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Künstliches Bein.
Die Erfindung bezieht sich auf künstliche Beine, die aus einem Oberschenkel. einem Unterschenkel und einem Fuss bestehen und zur Verbindung dieser Teile drei Gelenke, u. zw. ein Hüftgelenk, ein Knie- gelenk und ein Fussgelenk aufweisen.
Gegenstand der Erfindung sind Verbesserungen an dem Kniegelenk und dem Fussgelenk. Die Ver- besserung am Kniegelenk besteht in zwei auf demselben angebrachten Gesperren und aus einem im Ober- schenkel gelagerten Kipphebel, wodurch bei Bewegung des Oberschenkels in seiner Bandage die Gesperre abwechselnd zur Wirkung kommen um bei gebogener Beinstellung den Unterschenkel am Oberschenkel festzuhalten, und das Zusammenknicken des Beines zu verhindern. Die Verbesserung am Fussgelenk besteht in der Anordnung eines Hebels an der Gelenkachse, der eine Klinke betätigt. bei deren Auslösung die Fuss- spitze beim Vorschwingen des Fusses sich frei nach oben biegen kann und nicht durch eine den Unter- schenkel mit dem Fuss verbindende Feder an dieser Bewegung gehindert ist.
Die Bewegung des Fusses in der zurückgeführten Lage des Beines ist in der durch eine Feder mit dem Unterschenkel verbundenen
Ferse verriegelt.
In der Zeichnung ist ein mit diesen Verbesserungen versehenes künstliches Bein in Seitenansicht und teilweisen Längsschnitt dargestellt.
Das Bein ist für solche Patienten ausgeführt, welchen das natürliche beschädigte Bein an der Hüfte amputiert werden musste. Das Bein, wie es dargestellt ist, besteht aus den folgenden Teilen :
Einer ledernen Bandage L, welche stramm um die Lenden und die Hüfte geschnallt wird, einem
Oberschenkel 0, einem Unterschenkel U und einem Fuss F. Diese Teile sind durch Scharniere oder Gelenke miteinander verbunden, also eines an der Hüfte, eines am Knie und eines am Fussgelenk.
Die Achsen der
Hüft-und Fussgelenke sind annäherungsweise parallel zueinander, während die Achse des Kniegelenkes zwar wagreeht, aber schräg zu den beiden andern Gelenkachsen angeordnet ist, so dass, wenn der Unter- schenkel zurückgeführt wird, er gleichzeitig auch schräg nach aussen geführt wird und somit die Gefahr, dass der Fuss beim Vorwärtsschwingen gegen das Fussgelenk des natürlichen Beines anstösst, vermindert wird. Die Lederbandage L ist mit Stahlbändern ausgerüstet, welche den Zweck haben, die Form der
Bandage dauernd zu erhalten, sowie zum Halten des Hüftglenkes H zu dienen.
An der unteren Kante der Lederbandage L ist eine kreisförmig gebogene flache Stahlschiene b befestigt, welche bei angeschnallter
Bandage in einer entsprechenden Nut c in der oberen Fläche des Oberschenkels 0 ruht. An der Aussenseite des Oberschenkels ist ein Beschlag 30 befestigt (auf der Zeichnung abgebrochen dargestellt), mit dem der Oberschenkel sehwingbar an dem Hüftgelenkzapfen H angehängt ist. Dieser Beschlag hat einen Daumen 37, der bei der Rückwärtsbewegung des Oberschenkels gegen einen Anschlag' ? an dem Beschlag der Bandage anliegt, wodurch diese Rückwärtsbewegung des Oberschenkels im Hüftgelenk begrenzt wird.
Durch den Oberschenkel ist eine Welle 9 hindurchgeführt, auf der ein Kipphebel 10 drehbar auf- gesetzt ist. Dieser Hebel wird durch eine Feder 17 in bekannter Weise gezwungen, die eine von zwei bestimmen Grenzlagen einzunehmen. Die Enden des'Hebels sind durch Metalldrähte 7 und 8 mit zwei
Schrauben 39 und 40 verbunden. Die Metalldrähte enden nicht an dem Hebel, sondern'sind weiter ge-
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drehbar angeordnet sind. Diese Klinken 1 und 2 greifen abwechselnd in zwei Sperradstücke 3 und 4 ein. die sich um die Kniegelenkachse K drehen.
Die Klinke 1 wird durch eine Feder 11 gegen das Sperradstück' ? gedrückt, bleibt aber in einem solchen Abstande von demselben, dass das Sperrad sich frei in der Richtung des Uhrzeigers drehen kann. ohne dass die Zähne des Rades an der Klinke schleifen und dadurch ein Rasseln
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mit dem Unterschenkel verbunden. Die Ausschläge der beiden Sperräder sind durch Gummiansehläge 79 und 29 begrenzt.
Der Unterschenkel C'wird zweckmässig aus Holz, u. zw. hohl hergestellt und ist oben mit Lagern für die Kniegelenkachse K und-mit einer Aussparung für die Sperräder 3 und 4 und unten mit Lagern für die Fussgelenkachse A und für eine Achse 41 versehen ; auf der Achse 41 sitzt eine Klinke 5, deren Haken über einen Ansatz 18 an einem Hebel 31 greift, der drehbar auf der Fussgelenkachse A angeordnet ist. Die Fussspitze bildet nicht einen rechten Winkel mit der Achse A, sondern ist schräg nach aussen, mit der Ferse nach innen, gerichtet ; der Zweck dieser Anordnung, sowie die sich daraus ergebenden Vorteile werden aus der nachfolgenden Beschreibung verständlich.
Die Klinke 5 ist durch eine Schnur 42 mit einer Schraube 43 auf dem Sperradstück 4 verbunden ; wenn nun der Unterschenkel sich mit Bezug auf den Oberschenkel nach vorne bewegt, so wird, wenn das Sperrad 4 durch die Klinke 2 festgehalten wird, die Schnur 42 straff angezogen und dadurch der Ansatz 18 freigegeben. Ein elastisches Band 16, welches den Spann des Fusses mit dem Unterschenkel verbindet, wird infolgedessen die Fussspitze nach oben biegen. Der Fuss ist mit dem Unterschenkel durch einen Beschlag 44 gelenkig verbunden, welcher unter der Fusssohle herumgeht und sich an beiden Seiten nach oben erstreckt.
Auf einer Achse 45 in dem Unterschenkel ist ein Winkelhebel V drehbar angebracht, dessen eines Ende 6 gegen einen Anschlag 32 anstossen kann, der in dem Fuss festgemacht ist. Dieses Anschlagen erfolgt vermittels einer Feder 33, wenn das Gewicht des Körpers auf der Ftssspitze raht. An dem wagreehtcn Arm des Winkelhebels V ist eine Schnur 46 befestigt, die durch ein Rohrstück 47 zu einer Schraube 4 an der Aussenseite des Oberschenkels oberhalb der Kniegelenkachse J hin geführt ist. Wenn das Knie gebogen wird, wird ein Zug a'if die Schnur 46 ausgeübt, wodurch die Klinke 6 wieder von dem Anschlag. 32 freigemacht wird.
Der Hebel 31 steht unter dem Einfluss von zwei kräftigen Federn li, eine an jeder Seite des Hebels. und zwischen Ferse und dem Unterschenkel sind zwei Federn 20, (von denen nur eine auf der Zeichnung zu sehen ist) angeordnet, welche bei Belastung der Ferse zusammengepresst werden und beitragen, den Körper über die Achse J. hineinzuführen.
An der Ferse ist mittels einer verstellbaren Schraube 3. 5 eine Schnur M befestigt, an der ein Ansatz 49 angelötet ist, der durch seinenAnschlag gegen ein Rohrstück 50 die Aufwärtsbewegung der Fussspitze begrenzt und die Last des Körpers auf den ganzen Fuss verteilt. Das andere Ende der Schnur 51 ist an einem Flaschenzug 52 befestigt, der eine Feder 13 um ein Stück streckt das zweimal so lang ist, wie der Hub des Flaschenzuges selbst. Die Feder 13 ist durch eine Schraube 36 aussen an dem Oberschenkel befestigt.
Die Rückwärtsbewegung des Unterschenkels mit Bezug auf den Fuss wird durch Anschläge 27 und 28 am Unterschenkel bzw. am Fuss begrenzt. Vor dem Hebel 31 ist ein Gummipuffer 22 in dem Fussteil
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Arm des Hebels 31 ist ein Gummipuffer 25 vorgesehen. Der Fuss wird aus Holz mit den erforderlichen Aussparungen für die obengenannten Teile gefertigt und wird in einen ledernen Stiefel gesteckt. Die Fussspitze ist durch die Feder biegsam an dem eigentlichen Fuss angelenkt.
Die Wirkungsweise des oben beschriebenen künstliehen Beines ist wie folgt :
Angenommen, der Körper befindet sich im Vorwärtsschreiten. Dann wird in einem bestimmten
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festhält, nimmt der Fuss eine hakenförmige Lage ein, d. h. die Klinke 6 stösst gegen den Anschlag 32. Durch diese Bewegung wird ein Teil der durch das Sinken des Körpers geleisteten Arbeit als Kraft in den Federn 1. und 15 aufgespeichert, die dadurch unter Spannung gesetzt werden, indem der Fuss die "Hakenstellung" einnimmt. Da die Fùss3pitze nach aussen gerichtet ist, wird das Gewicht des Körpers gleichzeitig auf das natürliche Bein übertragen werden, so dass das künstliche Bein etwas entlastet wird.
Infolgedessen kann die Feder 18 nunmehr das Kniegelenk biegen, während sich die Fussspitze fest gegen den Boden stemmt. Wenn dann das Kniegelenk um soviel gebogen ist, dass eine durch B* und X gezogene Linie vor der Fussspitze vorbeigeht, ist die Lage der Schraube 48 im Verhältnis zum Unterschenkel so verändert, dass ein Zug auf die Schnur 46 ausgeübt wird, so dass der Ansatz 6 die Feder 15 so wie die noch in 1. 3 aufgespeicherte Energie freigibt, wodurch während des Biegens des Beines eine abstossende Bewegung der Fussspitze hervorgerufen wird, wodurch der Fuss angehoben wird.
Wenn der Unterschenkel mit Bezug auf den Oberschenkel am weitesten zurÜckgebogen ist und sich dann nach vorne zu bewegen sucht, wird
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nach vorn geschwenkt werden kann. Das Eigengewicht wird nunmehr bestrebt sein, den gebogenen und angehobenen Unterschenkel und den Fuss nach unten zu ziehen ; hiedurch wird aber die Schnur 42 gespannt, so dass sie die Klinke 5 freimacht und der Fuss sich unter der Wirkung des elastischen Bandes 16 wieder in die Hakenstellung"zurückbewegen wird. Das Knie ist nun stark gebogen und die Fussspitze nach oben gerichtet. Das Bein kann daher frei und unbehindert nach vorne schwingen, ohne dass es gegen die Erde oder das Fussgelenk des natürlichen Beines anstösst.
Durch das Vorwärtsschwingen des derart gebogenen Beines wird die Schnur 8 angespannt und der Hebel 10 wird gekippt ; hiedurch wird die Klinke 2 ausgehoben und die Klinke 1 gesenkt. Der Unterschenkel wird dann seine Schwenkung um die Kniegelenkachse fortsetzen, bis das Knie gestreckt ist.
Der Unterschenkel wird am Zurückschwingen dadurch verhindert, dass er in der vorgestreckten Lage durch die Klinke 1 und das Sperradstück 3 festgehalten ist. Die Ferse des künstlichen Beines wird nun etwas vor dem Schwerpunkt des. Körpers auf den Boden aufgesetzt. Während dieser letzten Bewegung
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Körper wird dann auf dem künstlichen Bein vorwärtsbewegt und der nächste Schritt begonnen.
Durch die dargestellte Anordnung des Sperradstückes 3 im Unterschenkel wird erreicht, dass, da dieses Sperrradstück sich etwas nach beiden Richtungen drehen kann, sowohl die Ferse wie auch die Fussspitze auf Steine od. dgl. treten können, ohne dass dadurch das Gleichgewicht gestört wird, u. zw. weil kleine Bewegungen des Fusses durch entsprechende kleine Drehungen des Sperradstückes 3 ausgeglichen werden und der Hebel 31 auf die Federn 15 oder auf die Gummipuffer 22 und 25 einwirkt. Die Klinke 1 wird nämlich bei einer geringen Drehung, nicht gleich in den ersten Zahn des Schaltradstückes 3 eingreifen ; wenn z.
B. die Fussspitze auf einen Stein tritt, wird die Folge davon sein, dass die Klinke 1 sich um einen Zahn des Sperradstückes 3 vorwärtsbewegt, so dass der Schwerpunkt des Körpers immer noch innerhalb der Unterstützungsebene liegen bleibt ; dies kann man bei Beinen mit'steifem Kniegelenk nicht erreichen. Wenn die Ferse auf einen Stein zu ruhen kommt, wird die Klinke 1 nicht vorwärtsbewegt, wohl aber wird das Sperradstück 3 zurückbewegt werden ; die Feder 14 wird dann gespannt und dazu beitragen, das Knie zu strecken, wenn das Bein vorgesetzt worden ist.
Wenn die Fussspitze sehr schräg nach oben gerichtet wird, wird der Ansatz 6 gegen den Anschlag 32 stossen und dadurch verhindern, dass die Federn 13 und 15 den Körper aus dem Gleichgewicht herausbringen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Künstliches Bein mit einer Bandage zur Befestigung an Backen-und Hüftpartie, einem Oberschenkel, einem Unterschenkel und einem Fuss, welche Teile mittels dreier Gelenke verbunden sind, u. zw. am Hüft-, Knie-und Fussgelenk, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Kniegelenk (K) zwei Sperrad-
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40) in der Bandage (L) verbunden sind, und einen Kipphebel (10), der auf einer Achse (9) im Oberschenkel (0) gelagert ist, derart bei der Bewegung des Oberschenkels (0) in der Bandage (L) abwechselnd zum Eingreifen gebracht werden, dass die eine Klinke (2) in der gebogenen Lage des Beines den Unterschenkel (U) am Oberschenkel (0) festhält, während die andere Klinke (1)
ein Zusammenknicken des Beines verhindert.