DE1491233C3

DE1491233C3 - Kniegelenk'für Beinprothesen

Info

Publication number: DE1491233C3
Application number: DE1491233A
Authority: DE
Inventors: Jan 7151 Weiler Zum Stein Prahl
Original assignee: FA WILHELM JULIUS TEUFEL 7000 STUTTGART
Current assignee: FA WILHELM JULIUS TEUFEL 7000 STUTTGART
Priority date: 1964-10-05
Filing date: 1964-10-05
Publication date: 1975-05-15
Also published as: US3407409A; DE1491233A1; DE1491233B2

Description

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Die Anmeldung betrifft ein Kniegelenk für Beinprothesen, bei dem das Oberschenkelglied und das Unterschenkelglied durch zwei zu beiden Seiten des Knies angeordnete, an je einer Achse im Oberschenkelglied und im Unterschenkelglied angelenkte Gelenkhebel verbunden sind.

Ein zweiachsiges Kniegelenk ist z. B. aus der DT-PS 906 bekannt. Bei diesen Gelenken bestehen noch Schwierigkeiten bei der Bremsung unter Belastung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Kniegelenk der obengenannten Art die Bremswirkung so abzustimmen, daß die freie Bewegung des Kniegelenkes beim Gehen nicht gehindert wird, die Bremswirkung aber sofort einsetzt, wenn das Gelenk durch das Körpergewicht belastet wird und dies in der Weise, daß beispielsweise bei einem Stolpern, also bei Gefahr des Falls des Protnesenträgers, die Bremsung das Absinken des Trägers hemmt.

Dies wird erfindungsgemäß erreicht durch die Kombination der Merkmale a) daß die Drehachse im Oberschenkelglied nahe und die Drehachse im Unterschenkelglied hinter der durch die Belastung gegebenen

Kraftlinie liegen,

b) daß ein konzentrisch zur Drehachse des Oberschenkelgliedes verlaufender Bremsbelag auf den vorderen Teil des Unterschenkelgliedes begrenzt ist,

c) daß das Bewegungsspiel der Gelenkhebel um die Drehachse des Unterschenkelgliedes durch einen einstellbaren oder austauschbaren Anschlag begrenzt ist,

derart, daß bei Belastung in der Strecklage das Oberschenkelglied durch die Gelenkhebel nach vorn und gegen den Bremsbelag gedrückt wird und bei Belastung in gebeugter Kniestellung die Bremswirkung sich erhöht.

Es ergibt sich so der Vorteil, daß nicht nur in der senkrechten Stellung der Beinprothese die Reibungskraft die Strecklage sichert, sondern daß bei Einknikken des Kniegelenkes in verstärktem Maße das Körpergewicht auf den Bremsbelag wirkt und in vorteilhafter Weise z. B. einen Stolpergang abfängt, also eine Angleichung an normale Gehverhältnisse schafft.

Diese Wirkung fehlt bei den Beinprothesen, bei welchen ein konzentrisch an den Gliederteilen vorgesehe ner Bremsbelag vom Körpergewicht in der Mittellinie der Prothese belastet wird. Ein konzentrisch verlaufender Bremsbelag ist z. B. aus der DT-PS 918 769 für ein einachsiges Kniegelenk bekannt.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß ein Federglied, das mit seinem einen Ende am Oberschenkelglied hinter der Drehachse und mit seinem anderen Ende am Unterschenkelglied angelenkt ist, eine Druckfeder enthält, die den Druck der beiden Schenkelglieder aufeinander im Bereich des Bremsbelages verringert.

Es ergibt sich dadurch der weitere Vorteil, daß bei der Bewegung das Federglied durch seine Extension die Streckbewegung unterstützt und als Vorbringer für das Unterschenkelglied wirkt. Derartige Federglieder sind für einachsige Kniegelenke bekannt.

Eine andere Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Druckfeder auf das kolbenartige Ende einer in einem Zylinder gelagerten Stange wirkt und daß oberhalb des kolbenartigen Endes der Stange eine elastische Kunststoffmasse angeordnet ist.

Es ergibt sich dadurch der zusätzliche Vorteil, daß die Strecklage der Beinprothese etwas nachgiebig begrenzt wird und daß sich beim Gehen ein stoßfreier Anschlag ergibt.

In der Zeichnung ist die Erfindung in vorzugsweise schematischer Darstellung unter Beschränkung auf die für das Verständnis erforderlichen Teile veranschaulicht. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht des Knies in Strecklage ohne Verkleidungsteile,

F i g. 2 ein Federglied,

F i g. 3 und 4 schematisch eine Beinprothese in Strecklage und in einer Beugungsstellung beim Gehen.

Das Oberschenkelglied 1 ist mit dem Unterschenkelglied 2 durch Gelenkhebel 3 auf beiden Seiten des Kniegelenkes verbunden. Diese Hebel 3 sind mit ihren Enden an der Drehachse 4, welche den Knieachsdrehpol bildet und der den Unterschenkeldrehpol bildenden Drehachse 5 angelenkt Die Drehachse 4 liegt nahe und die Drehachse 5 hinter der durch die Belastung gegebenen lotrechten Kraftlinie 6. Die Kraftlinie 6 verläuft durch den Flächenschwerpunkt der Stumpfeintrittsfläche. Die Gelenkhebel 3 haben um die Drehachse 5 nur ein geringes Bewegungsspiel, das durch den einstellba-

ren oder austauschbaren Anschlag 7 begrenzt wird. Damit wird auch gleichzeitig das Bewegungsspiel an den Gelenkenden der Glieder 1 und 2 begrenzt. Diese Endflächen sind mit einem auf eine entsprechende Strecke begrenzten Bremsbelag 8 mit entsprechendem Reibungswert versehen. Der Bremsbelag 8 bildet mit den Gelenkpunkten 4 und 5 die EckDunkte eines Dreiecks. Bei Belastung der Beinprothese entsteht durch Abstützung der Gelenkhebel 3 gegen die Achsen 4, 5 eine Kraftkomponente, die, wie F i g. 1 und 3 zeipt, in Pfeilrichtung auf die Bremsfläche 8 wirkt. In der Wade ist ein Federglied untergebracht, das aus einer in einem Zylinder 9 gelagerten Stange 10 begeht, auf deren kolbenartiges Ende die Druckfeder 11 wirkt. Das Federglied ist mit seinem oberen Ende am Oberschenkelglied 1 hinter der Drehachse 4 auf der Achse 12 gelagert und mit seinem anderen Ende am Unterschenkelteil mit am Zylinder 9 befindlichen Zapfen 13 am Unterschenkelglied gelagert. Die Lagerung kann auch am Ende des Zylinders 9 bei 13a erfolgen, wie 4ies strichpunktiert 2c angedeutet ist.

Die Wirkungsweise des Kniegelenkes ist wie folgt:
Bei der Belastung der Beinprothese durch das Körpergewicht wird durch die Gelenkhebel 3 das Oberschenkelglied nach vorn u-nd gegen den Bremsbelag 8 gedrückt. Es liegt die in F i g. 1 und 3 gezeigte Stellung der Teile vor. Angenommen, der Prothesenträger belastet wegen eines Hindernisses sein Kunstbein in gebeugter Stellung, wie in Fig.4 gezeigt, mk seinem Körpergewicht, so wird die Belastungskraft voll nach unten vorn auf den Bremsbelag 8 wirksam. Gegenüber der Strecksteilung besteht dann eine größere Bremswirkung.

Das Federglied 9, 10, 11 beeinflußt die Bewegungen in zwei Richtungen. Die unter dem Kolben der Stange 10 liegende Feder 11 vermindert die Flächenpressung am Bremsbelag 8, wenn die Gelenkbewegung ansetzt, und sie bewirkt dann das Vorbringen des Unterschenkels in der Schwingphase. Die oberhalb des Kolbens der Stange 10 befindliche elastische Kunststoffmasse 14 bewirkt in der gestreckten Endstellung ein elastisches Abfangen der bewegten Massen, wenn die Kolbenstange 10 auf Zug beansprucht wird. Hierbei wird auch der Bremsbelag 8 mi! iangsam anschwellender Kraft wirksam.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kniegelenk für Beinprothesen, bei dem das Oberschenkelglied und das Unterschenkelglied durch zwei zu beiden Seilen des Knies angeordnete, an je einer Achse im Oberschenkelglied und im Unterschenkelglied angelenkte Gelenkhebel verbunden sind, gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale

a) daß die Drehachse (4) im Oberschenkelglied (1) nahe und die Drehachse (5) im Unterschenkelglied (2) hinter der durch die Belastung gegebenen Kraftlinie (6) liegen,

b) daß ein konzentrisch zur Drehachse (4) des Oberschenkelgliedes (1) verlaufender Bremsbelag (8) auf den vorderen Teil des Unterschenkelgliedes (2) begrenzt ist,

c) daß das Bewegungsspiel der Gelenkhebel (3) um die Drehachse des Unterschenkelgliedes (2) durch einen einstellbaren oder austauschbaren Anschlag (7) begrenzt ist,

derart, daß bei Belastung in der Strecklage das Oberschenkelglied (1) durch die Gelenkhebel (3) nach vorn und gegen den Bremsbelag (8) gedruckt wird und bei Belastung in gebeugter Kniesteilung die Bremswirkung sich erhöht.

2. Kniegelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Federglied, das mit seinem einen Ende (12) am Oberschenkelglied (1) hinter der Drehachse (4) und mit seinem anderen Ende (13, 13a) am Unterschenkelglied (2) angelenkt ist, eine Druckfeder (11) enthält, die den Druck der beiden Schenkelglieder aufeinander im Bereich des Bremsbelages verringert.

3. Kniegelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (11) auf das kolbenartige Ende einer in einem Zylinder (9) gelagerten Stange (10) wirkt und daß oberhalb des koihenartigen Endes der Stange (10) eine elastische Kunststoffmasse (14) angeordnet ist.