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Vorrichtung zum Bewegen künstlicher Glieder.
Bei den zurzeit gebräuchlichen, willkürlich bewegbaren Kunstarmen sind die zur Ver- fügung stehenden Körperkräfte je unmittelbar mit einem durch sie zu bewegenden Teil, wie Unterarm, Finger, gewisse Hebel des Mechanismus usw. verbunden. Von diesen Kraftquellen
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fähig sind und deshalb ihre Aufgabe nicht oder nur in ungenügendem Masse erfüllen können.
Durch die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende Vorrichtung wird es nun möglich, mehrere Teile des Armersatzes wahlweise durch diese eine leistungsfähige Kraft zu bewegen, unter Zuhilfenahme von nur einer anderweitigen Kraft.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstande.-. schematisch dargestellt.
Fig. i zeigt eine künstliche, mit einer beispielsweisen Ausführung der Neuerung versehene Hand, Fig. 2 und 3 zeigen Einzelheiten der künstlichen Hand in einer von Fig. 4 abweichenden Stellung.
In Fig. i bezeichnet 1 ein mit der leistungsfähigeren Kraftquelle in Verbindung stehendes Zugorgan, dessen anderes Ende mit dem zweiarmigen, hebelförmigen Schalter 2 verbunden ist.
Dieser wird von einem auf der am Handgehäuse befestigten Achse 5 lose sitzenden Schwingarm 6 beweglich getragen.
Eine Feder'7 zieht diesen Arm 6 in der Zugrichtung des Zugorgans 1, eine andere Feder 8 ist einerseits mit dem Arm 6 und andrerseits mit einem Zugorgan 9 verbunden, das über eine am Hebel 2 gelagerte Welle 10 und über eine am Handgehäuse gelagerte Rolle 11 geführt und mit einer zweiten Kraftquelle verbunden ist. Auf der Achse 5 ist ferner ein Sektor 12 mit Sperr- zahnung 13 unabhängig vom Arm 6 drehbar gelagert. In die Verzahnung 13 ist das klinkenartige Ende 14 des-unteren Armes des Hebels 2 einzugreifen bestimmt. Anschläge 17 begrenzen durch Auftreffen am Arm 5 den Ausschlag des Hebels, 3 nach beiden Richtungen.
Am Sektor 12 ist ein Zugorgan 15 mit Rolle 16 befestigt. Über diese Rolle ist ein Zugorgan 18 geführt, welches derart mit dem Daumen und den Fingern verbunden ist, dass durch Zug auf das Zugorgan 15'mittels der Teile 12,-M der Daumen und die Finger entgegen dem Zuge der sie in bekannter Weise schliessenden Federn 33 gestreckt werden. Auf der Achse 5 sitzt ferner ein zweiarmiger Hebel 19, 20 mit Sperrzahn 21 (Fig. i), welcher die Sperrzähne 13 des Sektors 12 überragt und der ebenfalls vom Sperrzahn 14 des Hebels 2 erfasst werden kann. Der Arm 20 des Hebels 19, 20 ist abwärtsgerichtet und wirkt auf einen Arm 210 ein, der selbst wieder mit dem Teil 22 verbunden ist. Dieser
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Teil 22 trägt den Support 23', auf welchem mit Ausnahme des Daumens alle Finger der Hand abgestützt sind.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist folgende :
Durch den Zug der auf das Zugorgan 9 wirkenden Kraft wird zunächst der Hebel 2 aus der in Fig. i gezeichneten Ruhestellung so weit im Sinne des Pfeiles I gedreht, dass der Sperrzahn 14 des Hebels 2 in eine Bereitschaftsstellung zum späteren Eingriff mit den Zähnen des Sektors 12 gelangt (Fig. 4), wobei die am Zugorgan 1 wirkende Kraft nachzugeben hat. Der Widerstand der Federn 7 und 8 bewirkt hierbei, dass unter dem Einflusse des vom Zugorgan 9 ausgeübten Zuges die künstliche Hand kräftig gegen den Stumpf gepresst wird und damit eine gute Verbindung zwischen Prothese und Stumpf erzielt wird.
Hat der Hebel 2 ungefähr die Stellung nach Fig. 4 erreicht, so wird vom Amputierten auch auf das Zugorgan 1 ein Zug ausgeübt, welcher nun unter Verlängerung der Feder 8 den Hebel 2 um seinen Drehpunkt auf dem Arm 6 weit dreht, bis sein Zahn-M einem Zahn 13 des'Sektors gegenübersteht (Fig. 2). Wird nun der Zug am Zugorgan 9
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Zahnlücke der Verzahnung des Sektors 12 zu liegen kommt ; sodann zieht es den Arm 6 und den Sektor 12 nach abwärts und damit auch das mit dem Sektor 12 verbundene Zugorgan 15 bzw. 18, wodurch die Finger geöffnet und die Federn 33 gespahnt werden. Lässt nun der Amputierte den Zug auf Organ 1 wieder nach, so schliessen die Federn 33 die Finger wieder, wobei sie einen in die Hand gelegten Gegenstand leicht erfassen können.
Ist das geschehen, so übt der Amputierte unter
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unter dem Einfluss der Feder 8 wieder um seinen Drehpunkt auf dem Arm 6 dreht und so den Zahn aus dem Sektor 12 heraushebt. Nun übt der Amputierte wieder einen Zug auf das Organ 9 aus, hierbei kommt der Hebel 2 schliesslich neben den Zahn, M des Hebelarmes 19 zu liegen. Durch Ziehen am Organ 1 kann der Amputierte den Zahn 1X in Eingriff mit Zahn, ?- ? bringen (Fig. 3) ;
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der Hebelarm 19 abwärtsgezogen und damit der Hebelarm 20 im gleichen Sinne gedreht, wobei der Hebel 210 um seinen Drehpunkt 23 schwingt, mit der Wirkung, dass die von ihm getragenen Finger kräftig gegen den Daumen hin bzw. an den in der Hand befindlichen Gegenstand gepresst werden.
Nach dem Erfassen des Gegenstandes durch die Finger werden alle Fingergelenke durch nicht gezeichnete Sperren gegen ein Wiederöffnen gesperrt (welch letzteres nun durch Zug am Zugorgan 15 bzw. 18, mit welchem auch die Sperren verbunden sind, geschehen kann). Es werden durch die Drehung des Hebels 210 die Finger mit übersetzter Kraft gegen den Gegenstand gepresst.
Statt dass, wie dargestellt, nur zwei Organe (12 und 19) vorhanden sind, welche die auf sie ausübende Kraft auf die zu bewegenden Prothesenteile übertragen, können in ähnlicher Weise auch mehrere solcher angeordnet werden.
Bei dem beschriebenen Beispiel werden die künstlichen Glieder durch Federn geschlossen ; die willkürlichen Kräfte vermögen mithin jene Glieder nur in der einen Richtung zu bewegen, während deren Bewegung in der anderen Richtung durch Federn, d. h. ausserhalb des Körpers liegende Kräfte bewirkt wird.
Bei der in den Fig. 5 bis 8 beschriebenen Ausführungsform übernimmt nun die den Schalter verstellende Kraft zugleich die Arbeit dieser Federn, zudem ist die Möglichkeit erleichtert, mehr als zwei Organe durch einen Schalter bedienen zu lassen. Als bewegende Kräfte sind angenommen zwei durch Operation nach Prof. Dr. Sauerbruch gewonnene Armstumpfkraftquellen.
In der Fig. 8 bezeichnen a und b die Elfenbeinstäbe, von welchen die Kraft des Beugemuskels wie auch diejenige des Streckmuskels nach aussen geleitet werden. 34 ist die Prothesenhülse des Oberarmes, 35 diejenige des Vorderarmes, 36 das dieselben verbindende Ellenbogengelenk und 37 das den Vorderarm mit der künstlichen Hand verbindende Gelenk.
In der Hülse 35 des Vorderarmes sind auf einer Welle 38 die Schenkel von zwei Bügeln 39 und 40 gelagert, in deren Steg je ein Schlitz 41 bzw. 42 vorgesehen ist. In jedem dieser Schlitze befindet sich ein Schalter 43 bzw. 44, von denen jeder einen nach unten reichenden Ansatz aufweist, der seinerseits wieder durch eine in dem Schenkel des Bügels geführte Stange 45 bzw. 46 geführt ist. Federn 47, 48 haben das Bestreben, die erwähnten Schalter in Fig. 5 nach aussen zu ziehen. In der Schwingungsbahn der beiden Schalter 43 und 44 ist je ein feststehender Anschlag 49, 50 mit Schrägfläche angeordnet ; werden die Bügel 39, 40 gegen diese Anschläge geschwungen, so bewirken diese Schrägflächen ein Verschieben der Schalter nach einwärts.
Auf der Welle 38 sind innerhalb jedes Bügels 39 und 40 eine Anzahl Arme 51, 52, 53 bzw. 51', 52', 53'lose angeordnet, deren Zweck später erläutert wird.
Auf jedem der beiden Bügel 39 und 40 ist ein Winkelhebel 54 bzw. 55 angeordnet, an dessen längerem Arm ein Schnurzug 56 bzw. 57 angreift, der über eine auf oder in der Nähe der Gelenkachse des betreffenden Winkelhebels sitzende kleine Rolle läuft und von da zum Stumpfmuskelstift a bzw. b geht. Die beiden Winkelhebel werden durch Stossfedern 58, 59 in der dargestellten Lage gehalten. Die kürzeren Arme der Winkelhebel 54 bzw. 55 sind je mit einem gezahnten Hebel 60 bzw. 61 verbunden, der mit dem anderen Ende drehbar auf dem Bügel 39 bzw. 40 befestigt ist.
Die Verhältnisse sind so gewählt, dass, wenn die Hebel 60, 61 einwärtsgedreht sind, die Zahnlücken die Schalter 43 bzw. 44 in solcher Stellung festhalten, wo letztere einem der Hebel 51, 52, 53 bzw. 51', 52', 53'gegenüberliegen. Die beiden Bügel 39 und 40 sind durch eine über eine Rolle 62 geführte Schnur 63 miteinander verbunden, so dass, wenn einer derselben um einen gewissen Winkel gedreht wird, der andere um einen gleich grossen Winkel, jedoch in ent-
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des Handgelenkes 37 dienenden Hebel 74 und der Hebel *51'mit dem zum Strecken des Handgelenkes 37 dienenden Hebel 75 durch die Schnur 73'verbunden. In gleicher Weise sind die
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von denen jedes zum Bewegen bzw. Rückwärtsbewegen eines Gliedes dient, z.
B. zum Seitwärtsdrehen der Hand und zum Öffnen und Schliessen der Finger.
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mit den Stäben a und b seitens des Amputierten werden beide Schnüre. 56 und 57 angezogen und damit die Hebel 54 und entgegen dem Drucke der Federn 58 und 59 so weit gedreht, dass ihre vor den Schaltern 43 und 44 befindlichen Lücken über dieselben greifen und so dieselben festlegen. Nun zieht der Amputierte stärker an der Schnur 56 als-an der Schnur 57, dadurch werden die Bügel 39 und 40 und mit ihnen die Hebel 51 und 51'entgegengesetzt zur Richtung der Pfeile I und II bewegt, mit der Wirkung, dass durch die Schnur 73'das Handgelenk gestreckt wird.
Um das letztere wieder zu beugen, braucht der Amputierte nur den Hauptzug wieder auf die Schnur 57 zu verlegen, wodurch über Hebel 51 und Schnur 73 diese Wirkung erreicht wird ; 'es darf hierbei der Zug auf die Schnur 56 nicht völlig aufgehoben werden, da sonst die Federn 58 und 59 die Winkelhebel 64 und 55 in ihre Ruhelage zurückbringen würden, womit die Zahnhebel 60, 61 im Vereine mit den Federn 47 und 48 die Verbindung der Schalter 43, 44 mit den Hebeln 51 und 51'unterbrechen würden.
Wie aus dem Gesagten zu entnehmen, tritt ein Umstellen der Hebel 54 und 55 jeweilen erst dann ein, wenn die gleichzeitig wirkenden Zugkräfte auf die Schnüre 56, 57 eine gewisse Stärke erreicht haben. Sind die erwähnten Hebel einmal in Bewegung, so nimmt das von den
Schnüren auf sie ausgeübte Drehmoment zu, so dass die zur Aufrechterhaltung eines bleibenden Eingriffes der Schalter 43, 44 mit den Zahnhebeln 60, 61 nötige Zugkraft kleiner ist als die vorstehend erwähnte.
Soll die Verbindung zwischen den Gleitkörpern 43 und 44 und den Hebeln 51 und 5r aufgehoben werden, z. B. zum Zwecke der Betätigung anderer Glieder der Prothese oder zum Zwecke der Muskelruhe, so hebt der Amputierte den Zug auf einen oder beide Züge 56, 57 gänzlich auf, worauf die Federn 58, 59 die Hebel 54, 55 wieder in die in Fig. 6 dargestellte Lage bringen.
Will der Amputierte andere Glieder der Prothese betätigen, so braucht er nur die Schnurr 57 um einen grösseren Weg als x auszuziehen, z. B. so weit, dass die Schalter 43 und 44 vor die zweite oder dritte Lücke der Zahnhebel 60 und 61 zu stehen kommen. Durch gleichzeitiges Anziehen beider Schnüre 56, 57 werden, wie oben erwähnt, die Winkelhebel 54, 55 nach aussen gedreht und die- Schalter in der neuen Lage festgehalten. Durch überwiegendes Anziehen der Schnur 56 werden dann durch die Schalter 43, 44 die gewünschten Hebel 5, 52'oder J3, 53'und das mit ihnen verbundene Prothesenglied verstellt.
Der Amputierte hat mithin, nachdem er sich einige Übung in der Betätigung der Schnüre 56, 57 erworben hat, eine freie Wahl in der Betätigung verschiedener Glieder seiner Prothese, und zwar erfolgt letztere ähnlich wie beim natürlichen
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Es ist übrigens zweckmässig, in die Prothesengelenke, beispielsweise in das Handgelenk 37.
Sperren einzubauen, welche dasselbe in einer eingestellten Lage so lange festhalten, bis ein Zug an den Schnüren 73,73'dieselbe vorgängig dem Verstellen der Hand auslöst.
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Soll ein anderes Glied der Kunsthand bewegt werden, so dreht der Amputierte den Vorderarm so weit, dass der Anschlag 88 vor eines der Gleitstücke 93 oder 94 zu stehen kommt und übt alsdann einen Zug auf das Zugorgan 90 aus, womit das mit dem betreffenden Gleitstück korrespondierende Glied der Prothese bewegt wird.
Im vorliegenden Beispiel stellt die Bewegung des Armstumpfes den Schalter auf eines der Organe ein, worauf ein Zug an der Schnur Schalter und Organ samt dem mit letzterem verbundenen Prothesenteil verstellt.
Die Einrichtung kann aber auch so angeordnet werden, dass ein Zug an der Schnur den Schalter einstellt und die Stumpfbewegung die Bewegung des Prothesenteiles veranlasst. Hierbei kann der Schalter an der Stumpfbandage und die Organe an der Prothesenhülse befestigt sein oder umgekehrt.
In beschriebener Weise kann nicht nur die Drehbewegung eines Unterarmstumpfes, sondern
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Drehbewegung eines Oberarmstumpfes ausgenutzt werden.
Fig. u und 12 zeigen eine weitere beispielsweise Ausführungsform, in welcher der Schalter feststeht, indem er auf der Hüfte abgestützt ist, während die mit den zu bewegenden Prothesenteilen verbundenen Organe nebeneinander angeordnet sind und durch eine Vor-, Rück-und Einwärtsbewegung des Armes wahlweise mit dem Schalter gekuppelt werden können, worauf dann ein Senken der Schulter oder Heben des Schalters ein Anziehen des gewünschten Organs und damit des betreffenden Prothesenteiles bewirkt.
Fig. u ist ein Aufriss dieser weiteren Ausführungsform. Fig. 12 ist eine Detailseitenansicht im Sinne des Pfeiles I (Fig. u) der auf der Hüfte abgestützten, den Schalter tragenden Vorrichtung sowie eines vermittelst seines Gleitfortsatzes auf derselben gleitenden künstlichen
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und 12 bezeichnet 101 einen auf der Hüfte festsitzenden Bügel, beispielsweise nach Hessing, dieser trägt ein Lagerstück 102 mit Pfanne 103 für das kugelförmige Ende einer Stütze 104. Auf letzterer ist ein zentral durchbohrtes Gleitstück 105, welches am oberen Ende einen halbkreis-
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Gleitstück wird durch eine in einer zentralen Bohrung desselben untergebrachte und sich gegen die Stütze 104 legende Feder gegen die Achselhöhle des Prothesenträgers gestossen.
Auf dem Bügel 106 sitzt ein zweiter Bügel 107 konzentrisch verschiebbar und es besitzen die Enden dieses Bügels 107 über den festen Bügel 105 greifende und längs letzteren verschiebbare Augen 108, 109. Von diesen Augen gehen Arme 110, 111 aus, welche mit an der Prothesenhülse 113 vorn und hinten befestigten Schienen 112 gelenkig verbunden sind. Es ist somit ein Vor-und Rückwärts- wie auch ein Auswärtsschwingen des Armes möglich. Ein am oberen Ende des Gleitstückes 105 befestigtes, gepolstertes Schutzblech IM umgibt die in der Schulterhöhle liegenden Teile der Bügel, um ein ungestörtes Gleiten derselben jederzeit zu gewährleisten.
An das untere Ende des Gleitstückes 105 ist mittels eines Stiftes 116 das eine Ende des Zugdrahtes 114 eines BowdenZuges befestigt, dessen anderes Ende 115 in bekannter Weise mit beweglichen Prothesenteilen, z. B. dem Ellenbogengelenk und dem Handgreifgelenk, verbunden ist. Das anliegende Ende der Hülle 117 des Bowden-Zuges ist durch einen kurzen, durch einen Schlitz des Gleitstückes nach innen tretenden Arm 118 mit der Hüftstütze 104 starr verbunden.
Der obere Teil der Stütze 104 trägt den durch einen Schlitz des Gleitstückes 105 nach aussen tretenden stiftförmigen Schalter 119, welcher bestimmt ist, wahlweise in die nebeneinander angeordneten, in einem an der Prothesenhülse 113 befestigten Kästchen 120 verschiebbaren Organ 121 einzugreifen. Jedes Organ 121 besitzt eine zentrale Öffnung 122 zur Aufnahme des Schalters 119 und sind je zwei Organe 121 hintereinander angeordnet. Neben jedem Paar von Organen 121 ist in der inneren Wand des Kästchens 120 ein radial zum Schultergelenk stehender Längsschlitz vorgesehen, dessen Zweck noch erläutert wird. Jedes Organ 121 ist mit dem einen Ende eines Zugorgans 122'bzw. 123 verbunden.
Das Ende des Zugorgans 123 steht mit einem beweglichen Teil der Prothese und das Zugorgan 122'mit einer Feststellvorrichtung für den betreffenden Prothesenteil in Verbindung.
Zur Hervorbringung einer Bewegung in der Prothese wird nun durch richtig bemessenes Vor-oder Zurückschwingen des Armes das der gewünschten Bewegung jeweils entsprechende Organ vor den Schalter 119 gebracht, wobei die Gleitstücke 121 vom Schalter ausgerückt sein müssen, was durch seitliches Auswärtsschwingen des Armes geschehen kann. Zum gegenseitigen Eingriff von Schalter und Organ bedarf es dann nur noch einer kurzen Einwärtsbewegung des Armes. Von einem Loch zum anderen führende, leicht gebogene, am Kästchen 120 angeordnete Führungsrinnen 127 erleichtern das Einstellen des Schalters 119 in die verschiedenen nebeneinander angeordneten Organe 121. Alsdann wird vom Amputierten die anliegende Schulter willkürlich gesenkt.
Die Prothese und das mit ihr verbundene Gleitstück 105 sowie das Kästchen 120 senken sich mit, während der mit der Hüftstütze 104 verbundene Schalter 119 sowie das gefasste Organpaar 121 feststehen. Hierdurch werden die Drähte 122', 123 dieses festgehaltenen Organ-
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paares 121 angezogen und die gewünschten Bewegungen der Prothese ausgeführt. Das Zugorgan 123 jedes inneren Organs 121 ist im Ruhezustand etwas locker, so dass durch das Zugorgan122'jedes äusseren Organs immer zuerst ein Ausrücken der betreffenden Feststellvorrichtung stattfindet, bevor eine Bewegung des betreffenden Gliedes einsetzen kann.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 13 ist die Hüftstütze 104 über die Hüfte geteilt und das obere Teilstück 104'verschiebbar auf dem unteren 104 angeordnet. Das obere Teilstück 104' trägt dann den Stift 119. Das Ende des Zugdrahtes 114 des Bowden-Zuges ist an dem abwärtsgerichteten, dem Gleitstück 104'als Führung dienenden Fortsatz des Schulterbügels befestigt.
Die Hülle 117 des Bowden-Zuges ist am Gleitstück 104'befestigt. Die mit den Zugdrähten 123' und 123 verbundenen Schalter 121 sind auch hier wieder in einem an der Prothesenhülle befestigten Kästchen 120 verschiebbar angeordnet. Die Hüftstütze 104 trägt eine Rolle 125, über welche ein einerseits mit dem unteren Ende des GIeittsückes-Mt und andrerseits mit einer nicht dargestellten Kraftquelle verbundenes Zugorgan 126 geführt ist.
Wird mittels der Kraftquelle auf das obere Gleitstück 104'ein aufwärtsgerichteter Zug ausgeübt, so wird der Schalter 119 und ein mit ihm gekuppeltes Organ 121 bei unbewegter Schulter angehoben, wodurch in der bereits beschriebenen Weise die beweglichen Teile der Prothese betätigt werden.
PATENT-ANSPRÜCHE : i. Vorrichtung zum Bewegen künstlicher Glieder mit mehreren Organen, von denen jedes der letzteren mit einem der zu bewegenden Prothesenteile in Verbindung steht, gekennzeichnet durch einen mittels einer Kraftübertragungsvorrichtung (1) betätigbaren Schalter (2), welcher mit Hilfe einer zweiten Kraftübertragungsvorrichtung (9) wahlweise mit einem der Organe (9, 12) in Schaltstellung gebracht wird, worauf bei Betätigung der Kraftübertragungsvorrichtung der gewünschte Prothesenteil bewegt wird.