DE1030508B

DE1030508B - Prosthesis with a joint axis that shifts under load

Info

Publication number: DE1030508B
Application number: DEB34859A
Authority: DE
Inventors: Johann Bach
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1955-03-14
Filing date: 1955-03-14
Publication date: 1958-05-22

Description

Prothese mit bei Belastung sich verlagernder Gelenkachse Es sind Prothesen mit bei Belastung durch Deforkation von elastischen Zwischenstücken sich verlagernder Gelenkachse bekannt. Zum Beispiel ist eine Kniegelenkverbindung für ein Kunstbein bekannt, bei dem der Oberschaft mit dem Unterschaft durch eine Gelenkachse verbunden ist und Oberschaft und Unterschaft unter der Wirkung einer sie miteinander verbindenden Zugfeder stehen und bei dem zwischen der an dem einen Schaft befestigten Achse und dem mit dem anderen Schaftteil vorgesehenen Auflagerflächen für die Achse elastische Zwischenglieder vorgesehen sind. Die elastischen Zwischenglieder sind ringförmig ausgebildet und umgeben die starr ausgebildete Achse. Prosthesis with the joint axis shifting under load There are Prostheses with elastic spacers when stressed by deforcation shifting joint axis known. For example, a knee joint connection is for an artificial leg is known in which the upper shaft is connected to the lower shaft by a joint axis is connected and superiority and inferiority under the effect of one of them with one another connecting tension spring are and in which between the attached to the one shaft Axis and the bearing surfaces for the axis provided with the other shaft part elastic intermediate links are provided. The elastic intermediate links are ring-shaped and surround the rigid axle.

In ähnlicher Weise sind zahlreiche andere Konstruktionen aufgebaut. Die bekannten Ausführungsformen von Prothesen mit bei Belastung durch Deformation ei astische r Zwischenstücke sich verlagernde Gelenkachse sind deshalb nachteilig, weil die Prothesen praktisch nur einen Gelenkfreiheitsgrad, nämlich nur den um die Gelenkachse aufweisen, während durch die elastische Verlagerung der Achsen lediglich eine die Orientierung der Gelenkachse nicht verändernde Pufferwirkung erzielt wird. Da die Gummiringe das gesamte Gewicht des Prothesenträgers aufnehmen müssen, also mit verhältnismäßig hoher Flächenpressung belastet werden, müssen nämlich verhältnismäßig harte Gummiringe eingebaut werden, die ein Verschwenken der Achse kaum zulassen. Die bekannten Prothesen besitzen in bezug auf Verschwenkung von Achsen lot recht zur Gelenkachse daher praktisch keinen oder zumindest keinen funktionell wirksamen Freiheitsgrad. Das lebende Bein ist jedoch im Knie, ebenso wie im verstärkten Maße im Fuß, frei bewegbar. Medizinisch ausgedrückt ist eine Bewegung im Sinne der Dorsal- und Plantarflexion, der Pro- und Supination, der Ad- und Abduktion möglich und können deren Kombi nationsb ewegungen durchgeführt werden. Es ist daher auch von Prothesen zu verlangen, daß einerseits Ober- und Unterschenkel im Sinne der üblichen Kniebewegung abgewinkelt werden könneni andererseits, daß die Gelenkteile um eine zur Achse der Kniebewegung orthogonale Achse zulsätzlich gleichsam zu verwringen oder verwinden, d. h.Numerous other constructions are constructed in a similar manner. The known embodiments of prostheses with stress due to deformation Because of this, the articulation axis that shifts in the case of intermediate pieces is disadvantageous, because the prostheses practically only have one degree of joint freedom, namely only around the Have joint axis, while only due to the elastic displacement of the axes a buffer effect that does not change the orientation of the joint axis is achieved. Since the rubber rings have to absorb the entire weight of the prosthesis wearer, so are loaded with relatively high surface pressure, namely must be proportionate hard rubber rings are installed, which hardly allow pivoting of the axis. The known prostheses have right in terms of pivoting axes therefore practically none or at least none functionally effective in relation to the joint axis Degree of freedom. The living leg, however, is in the knee, as well as in the reinforced measure in the foot, freely movable. In medical terms, a movement in the sense of the dorsal and plantar flexion, pro- and supination, ad- and abduction are and can be whose combination movements are carried out. It is therefore also used by prostheses to demand that on the one hand thigh and lower leg in the sense of the usual knee movement can be angled on the other hand, that the joint parts around a to the axis of the To twist or twist knee movement orthogonal axis additionally, as it were, d. H.

Unterschenkel und Oberschenkel auch torsionsartig gegeneinander verstellbar sind. In all diesen Fällen muß jedoch die übliche Kniebewegung noch zusätzlich möglich sein. Ähnlich liegen die Verhältnisse beim Fuß. Die genannten Bewegungen und ihre Kombinationen laufen bei der normalen Gehbewegung insbesondere dann ab, wenn es erforderlich ist, auf einem unebenen Boden zu gehen oder das Gewicht des Oberkörpers sich während des Gehens verlagert. Die bekannten Prothesen mit bei Belastung durch Deformation von elastischen Zwischenstücken sich verlagern- der Gelenkachse besitzen diese Möglichkeit und damit die Möglichkeit der Anpassung an Bodenunebenheiten nicht, was zumindest bei Bodenunebenheiten ataktischeal Gang bedingt.Lower thighs and thighs can also be torsionally adjusted against each other are. In all these cases, however, the usual knee movement must also be possible be. The situation is similar with the foot. The movements mentioned and theirs Combinations run in the normal walking movement especially when there is required to walk on an uneven floor or the weight of the upper body shifts while walking. The well-known prostheses with when stressed Deformation of elastic spacers shifting own the joint axis this possibility and thus the possibility of adapting to uneven floors, which, at least in the case of uneven ground, causes ataxic gait.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Prothese so auszubilden, daß in dem oder den Prothesengelenken eine Bewegung im Sinne der Dorsal- und Plantalfiexion der natiirlichen Gehbewegung der Pro und Supination der Ad- und Abduktion sowie deren Kornbinationsbewegungen möglich sind, um einen ataktischen Gang auch dann zu vermeiden, wenn der Prothesenträger auf unebenem Boden zu gehen gezwungen ist. The invention has set itself the task of designing a prosthesis in such a way that that in the prosthetic joint or joints a movement in the sense of dorsal and plantal fiexion the natural walking movement, the pro and supination, ad- and abduction, and whose combination movements are possible to create an atactic gait even then to be avoided if the prosthesis wearer is forced to walk on uneven ground.

Die Erfindung betrifft eine Prothese mit bei Belastung durch Deformation von elastfschen Zwischenstücken sich verlagernder Gelenkachse und besteht darin, die elastischen Zwischenstücke als von keiner starren Achse durchsetzte Gummikörper oder Kunststoffkörper auszubilden und an letztere außenseitig Verbindungsschienen zur Befestigung mit einem Protliesenteil anzubringen sowie auf die Gummli- und Kunststoffkörper starre Gleithülsen aufzusetzen und letztere, die Gummikörper teilweise frei lassend, kürzer als diese auszubilden und in Gelenkbuchsen des anderen Gelenkteils beweglich einzusetzen. Die Gummi- oder Kunststoffkörper können dabei durch ein starres Zwischenstück mittig miteinander verbunden sein. The invention relates to a prosthesis with a load caused by deformation from elastfschen intermediate pieces shifting joint axis and consists in the elastic intermediate pieces as rubber bodies penetrated by no rigid axis or to form plastic bodies and connecting rails to the latter on the outside to be attached with a protector part for fastening as well as on the rubber and plastic bodies put on rigid sliding sleeves and the latter, partially leaving the rubber body free, to be shorter than this and movable in the joint bushings of the other joint part to use. The rubber or plastic body can be replaced by a rigid intermediate piece be connected to each other in the middle.

Im einzelnen läßt sich die Erfindung auf verschiedene Weise verwirklichen, beispielsweise dadurch, daß die Gummikörper an ihrer Stirnseite auf metallischen Befestigungsplatten aufvulkanisiert sind, wobei an diesen die Verbindungsschiene bzw. die starre Zarischenachse angeschlossen ist. Ein weiterer Vorschlag der Erfindung geht dahin, die auf die elastischien Gummi- oder Kunststoffkörper aufgesetzten Gleithülsen auf den Gummi- oder Kunststoffkörpern verschiebbar und verstellbar zu gestalten, wodurch eine Anpassung an verschiedene Belastungsverhältrisse durch deren Einstellung möglich ist. Dem gleichen Zweck dient der Vorschlag der Erfindung, die Anordnung so zu treffen, daß Gleithülsen verschiedener Breite auf die Gummi- oder Kunststoffkörper aufsetzbar sind. Die Buchsen oder Hülsen können aus selbstschmierendem Kunststoff bestehen, wodurch eine Wartung des Gelenks praktisch vermieden wird. Bei--spielsweise bestehen die Gleithülsen oder Gleitbuchsen aus Kunststoff, Polyvinylchlorid oder anderen Polymerisaten oder Polykondensaten oder sonstigen ILunststoffen mit sell>stschmierenden Eigenschaften. In detail, the invention can be implemented in various ways, for example, in that the rubber body on its end face on metallic Fastening plates are vulcanized, with the connecting rail on these or the rigid Tsarist axis is attached. Another suggestion the invention is directed to the elastic rubber or plastic body attached sliding sleeves on the rubber or plastic bodies and slidable adjustable, whereby an adjustment to different load ratios through their setting is possible. The proposal serves the same purpose Invention to make the arrangement so that sliding sleeves of different widths the rubber or plastic bodies can be attached. The sockets or sleeves can are made of self-lubricating plastic, which makes maintenance of the joint practical is avoided. For example, the sliding sleeves or sliding bushings consist of Plastic, polyvinyl chloride or other polymers or polycondensates or other plastics with sell> smear properties.

Ein weiterer Vorschlag der Erfindung geht dahin, in an sich bekannter Weise als Gleitflächen gestaltete, bei der Beugung des Gelenks um die Gelenkachse gegeneinander sich verschiebende Flächen der Prothesenteile, z. B. aus Kugeln bzw. Zylindern bestehende GeLenkteile, die in entsprechenden Pfannen des anderen Prothesenteils gleiten, als Bremsflächen auszubilden bzw. auf die Gleitflächen Bremsbelege aufzulegen, so daß bei Belastung der Prothese in Abhängigkeit von der Belastung die Gelenkbewegung gebremst und sogar blockiert werden kann. Another proposal of the invention is to be known per se Way designed as sliding surfaces when bending the joint around the joint axis mutually shifting surfaces of the prosthesis parts, z. B. from balls or Cylinders of existing joint parts, which are in corresponding sockets of the other part of the prosthesis slide, to be designed as braking surfaces or to place brake pads on the sliding surfaces, so that when the prosthesis is loaded, the joint movement is dependent on the load can be braked and even blocked.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß die der Achse zugehörenden Gummikörper teilweise vollständig frei und dadurch beliebig deformierbar bleiben, und zwar wird die Verformbarkeit der Gummikörper praktisch 5n keiner Weise eingeschränkt. So erhält das Gelenk zumindest drei Freiheitsgrade der Bewegung. Beachtlich ist dabei, daß die erwähnten Gelenkbewegungen der Gelenkachse nicht nur als solche möglich gemacht, sondern auch zugleich von vorteilhaften Rückstellkräften begleitet sind, die eine den natürlichen Verhältnissen angepaßte Gehbewegung erlauben. Die eingangs erläuterten drei Bewegungsarten der natfirlichen Gehbewegung und deren Kombination sind bei dem Erfindungsgegenstand verwirklicht, weil zugleich mit jeder Deformation der Gummi- bzw. Kunststoffkörper die Bewegung um die eigentliche Gelenkachse möglich ist. The advantages achieved by the invention are mainly therein to see that the rubber body belonging to the axis is partially completely free and thereby remain arbitrarily deformable, namely the deformability of the Rubber body practically 5n not restricted in any way. At least that's how the joint gets three degrees of freedom of movement. It is noteworthy that the joint movements mentioned made possible by the joint axis not only as such, but also by advantageous restoring forces are accompanied by the natural conditions allow adapted walking movement. The three types of movement explained at the beginning Natural walking movements and their combination are part of the subject matter of the invention realized because at the same time with every deformation of the rubber or plastic body the movement around the actual joint axis is possible.

Im folgenden wird die Erfindung an Mand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert; es zeigt Fig. 1 in Seitenansicht ein Kunstbein nach der Erfindung und Fig. 2 einen Schnitt in Richtung 24-S durch den Gegenstand nach Fig. 1. In the following, the invention is based on a mere exemplary embodiment illustrative drawing explained; it shows Fig. 1 in side view of an artificial leg according to the invention and FIG. 2 shows a section in the direction 24-S through the object according to Fig. 1.

Das in den Figuren dargestellte Kunstbein 1 weist ein Kniegelenk 2 auf, welches als Achsgelenk ausgebildet ist. Nach der Erfindung ist die Achse nicht eine starre und nur federnd zur Ermöglichung einer Achsverlagerung gelagerte Achse, sondern eine elastische Achse, die aus zwei seitlichen Gummizylindern 4 und 4 ci besteht, die durch ein starres Zwischenstück 5 miteinander verbunden sind. Die Gummizylinder 4, 4a sind auf Befestigungsplatten 6 aufvulkanisiert und mit in diese Befestigungsplatten 6 eingelassenen Schrauben 7 an den Achsträgern 8 befestigt, die fest am Unterschenkel 1 angeordnet sind. In gleicher Weise weisen die Gummizylinder 4, 4a an ihrer Innenseite Befestigungsplatten 9 auf, in die Schrauben 10 eingesetzt sind, welche zur Verbindung der Gummizylinder 4, 4a mit dem starren Achszwischenstück 5 dienen. Auf die Gummizylinder 4, 4a aufgesetzt sind Gleithülsen 11, die aus Metall bestehen. Diese Gleithülsen 11 sind in der Gleitbuchse 12 des anderen Pre thtesenteiles, in diesem Falle des Oberschenkelteiles 13 gelagert, wodurch die gelenkige Verbindung der beiden Prothesenteile 1, 13 erreicht ist. Bei der Belastung des Gelenkes 2 verlagern sich, wie aus den gestrichelten Darstellungen in der Fig. 2 hervorgeht, mit den Gleithülsen 11 die Gelenkachse, wodurch sich der Oberschenkel absenkt. Am Oberschenkelunterteil 14 ist eine kreissegmentförmige Gleitfläche 15 ausgebildet, die in einer entsprechenden Gleitschale 16 des Unterschenkeloberteiles 17 geführt ist. Letztere weist Bremsbeläge 18 zur Bremsung bzw. Blockierung der Gehbewegung durch Verlagerung der Achse 3 auf. The artificial leg 1 shown in the figures has a knee joint 2, which is designed as a pivot joint. According to the invention is the axis not a rigid and only spring-mounted one to enable an axis shift Axis, but an elastic axis, which consists of two lateral rubber cylinders 4 and 4 ci, which are connected to one another by a rigid intermediate piece 5. The blanket cylinders 4, 4a are vulcanized onto mounting plates 6 and with in these mounting plates 6 embedded screws 7 attached to the axle beams 8, which are fixedly arranged on the lower leg 1. In the same way, the blanket cylinders 4, 4a have fastening plates 9 on their inside, inserted into the screws 10 are, which are used to connect the blanket cylinder 4, 4a with the rigid axle adapter 5 serve. Are placed on the blanket cylinder 4, 4a Sliding sleeves 11 made of metal exist. These sliding sleeves 11 are in the sliding sleeve 12 of the other Pre thtesenteiles, in this case the thigh part 13 is supported, whereby the articulated connection of the two prosthesis parts 1, 13 is reached. Shift when the joint 2 is loaded , as can be seen from the dashed lines in FIG. 2, with the Sliding sleeves 11 the joint axis, whereby the thigh lowers. On the lower thigh 14 is a circular segment-shaped sliding surface 15 is formed in a corresponding Sliding shell 16 of the lower leg upper part 17 is guided. The latter has brake pads 18 to brake or block the walking movement by shifting the axis 3.

In der Fig. 1 ist fernerhin erkennbar, daß das Gelenk 2 zur Begrenzung des Beugewinkels eine Sperre 19 aufweist, die am Prothesenunterteil, d. h. am Unterschenkel 1, angebracht ist und an einem Anschlag 20 den Prothesenoberteil 13 bei dessen Beugebewegung festhält. In der Figur ist endlich erkenntlich, daß durch Ausbildung der bremsauflagentragenden Gleitflächen 15, 16 der kreissegmentförmigen Gelenkgleitteile 14, 17 auch bei der Beugung eine Verlagerung der Achse hervorgerufen und dadurch Rückstellkräfte zur Streckung des Kunstbeilnes nach der Beugung erzeugt werden können. In Fig. 1 it can also be seen that the joint 2 to limit of the flexion angle has a lock 19 which is attached to the lower part of the prosthesis, d. H. on the lower leg 1, is attached and the upper prosthesis part 13 is attached to a stop 20 during its flexion movement holds on. In the figure it can finally be seen that by training the brake pads Sliding surfaces 15, 16 of the circular segment-shaped joint sliding parts 14, 17 also in the Flexion caused a displacement of the axis and thereby restoring forces Stretching of the artificial ax can be generated after flexion.

PATENTANSpRCCHE 1. Prothese mit bei Belastung durch Deformation von elastischen Zwischenstücken sich verlagernder Gelenkachse, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Zwischenstücke (4, 4a) als von keiner starren Achse durchsetzte Gummikörper oder Kunststoffkörper ausgebildet und an letztere außenseitig Verbindungsschienen (8) zur Befestigung mit einem Prothesenteil (1) angebracht sind und daß auf die Gummi- oder Kunststoflkörper (4, 4 4a) starre Gleithülsen (11) aufgesetzt und letztere, die Gummikörper (4, 4 a) teilweise frei lassend, kürzer als diese ausgebildet sowie in Gelenkbuchsen (12) des anderen Gelenkteiles (13) beweglich eingesetzt sind. PATENT APPLICATION 1. Prosthesis with load due to deformation of elastic intermediate pieces of shifting joint axis, characterized in that that the elastic intermediate pieces (4, 4a) as not penetrated by any rigid axis Rubber body or plastic body formed and connecting rails to the latter on the outside (8) are attached for attachment to a prosthesis part (1) and that on the Rubber or plastic body (4, 4, 4a) rigid sliding sleeves (11) are attached and the latter, the rubber body (4, 4 a) partially leaving free, made shorter than this as well are inserted movably in joint bushings (12) of the other joint part (13).

Claims

2. Prosthesis according to claim 1, characterized in that the rubber or plastic bodies are connected to one another by a rigid intermediate piece.

3. Prosthesis according to Claims 1 and 2, characterized in that that the rubber bodies are vulcanized onto metallic mounting plates at their end faces and the connecting rails or the rigid intermediate axle are connected to these is.

4. Prosthesis according to Claims 1 to 3, characterized in that that the sliding sleeves placed on the rubber bodies on the rubber bodies and in the sliding bushes are adjustable.

5. Prosthesis according to Claims 1 to 4, characterized in that that sliding sleeves of different widths can be placed on rubber bodies.

6. Prosthesis according to claims t to 5, characterized in that that the sliding sleeves are made of self-lubricating materials.

7. Prosthesis according to Claims 1 to 6, characterized in that that the sliding sleeves are used in sockets made of self-lubricating materials.

8. Prosthesis according to claims 1 to 7, characterized in that in itself known Way designed as sliding surfaces in which Load on the joint surfaces of the prosthesis parts shifting against each other, z. B. from balls or

Cylinders of existing joint parts that are inserted into corresponding pans of the the same as other prosthesis th, designed as braking surfaces or on the sliding surface Brake pads are in place.

Printed publications considered: German Patent No. 841193.