DE2639143A1 - Getriebe fuer eine orthese, prothese o.dgl. - Google Patents
Getriebe fuer eine orthese, prothese o.dgl.Info
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Description
PATENTANWÄLTE
Viennatone Gesellschaft nu"b.H.
Fröbelgasse 28-30
A-1164- Wien
Österreich
A-1164- Wien
Österreich
2639U3
A. GRÜNECKER
D(PU-ING.
H. KINKELDEY
DR-ING.
W. STOCKMAIR
K. SCHUMANN
P. H. JAKOB
DlPL-ING.
G. BEZOLD
8 MÜNCHEN 22
31. August 1976
PH 10 789
Getriebe für eine Orthese, Prothese od. dgl,
TELEFON (O8O) 22 28 62
709813/0273
2639H3
Die Erfindung betrifft ein Getriebe für eine Orthese, Prothese od.dgl. zur Umsetzung der Rotationsbewegung eines
Antriebsaggregates in eine translatorische Bewegung für den
Antrieb des bewegten Teiles der Orthese bzw. Prothese, wobei der bewegte Teil der Orthese, Prothese od.dgl. mit einem
Seil- bzw. Kettenzug in Antriebsverbindung steht.
Bei den bekannten Getrieben dieser Art erfoijt die
translatorische Bewegung in der einen Richtung gegen die Wirkung einer Feder. Dies hat einerseits den Nachteil, daß durch
die Überwindung der Federkraft Kraft verloren geht und demnach der Antrieb insgesamt einen schlechten Wirkungsgrad aufweist.
Andererseits müssen um über den gesamten Verschiebeweg gleichmäßige Zugkräfte zu erhalten, Federn großer Baulänge
verwendet werden, was den Nachteil eines großen Platzbedarfes hat und eine weitere Verschlechterung des Wirkungsgrades mit
sich bringt.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile bei einem Getriebe der eingangs genannten Art zu vermeiden. Gemäß
der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß das Getriebe einen mit dem Antriebsaggregat gekuppelten Bauteil mit zwei
gesonderten Schraubgewinden entgegengesetzter Steigung aufweist und daß die dem Antriebsaggregat zugekehrten beiden En-
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den des Seil- bzw. Kettenzuges jeweils an gesonderten, drehfest geführten Getriebeteilen festgelegt sind, von welchen der
eine dem Bauteil-Schraubgewinde mit der einen Steigung und der andere dem Bauteil-Schraubgewinde mit der entgegengesetzten
Steigung zugeordnet ist.
In Weiterbildung der Erfindung kann die Anordnung so getroffen sein, daß der Bauteil aus einem einseitig offenen
Hohlzylinder mit Innen- und Außengewinde besteht, und daß das eine Ende des Seil- bzw. Kettenzuges an einer mit dem Innengewinde
zusammenwirkenden Schraubspindel und das andere Ende des Seil- bzw. Kettaazuges an einer mit dem Außengewinde zusammenwirkenden
Hülse festgelegt ist.
(Fortsetzung auf Seite 3 der Beschreibung)
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- 3t'-
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Getriebes in der Art einer Doppelspindel wird erreicht, daß
über den gesamten Verschiebeweg die auf den Seil- bzw. Kettenzug wirkenden Zugkräfte im wesentlichen konstant
sind und die mechanischen Verluste im wesentlichen nur durch die Gewindereibung bestimmt sind, welche jedoch durch
entsprechende Wahl des Gewindeprofils und der,Oberflächengüte
desselben klein gehalten werden kann. Darüber hinaus ergibt
sich noch der weitere Vorteil einer langgestreckten, schlanken Bauform, was die Unterbringung an der Prothese
oder Orthese bzw. an Körperteilen des Patienten erheblich erleichtert.
Nachstehend ist die Erfindung unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigt Fig. 1 in schaubildlicher Darstellung eine am Arm eines Patienten
angebrachte Orthese mit einem ein erfindungsgemäßes Getriebe
aufweisenden Antrieb, Fig. 2 einen Längsschnitt für ein erfindungsgemäßes Getriebe, Fig. 3 einen Schnitt längs Linie
III-III der Fig_. 2, Fig. 4 einen Längsschnitt für die dem
Getriebe gemäß Fig. 2 zugeordnete Antriebsverbindung der Orthese gemäß Fig. 1 und die Fig. 5 bis 7 schaubildliche
Darstellungen weiterer möglicher Anwendungen des erfindungsgemäßen
Getriebes.
• In Fig. 1 ist sehaubildlich eine Hand 1 und
eine von dieser getragene Orthese dargestellt. Die Orthese besteht aus einer Arm- und Daumenstütze 2 an welcher bei 4
eine Fingerstütze 3 etwa im Bereich des natürlichen Beugegelenkes der Vorderhand angelenkt ist. Das Gelenk und der die
Antriebsverbindung umfassende Teil des Getriebes ist in Fig.
und das Antriebsaggregat mit dem Hauptteil des Getriebes ist in Fig. 2 jeweils im Längsschnitt dargestellt.
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Gemäß Fig. 2 ist an die Antriebswelle eines Antriebsaggregates das geschlossene Ende eines einseitig
offenen Hohlzylinders 7 angekuppelt; dieses geschlossene Ende ist längs seines abgesetzt ausgebildeten ümfanges
in einem Kugellager 8 gelagert. Der Hohlzylinder trägt längs seiner Außenfläche und längs eines Teiles seiner
Innenfläche Schraubgewinde, die einander entgegengesetzte Steigungen aufweisen. Beispielsweise kann das Außengewinde
ein linksgängiges und das Innengewinde ein rechtsgängiges Gewinde sein.
Mit dem Außengewinde des Hohlzylinders 7 wirkt das Innengewinde einer Hülse 8 zusammen, für welche ein mit
dem Hohlzylinder 7 koaxiales Gehäuse 9 eine Führung darstellt. Längs dieses Gehäuses ist die Hülse 8 dadurch verdrehsicher geführt,
daß ein mit dem Gehäuse 9 fest verbundener Stein 10 von einer Längsnut 11 der Hülse aufgenommen wird.
Mit dem Innengewinde des Hohlzylinders 7 wirkt eine Schraubspindel 12 zusammen, die dadurch verdrehsicher
geführt ist, daß ein Fortsatz 13 der Hülse 8 von einer Längsnut
14 der Schraubenspindel 12 aufgenommen wird. Ferner weist
auch das dem Antriebsaggregat 6 abgewendete Ende der Schraubspindel einen Fortsatz 15 auf, der von einer Innennut 16
der Hülse aufgenommen wird bevor noch die Hülse in Fig. 1 soweit nach rechts und die Schraubspindel soweit nach links verschoben
wird, daß der Fortsatz 13 die Nut 14 verläßt. Über diesen Teil des Verschiebeweges liegt eine doppelte Verdrehsicherung
vor, bis nach dem Austreten von 1 3 an 14 die Verdrehsicherung
von 1.5 und 16 allein übernommen wird. An den Enden des Verschiebeweges
sind Gummipuffer 19, zur Dämpfung der Anstoßbewegung
der Hülse 8 vorgesehen.
Mit 20 ist ein Seil- bzw. Kettenzug bezeichnet der in Kunststoffschläuchen 21 geführt ist, und von einer rohrartigen
Verlängerung 22 des Gehäuses 9 aufgenommen wird.
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-Sf-
Mit den dem Antriebsaggregat zugewendeten freien Enden des Seils bzw. der Kette des Seil- bzw. Kettenzuges 20
sind Verankerungsstücke 23 fest verbunden, die jeweils in eine Ausnehmung 24 lösbar aber zugfest eingesetzt sindo Die eine
Ausnehmung 24 ist in den Hülsenfortsatz 13 die andere Ausnehmung
in das aus dem Hohlzylinder 7 herausragende Ende der Schraubenspindel 12 eingearbeitet.
Das Seil bzw,, die Kette 26 ist zweigeteilt, wobei
die anderen beiden freien Enden mit dem bewegten Teil der Orthese
bzw. Prothese in Antriebsverbindung stehen oder diese selbst bilden.
Die Art der Antriebsverbindung hängt davon ab, welche Art von Bewegungen mit der Orthese bzw. Prothese erreicht werden
sollen, so z.B„ ob eine Beugebewegung oder eine Drehbewegung erfolgen
soll.
Bei der Orthese gemäß Fig„ 1 soll eine Beugebewegung
erfolgen, demgemäß handelt es sich bei 4 um ein Beugegelenk. Fig. 4 zeigt eine zugehörige Äntriebsverbindung. Diese
besteht aus einer um eine Welle 30 frei drehbaren Seilbzw. Kettenscheibe 31. \ Um diese sind die beiden Seilenden
geführt und vermittels mit ihnen jeweils fest verbundenen Verankerungsstücken 32, 33 dadurch an der Seheibe 31 festgelegt,
das 32, 33 in Ausnehmungen 34, 35 der Scheibe eingesetzt sind.
Die Scheibe 31 weist eine etwa nierenförmige Aussparung 3 6 auf, welche einen entsprechend geformten,
jedoch insgesamt etwas kürzeren Teil 44 der Stütze 3 aufnimmt. Dieser weist in Fig. 4 strichliert gezeichnete Schlitze 37 ;
auf, durch welche Befestigungsschrauben 33 zur Festlegung von 3 an 31 reichen» ZuffiLge der Schlitze 37 ist 3 in unterschiedlichen
Stellungen an 31 festlegbar, wodurch die Fingerruhelage
eingestellt werden kann. Mit 43 and die Seilführung erleichternde Umlenkverdickungen bezeichnet.
Diese Antriebsverbindung ist in einem von 9 und
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— 1O —
gesonderten Gehäuse 3 9 untergebracht, wobei der rohrartige Gehäuseteil 22 in eine Ausnehmung 40 des Gehäuses 3 9 eingeschoben
ist. Der rohrartige Gehäuseteil 22 endet in einer Mutter 41 in welche eine Stellschraube 42 eingeschraubt ist die sich
gegen das Gehesuse 39 abstützt» Mittels dieser Stellschraube
kann das Seil 26 gespannt werden. Im übrigen sind diese Maßnahmen zur Seilspannung unabhängig von der konstruktiven Ausbildung
der Antriebsverbindung und können auch bei Ausführungsformen derselben Anwendung finden wie sie z.B. die Fig. 5 und. 6
zeigen.
Bei Fig. 5 und 6 handelt es sich um Prothesen,
mit drehbewegter Hand. Das an der Stelle des natürlichen Handgelenks
angeordnete Prothesengelenk ist demgemäß ein Drehgelenk,,
Nach Fig. 5 besteht die Antriebsverbindung für dieses Drehgelenk aus einer mit der Hand 50 festen Seil- bzw.
Kettenscheibe 51, an welche die Seile 22 über Umlenkrollen 52 hingeführt sind, und die am übrigen Prothesenteil frei drehbar
gelagert ist. Die Festlegung der Seile 22 an 51 erfolgt in der in Zusammenhang mit Fig. 4 erläuterten Weise.
Nach Fig. 6 besteht die Antriebsverbindung für
dieses Drehgelenk aus einem mit der Hand 60 festen Kegelrad 61 , wobei Hand und Kegelrad frei drehbar am übrigen Prothesenteil
gelagert ist. Mit dem Kegelrad 61 kämmt ein Kegelrad 62, das von einer Seil- bzw. Kettenscheibe 63 getragen wird an>
der die Seile 26 gemäß: Fig, 4 angreifen.
Bei der in Fig« 7 gezeigten Orthese bzw. Prothese ist die Antriebsverbindung durch das Seil 26 selbst gebildet.
Im Falle einer Prothese kann die Hand 70 z.B. in den Bereichen 71 oder 72 mit einem üblichen Beugegelenk ausgebildet sein.
Das freie Ende der beiden Seil- bzw» Kettenhälften ist nun direkt im Bereich der Fingerspitzen festgelegt und zwar eine
Seil- bzw» Kettenhälfte an der Handoberseite die andere Hälfte an der Handunterseite; längs der Prothese sind die Seil- bzw.
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AA
-■■■?-,
Kettenhälften in Ringösen 73 geführt die in entsprechend verlaufenden
und in die Prothesenhand eingearbeiteten Nuten angeordnet sein können.
Im Falle einer Orthese können diese Ringosen von
einem Stützhandschuli getragen sein, an welchen auch die Seilenden festgelegt sind und welcher lediglich ein Beugen der
Finger mit Ausnahme des Daumens erlaubt.
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Claims (11)
- Patentansprüche1j Getriebe für eine Orthese, Prothese od.dgl. zur Um-Setzung der Rotationsbewegung eines Antriebsaggregates in eine translatorische Bewegung für den Antrieb des bewegten Teiles der Orthese bzw. Prothese, wobei der bewegte Teil der Orthese, Prorthese od.dgl. mit einem Seil-bzw. Kettenzug in Antriebsverbin-i dung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe einen mit dem Antriebsaggregat (6) gekuppelten Bauteil mit zwei gesonderten Schraubgewinden entgegengesetzter Steigung aufweist und daß die dem Antriebsaggregat (6) zugekehrten beiden Enden des Seil- bzw. Kettenzuges (26) jeweils an gesonderten, drehfest geführten Getriebeteilen (8,12) festgelegt sind, von welchen der eine dem Bauteil-Schraubgewinda mit der einen Steigung und der andere dem Baufeeil-Schraubgewinde mit der entgegengesetzten Steigung zugeordnet ist,
- 2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bauteil 7 aus einem einseitig offenen Hohlzylinder mit Innen- und Außengewinde besteht, und daß das eine Ende des Seils (26) bzw. Kettenzuges an einer mit Innengewinde zusammenwirkenden Schraubspindel (12) und das andere Ende des Seil-bzw. Kettenzuges (26) an einer mit dem Außengewinde zusammenwirkenden Hülse (8) festgelegt ist.
- 3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichner, daß in die einen Enden der Schraubspindel (12) und der Hülse (8) Ausnehmungen (24) zur Aufnahme von mit den Enden des Seilsbzw, der Kette (26) des Seil-bzw. Kettenzuges fest verbundenen Verankerungsstücken (23) eingearbeitet sind,
- 4. Getriebe nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die drehfeste Führung der Hülse (8) aus einem ortsfesten, zweckmäßig an einem Gehäuse (9) festgelegten, Stein (10) und einer denselben aufnehmenden und in die Hülse (8) eingearbei-ORIGiNAL INSPECTED709813/0273tete Längsnut (11) und die drehfeste Führung der Schraubspindel (12) wenigstens durch einen Fortsatz (13) der Hülse (8) gebildet ist, der mit einer Längsnut (14) der Schraubspindel (12) in Eingriff bringbar ist.
- 5. Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die drehfeste Führung der-Schraubspindel (12) zusätzlich einen an der Schraubspindel (12) ausgebildeten Fortsatz (15) aufweist, der vor dem Austreten des Hülsenfortsatzes (13) aus der Spindellängsnut (14) mit einer Innenlängsnut (16) des Gewinde-Hohlzylinders (8) in Eingriff bringbar ist.
- 6. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschiebeweg der Hülse (8) durch elastisch nachgiebige Puffer 119) begrenzt ist.
- 7. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Seil bzw. die Kette (26) des Zuges zweigeteilt ist, wobei jedes von dem Antriebsaggregat abgewendete Ende des bzw. derselben für sich an der Antriebsverbindung für den bewegten Teil der Orthese, Prothese od.dgl. zweckmäßig, lösbar festgelegt ist.
- 8. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Antriebsverbindung und Getriebe in gesonderten Gehäuseteilen (9,22,39) angeordnet sind, wobei das eine Gehäuse (9,22) vermittels einer Seil-bzw. Kettenspannei-nrichtung (42) längs des anderen Gehäuseteils (39) verschiebbar ist.
- 9. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, für den Antrieb des Beuge- oder Drehgelenkes einer Orthese, Prothese od.dgl. dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsverbindung eine Seil- bzw. Kettenscheibe (51) umfaßt, an welcher einerseits das Seil bzw. Kette (26) , gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von Umlenkrollen (52) und andererseits der bewegte Teil der Orthese bzw. Prothese lösbar festgelegt ist (Fig.5).
- 10. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8 für den Antrieb des Drehgelenkes einer Orthese, Prothese od.dgl. dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsverbindung in ansich bekannter " Weise aus einem Kegelradgetriebe besteht J wobei das getriebene Ke-7 09813/0273gelrad (63) auf einer Scheibe (63) sitzt, an welcher das Seil bzw. die Kette (26) angreift (Fig.6). .
- 11. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsverbindung durch das
Seil bzw. die Kette (26) selbst gebildet ist, indem die einen Enden der beiden Seil- bzw. Kettenhälften im Bereich der ausseren Enden zu verschiedenen Seiten des zu bewegenden Teiles der Orthese bzw. Prothese an diesem festgelegt sind (Fig.7).709813/027 3
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