DE3028608A1 - Hydraulically controlled artificial leg - has ram behind single axis knee joint with annular chamber containing valves - Google Patents
Hydraulically controlled artificial leg - has ram behind single axis knee joint with annular chamber containing valvesInfo
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Abstract
Description
Kunstbein mit hvdraulischer Pendel- und StandphasensteuerungArtificial leg with hydraulic pendulum and stance phase control
T*r Obersehenkelamzutationen sowie knie- und Hüftgelenkexar.T * r thigh abdominal muscles as well as knee and hip joint exar.
t ikulati onen ble Erfindung betrifft ein unstbein mit hydraulischer Pendel-und Standphasensteuerung. Zu einer vollstandigen Prothese mit Oberschenkelschaft oder Hüftgelenk mit Hüftkorb ergänzt ermöglicht es einem am Oberschenkel sowie im Hiift- oder Kniegelenk amputierten Menschen ein sicheres und bei günstigen Stumpfverhältnissen weitgehend physiologisch erscheinendes Gehen.t ikulati onen ble invention relates to a hydraulic leg Pendulum and stance phase control. A complete prosthesis with a femoral shaft or hip joint supplemented with hip cage allows one on the thigh as well as in the Hiift or knee joint amputated people a safe and with favorable residual limb conditions walking that appears largely physiological.
?;drend des gesamten Gangzyklus des xunstbeins regelt ein zwianhen Ober- und unterteil des kniegelenks angelenkter Hydraulikzylinder ciie durch die Stumpf- oder Hüftmuskulatur erzeugte Bewegung des Unterschenkels um das Kniegelenk. Ler Hydraulikzylinder steuert die Pendelphase, wo Unterschenkel und Fuß frei um das Kniegelenk schwingen und sichert die Standphase, in der das Kunstbein die Körperlast trägt. dabei kann die hydraulische Pendel- und Standphasensteuerung den Ablauf der Bewegung nur dadurch beeinflassen, daß sie die erforderliche Verzögerung ozw. Blockierung durch hydraulische Drosseln und Absperrorgane erzeugte Man bezeichnet diese Gruppe der hydraulischen Steuerungen als passiv, weil sie keinerlei Fremdenergie benötigen.?; drend of the entire gait cycle of the xunstbeins regulates a zwianhen Upper and lower part of the knee joint articulated hydraulic cylinder ciie through the Stump or hip muscles produce movement of the lower leg around the knee joint. The hydraulic cylinder controls the pendulum phase, where the lower leg and foot move freely the knee joint swings and secures the stance phase in which the artificial leg carries the body weight wearing. the hydraulic pendulum and stance phase control can control the sequence of the Only influence movement by ozw the required delay. blocking This group is created by hydraulic throttles and shut-off devices the hydraulic controls as passive because they do not require any external energy.
Passive hydraulische Pendel- und Standphasensteuerungen für Oberschenkelprothesen sind in der Orthopädietechnik bekannt und befinden sich seit längerer Zeit im Einsatz4.'arunter gibt es kombinierte Systeme, die sowohl die Steuerung der Pendelphasenbewegung als auch die Standphasensicherung übernehmen. 2,3,4,5 Nur diese Systeme können für die folgende Entgegenhaltung herangezogen werden.Passive hydraulic pendulum and stance phase controls for thigh prostheses are known in orthopedic technology and have been in use for a long time4 there are combined systems that both control the pendulum phase movement as well also take over the stance phase protection. 2,3,4,5 Only these systems can be used for the the following citation can be used.
Ein Nachteil bisher im Einsatz befindlicher Kunstbeine mit hydraulischer Pendel- und Standphasensteuerung besteht darin, daß sie nicht unabhängig von Konstitution und Amputationshöhe des Versehrten einsetzbar sind. Nach der Konstitution lassen sich unsichere Versehrte (insbesondere solche mit Altersamputationen und in der Rehabilitation nach Amputationen befindliche ) und aktive Geher unterscheiden, nach der Amputationshöhe Hüftexartikulation, kurzer Oberschenkelstumpf, mittellanger Oberschenkelstumpf langer Oberschenkelstumpf und knieexartikulation Bisher wurde auch bei rein mechanischen Kunstbeinen keine Kniegelenkkonstruktion bekannt, die gleichzeitig für alle aufgezählten Amputationshöhen sowie eine gute und schlechte Konstitution des Versehrten geeignet ist. Die Vielzahl der bisher bekannt gewordenen und im Einsatz befindlichen Kniegelenkkonstruktionen belegt diese Tatsache eindrucksvoll.A disadvantage of previously used artificial legs with hydraulic Pendulum and stance phase control consists in the fact that they are not independent of constitution and amputation height of the disabled person can be used. Leave after the constitution insecure disabled persons (especially those with old age amputations and in the Rehabilitation after amputations ) and active walkers differentiate according to the amputation height hip disarticulation, short thigh stump, medium stump long thigh stump and knee disarticulation So far, there has been no knee joint construction even with purely mechanical artificial legs known, the same for all listed amputation levels as well as a good one and bad constitution of the handicapped is suitable. The multitude of so far Known knee joint designs that are in use are evidence of this Impressive fact.
Dies liegt besonders daran, daß es bisher nicht gelungen ist, die nachfolgend dargestellten Forderungen an die Prothesenkonstruktion gleichzeitig in einer honstruktion zu verwirklichen.This is particularly due to the fact that it has not yet succeeded in the Requirements for the prosthesis design presented below at the same time to be realized in a design.
So benötigen unsichere Versehrte eine zuverlässige Kniegelenksicherung während der gesamten Belastungsphase der Prothese, wobei diese Sicherung bei der geringsten Belastung der Prothese einsetzen muß Das Beugen des Kniegelenks in der Pendelphase der Prothese sowie beim Hinsetzen nuß ohne Bedienung von Sperrmechanismen möglich sein Ein gesperrter Gelenk, das jeweils willkj:rich von Hand zun. Hinsetzen zu entriegel@ und nach dem Aufstehen zu sperren ist, fördert nicht die Rehabilitation des Amputierten, da das Gehen mit steifer Prothese sowie der Vorgang des Hinsetzens (Entriegeln) und Aufstehens (Verriegeln) nicht nach unwillkürlichen Bewegungsmustern erfolgt Die neuen Bewegungsmuster werden kaum erlernt und die Prothese wird als hinderlicher Fremdkörper empfunden und abgelehnt Auch bei aktiven Gehern kann eine Unterstützung der Kniesicherung bei Fersenbelastung sinnvoll sein, um einer unökonomisehen Gehleistung vorzubeugen; Dabei muß eine rechtzeitige Freigabe der Knie sicherung in der Schrittrücklage erfolgen.Insecure disabled people need reliable knee joint protection during the entire loading phase of the prosthesis, this securing in the The least stress on the prosthesis must use Bending of the knee joint in the The pendulum phase of the prosthesis as well as when sitting down do not require the use of locking mechanisms be possible A locked joint, each willkj: rich by hand. Sit down unlocking @ and locking after getting up does not promote rehabilitation of the amputee, since walking with a stiff prosthesis and the act of sitting down (Unlocking) and standing up (locking) not according to involuntary movement patterns The new movement patterns are hardly learned and the prosthesis is used as a an obstructive foreign body felt and rejected Even with active walkers, a Support of knee protection with heel loading can be useful to avoid an uneconomical Prevent walking performance; The knee brace must be released in good time in the step reserve.
Sie Möglichkeit eines gewichtsunterstützenden Beugens des Kniegelenks beim Hinsetzen und wechselseitigen Hinuntergehen von Treppen steigert für diese Gruppe von Versehrten den Gebrauchswert der Prothese Bei aktiven Gehern gewinnt ein harmonisches Gangbild bei unterschiedlichen Gehgeschwindigkeiten besondere Bedeutung. Dieses wird erzielt, indem durch hydraulische Dämpfung das erforderlichte Widerstandsmoment im Kniegelenk automatisch der jeweiligen Gehgeschwindigkeit angeglichen wird, Besondere Bedeutung hat hierbei eine hydraulisch erzeugte progressive Dämpfung der Streckbewegung des Unterschenkels, um das stoßweise kanten des Oberschenkelschaftes am Ende der Pendelphase der Prothese zu vermeiden.You have the option of a weight-supporting flexion of the knee joint when sitting down and alternately going down stairs increases for them Group of disabled people the practical value of the prosthesis gains in active walkers A harmonious gait pattern at different walking speeds is of particular importance. This is achieved by adding the required section modulus through hydraulic damping in the knee joint automatically of the respective Adjusted walking speed A hydraulically generated progressive damping is of particular importance here the stretching movement of the lower leg, around the intermittent edging of the thigh shaft at the end of the pendulum phase of the prosthesis.
Prothesen für Hüftexartikulationen benötigen neben einer zuveilässigen Krie;elenksicherung eiu möglichst kleines Massenträgheitsmoment des Unterschenkels. Ähnliche Forderungen sind bei Oberschenkelprothesen für Kurzstümpfe zu erfüllen.Prostheses for hip disarticulations require an appropriate one Rotary joint securing means that the mass moment of inertia of the lower leg is as small as possible. Similar requirements have to be met for thigh prostheses for short stumps.
Für Versehrte mit langem Oberschenkelstumpf gewährleistet nicht jede Kniegelenkkonstruktion die erforderliche kurze Bauhöhe iiber dem Gelenk, Prothesen für Knieexartikulationen erfordern nach dem bisherigen Stand der Technik Sonderkonstruktionen. Dabei ist die Forderung zu erfüllen, daß der dem Oberschenkel zugehörige Teil des Gelenks in allen Betriebslagen ein Minimum an Bauhöhe aufweist, Auf eine Winkeljustierbarkeit oberhalb des künstlichen Gelenks in der Sagittal- und Prontalebene des Körpers muß bei den bisherigen Konstruktionen für Knieexartikulationen wegen der geringen Bauhöhe über dem Gelenk verzichtet werden.Not every guarantee for disabled people with a long thigh stump Knee joint construction the required short height above the joint, prostheses For knee disarticulations, the prior art requires special designs. The requirement must be met that the part of the thigh belonging to the Joint has a minimum height in all operating positions, on an angle adjustability above the artificial joint in the sagittal and prontal planes of the body in the previous designs for knee disarticulations because of the low overall height can be dispensed with over the joint.
Als Standard moderner Prothesenversorgung gilt heute die unabhängig voneinander durchführbare Justierbarkeit der Baugruppen Fuß, Kniegelenk und Schaft in den drei Raumebenen des menschlichen Körpers zur optimalen Abstimmung der Statik eines Kunstbeins auf die individuellen Gegebenheiten eines Oberschenkelamputierteno Diese Winkeljustierbarkeit der drei Baugruppen ist als Prinzip der horizontalen Verschiebung" in der Orthopadietechnik bekannt und wird sowohl bei Holzals auch bei Rohrskelettprothesen angewandt. Bei Holzprothesen geschieht dies durch.Veerschieben von Fuß mit Knöchelholz, Knie-Waden-Paßteil und Schaft auf den jeweiligen Fügeflächen.Today, the standard of modern prosthesis care is independent Adjustability of the foot, knee joint and shaft assemblies that can be carried out from one another in the three spatial levels of the human body for optimal coordination of the statics an artificial leg to the individual circumstances of an above-knee amputee o This angular adjustability of the three assemblies is based on the principle of the horizontal Shift "is known in orthopedic technology and is used in both wood and used in tubular skeletal prostheses. With wooden prostheses, this is done by sliding of the foot with ankle wood, knee-calf fitting part and shaft on the respective joining surfaces.
Bei Rohrskelettprothesen wird dieses Prinzip durch schnelltrennbare Winkeljustiereinheiten ober- und unterhalb des Kniegelenks sowie oberhalb des Fußes verwirklicht. Dabei sind jeweils zwei Winkeljustiereinheiten zur horizontalen Verschiebung erforderlich. Unterhalb des Kniegelenks muß stets eine Winkeljustiereinheit vorhanden sein, um beim Abstimmen der Prothesenstatik in der Frontalebene des Körpers eine waagerechte Lage der Kniegelenkachse zu garantieren.With tubular skeleton prostheses, this principle is replaced by quick-release Angle adjustment units above and below the knee joint and above the foot realized. There are two angle adjustment units for horizontal displacement necessary. An angle adjustment unit must always be present below the knee joint to be able to adjust the prosthesis statics in the frontal plane of the body one to guarantee a horizontal position of the knee joint axis.
Bei den bisher ausgeführten Oberschenkelprothesen mit hydraulischer Pendel- und Standphasensteuerung behindert die Bauhöhe das Anbringen einer verstellbaren Winkeljustiereinheit unterhalb des Kniegelenks Aus diesem Grunde sind Kniegelenke mit hydraulischer Pendel- und Standphasensteuerung bisher noch nicht als austauschbares Modul fiir bestehende Rohrskelettprothesen mit schnelltrennbaren Winkeljustiereinheiten eingesetzt worden Ein weiterer Grund für den begrenzten Einsatz liegt darin, daß das bisher verwendete Prinzip der hydraulischen Standphasensteuerung eine Horizontalverschiebung der Prothesenbauteile behindert Es ist zwar eine hydraulische Standphasensteuerung bekannt, die das Kniegelenk ohne ein vom Fuß ausgehendes Steuergestänge sichert. Kiese Hydraulik erlaubt aber nur bei Holzprothesen das Prinzip der Horizontalverschiebung.In the thigh prostheses with hydraulic Pendulum and stance phase control prevents the installation height from attaching an adjustable one Angle adjustment unit below the knee joint This is why knee joints are with hydraulic pendulum and stance phase control not yet available as an interchangeable one Module for existing tubular skeletal prostheses with quickly separable angle adjustment units Another reason for the limited use is that the previously used principle of hydraulic stance phase control is a horizontal shift the prosthesis components hindered It is a hydraulic stance phase control known, which secures the knee joint without a control linkage extending from the foot. However, Kiese hydraulics only allow the principle of horizontal displacement with wooden prostheses.
Bei Rohrskelettprothesen behindert die Bauhöhe bzw. Baugröße des Hydraulikzylinders die Wirksamkeit einer Winkeijustierbarkeit unterhalb des Kniegelenks0 Bei einer weiteren im Einsatz befindlichen hydraulischen Standphasensteuerung verhindert außerdem die Anordnung eines vom Fuß ausgehenden Steuergestänges den Einsatz sowohl bei konventionellen Holzprothesen ols auch bei Rohrskelettprothe,-en mit Winkeljustiereinheiten2.?3) Die hydraulische Pendel- und Standphasensteuerung, die ohne ein vom Fuß ausgehendes Steuergestänge arbeitet4,'teuert die Standphase durch das beim Gehen im künstlichen Kniegelenk auftretende Streek- und Beugemoment und dessen gangzvklusabhan gigen zeitlichen Verlauf Dabei hängt das Aufheben der Kniesicherung zum Freigeben des Unterschenkels für die Pendelphase von zwei Faktoren ab: Vom Auftreten eines Überstreckmoments im Kniegelenk und von einer ausreichenden Wirkungszeit dieses Überstreckmoments. Kiese Wirkungszeit zum Aufheben der Kniesicherung steht nur während der normalen Ballenabwicklung beim Gehen zur Verfügung. Auf ebenem und festem Untergrund ist damit ein sicheres Gehen gewährleistet. Geht der Prothesenträger jedoch auf weichem Untergrund oder belastet infolge einer Bodenunebenheit beim Abrollen nur die Ferse, so kommt es nicht zu einer entsprechenden Überstreckung des Kniegelenks durch den Vorfußhebel Lie Standphasensperrung wird nicht aufgehoben Der Prothesenträger bleibt mit der blockierten Prothese bei dem Versuch, durchzuschwingen, am Boden hängen und droht zu stürzen Auch beim Hinabgehen von Neigungen tritt das gleiche Problem auf Weshalb ist beim Gehen mit dieser Hydraulik eine aktive Stumpfkontrolle erforderlich Um die Standphasensicherung auf unsichere Gelande auszuschalten, muß der Prothesenträger seinen Stumpf nach hinten drücken, bevor er die Pendelphase mit einem Beugen des Knies einleitet 49Ein derartig spontanes Anspannen der Stumpfmuskulatur zur Überstreckung des Kniegelenks kann als Dauerbelastung zu einer unökonomischen Gehleistung führen und ist nicht fiir Amputierte beliebiger Konstitution und Amputationshöhe zumutbar Bei den bisher ausgeführten Oberschenkelprothesen mit hydraulischer Pendel- und Standphasensteuerung besitzt der Hydraulikzylinder eine relativ große Masse und Bauhöhe bzw. Baugröße. @,@,4 Dies führt zu einer entsprechenden Erhöhung des Masse des Unterschenkels Zur beschleunigten und verzögerten Bewegung des Unterschenkels in der Pendelphase ist ein dementsprechend größeres Massenträgheitsmoment zu überwinden. Da Weg und Zeit beim turchschwingen des Prothesenunterschenkels in der Pendelphase sich dem gesunden Bein angeleichen müssen, muß bei größerer Masse des Unterschenkels das Widerstandsmoment im Kniegelenk und damit die Dämpfungskraft im Hydraulikzylinder steigen Diese Kraft muß der Prothsenträger durch entsprechende Muskelarbeit von Amputationsstumpf und fte aufwenden. Lurch die hydraulische Dämpfung wird ein großer Teil der Bewegungsenergie bis zur maximalen Beugung des Unterschenkels in Wärme umgewandelt. Die durch Dämpfung bei der Beugung des Kniegelenks verlorengegangene Bewegungsenergie muß bei der nachfolgenden Streckung durch erhöhte Muskelarbeit kompensiert werden. Vergrößerung der Masse des Unterschenkels erfordert somit Erhöhung der Muskelarbeit für Beugen und Strecken des Kniegelenks beim Durchschwingen. Besonders unsichere Amputierte und solche mit kurzen Oberschenkelamputationen und Hüftexartikulationen dürften Mühe haben, das erforderliche Widerstandsmoment im Kniegelenk auf zubringen.In tubular skeletal prostheses, the height or size of the hydraulic cylinder is a hindrance the effectiveness of an angle adjustability below the knee joint0 in a further hydraulic stance phase control in use also prevents the arrangement of a control linkage extending from the foot is suitable for both conventional use Wooden prostheses also for tubular skeleton prostheses with angle adjustment units2.? 3) The hydraulic pendulum and stance phase control that does not require a foot Control linkage works4, 'controls the stance phase by walking in artificial Streek and flexion moments occurring in the knee joint and its gangue cycle-dependent Time course It depends on the release of the knee brace to release the Lower leg for the pendulum phase depends on two factors: The occurrence of an overstretching moment in the knee joint and that this hyperextension moment is effective for a sufficient period of time. This effective time for canceling the knee protection is only available during normal Bale unwinding available while walking. Is on level and firm ground thus ensuring safe walking. However, if the prosthesis wearer walks on soft Ground or only stresses the heel due to an unevenness in the floor when rolling, so there is no corresponding overstretching of the Knee joint The forefoot lever Lie stance phase lock is not canceled The prosthesis wearer remains on the ground with the prosthesis blocked while trying to swing through hang and threaten to fall The same thing happens when going down slopes Problem on Why is active residual limb control when walking with this hydraulic system required To switch off the stance phase safety device on unsafe terrain, you must the prosthesis wearer push his residual limb backwards before he starts the pendulum phase with bending the knee initiates such a spontaneous tensing of the residual limb muscles overstretching the knee joint can become an uneconomical as long-term stress Perform walking and is not for amputees of any constitution and amputation level reasonable With the previously performed thigh prostheses with hydraulic pendulum and stance phase control, the hydraulic cylinder has a relatively large mass and overall height or size. @, @, 4 This leads to a corresponding increase in the Mass of the lower leg For accelerated and decelerated movement of the lower leg In the pendulum phase, a correspondingly larger mass moment of inertia has to be overcome. Because the distance and time when swinging the lower leg of the prosthesis in the pendulum phase Have to adjust to the healthy leg, must with a larger mass of the lower leg the moment of resistance in the knee joint and thus the damping force in the hydraulic cylinder The wearer of the prosthesis must increase this force through appropriate muscle work Expend amputation stump and fte. The hydraulic damping will be a big one Part of the kinetic energy up to the maximum flexion of the lower leg in warmth converted. The one lost through damping when the knee is flexed Kinetic energy must be used in the subsequent stretching through increased muscle work be compensated. Increasing the mass of the lower leg thus requires increasing it the muscle work for bending and stretching the knee joint when swinging through. Particularly insecure amputees and those with short thigh amputations and hip disarticulations will have difficulty in generating the required section modulus in the knee joint.
Infolge der Bauhöhe bisher ausgeftihrter Hydraulikzylinder kann der Massenschwerpunkt des Unterschenkels in Richtung Fuß verschoben werden Auf diese Weise verlängert sich der Hebelarm der im Schwerpunkt des Unterschenkels wirksam werdenden Massenträgheits- und Gewichtskraft Ibies hat eine weitere Steigerung des im Kniegelenks erforderlichen Widerstandsmoments und damit eine weitere Erhöhung der Muskelarbeit beim Gehen zur Folge. dieser zusätzliche Nachteil macht sich besonders bei einer in der Anwendung befindlichen hydraulischen Pendel- und Standphasensteuerung bemerkbar: onstruktiv bedingt liegt hier die Lage der Hydraulikeinheit zum Fuß unabgängig vom Knie-Boden-Maß der Prothese fest Bei einem großen Knie-Boden-Maß wandert der Massenschwerpunkt in Richtung Fuß und erhöht durch die Verlängerung des wirksamen Hebelarms das erforderliche Widerstandsmoment im Kniegelenk Der Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt, die vorstehend angeführten Nachteile zu überwinden und ein Kunstbein konstruiert, das unabhangig von Konstitution und Åmputationshöhe des Versehrten einsetzbar ist, Das Spektrum der möglichen Versorgungsfälle umfaßt nach der Konstitution des Versehrten sowohl unsichere Versehrte als auch aktive Geher, nach der Amputationshöhe sowohl kurze, mittellange und lange Oberschenkelstumpfe als auch Hiift- und Knieexartikulationen sowie beidseitig Amputierte Aus dieser Aufgabenstellung folgt für die konstruktive Ausfiihrung der Erfindung, daß Baugröße und Masse der hydraulischen Steuerung erheblich geringer sein müssen als bei bisherigen Lösungen, daß die gesamte Pendelphase der Prothese, doho h0 sowohl das Beugen als auch das Strecken des Kniegelenks hydraulisch gedämpft werden muß, wobei eine progressiv ansteigende Endlagendämpfung ebenfalls hydraulisch erfolgen sollte, daß die gesamte Standphase der Prothese zuverlässig gesichert werden muß, wobei die hydraulische Sicherung bereits bei der geringsten Fersenbelastung einsetzt und das Freigeben des Kniegelenks zum Beugen ohne willkürliche Kontrolle des Versehrten unabhängig von den Bodenverhältnissen stets automatisch erfolgt, daß der Vorgang des Hinsetzens des Versehrten nicht durch willkürlich von Hand zu schaltende Sperrmechanismen behindert wird, daß das Aufstehen des Versehrten nicht behindert wird, daß durch eine besonders einzustellende Einrichtung dem aktiven Geher ein gewichtsunterstützendes Beugen seiner Prothese beim Hinsetzen sowie beim wechselseitigen Hinuntergehen von Treppen und Neigungen ermoglinht wird, daß der den: Oberschenkel zugehörige Teil des Kniegelenks in allen Betriebslagell, insbesondere in gebeugter Stellung der Prothese Deir, Sitzen, eii. Minimum an Bauhöhe aufweist, so daß auch lange Stiimpfe und Knieexartikulationen versorgt werden können, wobei trotz kurzer Bauhöhe des dem Oberschenkel zugehörigen Teils des Kniegelenks sowohl eine Winkeljustierbarkeit oberhalb des künstlichen Gelenks in der Frontal- und Sagittalebene des Körpers als auch eine Lrehjustierbarkeit zu ermöglichen ist, daß das Kunstbein mit hydraulischer Pendel- und Standphasensteuerzug in Modulbauweise für Rohrskelettprothesen mit schnelltrennbaren Winkeljustiereinheiten zur Anwendung kommt, wobei die Bauhöhe des Hydraulikzylinders auch unterhalb des Kniegelenks eine Winkel justierung zum Waagerechtstellen der Kniegelenkachse in der Frontalebene des Körpers ermöglichen muß und das Prinzip der Standphasensteuerung nicht eine Stellungsänderung der Bauabschnitte der Prothese beim Justieren der individuellen Prothesenstatik behindern darf, daß Betriebssicherheit und Wartungsfreundlichkeit des Sunstbeins, insbesondere des Hydraulikzylinders, in besonderem Maße gewährleistet sein muß, daß der technische Aufwand für die hydraulische Pendelphasensteuerung derartig gering sein muß, daß diese Einrichtung für die Gruppe der Prothesenträger mit ungünstigen Stumpfverhältnissen und schlechter Gesamtkonstitution keine die Gesamtkonstruktion infrage stellende Zusatzeinrichtung darstellt.As a result of the height of hydraulic cylinders that have been executed so far, the The center of gravity of the lower leg can be shifted towards the foot Way, the lever arm is effectively extended in the center of gravity of the lower leg The increasing inertia and weight of Ibie has a further increase in the The moment of resistance required in the knee joint and thus a further increase the muscle work involved in walking. this additional disadvantage makes it special with a hydraulic pendulum and stance phase control in use Noticeable: for structural reasons, the position of the hydraulic unit to the foot is independent here from the knee-floor measurement of the prosthesis. If the knee-floor measurement is large, the Center of mass in the direction of the foot and increased by the extension of the effective Lever arm the required moment of resistance in the knee joint The inventor has set the task of overcoming the disadvantages listed above and a Constructed artificial leg, regardless of the constitution and amputation level of the disabled person can be used, the spectrum of possible cases of supply includes according to the constitution of the disabled both insecure disabled and active walkers, according to the amputation level both short, medium and long thigh stumps as well as hip and knee disarticulations as well as bilateral amputees From this task it follows for the constructive Execution of the invention that the size and mass of the hydraulic control are considerable must be less than with previous solutions that the entire pendulum phase of the Prosthesis, doho h0 both flexion and extension of the knee joint hydraulically must be damped, with a progressively increasing end position damping also should be done hydraulically that the entire stance phase of the prosthesis is reliable must be secured, the hydraulic fuse already at the slightest Heel loading sets in and releasing the knee joint to flex without voluntary The disabled person is checked automatically, regardless of the ground conditions he follows, that the act of sitting down the disabled person does not go through Arbitrary locking mechanisms to be switched by hand are hindered from getting up of the disabled person is not hindered by a specially adjusted facility the active walker a weight-supporting flexion of his prosthesis when sitting down as well as when going down stairs and slopes alternately, that the part of the knee joint belonging to the thigh in all operational positions, especially in the bent position of the prosthesis Deir, sitting, eii. Minimum height so that long stumps and knee disarticulations can be treated, despite the short overall height of the part of the knee joint belonging to the thigh both an angular adjustability above the artificial joint in the frontal and sagittal plane of the body as well as torsional adjustability is to be enabled, that the artificial leg with hydraulic pendulum and stance phase control cable in modular design for tubular skeletal prostheses with quick-release angle adjustment units for use comes, with the height of the hydraulic cylinder also below the knee joint Angle adjustment for placing the knee joint axis horizontally in the frontal plane of the body and the principle of stance phase control is not one Change of position of the construction sections of the prosthesis when adjusting the individual Prosthetic statics may hinder that operational safety and ease of maintenance the main leg, in particular the hydraulic cylinder, guaranteed to a particular extent must be that the technical effort for the hydraulic pendulum phase control must be so small that this facility for the group of prosthesis wearers with unfavorable residual limb conditions and poor overall constitution, none of them Overall construction is an additional device in question.
Der Erfinder hat die vorstehend detailliert beschriebene Aufgabe gelöst und ein Kunstbein mit hydraulischer Pendel-und Standphasensteuerung für überschenkelamputationen sowie Knie- und Hüftgelenkexartikulationen konstruiert, das erfindungsgemäß gekennzeichnet ist durch ein einachsiges Kniegelenk mit einem hinter dem Kniedrehpunkt angelensten dopneltwirkenden Hydraulikzylinder, der mit nur einem Kolben und einem Arbeitszylinder zugleich die Beuge- und Streckbewegung des Unterschenkels in der Pendelphase und die Standphase der Prothese steuert und die Funktion des Kniegelenkanschlags übernimmt, wobei Lurchmesser, Bauhöhe und Masse des Hydraulikzylinders dadurch ein Minimum aufweisen, daß ein Arbeitszylinder exzentrisch von einem Außeczylinder mit einem Ringvolumen umschlossen wird, welches in der exzentrischen Erweiterung zwei von außen einstellbare Pendeljphasendrosselventile für beide Bewegungsrichtungen des Kolbens, ein von außen einstellbares und verschließbares Standphasendresselventil zum gewichtsunterstützenden Beugen des Kniegelenks sowie zwei Rückschlagventile enthalt, die jeweils über und unter dem Kolben den Durchlaß vom Arbeitszylinder zum Rinovolumen sperren, durch ein zentrisch zwischen der unteren Anlenkung des Hydraulikzylinders angeordnetes Standphasensperrventil, das von außen gesteuert die kolbenbewegungsrichtung "Beugen" sperren kann, indem es den Lurnhlaß zur unteren einstellbaren Lrosselbohrung für die Pendelphase und zum Ringvolumen verschließt, durch ein Gelenkoberteil mit einer geteilten kniegelenkachse, einer drehbaren Achse als Anlenkung der Kolbenstange des hydraulikzylinders und einen schnelltrennbaren unQ drehbaren Justieradapter mit einem je nach Amputationshöhe gestalteten Schaftanschluß bekannter Bauart, wobei der zustieradapter so in das Gelenkoberteil integriert ist, daß eine Bohrung zur Aufnahme eines kegelförmigen Ansatzes des Justieradapters sowie drei Spannschrauben Bestandteil des Gelenkoberteils sind und dadurch das Gelenkoberteil mit montiertem Schaftanschluß ein Minimum an Bauhöhe aufweist, durch ein gabelförmiges Gelenkunterteil, das am unteren Ende die untere Anlenkung des Hydraulikzylinders sowie eine sehnelltrennbare Winkeljustiereinheit bekannter Bauart und an den Gabelenden die Lagerbuchsen der niegelenkachze enthält und durch Wegfall eines vorderen kniegelenkanschlags Übernahme durch den hinten angelenkten Hydraulikzylinder) im Bereich der Gabelenden derartig schmal sein kann, daß bei gebeugtem Gelenk die Breite der Gabelenden der Bauhöhe des Gelenkoberteils entspricht, wobei die seitliche Kontur der Gabel mit einer derartigen Ündung versehen ist, daß ein Beugewinkel zwischen Ober- und Unterteil des Kniegelenks von 12.° möglich wird und sich beim Beugen eine vor dem Gelenkunterteil ausgehöhlte kosmetische Schaumstoffverkleidung eng an das Gelenkunterteil anlegt, was in Zusammenwirken mit der geringen Bauhöhe von Gelenkober- und -unterteil auch eine Versorgung von I;riieexar tikulations stiimpfen ermöglicht, durch einen künstlichen Fiiß mit einem Knöchelgelenk, dessen mit einer Winkeljustiereinheit bekannter bauart und einem Unterschenkelrochr verbundenes Gelenkoberteil eine geringe relativ bewegung zu einem mit einem Fußformteil fest verbundenen Gelenkunterteil erlaubt, wobei auf der oberen Gelenkfläche des mit dem Fußformteil fest verbundenen Gelenkunterteils eine Ventilheberstange aufliegt und bei Fersenbelastung des künstlichen Fußes ein vor dem Knöchelgelenk mit dem Gelenkoberteil und dem Fußformteil über einen zuganker verbundenes Plantarpufferelement gleichzeitig die Plantarbewegung des Knöchelgelenks dämpft und bezogen auf das Fußformteil als Lrehpunkt eines einarmigen Hebels wirkt, so daß bei der geringsten Belastung der Ferse die oberen Lagerflächen des knöchelegelenks aneinandergepreßt werden, der Ventilheberstange eine Hubbewegung erteilen und diese nubbewegung rückgängig machen, sobald ein Dorsalpufferelement des Fußes belastet wird und die Kniegelenksicherung übernimmt, so daß das Kniegelenk in der Schrittrücklage rechtzeitig eingebeugt werden kann, durch Heranziehen des Prothesenfußes auch ein einsetzen ohne Bedienen von Sperrmechanismen möglich wird und durch leichte Hackenfußstellung des künstlichen Fußes in Normalstellung die relative Verlängerung der Prothese beim Beugen in der Schrittrücklage auf ein Minimum begrenzt werden kann, durch eine zwischen dem künstlichen Fuß und dem künstlichen Kniegelenk im Unterschenkelrohr angeordnete dreiteilige Ventilheberstange mit kugelförmigen Übertragungsflächen an den Teilungsstellen, wobei sich die mittelpunkte der Übertragungsflächen mit den Drehmittelpunkten der Winkeljustiereinheiten und die letzte obere Fläche mit dem Drehmittelpunkt des Hydraulikzylinders decken, so daß Winkeländerungen beim @ustieren des küstlichen Fußes und des künstlichen @niegelenks sowie eine Winkeländerung des Hydraulikzylinders oeirn Beugen des künstlichen Kniegelenks nicht die minstellung der Ventilheberstange beeinflossen sowie eine ungehinderte Montage von Kniegelenk und Fuß zulrssen.The inventor has achieved the object described in detail above and an artificial leg with hydraulic pendulum and stance phase control for thigh amputations as well as knee and hip joint disarticulations characterized according to the invention is angled by a uniaxial knee joint with one behind the knee pivot point double-acting hydraulic cylinder with only one piston and one working cylinder at the same time the flexion and extension movement of the lower leg in the pendulum phase and controls the stance phase of the prosthesis and takes over the function of the knee joint stop, whereby the diameter, overall height and mass of the hydraulic cylinder are kept to a minimum have that a working cylinder eccentrically from an outer cylinder with a Ring volume is enclosed, which in the eccentric extension two of externally adjustable pendulum phase throttle valves for both directions of movement of the Piston, an externally adjustable and closable stance phase throttle valve for weight-supporting flexion of the knee joint and two non-return valves contains, each above and below the piston the passage from the working cylinder to lock the rino volume, by a centric between the lower linkage of the Hydraulic cylinder arranged stance phase lock valve, which is controlled from the outside the direction of movement of the piston "bending" can be blocked by the lurnhlaß to the lower adjustable throttle bore for the pendulum phase and for the ring volume, by a joint upper part with a split knee joint axis, a rotatable axis as a linkage for the piston rod of the hydraulic cylinder and a quick-release one unQ rotatable adjustment adapter with a shaft connection designed according to the amputation height known design, whereby the animal adapter is integrated into the upper part of the joint, that a hole for receiving a conical extension of the adjustment adapter as well three clamping screws are part of the joint's upper part and thus the joint's upper part with the shaft connection installed has a minimum overall height, by means of a fork-shaped Joint lower part, the one at the lower end the lower linkage of the hydraulic cylinder as well as a string-separable angle adjustment unit of known design and at the fork ends contains the bearing bushes of the niegelenkachze and by eliminating a front knee joint stop Takeover by the hydraulic cylinder hinged at the rear) in the area of the fork ends can be so narrow that the width of the fork ends when the joint is flexed The height of the joint's upper part corresponds, with the lateral contour of the fork with such a Ündung is provided that a flexion angle between the upper and lower part of the knee joint of 12. ° becomes possible and when bending one in front of the lower part of the joint the hollowed-out cosmetic foam lining fits tightly to the lower part of the joint, Which in conjunction with the low overall height of the upper and lower part of the joint too A supply of I; riieexar ticulations inoculation is made possible by an artificial Fiiss with an ankle joint, the type of which is known with an angle adjustment unit and a joint upper part connected to a lower leg tube a small relative movement allowed to a lower joint part firmly connected to a foot molding, with on the upper joint surface of the joint lower part firmly connected to the molded foot part a valve lifter bar rests on it and when the heel is loaded on the artificial foot in front of the ankle joint with the upper part of the joint and the molded foot part via a tie rod connected plantar buffer element at the same time the plantar movement of the ankle joint dampens and acts as a pivot point of a one-armed lever in relation to the molded foot part, so that with the slightest stress on the heel the upper bearing surfaces of the ankle joint are pressed together, give the valve lifter rod a lifting movement and this Undo the nub movement as soon as a dorsal buffer element puts pressure on the foot and the knee joint protection takes over, so that the knee joint in the step back position can be flexed in time, by pulling the prosthetic foot towards it use is possible without using locking mechanisms and by slightly positioning the heel of the artificial foot in normal position the relative extension of the prosthesis at Bending in the step back can be kept to a minimum by an in between the artificial foot and the artificial knee joint in the lower leg tube arranged three-part valve lifter rod with spherical transfer surfaces at the dividing points, with the centers of the transfer areas with the centers of rotation of the angle adjustment units and the last upper surface with cover the center of rotation of the hydraulic cylinder, so that angle changes when @justify the artificial foot and the artificial @knee joint and change the angle of the hydraulic cylinder when bending the artificial knee joint is not the minimum position the valve lifter rod as well as an unhindered assembly of the knee joint and allow feet.
Die Erfindung wird im einzelnen anhand der Zeichnungen erl'utert, in denen zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung für zwei bekannte Rohrskelettprothesensysteme mit Winkeljustiereinheiten dargestellt sind sowie je ein Anwendungsbeispiel der Erfindung für die Versorgung von Knieexartikulationen, langen Oberschenkelstümpfen und kurzen Oberschenkelstümpfen.Es zeigt Fig 1 die neue Prothese zur Versorgung einer Knieexartikulation, dargestellt in der Sagtttalebene des Körpers mit Schnitt durch die kosmetische Schaumstoffverkleidung, wobei Unter-und Oberschenkelteil in voll gestreckter Lage zueinander dargestellt sind, Fig.2 das Versorgungsbeispiel von Fig 1, dargestellt in der Frontalebene des Körpers mit Schnitt durch die kosmetische Schaumstoffverkleidung, Fig.3 das Versorgungsbeispiel von Fig.1, dargestellt in der Sagittalebene des Körpers mit Schnitt durch die kosmetische Schaumstoffverkleidung, wobei Ober- und Untersehenkelteil reichtwinklig zueinander gebeugt sind, Fig.4 das Versorgungsbeispiel von Fig.1, dargestellt in der Sagittalebene des Körpers mit Schnitt durch die kosmetische Schaumstoffverkleidung, wobei Unter- und Oberschenkelteil spitzwinklig zueinander gebeugt sind, wie es beispielsweise beim Hinknien der Fall ist, Fig.5 5 die neue Prothese zur Versorgung eines langen Oberschenkelstumpfes, dargestellt in der Sagittalebene des Körpers mit Schnitt durch die kosmetische Schaumstoffverkleidung, wobei sich Unter- und Oberschenkelteil in voll gestreckter Lage zueinander befinden, Fig06 das Versorgungsbeispiel von Fig0 5, dargestellt in der Sagittalebene des Körpers mit Schnitt durch die kosmetische Schaumstoffverkleidung, wobei Unter- und Oberschenkelteil rechtwinklig zueinander gebeugt sind, Fig.7 die neue Prothese zur Versorgung eines kurzen Oberschenkelstumpfes, dargestellt in der Sagittalebene des Körpers mit Schnitt durch die kosmetische Schaumstoffverkleidung, wobei sich Unter- und Oberschenkelteil in voll gestreckter Lage zueinander befinden, Fig.8 das Kniegelenk, dargestellt in der Sagittalebene des Körpers, mit Teilschnitt durch das Standphasensperrventil, Fig.9 das kniegelenk von Fig.8 von vorne betrachtet, mit Teilschnitt durch die untere Anlenkung des Hydraulikzylinders, Fig 10 einen Mittelsehnitt durch das Oberteil des Kniegelenks, dargestellt in der Sagittalebene des Körpers, Fig.11 einen Schnitt durch das Oberteil des @niegelenks, dargestellt in der Horizontalebene des Körpers, und zwar verlaufend durch die Knieachslagerung und die obere Anlenkung des Hydraulikzylinders, Fig. 12 einen Längaschnitt A-B-D durch den Hydraulikzylinder, so daß die beiden Pendelphasendrosselventile in der Schnittebene liegen, Fig. 13 einen Längsschnitt A-B-E durch den Hydraulikzylinder, so daß die beiden Rückschlagventile in der Schnittebene liegen, Fig 14 einen Längsschnitt A-B-C durch den Hydraulikzylinder, so daß das Standphasendrosselventil in der Schnittebene liegt, Fig.15 einen Längs schnitt H-K durch den Hydraulikzylinder, so daß die untere Anlenkung des Hydraulikzylinders in der Schnitt ebene liegt, Fig 16 einen Querschnitt F-G des Hydraulikzylinders, so daß die Lage der Schnitte in Fig.12, 13 und 14 deutlich wird, Fig.17 einen in der Sagittalebene des Körpers liegenden Mittelschnitt der neuen Prothese durch Fuß, Unterschenkelrohr und Unterteil des Kniegelenks, und zwar unter Verwendung bekannter, schnelltrennbarer Winkeljustieradapter9 Fig 18 einen in der Sagittalebene des Körpers liegenden Mittelschnitt der neuen Prothese durch Fuß, Untersehenkelrohr und Unterteil des Kniegelenks, und zwar unter Verwendung eines bekannten Fußformteils mit Metallgrundplatte sowie bekannter Winkeljustiereinheiten in geschlossener Bauweise, Fig 19 einen Mittelsehnitt durch das knöchelgelenk des künstlichen Fußes in der Frontalebene des Körpers.The invention is explained in detail with reference to the drawings, in which two embodiments of the invention for two known tubular skeleton prosthesis systems are shown with angle adjustment units as well as an application example of each Invention for the treatment of knee disarticulations, long thigh stumps and short thigh stumps. Fig 1 shows the new prosthesis for restoration a knee disarticulation, shown in the sagittal plane of the body with section through the cosmetic foam cladding, with the lower and upper leg part in fully extended position to each other are shown, Fig.2 the supply example of Fig. 1, shown in the frontal plane of the body with a section through the cosmetic Foam lining, Fig. 3 the supply example of Fig. 1, shown in the sagittal plane of the body with a section through the cosmetic foam lining, the upper and lower leg parts are bent at a sufficient angle to one another, Fig. 4 the Supply example of Fig.1, shown in the sagittal plane of the body with Section through the cosmetic foam cladding, showing the lower and upper leg sections are bent at an acute angle to each other, as is the case, for example, when kneeling is, Fig.5 5 the new prosthesis for the supply of a long thigh stump, shown in the sagittal plane of the body with a section through the cosmetic foam lining, with the lower and upper leg parts in a fully stretched position to each other, Fig06 shows the supply example of Fig0 5, shown in the sagittal plane of the body with a section through the cosmetic foam cladding, with the lower and upper leg part are bent at right angles to each other, Fig.7 the new prosthesis for the supply of a short thigh stump, shown in the sagittal plane of the body with section through the cosmetic foam cladding, with the lower and upper leg part are in the fully extended position to each other, Fig. 8 the knee joint, shown in the sagittal plane of the body, with partial section through the stance phase lock valve, FIG. 9 the knee joint of FIG. 8 viewed from the front, with a partial section through the lower one Linkage of the hydraulic cylinder, FIG. 10 a center section through the upper part of the knee joint, shown in the sagittal plane of the body, FIG. 11 a section through the upper part of the knee joint, shown in the horizontal plane of the body, namely running through the knee axis bearing and the upper linkage of the hydraulic cylinder, Fig. 12 is a longitudinal section A-B-D through the hydraulic cylinder, so that the two Pendulum phase throttle valves lie in the plane of section, FIG. 13 shows a longitudinal section A-B-E through the hydraulic cylinder so that the two check valves are in the cutting plane 14 shows a longitudinal section A-B-C through the hydraulic cylinder, so that the Stance phase throttle valve lies in the sectional plane, Fig. 15 shows a longitudinal section H-K through the hydraulic cylinder, so that the lower linkage of the hydraulic cylinder lies in the cutting plane, 16 shows a cross-section F-G of the hydraulic cylinder, so that the position of the sections in Fig. 12, 13 and 14 becomes clear, Fig. 17 shows an in middle section of the new prosthesis through the foot, lying in the sagittal plane of the body, Lower leg tube and lower part of the knee joint, using known, quick-release angle adjustment adapter9 Fig. 18 one in the sagittal plane of the body lying middle section of the new prosthesis through the foot, lower leg tube and lower part of the knee joint, using a known molded foot part with a metal base plate as well as known angle adjustment units in a closed design, FIG. 19 a center section through the ankle joint of the artificial foot in the frontal plane of the body.
der Oberschenkel 1 des Kunstbeins (vgl. Fig.1 bis 7) ist durch eine Knieachse 2 mit dem Unterschenkel 3 drehbar verbunden, so daß dieser gegeniiber dem Oberschenkel im Winkelbereich von ca 1200 geschwenkt werden kann Der Oberschenkel besteht bei der Versorgung von langen Oberschenkelstümpfen und Knieexartikulationen (vgl. Fig.1 bis 6) aus dem Oberschenkelschaft 4, dem schnelltrennbaren Winkeljustieradapter 5 mit dem Sehaftansehluß 5a und dem Gelenkoberteil 6, bei der Versorgung von kurzen Stümpfen und Hüftexartikulationen (vgl.the thigh 1 of the artificial leg (see. Fig. 1 to 7) is through a Knee axis 2 rotatably connected to the lower leg 3, so that this opposite the thigh can be swiveled in the angular range of approx. 1200 The thigh exists in the treatment of long thigh stumps and knee disarticulations (see. Fig. 1 to 6) from the thigh shaft 4, the quick-release angle adjustment adapter 5 with the Sehaftansehluß 5a and the joint upper part 6, in the supply of short Stumps and hip disarticulations (cf.
Fig.7) aus dem schnelltrennbaren Winkeljustieradapter 5 mit Rohranschluß 5b und dem Gelenkoberteil 6. Bei der Versorgung von kurzen Oberschenkelstümpfen ist ein Oberschenkelschaft 4a (Fig.7) durch eine Winkeljustiereinheit 7 bekannter Bauart mit Schaftanschluß und ein Rohrstück 8 mit dem tohranschluß 5b des Winkeljustieradapters 5 verbunden.Fig. 7) from the quick-release angle adjustment adapter 5 with pipe connection 5b and the upper part of the joint 6. When treating short thigh stumps a thigh shaft 4a (FIG. 7) by means of an angle adjustment unit 7 is known Type with shaft connection and a pipe section 8 with the tube connection 5b of the angle adjustment adapter 5 connected.
Ler Winkeljustieradapter 5 besitzt eine kugelförmige Auflagelfäche 5c und einen kegelförmigen Ansatz 5d (Fig. 10). Die kugelförmige Auflagefläche des Winkeljustieradapters wird von einer kugelförmigen Gegenfläche 6a und sein kegelförmiger Ansatz durch eine Bohrung 6b des Gelenkoberteils 6 aufgenommen (Fig. 10, 11). Zum Spannen und Schwenken des kegelförmigen Ansatzes des Justieradapters enthält das Gelenkoberteil drei Spannschrauben 9 (Fig.10, 11). Die drei Spannschrauben sind so angeordnet, daß ihre Achsen zum Mittelpunkt der Bohrung 6b zeigen und nach unten.leicht geneigt sind Im vorderen Ende enthält das Crelenkoberteil eine geteilte Knieachse 2, so daß der freie Querschnitt der Bohrung 6b nicht beeinträchtigt wird. Die geteilte Knieachse enthalt außen an jeder Seite einen Bund 2a zur Lage sicherung und Begrenzung des Axialspiels (Fig.11)0 Jede Hälfte der Knieachse ist durch eine Stiftschraube 1o mit Ansatzspitze im Gelenkoberteil gegen Verdrehung und Lösen gesichert (fig.Ler Winkeljustieradapter 5 has a spherical support surface 5c and a conical extension 5d (Fig. 10). The spherical contact surface of the Winkeljustieradapters is of a spherical counter surface 6a and its conical Approach received through a bore 6b of the upper joint part 6 (Fig. 10, 11). To the Clamping and swiveling the conical extension of the adjustment adapter contains the Joint upper part three clamping screws 9 (Fig. 10, 11). The three turnbuckles are arranged so that their axes point to the center of the bore 6b and down.licht are inclined In the front end, the Crelenk upper part contains a split knee axis 2, so that the free cross section of the bore 6b is not impaired. The shared one The knee axis contains a collar 2a on each side to secure and limit the position of the axial play (Fig. 11) 0 Each half of the knee axis is through a stud screw 1o secured against twisting and loosening with the tip of the joint in the upper part of the joint (fig.
11). Das Gelenkunterteil 11 ist mittels zweier Lagerbuchsen 12 drehbar auf der geteilten Knieachse gelagert (Fig.11)0 Zwischen dem Gelenkoberteil 6 und dem Gelenkunterteil 11 ist ein Hydraulikzylinder 13 angelenkt (vgl0 Fig.1 bis 9).11). The lower joint part 11 can be rotated by means of two bearing bushes 12 mounted on the split knee axis (Fig. 11) 0 between the joint upper part 6 and a hydraulic cylinder 13 is articulated to the lower joint part 11 (see FIGS. 1 to 9).
Die Kolbenstange 14 des Hydraulikzylinders ist hinter der Knieachse 2 im Gelenkoberteil 6 mit einer drehbaren Achse 15 verschraubt (Fig0 10, 11) und durch zwei Lagerbuchsen 16 im Gelenkoberteil gelagert (Fig.11). Zur Sicherung der eingeschraubten Kolbenstange gegen Los drehen enthält die drehbare Achse 15 eine Sicherungsschraube 17 (Fig.11)0 Lurch Herausdrehen einer Spannschraube 9 im Gelenkoberteil (Fig0 10, 11) kann der mit Schaftansatz und Winkeljustiejradapter 5 verbundene Oberschenkel vom Kniegelenk getrennt werden. Soll der Oberschenkel gegenüber dem Unterschenkel verdreht werden,'so geschieht dies ebenfalls durch Lösen einer Spannschraube 9o Bei einer Wjnkeljustierung des Oberschenkels gegerniber dem Unterschenkel bringen die Spannschrauben 9 den Winkeljustieradapter 5 in eine entsprechende Position, indem sie den kegelförmigen Ansatz 5d entsprechend schwenken, so daß die kugelförmige Auflagefläche 5c des Winkeljustieradapters sich auf der kugelförmigen Gegenfläche 6a des Gelenkoberteils 6 verschiebt (Fig. io).The piston rod 14 of the hydraulic cylinder is behind the knee axis 2 screwed in the joint upper part 6 with a rotatable axis 15 (Fig0 10, 11) and supported by two bearing bushes 16 in the upper part of the joint (Fig. 11). To secure the The rotatable shaft 15 contains a screwed-in piston rod against loosely Locking screw 17 (Fig. 11) 0 by unscrewing a tensioning screw 9 in the joint's upper part (Fig0 10, 11) the thigh connected to the shaft attachment and Winkeljustiejradapter 5 can separated from the knee joint. The thigh should be opposite the lower leg are rotated, 'this is also done by loosening a clamping screw 9o When adjusting the angle of the thigh, bring it over the lower leg the clamping screws 9 the angle adjustment adapter 5 in a corresponding position, by pivoting the conical extension 5d accordingly, so that the spherical Support surface 5c of the Winkeljustieradapters on the spherical counter surface 6a of the upper joint part 6 moves (Fig. Io).
Wird eine Spannshraube 9 fest angezogen, so erzeugen alle drei Spannschrauben eine nach unten gerichtete Kraftkomponente am kegelförmigen Ansatz 5d und pressen die kugelförmige Auflagefläche 5c des Winkeljustieradapters auf die kugelförmige Gegenfläche 6a des Gelenkoberteils.If a clamping tube 9 is firmly tightened, all three clamping screws generate a downward force component on the conical extension 5d and press the spherical bearing surface 5c of the Winkeljustieradapter on the spherical Counter surface 6a of the joint upper part.
Das Prinzip einer derartigen Winkeljustierung ist in der Orthopädietechnik bekannt. Es gibt Winkeljustiereinheiten in offener, schnelltrennbarer Bauweise mit vier Spannschrauben und solche in geschlossener, nicht trennbarer Bauweise mit drei Spannschrauben. Als neu und erfinderisch wird angesehen, daß der Winkeljustieradapter zum Zwecke einer Minimierung der Bauhöhe des mit dem Oberschenkel fest verbundenen Gelenkoberteils in dieses integriert ist, wobei das Gelenkoberteil gleichzeitig die geteilte Knieachse 2 und die obere Anlenkung des Hydraulikzylinders enthält0 Um gleichzeitig eine Schnelltrennbarkeit sowie eine Winkel- und Lrehjustierbarkeit zu ermöglichen, mußten die Merkmale bekannter Justieradapter "offene, schnelltrennbare Bauweise" und "Dreipunktspannung durch drei Spannschrauben" in einer Konstruktion vereint werden, Das Gelenkunterteil 11 ist gabelförmig gestaltet und enthält an den Gabelenden 11a die Lagerung der geteilten Kniegelenkachse (vgl0 Fig0 8, 9, 11) Dadurch, daß der hinter der Knieachse am Gelenkoberteil 6 angelenkte Hydraulikzylinder 13 die Funktion des Kniegelenkanschlags mit übernimmt, kann erfindungsgemäß das Gelenkunterteil im Bereich der Gabelenden 11a derartig schmal sein, daß bei gebeugtem Gelenk die Breite der Gabelenden der Bauhöhe des Gelenkoberteils entspricht (Fig.3,4,6). Erfindungsgemäß ist dabei die seitliche Kontur 11b der Gabel mit einer derartigen Rundung versehen (Fig.8), daß ein Beugewinkel zwischen Ober- und Unterteil des Kniegelenks von ca, 1200 möglich wird (Fig.4).The principle of such an angle adjustment is in orthopedic technology known. There are angle adjustment units in an open, quick-release design four turnbuckles and those in closed, inseparable Construction with three clamping screws. It is considered new and inventive that the Angle adjustment adapter for the purpose of minimizing the overall height of the thigh firmly connected joint upper part is integrated into this, wherein the joint upper part at the same time the split knee axis 2 and the upper linkage of the hydraulic cylinder Contains0 In order to be able to be quickly separated as well as an angle and Lrehjustierbarkeit To enable, the features of known adjustment adapters had to be "open, quickly separable Construction "and" three-point clamping by three tensioning screws "in one construction are united, the lower joint part 11 is fork-shaped and contains the fork ends 11a support the split knee joint axis (cf. Fig0 8, 9, 11) The fact that the hydraulic cylinder articulated behind the knee axis on the upper part 6 of the joint 13 takes over the function of the knee joint stop, according to the invention that can The lower part of the joint should be so narrow in the region of the fork ends 11a that when the joint is bent Joint the width of the fork ends corresponds to the overall height of the joint upper part (Fig. 3,4,6). According to the invention is the lateral contour 11b of the fork with such a Rounding provided (Fig.8) that a flexion angle between the upper and lower part of the knee joint 1200 is possible (Fig. 4).
Im unteren Ende des gabelförmigen Gelenkunterteils ist das untere Ende des Hydraulikzylinders 13 mittels zweier Aehsbolzen 18 in Lagerbuchsen 19 drehbar gelagert (Fig.9). Die Achsbolzen sind jeweils mit ihrem Gewindeende in zwei Gewindebuchsen 20 des Hydraulikzylinders eingeschraubt (Fig.9,15).In the lower end of the fork-shaped lower joint part is the lower one The end of the hydraulic cylinder 13 can be rotated in the bearing bushes 19 by means of two Aehsbolzen 18 stored (Fig. 9). The axle bolts are each with their threaded end in two threaded sockets 20 of the hydraulic cylinder is screwed in (Fig. 9,15).
Wird das Kniegelenk des Kunstbeins gebeugt, so fährt die Kolbenstange 14 des Hydraulikzylinders ein und eine Vorbringerfeder 21 wird zusammengedrückt (vgl. Fig.3, 4, 6) und speichert einen Teil der zum Beugen aufgewendeten Bewegungsenergie. Bei einem Beugewinkel von über 900, wie es beispielsweise beim Hinknien der Fall ist, wird der Hydraulikzylinder 13 erfindungsgemäß vollständig in das Gelenkunterteil 11 geschwenkt, so daß nur die seitliche Kontur 11b der Gabel den maximalen Beugewinkel begrenzt (Fig.4).If the knee joint of the artificial leg is bent, the piston rod moves 14 of the hydraulic cylinder and a Vorbringerfeder 21 is compressed (see. Fig. 3, 4, 6) and stores part of the kinetic energy used for bending. At a flexion angle of more than 900, as is the case, for example, when kneeling is, the hydraulic cylinder 13 is according to the invention completely in the lower joint part 11 pivoted so that only the lateral contour 11b of the fork has the maximum flexion angle limited (Fig. 4).
Die gewichtetragenden Elemente des Unterschenkels 3 sind das Gelenkunterteil 11, eine mit dem unteren Ende des Gelenkunterteils verbundene Winkeljustiereinheit 22 bekannter Bauart mit Klemmverschluß, ein Unterschenkelrohr 23, eine am unteren Ende des Unterschenkelrohres befindliche Winkeljustiereinheit 24 bekannter Bauart, ein mit der Winkeljustiereinheit 24 verbundenes und bewegliches Knöchelgelenk 25 und ein Fußformteil 26 ivl, Fig bis 7)¢ Die natiirliehe Form des Kunstbeins wird durch eine kosmetische Schaumstoffverkleidung 27 erzeugt Kiese liegt auf einer ebenen Auflagefläche 26a des Fußformteils 26 auf, umschließt das Unterschenkelrohr 23 mit den Winkeljustiereinheiten 24 und 22 sowie das Gelenkunterteil 11, das Gelenkoberteil 6 und das untere Ende des Oberschenkelschaftes 4 bzw. 4a (vgl. Fig. 1 bis 7). Erfindungsgemäß hat die kosmetische Schaumstoffverkleidung 27 bei der Versorgung von Knieexartikulationen vor dem Gelenkoberteil 6 und dem Gelenkunterteil 11 eine Aushöhlung 27a (Fig.1), so daß der vor der Knieachse befindliche Schaumstoff eine geringe Wandstärke besitzt Wird das Kniegelenk gebeugt, so verschwindet die Aushöhlung 27a und die vordere Schaumstoffschicht legt sich infolge der beim Beugen erzeugten Zugspannung eng an das Gelenkoberteil 6 und das Gelenkunterteil 11 an. Erfindungsgemäß resultiert hieraus in Zusammenwirken mit der geringen Bauhöhe des Gelenkoberteils und der geringen Baubreite des Gelenkunterteils, daß bei der Versorgung von Knieexartikulationsstümpfen eine kosmetisch unbefriedigende und besonders beim Sitzen in Erscheinung tretende Verlängerung des Oberschenkels vermieden wird Hinter dem Kniegelenk erhält die kosmetische Schaumstoffverkleidung eine Aushöhlung 27b (Fig. 1, 5, 7), um den beim Beugen gestauchten Schaumstoff aufzunehmen (Fig.3, 4). Fig.2 soll verdeutlichen, daß auch in der Frontalebene des Körpers keine Probleme mit der kosmetischen Schaunistoffverkleidung auftreten. Erfindungsgemäß wird dies im oberen Unterschenkelbereich durch den geringen Iurchmesser des Hydraulikzylinders 13 und die dementsprechend geringe Baubreite des Gelenkunterteils 11 ermöglicht. Das Knöchelgelenk 25 ist in der Frontalebene derartig schmal (Fig.2), daß auch bei kleinen Fußgrößen und geringen Umfangsmaßen im Bereich des Knöchelgelenks keine tosmetisehen Probleme auftreten.The weight-bearing elements of the lower leg 3 are the lower joint part 11, one with the lower end of the lower joint part connected Angle adjustment unit 22 of known design with a clamp lock, a lower leg tube 23, an angle adjustment unit located at the lower end of the lower leg tube 24 of known design, one connected to the angle adjustment unit 24 and movable Ankle joint 25 and a molded foot part 26 ivl, Fig to 7) ¢ The natural shape of the Artificial leg is created by a cosmetic foam lining 27 gravel lies on a flat support surface 26a of the molded foot part 26, encloses the lower leg tube 23 with the angle adjustment units 24 and 22 and the lower joint part 11, the upper joint part 6 and the lower end of the thigh shaft 4 or 4a (see. Fig. 1 to 7). According to the invention has the cosmetic foam lining 27 in the treatment of knee disarticulations in front of the joint upper part 6 and the joint lower part 11 a cavity 27a (FIG. 1), so that the foam located in front of the knee axis has a small wall thickness If the knee joint is flexed, the cavity 27a and the front one disappear Foam layer fits tightly as a result of the tensile stress generated when bending the joint upper part 6 and the joint lower part 11. According to the invention, this results from this in cooperation with the low overall height of the joint upper part and the low Overall width of the joint lower part that in the supply of knee disarticulation stumps a cosmetically unsatisfactory one, which is particularly evident when sitting Lengthening of the thigh is avoided Behind the knee joint preserves the cosmetic Foam lining a cavity 27b (Fig. 1, 5, 7), around the compressed when bending Take up foam (Fig. 3, 4). Fig.2 should make it clear that also in the frontal plane of the body there are no problems with the cosmetic facing. According to the invention, this is achieved in the upper lower leg area due to the small diameter of the hydraulic cylinder 13 and the correspondingly small overall width of the lower joint part 11 enables. The ankle joint 25 is so narrow in the frontal plane (FIG. 2), that even with small foot sizes and small circumferences in the area of the ankle joint no tosmetic problems arise.
Bei derVersorgung von langen Oberschenkelstümpfen (Fig.5) und kurzen Oberschenkelstümpfen (Fig.7) sowie Hüftexartikulationsstümpfen kann die Knieachse 2 auf das natürliche Knie-Boden Maß des Prothesenträgers gebracht werden. Um in diesen Fällen eine natürliche Form des gebeugten Kniegelenks sowie eine nattirliche Länge des Oberschenkels zu erzielen, befindet sich vor dem Gelenkoberteil 6 und dem Gelenkunterteil 11 ein elastisches Ausgleichsstück 28 (Fig0 5, 6, 7), das sich beim Beugen des Kniegelenks zwar elastisch biegen, aber nur unwesentlich zusammendrücken läßt (Fig.6). Auf diese Weise erhalt das gebeugte Kniegelenk ein natiirliehes Profil und der Oberschenkel eine normale Länge.When treating long thigh stumps (Fig. 5) and short ones The knee axis can contain thigh stumps (Fig. 7) and hip disarticulation stumps 2 brought to the natural knee-floor level of the prosthesis wearer. To get in in these cases a natural form of the flexed knee joint as well as a natural one To achieve length of the thigh is located in front of the joint upper part 6 and the lower joint part 11 an elastic compensation piece 28 (Fig0 5, 6, 7), which bend elastically when bending the knee joint, but only compress it insignificantly leaves (Fig. 6). In this way the bent knee joint is given a natural profile and the thigh a normal length.
Der hinter der Knieachse zwischen dem Ober- und Unterteil des Kniegelenks angelenkte Hydraulikzylinder 13 enthält am unteren Ende seiner Kolbenstange 14 einen Kolben 29. Dieser läßt sich in einem Arbeitszylinder 3o verschieben (vgl. Fig.The one behind the knee axis between the upper and lower part of the knee joint hinged hydraulic cylinder 13 contains at the lower end of its piston rod 14 a Piston 29. This can be displaced in a working cylinder 3o (see FIG.
12 bis 15). Der Arbeitszylinder wird exzentrisch von einem Außenzylinder 31 umschlossen und durch ein oberes Gehäuseteil 32 und ein unteres Gehäuseteil 33 begrenzt0 Befindet sich das Kniegelenk in gestreckter Position, so berührt die obere Ringfläche des Kolbens 29 die untere Stirnfläche des oberen Gehäuseteils 32, so daß ein Kniegelenkanschlag entsteht. Zwischen dem Arbeitszylinder 30 und dem Außenzylinder 31 befindet sich ein exzentrisches Ringvolumen 34 (Fig. 16, vgl auch Fig, 12 bis 15). Dieses wird ebenfalls durch das untere und obere Gehäuseteil des Hydraulikzylinders begrenzt (vgl0 Fig. 12 bis 15)o er Außenzylinder des oberen Gehäuseteils 32 ist exzentrisch zu einer Aufnahmebohrung für das obere Ende des Arbeitszylinders 30 und einer Lurchgangsbohrung zum Durchtritt der Kolbenstange 14 angeordnet (Fig. 12, 13, 14) In der exzentrischen Verbreiterung enthält das obere Gehäuseteil ein Pendelphasendrosselventil 35 für die Streckbewegung (Fig0 12), den oberen Teil eines Standphasendrosselventils 36a (Fig0 14) sowie ein Rückschlagventil 37 (Fig0 13)0 Das Rückschlagventil hat Durchlaß von einem Röhrchen 38 über eine seitliche Bohrung 39 im oberen Gehäuseteil zum oberen Ende des Arbeitszylinders. Erfindungsgemäß endet das Röhrchen 38 kurz über dem Boden des exzentrischen Ringvolumens 34. Der Flüssigkeitsdurchlaß des im oberen Gehauseteil 32 befindlichen Pendelphasendrosselventils 35 (Fig.12 to 15). The working cylinder is eccentric from an outer cylinder 31 and enclosed by an upper housing part 32 and a lower housing part 33 limited0 If the knee joint is in a stretched position, the upper one touches Annular surface of the piston 29, the lower end face of the upper housing part 32, see above that a knee joint stop occurs. Between the working cylinder 30 and the outer cylinder 31 there is an eccentric ring volume 34 (FIG. 16, see also FIGS. 12 to 15). This is also done by the lower and upper housing part of the hydraulic cylinder limited (see Fig. 12 to 15) o it is the outer cylinder of the upper housing part 32 eccentric to a receiving bore for the upper end of the working cylinder 30 and a through hole for the piston rod 14 to pass through (Fig. 12, 13, 14) In the eccentric widening the upper housing part contains a Pendulum phase throttle valve 35 for the stretching movement (Fig0 12), the upper part of a Stance phase throttle valve 36a (Fig0 14) and a check valve 37 (Fig0 13) 0 The check valve has passage from a tube 38 via a lateral bore 39 in the upper housing part to the upper end of the working cylinder. According to the invention ends the tube 38 just above the bottom of the eccentric Ring volume 34. The fluid passage of the pendulum phase throttle valve located in the upper housing part 32 35 (Fig.
12) zum exzentrischen Ringvolumen 34 erfolgt erfindungsgemäß über eine im oberen Ende des Arbeitszylinders befindliche Lrosselbohrung 53 und über ein Röhrchen 52, das kurz vor dem Boden des exzentrischen Ringvolumens endet (Fig,12).12) to the eccentric ring volume 34 takes place according to the invention via a throttle bore 53 and above located in the upper end of the working cylinder a tube 52, which ends just before the bottom of the eccentric ring volume (Fig, 12).
Die Drosselbohrung 53 (Fig0 12) ist erfindungsgemäß so im Arbeitszylinder angeordnet, daß die obere Kante des Kolbens 29 sie in Streckstellung des Kniegelenks annähernd abdeckt, so daß der Hydraulikzylinder beim Strecken des Xniegelenks eine progressiv ansteigende Dämpfungskraft erzeugt, deren Größe mit der Gehgeschwindigkeit ansteigt.The throttle bore 53 (Fig0 12) is according to the invention so in the working cylinder arranged that the upper edge of the piston 29 it in the extended position of the knee joint approximately covers, so that the hydraulic cylinder when stretching the knee joint a Progressively increasing damping force is generated, the size of which increases with walking speed increases.
Sowohl das Röhrchen des Rückschlagventils als auch das Röhr-Gehen des Pendelphasendrosselventils bewirken, daß der Arbeitszylinder auch bei Flüssigkeitsverlust ständig gefüllt ist und sich durch mehrfaches Pumpen selbständig entlüften kann.Both the tube of the check valve and the tube going of the pendulum phase throttle valve cause the working cylinder to operate even if there is a loss of fluid is constantly filled and can vent independently by pumping several times.
Das exzentrische Ringvolumen 34 wird nicht vollständig mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt, so daß die von der einfahrenden Kolbenstange 14 verdrängte Flüssigkeitsmenge aufgenommen werden kann. Erfindungsgemäß ist das Volumen des exzentrisehen Ringvolumens im Verhältnis zum Arbeitszylindervolumen derartig groß, daß erst Luft in den Arbeitszylinder gelangen kann, wenn der Flüssigkeitsverlust des Systems ein Mehrfaches des Arbeitszylindervolumens beträgt und der FlUssigkeitsspiegel im exzentrischen Ringvolumen unter das Niveau der in der exzentrischen Erweiterung befindlichen Röhrchen abgesunken ist (vgl. Fig. 12, 13, 15).The eccentric ring volume 34 is not completely filled with hydraulic fluid filled, so that the amount of liquid displaced by the retracting piston rod 14 can be included. According to the invention is the volume of the eccentric ring volume so large in relation to the working cylinder volume that only air enters the working cylinder can occur when the fluid loss of the system is a multiple of the working cylinder volume and the liquid level in the eccentric ring volume is below the level the tube in the eccentric enlargement has sunk (cf. Figures 12, 13, 15).
Die Lurchgangsbohrung zum Durchtritt der Kolbenstange 14 durch das obere Gehäuseteil 32 enthält vor der äußeren Kolbenstangenabdichtung 48 ein Ringvolumen 49 (Fig.12 bis 15).The through hole for the piston rod 14 to pass through the Upper housing part 32 contains an annular volume in front of the outer piston rod seal 48 49 (Figures 12 to 15).
Erfindungsgemäß ist dieses mit dem exzentrischen Ringvolumen 34 über eine Bohrung 50 und ein zum Boden des exzentrischen Ringvolumens geführtes Röhrchen 51 verbunden (Fig. 15) Auf diese Weise erfolgt eine Druckentlastung der äußeren Kolbenstangenabd.ichtung 48 bei gleichzeitiger Schmierung durch die am inneren Teil der Lurchgangsbohrung zum Durchtritt der Kolbenstange zum Ringvolumen austretende Menge Hydraulikflüssigkeit, wobei diese Leckflüssigkeit nicht verlorengeht, sondern über die Bohrung 50 und das Röhrchen 51 in das Syatem zurückgeführt wird (Fig. 15). Das zum Boden des exzentrischen Ringvolumens geführte Röhrchen 51 verhindert, daß bei Unterdruck im Arbeitszylinder über dem Kolben 29 vom Ringvolumen 49 eine geringe Menge Luft angesaugt wird, Der Außenzylinder des unteren Gehäuseteils 33 des Hydraulikzarlinders ist exzentrisch zu einer Ailfnahmebohrung für das untere Ende des Arbeitszylinders 30 und zu einer Gewindebohrung für ein Standphasensperrventil 40 angeordnet (Fig.According to the invention, this is over with the eccentric ring volume 34 a bore 50 and a tube led to the bottom of the eccentric annular volume 51 connected (Fig. 15) In this way, a pressure relief of the outer Piston rod seal 48 with simultaneous lubrication through the one on the inner part the through-hole for the passage of the piston rod to the ring volume exiting Amount of hydraulic fluid, whereby this leakage fluid is not lost, but via the bore 50 and the tube 51 into the Syatem returned becomes (Fig. 15). The tube 51 led to the bottom of the eccentric ring volume prevents that when there is negative pressure in the working cylinder above the piston 29 from the ring volume 49 a small amount of air is sucked in, the outer cylinder of the lower housing part 33 of the hydraulic cylinder is eccentric to an auxiliary hole for the lower one End of the working cylinder 30 and to a threaded hole for a stance phase lock valve 40 arranged (Fig.
12, 13, 14) In seiner exzentrischen Verbreiterung enthält das untere Gehäuseteil 33 den unteren Teil des Standphasendrosselventils 36b (Fig0 14), ein Pendelphasendrosselventil 41 für die Beugebewegung (Fig0 12) sowie ein Rückschlagventil 42 (Fig. 13). Das Rückschlagventil hat Durchlaß von einer Buchse 43 im Boden des exzentrischen Ringvolumens 34 über eine seitliche Bohrung 44 im unteren Gehäuseteil zum unteren Ende des Arbeitszylinders (Fig. 13). Zentrisch zum Arbeitszylinder befindet sich in einer Gewindebohrung des unteren Gehäuseteils das Standphasensperrventil 40 (Fig0 12 bis 15) Senkrecht zur Arbeits zylinderachse und symmetrisch zum Standphasensperrventil angeordnet enthält das untere Gehäuseteil zwei als Sackloch endende Gewinde buchsen 20 für die untere Anlenkung des Hydraulikzylinders (Fig. 15).12, 13, 14) In its eccentric widening, the lower one contains Housing part 33, the lower part of the stance phase throttle valve 36b (Fig0 14), a Pendulum phase throttle valve 41 for the flexion movement (Fig0 12) and a check valve 42 (Figure 13). The check valve has passage from a socket 43 in the bottom of the eccentric ring volume 34 via a lateral bore 44 in the lower housing part to the lower end of the working cylinder (Fig. 13). Located centrically to the working cylinder The stance phase lock valve is located in a threaded hole in the lower housing part 40 (Fig0 12 to 15) perpendicular to the working cylinder axis and symmetrical to the stance phase shut-off valve arranged contains the lower housing part two ends as a blind hole threaded sockets 20 for the lower linkage of the hydraulic cylinder (Fig. 15).
Das Standphasenpperrventil 40 (Fig0 12 bis 15) besteht aus einem zylindrischen Schaft, einer am oberen Ende befindli-Gehen kegelstumpfförmigen Ventildichtfläche und einer am unteren Ende befindlichen kugelförmigen Übertragungsfläche 40a mit vergrößertem Durchmesser Das Standphasensperrventil 40 ist in einer Verschraubung 46 mit Durchgangsbohrung versehiebbar gelagert. Die Verschraubung enthält am Auflenumfang ein Gewinde zum Verschrauben im unteren Gehäuseteil 33 und in der Durchgangsbohrung für den Ventilschaft eine Abdichtung 45 des Standphasensperrventils 40 nach außen. Die Hubbewegung des Standphasensperrventils zum Offnen wird durch einen Sicherungsring 47 begrenzt0 Befindet sich das Standphasensperrventil in geöffneter Position, so kann Hydraulikflüssigkeit vom Arbeitszylindervolumen unterhalb des Kolbens 29 durch eine seitliche Bohrung 59 strömen (Fig. 12), von dort aus in eine von der kegelstumpfförmigen Dichtfläche des Standphasensperrventils freigegebene Bohrung 60 und von hier in die seitliche Bohrung 56 des Pendelphasendrosselven tils 41. Die Bohrung 60 oberhalb der kegelstumpfförmigen Lichtfläche des Standphasensperrventils hat erfindungsgemäß einen geringeren Durchmesser als der zylindrische Schaft des Standphasensperrventils (Fig0 12)0 Auf diese Weise entsteht stets eine kleine Kraftkomponente, die den Schaft des Standphasensperrventils nach außen drückt, wenn im Arbeitszylinderraum unterhalb des Kolbens 29 ein Überdruck entsteht. Wird die kugelförmige Übertragungsflrche 40a des Standphasensperrventils durch äußere Stellglieder nicht berührt (Fig. 12), so schiebt der Überdruck unterhalb des Kolbens 29 das Standphasensperrventil in geöffnete Position, Das Pendelphasendrosselventil 41 für die Beugebewegung ist durch einen Ventilschaft 54 (Fig0 12) mit dem Pendelphasendresselventil 35 für die Streckbewegung verbunden. Am oberen Ende des Pendelphasendrosselventils 35 befindet sich eine von außen zugängliche Stellschraube 55 (Fig. 12). Durch Drehen der Stellschraube 55 können beide Pendelphasendrosselventile zugleich eingestellt werden. Beide Pendelphasendrosselventile arbeiten nach dem Prinzip der Kolbenkantendrosselung, ließen sich aber auch als Ringblende gestalten. Beim Hineindrehen der Stellschraube 55 verkleinern die Kolbenkanten der Pendelphasendrosselventile 41 und 35 den freien Querschnitt der Drosselbohrungen 56 und 53 (Fig0 12). Der Durch laß der Drosselbohrung 56 vom Arbeitszylindervolumen unter dem Kolben 29 zum exzentrischen Ringvolumen 34 kann durch das Standphasensperrventil 40 verschlossen werden (Fig0 12, vgl. auch Fig. 17 und 18)o Der Durchtritt der Hydraulikflüssigkeit vom Fendelphasendrosselventil 41 zum exzentrischen Ringvolumen 34 wird durch zwei seitliche Kanäle 57 gewährleistet (Fig. 16)0 Bei Erwärmung der Hydraulikflüssigkeit und der hiermit einhergehenden Viskositätsänderung dehnt sich der Ventilschaft 54 und verkleinert den Durchlaß des Pendelphasendrosselventils 41, so daß der Beugewiderstand des niegelenks in der Pendelphase bezogen auf eine Gehgeschwindigkeit auch bei unterschiedlichen Betriebstemperaturen des Hydraulikzylinders konstant gehalten werden kann. Das bedeutet für den Prothesenträger, daß die hydraulische Yendelphasensteuerung seines Kunstbeins unabhängig von der Betriebstemperatur stets das erforderliche Widerstandsmoment im Kniegelenk erzeugt, Die beschriebene Gestaltung des oberen Gehäuseteils 32 und des unteren Gehäuseteils 33 läßt es auch zu, die Pendelphasendrosselventile für die Beuge- und Streckbewegung jeweils mit einer separaten Einstellschraube zu versehen,so daß sie unabhängig voneinander einstellbar sind. Da diese weitere Möglichkeit der Ausgestaltung der Erfindung mit Hilfe der bestehenden Zeichnungen vorstellbar ist (vgl. Fig. 12 bis 15), erfolgt keine weitere zeichnerische Darstellung.The stand phase lock valve 40 (Fig0 12 to 15) consists of a cylindrical Shaft, a frustoconical valve sealing surface located at the upper end and a spherical transfer surface 40a located at the lower end enlarged diameter The stance phase lock valve 40 is in a screw connection 46 mounted displaceably with a through hole. The screw connection contains on the outer circumference a thread for screwing in the lower housing part 33 and in the through hole a seal 45 of the stance phase blocking valve 40 to the outside for the valve stem. The lifting movement of the stance phase lock valve for opening is controlled by a locking ring 47 limited0 If the stance phase shut-off valve is in the open position, so hydraulic fluid can flow from the working cylinder volume below the piston 29 a lateral bore 59 flow (Fig. 12), from there into one of the frustoconical Sealing surface of the stance phase lock valve released bore 60 and of here into the lateral bore 56 of the Pendelphasendrosselven valve 41. The bore 60 above the frustoconical light surface of the stance phase lock valve has according to the invention a smaller diameter than the cylindrical stem of the stance phase lock valve (Fig0 12) 0 In this way, there is always a small force component that affects the shaft of the stance phase lock valve pushes outwards when in the working cylinder space below the piston 29 creates an overpressure. Becomes the spherical transmission surface 40a of the stance phase shut-off valve is not affected by external actuators (Fig. 12), so the overpressure below the piston 29 pushes the stance phase shut-off valve in open position, the pendulum phase throttle valve 41 for the flexion movement is through a valve stem 54 (Fig0 12) with the pendulum phase throttle valve 35 for the stretching movement tied together. At the upper end of the pendulum phase throttle valve 35 is one of externally accessible adjusting screw 55 (Fig. 12). By turning the adjusting screw 55 both pendulum phase throttle valves can be set at the same time. Both pendulum phase throttle valves work on the principle of piston edge throttling, but can also be used as Design ring diaphragm. When screwing in the adjusting screw 55, the piston edges shrink of the pendulum phase throttle valves 41 and 35 the free cross section of the throttle bores 56 and 53 (Fig0 12). The through let the throttle bore 56 from the working cylinder volume below the piston 29 to the eccentric ring volume 34 can through the stance phase shut-off valve 40 are closed (Fig0 12, see also Fig. 17 and 18) o The passage of the hydraulic fluid from the fender phase throttle valve 41 to the eccentric ring volume 34 is through two lateral channels 57 guaranteed (Fig. 16) 0 when the hydraulic fluid is heated and the associated change in viscosity, the valve stem 54 expands and reduces the passage of the shuttle phase throttle valve 41, so that the flexion resistance of the joint in the pendulum phase based on a walking speed even at different speeds Operating temperatures of the hydraulic cylinder can be kept constant. That means for the prosthesis wearer that the hydraulic yendel phase control his Artificial leg always has the required section modulus regardless of the operating temperature generated in the knee joint, the design of the upper housing part 32 and described of the lower housing part 33 also allows the pendulum phase throttle valves for to provide the flexion and extension movement each with a separate adjustment screw, so that they can be set independently of each other. Since this is another possibility of Embodiment of the invention with the help of the existing drawings is conceivable (cf. FIGS. 12 to 15), there is no further graphic representation.
Das Standphasendrosselventil besteht aus einem oberen Teil 36a, der eine von außen zugängliche Einstellschraube enthält und einem unteren Teil 36b, der mit seinem kegelförmigen Ende in eine Bohrung 58 hineinragt (Fig0 14). Das kegelförmige Ende bildet bei geöffneter Stellung des Standphasendrosselventils mit der Bohrung 58 eine Ringblende. Die Bohrung 58 hat Verbindung mit dem Arbeitszylindervolumen unterhalb des Kolbens 29, so daß bei geschlossenem Standphasenventil 40 und geöffnetem Standphasendrosselventil 36b Rydraulikflüssigkeit beim Beugen des Kniegelenks vom Areitszylindervolumen unterhalb des Kolbens 29 zum exzentrischen Rirvolumen 34 strömen kann. Bei aktiven Gehern kann das Standphasendrosselventil zum gewichtaunterstützenden Beugen in entsprechend geöffneter Position eingestellt werden und bei passiven Gehern und solchen mit ungtinstigen Stumpfverhältnissen oder schlechter Konstitution völlig geschlossen werden.The stance phase throttle valve consists of an upper part 36a, the contains an externally accessible adjusting screw and a lower part 36b, which protrudes with its conical end into a bore 58 (Fig0 14). The conical one When the stance phase throttle valve is in the open position, the end forms with the bore 58 a ring diaphragm. The bore 58 is in communication with the working cylinder volume below the piston 29, so that when the stance valve 40 is closed and the valve is open Stance phase throttle valve 36b Hydraulic fluid when bending the knee joint from The working cylinder volume below the piston 29 flows to the eccentric flow volume 34 can. For active walkers, the stance phase throttle valve can be used to support weight Bending can be adjusted in the correspondingly open position and with passive walkers and those with unfavorable stump conditions or a bad constitution completely getting closed.
Das Standphasendrosselventil 36b (Fig0 14) kann auch mit einem Überdruckventil 61 versehen werden. Dieses besteht aus einer ringförmigen Lichtfläche 61a und einer Zylinderdruckfeder 61b (Fig9 14)0 Die ringförmige Dichtfläche 61a läßt sich auf dem Schaft des Standphasendrosselventils 36b verschieben und verschließt dieses. Überschreitet der überdruck unterhalb des Kolbens 29 einen bestimmten Wert, so strömt eine dosierte Menge Hydraulikflüssigkeit durch die Bohrung 58 und die Kegelringblende des Standphasendrosselventils 36b, hebt die ringförmige Lichtfläche 61a des Überdruckventils gegen den Widerstand der Zylinderdruckfeder 61b und entweicht in das exzentrische Ringvolumen 34. Das Überdruckventil 61 ist so bemessen, daß es dem Überdruck unterhalb des Kolb4V beim Überrollen der Prothese von der Schrittvorlage in die Schrittrücklage standhält, Auf diese Weise ist es möglich, die Prothese auch mit kleinem Vorfußhebel und vor der Belastungslinie liegendem Kniedrehpol aufzubauen und es wird bei diesem Aufbau der Prothese ein allmähliches Einbeugen des Kniegelenks beim Uberrollen von der Schrittvorlage in die Schrittrücklage vermieden. Der Prothesenfuß kann außerdem in leichter Hackenfußstellung aufgebaut werden, so daß in Zusammenwirken mit der Vorverlagerung des Kniedrehpols vor die statische Belastungslinie die relative Verlängerung der Prothese beim Beugen in der Schrittrücklage auf ein Minimum begrenzt werden kann. Dies hat für den Prothesenträger den Vorteil, daß er seinen Körperschwerpunkt nicht so stark anheben muß, um ein freies Durchschwingen der Prothese zu ermöglichen. Der Energie aufwand beim Gehen kann gesenkt werden.The stance phase throttle valve 36b (Fig0 14) can also be equipped with a pressure relief valve 61 are provided. This consists of an annular light surface 61a and one Cylinder compression spring 61b (Fig.9-14) 0 The annular sealing surface 61a can be opened move the shaft of the stance phase throttle valve 36b and closes it. If the overpressure below the piston 29 exceeds a certain value, there is a flow a metered amount of hydraulic fluid through the bore 58 and the cone ring orifice of the stance phase throttle valve 36b, lifts the annular light surface 61a of the pressure relief valve against the resistance of the cylinder compression spring 61b and escapes into the eccentric Annular volume 34. The pressure relief valve 61 is like this dimension that it the overpressure below the Kolb4V when rolling over the prosthesis from the step template in the step back position withstands, In this way it is possible to use the prosthesis as well to be built up with a small forefoot lever and the knee pivot pole lying in front of the load line and with this construction of the prosthesis there will be a gradual flexing of the knee joint avoided when rolling over from the step template into the step back. The prosthetic foot can also be set up in a slight heel foot position, so that in cooperation with the forward displacement of the knee rotation pole in front of the static load line the relative Lengthening of the prosthesis when bending in the step back is limited to a minimum can be. This has the advantage for the prosthesis wearer that he has his body's center of gravity does not have to lift so much to allow the prosthesis to swing freely. The energy expended when walking can be reduced.
Zusammenfassend lassen sich folgende weiteren Vorteile des Hydraulikzylinders gegenüber bisherigen Lösungen auf zählen: Erstmalig gestattet die Gestaltung eines Hydraulikzylinders fiir ein ganzes Spektrum von Versorgungsfällen, und zwar für aktive und passive Geher, für Versehrte mit Snie- und Hüftexartikulationen sowie kurzen, mittellangen und langen Oberschenkelamputationen, die Vorteile einer hydraulischen Pendel- und Standphasensteuerung des Kneegelenks sinnvoll und variabel zu nutzen, Der Hydraulikzylinder ermöglicht die Gestaltung eines hydraulisch gesteuerten Kniegelenks, das als austauschbares Modul für Rohrskelettprothesensysteme mit schnelltrennbaren Winkeljustiereinheiten einsetzbar ist.In summary, the following additional advantages of the hydraulic cylinder can be found count on previous solutions: For the first time, the design of a Hydraulic cylinder for a whole spectrum of supply cases, namely for active and passive walkers, for disabled people with sneezing and hip disarticulations as well short, medium and long femoral amputations, the advantages of a hydraulic To use the pendulum and stance phase control of the knee joint sensibly and variably, The hydraulic cylinder enables the design of a hydraulically controlled knee joint, as an exchangeable module for tubular skeletal prosthesis systems with quick-release Angle adjustment units can be used.
Die geringe Bauhöhe des Hydraulikzylinders erlaubt erstmalig den Einsatz einer schnelltrennbaren Winkeljustiereinheit unterhalb des Kniegelenks, ohne daß die Funktion der hydraulischen Pendelphasensteuerung auf das Dämpfen der Beugebewegung beschränkt werden muß und auf eine hydraulische Standphasensteuerung verzichtet werden muß. Der geringe Außendurchmesser des Hydraulikzylinders ermöglicht in Verbindung mit der exzentrischen Anordnung des Außenzylinders und der Übernahme der Gelenkanschlagfunktton eine schmale und dem Oberschenkelteil angepaßte Gestaltung des Gelenkunterteils.The low overall height of the hydraulic cylinder allows it to be used for the first time a quick-release angle adjustment unit below the knee joint without the function of the hydraulic pendulum phase control on the damping of the flexion movement must be limited and dispenses with a hydraulic stance phase control must become. The small outside diameter of the hydraulic cylinder allows in connection with the eccentric arrangement of the outer cylinder and the adoption of the joint stop function tone a narrow design of the lower joint part that is adapted to the thigh part.
Auf diese Weise wird eine der Amputationshöhe angepaßte Gestaltung der kosmetisohen Schaumstoffverkleidung des hunstbeins ermöglicht, so daß erstmalig durch ein einachsiges Kniegelenk mit hydraulischer Pendel- und Standphasensteuerung auch Knieexartikulaionsstümpfe versorgt werden können, Bauabmessungen und Masse des Hydraulikzylinders sind gegensilber bestehenden hydraulisehen Lösungen mit vergleichbarer Anzahl von Funktionen erheblich reduziert, so daß ein geringerer Energieaufwand beim Gehen mit diesem Kunstbein zu erwarten ist, Der Hydraulikzylinder läßt sich auch als reine Pendelphasensteuerung für unterschiedliche Kniegelenke besser einsetzen als bisherige Lösungen, da Bauaufwand, Baugröße und asse auch geringer sind als bei reinen Pendelphasensteuerungen, die sowohl das Beugen als auch das Strecken hydraulisch dämpfen Das Prinzip der Kolbenstangenabichtung sowie die große Reserveflüssigkeitsmenge lassen eine Erhöhung der Betriebssicherheit und Betriebsdauer erwarten.In this way, a design adapted to the amputation level is achieved the kosmetisohen foam cladding of the femur allows, so that for the first time thanks to a uniaxial knee joint with hydraulic pendulum and stance phase control Knee disarticulation stumps can also be treated, construction dimensions and dimensions of the hydraulic cylinder are opposite existing hydraulic solutions with comparable ones Number of functions significantly reduced, so that less energy is required when walking with this artificial leg is to be expected, the hydraulic cylinder can be also better use as a pure pendulum phase control for different knee joints than previous solutions, since construction costs, size and aces are also lower than in the case of pure pendulum phase controls, both bending and stretching hydraulic damping The principle of piston rod sealing and the large amount of reserve fluid allow an increase in operational reliability and service life to be expected.
Gegenüber bisherigen lösungen mit hydraulischer Pendel- und Standphasensteuerung enthält der Hydraulikzylinder nur zwei elastische Dichtungen, die einem Reibverschleiß unterworfen sind, und zwar die äußere Kolbenstangenabdichtung sowie die äußere Abdichtung des Ventilschaftes vom Standphasensperrventeil, Diese Verschleißdichtungen sind von außen auswechselbar, ohne daß der ganze Hydraulikzylinder demontiert werden muß.Compared to previous solutions with hydraulic pendulum and stance phase control the hydraulic cylinder contains only two elastic seals that prevent fretting are subject, namely the outer piston rod seal and the outer seal of the valve stem of the stance phase lock valve, These are wear seals Can be exchanged from the outside without having to dismantle the entire hydraulic cylinder got to.
Gegenüber bisherigen Lösungen diirfte eine Kostensenkung für Fertigung, Wartung und Instandsetzung des Hydraulikzylinders zu erwarten sein. Die beschriebenen Vorteile des Hydraulikzylinders lassen auch seinen Einsatz in künstlichen Fußgelenken zur Dämpfung der Dorsal- und Plantarbewegung besser zu als bisherige Lösungen, insbesondere auch weil die Dämpfungskräfte beider Bewegungsrichtungen unabhängig voneinander reguliert werden können.Compared to previous solutions, a cost reduction for manufacturing, Maintenance and repair of the hydraulic cylinder can be expected. The described The advantages of the hydraulic cylinder mean that it can also be used in artificial ankles to dampen the dorsal and plantar movement better than previous solutions, in particular also because the damping forces in both directions of movement are independent of each other can be regulated.
Zwischen dem Hydraulikzylinder 13 und dem knöchelgelenk 25 ist eine dreiteilige Ventilheberstange angeordnet (Fig. 17, 18). Sie besteht aus einer oberen Ventilheberstange 62, einer mittleren Ventilheberstange 63 und einer unteren Ventilheberstange 64. Die obere Ventilheberstange 62 besteht aus einem zylindrischen Schaft 62a mit ebener Stirnfläche und einer kugelförmigen Ubertragungsfläche 62b mit vergrößertem Durchmesser. Der zylindrische Schaft 62a ist verschiebbar in einer zentrischen Durchgangsbohrung der Winkeljustiereinheit 22 gelagert und kann mit seiner ebenen Stirnfläche die kugelförmige Übertragungsfläche 4oa des Standphasensperrventils 40 beriihren Der Radiusmittelpunkt der kugelförmigen Übertragungsflänhe 62b der oberen Ventilheberstange 62 deckt sich erfindungsgemäß mit dem Drehmittelpunkt der Winkeljustiereinheit 22, so daß bei einer Winkelveränderung des Kniegelenks gegenSiber dem Unterschenkelrohr 23 das eingestellte Ventilspiel zwischen der ebenen Stirnfläche des zylindrischen Schaftes 62a und der kugelförmigen Übertragungsfläche 4oa des Standphasensperrventils 40 sich nicht verändert.Between the hydraulic cylinder 13 and the ankle joint 25 is a three-part valve lifter rod arranged (Fig. 17, 18). It consists of an upper one Valve lifter rod 62, a middle valve lifter rod 63 and a lower valve lifter rod 64. The upper valve lifter rod 62 consists of a cylindrical shaft 62a with flat face and a spherical transfer surface 62b with enlarged diameter. The cylindrical shaft 62a is slidable in a central through hole of the angle adjustment unit 22 and can with its flat end face the spherical transfer surface 4oa of the stance phase lock valve 40 touch the center of the radius of the spherical transmission surface 62b of FIG According to the invention, the upper valve lifter rod 62 coincides with the center of rotation of the Angle adjustment unit 22, so that when the angle of the knee joint changes against Siber the lower leg tube 23 the set valve clearance between the flat end face of the cylindrical shaft 62a and the spherical transmission surface 4oa des Stance phase lock valve 40 does not change.
Die untere Ventilheberstange 64 besteht aus einem zylindrisehen Schaft 64a mit ebener Stirnfläche und einer kugelförmigen Übertragungsflche 64b mit vergrößertem Durchmesser. Der zylindrische Schaft 64a ist verschiebbar in einer zentrischen Durchgangsbohrung der Winkeljustiereinheit 24 gelagert und berührt mit seiner ebenen Stirnfläche die obere Gelenkfläche des mit dem Fußformteil 26 fest verbundenen Gelenkunterteils 75 des knöchelgelenks 25 (Fig. 17, 18). Der Radusmittelpunkt der kugelförmigen Übertragungsfläche 64b der unteren Ventilheberstange 64 deckt sich erfindungsgemäß mit dem Drehmittelpunkt der Winkeljustiereinheit 24, so daß bei einer Winkelveränderung des Fußformteils 26 gegenüber dem Untersehenkelrohr 23 das eingestellte Ventilspiel wie zuvor beschrieben nicht verändert wird, Die mittlere Ventilheberstange 63 ist zwischen den kugelförmigen Übertragungsflächen 62b und 64b in einer oberen Fithrungsbuchse 65 und einer unteren Führungsbuchse 66 verschiebbar gelagerte Die obere Führungsbuchse 65 wird vom Untersehenkelrohr 23 aufgenommen und zwischen oberer Stirnfläche des Unterschenkelrohres und Winkeljustiereinheit 22 mit Klemmverschluß geklemmt. Die untere Führungsbuchse 66 wird nur vom Innenumfang des Unterschenkelrohres 23 aufgenommen und enthält eine kegelförmige Einführungsbohrung 66a zur Erleichterung der Montage der mittleren Ventilheberstange 63. Das obere Ende der mittleren Ventilheberstange besteht aus einer Hülse 67, einem Stift 68, einer Überlastungsschutzfeder 69, einer Stellschraube 70 und einer Rückstellfeder 71, das untere Ende aus einer Stange 72 mit Gewindeende 72a und einer Kontermutter 730 Der Stift 68 ist in der Hülse 67 versehiebbar gelagert und berührt mit seiner ebenen Stirnfläche die kugelförmige Übertragungsfläche 62b der oberen Ventilheberstange 62. Ein Ansatz mit vergrößertem Durchmesser begrenzt seinen Hub nach oben, so daß ein Anschlag in der Buchse 67 entsteht, Wird die mittlere Ventilheberstange 63 durch äußere Kräfte nicht belastet, so drückt die Übersastungsschutzfeder 69 den Stift 68 gegen seinen Anschlag in der Hülse 67. Dabei stiitzt sich die Überlastungsschutzfeder 69 an der Stellschraube 7o ab, Die Vorspannung der Überlastungsschutzfeder 69 kann furch Herein- oder Herausdrehen der Stellschraube 70 in einem Innengewinde der Hitlse 67 verändert werden. In das untere Ende des Innengewindes der Hülse 67 ist die Stange 72 mit ihrem Gewindeansatz 72a eingeschraubt und durch die Kontermutter 73 gesichert. Der Gewindeansatz 72a wird beim Abstimmen der Prothese auf das xnie-Boden-Maß des Prothese trägers entsprechend gekürzt und dient zum Einstellen des Ventilhubes des Standphasensperrventils 40. Der Ventilhub des Standphasensperrventils 40 wird durch sierausdrehen des Gewindeendes 72a der Stange 72 aus der Hülse 67 verkleinert.The lower valve lifter rod 64 consists of a cylindrical shaft 64a with a flat face and a spherical transfer surface 64b with an enlarged Diameter. The cylindrical shaft 64a is displaceable in a central through hole the Winkeljustieinheit 24 stored and touches with its flat end face upper joint surface of the joint lower part firmly connected to the molded foot part 26 75 of the ankle joint 25 (Figs. 17, 18). The center of the radius of the spherical transfer surface 64b of the lower valve lifter rod 64, according to the invention, coincides with the center of rotation the angle adjustment unit 24, so that when the angle of the foot molding changes 26 with respect to the lower leg tube 23, the set valve clearance as described above is not changed, the middle valve lifter rod 63 is between the spherical Transmission surfaces 62b and 64b in an upper fitting socket 65 and a lower one Guide bushing 66 slidably mounted The upper guide bushing 65 is from the lower leg tube 23 and added between the upper end face of the lower leg tube and the angle adjustment unit 22 clamped with a clamp fastener. The lower guide bush 66 is only from the inner circumference of the lower leg tube 23 and contains a conical insertion bore 66a to facilitate assembly of the middle valve lifter rod 63. The upper The end of the middle valve lifter rod consists of a sleeve 67, a pin 68, an overload protection spring 69, a set screw 70 and a Return spring 71, the lower end of a rod 72 with a threaded end 72a and a Lock nut 730 The pin 68 is mounted in the sleeve 67 so as to be displaceable and is in contact with its flat end face the spherical transfer surface 62b of the upper Valve lifter rod 62. An enlarged diameter approach limits its stroke upwards, so that a stop is created in the bushing 67, becomes the middle valve lifter rod 63 is not loaded by external forces, the overload protection spring 69 presses the pin 68 against its stop in the sleeve 67. The overload protection spring is supported 69 at the adjusting screw 7o, the preload of the overload protection spring 69 can by screwing in or out the adjusting screw 70 in an internal thread of the hitlse 67 can be changed. The rod is in the lower end of the internal thread of the sleeve 67 72 is screwed in with its threaded extension 72a and secured by the lock nut 73. The threaded projection 72a is used when adjusting the prosthesis to the xnie-Boden dimension of the The prosthesis wearer is shortened accordingly and is used to adjust the valve lift of the Stance phase lock valve 40. The valve lift of the stance phase lock valve 40 is through By turning the threaded end 72a of the rod 72 out of the sleeve 67, it is reduced in size.
Das untere Ende der Stange 72 ist in der unteren Führungsbuchse 66 verschiebbar gelagert und berührt mit seiner ebenen Stirnfläche die kugelförmige Ubertragungsfläche 64b. The lower end of the rod 72 is in the lower guide bush 66 mounted displaceably and touches the spherical one with its flat face Transmission surface 64b.
Damit die ebene Stirnfläche der Stange 72 stets auf der kugelförmigen Übertragungsfläche 64b aufliegt und eine Hubbewiegung der mittleren Ventilheberstange 63 und der unteren Ventilheberstange 64 nach unten erfolgt, drückt die Rückstellfeder 71 an der Kontermutter 73 angreifend beide Ventilheberstangen nach unten. Dabei stützt sich die Rückstellfeder 71 an der oberen Führungsbuchse 65 ab.So that the flat end face of the rod 72 is always on the spherical Transfer surface 64b rests and a lifting movement of the middle valve lifter rod 63 and the lower valve lifter rod 64 is down, the return spring pushes 71 on the lock nut 73 attacking both valve lifter rods downwards. Included the return spring 71 is supported on the upper guide bushing 65.
Der künstliche Fuß besteht aus einem Knöchelgelenk 25 und einem Fußformteil 26 (Fig. 16, 17). Las Fußformteil 26 kann als tragendes Element entweder ein mittelfußholz 80 (Fig. 17) oder eine Metallgrundplatte 81 (Fig.182 haben, so daß Fußformteile bekannter Bauart Verwendung finden können. Erfindungsgemäß eignet sich das Konstruktionsprinzip des Knöchelgelenks 25 für beide Bauweisen. Das Knöchelgelenk 25 besteht im wesentlichen aus einem Gelenkoberteil 74, das mit der Winkeljustiereinheit 24 und dem Unterschenkelrohr 23 verbunden ist, einem Gelenkunterteil 75, einem zuganker 76, einem Plantarpufferelement 77, einem Dorsalpufferelement 78 und zwei Befestigungsschrauben 79 (Fig0 17, 18) Das Gelenkoberteil 74 des künstlichen Fußes enthält erfindungsgemäß eine hohlgebohrte Achse 74a und zentrisch dazu im oberen Teil eine kreissegmentförmige Gleitlagerfläche 74b mit einer Durchtrittsbohrung für den zylindrischen Schaft 64a der unteren Ventilheberstange 64 (Fig0 17, 18)o Vor der hohlgebohrten Achse 74a enthält das Gelenkoberteil eine vordere Ansehlagplatte 74c mit einer Bohrung mit kugelförmiger Erweiterung zur Aufnahme des Zugankers 76 (Fig0 17)0 Das Gelenkoberteil 74 ist mit der hohlgebohrten Achse 74a durch zwei senkrechte Stege unlösbar verbunden (Fig0 19), so daß die infolgedessen geringe Baubreite des Gelenks auch bei kleinen Fußgrößen keine kosmetischen Probleme bereitet.The artificial foot consists of an ankle joint 25 and a molded foot part 26 (Figures 16, 17). Las foot molding 26 can either be a mid-foot wood as a load-bearing element 80 (Fig. 17) or a metal base plate 81 (Fig. 182, so that molded foot parts known design can be used. According to the invention, the construction principle is suitable of the ankle joint 25 for both designs. The ankle joint 25 is made in the essentially from an upper joint part 74, which is connected to the angle adjustment unit 24 and the lower leg tube 23 is connected, a lower joint part 75, a tie rod 76, a plantar buffer element 77, a dorsal buffer element 78 and two fastening screws 79 (Fig0 17, 18) The joint upper part 74 of the artificial foot contains according to the invention a hollow-drilled axis 74a and centric to it in the upper part a circular segment-shaped one Sliding bearing surface 74b with a through-hole for the cylindrical shaft 64a of the lower valve lifter rod 64 (Fig0 17, 18) o In front of the hollow-drilled axis 74a contains the joint upper part with a front stop plate 74c with a bore spherical extension to accommodate the tie rod 76 (Fig0 17) 0 The upper part of the joint 74 is permanently connected to the hollow bored axis 74a by two vertical webs (Fig0 19), so that the resulting narrow width of the joint even with small Foot sizes do not pose any cosmetic problems.
Das Gelenkunterteil 75 de-Knöchelgelenks (Fig. 17, 18) ist zwischen der kreissegmentförmigen Gleitlagerfläche 74b und der hohlgebohrten Achse 74a des Gelenkoberteils drehbar gelagert. Brfindungsgemaß hat das Gelenkunterteil 75 zwischen der kreissegmentförmigen Gleitlagerfläche 74b und der hohlgebohrten Achse 74a ein Lagerspiel, so daß dem auf der oberen Gleitlagerflaehe des Gelenkunterteils 75 aufliegenden zylindrischen Schaft 64a der unteren Ventilheberstange 64 eine Hubbewegung erteilt werden kann, Das Gelenkunterteil 75 besitzt die Form eines nach unten offenen Kreisringes und ist an den offenen Kreisringenden mit dem Fußformteil 26 durch zwei Befestigungsschrauben 79 fest verbunden. Der mittlere Kreisring des Gelenkunterteils 75 besteht aus einem festen unelastischen Material (Fig0 19) und dient zur Aufnahme der Lagerkräfte und zur Befestigung mit dem Fußformteil 26. Die Außenseiten des Gelenk unterteils 75 (Fig0 19) bestehen aus einem hartelastischen Material und sind so geformt, daß das Fußformteil gegenüber dem Unterschenkelrohr sowohl eine Rotations- als auch eine Pro- und Supinationsbewegung machen kann.The joint lower part 75 de-ankle joint (Fig. 17, 18) is between the circular segment-shaped sliding bearing surface 74b and the hollow-drilled axis 74a of the Joint upper part rotatably mounted. According to the invention, the lower joint part 75 has between the circular segment-shaped sliding bearing surface 74b and the hollow-drilled axis 74a Bearing play, so that the rest on the upper plain bearing surface of the lower joint part 75 cylindrical shaft 64a of the lower valve lifter rod 64 given a lifting movement The lower joint part 75 has the shape of a circular ring which is open at the bottom and is at the open circular ring ends with the foot molding 26 by two fastening screws 79 firmly connected. The middle circular ring of the joint lower part 75 consists of one solid inelastic material (Fig0 19) and serves to absorb the bearing forces and for fastening with the molded foot part 26. The outer sides of the lower joint part 75 (Fig0 19) consist of a hard-elastic material and are shaped so that the Foot molding opposite the lower leg tube both a rotational and a Can make pro and supination movements.
Vor dem Knöchelgelenk 25 im Fußformteil 26 befindet sich eine eingeklebte Gewindebuchse 82 aus Metall (Fig. 17). Diese dient zur Aufnahme des Dorsalpufferelements 78 und des Plantarpufferelements 77. Die Gewindebuchse 82 kompensiert dadurch die Materialschwächung des Fußformteils, daß sie sich mit ihrem eingeklebten Gewinde und ihrer Rohrwandung an der Kraftübertragung bei Biegebelastung des Vorfußes beteiligt. Plantarpufferelement 77 und Dorsalpufferelement 78 sind durch den Zuganker 76 miteinander sowie mit der vorderen Anschlagplatte 74e und einem Deckel 83 der Gewindebuchse 82 verspannt. Die Kraftlibertragung vom Zuganker 76 auf das Plantarpufferelement 77 wird von einer Anschlagmutter 84 übernommen. Der Zuganker 76 ist mit seinem Gewindeende in die Anschlagmutter 84 verstellbar eingeschraubt. Auf diese Weise läßt sich die Vorspannung der Pufferelemente dem Körpergewicht und der Gehdynamik des Prothesenträgers anpassen, Durch die Verspannung der Pufferelemente wird ein weicher Kraftanstieg bei beginnender Abrollung des künstlichen Fußes iiber den Ballen gewährleistet.A glued-in is located in front of the ankle joint 25 in the molded foot part 26 Threaded sleeve 82 made of metal (Fig. 17). This serves to hold the dorsal buffer element 78 and the plantar buffer element 77. The threaded bushing 82 compensates as a result, the material weakening of the molded foot part that they are glued to theirs Thread and its pipe wall at the power transmission when the forefoot is subjected to bending involved. Plantar buffer element 77 and dorsal buffer element 78 are through the tie rod 76 with each other and with the front stop plate 74e and a cover 83 of the Threaded bushing 82 clamped. The transmission of force from the tie rod 76 to the plantar buffer element 77 is taken over by a stop nut 84. The tie rod 76 is with its threaded end screwed adjustable into the stop nut 84. In this way, the Pre-tensioning of the buffer elements to the body weight and the walking dynamics of the prosthesis wearer adjust, the tensioning of the buffer elements results in a gentle increase in force guaranteed when the artificial foot begins to roll over the ball of the foot.
Es kann auch ein Fußformteil bekannter Ausführung verwendet werden, das eine Metallgrundplatte 81 enthält (Fig. 18). Diese nimmt den Zuganker 76 mit den gegeneinander verspannten Pufferelementen 77 und 78 und der vorderen Anschlagplatte 74c des Gelenkoberteils 74 auf (Fig. 18). Durch diese Bauweise entfällt die Gewindebuchse 82.A foot molding of a known design can also be used, which includes a metal base plate 81 (Fig. 18). This takes the tie rod 76 with it the mutually braced buffer elements 77 and 78 and the front stop plate 74c of the upper joint part 74 (FIG. 18). This design eliminates the need for a threaded bushing 82.
Der Zuganker 76 hat einen Kopf mit kugelförmiger Ringfläche und ist in einer Bohrung mit kugelförmiger Gegenfläche gelagert (Fig0 17, 18). Die kugelförmige Gegenfläche wird entweder von der vorderen Anschlagplatte 74c (Fig. 17) oder der Metallgrundplatte 881 (Fig. 188) gebildet. Sowohl der kopf als auch die Gegenfläche des Zugankers erlauben durch ihre kugelförmigen Berührungsflächen eine Schwenkbewegung der Zugankerachse bei verschiedenen Bewegungen im Gelenk.The tie rod 76 has a head with a spherical annular surface and is stored in a bore with a spherical counter surface (Fig0 17, 18). The spherical Opposite surface is either from the front stop plate 74c (FIG. 17) or the Metal base plate 881 (Fig. 188) is formed. Both the head and the mating surface of the tie rod allow a pivoting movement due to their spherical contact surfaces the tie rod axis with different movements in the joint.
Das Zusammenwirken der Bauteile wird nun für den Doppelschritt eines Prothesenträgers mit dem künstlichen Bein beschrieben.The interaction of the components is now one for the double step Described prosthesis wearer with the artificial leg.
Beim Versetzen des künstlichen Beines berührt zunächst nur die Absatzkante des Schuhs den Boden und die Bodenunterstützungskraft wirkt auf die Ferse des Fußformteils 26 (Fig. 17, 18).When moving the artificial leg, initially only touches the heel edge of the shoe touches the ground and the ground support force acts on the heel of the molded foot part 26 (Figures 17, 18).
Dabei verhält sich das Fußformteil wie ein einarmiger Hebel, bis das Lagerspiel zwischen der kreissegmentförmigen Gleitlagerfläche 74b und der oberen Gegenfläche des Gelenkunterteils 75 des Knöchelgelenks 25 ausgeglichen ist und die Lagerflächen sich berühren Der Drehpunkt des einarmigen Hebels ist dabei der kugelförmige Kopf des Zugankers 76o Beim AUS-gleichen des Lagerspiels verschiebt sich das Gelenkoberteil 74 mit allen darüber befindlichen Bauelementen des Kunstbeins nach unten, so daß die Ventilheberstangen 64, 63 und 62 gegenüber diesen Bauelementen eine Relativbewegung nach oben machen, da der zylindrische Schaft 64a der unteren Ventilheberstange 64 auf der oberen Lagerfläche des Gelenkunterteils 75 aufliegt (Fig0 17, 18) Die in dieser Belastungasituatlon gegebenen Hebelverhältnisse bewirken, daß bereits bei sehr geringer Fersenbelastung des kiinstliehen Fußes die dreiteilige Ventilheberstange betätigt wird, Das Lagerspiel zwischen Gelenkoberteil 74 und Gelenkunterteil 75 ist etwas größer als der Hub des Standphasensperrventils 40, so daß bei Fersenbelastung und richtiger Einstellung des Ventilspiels der Stift 68 geringfügig in die Hülse 67 der mittleren Ventilheberstange 63 hineingedrückt wird (Fig0 17, 18) und das Standphasensperrventil 40 unter Vorspannung der Überlastungsschutzfeder 69 zugedrückt wird0 Die kegelstumpfförmige Dichtfläche des Standphasensperrventils verschließt die Bohrung 60. Infolgedessen kann die Hydraulikflüssigkeit aus dem Arbeitszylinder 30 unterhalb des Kolbens 29 (vgl0 Fig 12 bis 15) nicht entweichen und die Kolbenstange 14 verhindert die Bengebewegung zwischen Gelenkoberteil 6 und Gelenkunterteil 11 (Fig. 8), so daß das kniebeugende Drehmoment in dieser Schrittphase abgefangen wird.The molded foot part behaves like a one-armed lever until the Bearing play between the circular segment-shaped sliding bearing surface 74b and the upper Opposite surface of the lower joint part 75 of the ankle joint 25 is balanced and the Storage areas touch The pivot point of the one-armed lever is the spherical head of the tie rod 76o when equalizing the bearing play the upper joint part 74 moves with all the structural elements above it of the artificial leg down so that the valve lifter rods 64, 63 and 62 are opposite make these components a relative movement upwards, as the cylindrical shaft 64a of the lower valve lifter rod 64 on the upper bearing surface of the lower joint part 75 rests (Fig0 17, 18) The lever ratios given in this load situation cause that even with very little heel load on the artificial foot the three-part valve lifter rod is actuated, the bearing play between the upper part of the joint 74 and lower joint part 75 is slightly larger than the stroke of the stance phase lock valve 40, so that when the heel is loaded and the valve clearance is correctly adjusted, the pin 68 pushed slightly into the sleeve 67 of the central valve lifter rod 63 is (Fig0 17, 18) and the stance phase shut-off valve 40 under bias of the overload protection spring 69 is pressed 0 The frustoconical sealing surface of the stance phase shut-off valve closes the bore 60. As a result, the hydraulic fluid from the Working cylinder 30 below the piston 29 (see Fig. 12 to 15) does not escape and the piston rod 14 prevents Benge movement between the upper joint part 6 and Lower joint part 11 (Fig. 8), so that the knee bending torque in this step phase is intercepted.
Nach dem Bodenkontakt der Absatzkante erfolgt das Absenken des künstlichen Fußes und das Vorwartsdrehen des Kunstbeins.After the step edge comes into contact with the ground, the artificial one is lowered And the forward turning of the artificial leg.
Sobald das Lagerspiel ausgeglichen ist, verwandelt sich das Fußformteil zunächst in einen zweiarmigen Hebel, wobei die Gegenkraft zur Bodenunterstützungskraft von der vorderen Anschlagplatte 74c, dem Zuganker 76, dem Plantarpufferelement 77 und dem Deckel 83 in der Gewinde buchse 82 aufgenommen wird und der Drehpunkt sich im Knöchelgelenk 25 befindet. Solange die vordere Anschlagplatte 74c nicht gegen das Dorsalpufferelement 78 drückt, wird die kreissegmentförmige leitlagerfläche 74b gegen die obere Gegenfläche des Gelenkunterteils 75 gedrückt, so daß das Standphasensperrventil 40 geschlossen bleibt. Das Plantarpufferelement 77 wird durch den Zuganker 76 vorgespannt und dämpft den Fersenauftritt, Das vom Plantarpufferelement 77 auf den Unterschenkel wirkende vorwartsdrehende Moment kann keine Unsicherheit im Kniegelenk erzeugen, da das Standphasensperrventil 40 geschlossen bleibt.As soon as the bearing play is balanced, the molded foot part is transformed first in a two-armed lever, the counterforce being the ground support force from the front stop plate 74c, the tie rod 76, the plantar buffer element 77 and the cover 83 is received in the threaded sleeve 82 and the pivot point itself located in the ankle joint 25. As long as the front stop plate 74c is not against the dorsal buffer element 78 presses, the circular segment-shaped guide bearing surface becomes 74b pressed against the upper mating surface of the lower joint part 75, so that the stance phase lock valve 40 remains closed. The plantar buffer element 77 is secured by the tie rod 76 pretensioned and cushions the heel strike, that of the plantar buffer element 77 on the Lower leg acting forward turning moment can not cause any uncertainty in the knee joint generate because the stance phase cut valve 40 remains closed.
Mit fortschreitender Vorwärtsbewegung wandert die Bodenunterstützungskraft von der Ferse zum Ballen. Sobald ihre Wirkungslinie die vordere Anschlagplatte 74c nach vorne iiberschreitet, wird die vordere Anschlagplatte gegen das Dorsalpufferelement 78 gedritckt und es wirkt ein rückdrehendes Drehmoment auf den Unterschenkel, das sich sichernd auf das Kniegelenk auswirkt. Dabei bilden Anschlagplatte und Dorsalpufferelement den Drehpunkt eines zweiarmigen Hebels, wobei die Gegenkraft zur Bodenunterstützungskraft von der hohlgebohrten Achse 74a des Gelenkoberteils und der unteren magerfläche des Gelenkunterteils 75 aufgenommen wird. Dies hat zur Folge, daß zwischen der kreissegmentförmigen Gleitlagerfläche 74b des Gelenkoberteils und der oberen Gegenfläche des Gelenkunterteils 75 Spiel entsteht und die dreiteilige Ventilheberstange das Standphasensperrventil 4o freigibt In der Schrittrücklageposition kann nun das Kniegelenk zum Lurchschwingen des kiinstlichen Beins gebeugt werden. Die Kolbenstange 14 fährt ein und der Kolben 29 verdrängt die unter ihm im Arbeitszylinder 30 befindliche Hydraulikflüssigkeit. Diese entweicht in die seitliche Bohrung 59, öffnet das unbelastete Standphasensperrventil 40 und strömt von der Bohrung 6o in die Drosselbohrung 56 des Pendelphasendrosselventils 41 (Fig0 12) und von dort über die Kanäle 57 (Fig0 16) in das Ringvolumen 34 Das Bendelphasendrosselventil 41 ist an der Stellachraube 55 (Fig.12) so eingestellt, daß sich im Hydraulikzylinder sowohl beim schnellen als auch beim langsamen Durchschwingen des Kunstbeinunterschenkels ein der jeweiligen Bewegungsenergle entsprechender Gegendruck aufbaut und der Hydraulikzylinder im Kniegelenk das jeweils erforderliche Widerstandsmoment erzeugt. Die erforderliche Einstellung der Pendelphasendrosselventile hängt von der Masse des Unterschenkels und dem Abstand seines Massenschwerpunktes vom kniedrehpunkt ab und muß individuell erfolgen.As the forward movement progresses, the ground support force migrates from heel to ball of the foot. As soon as their line of action, the front stop plate 74c the front stop plate is against the dorsal buffer element 78 pressed and a reverse torque acts on the lower leg, the has a securing effect on the knee joint. Thereby the stop plate and the dorsal buffer element form the fulcrum of a two-armed lever, the counterforce being the ground support force from the hollow bored axis 74a of the joint upper part and the lower lean surface of the lower joint part 75 is received. This has the consequence that between the circular segment-shaped Sliding bearing surface 74b of the upper joint part and the upper counter surface of the lower joint part 75 There is play and the three-part valve lifter rod is the stance phase lock valve 4o releases In the step back position, the knee joint can now swing freely of the artificial leg can be bent. The piston rod 14 retracts and the piston 29 displaces the hydraulic fluid located below it in the working cylinder 30. This escapes into the lateral bore 59 and opens the unloaded stance phase lock valve 40 and flows from the bore 6o into the throttle bore 56 of the pendulum phase throttle valve 41 (Fig0 12) and from there via the channels 57 (Fig0 16) into the ring volume 34 Das Bendel-phase throttle valve 41 is set on the adjusting screw 55 (Fig. 12) so that that in the hydraulic cylinder both with fast and with slow swing through of the artificial lower leg a counter pressure corresponding to the respective movement energy builds up and the hydraulic cylinder in the knee joint has the required section modulus generated. The required setting of the pendulum phase throttle valve depends on the mass of the lower leg and the distance of its center of mass from the knee pivot and must be done individually.
Während die ftolbenstange 14 beim Beugen des Kniegelenks einfährt, vergrößert sich das Arbeitszylindervolumen oberhalb des Kolbens 29 (vgl. Fig 12 bis 15) Der entstehende Unterdruck bewirkt, daß Hydraulikflüssigkeit vom Ringvolumen 34 in das Röhrchen 38 strömt (Fig0 13), das Riickschlagventil 37 öffnet und durch die seitliche Bohrung 39 in das Arbeitszylindervolumen oberhalb des Kolbens 29 gelangt, so daß: das Arbeitszylindervolumen oberhalb des Kolbens stets mit Hydraulikfliissigkeit gefüllt ist, Die von der einfahrenden Kolbenstange 14 zusätzlich verdrängte Flüssigkeitsmenge wird von dem nicht vollständig gerillten Ringvolumen 34 aufgenommen.While the piston rod 14 retracts when the knee joint is bent, enlarged the working cylinder volume above the piston 29 (see. Fig. 12 to 15) The The resulting negative pressure causes hydraulic fluid from the ring volume 34 into the Tube 38 flows (Fig0 13), the non-return valve 37 opens and through the side Bore 39 enters the working cylinder volume above the piston 29 so that: the working cylinder volume above the piston always with hydraulic fluid is filled, the additional amount of liquid displaced by the retracting piston rod 14 is taken up by the not completely grooved ring volume 34.
Nach Erreichen der maximalen Knie beugung erfolgt das Vorschwingen des Kunstbeins unter Streckung des Kniegelenks0 Während die Kolbenstange 14 ausfährt, gibt die Vorbringerfeder 21 (Fig.) den von ihr gespeicherten Bewegungsenergieanteil zur Streckbeschleunigung des Unterschenkels frei.After reaching the maximum knee flexion, swing forward of the artificial leg with extension of the knee joint 0 While the piston rod 14 extends, gives the advancing spring 21 (Fig.) The kinetic energy component stored by it to accelerate the stretching of the lower leg.
Das Arbeitszylindervolumen oberhalb des Kolbens 29 verkleinert sich und die Hydraulikflüssigkeit strömt durch die Drosselbohrung 53 des Pendelphasendrosselventils 35 (Fig. 12) in das Röhrchen 52 und von dort in das exzentrische Ringvolumen 34 Unterhalb des Kolbens 29 vergrößert sich das Volumen und es entsteht ein Unterdruck, so daß Hydraulikfbissigkeit vom exzentrischen Ringvolumen 34 durch die Buchse 43 (Fig. 13) strömt, das Rückschlagventil 42. aufdrückt und von dort über die seitliche Bohrung 44 in den Arbeitszylinder 30 unterhalb des Kolbens 29 gelangt. Auf diese Weise befindet sich ständig Hydraulikflüssigkeit unterhalb des Kolbens 29. Kurz vor der maximalen Streckung des Kniegelenks deckt die obere Kante des Kolbens 29 die Drosselbohrung 53 zunehmend ab, so daß der ydraulikzylinder eine progressiv ansteigende Dämpfungskraft erzeugt und die knieanschlagflächen von kolben 29 und oberem Gehäuseteil 32 weich aufsetzen. Dadurch wird das stoßweise Kanten des Kunstbeinschaftes beim Strecken des Kniegelenks am Ende der Pendelphase vermieden. Der Streckvorgang des Unterschenkels wird im richtigen Maße verzögert und kann dem natürlichen Bewegungsablauf beim Gehen angeglichen werden.The working cylinder volume above the piston 29 is reduced and the hydraulic fluid flows through the throttle bore 53 of the shuttle phase throttle valve 35 (FIG. 12) into the tube 52 and from there into the eccentric ring volume 34 Below the piston 29, the volume increases and a negative pressure is created, so that hydraulic bite from the eccentric ring volume 34 through the socket 43 (Fig. 13) flows, the check valve 42. pushes and from there over the side Bore 44 enters the working cylinder 30 below the piston 29. To this Way there is always hydraulic fluid below the piston 29. Briefly the upper edge of the piston 29 covers prior to the maximum extension of the knee joint the throttle bore 53 increasingly, so that the hydraulic cylinder a progressive increasing damping force generated and the knee stop surfaces of piston 29 and Put on the upper housing part 32 softly. This creates the intermittent edges of the art community avoided when stretching the knee joint at the end of the pendulum phase. The stretching process the lower leg is delayed to the right extent and can follow the natural sequence of movements be adjusted while walking.
Will ein Prothesenträger sich mit dem künstlichen Bein hinsetzen, so bestehen zwei Möglichkeiten, die Beugung im Kniegelenk einzuleiten. Die erste Möglichkeit besteht darin, den Fß des Kunstbeins möglichst dicht vor die Sitzgelegenheit zu stellen, so daß nur der Ballen des Kunstfußes belastet ist und infolgedessen die dreiteilige Ventilheberstange das Standphasensperrventil 40 freigibt, Die kniesichernde Wirkung des Vorfußhebels kann in dieser Situation leicht durch Beugen des Hüftgelenks oder Vorschieben der Hüfte bei leicht ballenbelastetem Kunstfuß überwunden werden.If a prosthesis wearer wants to sit down with the artificial leg, there are two ways to initiate flexion in the knee joint. The first Possibility is the foot of the artificial leg as close as possible to put in front of the seat so that only the ball of the artificial foot is loaded and consequently the three-part valve lifter rod is the stance phase lock valve 40 releases, The knee-securing effect of the forefoot lever can be used in this situation easily by bending the hip joint or pushing the hips forward in the case of a slightly strained ball of the foot Artificial foot to be overcome.
Die zweite Möglichkeit des Hinsetzens besteht darin, durch Fersenbelastung des Kunstfußes ein dosiertes, gewichtsunterstiitzendes Beugen des Kunstbeins herbeizuftihren. Dieser Vorgang setzt aber voraus, daß der untere Teil des Standphasendrosselventils 36b (Fig0 14) in entsprechend geöffneter Position eingestellt ist, so daß ein schmaler Hingspalt der Bohrung 58 freigegeben wird. Ist der untere Teil des Standphasendrosselventils 36b mit einem Überdruckventil 61 versehen, so kann dieses in dieser Belastungssituation aufgedrtjckt werden, so daß die Hydraulikfljssigkeit unterhalb des Kolbens 29 in das exzentrische Ringvolumen 34 entweichen kann. Bei entsprechend geöffneter Position des unteren Teils des Standphasendrosselventils 36b ist mit und ohne Überdruckventil 61 ein dosiertes, gewichtsunterstützendes Beugen des Kunstbeins möglich. Das Uberdruckventil 61 hat lediglich die Aufgabe, bei geöffnetem Standphasendrosselventil 36b und ruhender Belastung des Kunstbeins im Stand ein allmähliches Einbeugen des Kniegelenks zu verhindern. Dieses allmähliche Einbeugen kann im ruhenden Stand auftreten, wenn das Dorsalpufferelement 78 nicht durch die vordere Anschlagplatte 74c (Fig.17, 18) belastet wird und das Kunstbein mit einem relativ kleinen Vorfußhebel aufgebaut ist. Das in dieser Belastungssituation auftretende Beugemoment im Kniegelenk ist naturgemäß wesentlich geringer als bei reiner Fersenbelastung des Kunstfußes.The second way to sit down is through heel loading of the artificial foot to bring about a measured, weight-supporting flexion of the artificial leg. This process assumes that the lower part of the stance phase throttle valve 36b (Fig0 14) is set in the correspondingly open position, so that a narrow Hingspalt the bore 58 is released. Is the lower part of the stance phase throttle valve 36b is provided with an overpressure valve 61, so this can in this load situation so that the hydraulic fluid below the piston 29 in the eccentric ring volume 34 can escape. When the position is open accordingly of the lower part of the stance phase throttle valve 36b is with and without a pressure relief valve 61 a dosed, weight-supporting flexion of the artificial leg is possible. The pressure relief valve 61 only has the task of opening the stance phase throttle valve 36b and resting Load on the artificial leg while standing leads to a gradual bending of the knee joint impede. This gradual bowing can occur when standing still the dorsal buffer element 78 not through the front stop plate 74c (Fig. 17, 18) is loaded and the artificial leg is built up with a relatively small forefoot lever is. The bending moment in the knee joint that occurs in this load situation is naturally much less than with pure heel loading of the artificial foot.
Deshalb kann das Sicherheitsventil 61 so bemessen werden, daß es bei Fersenbelastung des Kunstfußes anspricht, aber im ruhenden Stand auf dem Kunstbein Knie sicherheit gewährleistet.Therefore, the safety valve 61 can be dimensioned so that it is at Heel load of the artificial foot responds, but in a resting position on the artificial leg Knee safety guaranteed.
Ein ungehindertes Aufstehen mit dem künstlichen Bein ist jederzeit möglich, da das Standphasensperrventil 40 nur die entgegengesetzte Bewegungsrichtung des Kolbens 29 sperrt.Unhindered getting up with the artificial leg is possible at any time possible, since the stance phase lock valve 40 only moves in the opposite direction of the piston 29 locks.
Will ein Prothesenträger mit dem künstlichen Bein wechselseitig schiefe Ebenen oder Treppen hinuntergehen, sn muß der untere Teil des Standphasendrosselventils 36b in entsprechend geöffneter Position eingestellt sein, um ein gewichtsunterstützendes Beugen des Kunstbeins mit der richtigen Gesehwindigkeit zu ermöglichen Beim Hinuntergehen von neigungen wird naturgemäß nur die Ferse des Kunstfußes belastet, so daß das Standphasensperrventil 40 von der dreiteiligen Ventilheberstange in geschlossene Position gedrückt wird. Beim Hinuntergehen von Treppen ist dies nur der Fall, wenn nicht die gesamte Fußfläche, sondern nur die Ferse des Kunstfußes auf die nächsttiefers Treppenstufe gesetzt wird0 Dieses wechselseitige Hinuntergehen von treppen kann allerdings nur von .rothsenträgern mit guter wesamtkonstitution und günstigen Stumpfverhältnissen ausgeübt werden. Die variablen Einstellmöglichkeit des Hydraulikzylinders 13 ermöglicht die erforderliche Anpassung des Kunstbeins an Konstitution und Stumpfverhältnisse des ProthesenträgersWill a prosthesis wearer with the artificial leg alternately crooked Going down levels or stairs, sn must be the lower part of the stance throttle valve 36b should be adjusted in the correspondingly open position to provide a weight support Allow the artificial leg to flex at the correct speed when walking down Naturally, only the heel of the artificial foot is burdened by inclinations, so that the Stance phase lock valve 40 from the three-part valve lifter rod to closed Position is pressed. When going down stairs, this is only the case if not the entire surface of the foot, but only the heel of the artificial foot to the next lower Stair step is set 0 This reciprocal going down stairs can However, only from people with red disease with a good constitution and favorable residual limb conditions be exercised. The variable setting option of the hydraulic cylinder 13 enables the necessary adaptation of the artificial leg to the constitution and stump conditions of the prosthesis wearer
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