Kräfte an der Hüfte - Das Untergurtmodell Teil 2:
Der Einbeinstand: das Turmkranprinzip

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Das Turmkranprinzip

Da das "Halteseil" für das Becken, das Maissiatsche Band, nicht an der Spitze des Femurs endet, sondern an diesem vorbei zum Unterschenkel geführt wird, ergibt sich für die Hüfte eine Analogie zu einem immer wieder beeindruckenden technischen Tragsystem, nämlich dem im Teil 1 dieser Arbeit schon erwähnten Turmdrehkran.
Von Interesse ist der Kran-Typ mit schwenkbarem Ausleger (Abb. 1), der im folgenden etwas eingehender besprochen werden soll.

Turmdrehkran mit schwenkbarem Ausleger
Abbildung 1:
Turmdrehkran mit schwenkbarem Ausleger

Üblicherweise hat ein Turmdrehkran einen durchgehenden Lastausleger, der von einem Obergurt gehalten wird. Dieses Halteseil wird über die Turmspitze geführt und gelangt zu einem Gegenausleger (Kraftausleger). Von dort führt das Seil in die Tiefe zum Turmwagen mit Ausgleichsgewicht und Winde. Es bilden sich damit im Turmoberteil 2 Dreiecke (Fachwerkfelder):

  1. Lastausleger, Turmspitze, Halteseil
  2. Turmspitze, Halteseil, Kraftausleger.

Diese Dreiecke sorgen auf Grund ihrer Unverschieblichkeit dafür, dass die starren Elemente des Systems nur Druckspannungen aufnehmen; der Zug läuft über die Seile.
Der Kraftausleger stellt den Kraftarm dar, der Lastausleger entsprechend den Lastarm. Drehpunkt des Systems ist theoretisch der Schnittpunkt der Achsen beider Ausleger. Das Produkt von Kraft und Kraftarm ergibt ein Kraftmoment, das durch das Lastmoment (Last * Lastarm) nicht überschritten werden darf. Anderenfalls knickt der Turm ab oder fällt als Ganzes um. Deshalb nimmt mit zunehmender Auslage die Tragfähigkeit ab. Wollte man das Halteseil an der Turmspitze oder am Kraftausleger (ohne diesen zurückzuspannen) festbinden, würde der Turm schon bei geringer Last abknicken, da nun das ausgleichende Kraftmoment völlig fehlt: das Lastmoment wird zum Biegemoment. Ganz biegungsfrei ist der Turm auch im Normalfall nicht, da der Lastausleger nur seitlich angelenkt werden kann. Vom Prinzip her ist der Turm aber als Druckstab gedacht.
Vergleichen wir den gezeigten Turmdrehkran mit der Hüfte (wobei es hier nicht auf die Drehfähigkeit ankommt), leuchtet zunächst ein, dass der Schenkelhals eine Art Lastausleger darstellt und der Trochanter den Kraftausleger abgeben könnte. Der Lastangriffspunkt im Becken liegt jedoch nicht am Ende des Schenkelkopfes, d. h. am Hüftgelenk, sondern etwa in Körpermitte. Der Lastausleger muss demnach bis zur Körpermitte weitergeführt werden. Damit erhalten wir einen Lastausleger, der zweiteilig ist, weil er in sich noch ein Gelenk, das Hüftgelenk, enthält.
Die Linea terminalis als krafttragende Struktur des Beckens wurde schon im 1. Teil beschrieben. Sie ist im kortikalen und spongiösen Bereich wesentlich stabiler als andere Teile des Beckens. Über die Linea terminalis wird der Lastarm bis zur Wirbelsäule weitergeführt.
Im folgenden ist zu fragen, wie ein Turmdrehkran gestaltet werden müsste, wenn z. B. aus Gründen höherer Beweglichkeit ein solcher zweiteiliger (gelenkiger) Lastausleger verlangt werden sollte. Allein vom Obergurt kann dieser Ausleger nicht mehr gehalten werden; er würde durchsacken. Folglich müsste eine Absteifung geschaffen werden, wozu man sich wieder des Fachwerks zu bedienen hätte (Abb. 2): Eine ebenfalls gelenkige Traverse wird am zweiten Gelenk des Lastauslegers etwa quer zu dessen Achse angebracht. Ein Seil wird von der Auslegerspitze über das Ende des oberen Traversenteils zum Kraftausleger und dann nach unten zur Winde geführt. Ein zweites Seil zieht von der Auslegerspitze über das untere Traversenteil zum Turm. Das obere Seil hält das Auslegersystem, das untere dient als Untergurt, so dass keine Biegung aufkommen kann. Auch das untere Seil muss über eine Winde geführt werden, denn wenn der Lastausleger angehoben wird, muss sich der Untergurt verlängern können und umgekehrt, wobei er immer unter Spannung zu halten ist.

"Umkonstruierter" Turmkran analog den Verhältnissen an der Hüfte im Einbeinstand
Abbildung 2:
"Umkonstruierter" Turmkran analog den Verhältnissen an der Hüfte im Einbeinstand: Der Lastausleger wird mit einem Gelenk versehen und über eine Hilfskonstruktion abgesteift

Wie lässt sich dieses Kranmodell auf die Hüfte im Einbeinstand übertragen? Sowohl der zweiteilige Ausleger (Schenkelhals und die Linea terminalis) als auch der untere Teil der Absteifung (Sitzbein, Außenrotatoren, Lig. sacrotuberale) sind schon im Kräfteschema des Zweibeinstandes enthalten. Neu hinzu kommt der obere Teil der Absteifung. Als oberer Traversenteil dient der äußere Teil der Darmbeinschaufel. Ihr Ende, die Crista iliaca, wird nach medial vom Lig. iliolumbale gehalten, nach lateral zieht das Halteseil für das ganze System über den Trochanter in die Tiefe zum Unterschenkel. Das Halteseil darf analog zum Turmkran auf keinen Fall bereits am Trochanter enden (wie es das Pauwels-Modell vorsieht), weil dann Biegung im Rest des Beines anliegen würde. Es kommt also nur das Maissiatsche Band in Frage. Das Gelenk der Traverse entspricht der Epiphyse, die durch die Pfanne läuft.

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