DE3743835C1

DE3743835C1 - Limit-load annunciator for detecting weight loading in shoes

Info

Publication number: DE3743835C1
Application number: DE19873743835
Authority: DE
Inventors: Walter Woerrlein
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-12-23
Filing date: 1987-12-23
Publication date: 1989-04-27

Abstract

Limit-load annunciator as insert for shoes for determining the weight loading of a foot, having a switch of a presettable triggering force, consisting of two plates separated by a deformable supporting element and having contacts, the switch being connected by electrical connecting leads to a monitoring circuit containing a sounder, preferably to be worn on the leg of the user, having a group of easily exchangeable switches of different triggering force which can be inserted in an open recess of the sole, consisting in each case of stiff unbreakable plates which are all of the same thickness and are held apart by means of springs of different strengths.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Grenzlastmelder als Einsatz für Schuhe zur Erfassung der Gewichtsbela stung eines Fußes, mit einem aus zwei durch ein defor mierbares Stützglied getrennten Platten mit Kontakten bestehenden Schaltern mit vorgebbarer Auslösekraft, der durch elektrische Verbindungsleitungen mit einer einen Tongeber enthaltenden, vorzugsweise am Bein des Benutzers zu tragenden Wächterschaltung verbunden ist.The invention relates to a limit load detector as an insert for shoes to record weight one foot, with one out of two through a defor mable support link separate plates with contacts existing switches with predefined triggering force, the through electrical connection lines with a a tone generator, preferably on the leg of the User is connected to the watchdog circuit.

Patienten, die eine zementlose Prothese eingesetzt bekommen haben, und solche, die bestimmte Frakturen der unteren Extremitäten ausheilen, absolvieren wäh rend der Behandlung ein mehrwöchiges Gehtraining mit Gehhilfen. Dabei darf das behandelte Bein nur einer bestimmten Belastung ausgesetzt werden, z. B, 10, 20, 25, 30 oder 40 kp. Die Belastungswerte steigen entspre chend dem Heilungsverlauf an.Patients who used a cementless prosthesis have gotten, and those that have certain fractures of the lower extremities heal, graduate during the treatment with walking training lasting several weeks Walking aids. The treated leg is only allowed to one exposed to certain loads, e.g. B, 10, 20, 25, 30 or 40 kp. The load values rise accordingly according to the healing process.

Für den Patienten ist es schwierig, den vorgegebenen Belastungswert während des Gehens richtig einzuschät zen. Außerdem plagt ihn die Sorge, das kranke Bein ja nicht zu überlasten. Der Belastungsalarm soll ihm helfen, dieses Problem leichter zu meistern und dies nicht nur, indem er eine Überlastung des Beins verhin dert, indem bei einer solchen Überlastung der Tongeber anspricht, sondern auch indem der Patient dabei lernen kann, wie stark die jeweils zulässige Belastung ist, die er ja auch tatsächlich aufbringen soll. Für den Heilungsverlauf ist es nämlich ungünstig, wenn er die programmgemäß ansteigende Belastung ständig unter schreitet.It is difficult for the patient to follow the given Correctly estimate the load value while walking Zen. He is also worried that his leg is sick not to overload. The stress alarm should help him to master this problem more easily and this not only by preventing leg overload changed by the sounder at such an overload appeals, but also by learning from the patient can determine how strong the permissible load is, which he should actually muster. For the Healing course, it is unfavorable if he the according to the program, constantly increasing load steps.

Bei einer aus der US-Patentschrift 37 02 999 bekanntge wordenen Anordnung der eingangs genannten Art sind in eine Einlegesohle für den Schuh zwei Schalter einge baut, wobei jeder Schalter als deformierbares Stütz glied Gummiringe enthält. Zur Einstellung der unter schiedlichen Auslösekraft ist in der oberen Platte eine axial verstellbare Schraube vorgesehen, die einen Kontaktknopf zur ebenen unteren Platte bildet. Je nachdem wie groß der Abstand ist, wird erst bei größe ren Belastungskräften ein Kontakt stattfinden.In one known from US Patent 37 02 999 arrangement of the type mentioned are in an insole for the shoe two switches turned on builds, with each switch as a deformable support link contains rubber rings. To set the under different release force is in the top plate an axially adjustable screw provided one Contact button forms to the flat lower plate. Each after how big the distance is, is only with size contact with their stress forces.

Diese Anordnung hat - abgesehen von der Tatsache, daß sie zwei Schalter verwendet - den Nachteil, daß bei jeder Änderung der programmgemäß vorgesehenen Bela stung die Sohle aus dem Schuh herausgenommen und von einem Fachmann neu auf die geänderten Auslösewerte eingestellt werden muß. Hinzu kommt noch die Schwierig keit, daß es praktisch überhaupt keinen Gummi- oder Kunststoffring gibt, der bei dauernder Belastung sich nicht bis zu einem gewissen Grad permanent verformt, so daß die Auslösekraft sich während einer Periode fester vorgegebener Fußbelastung mit Sicherheit ver stellt, so daß die vorgegebene Belastungskraft über die medizinisch sinnvollen Zeiträume überhaupt nicht gehalten und gewährleistet sein kann. Dies bedeutet, daß an sich auch noch während der Zeiten, in denen sich die Belastung des Fußes gar nicht ändern soll, immer wieder kontrolliert werden müßte (was nur ein Fachmann kann), ob die Grenzbelastungswerte, d. h. die Auslösekraft der Schalter, noch dem ursprünglich einge stellten Wert entsprechen. Hinzu kommt noch, daß die relativ kompliziert aufgebauten Schalter, die bei der Anordnung nach der genannten US-Patentschrift unver lierbar in der Sohle gehalten sind, die dort auch noch zwischen die Ränder der Platten einragen soll, nachdem sie von einem Patienten benutzt worden ist, praktisch weggeworfen werden müssen. Eine Weiterbenutzung durch einen anderen Patienten ist schon deshalb kaum mög lich, weil die Einlegesohle durch Fußschweiß od. dgl. in den meisten Fällen nicht mehr weitergegeben werden kann. Darüber hinaus ist die Sohle ja ganz speziell für einen Schuh eines Trägers angefertigt worden und kann somit in einen anderen Schuh nicht eingesetzt werden, noch dazu wenn man bedenkt, daß es sich hier bei ja um eine relativ dicke Einlegesohle handeln muß, die in normalen Schuhen überhaupt nicht getragen wer den kann. Eine flachbauende Sohle ermöglicht unter keinen Umständen eine Ausbildung der Schalter derart, daß auch noch nennenswert verstellbare Kontaktabstände erzielbar sind.This arrangement has - apart from the fact that they used two switches - the disadvantage that at any change in the Bela program the sole is removed from the shoe and from a specialist to the changed trigger values must be set. Added to this is the difficulty speed that there is practically no rubber or There is a plastic ring that remains under constant load not permanently deformed to a certain degree, so the trigger force changes during a period fixed predetermined foot load with certainty ver provides so that the predetermined load force on the medically useful periods are not at all can be held and guaranteed. This means, that in itself even during the times when the load on the foot should not change at all, should be checked again and again (which only a Expert can) whether the limit load values, i.e. H. the Release force of the switch, still the one originally turned on set value. In addition, the Relatively complex switches that are used in the Arrangement according to the aforementioned US patent are held in the sole, which are also there should protrude between the edges of the plates after it has been used by a patient, practically must be thrown away. Further use by another patient is therefore hardly possible Lich, because the insole by foot sweat or the like. in most cases no longer be passed on can. In addition, the sole is very special made for a wearer's shoe and can not be used in another shoe especially considering that it is here if yes it has to be a relatively thick insole, who are not worn in normal shoes at all that can. A flat sole allows under under no circumstances form the switches in such a way that also significantly adjustable contact spacing are achievable.

Schließlich ist bei der Anordnung nach der genannten US-Patentschrift auch noch nachteilig, daß nicht nur eine Öffnung in der oberen Platte vorhanden ist, durch welche die Schraube betätigt werden soll, so daß noch mals eine darüberliegende Abdeckung erforderlich ist, damit die Schalterplatte an dieser Stelle nicht drückt. Bei entsprechend starkem Zurückschrauben der Stellschraube kann es ja sogar vorkommen, daß sie nach oben überstehen müßte, wodurch die Anordnung ja über haupt nicht mehr benutzbar wäre, da sie ja dann durch eine viel zu dicke Auflage entschärft werden müßte und dadurch dann die Druckverhältnisse gar nicht mehr richtig beim Schalter ankommen würden. Finally, in the arrangement according to the above US patent also disadvantageous that not only there is an opening in the top plate which the screw should be operated so that still if an overlying cover is required, so the switch plate is not at this point presses. With a correspondingly strong screwing back Adjustment screw can even happen that it would have to survive above, which means that the arrangement would no longer be usable at all, since it would then a much too thick edition would have to be defused and this means that the pressure conditions no longer apply would really arrive at the counter.

Diese vorstehend genannten Schwierigkeiten bestehen auch bei einer weiteren Grenzlastmelder-Vorrichtung, wie sie in der DE 26 56 864.3 beschrieben sind. Auch dort ist eine Art Einlegesohle für den Schuh vorgese hen, bei der die elastisch deformierbare Schicht zwi schen den beabstandeten Elektroden aus einem zumindest teilweise elektrisch leitenden Material besteht, des sen Widerstand beim Zusammendrücken abnimmt. Neben dem noch höheren konstruktiven und baulichen Aufwand einer solchen Anordnung ergibt sich auch hier wiederum die Schwierigkeit, daß alle derartigen Materialien im Lauf der Zeit eine gewisse permanente Verformung erfahren, so daß die jeweil eingestellte Auslösekraft, d. h. der jeweils vorgegebene Widerstandswert, nicht gehalten werden kann, sondern sich ungewollt immer wieder ver stellt.These difficulties exist also with a further limit load detector device, as described in DE 26 56 864.3. Also there is a kind of insole for the shoe hen, in which the elastically deformable layer between the spaced electrodes from at least one partially electrically conductive material, the resistance to compression decreases. Next to the even higher design and construction costs such an arrangement again results in the Difficulty that all such materials in the run experience a certain permanent deformation over time, so that the respectively set trigger force, d. H. the given resistance value, not held can become, but always unintentionally ver poses.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Grenzlastmelder-Einrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß sie bei einfachem billigen Aufbau problemlos auch für unterschiedliche Benutzer verwendbar ist und darüber hinaus eine gleichbleibende Auslösekraft des Schalters sichergestellt ist.The invention is therefore based on the object Limit load detector device of the type mentioned at the beginning to be designed in such a way that they are cheap Easy to set up for different users is usable and also a constant Tripping force of the switch is ensured.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Grenzlastmelder gekennzeichnet durch eine Gruppe von leicht austausch bar in eine offene Sohlenausnehmung einsetzbaren Schal tern mit unterschiedlicher Auslösekraft, wobei jeder Schalter aus steifen unzerbrechlichen Platten besteht, die bei untereinander gleichen Dicken durch unter schiedlich starke Federn, vorzugsweise zwei metalli sche Bügelfedern, auf Abstand gehaltert sind.A limit load detector is used to solve this task characterized by a group of easy exchanges bar can be inserted into an open sole recess ters with different release force, each Switch is made of rigid unbreakable plates, with the thicknesses equal to each other through under feathers of different strengths, preferably two metal ones cal bow springs are held at a distance.

Erfindungsgemäß sind die Schalter nicht verstellbar in ihrer Auslösekraft ausgebildet, wie bei den vorbekann ten Anordnungen, sondern man verwendet einen Satz unterschiedlicher Schalter mit unterschiedlichen Fe dern, was den Vorteil hat, daß diese Schalter, durch entsprechende Federausbildung, problemlos so ausgestal tet werden können, daß sie auch nach monatelanger Benutzung noch die gleiche Auslösekraft besitzen. Dadurch eignen sie sich nicht nur zur Benutzung für einen Patienten, sondern sie können jeweils für ver schiedene Patienten eingesetzt werden. Der Arzt oder behandelnde Orthopäde od. dgl. tauscht in den vorgesehe nen Abständen den jeweils eingesetzten Schalter durch einen anderen Schalter mit entsprechend erhöhter Auslö sekraft aus, wobei die vorzugsweise mit einem Klett band um den Unterschenkel zu tragende Wächterschaltung entweder mit ausgetauscht wird, oder aber eine Anord nung vorgesehen ist, bei der eine Steckverbindung zwischen der Anschlußleitung und der Wächterschaltung vorgesehen ist.According to the invention, the switches are not adjustable in their release force trained, as in the previous ten orders, but one sentence is used different switches with different Fe dern, which has the advantage that these switches, by Corresponding spring training, so easily designed can be tet that even after months Still have the same triggering power. This makes them not only suitable for use with a patient, but they can each for ver divorced patients are used. The doctor or treating orthopedist or the like. swaps in the provided intervals through the switch used another switch with a correspondingly increased trigger secraft, preferably with a Velcro tied guard circuit to be worn around the lower leg either exchanged with, or an arrangement voltage is provided, in which a plug connection between the connecting line and the guard circuit is provided.

Obgleich selbstverständlich die erfindungsgemäßen Schalter auch in eine nach oben offene Ausnehmung der Sohle eingesetzt werden könnten, hat es sich in der Praxis als besonders zweckmäßig erwiesen, die, vorzugs weise mit einem Griffteil, insbesondere einem U-Bügel, versehenen, quaderförmigen Schalter klemmend in eine offene seitliche, unter der Brandsohle liegende Aus nehmung der Laufsohle einzusetzen. Als besonders geeig net haben sich dabei gutsitzende geschnürte Sportschu he erwiesen, wobei in diese Sportschuhe vom Schuster, vorzugsweise von einem orthopädischen Schuhmacher, ein seitlicher Keil aus der Laufsohle herausgeschnitten wird, in welchen die auszutauschenden Grenzlastmelder- Schalter eingesteckt werden können. Nach dem Ende der Behandlung wird der herausgeschnittene Keil in die Ausnehmung wieder eingeklebt und der Patient hat einen voll funktionsfähigen Schuh zur Verfügung. Dies hat ebenfalls einen sehr großen Vorteil gegenüber den bislang bekannten Anordnungen, da dort entweder die Patien ten Schuhe zugeteilt bekamen, die nicht richtig paßten, oder aber der Schuh, der speziell für die Ausheilphase an geschafft wurde, um die Grenzlastmelder-Einrichtungen auf nehmen zu können, anschließend nicht mehr gepaßt hat. Durch die Austauschbarkeit der beispielsweise dem Krankenhaus ge hörenden und leihweise dem Patienten zur Verfügung gestell ten Grenzlastmelder-Schalter in Verbindung mit der einfa chen Anpaßbarkeit eines dem Patienten gehörenden Schuhs ist die Behandlung unter Verwendung solcher Grenzlastmelder nicht nur für den Patienten wesentlich einfacher und wir kungsvoller und genauer, sondern er ist auch wesentlich billiger für die Kostenträger.Although of course the invention Switch also in an upwardly open recess of the Could be used in the sole Practice proven particularly useful, the, preferred wise with a handle part, especially a U-bracket, provided, cuboid switches clamped in a open side, under the insole the outsole. As particularly suitable net well-fitting laced sports shoes hey proven, in these sports shoes from the shoemaker, preferably from an orthopedic shoemaker side wedge cut out of the outsole in which the limit load detector to be exchanged Switches can be inserted. After the end of the The wedge is cut out into the treatment Glued the recess again and the patient has one fully functional shoe available. this has also a very big advantage over the previously known arrangements, since there either the patient were given shoes that didn't fit properly, or the shoe that is specially designed for the healing phase was managed to set up the limit load detection devices to be able to take, then no longer fit. By the interchangeability of, for example, the hospital hearing and made available to the patient on loan limit switch in connection with the simple Chen is adaptability of a shoe belonging to the patient treatment using such limit load detectors not only much easier for the patient and we more keen and precise, but it is also essential cheaper for the cost bearers.

Die Anordnung der Ausnehmung 5 in der Laufsohle wird bevor zugt nahe dem Mittelpunkt des Fersenauftritts liegen, da erfahrungsgemäß der Benutzer beim Gehen immer zunächst über die Ferse auftretend den Fuß abrollt. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung hat aber auch den Vorteil, den Schalter an anderen Stellen des Schuhs vorzusehen, falls aufgrund der Besonderheiten des Einzelfalles Überbelastungen an anderen Punkten vorkommen können und durch die erfindungsgemäße Grenzlastmelderschaltung signalisiert und damit unterbunden werden sollen.The arrangement of the recess 5 in the outsole will be close to the center of the heel strike before, since experience has shown that the user always rolls over the heel when walking. However, the configuration according to the invention also has the advantage of providing the switch at other points on the shoe if, due to the peculiarities of the individual case, overloads can occur at other points and are to be signaled and thus prevented by the limit load detector circuit according to the invention.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dabei zeigtThe invention is based on an exemplary embodiment and be explained in more detail with reference to the drawing. Here shows

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Beins eines Patienten mit einem in eine seitlich offene Ausnehmung der Laufsohle eingesetzten Grenzlastmelder-Schalter, Fig. 1 is a side view of a leg of a patient with an inserted into a laterally open recess of the outsole limit load detector switch,

Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt durch die Laufsohle im Bereich des eingesetzten Schalters, und Fig. 2 is an enlarged section through the outsole in the area of the switch used, and

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Schalters. Fig. 3 is a perspective view of the switch.

Der erfindungsgemäße Grenzlastmelder umfaßt in an sich be kannter Weise ein an einem Gurtband 1 zur Befestigung am Unterschenkel des Patienten zu tragendes Gehäuse 2 mit ei ner einen Tongeber enthaltenden Wächterschaltung, die durch eine flexible elektrische Verbindungsleitung 3 mit einem Druckschalter 4 einstellbarer oder vorgebbarer Auslösekraft verbunden ist. Erfindungsgemäß ist dieser Schalter 4 in eine seitlich offene Ausnehmung 5 der Laufsohle 6 eines Sportschuhs 7, bevorzugt unmittelbar unterhalb der Brand sohle 8 einsteckbar, wozu vom Schuhmacher aus einem dem Pa tienten gehörenden Laufschuh zunächst ein Klotz 9 (vergl. Fig. 1) herausgeschnitten worden ist. Dieser Klotz 9 kann nach dem Ende der Behandlung wieder in die Ausnehmung 5 eingeklebt werden, so daß dann ein voll funktionsfähiger, in seiner Nutzbarkeit praktisch überhaupt nicht beeinträch tigter, Schuh zur Verfügung steht. Zum einen hat dadurch der Patient während der Behandlung einen sehr gut passenden Schuh und zum anderen ist dieser Schuh nicht nach der Heil behandlung wertlos, sondern kann wie jeder andere Schuh weiterbenutzt werden. Der Schalter 4 besteht aus zwei stei fen unzerbrechlichen Platten 10 und 11, die durch vorzugs weise aus Metall bestehende Bügelfedern 12 bzw. 13 vonein ander getrennt auf Abstand gehalten werden, so daß auch die an ihren Innenseiten angeordneten Kontaktknöpfe 14 und 15 einem vorgegebenen Abstand aufweisen. Diese Kontaktknöpfe 14 und 15 sind mit elektrischen Adern 16 bzw. 17 der elek trischen Verbindungsleitung 3 kontaktiert. Das Krankenhaus oder der sonstige Heilbehandlungsträger, beispielsweise ein Sanatorium, halten eine Mehrzahl von in ihrer Dicke völlig gleichen Schaltern 4 vorrätig, wobei jeweils ein Satz mit unterschiedlichen Federn 12, 13 vorgesehen ist, die für eine bestimmte Auslösekraft eingestellt sind. Diese bevor zugt in die Platten eingeprägte Auslösekraft läßt sich durch Wahl entsprechend der Federmaterialien und starker Federn sehr gut und auch dauerhaft reproduzierbar herstel len. Wenn ein Wechsel der vorgegebenen Grenzbelastung stattfinden soll, so wird einfach der Schalter 4 aus der Ausnehmung 5 der Sohle herausgezogen und ein anderer Schal ter eingesetzt, der durch entsprechend andere Federn eine entsprechend höhere Auslösekraft benötigt. Mit dem Wechsel des Schalters erfolgt entweder nur ein Wechsel des Kabels 3, das mit einem nicht gezeigten Stecker mit der Wächter schaltung im Gehäuse 2 verbunden ist, oder aber man bildet Schalter, Verbindungskabel 3, Gehäuse 2 und Gurtband 1 je weils als Austauscheinheit aus.The limit load detector according to the invention comprises, in a manner known per se, a housing 2 to be worn on a webbing 1 for attachment to the lower leg of the patient with a monitor circuit containing a tone generator, which is connected by a flexible electrical connecting line 3 to a pressure switch 4 adjustable or predeterminable triggering force . According to the invention, this switch 4 is inserted into a laterally open recess 5 of the outsole 6 of a sports shoe 7 , preferably immediately below the fire sole 8 , for which purpose a block 9 (see FIG. 1) has been cut out by the shoemaker from a running shoe belonging to the patient is. This block 9 can be glued back into the recess 5 after the end of the treatment, so that then a fully functional, practically not impaired in its usability, shoe is available. On the one hand, the patient has a very well-fitting shoe during the treatment and on the other hand, this shoe is not worthless after the healing treatment, but can be used like any other shoe. The switch 4 consists of two stiff fen unbreakable plates 10 and 11 , which are preferably kept apart from each other by preferably existing metal bow springs 12 and 13 , so that the contact buttons 14 and 15 arranged on their inner sides have a predetermined distance . These contact buttons 14 and 15 are contacted with electrical wires 16 and 17 of the electrical connecting line 3 . The hospital or the other treatment provider, for example a sanatorium, has a number of switches 4 which are identical in thickness, with a set of different springs 12, 13 being provided, which are set for a certain triggering force. This before impressed in the plates release force can be selected by choice according to the spring materials and strong springs very well and permanently reproducible len. If a change of the predetermined limit load is to take place, the switch 4 is simply pulled out of the recess 5 in the sole and another scarf is used, which requires a correspondingly higher release force by correspondingly different springs. With the change of the switch either only a change of the cable 3 , which is connected to the monitor circuit in the housing 2 with a plug, not shown, or one forms switches, connecting cable 3 , housing 2 and webbing 1 each as an exchange unit.

Claims

1. Limit load detector as an insert for shoes for detecting the weight load of a foot, with a switch consisting of two plates separated by a deformable support member with contacts, with predeterminable triggering force, which is provided by electrical connecting lines with a tone generator, preferably on the leg the user is connected to the guard circuit to be worn, characterized by a group of switches ( 4 ) which can be easily replaced in an open sole recess ( 5 ) and which have different triggering forces, each consisting of rigid unbreakable plates ( 10, 11 ) which are connected to one another same thicknesses are kept at a distance by springs ( 12, 13 ) of different strengths.

2. Limit load detector according to claim 1, characterized in that two springs preferably metallic cal springs ( 12, 13 ) are provided as springs.

3. Limit switch according to claim 1 or 2, characterized in that on the inner sides of both plates ( 10, 11 ) with connecting wires ( 16, 17 ) connected contact buttons ( 14, 15 ) are arranged.

4. Limit switch according to one of claims 1 to 3, characterized in that the preferably with a handle part, preferably a U-bracket ( 18 ) provided cuboid switches ( 4 ) clamping in an open side, under the insole ( 8 ) lying recess ( 5 ) the outsole ( 6 ) can be used.