DE4400820A1 - Lauf- und Sprunghilfe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elastische Vorrichtung, die - am Bein angebracht - es dem Menschen erlaubt, Lauf- und Sprungbewegungen mit weniger Kraftaufwand durchzuführen.

Das Laufen eines Menschen ergibt sich durch die kontinu­ ierliche Aneinanderreihung kleiner Sprünge mit stetem Wechsel des Sprungbeins. Der Erfindung liegt die Über­ legung zu Grunde, daß der Mensch diese Sprünge mit wesentlich geringerem Energieaufwand ausführen könnte, wenn er in der Lage wäre, die Energie aus dem vorher­ gehenden Sprung in den nächsten zu übertragen.

Wegen seiner in dieser Hinsicht begrenzten Anatomie ist er dazu nicht fähig. Seine Muskeln und Sehnen sind so beschaffen, daß er für jeden Sprung neue Kraft aufbringen und auch das Aufkommen am Boden am Ende des Sprungs durch Muskelarbeit bewältigen muß. Sie sind nicht elastisch genug, um ein nennenswertes Maß an Sprungenergie zu speichern.

Da ihn die Natur also nicht mit einer Vorrichtung zum Speichern seiner Sprungenergie ausgestattet hat, könnte er sich einer künstlichen bedienen. Bekanntermaßen ist eine elastische Feder in der Lage, Energie zu speichern. Würde man eine solche Feder derart anbringen, daß sie eine Beugung im Kniegelenk - wo die hauptsächliche Arbeit beim Sprung geleistet wird - wieder rückgängig zu machen sucht, so wäre die damit ausgerüstete Person in der Lage, die Sprungenergie zu speichern und für den nächsten Sprung auszunützen. Sie könnte folglich mit wesentlich geringerem Kraftaufwand eine Reihe von Sprüngen hintereinander aus­ führen, also laufen. Bei einer ideal ausgelegten Feder müßte sie nur noch für den Start, die Kontrolle und das Abbremsen des Laufs sowie die Überwindung der Reibung Energie aufwenden.

Die Erfindung stellt eine Vorrichtung dar, deren wesent­ licher Bestandteil ein elastisches Glied ist, das über zwei Stützschalen auf Ober- und Unterschenkel wirkt. Um das Kniegelenk zu entlasten, können die beiden Stütz­ schalen durch ein oder zwei Drehgelenke miteinander verbunden sein. Die Drehachse sollte dabei mit der Drehachse des Knies zusammenfallen.

Als elastische Glieder kommen Federn aller Arten für sich allein oder als Kombination in Frage. Sie können so ausgelegt werden, daß sie entweder die gesamte Sprung­ energie oder auch nur einen Teil derselben zu speichern vermögen.

Die Anwendungsmöglichkeiten einer solchen Lauf- und Sprunghilfe sind vielfältig. Sie erlaubt, wie schon erwähnt, ein weniger kräfteraubendes Laufen. Sie ermög­ licht weiterhin ein schnelleres Laufen über größere Ent­ fernungen und Laufen mit weiteren und höheren Sprüngen. Außerdem können mit ihrer Hilfe Aufprallstöße beim Springen aus größerer Höhe besser abgefangen werden, z. B. bei Fallschirmspringern oder speziellen Einsatztruppen. Skiläufern ermöglicht sie, Stöße infolge Unebenheiten der Piste auszugleichen, Skispringer könnten den Landungsstoß besser abfedern.

Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt die Vorderansicht, Fig. 2 die Seitenansicht und Fig. 3 die Schrägansicht einer solchen Vorrichtung. Die Stützschalen für den Oberschenkel (1) und den Unter­ schenkel (2) sind mit Haltegurten (3) versehen und über zwei Drehgelenke miteinander verbunden. Die Drehachse (4) ist an der unteren Stützschale (2) befestigt. In der kreisförmigen Scheibe (5), die konzentrisch um das Drehgelenk (4) angeordnet und fest mit der oberen Stütz­ schale (1) verbunden ist, befindet sich das elastische Glied. Ausführungsbeispiele dafür sind als Innenansicht in Fig. 4 und 5 angegeben. Fig. 4 zeigt eine Spiralfeder, die außen über die Scheibenwand (6) mit der oberen Stütz­ schale (1) und innen über die Drehachse (7) mit der unteren Stützschale (2) verbunden ist. In Fig. 5 ist eine Gas- oder Luftfeder dargestellt. Bei einer Drehbewegung in der durch die Pfeile angegebenen Richtung wird das Gas bzw. die Luft in den vier Kompressionsräumen (8) verdichtet und wirkt somit als Feder.

Fig. 6-11 zeigen sechs weitere Realisierungsmöglich­ keiten in der Seitenansicht.

In Fig. 6 wird eine mäanderförmige Biegefeder, die an ihren Enden starr mit den Stützschalen verbunden ist, verwendet. Eine Befestigung könnte auch gelenkig sein.

Fig. 7 zeigt eine Anordnung mit einem biegeelastischen Stab, der mit dem unteren Stützkörper starr verbunden ist und am oberen durch eine Öse geführt wird, so daß er sich in dieser in Längsrichtung frei bewegen kann.

Bei den Beispielen in Fig. 8-11 handelt es sich um Vorrichtungen mit linear wirkenden Federn.

Fig. 8 weist ein kreisbogenförmiges elastisches Glied auf, dessen Enden mit der jeweiligen Stützschale starr verbunden sind. Als Realisierung des elastischen Gliedes ist eine Luftfederung mit Kolben (1), Zylinder (2) und dem entstehenden Verdichtungsraum (3) möglich.

Die Beispiele 9-11 weisen Ösen an den Stützschalen auf, in denen die Enden der senkrecht wirkenden elastischen Glieder gelenkig angebracht sind.

In Fig. 9 ist das elastische Glied eine zylindrische Schraubenfeder, die als Druckfeder wirkt.

Fig. 10 hat eine Luftfederung mit einem Kolben (1), einem Zylinder (2) und dem Kompressionsraum (3).

Fig. 11 schließlich zeigt ein Gummiseil als Zugfeder, was durch eine entsprechende Gestaltung der Aufhängung ermög­ licht wird. Das Gummiseil befindet sich im Inneren eines Rohres, das in 6 Segmente längsgeteilt ist. Drei dieser Segmente (1) sind mit der oberen Aufhängung, drei (2) mit der unteren verbunden. Am anderen Ende tragen sie einen Deckel, der mit dem Gummiseil fest verbunden ist. Zur besseren Veranschaulichung sind ein Längs- und ein Quer­ schnitt des elastischen Gliedes vergrößert dargestellt.

Claims (5)

1. Lauf- und Sprunghilfe, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus zwei biegesteifen Stützschalen, die an die Form von Ober- und Unterschenkel angepaßt und an diese befestigt sind, und einem elastischen Glied besteht, das nach einer Beugung des Knies durch Druckausübung auf die Stützkörper und damit auf Ober- und Unter­ schenkel versucht, das Bein wieder in seine gestreckte Lage zu überführen.

2. Lauf- und Sprunghilfe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Glied aus einer oder zwei Biege- oder Drehfeder(n) besteht, die seitlich d. h. links und bzw. oder rechts vom Knie nahe der Drehachse des Knies angeordnet ist bzw. sind.

3. Lauf- und Sprunghilfe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Glied halbkreisförmig ist, hinter dem Bein angebracht und starr mit den Stützschalen verbunden ist.

4. Lauf- und Sprunghilfe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stützschalen Ösen aufweisen, in die die Enden einer linear wirkenden Federanordnung eingrei­ fen. Die Federanordnung kann aus einer einzelnen Druck- oder Zugfeder oder aus einer Kombination mehrerer Druckfedern bestehen.

5. Lauf- und Sprunghilfe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegefeder im Gegen­ satz zu Anspruch 2 hinter dem Bein angebracht ist, und daß die eine Stützschale eine Öse aufweist, die das eine Ende des Biegestabes führt und eine durch die Kniebeugung sich ergebende Längsverschiebung des Stabes gegenüber der Stützschale ermöglicht.