) sei der zweite Messpunkt (11),
genanntes hinteres Ende des Schulterriemens (9) sei der dritte Meßpunkt...

Description

Zweck der Erfindung ist es, dem Fahrradhändler und dem interessierten Fahrradfahrer ein genaueres und zugleich einfacheres Messverfahren als bisher an die Hand zu geben, um die korrekte Sitzlänge (Den Abstand zwischen Sattel und Lenker) zu ermitteln.
Das nachfolgend als Stand der Technik geschilderte Verfahren besitzt Nachteile, insbesondere dass die Rückenlänge sowie die Armlänge aus der Differenz von 2 Messwerten ermittelt wird, die Erhebung von jedem der zwei Messwerte ist mit Aufwand und Fehlern behaftet.
Vorgeschlagen wird hier die Verwendung von anderen Messpunkten sowie eine Messvorrichtung, welche die Ermittlung von der anatomisch korrekten Sitzlänge aus Rückenlänge und Armlänge einfacher und zugleich genauer erlaubt. Im Prinzip wird aus den Messwerten dann wie bei De Rosa (Stand der Technik) aus ermittelter Rückenlänge und ermittelter Armlänge über den Satz des Pythagoras die Sitzlänge errechnet.
Stand der Technik:
In den 70er Jahren hat Ugo de Rosa, der Sonderanfertigungen für Rennfahrer hergestellt hat, folgende Faustregel postuliert, die noch immer maßgeblich ist: Um die Arme korrekt zu belasten, sollte der Winkel zwischen Wirbelsäule und Armen recht genau 90° betragen.
(Bei allen Gelenken hat sich gezeigt, dass sie Haltearbeit oder physikalische Arbeit in einem bestimmten Winkel besonders gut verrichten können. Dieser Winkel sollte für eine ergonomisch korrekte Arbeitshaltung angestrebt werden.)
Von der Seite betrachtet besteht dann ein Dreieck aus der Armlinie, der Rückenlinie und der Sitzlänge. Genannte drei Messlängen bilden also ein rechtwinkliges Dreieck. Der Winkel, welcher der Sitzlänge gegenüberliegt, sollte der rechte Winkel sein. Die Hypotenuse entspreche der Sitzlänge. Eine Kathete entspreche der Verbindungslinie zwischen Lenkerstange und Schultergelenken, die andere der effektiven Rumpflänge. Dann kann der gesuchte Wert der Sitzlänge, also der Hypotenuse, mit dem Satz des Pythagoras ermittelt werden.
De Rosas Messverfahren ist ausführlich dargestellt worden in Lennart Zinns Buch "Zinn's cycling primer", herausgegeben 2004.
Ermittelt wird die Armlänge und die Rückenlänge nach de Rosa unter Verwendung folgender Messpunkte (Stand der Technik):
Die Armlänge wird folgendermaßen ermittelt:
Als Bezugspunkt des Schultergelenks dient hier die Höhe des Schlüsselbeins direkt neben dem Hals bei aufrechtem Stehen über Grund. Für die Ermittlung der Armlänge misst man im Stehen die Höhe des Mittelpunktes der geschlossenen Faust (über Grund) und zieht dieses Maß von der Gesamthöhe des Schlüsselbeines über Grund ab.
Ermittlung der Rückenlänge:
Hier wird vom Maß von der Gesamthöhe des Schlüsselbeines über Grund die Schrittlänge (Abstand zwischen Schritt und Grund) abgezogen.
Die somit ermittelte Rückenlänge wird quadriert, und das Quadrat der Armlänge addiert. Von dem so erhaltenen Wert wird die Quadratwurzel gezogen. Diese stellt dann die ermittelte Sitzlänge dar.
Erhebliche Ungenauigkeiten entstehen dadurch, dass die Lage des Schlüsselbeines als Messpunkt nur ungenau die Lage der Schultergelenke (Humeroskapulargelenk) wiederspiegelt.
Das hier vorgestellte Messverfahren dient dazu, die Bestimmung der effektiven Arm- und Rückenlänge mit einem ergonomisch genaueren und zugleich einfacheren Messverfahren durchzuführen. Ein Schutz des geistigen Eigentums wird hiermit für Messverfahren und die Messvorrichtung gemeinsam beantragt.
Die ergonomisch korrekte Sitzlänge bei geneigter Sitzposition ist auf dem Fahrrad dann gegeben, wenn der Rücken gestreckt ist, also die Wirbelsäule ihre natürliche S-Form hat, und es gleichzeitig möglich ist zwischen Oberarmen und Oberkörper einen rechten Winkel aus zu bilden. Die Sitzlänge wird also aus einem Dreieck gebildet, dessen beiden Schenkel auf der einen Seite durch die effektive Armlänge und auf der anderen Seite durch die effektive Rückenlänge dargestellt sind. Der Abstand zwischen Sattelhinterkante und Lenker-Griffposition ist die Hypotenuse eines rechtwinkligen Dreiecks. Wenn man die Länge der beiden Schenkel genau genug bestimmen könnte, dann könnte man für jeden Menschen den optimalen Sattel-Lenkerabstand über den Pythagoras-Satz errechnen. Der Sattel-Lenker-Abstand ist unabhängig von der Höhe des Lenkers, weil sich das o.g. Dreieck um seinen einen Eckpunkt (Nähe Sitzbeinknochen) nach oben oder unten bewegen kann.
Bestimmt werden soll also das Dreieck aus Armlänge und Rückenlänge mit den dazugehörigen Eckpunkten Griffstange, Schultergelenk und Sattel. Die Position der Griffstange als erster Eckpunkt wird bevorzugt ermittelt, indem eine Hand eine Griffstange umgreift. Möglich ist auch, dass beide Hände etwa in Schulterbreite die Griffstange umgreifen. Die Achse der Griffstange sei der sogenannte erste Messpunkt.
Der erste Schutzanspruch bezieht sich auf ein Verfahren und daraus abgeleitetes Messgerät zur Bestimmung der Position und des Abstandes folgender zwei Messpunkte:
Der Position der Schultergelenke bzw. der Verbindungslinie der Schultergelenke gemäß Definition.
Der Position der Sitzbeinhöcker/Sattelhinterkante gemäß Definition.
Zur Bestimmung der Position der Verbindungslinie der Schultergelenke sei vorangestellt, dass der Weichteilmantel über der Schulter zwischen Personen verschiedener Dicke und Größe nicht sehr differiert. Über die Schulter wird nun ein von der Fossa clavicularis nach dorsal reichend ein Schulterriemen von bevorzugt 15 cm Länge gelegt.
Dieser bildet dabei einen Kreisbogen, dessen Mitte etwa die Verbindungslinie der Schultergelenke bildet. Da der Radius des Kreisbogens bei verschiedenen Personen etwa konstant ist, ist auch die Länge des Kreisbogens konstant. Damit auch die Länge kann hier eine einheitliche Länge verwendet werden.
Genannter Schulterriemen besitze auf halber Länge eine Mittenmarkierung, welche auf dem Akromioklavikulargelenk der Schulter der zu vermessenden Person platziert wird. Vorderes Ende des Schulterriemens (In Blickrichtung der zu vermessenden Person gesehen) sei der sogenannte Zweite Messpunkt.
Bestimmung der Armlänge:
Bei der bevorzugten Ausführungsform ist ein erstes Maßband vorgesehen, welches zwischen Griffstange (Erster Messpunkt) und genanntem vorderem Ende des Riemens (Zweiter Messpunkt) verläuft, um den Abstand zu messen. Dieser so ermittelte Abstand sei die Armlänge.
Bei einer bevorzugten Meßart unter Einbeziehung beider Schultern werden zwei Schulterriemen, je einer pro Schulter verwendet.
Bei einer bevorzugten Meßart wird nur ein Schulterriemen verwendet. Das Maßband verlaufen von der Griffstange der linken Hand zum Schulterriemen über die Linke Schulter zur Sattelhinterkante.
Bestimmung der Rückenlänge:
Hinteres Ende des Riemens (In Blickrichtung der zu vermessenden Person gesehen) sei der sogenannte Dritte Messpunkt.
Zur Bestimmung des Vierten Messpunktes:
Dieser entspreche etwa der Sattelhinterkante, siehe deren Definition am Ende der Beschreibung.
Der Abstand zwischen genanntem drittem und genanntem vierten Messpunkt sei dann die Rückenlänge.
Das so ermittelte Maß der Rückenlänge wird nun quadriert, ebenso das Maß der Armlänge. Beide Quadrate werden addiert und anschließend die Quadratwurzel gezogen. Hieraus ergibt sich die gesuchte Sitzlänge.
Ein Meßverfahren gemäß Schutzanspruch 2 sei dadurch gekennzeichnet, dass in aufrechter Sitzposition gemessen wird. Dadurch wird garantiert, dass die Wirbelsäule ihre natürliche Form einnimmt.
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform des Messgerätes:
Das Messgerät besteht aus einer Halteschlaufe, die um die Sattelstütze gelegt und fixiert wird. Mit der Längenveränderung in dieser Schlaufe ist es möglich, die am Ende befindliche Durchlaufschnalle in einer Höhe zu fixieren, die der Oberfläche des Sattels entspricht. Man kann die Messung auch auf einem Hocker vornehmen, dann wird die Schlaufe an einem Hockerbein befestigt und die Schnalle auf Höhe der Hockeroberfläche eingestellt. Die Durchlaufschnalle soll bei der Messung hinter dem Fahrer liegen.
Durch die Durchlaufschnalle ist das hintere Maßband geführt, welches seinen Null-Punkt am hinteren Ende des Schulterriemens hat. Der Schulterriemen wird in die Messung nicht mit einbezogen, weil auf diese Weise die Höhe des Schlüsselbeins simuliert wird. Beide Maßbänder setzen dadurch automatisch auf einer Höhe an, die eigentlich der Lage des Schultergelenkes entspricht.
Das vordere Maßband ist ebenfalls mit seinem Null-Punkt am Schulterpolster fixiert und hat seine Durchlaufschnalle auf der Oberseite der Griffstange.
Bei der Messung sitzt die zu vermessende Person betont aufrecht (mit S-förmiger Wirbelsäule) auf einem Fahrradsattel oder einem Hocker und belastet bewusst die Sitzbeinhöcker. Das Messgerät wird wie oben beschrieben fixiert (Die Schnalle entspricht Sattel/Hockeroberfläche) und über die Schulter der Person gelegt. Der Schulterriemen soll mittig über der Schulter zu liegen kommen (Mittenmarkierung = höchster Punkt der Schulter). Bei fixiertem Schulterriemen (zu messende Person hält den Riemen mit der anderen Hand in Position) wird bei straff gezogenem Maßband die Rückenlänge auf Höhe des Sattels anhand der Durchlaufschnalle abgelesen. Das andere Ende des Maßbandes endet vor der Person auf der Oberseite eines Stück Griffstück. Die Person streckt den Arm und hebt den Arm ungefähr 30° vom Oberkörper ab, so dass das Maßband frei zum Griffstange läuft, ohne auf der Brust aufzuliegen. Das ebenfalls straff gezogene Maßband am Lenkergriff zeigt die effektive Armlänge an.
Die effektive Armlänge und die effektive Rückenlänge in Zentimetern werden nun einzeln quadriert und anschließend addiert. Aus der so gewonnenen Summe zieht man die Quadratwurzel und bekommt auf diese Weise die gesuchte Sitzlänge.
Die Sattelhinterkante als sogenannter Vierter Messpunkt wird deshalb verwendet, weil die Sitzbeinhöcker, die als „Sitzebene" messbar sind am hinteren Bereich des Sattels aufliegen würden. Je weiter man sich nach vorne neigt, desto stärker heben die Sitzbeinhöcker ab, oder werden nicht mehr zum eigentlichen Sitzen herangezogen. Trotzdem entspricht ihre Lage aber der hinteren Sattelkante.
Der Schutzanspruch erstreckt sich ebenfalls auf ein Messverfahren mit nur einem Maßband: In sitzender Position zum Beispiel auf dem Fahrrad umfasse die zu vermessende Person die Griffstange. Ein Maßband wird nun straff von der Griffstange über eine Schulter, dann über den Rücken zur Sattelhinterkante gelegt. Die Schulter, deren dazugehörige Hand die Griffstange umschließt, wird dabei verwendet. Vom Abstand zwischen Griffstange und höchstem Punkt der Schulter wird nun bevorzugt 7,5cm (5 bis 10 cm) abgezogen. Dieser Wert ergibt die Armlänge gemäß Definition.
Von der gesamt gemessenen Länge (Von der Griffsstange, gemessen über die Schulter, bis zur Sattelhinterkante) wird nun der Abstand Griffstange-höchster Punkt der Schulter abgezogen. Von diesem Wert wird bevorzugt 7,5 cm (5 bis 10 cm) abgezogen. Der so ermittelte Wert ergibt die Rückenlänge gemäß Definition.
Definitionen:
Akromioklavikulargelenk: Teil der Schulter, der bei aufrechtem Sitzen den höchsten Punkt der Schulter darstellt.
Armlänge: diese sei der Abstand zwischen dem Mittelpunkt der Verbindungslinie der Schultergelenke einerseits und dem Mittelpunkt der Griffstange andererseits
Aufrechte Sitzposition: Körperhaltung im Sitzen, wobei der Schwerpunkt des Oberkörpers etwa oberhalb der Sitzbeinhöcker liegt.
Vorderes Ende: Das in Blickrichtung der zu vermessenden Person gelegene Ende zum Beispiel des Schulterriemens.
Griffstange: Sei definiert als eine etwa gerade Stange, welche mit einer oder beiden Händen fest umschlossen wird. Diese besitze eine Langsachse. Wird sie mit zwei Händen umschlossen, sei der Abstand der Hände zueinander entsprechend der Schulterbreite. Der Mittelpunkt der Griffstange sei auf ihrer Längsachse gelegen, mittig zwischen beiden umschließenden Händen. Dies sei der erste Messpunkt, bei der ebenfalls möglichen Messung nur einer Körperseite sei er erste Messpunkt innerhalb der Hand der zu vermessenden Körperseite gelegen, das Maßband verlaufe dann über die Schulter der gleichen Körperseite.
Maßband: Flexibles Band zur Messung von Abständen, mit einem Nullpunkt.
Rückenlänge: Die Rückenlänge sei die zur Ermittlung der Sitzlänge relevante Länge des Rückens, die sich bei aufrechtem Sitzen einstellt, wobei sich eine harmonische Lendenlordose und damit eine entspannte S-Form der Wirbelsäule einstellt. Die Rückenlänge sei der Abstand zwischen der Verbindungslinie der Schultergelenke einerseits und der Verbindungslinie der Sitzbeinhöcker andererseits.
Bei der Sitzlänge handelt es sich allgemein um den Abstand zwischen Sattel und Lenker, hier definiert als Abstand zwischen Sattelhinterkante und der mitten einzelnen Handgriffen des Lenkers.
Sitzbeinhöcker: Die zwei Sitzbeinhöcker des Beckens haben anatomisch betrachtet eine Längsausdehnung von ventral nach dorsal. Zur Vereinfachung sei der Begriff Sitzbeinhöcker hier für den dorsalen Anteil des anatomischen Sitzbeinhöckers verwendet.
Sattelhinterkante: Man kann in verschiedener Position auf einem Sattel sitzen. Bei dem hier geschilderten Messverfahren mit aufrechtem entspanntem Sitzen entspreche die Lage der Sattelhinterkante der Verbindungslinie, welche den dorsalen Anteil der anatomischen Sitzbeinhöcker miteinander verbindet. Der Mittelpunkt der genannten Verbindungslinie sei der vierte Messpunkt.
Verbindungslinie der Schultergelenke: Die Schultergelenke sind Kugelgelenke, deren Position im Bezug zur Wirbelsäule durch die Lage der Schulterblätter etwas verändert werden kann. Beim Gehen oder beim aufrechten entspannten Sitzen wie bei dem hier geschilderten Messvorgang sind die Schulterblätter in neutraler entspannter Position. Die Verbindungslinie der Schultergelenke verlaufe von dem Drehpunkt des einen Schultergelenkes zum Drehpunkt des anderen Schultergelenkes.

Zit. Literatur: Lennart Zinn "Zinn's cycling primer" Velo Press 2004 ISBN 1-931382-43-3

Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt einen Fahrradfahrer in Seitenansicht. Armlänge 1 und Rückenlinie bilden hier einen rechten Winkel. Die Sitzlänge 3 ist demnach korrekt eingestellt. Eingezeichnet ist die Position der Sitzbeinhöcker 18 des Beckens.
2 zeigt in Seitenansicht eine Person in Seitenansicht, welche die Griffstange 4 mit den Händen umschließt. Eingezeichnet ist die Blickrichtung 17 und Armlänge 1, und Rückenlänge 2. Die Person sitzt auf einen schraffiert gezeichneten Sitz 13, welcher eine Hinterkante 16 aufweist. Linie 1 und 2 treffen sich beim Schultergelenk (Humeroscapulargelenk). Gestrichelte Kreise markieren die Teile der Zeichnung, welche in 4 und 5 Ausschnittsvergrößert dargestellt sind.
3 zeigt in Seitenansicht die Person von 2 in gleicher Haltung, wobei Schulterriemen 7 über die Schulter/n gelegt ist, so daß das Mittelstück 10 des Schulterriemens 7 auf dem höchsten Punkt der Schulter zu liegen kommt, dem Akromioklavikulargelenk 21. Das oder die Maßbänder 20 verlaufen damit von der Längsachse 5 des Griffstücks 4 über eine oder beide Schultern und enden an der Sattelhinterkante 16. Erster Meßpunkt ist mit 5 bezeichnet, Zweiter mit 11, Dritter mit 12 und Vierter mit 19.
4 zeigt in Seitenansicht ein Detail von 2, die Hand mit dem Griffstück 4 und dessen Längsachse 5. Längsachse 5 verlaufe dann senkrecht zur Zeichnungsebene.
5 zeigt in Seitenansicht ein Detail von 2, den Sitz 13. In dieser Sicht liegt die Längsachse der Sitzfläche 15 mit der Sitzfläche 14. Die Person sitzt zum Messen so, daß sich die Sitzbeinhöcker 18 nahe der Sitzhintekante befinden. Diese bildet dann auch den vierten Meßpunkt 19.
6 zeigt in Seitenansicht ein Detail von 3. Der/die Schulterriemen 7 (ist hier mit Doppelkontur gezeichnet) mit einer Länge von bevorzugt 15 cm liegt so auf der Schulter auf, daß das Mittelstück 10 des Schulterriemens 7 auf dem höchsten Punkt der Schulter zu liegen kommt, dem Akromioklavikulargelenk 21. Das Maßband ist bevorzugt zweigeteilt in ein hinteres Stück, das zwischen drittem Meßpunkt 12 und viertem Meßpunkt 19 verläuft, sowie ein vorderes Stück, das zwischen erstem Meßpunkt 5 und zweitem Meßpunkt 11 verläuft
Bezugszeichen Siehe Schutzansprüche, 21 bezeichnet das Akromioklavikulargelenk der Schulter. (Das eigentliche Schultergelenk ist das Humeroscapulargelenk, wo sich Arm- und Rückenlinie treffen.)

Claims

Messverfahren und Messvorrichtung zur Bestimmung der Armlänge (1) und der Rückenlänge (2) einer Person, um daraus die Sitzlänge (3) auf dem Fahrrad zu berechnen, mit einer Griffstange (4) zum Greifen durch die zu vermessende Person mit einer oder beiden Händen, wobei die Griffstange (4) eine Längsachse (5) aufweist, genannte Längsachse (5) besitze einen Mittelpunkt, dieser sei der erste Messpunkt (6), mit einem oder zwei Schulterriemen (7) zum Auflegen auf die Schulter/n der zu vermessenden Person, genannte/r Schulterriemen (7) besitze/n je eine Länge von 10 bis 20 cm und je ein vorderes Ende (8) und ein hinteres Ende (9), sowie eine Markierung (10) auf halber Länge jedes des genannten Schulterriemens (7) zur Positionierung der Markierung (10) auf dem Akromioklavikulargelenk der Schulter, genanntes vorderes Ende des Schulterriemens (8) sei der zweite Messpunkt (11), genanntes hinteres Ende des Schulterriemens (9) sei der dritte Meßpunkt (12), mit einem Sitz (13) zum Draufsetzen durch die zu vermessende Person, wobei dieser eine etwa horizontale Sitzfläche (14) aufweist und eine Längsachse (15), wobei genannter Sitz (13) eine Sitzhinterkante (16) aufweist etwa senkrecht zur Längsachse (15), zum Draufsetzen durch die zu vermessende Person in eine Weise, dass deren Blickrichtung (17) etwa der Längsachse (15) der Sitzfläche entspricht und dass die Sitzbeinhöcker (18) der zu vermessenden Person nahe der Sitzhinterkante (16) aufgesetzt werden, genannte Sitzhinterkante sei dann der vierte Messpunkt (19) mit mindestens einem Maßband (20) zum Messen des Abstandes zwischen genanntem ersten Messpunkt (6) und zweiten Messpunkt (11) zur Ermittlung der Armlänge (1), sowie zum Messen des Abstandes zwischen genanntem dritten (12) und viertem (19) Messpunkt zur Ermittlung der Rückenlänge (2).
Verfahren nach Schutzanspruch 1, wobei die Messung in aufrechter Sitzposition durchgeführt wird.