Crosstrainer

gelenkschonendes und effektives Ganzkörpertraining

Was ist ein Crosstrainer?

Ein Crosstrainer, auch Ellipsentrainer genannt, ist ein Sportgerät für das Ausdauertraining, zum Training der Fitness in Fitnessstudios, für den Heimgebrauch und zum Einsatz in Therapieeinrichtungen. Gegenüber diversen anderen Fitnessgeräten, ist der Crosstrainer aufgrund seiner Bauweise und seiner Funktionen für ein Ganzkörpertraining geeignet.
Wie ist der Bewegungsablauf beim Crosstrainer?
Crosstrainer Heckantrieb
Beispiel: Crosstrainer mit Heckantrieb
Grob gefasst umschreibt das Bewegungsmuster auf einem Crosstrainer die gekreuzte Gesamtbewegung des Trainierenden. Das heißt der Trainierende bewegt gegenläufig durchgehend Arme und Beine. Wobei die Bewegung der Beine eine Ellipse beschreibt. Damit kann das Training mit dem Crosstrainer sowohl das Joggen, das Walken als auch das Gehen imitieren. Je nach Crosstrainer-Modell und Einstellungsmöglichkeiten am Crosstrainer selbst lässt sich der Bewegungsablauf dahingehend anpassen. Aktuell gibt es am Markt verschiedene Crosstrainer mit unterschiedlichen Schwerpunkten. Grundsätzlich bestehen alle Crosstrainer aus mindestens einem Korpus mit einem Schwungrad an Front- oder Heckseite, zwei Armstangen und deren Übergang in zwei horizontal angelegten Verbindungsstangen mit aufgesetzten Trittflächen.
Crosstrainer vs. Ellipsentrainer Crosstrainer und Ellipsentrainer bezeichnen ein uns dasselbe Fitnessgerät. Auf dem Markt gibt es unterschiedliche Definitionsansätze dazu. Nichts davon ist jedoch statuiert und bewiesen. Jedoch ist sicher, dass alle Crosstrainer eine elliptische Bewegungsführung und alle Ellipsentrainer eine gekreuzte (deutsch für „cross“) Körperbewegung haben. Beide Begriffe können dementsprechend gleichbedeutend verwendet werden. Und da es sich um nicht geschützte Begriffe handelt, werden sie von Herstellern uneinheitlich benutzt. Der in Deutschland gebräuchliche Begriff ist Crosstrainer. Die Definition Ellipsentrainer ist die eingedeutschte Variante des im amerikanischen Bereich gebräuchlichen Elliptical (Cross-) Trainer. Bei deutschem Markteintritt größerer amerikanischer Fitnessgeräte-Hersteller wurde diese Bezeichnung mit Ellipsentrainer übernommen. Beide Begriffe sind gebräuchlich, weisen aber keine nennenswerten Unterschiede auf.
Heckantrieb vs. Frontantrieb
Crosstrainer Heckantrieb
Beispiel: Crosstrainer mit Frontantrieb
Tatsächlich aber gibt es einen Unterschied zwischen frontgetriebenen und heckgetriebenen Crosstrainern. Die frontgetriebenen Geräte haben meist eine flachere und längere Bewegung. Beim Training äußert sich das in einer ebenfalls flacheren Ellipse und in einem dadurch angenehmeren Lauf. Konstruktionsbedingt lassen sich bei diesen Geräten außerdem geringere Pedalabstände realisieren. Das kommt dem Joggen, Walken und Gehen sehr nah. Crosstrainer mit der Schwungmasse hinten haben zwar meist einen etwas größeren Pedalabstand, sind dafür aber kürzer. Außerdem kann die Bewegung „höher“ sein. So werden auch andere Muskeln trainiert.

Training mit dem Crosstrainer

Der Crosstrainer bietet dem Trainierenden eine natürliche Bewegung, die dem joggen, laufen, walken und gehen sehr nahe kommt. Während jedoch in der Natur oder auch auf dem Laufband durch genau diese Bewegung immense Kräfte auf die Gelenke wirken, wird dies beim Crosstrainer durch die nahezu schwebende Bewegung aufgefangen. Die Aufprallenergien müssen hier nicht durch die Gelenke des Körpers abgedämpft werden. Trotz der imitierten Laufbewegung arbeitet der Crosstrainer ohne Rückstöße und ist damit als sehr gelenkschonend zu bezeichnen. Durch die geführte Bewegung ist er zudem einfach in der Bedienbarkeit, dass selbst Untrainierte die Bewegung korrekt ausführen können. Fehler werden vermieden und das Verletzungsrisiko minimiert. Crosstrainer mit Verstellmöglichkeit der Schrittlänge sind zudem abwechslungsreich im Trainingsstil und für mehrere Personen unterschiedlicher Körpergröße geeignet. Je geringer der Abstand zwischen den Pedalen um so natürlicher und effektiver ist das Training.
Was wird trainiert? Das Training mit dem Crosstrainer umschreibt ein ganzheitliches Training. Sowohl Unter- als auch Oberkörper werden in das Training mit einbezogen. Der Oberkörper kann dabei passiv oder aktiv mitwirken. Ohne Zug und ohne Druck auf die Armstangen wird eine Mobilisierung des Rückens hervorgerufen, wobei durch das Rotieren der Wirbelsäule die anliegende Muskulatur gelockert wird. Werden die beweglichen Armstangen aktiv durch Zug und Druck mit bewegt, wird zusätzlich die Muskulatur im Oberkörper aktiv beansprucht. Grundsätzlich sind es die folgenden Hauptmuskeln, die beim Training mit dem Crosstrainer gefordert sind.

Oberkörper:
Beanspruchte Muskeln im Oberkörper
Beanspruchte Muskeln im Oberkörper
  • Schultergürtel
  • Armbeuger (Biceps)
  • Armstrecker (Triceps)
  • Brust (Pectoralis Minor und Major)
  • Rücken (Trapez, Lattisimus und Rhomboiden)
  • in Stütz- und Haltefunktion die untere Rückenmuskulatur und die Bauchwand



Unterkörper:
Beanspruchte Muskeln im Unterkörper
Beanspruchte Muskeln im Unterkörper
  • Gesäß (Gluten)
  • Beinbeuger (Biceps Femoris)
  • Beinstrecker (Quadriceps Femoris)
  • Adduktoren (Oberschenkelinnenseite)
  • Abduktoren (Oberschenkelaußenseite)
  • Schienbein (Tibialis Anterior)
  • Wade (Triceps Surae)


Die Beanspruchung der Muskulatur des Unterkörpers wurde in einer Studie durch die Anwendung von Elektromyographie untersucht.
Elektromyographie
Beispiel einer Elektromyographie
Beispiel einer Elektromyographie
In einer Studie der Technischen Universität München wurde in der Fakultät für Sport- und Gesundheitswissenschaften, Fachgebiet für Biomechanik und Sport die Aktivität der Muskulatur der unteren Extremitäten untersucht. An 5 verschiedenen Crosstrainern mit unterschiedlicher Bauweise wurde zum einen die Muskelbelastung und zum anderen die Muskelaktivität gemessen. Dabei wurden 11 Muskeln aus folgenden drei Muskelgruppen betrachtet. Die Ischiocrurale Muskelgruppe, bestehend aus den Muskeln der Oberschenkelrückseite (Biceps Femoris) und dem Gesäß (m. gluteus maximus), der m. quadriceps femoris bestehend aus den drei Muskeln der Oberschenkelvorderseite, dem m. triceps surae, bestehend aus der Wadenmuskulatur und dem Tibialis Anterior, dem vorderen Schienbeinmuskel . Um eine Aussage über die Muskelbelastung treffen zu können, wurde ein MVC (maximal voluntary contraction) durchgeführt. Unter maximaler Anspannung des mit EMG Elektroden beklebten Muskels wurde dabei das EMG Signal gemessen und mit 100% festgesetzt. Anhand dieser Referenz konnte eine Einschätzung getroffen werden, wie aktiv die Muskulatur der unteren Extremitäten in Relation zu seiner Maximalkraft ist. Die Interpretation der Muskelaktivität folgte dem Schema „mehr Aktivität, höherer Trainingsreiz“.
Die muskuläre Belastung in Relation zur Maximalbelastung war bei allen 5 Crosstrainern in der Wadenmuskulatur (m. trizeps surae) am höchsten, gefolgt von der Oberschenkelvorderseite (m. quadriceps femoris), dem Po (m. gluteus maximus), der Schienbeinmuskulatur (m. tibialis anterior), der Oberschenkelrückseite (ischiorurale) und dem Kniestabilisator (m. Tensor fasciae latae). Unterschiede in der Reihenfolge gab es je nach Bau- und Funktionsweise zwischen Gesäß und Oberschenkelvorderseite und Schienbein und Oberschenkelrückseite.
Die Muskelaktivität wird durch das Aktivitätsniveau, dem integrierten Oberflächensignal gemessen. Entscheidend ist dabei die Gesamtaktivität der Muskelgruppen, bzw. der Muskel. Mit Abweichungen entspricht das Aktivitätsniveau der muskulären Belastung. Die Muskelgruppen triceps surae und quadriceps femoris arbeiten mit höchster Aktivität, gefolgt vom Schienbeinmuskel m. tibialis anterior, der m. Tensor fasciae latae arbeitet mit niedrigster Aktivität. Der fehlende Gesäßmuskel m. gluteus maximus und die ischiocrurale Muskelgruppe variieren auf den Plätzen 4 und 5, abhängig von der Bau- und Funktionsweise des Crosstrainers.
Druckmessung Ebenfalls in o.g. Studie wurde eine Druckmessung am Fuß durchgeführt. Dabei wurde der gemittelte Maximaldruck unter dem gesamten Fuß, dem Vorfuß und dem Rückfuß ermittelt. Die statistische Auswertung ergab allerdings keine nennenswerten Unterschiede bei den Crosstrainern untereinander. Die Vorderfußbelastung ist im Mittel ein wenig höher als die Rückfußbelastung. Die Druckbelastung liegt dabei zwischen 17 und 20 N/cm². Signifikante Unterschiede entstanden erst im Vergleich zur Kategorie Laufbänder.
Trainingsziele Das Ganzkörpertraining mit dem Crosstrainer beansprucht den Unter- und Oberkörper. Dabei wird eine große Anzahl von Muskeln aktiviert. Die hohe Masse aktivierter Muskeln bewirkt einen höheren Kalorienverbrauch. Je mehr Muskeln in Bewegung sind, um so intensiver der Stoffwechsel und um so höher die Fettverbrennung. Neben dem Gewichtsverlust trainiert der Crosstrainer die Ausdauer und die Kraft. In Imitation zu Joggen, Walken und Gehen wird hierbei die Kondition gestärkt und der Ermüdungswiderstand des Körpers verbessert. Das Training kräftigt die Beinmuskulatur und durch aktives Zug- und Druckverhalten des Oberkörpers wird auch hier eine Kräftigung dessen hervorgerufen. Bewegt sich der Oberkörper passiv, wird eine Lockerung des Rückens herbeigeführt. Der Bewegungsablauf ist zwar durch die Führung von Armstangen und Pedalsystem vorgegeben, doch kann das Training durchaus abwechslungsreich gestaltet werden. Ein koordinatives Trainingsziel wird mit einer abwechselnden Bewegungsführung erreicht. Der Nutzer kann vorwärts oder rückwärts trainieren. Durch Änderung der Bewegungsrichtung werden die aktiven Muskeln in unterschiedlicher Reihenfolge beansprucht. Neue Trainingsreize werden gesetzt und das Training wird dadurch anspruchsvoller.

Die Technik im Crosstrainer

Das Bremssystem Innerhalb der Kategorie Crosstrainer gibt es Heimtrainer und Ergometer. Diese unterscheiden sich grob in einer Leistungsangabe in Watt. Ist die Wattanzeige am Crosstrainer vorhanden spricht man von einem Ergometer, ist diese nicht vorhanden spricht man von einem Heimtrainer. Um jedoch eine Leistungsangabe in Watt zu erhalten, ist das Bremssystem und die Funktionsmöglichkeit des Crosstrainers von Bedeutung. Ergometer werden in der Regel magnetisch über einen Dauermagneten oder über eine elektrische Spule gebremst. Während beim Ergometer die Bremskraft immer motorisch verstellt wird, wird sie beim Heimtrainer manuell über ein Stellrad variiert. Es gibt auch motorisch verstellbare Heimtrainer, die jedoch konstruktionsbedingt keine Wattanzeige haben. Der Vorteil einer Wattanzeige liegt in einem gesundheitsorientierten Training und in der Nutzung zu Therapiezwecken.
Das Magnetbremssystem (manuell verstellbar) - Heimtrainer Die Bremskraft wird über ein mechanisches Stellrad oder einem Drehknopf variiert. Dabei wird ein Dauer-/Permanentmagnet über ein Drahtseil zur Schwungmasse näher oder weiter weg bewegt. Die Schwungmasse wird dann durch das Magnetfeld gebremst. Durch die mechanische, ungenaue Verstellung und den schwankenden Stärken der eingesetzten Magnete (in der Produktion nicht gleichmäßig herstellbar), ist eine Eichung solcher Geräte nicht möglich. Die Bremsstufen sind daher nur mit Zahlen gekennzeichnet, denen aber keine reproduzierbare Bremskraft zugeordnet werden kann. Meist spricht man dann von Widerstandsstufen. Das manuell verstellbare Magnetbremssystem benötigt eine externe Stromzufuhr.
Das Magnetbremssystem (motorisch verstellbar) – Heimtrainer / Ergometer Hierbei wird die Bremskraft motorisch über einen Impuls des Computers oder per Tastendruck des Benutzers durch einen Elektromotor reguliert. Dabei wir in einer exakt voreingestellten, reproduzierbaren Genauigkeit der Abstand des Dauer-/Permanentmagneten zur Schwungmasse eingestellt. Der Crosstrainer kann dadurch mit einem Messplatz geeicht werden. Dieser misst die reale Bremskraft an den Pedalarmen. Beim Crosstrainer Ergometer wird diese dann durch eine Wattanzeige direkt abgerufen, während bei einem Heimtrainer diese Anzeigefunktion fehlt. Um als Ergometer am Markt bezeichnet zu werden, muss der Crosstrainer den Anforderungen der DIN EU 957-1/5 HA entsprechen - Deutsche Industrienorm (DIN) und die Europäische Norm (EU) für den Heimgebrauch (H) Klasse A für Ergometer (A) – Das heißt er muss sowohl eine Wattanzeige haben, als auch die erlaubte Abweichung angezeigter zu tatsächlicher Leistung bis 50W +/-5% und ab 50W +/-10% nicht überschreiten. Das motorisch verstellbare Magnetbremssystem benötigt eine externe Stromzufuhr.
Das Induktionsbremssystem (Wirbelstrombremse) - Ergometer Bei einer Induktionsbremse wird die Bewegung zur Schwungmasse auch durch ein Magnetfeld hervorgerufen, jedoch nicht durch einen Dauer-/Permanentmagneten, sondern durch eine Wirbelstrombremse, eine elektrische Spule, die ein Magnetfeld über einen bestimmten Stromfluss/Induktionssystem induziert. Die Bremsleistung kann hierbei durch Änderung der elektrischen Spannung an der Spule verstärkt oder abgeschwächt werden. Je mehr Spannung desto größer das Magnetfeld. Da hat zur Folge, dass die Bremskraft real gemessen und der Ergometer mit einem Messplatz geeicht werden kann. Dieser misst ebenfalls die reale Bremskraft an den Pedalarmen. Auch hier gelten die Anforderungen der DIN EU 957-1/5 HA. Die elektronische Steuerung der Induktionsspule ermöglicht dabei eine Leistungsangabe in Watt und eine sehr präzise und drehzahlunabhängige Leistungssteuerung. Die Leistung ist dementsprechend nicht abhängig von der Drehzahl. Sollte eine bestimmte Wattzahl vorgegeben werden, ändert sich die Bremsstufe selbständig, indem sich die Bremskraft im Verhältnis zur Tretgeschwindigkeit reguliert. Das Induktionsbremssystem benötigt eine externe Stromzufuhr.
Das Generatorbremssytem Bei einem Generatorbremssystem verhält es sich ähnlich wie bei einem Induktionsbremssystem. Nur das der benötigte Strom für Brems- und Computereinheit durch die Generatorbremse selbst erzeugt wird. Eine zusätzliche externe Stromzufuhr ist nicht mehr notwendig.
Die Schwungmasse Die Schwungmasse ist ein Bestandteil des Crosstrainers. Sie verleiht den Pedalen bei der Umkehrbewegung den richtigen Schwung. Während vom oberen Umkehrpunkt, durch Kraft und Körpergewicht das Pedal nach unten gebracht wird, sorgt die Schwungmasse dafür, den bis zum unteren Umkehrpunkt verlorenen Schwung wieder auszugleichen. Die Schwungmasse beschreibt dabei das Schwungrad mit dem Pedalsystem. Das Gewicht der Schwungmasse ist dabei jedoch nicht maßgeblich. Viel mehr Einfluss auf die Qualität des Trainings mit dem Crosstrainer und damit auf eine runde und angenehme Bewegung haben die verbesserten Techniken der Bremssysteme, die exakt aufeinander abgestimmten Gelenkkonstruktionen und das optimale Übersetzungsverhältnis. In einer Studie der Technischen Universität München wurde in der Fakultät für Sport- und Gesundheitswissenschaften, Fachgebiet für Biomechanik und Sport (11/2015) z.B. festgestellt, dass Crosstrainer deren Schwungmasse über den Trittflächen liegt, einen höheren Kalorienverbrauch bieten und der Trainierende daher beim Abnehmen schnellere Erfolge hat. Dementsprechend ist beim Crosstrainer die Schwungmasse nicht unbedingt im Einzelnen zu betrachten, das Augenmerk liegt vielmehr auf Konstruktion und der Bewegungsqualität im Ganzen. Daher verzichten mittlerweile viele Hersteller auf die Angabe der Schwungmasse.
Der Trainingscomputer
Beispiel eines Trainingscomputers
Beispiel eines Trainingscomputers
Um das Training auf einem Crosstrainer motivierend zu gestalten, bieten Trainingscomputer Abwechslung. Dabei können Programme und Anzeigen sowohl auf LCD, TFT aber auch auf LED Displays abgerufen werden. Während es Trainingscomputer gibt, die ausschließlich Trainingswerte anzeigen, gibt es erweiterte Computer, bei denen Trainingswerte vorgegeben werden können, die akustische und visuelle Warnsignale von sich geben bis hin zur Selbstregulation von vorgegebenen Trainingswerten. Angezeigte Werte sind in der Regel Zeit, Trittfrequenz, Geschwindigkeit, Trainingsstrecke (Distanz), Kalorienverbrauch, Herzfrequenz, Widerstandsstufe und/oder Watt. Um das Training individueller zu gestalten, bieten viele Trainingscomputer die Möglichkeit, Zeit, Entfernung, Wattober- und -untergrenze und Pulsober- und -untergrenze vorzugeben. Im Bestfall werden Puls und Watt vom Computer reguliert, d.h. bei Unter- oder Überschreitung angepasst.
Viele Computer verfügen auch über Schnittstellen und zusätzlicher PC Software, über die Trainingsinhalte gezogen und ausgewertet werden können, auch existieren bereits App-gesteuerte Trainingsprogramme. Wichtig ist, dass der Trainingscomputer übersichtlich, selbsterklärend und mit großen und jederzeit erreichbaren Tasten ausgestattet ist. Sollten mehrere Personen trainieren, ist ein Benutzerspeicher von Vorteil.
Die Pulsmessung Der richtige Puls ist für ein gesundheitsorientiertes Training unabdingbar. Nur über die Herzfrequenz kann der Belastungszustand des Körpers während des Trainings kontrolliert werden. Um die Herzfrequenz zu messen gibt es drei Varianten. Ohrclip und Handpulssensoren dienen dabei nur einer gelegentlichen Überprüfung der Herzfrequenz, da sie hohe Abweichungsquoten haben und von Übertragungsstörungen gekennzeichnet sind. Bei den Handpulssensoren kommt hinzu, dass sie bei Crosstrainern größtenteils an den festen Handgriffen platziert sind und bei einer durchgehenden Kontrolle den alternierenden Bewegungsablauf unterbrechen würden. Die realistischste Herzfrequenskontrolle wird mit einem Brustgurt erreicht. Dabei werden die EKG genauen Daten kabellos vom Brustgurt zum Trainingscomputer übertragen. Der Brustgurt wird auf Brusthöhe um den Rumpf gelegt.