DE292785C

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Publication number: DE292785C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die vorliegende Erfindung kennzeichnet sich zunächst durch die Art und Weise der Einleitung der Bewegung in das künstliche Glied. Die Erfindung setzt voraus, daß der Unter arm im wesentlichen erhalten geblieben ist und benutzt zur Beugung ider Finger bzw. der ganzen Hand die Schwellung der im Unterarm befindlichen Fingerbeugemuskeln. Diese Schwellung wird von geeignet angebrachten

ίο Hebeln, von einer um den Unterarm gelegten ausdehnbaren Spange o. dgl. aufgenommen und durch Zugglieder oder andere geeignete Mittel auf den Mechanismus der künstlichen Hand übertragen. So erfolgt die Hervorbrin-

!5 gung der Bewegung der künstlichen Hand gewissermaßen auf natürlichem Wege durch Ausübung desselben Willensaktes, der bei Vorhandensein des natürlichen Gliedes das Ballen der Hand zur Faust verursachen würde.

Weiterhin besteht die Erfindung in der Anordnung einer , Uhrfeder, durch welche die Wirkung der erwähnten Unterarmmuskeln auf den Mechanismus. unterstützt oder auch so weit ersetzt wird, daß die Muskeln wesentlich nur noch- die Auslösung der Bewegung zu leisten haben. Fernere Neuerungen beziehen sich auf die Übertragung der also eingeleiteten Bewegung auf den Mechanismus der künstlichen Hand und auf diesen selbst.

Fig. ι zeigt eine linke Kunsthand vom Daumen her gesehen im Längsschnitt vor dem Mittelfinger. Fig. 2 stellt die Hand von außen gesehen unter teilweiser Freilegung des Inneren und Darstellung eines Teiles von Mechanismus im Schnitt dar. In ähnlicher Weise zeigt Fig. 3' die Hand von innen gesehen. Die Fig. 4,

5, 6 sind Darstellungen des Armstumpfes mit der Kunsthand, welche insbesondere den äußeren, die Bewegung einleitenden Mechanismus in verschiedenen Ausführungsformen veranschaulichen. Die noch verbleibenden Sonderdarstellungen Fig. 7 bis 13 werden gelegentliche Erläuterung finden.

Die Schwellung der Fingerbeugemuskeln macht sich am Unterarm unweit des Ellbogengelenkes am stärksten bemerkbar. An dieser Stelle befindet sich deshalb nach Fig. 4 die löffeiförmige Verbreiterung des Hebels 1, welcher längs des Unterarmes liegend bei 2 um eine querliegende Achse an dem Stulpfortsatz der künstlichen Hand schwingt. An der Armbinde 3 ist eine Saite 4 befestigt, welche zunächst über dem Hebel 1 liegt und eine öse 5 auf der löffelähnlichen Verbreiterung durch-' läuft, dann neben dem Hebel mehr nach innen geführt ist, so daß sie vorn bei 6 unter dem vorderen Hebelarm liegt. Die Schwellung der Muskeln beim entsprechenden Willensakt bewirkt also eine Auswärtsschwingung des hinteren und eine Einwärtsschwingung des vorderen Hebelarmes, und beides bedeutet eine Durchbiegung und Verkürzung der Saite 4, die weiterhin über die Röllchen 7, 8 geleitet an den inneren Mechanismus in später zu beschreibender Weise angreift.

In ähnlicher Weise ist auch nach Fig. 5 ein um die querliegende Achse 2 schwingender Hebel 1 angeordnet. Hier geht aber die Saite 4 nur bis zum Bereich des vorderen Hebelarmes, mit dem sie durch das Zwischenglied 9 verbunden ist. Bei der Einwärtsschwingung des vorderen Hebelarmes schiebt

Zwischenglied 9 das in einer Geradführung am Stulpansatz laufende Gleitstück 10, an welches die Saite 4 angreift, zurück. Der hintere verschnürte Teil 11 des Stulpansatzes ist hier als aus dehnbarem Stoff bestehend zu denken.

Statt nur eines Hebels 1 können zweckmäßig mehrere auf einen Teil des Unterarmumfanges entsprechend verteilte Hebel mit gemeinsamem Zugglied 4 angeordnet werden. Anders erfolgt die Aufnahme der Muskelschwellung seitens des äußeren Mechanismus nach Fig. 6. Hier ist im Schwellungsbereich um den Unterarm die ausdehnbare Spange 12 (vgl. auch Fig. 6 a) gelegt, welche mit dem Stulpansatz durch eine nahe dem einen Ende des offenen federnden Ringes angebrachte druckfeste Schiene 13 verbunden ist. Das zweite Ende des offenen Ringes ist durch Zugglied 14 mit dem auf der Spange um Stift 15 drehbaren Winkelhebel 16 verbunden, an welchen die Saite 4 angreift.

Um eine ausdehnbare Spange kann auch das hintere Ende eines Zuggliedes 4 bei leicht gleitbarer Führung als Schlinge herumgelegt sein, die sich bei der Schwelluug der Muskeln erweitert und dadurch einen Zug auf den übrigen Teil des Zuggliedes ausübt.

Die an sich geringe Bewegung des Zuggliedes 4 wird in der sogleich zu beschreibenden Weise durch Übersetzung vergrößert, und soweit das durch die Vergrößerung der Weglänge verminderte Zugmoment zur Hervorbringung der erforderlichen Bewegungen nicht ausreicht, tritt in ebenfalls noch zu beschreibender Weise eine äußere Kraftquelle in Gestalt einer mit der gesunden Hand zeitweise aufzuziehenden Uhrfeder ein.

In der anatomischen Achse des Handgelenkes liegt die zunächst unkörperlich vorzustellende künstliche Handgelenkachse, welche zugleich die Achse für den vom Zugglied 4 unmittelbar betätigten Teil des inneren Mechanismus ist. Der Stulpansatz endigt in den zentrisch durchbohrten Scheiben 17 und 18 (Fig. 2 und 3), welche die einwärts gerichteten Büchsen 19 und 20 tragen. Auf diesen Büchsen ist die Trommel 21 gewissermaßen als Scharnierauge des Kunstgerippes der Hand drehbar. Das insoweit gebildete Scharnier tritt nur bei der Beugung der Hand im ganzen in Tätigkeit (hierüber später) und wird für gewöhnlich durch die Spiralfeder 22 zwischen Scheibe 17 und linker Trommelwand in einer der natürlichen Strecklage der Hand entsprechenden Lage erhalten.

Auf Büchse 20 sind weiterhin die in sich fest zusammenhängenden Schnurscheiben 23, 24 drehbar. Um die kleinere Scheibe 23 herumgelegt und an ihr befestigt ist das Zugglied 4. In gleicher Weise ist mit der größeren Schnurscheibe 24· ein weiteres Zugglied 25 verbunden, welches seitlich (Fig. 1) in die Trommel 21 hineinläuft und in später zu beschreibender Weise die Bewegung des Fingerbeugemechanismus durch die von den Unterarmmuskeln ausgeübte Energie vermittelt. Durch die Anordnung der zwei Schnurscheiben verschiedenen Durchmessers wird die^vom Zugglied 4 eingeleitete Bewegung vergrößert.

In den Büchsen 19 und 20 steckt die von außen durch Vierkant und Uhrschlüssel zugängliche Achse 26, an welcher das innere Ende der Uhrfeder 27 befestigt ist. Die Feder liegt in dem um die Achse 26 frei drehbaren Federhaus 28, an dessen Umfang das äußere Federende befestigt ist. In ein auf der Achse 26 festsitzendes Sperrad 29 greift eine von der Büchse 20 .getragene Sperrklinke 30 ein. Die Feder kann deshalb ganz wie diejenige eines Uhrwerkes gespannt werden, vorausgesetzt, daß das Federhaus 28 gegen Drehung gesperrt ist. Diese Sperrung bewirkt die aus Fig. 2 und 7 ersichtliche Bremsvorrichtung.

Auf der Büchse 19 sitzt das Kreuz 31 fest. In seinen geschlitzten Armen führen sich die Gelenkstifte des Gelenkviereckes 32. Zwei dieser Gelenkstifte tragen die Bremsbacken 33, welche innerhalb der verbreiterten Zarge des Federhauses 28 liegen und durch die Feder 34 gegen die Innenfläche der Zarge angepreßt werden. An den unteren Gelenkstift des Viereckes aber greift die Saite 35 an, welche sich innerhalb des Stulpansatzes mit der Saite 4 vereinigt oder mit dieser gemeinsam an die äußeren Teile des Mechanismus angreift. Schon der geringste Zug an 35 genügt zur Lösung der Bremse, während sich andererseits dieses Zugmittel mit dem Zugmittel 4 ohne Schaden auch weiterbewegen kann.

An der rechten Seite des Federhauses 28 sitzt die als Kettenrad dienende gezahnte Trommel 36, welche von der im weiteren über die Leitrollen 37 und 38 geführten Gelenkkette 39 überlaufen wird. Die zwischen den Rollen 37 und 38 senkrecht verlaufende Kettenstrecke dient zur' Bewegung des Fingerbeugemechanismus durch die in der Uhrfeder no 27 aufgespeicherte Energie.

In dem Kunstskelett der Hand ist zur Vermittlung und weiteren Übersetzung der Fingerbewegung eine Art Gelenkviereck oder Gliederschere angebracht (vgl. Fig. 1, 2, 8). Sie besteht im wesentlichen aus den zwei senkrecht geführten Gleitstücken 40 und 41, welche > durch die Lenker 42 miteinander verbunden sind. Die Führungen 43 und 44 für die beiden Gleitstücke liegen in verschiedenen Verj tikalebenen. Die Verbindung zwischen den beiden Ebenen bewirken die Gelenkbolzen 45

zwischen den Gliedern 42. Die Gelenkbolzen , sitzen in Gleitklötzen 46, die ihrerseits in der wagerechten Schlitzführung 47 laufen. An den senkrechten Fortsatz 48 des oberen Gleit-Stückes 40 greift die Zugfeder 49 an, welche das Gleitstück 40 niederzuziehen, folglich die Gleitstücke 46 mit den Gelenkbolzen 45 auswärtszuschieben, folglich auch das untere Gleitstück zu heben und damit die in Fig. 1 und 2 gezeichnete Stellung des Gelenksystemes herzustellen und aufrechtzuerhalten strebt.

An das untere Gleitstück 41 greift unmittelbar das Zugmittel 25 und mittelbar — durch Vermittlung der Klinke 50 — die zwischen den Rollen 37 und 38 liegende senkrechte Strecke der Kette 39 an. In Fig. 9 und 10 ist die Gleitführung 44 mit dem unteren Gleitstück 41 der Klinke 50 und der Kette 39 für sich in Längsschnitt und Querschnitt größeren Maßstabes dargestellt. Die Endfläche der Klinke 50 ist konzentrisch zum Gelenkstift 51 gekrümmt. Mit dieser Fläche stellt sich die Klinke unter dem Druck einer schwachen Feder 52 den Gelenkstiften der niedergehenden Kette in den Weg, wodurch beim Ablauf der Uhrfeder 27 das Gleitstück niedergezogen wird. Dabei aber spannt sich die Feder 53, welche das Ausschwingen der Klinke 50 verursacht, sobald —. nach Wiederwirksamwerden der auf das Federhaus wirkenden Bremse (Fig. 7) — der Zug an der Kette aufhört.

An die beiden Gleitstücke 40 und 41 greifen als künstliche Sehnen zur Beugung der vier Finger die Saiten 54 in der Weise an, daß sie (Fig. 1) vom oberen Gleitstück 40 an der Außenseite der Kunstknöchel 55, 56, 57 entlang und dann um das Ende von 57 herum an der Innenseite der Knöchel zurück und ,nach dem unteren Gleitstück 41 geführt werden. Die Kunstknöchel bilden vermöge der seitlichen Vorsprünge 57^a, 56*, 55^a mit Bezug auf die innere Strecke der Saiten Winkelhebel, an welche die Saiten vermittels der Knoten oder Perlen 58, 59, 60 angreifen. Der Knoten 58 liegt schon bei gestrecktem Finger dem Vorsprung 57^ an, wogegen sich der Knoten 59 in einem gewissen Abstand vom Vorsprung $6^a und der Knoten 59 in einem noch größeren Abstand vom Vorsprung 55^α befindet. Dies hat zur Folge, daß beim Niedergehen der Saite 54 mit dem unteren Gleitstück das äußerste Fingerglied sofort gebeugt wird, dem dann eine Beugung des mittleren und schließlich eine Beugung des inneren Gliedes nachfolgt. Die Vorsprünge p^a bis 57^fl sind etwas gekrümmt und mit radial verlaufenden Schlitzen für den Durchtritt- der Saiten versehen, so daß der dem Vorsprung aufliegende Knoten bei der weiteren Bewegung des Knöchels nach außen gleiten und unter Bestehenbleiben eines günstig gestellten Hebelarmes weiterdrücken kann. Um die Bedeutung dieser Anordnung zu verstehen, muß man sich als Gegensatz vorstellen, daß die Hebelarme unveränderlich wären und die Knoten an diesen unveränderlichen Hebelarmen festlägen. · Dann würde bei der Einwärtsschwingung der Knöchel der Hebelarm bald in die Zugrichtung fallen, was eine weitere Bewegung ausschließen würde. Dieser Fehler wird durch die Möglichkeit der " Auswärtsbewegung, der Knoten auf den gekrümmten Hebelarmen vermieden.

Der Daumen bedarf insoweit besonderer Betrachtung, als sein Zugmittel 61 zwar in gleicher Weise um die Knöchel 62, 63, 64 herumgeführt und wirksam ist, aber nur mit seinem inneren Ende an das untere Gleitstück 41 angeschlossen, mit seinem äußeren Ende dagegen an eine Zugfeder 65 gelegt ist.

Bei dem Zug an dem Zugmittel 25 oder bei Wirksamwerden der Uhrfeder 27 wird also das untere Gleitstück 41 niedergezogen, während vermöge der Glieder 42 das obere Gleitstück 40 unter Anspannung der Feder 49 nach oben geht. Dies bewirkt die Bewegung der Saiten 54 und 6i, durch welche die vier Finger und der Daumen in der beschriebenen Weise gebeugt werden. Bei Nachlassen des Zuges bzw. Ausschaltung der Uhrfeder bewirkt dann die Feder 49 die Wiederstreckung. Um durch die Unterarmmuskeln die Hand als Ganzes im Handgelenk drehen zu können, ist gemäß Fig. 2, 11, 13 der Riegel 66 angeordnet, welcher in einem Fortsatz 67 der Gelenktrommelwand geführt und durch eine Feder 68 einwärts gedrückt wird, sofern durch Drehen an der Handhabe 69 der Querstift 70 in die Ebene des Längsschlitzes 71 gebracht wurde. Der mit entsprechenden Zähnen in die kronenradartigen Sperrzähne der Schnurscheibe 24 eingreifende Riegel 66 kuppelt die Schnurscheibe mit der Gelenktrommel, bewirkt also, daß ein Zug an Zugmittel 4 sich in eine Drehung der Gelenktrommel, d. h. in eine Bewegung der ganzen Hand im Handgelenk umsetzt. Für den Fortsatz 67 muß natürlich ein Schlitz 72 in Scheibe 18 und in der äußeren Weichgummibekleidung der Hand (Fig. 13) den nötigen Spielraum gewähren. n°

Ein zweiter Riegel 73 (Fig. 2, 12, 13) ist in einem äußeren Fortsatz der Scheibe 18 beweglich, kuppelt also die kleine Schnurscheibe 23, in deren Sperrzähne er eingreift, mit dem Stulpfortsatz. Das bedeutet eine dauernde Festlegung des durch Zug am Zugmittel 4 herbeigeführten Beugungszustandes der Finger ohne dauernde Muskelanspannung. Ist hierbei in der Trommelwandung ein Schlitz für den Riegel 73 vorgesehen, so bleibt bei Festlegung der Fingerbeugung die Bewegung der Hand im Handgelenk möglich.

Claims

Patent-Ansprüche:

ι. Künstliche Hand, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bewegung der die Beugung der Finger in ihren Gelenken oder die Drehung der Hand im Knöchelgelenk bewirkenden mechanischen Hilfsorgane ein am Unterarm anzubringendes Vermittlungsorgan wie Hebel (i) oder federnde ausdehnbare Spange (12) dient, das die Schwellbewegung der im Unterarm befindlichen .Fingerbeugemuskeln durch eine kinematische Kupplung irgendwelcher Art auf jene Hilfsorgane überträgt.
2. Künstliche Hand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vermittlungsorgan in einem oder mehreren längs des Unterarmstumpfes liegenden, um eine querliegende Achse (2) schwingenden Hebeln (1) besteht, welche durch Zugschnur (4) oder ein starres Zwischenglied (10) mit den mechanischen Bewegungshilfsorganen der künstlichen Hand verbunden sind.
3. Künstliche Hand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vermittlungsorgan in einer im Bereich der Fingerbeugemuskeln um den Unterarmstumpf zu legenden, federnd ausdehnbaren Spange (12) besteht, deren Ausdehnung durch Winkelhebel (10) und Zugschnur (4) 0. dgl. auf die mechanischen Hilfsorgane zur Bewegung der künstlichen Hand übertragen wird.
4. Künstliche Hand nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine an der Stelle der anatomischen Beugungsachse des natürlichen Handgelenkes gelagerte Achse (26) mit Schnurscheiben (23, 24), von denen die eine (23) durch Zugmittel (4)- mit dem die Bewegung einleitenden Vermittlungsorgan (Hebel o. dgl.) verbunden ist, die andere (24) durch ein Zugmittel (25) die Beugung der Fingergelenke vermittelt.
5. Künstliche Hand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Achse (26) des Handgelenkes ein Federhaus (27, 28) mit Aufzugvorrichtung (29, 30) angeordnet ist, welches nach der vom Vermittlungsorgan aus mit Hilfe eines Zugmittels (35) o. dgl. erfolgenden Freigabe einer durch eine Bremse (31, 32, 33) bewirkten Sperrung die Beugung der Fingergelenke bewirkt oder unterstützt.
6. Künstliche Hand nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine von außen zu bewegende Kupplungsvorrichtung (Riegel 66), die zur Verbindung der Schnurscheiben mit dem Kunstgerippe der als Ganzes um die Achse (19, 20) drehbaren Hand dient und ein Bewegen der Hand im Handgelenk durch Zugmittel (4) ermöglicht.
7. Künstliche Hand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Übersetzung der Bewegung der die Fingerbeugung bewirkenden Zugglieder eine Gelenkverbindung nach Art eines Gelenkviereckes (40, 41, 42) eingeschaltet ist, an welche einerseits das Zugmittel (25) von der Schnurscheibe (24) und auch die vom Federhaus (27, 28) bewegten Getriebsteile (37, 50), andererseits die nach den Fingern führenden Zugmittel (54, 61) angreifen.
8. Künstliche Hand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der ■ Innenseite an den Kunstfingerknochen entlang geführten Zugglieder (54, 61) an den Hebelarmen (55*, 56*, 57*) der einzelnen Knochen mit Hilfe geeigneter, in die Zugglieder eingeschalteter Knoten (58,' 59, 60) oder Querstücke derart folgeweise angreifen, daß der Zug zunächst die Beugung der Endglieder, dann nach der Handwurzel fortschreitend die Beugung der übrigen Glieder zur Folge hat.
9. Künstliche Hand nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Angriff der Zugglieder dienenden Hebelarme (55'⁷, 56^Λ, 57") der Kunstfingerknochen (55/ 56, 57) als von radialen Schlitzen durchsetzte hornförmige Vorsprünge gestaltet sind, auf welchen sich die Knoten (60,59,58) oder Querstücke der Zugglieder bei der fortschreitenden Krümmung der Finger auswärts verschieben können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.