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Kunstarm.
Die Erfindung betrifft einen Kunstarm, der an dem Stumpf eines menschlichen Armes angebracht werden soll, um den Unterarm mit der Hand zu ersetzen.
Der Zweck der Erfindung ist, einen Unterarm samt Hand zu schaffen, in dem die Bewegung der verschiedenen Teile die Bewegung der entsprechenden Körperglieder derart beeinflusst, dass der Besitzer des Kunstarmes das Fehlen des natürlichen Armes kaum erkennen lässt.
Auf der Zeichnung ist Fig. 1 eine Vorderansicht eines Mannes mit einem solchen Kunsstarm.
Fig. 2 ist die entsprechende Seitenansicht. Fig. 3 ein abgebrochener Teilschuitt durch den Arm nach Linie 3-3 in Fig. 4. Fig. 4 ist ein der Fig. 3 entsprechender Schnitt parallel zur Handfläche. Fig. 5 ist ein abgebrochener Teilschnitt durch einen Finger der künstlichen Hand in gekrümmten Zustand.
Fig. 6 ein ähnlicher Schnitt durch den Daumen. Fig. 7 ist ein Schnitt durch die entsprechend bezeichnete Schnittlinie in Fig. 3. Fig. 8 ist eine abgebrochene Seitenansicht des Handgelenkes mit einer Vorrichtung, durch welche die Drehbewegung der Hand im Verhältnis zum Unterarm begrenzt wird.
Bei der dargestellten Ausführungsform ersetzt der Kunstarm einen Teil des Oberarmes, des Unterarmes und der Hand in Verbindung mit dem Stumpf 1 des rechten Armes ; er besteht zuukhst aus dem Oberarmteil 2, der röhrenförmig den Stumpf des Oberarmes umfasst und mittels einer Ver- schnürung 3 od. dgl. befestigt ist. (Fig 2. ) Ferner aus dem Unterarm 4, der ebenfalls röhrenförmig ist und eine Scharnier- oder Zapfenverbindung 5 mit dem Oberarm hat, so dass der Unterarm gehoben und gesenkt werden kann, und aus der Hand 6, die durch ein drehbares Handgelenk mit dem unteren Ende des Unterarmes verbunden ist. Die Drehung der Hand erfolgt um eine in der Längsrichtung des Unterarmes und der Hand liegende Achse. Die Hand ist hohl und aus Blech oder anderem geeigneten Material hergestellt.
Desgleichen sind Arm und Unterarm bei der dargestellten Ausführungsform aus Blech hergestellt.
Obgleich das Drehgelenk zwischen Hand und Unterarm verschiedenartiger Bauart sein kann, zeigt die auf der Zeichnung dargestellte Ausführungsform eine Verbindung des Unterarmes mit der Hand durch ein Kugellager, das eine leichte Drehung der Hand um ihre Längsachse gestattet.
Eine Anschlagvorrichtung begrenzt die Drehbewegung der Hand um ihre Drehachse bzw. im Verhältnis zu dem Unterarm. Diese Vorrichtung besteht vorzugsweise (Fig. 3) aus einem Anschlag. 10, der an dem äusseren Laufring angebracht ist, so dass er sich mit der Hand dreht und zwei Gegenanschlii. gen, einem vorderen und einem hinteren 11 bzw. 12, welche an dem anliegenden Teil eines den inneren Lauf- ring mit dem Unterarm verbindenden Ringes 13 angebracht sind. In ihrer Ruhelage ist die innere Handfläche der entsprechenden Körperseite zugekehrt und zu dieser parallel. In dieser Lage steht der Anschlag 10 im Eingriff mit dem Anschlag 12 des Unterarmes.
Wird die Hand gedreht bis der Anschlag 10 mit dem vorderen Gegenanschlag 11 des Unterarmes in Eingriff kommt, so macht sie annähernd eine Vierteldrehung, so dass die innere Handfläche nach vorn und aufwärts gerichtet ist. Die Hand wird in ihrer Ruhelage nachgiebig im Verhältnis zu dem Unterarm gehalten, wobei die entsprechenden Anschläge in Eingriff kommen. Die nachgiebige Verbindung wird durch eine, zwischen Handgelenk und Unterarm angeordnete Spiralfeder 14 hergestellt. Das eine Ende der Feder ist mit dem äusseren Kugellaufring, und das andere mit dem Verbindungsring 13 verbunden. (Fig. 3 und 4.)
Mittels einer Vorrichtung (Fig. 1-4) kann der Unterarm zusammen mit der Hand angeboten und letztere am Unterarm gedreht werden.
Diese Bewegungen werden durch kurze Bewegungen, eines lebenden Körperteiles der Person (vorzugsweise der zugehörigen Schulter) verursacht.
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Am Unterleib der Person ist ein Geschirr angebracht, an dem die Vorrichtung zum Bewegen des Unterarmes und der Hand verankert ist. Bei der dargestellten Ausführungsform besteht dieses Geschirr aus einem wagrechten Gürtel 15, der um die Taille befestigt ist (Fig. 1 und 2) und einem senkrechten Bügelriemen 16, der zwischen den Beinen. durchgezogen und mit dem vorderen und hinteren Ende am Gürtel 15 befestigt ist. Im Inneren des Handgelenkes ist an der einen Seite der Achse desselben eine zusammen mit dem Unterarm bewegliche Schnurrolle oder Riemenscheibe 17 angebracht, welche an der inneren Seite des inneren Kugellaufringes 8 gelagert ist, wie dies in Fig. 2 und 4 veranschaulicht ist. Im Inneren des Oberarmteiles, u. zw. in der Nähe des Gelenkes sind zwei Führungsrollen.
M und 19 angeordnet, von denen die eine sich in der Nähe einer Öffnung 20 der hinteren Armwandung befindet. Eine Zugschnur od. dgl. 21 ist mit dem einen Ende im Inneren der Hand in der Nähe des Handgelenkes bei 22 befestigt, während das andere Ende am Gurt 15 befestigt ist, wie dies ebenfalls bei 22 in Fig. 1 veranschaulicht ist. Der dazwischenliegende Teil der Schnur befindet sich teilweise innerhalb des künstlichen Gliedes und teilweise ausserhalb desselben ; der erstgenannte Teil läuft über die Rollen 17, 18 und 19 und der äussere Teil bildet eine Bügelschleife 24, die sich von der Öffnung 20 an der Hinterseite des Armes über die rechte Schulter zum Gürtel 15 erstreckt.
(Fig. 1-4.)
Wenn der Mann die Schulter anhebt, übt er eine Zugwirkung auf die Schnur 21 aus. Zuerst wird dadurch der Unterarm aus seiner Ruhelage angehoben, nachdem vorher die Hand mit der Handfläche nach vom gedreht worden ist. Die Drehbewegung des Handgelenkes wird hiebei durch den Eingriff
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Unterarmes, die ebenfalls durch weiteres Anheben der Schulter bewerkstelligt wird. Die Vorwärts-und Aufwärtsbewegung der Hand kommt zum Stillstand, wenn der Arm nahezu rechtwinklig zu dem Oberarm steht.
(Fig. 3.)
Vorrichtungen, mittels denen der Unterarm selbsttätig in verschiedenen Winkelstellungen festgestellt werden kann, sind der Erfindung gemäss vorzugsweise so eingerichtet, dass, wenn der Unterarm ein wenig über die Verriegelstellung hinaus angehoben wird, die Sperrvorrichtung ausser Wirkung gesetzt wird und der Unterarm mit der Hand frei wird, in die Ruhelage zurückfallen. Eine bevorzugte Ausführung der diesem Zweck dienenden Sperrvorrichtung ist in Fig. 3, 4 und 7 veranschaulicht. Die Bauart dieser Vorrichtung ist folgende :
Eine Sperrscheibe 25 ist vorzugsweise an der Innenwand des Unterarmes auf der Achse 5 derart befestigt, dass die Scheibe gezwungen ist, sich konzentrisch mit dem Unterarm zu drehen.
An ihrem Umfang ist diese Scheibe mit einer Reihe von Zähnen (Sperrzähnen 26) ausgerüstet, die konzentrisch zu der Drehachse zwischen Oberarm und Unterarm liegen. Jeder der Zähne hat eine schräge und eine steile Seite. Längs der Zahnreihe ist die Sperrscheibe mit einer ungezahnten, von achsenparallelen Erzeugenden gebildeten, konzentrisch zu der Zahnreihe gekrümmten Rückkehrfläche 27 versehen, die im folgenden kurz als gerade Daumenfläche"bezeichnet ist und deren vorderes Ende quer mit dem ersten Zahn 26 zusammenfällt. Am hinteren Ende läuft die Sperrzahnreihe in eine schräge Daumenfläche 28 aus, welche vom hinteren Ende der Sperrzahnreihe zu der geraden Fläche 27 der Sperrscheibe überleitet.
Eine Sperrklinke 29 kommt in Eingriff mit den Sperrzähnen, der abgeschrägten und der geraden Fläche der Sperrscheibe. Die Sperrklinke 29 ist mittels eines federnden Armes 30 mit einer Nabe 31 verbunden, welche sich um einen, an der Innenseite des Oberarmteiles befestigten Zapfen 32 dreht. Letzterer liegt parallel zu der Achse, um die sich der Unterarm dreht. Der Federarm 30 der Sperrklinke ist zweckmässig aus Blattfederstahl hergestellt und das Blatt der Feder quer zu den Achsen 5 und 32 angeordnet, so dass der Sperrarm in radialer Richtung zu der Sperrscheibe ziemlich steif, jedoch biegsam in einer Richtung senkrecht darauf ist.
Diese Sperrklinke wird zusammen mit dem Federarm und der Nabe nachgiebig gegen die Scheibe mittels einer Feder 33 gezogen, welche die Nabe 31 mit der anliegenden starren Wandung des künstlichen Gliedes verbindet, wie dies in Fig. 3 und 7 veranschaulicht ist. Während der Unterarm angehoben wird, gleiten die Sperrzähne einer nach dem andern an der Sperrklinke vorbei, und, wenn die Person, nachdem sie den Unterarm teilweise angehoben hat, mit der Zugwirkung der Schulter auf den Riemenbügel nachlässt bzw. die Schulter senkt, dann wird der Unterarm und damit die daran befindlichen Teile durch die Sperrklinke in der vorher erreichten Lage festgestellt, so dass auf diese Weise der Unterarm auf verschiedenen Winkel eingestellt werden kann, worauf weitereAufmerksamkeit nicht erforderlich ist.
Wenn jedoch die Person den Unterarm wieder zu senken wünscht, wird sie die Schulter so weit anheben, dass der Unterarm über die verriegelte Stellung hinaus angehoben wird, was zur Folge hat, dass die Klinke 29 ausser Eingriff mit dem letzten Zahn und in Eingriff mit der Daumenfläche 28 kommt. Darauf lässt die Person die Schulter sinken, so dass der Zug auf die Schnur 21 nachlässt. Alsdann kann der Unterarm aus seiner voll angehobenen Lage in seine Ruhelage zurückfallen. Dies ist dadurch möglich gemacht, dass, wenn die Sperrscheibe ebenfalls rückwärtsgedreht wird, ihre schräge Fläche 28 die Sperrklinke 29 aus der Stellung hinter den Sperrzähnen in eine Stellung neben diesen Zähnen ablenkt und in Eingriff mit der geraden Daumenfläche 27 der Sperrscheibe bringt, in welcher Stellung die Sperrklinke die freie Rückbewegung der Scheibe und des Vorderarmes nicht hindert.
Wenn der Unterarm das Ende seiner Abwärtsbewegung erreicht, lenkt die gerade Daumenfläche 27 der Sperrscheibe die Sperrklinke so ab, dass sie mit der steilen Fläche des vordersten
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Zahnes der Sperrscheibe in Eingriff kommt, wobei die Federung des Federarmes 30 selbsttätig die Klinke mit dem vordersten Zahn in Eingriff bringt, um von neuem den Unterarm in irgendeiner gewünschten
Stellung seines Ausschlages zu verriegeln.
Nachdem der Unterarm in seine tiefste Ruhelage zurückgekehrt ist und der Zug der Schnur 21 ganz nachgelassen hat, tritt die Feder 14 in Wirkung und dreht die Hand zurück in ihre Ruhelage, in welcher die Handfläche parallel zur Seite des Körpers steht.
Auch Finger und Daumen bestehen aus Gliedern, die gelenkig miteinander verbunden sind, so dass sie gekrümmt werden können. Die Bewegung dieser Glieder wird ebenfalls durch Bewegung gesunder
Körperteile derselben Person eingeleitet, wobei diese Betätigung diejenigen der natürlichen Hand anregt.
Wie die Zeichnung erkennen lässt, besteht jeder Finger aus einem ersten röhrenförmigen Teil 34, der mittels eines Stiftes oder Zapfens 35 an der Handfläche 36 angelenkt ist, einem zweiten röhrenförmigen
Teil 37, der bei 38 an dem erstgenannten Glied angelenkt ist und einem dritten röhrenförmigen Tel. ?, der bei 40 an dem zweiten Glied angelenkt ist. Der Daumen besteht aus einem ersten röhrenförmigen
Teil 41, der an der Hand bei 42 angelenkt ist und einem zweiten röhrenförmigen Teil 43, der bei 44 an dem ersten Daumenglied angelenkt ist. Jeder dieser Finger ist mit einer elastischen Fingerspitze 45 (aus Gummi od. dgl, bestehend) versehen, deren jede mit dem äussersten Fingerglied, z.
B. durch einen nach innen umgebogenen Rand 46, verbunden sein kann, der in eine entsprechende Nute am Rande der Fingerspitze eingreift, wie dies in Fig. 3,4, 5 und 6 veranschaulicht ist.
Jedes der Fingerglieder wird im Verhältnis zu der Handfläche mittels eines Zahnsegmentrades 48 gedreht, das im Eingriff mit einem ähnlichen Zahnrad 49 steht, welches in dem ersten Fingerglied konzentrisch mit dem Drehzapfen gelagert, der die Hand mit dem ersten Fingerglied verbindet.
Der Zweckmässigkeit halber ist ein Triebrad 48 breit genug hergestellt, um mit den Zahnrädern 49 des ersten und zweiten Fingers in Eingriff zu kommen ; ein anderes Triebrad 48 hat ebenfalls eine genügende Breite, um die Antriebsräder des dritten und vierten Fingers zu drehen, wie dies in Fig. 4 veranschaulicht ist. Die beiden Antriebsräder 48 sind auf einer schwingenden Welle 50 gelagert, welche innerhalb der Hand in geeigneten Lagern gelagert ist.
Das zweite Glied jedes Fingers wird im Verhältnis zu dem ersten Glied, um den Finger zu krümmen, durch eine Vorrichtung gedreht, welche aus einem schwingenden Hebel 51 besteht, der konzentrisch mit der Gelenkverbindung des ersten Fingergliedes und der Hand angelenkt ist. Dieser Hebel ist an dem Drehzapfen 35 gelagert. Ein schwingender Arm 52 ist an der Kurbelwelle 50 befestigt. Eine hintere Lenkstange 5. 3 verbindet den schwingenden Kurbelarm 52 mit dem äusseren Hebelarm des Hebels 51, und eine vordere Lenkstange 54 verbindet den inneren Hebelarm des Hebels 51 mit einem Kurbelzapfen 55, der an dem zweiten Fingerglied 37 an der einen Seite des Gelenkes bzw. Zapfens 38 zwischen dem ersten und zweiten Fingerglied liegt.
Das dritte Fingerglied wird zweckmässig durch eine Vorrichtung betätigt, welche aus einem schwingenden Hebel 56 besteht, der an dem Zapfen 38 angelenkt ist, welcher das erste und zweite Fingerglied miteinander verbindet. Ein aus einem inneren Teil 57, der die Form eines Verbindungsgliedes zwischen dem Kurbelarm 56 und dem Zapfen 35 hat, und einem äusseren Teil, der die Form eines von dem Kurbelarm 56 zu dem Kurbelzapfen 59 sich erstreckenden Lenkstange 58 hat, bestehendes Verbindungsglied verbindet das zweite und dritte Fingerglied.
Wird die Kurbelwelle 50 in der Richtung des Pfeiles (Fig. 3) gedreht, so werden die Glieder jedes Fingers aus der in Fig. 3 dargestellten Stellung in die Fig. 5 dargestellte Stellung gekrümmt. Geschieht die Drehung der Kurbelwelle nun in umgekehrter Richtung, so werden die Finger wieder ausgestreckt bzw. aus der in Fig. 5 dargestellten Stellung in die in Fig. 3 dargestellten Lage zurückversetzt.
Die schwingende Bewegung der Welle 50 kann auf verschiedene Weise von einem lebenden Körperteil der Person aus hervorgerufen werden. Bei der dargestellten Ausfiihrungsform geschieht dies von
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Vorrichtung folgende :
Eine sich drehende Trommel 60 ist innerhalb der Hand mittels eines Drehzapfens 61 gelagert, der an der Handfläche angebracht ist, wie dies in Fig. 3 und 4 veranschaulicht ist. An der äusseren Stirnfläche hat die Trommel einen Kurbelzapfen 62, der mittels einer Pleuelstange 63 mit einer Kurbel 64 verbunden ist, welche sich in der Mitte der Kurbelwelle 50 befindet. Wird die Trommel in dem einen oder andern Sinne gedreht, so wird die Welle gedreht und die Glieder der Finger werden entweder gekrümmt oder gestreckt.
Die Drehung dieser Trommel nach vorn, welche die Krümmung der Finger bewirkt, wird durch eine Vorrichtung bewirkt, welche wie folgt eingerichtet sein kann :
Am Oberkörper der Person ist ein Geschirr angebracht, das aus einem wagrechten Gurt 65, der um die Brust der Person gelegt ist, und aus zwei nach oben verlaufenden Tragbügeln 66 besteht, von denen jeder mit den beiden Enden vorn und hinten an dem Obergurt befestigt ist. (Fig. 1 und 2.) Eine Schnur 67, deren unteres Ende mit einem Kurbelzapfen 68 der Trommel 60 verbunden ist, läuft über die Rolle 69, die im Inneren des Unterarmes gelagert ist (Fig. 3) und durch die Öffnung 70 an der Vorderseite des Oberarmteiles 2, um über eine Rolle 71 am vorderen Teil des Obergurtes zu laufen und dann eine Schleife 72, um den linken Arm der Person zu bilden.
Das obere Ende dieser Schnur ist am hinteren Teil des linken Schulterbügels befestigt, wie dies aus Fig. l ersichtlich ist. Mittels dieser Vorrich-
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tung kann durch eine Bewegung des linken Armes nach aussen oder seitwärts ein Zug auf die Schnur 67 ausgeübt werden, wodurch die Trommel 60 im Sinne des in Fig. 4 dargestellten Pfeiles gedreht wird, was zur Folge hat, dass die Finger geschlossen bzw. gekrümmt werden. Während die Trommel nach vorn gedreht wird, kann sie an verschiedenen Punkten. zwischen den Grenzen dieser Bewegung festgehalten werden, um die Finger in einer mehr oder weniger gekrümmten Lage zu halten, ohne dass die Person besonders darauf achtet.
Dies wird vorzugsweise durch eine Vorrichtung folgender Art bewerkstelligt :
Am Umfang der Trommel sind Sperrzahne M angebracht, die mit einer Sperrklinke 74 in Eingriff kommen ; diese ist an der anliegenden Innenwand der Handfläche angelenkt und wird nachgiebig mittels einer Feder 15 in Eingriff mit den Sperrzähnen gehalten. Die Feder 15 verbindet die Sperrklinke 74 mit der Innenwandung der Hand. Während die Trommel vorwärts gedreht wird, gleiten ihre Sperrzähne unter der Sperrklinke vorbei : und wenn der seitliche Zug auf dem Bügel 72 nachlässt, wird die Sperrklinke einschnappen und die Trommel in derjenigen Stellung festhalten. welche sie in ihrer Drehung erreicht hat.
Dementsprechend werden die Finger in der erreichten, mehr oder weniger gekrümmten Lage festgestellt. Eine Auslbsechnur 76 frir die Sperrklinke 74, durch welche diese von der Trommel abgehoben wird, wird durch Bewegung der Person in folgender Weise betätigt : das untere Ende dieser Schnur befindet sich innerhalb des Vorderarms und der Hand, ist über eine auf der Achse 5 gelagerte Rolle 77
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lich über die linke Schulter in Form einer senkrechten Schleife zu laufen, deren Ende am hinteren Teil des linken Schulterriemens 66 befestigt ist. Innerhalb der Trommel ist eine Spiralfeder 81 angeordnet, die mit dem einen Ende mit dem Zapfen 61 und mit dem andern Ende mit einem Teil der Trommel verbunden ist.
Während der Bewegung der Trommel nach vorn, wird die Feder 81 gespannt und wenn die Person wünscht, die Finger zu öffnen bzw. zu strecken, hebt sie die linke Schulter an und damit auch den BÜgel 80, wodurch ein Zug auf die Schnur ? ausgeübt wird, der die Sperrklinke 74 aus den
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die Finger geöffnet oder gestreckt werden.
Die Glieder des Daumens werden gleichzeitig mit den Fingern mittels einer Vorrichtung betätigt, welche am besten aus Fig. 3, 4 und 6 ersichtlich ist.
Eine Lenkstange 84 ist an ihrem inneren Ende mit einem Kurbelzapfen 83 verbunden, der sich an der Trommel befindet, während das äussere Ende mit einem Kurbelzapfen 82 verbunden ist, der sich an dem ersten Gliede des Daumens in der Nähe des Drehzapfens 52 zwischen dem ersten Daumenglied und der Hand befindet. Ein schwingender Kurbelarm 85 ist konzentrisch mit dem Drehzapfen 42 angeordnet ; eine Lenkstange 86 verbindet den Kurbelzapfen 83 der Trommel mit dem schwingenden Arm 85 und eine äussere Lenkstange 87 verbindet den schwingenden Kurbelarm 85 mit einem Kurbelzapfen 88, der sich an dem zweiten Daumenglied zur Seite des Drehzapfens ! 14 dieses Gliedes befindet.
Wird die Trommel in der Richtung des Pfeiles zwecks Schliessens der Finger gedreht, so wird der Daumen aus der in Fig. 6 in vollen Linien veranschaulichten Stellung in die punktiert angedeutete Lage gebracht.
In dem fertigen Kunstarm ist die Hand mit einem Handschuh bedeckt, so dass die arbeitenden Teile nicht sichtbar sind.
Der Kunstarm lässt sich leicht und bequem betätigen, so dass die verschiedenen Teile ihre Funktion ähnlich den Körperteilen, die sie ersetzen, ausüben und die Korperbewegungen, welche den Kunstarm betätigen, lassen sich fast unmerklich ausführen.
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Kunstarm mit Handkörper und daran angelenktem Daumen und Fingern, gekennzeichnet durch eine innerhalb des Handkörpers (6) um eine zur Handfläche senkrechte Achse (61) drehbare Betätigul1gstrommel (60), deren Drehung mittels zwischen dieser Trommel (60) und den Fingern (34, 37, angeordneter Triebwerksteile (63, , 48, 49) ein Öffnen oder Schliessen der Finger bewirkt, wobei die Trommel in der einen Richtung mittels einer an ihr befestigten Zugschnur (67) und in der ander mittels einer in ihr eingeschlossenen Feder (81) verdreht wird.