Optimale Trittfrequenz beim Radfahren: Wissenschaftliche Erkenntnisse

Unter Trittfrequenz versteht man die Anzahl der kompletten Kurbelumdrehungen pro Zeiteinheit, in der Regel pro Minute. Die Trittfrequenz definiert also, wie oft sich die Tretkurbel in einer Minute um 360° dreht. Die Zahl der Umdrehungen pro Minute wird mit dem Kürzel rpm (revs per minute = Drehungen pro Minute) angegeben. Je schneller ein Fahrer in die Pedale tritt, desto höher ist die Trittfrequenz.

Allerdings gibt es verschiedene Aspekte, die bei der optimalen Trittfrequenz berücksichtigt werden müssen, etwa die Länge der Strecke, Steigungen, Ebenen oder Abhänge. Um eine Strecke möglichst schnell zu bewältigen, sind demnach das optimale Verhältnis von Kraftaufwand und Ausdauer wichtig, welches die Trittfrequenz anzeigt.

Was ist die optimale Trittfrequenz?

Die ersten Studien zur „optimalen“ Trittfrequenz gab es 1929. Seitdem ist es unter anderem die „frei gewählte Trittfrequenz“ (FGT), die im Fokus der Forschungen steht. Laut vieler Studienergebnisse erhöht sie sich bei ansteigender Leistung. So wählten die Probanden, trainierte Fahrer, in einer Studie von Hansen (2002) bei 150 Watt eine durchschnittliche Trittfrequenz von 75. Bei 250 Watt eine von 82.

Etwas anderes ist die sogenannte „optimale Trittfrequenz“, die landläufig auch oft als „der runde Tritt“ bezeichnet wird. So wurde in einer US-amerikanischen Studie aus 2006 der Einfluss auf die Zeitfahrleistung untersucht. Die Strecke war rund acht Kilometer lang.

Ergebnisse der Studie:

Die Athleten, die mit einer durchschnittlichen Trittfrequenz von 83 unterwegs waren, waren um rund neun Prozent schneller als die Fahrer jener Gruppe, die mit einer Durchschnittsfrequenz von 92 fuhren. Die Teilnehmer mit einer 101er Frequenz waren wiederum um rund elf Prozent langsamer als jene aus der 92er-Gruppe. Fazit: Die Weisheit „schneller treten ist ökonomischer“ ist demnach nicht haltbar.

Einflussfaktoren auf die optimale Trittfrequenz

Die „optimale Trittfrequenz“ wird unter anderem vom maximalen Sauerstoffaufnahmevermögen beeinflusst. Und von der Position und Bewegung des Oberkörpers: Am Berg ist bei vielen Radfahrern eine vermehrte Bewegung des Oberkörpers und eine aufrechtere Sitzposition zu beobachten. Die Erklärung dafür: eine effektivere Wirkungsweise der Hüftmuskulatur. Auch deshalb ist die richtige Sitzposition so wichtig.

In der Theorie hat die eingesetzte Kraft immer nur, wenn sie im 90 Grad Winkel zur Kurbel wirkt, den optimalen Wirkungsgrad. Betrachtet man die Sitzposition auf dem Rad, betrifft dies zwei Kurbelpositionen, bei 90 und 270 Grad.

Viele Studien an Radfahrern haben gezeigt, dass die überwältigende Mehrheit von ihnen in der „Zugphase“, zwischen 180 und 360 Grad, nicht am Pedal zieht. Die Zugphase zu betonen kann jedoch den Wirkungsgrad erhöhen. Andererseits haben EMG-Studien jedoch auch gezeigt, dass bei einem erhöhten Wirkungsgrad in der Regel auch die Muskelaktivität erhöht ist - somit wird dann mehr Energie benötigt. Wieder zeigt sich: Es gibt keine allgemeingültigen Empfehlungen, sondern „der optimale Tritt“ ist höchst individuell.

Die Trittfrequenz wird unter anderem auch von der Laktatkonzentration im Blut und der Herzfrequenz während der Belastung beeinflusst. Eine Studie von Suzuki (1979) zeigte, dass sich zwischen Probanden mit einem extrem hohen Anteil an FT-Fasern (schnell zuckende Muskelfasern) und Probanden mit einem extrem hohen Anteil an ST-Fasern (langsam zukkende Muskelfasern) Unterschiede des Wirkungsgrades bei 100 Umdrehungen pro Minute zeigten: Probanden mit einem hohen Anteil von FT-Fasern erzielten einen signifikant höheren Wirkungsgrad als jene mit einem hohen Anteil an ST-Fasern. Bei einer Trittfrequenz von 60 ergab sich kein signifikanter Unterschied im Wirkungsgrad. Suzuki folgerte daraus, dass langsame Muskelfasern bei einer hohen Trittfrequenz einen geringeren Wirkungsgrad, bei einer niedrigeren dagegen einen höheren Wirkungsgrad aufweisen als schnelle Fasern.

Interview mit Prof. Dr. Louis Passfield

Um Abhilfe zu schaffen, hat owayo dem Trainingsexperten Professor Louis Passfield die wichtigsten Fragen zum Thema der optimalen Trittfrequenz gestellt. Die überraschenden Antworten finden Sie hier.

Prof. Dr. Louis Passfield ist einer der führenden Radsport-Experten weltweit. Er betreute die Vorbereitungen für das britische Radsportteam, unter anderem während mehrerer Weltmeisterschaften, der Commonwealth Games und auch der Olympischen Spiele 1992 (Barcelona), 1996 (Atlanta) und 2008 (Beijing). Heute lehrt Passfield an der University of Kent; seine Forschungsschwerpunkte sind Training, Mentoring und Hochleistung im Radsport, sowie insbesondere das Thema Trittfrequenz.

owayo: Mr Passfield, Sie sind einer der führenden Forscher zum Thema Trittfrequenz. Gleichzeitig haben Sie in den vergangenen Jahren das britische Radsportteam bei verschiedenen Turnieren und Wettbewerben, unter anderen den Olympischen Spielen, betreut.

Prof. Dr. Louis Passfield: „Ich denke, das Thema Trittfrequenz ist ein Beispiel, bei dem die Ergebnisse der Radsportler seit langem tatsächlich maßgeblich sind. Die Forschung hat bis in die 1970er Jahre die Meinung vertreten, dass Radfahrer viel schneller in die Pedale traten, als aus einer physiologischen oder wissenschaftlichen Perspektive als effizient gegolten hätte. Dennoch sahen Forscher sogar damals bereits ein, dass sie das Thema zu vereinfachend betrachteten.

„Ja, es gibt sogar eine sehr wichtige und gute Beziehung zwischen beiden Faktoren. Erfahrene Radfahrer sind damit allerdings intuitiv vertraut. Unerfahrene Radfahrer profitieren von Unterweisungen, die ihnen helfen eine effektive Trittfrequenz zu finden, die ihre Leistung maximiert. Die meisten erfahrenen Radfahrer wissen meist annähernd, wo diese liegt. Chris Froome und Nairo Quintana sind zwei aktuelle Beispiele für sehr unterschiedliche Trittfrequenzen, die allerdings beide zum Erfolg führen. Während Froome bei Anstiegen eine Trittfrequenz von 100 rpm erzeugt, arbeitet Quintana bei denselben Bedingungen mit 75 rpm.

„Das ist eine Frage, die man wissenschaftlich nur sehr schwer beantworten kann. Meine Vermutung ist, dass der Unterschied teilweise in der individuellen Veranlagung der Fahrer liegt, dass also Froome und Quintana grundlegend verschiedene Stile haben, weil sie physiologisch verschieden veranlagt sind. Jedoch vermute ich auch, dass beide Fahrer große Arbeit in ihr Training investiert haben, um ihre verschiedenen Stile zu optimieren. Es gibt also keine allgemeingültige Aussage, die für jeden funktioniert, und beide zeigen uns das auf sehr schöne Art, wenn wir sie vergleichen.

„Ja, wie bereits angedeutet, denke ich, dass es aus wissenschaftlicher Perspektive betrachtet ein überraschend komplexes Thema ist. Tatsächlich finden Fahrer und Trainer ihr individuelles Ideal durch Erfahrung und Intuition.

„Die Schnelligkeit oder Kraft, die man zu erzeugen versucht, ist vermutlich der erste Faktor. Der zweite ist, wie lange man versucht zu fahren. Die optimale Trittfrequenz für sehr hohe Sprintleistungen ist weitaus höher als für Fahrer, die mit niedrigerer Frequenz ausdauernder fahren.

„Typischerweise neigen Hobbyradfahrer dazu, viel langsamer zu pedalieren als erfahrene Radfahrer. Ein Grund könnte sein, dass es teilweise an ihrer Fitness liegt. Daher denke ich, dass Hobbyradfahrer mit steigender Erfahrung und Fitness ihre individuell optimale Trittfrequenz verbessern. Professionelle Radfahrer ‚trainieren‘ häufig, indem sie bei einem niedrigen Gang möglichst schnell in die Pedale treten. Ich denke, das könnte einem aufstrebenden Hobbyradfahrer helfen. Dennoch ist der Hauptantrieb eines Rades die Kraft, die sein Fahrer erzeugt. Ob er das auf schnelle oder langsame Weise tut, ist nur sekundär für die Frage, wieviel Kraft man erzeugt. Daher ist in erster Linie zu beachten, wie schnell man mit welchem Kraftaufwand vorankommt.

„Für diese Frage gibt es keine spezifische Laborprüfung, die ich empfehlen würde. Wir können Laborwerte heranziehen und Vermutungen anstellen, aber sie werden nicht wertvoller sein, als zuerst ein Gespräch mit einem erfahrenen Fahrer oder Trainer zu führen. Für den Anfang würde ich empfehlen mit verschiedenen Trittfrequenzen zu experimentieren und herauszufinden, was sich richtig anfühlt. Damit eine Weile zu trainieren und daraufhin auf Basis der eigenen Wahrnehmung, was individuell am besten funktioniert, daran zu feilen. Die richtige Trittfrequenz kann jeder Rennradfahrer nur individuell herausfinden.

Ist es denn sinnvoll, die Trittfrequenz zu trainieren?

„Ja, ich bin mir ziemlich sicher, dass die meisten Profiradfahrer ihre Trittfrequenz trainieren, typischerweise um sich bei einer höheren Trittfrequenz wohler zu fühlen. Grob gesagt, je fitter man ist, desto mehr Kraft kann man erzeugen und desto höher sollte die Trittfrequenz ausfallen. Zudem kann man mit zunehmender Fitness länger fahren und profitiert hierbei wiederum von einer höheren Trittfrequenz. Diese höhere Trittfrequenz auszuhalten, erfolgt nicht zwingend auf natürliche Art und Weise.

Wir bedanken uns herzlich bei Professor Louis Passfield für das äußerst aufschlussreiche Interview.

Tipps zur Findung der optimalen Trittfrequenz

1. Die individuell optimale Trittfrequenz kann nur durch Ausprobieren gefunden werden. Daher sollten Sie unbedingt auf Ihre eigene Wahrnehmung achten, was sich für Sie individuell gut anfühlt! Finden Sie heraus, wie schnell Sie mit welchem Kraftaufwand vorankommen und wofür Ihre Kraft ausreicht. Anschließend können Sie ausgehend von diesen Ergebnissen an Ihren Werten feilen.
2. Mit niedrigeren Gängen zu fahren erfordert einen höheren Kraftaufwand. Bei größerem Widerstand in die Pedale zu treten, ist anstrengend und trainiert bei ausdauerndem Fahren eigene Fitness. Dabei spielt es erst in einem zweiten Schritt eine Rolle, wie schnell Ihnen das gelingt, wichtig ist zunächst das fordernde Training mit Widerstand.
3. Wenn es Ihnen gelungen ist, möglichst flüssige Bewegungen in niedrigen Gängen zu erzeugen, können Sie dazu übergehen, an ihrer Trittfrequenz zu feilen, indem Sie versuchen, schneller zu werden. Auch hier sollten Sie jedoch auf den eigenen Körper achten und keine Frequenzen erzeugen, die sich schlecht anfühlen oder jenseits von 80-105 rpm liegen.

Trainingstipps zur Maximierung der eigenen VO2max

• Sweet Spot: Dieser liegt zwischen 83 und 97 Prozent der Functional Threshold Power. Ein Beispiel: 3 × 10-Minuten-Intervalle bei 90 bis 95 Prozent der FTP. Pausenlänge: je 5 Minuten im KB.
• VO2-Max-Intervalle: 3 - 6 x 5 Minuten mit 110 bis 120 Prozent der FTP.
• HIIT-Intervalle: 4 - 7 x 15 Sekunden All-Out-Sprints.

Trittfrequenz-Training

Effizient mit hoher Kadenz zu pedalieren, kann man lernen. Zum Beispiel mit diesen Übungen.

1. Trittfrequenz-Pyramide

Bei dieser Übung steigern Sie kontinuierlich die Trittfrequenz bis zu einem Höhepunkt, um dann in gleichen Zeitintervallen wieder langsamer zu pedalieren.

BEISPIEL:

• 15 Minuten Warmfahren
• 30 Sekunden 90 Umdrehungen/Minute
• 30 Sekunden 100 Umdrehungen/Minute
• 30 Sekunden 110 Umdrehungen/Minute
• 30 Sekunden 120 Umdrehungen/Minute
• 30 Sekunden 110 Umdrehungen/Minute
• 30 Sekunden 100 Umdrehungen/Minute
• 30 Sekunden 90 Umdrehungen/Minute

Danach zehn Minuten "normales" Pedalieren und ggf. weitere Durchgänge. Achten Sie darauf, dabei nicht im Sattel zu hüpfen.

2. Einbeiniges Pedalieren

Diese Übung können Sie sehr gut in eine lockere GA1-Ausfahrt integrieren. Klicken Sie mit einem Bein aus dem Pedal aus und treten Sie bei mittlerer Intensität eine Minute einbeinig mit 90 bis 110 Umdrehungen. Wechseln Sie anschließend das Bein. Gönnen Sie sich fünf Minuten aktive Erholung, bevor Sie erneut nacheinander einbeinig pedalieren. Insgesamt drei bis fünf Wiederholungen je Seite. Die Übung schult auch intensiv die Hubphase und den "runden Tritt". Achten Sie auf saubere Ausführung und versuchen Sie, ruhig im Sattel sitzen zu bleiben.

Die richtige Übersetzung am Berg

Eine Trittfrequenz zwischen 90 und 110 Umdrehungen pro Minute ist aus biomechanischer und physiologischer Sicht beim Rennradfahren ideal. "Wenn die Frequenz am Berg auf 80 absinkt, ist das völlig normal", sagt Uli Plaumann, "weniger als 70 Umdrehungen pro Minute sollten es aber auf Dauer nicht sein." Das ist nicht bloß eine Erkenntnis aus dem Elfenbeinturm der Sportwissenschaft, sondern gelebte Praxis, wie ein Blick auf die Radprofis beweist: dauerhaft hohe Kadenzen, selbst bergauf kreiseln die Beine im Nähmaschinen-Tempo besonders eindrücklich zu sehen bei Top-Fahrern wie Primoz Roglic und Tadej Pogacar.

Doch warum genau sind leichte Gänge und hochfrequentes Treten eigentlich so empfehlenswert? "Man muss für dieselbe Geschwindigkeit etwas weniger Watt treten", erklärt Sportwissenschaftlerin Plaumann, "ausführlicher ausgedrückt: Die hohe Kadenz ist energetisch hocheffizient, denn die Tretbewegung entsteht durch Anspannen und Entspannen von Muskeln - je schneller man pedaliert, umso kürzer werden die Muskeln angespannt. Das bedeutet, die einzelne Belastung ist geringer, die Muskeln ermüden nicht so schnell wie bei langsamen Bewegungen mit hohem Krafteinsatz. Und: Das Blut kann besser zirkulieren und so schneller Sauerstoff heranbringen und ‚Abfallstoffe‘ wie Laktat abtransportieren."

Ein weiteres Argument für kleinere Gänge und hohe Trittfrequenzen: Die schnellen, dafür aber weniger kraftintensiven Bewegungsabläufe schonen die Gelenke. Dies ist besonders wichtig für Menschen, die zum Beispiel unter Knieproblemen leiden. Aber auch Rennradneulinge oder -wiedereinsteiger, deren radsportspezifische Muskulatur sich noch im Aufbau befindet, profitieren von leichten Gängen.

"Ein Gelenk ist nur so stark wie die Muskulatur um es herum", sagt Sportwissenschaftlerin Ulrike Plaumann. "Wer nun ohne eine stabile Muskulatur kraftintensiv pedaliert, kann seinen Gelenken Schaden zufügen - auch in jungen Jahren."

Die folgende Tabelle bietet dafür eine Orientierung.

Die Tabelle zeigt für einige verbreitete Übersetzungen aus kleinem Kettenblatt und größtem Ritzel die Geschwindigkeit sowie die notwendige Leistung, um bei 10 Prozent Steigung eine effiziente Kadenz von 80 zu treten - als Orientierung, damit Sie Ihre individuell passende Bergübersetzung finden können.

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