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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein passives, isokinetisches Muskelkrafttrainingsgerät, mit dem
eine trainierende Person einer passiven Übungslast ausgesetzt wird,
die mit einer hohen Frequenz wiederholt und progressiv gesteigert
wird, um körperlichen
Widerstand aufzubauen, um den Körper der
trainierenden Person an eine stärkere
Einwirkung anzupassen.
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Hintergrund
der Erfindung
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Das
Training von Muskeln muss progressiv durchgeführt werden. Beim Training von
Muskeln unterschiedlicher Körperbereiche
muss die Trainingsfrequenz und -last wiederholt und allmählich erhöht werden,
um die Kraft und das Durchhaltevermögen der Muskeln zu verbessern.
Alle Arten von Körperbewegungen
sind mit einer Muskelkontraktion verbunden. Wenn eine äußere Kraft
(Last) größer ist
als der aktive Muskelwiderstand, wird der Muskel zum Strecken gezwungen.
Dann, wenn eine Bewegung durchgeführt werden soll, kann sich
der Muskel aktiv zusammenziehen, um sich unter einer bestimmten Last
zu strecken. Alle diese Arten einer Muskelkontraktion werden als
exzentrische Muskelkontraktion bezeichnet. Andererseits bedeutet
eine konzentrische Kontraktion, dass sich der Muskel zusammenzieht,
um seine Länge
zu verkürzen,
so dass ein Körperglied
in der Richtung der Muskelkontraktion bewegt wird. Fast alle Übungsbewegungen werden über eine
konzentrische und eine exzentrische Muskelkontraktion durchgeführt.
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Bei
plyometrischem Training wird eine vorteilhafte Art der Muskelkontraktion
ausgewählt,
um Muskelstreck-, Elastizitäts- und Kontraktionskomponenten
zu trainieren, so dass der Skelettmuskel angespannt wird, um elastische
Energie für
die Verwendung bei der anschließenden
Muskelkontraktion zur Erzeugung von Kraft zu speichern. Das plyometrische
Training kombiniert konzentrische und exzentrische Muskelkontraktion,
um eine im Vergleich zu dem Training, bei dem nur eine einfache
konzentrische Muskelkontraktion dazu benutzt, erhöhte Muskelkraft
und kinetische Energie zur Verfügung
zu stellen. Das plyometrische Training wird benötigt, um einen guten neuromuskulären Reflex,
einen guten Streckreflex, eine explosive kinetische Energie und eine
schnellende Bewegung insbesondere in einer sehr kurzen Zeitspanne
zu erreichen.
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Allgemein
gesprochen muss, wenn eine herkömmliche
Trainingsvorrichtung mit Gewichten, beispielsweise eine Hantel oder
allgemeine Krafttrainer, beim Training verwendet wird, die trainierende
Person die festgelegte Art der Übung
wiederholt ausführen.
Wenn die Übung
nicht ausreichend wiederholt wird oder mit einer unzureichenden
Frequenz ausgeführt
wird, kann die Muskelkraft nicht merklich verbessert werden. Wenn
jedoch das Ausmaß oder
die Last der Übung
das Niveau übersteigt,
das die trainierende Person ertragen kann, neigt diese zur Ermüdung und
sogar zur schnellen Erschöpfung,
ohne den echten Erschöpfungspunkt
der Muskeln und die maximale Last tatsächlich zu erreichen. Das heißt, das
Training erreicht dabei nicht die erwartete Wirkung.
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Beim
herkömmlichen
Training von Muskelkraft benötigt
die trainierende Person im Allgemeinen 0,5~1,0 Sekunden, um eine Bewegung
durchzuführen,
beispielsweise ein Knie oder einen Ellbogen zu strecken. Bei einem
harten sportlichen Wettbewerb, beispielsweise bei einem 100-Meter-Lauf,
benötigt ein
Athlet nur 0,20,3 Sekunden, um das Strecken eines Knies durchzuführen. Daher
kann nur das passive Muskelkrafttraining mit hoher Frequenz das
muskuläre
und neurale System einer trainierenden Person wie bei einem echten
sportlichen Wettbewerb stimulieren.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Eine
primäre
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein passives, isokinetisches
Muskelkrafttrainingsgerät
zu schaffen, mit dem eine trainierende Person einer passiven Übungslast
ausgesetzt wird, die mit einer hohen Frequenz wiederholt und progressiv
erhöht
wird, um so den Widerstand des Körpers
aufzubauen und die Muskelstärke
zu erhöhen.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein passives,
isokinetisches Muskelkrafttrainingsgerät zu schaffen, mit dem Muskelgruppen, die
mit herkömmlichen
Trainingsgeräten
nicht trainiert werden, jetzt in verkürzter Zeit gut trainiert werden
können.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein passives,
isokinetisches Muskelkrafttrainingsgerät zu schaffen, mit dem eine
trainierende Person weniger leicht ermüdet wird und ein größeres Ausmaß der Übung ertragen
kann, ohne verletzt zu werden.
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Eine
noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein passives,
isokinetisches Muskelkrafttrainingsgerät zu schaffen, mit dem Muskelfasern
zur Kontraktion mit einer erhöhten
Frequenz veranlasst werden, um die für die Durchführung einer Bewegung
erforderliche Zeit abzukürzen.
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Zur
Lösung
der obigen und weiterer Aufgaben weist das passive, isokinetische
Muskelkrafttrainingsgerät
der vorliegenden Erfindung eine Basis, die eine Vielzahl von Rahmenelementen,
die gemeinsam einen Aufnahmeraum in der Basis bilden, und ein Paar
sich von der hinteren Seite der Basis aus nach oben erstreckenden
Stützen
aufweist, ein sich nach oben erstreckendes Rückengestell, das zwei beabstandete
hohle Schienen, deren untere Enden mit den beiden Stützen an
der hinteren Seite der Basis verbunden sind, und ein Schiebeelement,
das in den oberen Enden der beiden Schienen einstellbar aufgenommen
ist und zwei nach vorn gerichtete, obere Verlängerungen zur Bildung von zwei
Griffen aufweist, und eine Transmissionseinrichtung auf, die in
dem Aufnahmeraum der Basis angeordnet ist. Die Transmissionseinrichtung
weist ein Auflager, einen an der oberen Seite des Auflagers angebrachten
Motor und ein an der Oberseite des Auflagers errichtetes Hubgestell
auf. Der Motor ist mit dem Hubgestell über eine Kurbel derart verbunden,
dass durch den Motor bewirkt werden kann, dass sich das Hubgestell
nach oben und nach unten hin und her bewegt. Das Trittbrett ist
mit dem oberen Teil des Hubgestells verbunden, um sich zusammen
mit dem Hubgestell zu bewegen.
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Bei
der vorliegenden Erfindung erstreckt sich das Rückengestell unter einer Neigung
nach oben und nach hinten, welche die Erfordernisse der Körpergestaltung
bzw. die Anforderungen an die Körperertüchtigung
erfüllt.
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Das
Rückengestell
ist an den beiden Schienen und unterhalb der beiden nach vorn gewandten Verlängerungen
mit weichen Polstern ausgestattet, gegen die Rücken und Schultern einer trainierenden Person
anliegen, um den auf den Rücken,
die Taille und die Schultern ausgeübten Druck abzuschwächen, um
so eine Verletzung der trainierenden Person im Laufe des Trainings
zu vermeiden. Die weichen Polster machen ferner den Muskelkrafttrainer für die Verwendung
angenehmer.
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Bei
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist eine Basisabdeckung unterhalb des Trittbretts
vorgesehen, um die Rahmenelemente und den Motor abzudecken, was
dem Muskelkrafttrainingsgerät
in seiner Gesamtheit ein ästhetisches Aussehen
verleiht.
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Bei
einer am meisten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist ein Sicherheitsrahmen an jeder lateralen Seite der
Basis und am Rückengestell
vorgesehen, um eine trainierende Person gegen Herunterfallen von
dem Trainingsgerät zu
schützen
und der trainierenden Person bei dem Aufsteigen auf das und Absteigen
von dem Trittbrett sicher zu helfen.
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Einer
der Sicherheitsrahmen kann mit einem bewegbaren Arm ausgestattet
sein, mit dem eine Steuertafel für
die trainierende Person verbunden ist, um den Motor bequem zu steuern
und die relevanten Trainingseinstellungen einzustellen.
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Bei
einer idealen Ausführungsform
ist das Trittbrett an der oberen Fläche mit zwei fußförmigen Markierungen
versehen, um die für
die trainierende Person für
den Stand auf dem Trittbrett am meisten geeigneten Positionen anzuzeigen.
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Zur
Verwirklichung der Trainingswirkung und zur Quantifizierung der
Trainingsintensität
ist ein Kraftsensor unter jeder der fußförmigen Markierungen angebracht,
sodass die von den beiden Füßen einer
trainierenden Person ausgeübten
Kräfte
unabhängig
gemessen und überwacht
werden können. Mit
den durch die Kraftsensoren gewonnenen Daten kann das Ausmaß der Übung allmählich auf
eine für die
trainierende Person optimale Größe eingestellt werden.
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Mit
der nach oben und nach unten gerichteten Hin- und Herbewegung des
Hubgestells, die durch die Transmissionseinrichtung bewirkt wird, wird
die trainierende Person, die auf dem Trittbrett steht, einer mit
hoher Frequenz wiederholten, passiven Übungslast ausgesetzt, um in
gesicherter Weise den Zweck des Muskeltrainings durch konzentrische und
exzentrische Kontraktion in einem hohen Ausmaß der motorischen Einheiten
(d.h. Nerven und Muskeln) innerhalb einer verkürzten Zeit zu erreichen. Die
Gefahren für
die trainierende Person, die bei der Verwendung herkömmlicher
Muskeltrainingsgeräte,
die nur für
eine herkömmliche
Muskelkontraktion sorgen, möglicherweise
auftreten, sind bei der Erfindung vermieden. Mit der vorliegenden
Erfindung kann eine verbesserte Wirkung des Muskelkrafttrainings
erreicht werden, sodass die Muskulatur der trainierenden Person
genau so schnell reagiert, wie es bei einem realen sportlichen Wettbewerb
erforderlich ist. Mit dem passiven, isokinetischen Muskelkrafttrainingsgerät der vorliegenden
Erfindung kann ein großer
Teil der motorischen Einheiten der Muskulatur der trainierenden
Person unmittelbar mobilisiert werden, und werden die elastischen
Komponenten des Muskelgewebes bei der Muskelkontraktion vollständig benutzt,
um eine höhere
Muskelkraft und kinetische Energie zu erzeugen.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
Struktur und die durch die vorliegende Erfindung verwendeten technischen
Mittel zur Lösung
der oben angegebenen und weiterer Aufgaben sind am besten unter
Bezugnahme auf die nachfolgende Detailbeschreibung bevorzugter Ausführungsformen
und die beigefügten
Zeichnungen zu verstehen, in denen zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines isokinetischen Muskelkrafttrainingsgeräts gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in zusammengebautem Zustand;
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2 eine
auseinander gezogene Ansicht zu 1;
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3 eine
weitere perspektivische Ansicht in zusammengebautem Zustand ähnlich zu 1, wobei
die Basisabdeckung für
das passive, isokinetische Muskelkrafttrainingsgerät entfernt
ist;
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4 eine
Seitenansicht zu 3;
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5 von
vorn eine perspektivische Ansicht der Transmissionseinrichtung,
die zur vorliegenden Erfindung gehört und an der ein in Phantomlinien
dargestelltes Trittbrett angeordnet ist;
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6 von
hinten eine perspektivische Ansicht der Transmissionseinrichtung
von 5;
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7 die
Transmissionseinrichtung von 6 im Betrieb
zum Anheben eines Hubgestells derselben;
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8 eine
Vorderansicht mit der schematischen Darstellung der Verwendung der
vorliegenden Erfindung, wobei sich das Trittbrett in einer abgesenkten
Position befindet;
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9 eine
Ansicht ähnlich
zu 8 jedoch mit dem Trittbrett in angehobener Position;
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10 eine
Seitenansicht zu 8; und
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11 eine
Seitenansicht zu 9.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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In 1 bis 4 ist
ein passives, isokinetisches Muskelkrafttrainingsgerät gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dargestellt. Wie dargestellt ist, weist
das passive, isokinetische Muskelkrafttrainingsgerät eine Basis 10, die
eine Vielzahl von Rahmenelementen 11, die zusammen einen
Aufnahmeraum 12 in der Basis 10 bilden, und ein
Paar beabstandete Stützen 13 auf,
die sich von der hinteren Seite der Basis 10 aus nach oben
erstrecken, ein sich nach oben erstreckendes Rückengestell 20 mit
zwei beabstandeten hohlen Schienen, deren untere Enden mit den beiden
Stützen 13 an
der hinteren Seite der Basis verbunden sind, und mit einem verschiebbaren
Element 21, das in den oberen Enden der beiden Schienen
des Rückengestells 20 einstellbar
aufgenommen ist und zwei sich nach vorn erstreckende Verlängerungen zur
Ausbildung von zwei Griffen 22 aufweist, und eine Transmissionseinrichtung 30,
die in dem Aufnahmeraum 12 der Basis 10 angeordnet
ist, auf. Die Transmissions- bzw. Übertragungseinrichtung 30 weist
ein Auflager 31, einen Motor 32, der an der Oberseite des
Auflagers 31 angebracht ist, und ein Hubgestell 33 auf,
das an der Oberseite des Auflagers 31 errichtet ist. Der
Motor 32 ist mit dem Hubgestell 33 über eine
Kurbel 34 derart verbunden, dass das Hubgestell 33 durch
den Motor 32 dazu veranlasst werden kann, sich nach oben
und nach unten zu bewegen. Ein Trittbrett 35 ist mit der
Oberseite des Hubgestells 33 verbunden, um sich zusammen
mit dem Hubgestell 33 hin und her zu bewegen.
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Wie
deutlich aus 4 zu ersehen ist, erstreckt
sich das Rückengestell 20 unter
einer vorbestimmten Neigung nach oben und nach hinten, sodass das
passive, isokinetische Muskelkrafttrainingsgerät der vorliegenden Erfindung
die Anforderungen der Körpergestaltung
erfüllt.
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Das
Rückengestell 20 und
die beiden Griffe 22 sind an vorbestimmten Positionen mit
weichen Polstern 201 bzw. 221 ausgestattet, um
den an den Schultern, dem Rücken
und der Taille einer trainierenden Person ausgeübten Druck zu dämpfen und die
trainierende Person gegen Verletzungen zu schützen. Die weichen Polster 201, 221 machen
ferner das passive, isokinetische Muskelkrafttrainingsgerät der vorliegenden
Erfindung angenehmer verwendbar.
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Das
weiche Polster 201 ist am Rückengestell 20 in
einer Höhe
innerhalb eines Bereichs zwischen dem Rücken und der Taille einer Person
vorgesehen.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
ist eine Basisabdeckung 37 unterhalb des bewegbaren Trittbretts 35 angeordnet,
um die Basis 10 und den Motor 32 abzudecken, um
so dem Muskelkrafttrainingsgerät
in seiner Gesamtheit ein ästhetisches Aussehen
zu verleihen.
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Bei
einer am meisten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist ein Sicherheitsrahmen 40 an jeder lateralen
Seite der Basis 10 und am Rückengestell 20 vorgesehen,
um eine trainierende Person gegen Herunterfallen von der Basis 10 im
Laufe des Trainings zu schützen.
Die Sicherheitsrahmen 40 helfen der trainierenden Person
auch sicher beim Aufsteigen auf das oder Absteigen von dem Trittbrett 35.
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Einer
der beiden Sicherheitsrahmen 40 ist in einer vorbestimmten
Position mit einem bewegbaren Arm 41 ausgestattet, an dessen
oberem Ende eine Steuertafel 42 angebracht ist. Der bewegbare
Arm 41 kann für
die trainierende Person eingestellt werden, um den Motor 32 in
geeigneter Weise zu steuern und die relevanten Trainingseinstellungen über die
Steuertafel 42 einzustellen.
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Bei
einer idealen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist das Trittbrett 35 an seiner oberen
Fläche
mit zwei fußförmigen Markierungen 36 ausgestattet,
um die am meisten bevorzugten Positionen zum Abstellen der Füße einer
trainierenden Person anzuzeigen.
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Jetzt
wird auf 2 Bezug genommen. Zum Aufstellen
des passiven, isokinetischen Muskelkrafttrainingsgeräts der vorliegenden
Erfindung werden die Rahmenelemente 11 im Wege des Verschweißens oder
Verschraubens zur Bildung der Basis 10 und zur Abgrenzung
des Aufnahmeraums 12 zusammengebaut. Alternativ kann die
Basis 10 vorab einstückig
ausgebildet werden. Die beiden Stützen 13, die hohle
Rohre sind, werden mit der hinteren Seite der Basis 10 zur
Aufnahme der beiden unteren Enden des Rückengestells 20 in
diesen fest verbunden. Das Rückengestell 20 wird
an den Stützen 13 in
einer bezogen auf die Basis 10 gewünschten Höhe unter Verwendung von Schrauben
festgelegt. Das verschiebbare Element 21 wird dann mit
dem Rückengestell 20 verschiebbar
verbunden und in einer gewünschten
Höhe am
Rückengestell 20 unter
Verwendung von Schrauben festgelegt. Danach werden die beiden Sicherheitsrahmen 40 an
den beiden lateralen Seiten der Basis 10 und am Rückengestell 20 angebracht,
und danach werden der bewegbare Arm 41 und die Steuertafel 42 mit
einem der beiden Sicherheitsrahmen 40 verbunden. Schließlich wird
die Transmissionseinrichtung 30 in dem in der Basis 10 der
gebildeten Aufnahmeraum 12 angebracht.
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Wie
deutlich aus 4 ersichtlich ist, erstreckt
sich bei korrekt zusammengebautem Muskelkrafttrainingsgerät das Rückengestell 20 unter
einer vorbestimmten Neigung nach oben und nach hinten, damit sich
die trainierende Person in der angenehmsten Weise im Laufe des Trainings
daran abstützen kann,
um so eines vergrößertes Ausmaß des Trainings
ohne Verletzung auszuhalten.
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5 bis 7 zeigen
die Transmissionseinrichtung 30 und deren Arbeitsweise.
Wie dargestellt wird das Trittbrett 35 durch den Elektromotor 32 angetrieben,
um sich nach oben und nach unten hin und her zu bewegen. Wenn der
Motor 32 gestartet ist, wird die Kurbel 34 gedreht,
um dadurch das Hubgestell 33 und entsprechend das Trittbrett 35, das
mit der Oberseite des Hubgestells 33 verbunden ist, anzuheben
und abzusenken. Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann sich das Trittbrett 35 30- bis 180-mal pro
Minute nach oben und nach unten hin und her bewegen und so eingestellt
werden, dass es sich mit einer für
das gegenwärtige
Trainingsziel und die persönlichen
physischen Zustände
der trainierenden Person am meisten geeigneten Geschwindigkeit hin
und her bewegt.
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Es
wird jetzt auf 8 bis 11 Bezug
genommen. Zur Benutzung des passiven, isokinetischen Muskelkrafttrainingsgeräts der vorliegenden Erfindung
kann die trainierende Person auf dem Trittbrett 35 stehen,
wobei ihre beiden Füße auf den
beiden fußförmigen Markierungen 36 stehen,
der Rücken
gegen das weiche Polster 201 am Rückengestell 20 abgestützt ist
und die beiden Hände
die beiden Griffe 22 festhalten, wobei ihre beiden Schultern gegen
die weichen Polster 221 gedrückt werden. Das verschiebbare
Element 21 wird auf eine geeignete Höhe eingestellt, die auf die
Größe der trainierenden Person
abgestimmt ist. Die Steuertafel 42 wird auf einen Übungsmodus
eingestellt, wenn die trainierende Person auf dem Trittbrett 35 steht.
Zu diesem Zeitpunkt gibt die Steuertafel 42 ein Signal
an die Transmissionseinrichtung 30 ab, um diese zu aktivieren, sodass
der Motor 32 gestartet wird, um die Kurbel 34 in
Umlauf zu versetzen, was bewirkt, dass sich das Hubgestell 33 und
das Trittbrett 35 nach oben und nach unten hin und her
bewegen. Wenn sich das Trittbrett 35 nach oben und nach
unten hin und her bewegt, wird die trainierende Person kontinuierlich einer
passiven Übungslast
ausgesetzt. Diese Art einer mit hoher Frequenz wiederholten passiven Übung macht
es möglich,
dass der menschliche Körper
Widerstand aufbaut, um sich an eine stärkere Einwirkung auf den Körper anzupassen.
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Zur
Durchführung
des Trainings und zur Quantifizierung der Trainingsintensität kann des
Weiteren ein Kraftsensor (nicht dargestellt) unter jeder der fußförmigen Markierungen 36 des
Trittbretts 35 angebracht werden, sodass die durch die
beiden Füße ausgeübten Kräfte für Überwachungs-
und Steuerungszwecke unabhängig
gemessen werden können.
Mit den durch die Kraftsensoren gewonnenen Daten kann das Ausmaß der Übung allmählich auf
einen für
die trainierende Person optimalen Wert eingestellt werden.
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Mit
der vorliegenden Erfindung wird die trainierende Person einer Übungslast
passiv ausgesetzt. Daher können
jetzt einige Muskelgruppen, die bei herkömmlichen Trainingsarten nicht
trainiert werden, mit dem Muskelkrafttrainingsgerät der vorliegenden
Erfindung innerhalb der kürzest
möglichen Zeit
wirksam trainiert werden. Eine trainierende Person kann die Muskelgruppen
des gesamten Körpers mit
dem Muskelkrafttrainingsgerät
der vorliegenden Erfindung fortschreitend trainieren. Mit dem passiven Muskeltraining
ermüdet
die trainierende Person weniger leicht, und kann sie ein höheres Ausmaß des Trainings
ertragen, um eine erhöhte
Muskelfaserkontraktionsfrequenz zu induzieren und entsprechend die
für das
Durchführen
einer Bewegung erforderliche Zeit zu verkürzen sowie einen neuromuskulären Zustand
genau wie denjenigen bei einem echten sportlichen Wettbewerb zu
erreichen.
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Die
vorliegende Erfindung ist mit einer bevorzugten Ausführungsform
beschrieben worden, und es ist ersichtlich, dass viele Änderungen
und Modifikationen der beschriebenen Ausführungsform durchgeführt werden
können,
ohne den Umfang und das Konzept der Erfindung zu verlassen, die
nur durch die beigefügten
Ansprüche
eingeschränkt
sein soll.
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Ein
passives, isokinetisches Muskelkrafttrainingsgerät weist eine Basis, ein sich
von der hinteren Seite der Basis aus nach oben und nach hinten erstreckendes
Rückengestell
und eine in einem in der Basis gebildeten Aufnahmeraum angebrachte
Transmissionseinrichtung auf. Ein Schiebeelement mit zwei nach vorn
gewandten Griffen ist mit dem oberen Teil des Rückengestells einstellbar verbunden.
Die Transmissionseinrichtung weist einen Motor auf, der bewirkt,
dass sich ein Hubgestell nach oben und nach unten hin und her bewegt,
sodass eine auf einem an der oberen Seite des Hubgestells vorgesehenen
Trittbrett stehende trainierende Person einer großen passiven Übungslast
innerhalb einer kurzen Zeit ausgesetzt wird. Das passive, isokinetische
Muskelkrafttrainingsgerät
ermöglicht
sowohl eine konzentrische als auch eine exzentrische Muskelkontraktion, um
die Muskelkraft der trainierenden Person stark zu verbessern. Beim
passiven Training wird der Körper der
trainierenden Person veranlasst, Übungen in einem großen Ausmaß innerhalb
einer sehr kurzen Zeitspanne durchzuführen, um die Muskelkraft zu vergrößern und
die kinetische Energie zu erhöhen.