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Vorrichtung zur dynamometrischen Bestimmung von nachgiebigen Drucken,
insbesondere von dem von der menschlichen Fußsohle auf eine ebene Fläche ausgeübten
Druck Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur dynamometrischen Bestimmung von
nachgiebigen Drucken und dient hauptsächüch zur Lösung der lang umstrittenen und
noch nicht entschiedenen Frage bezüglich der Belastungspunkte des menschlichen Fußes.
Während feststeht, daß der Fersenbeinhöcker als hinterer Stützpunkt des Fußes iin
Stehen dient, ist es trotz jahrzehntelanger Forschung noch nicht endgültig entschieden,
welche Punkte des Fußes als vordere Stützpunkte des sogenannten Fußgewölhc°s zu
betrachten sind.
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Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe, den von der menschlichen Fußsohle
auf eine ebene Fläche ausgeübten, nachgiebigen Druck dynamometrisch zu bestimmen,
dadurch gelöst, daß jede selbständige Flächeneinheit, in welche die von der Fußsohle
belastete ebene Fläche unterteilt ist, die Dynamometerfeder von beiden Seiten belastet,
von der einen Seite mittels Waagebalkengestänges ummittelbar, von der entgegengesetzten
Seite mittels eines ungleichartnigen Hebelsystems mittelbar, und zwar stärker, so
daß die Waagebalkengestänge und die ungleichartnigen Hebelsysteme in ihre Anfangslage,
in welcher der Waagebalken seine Gleichgewichtslage einnimmt und die Flächeneinheiten
in einer Ebene liegen, zurückgeführt, aber selbst in dieser Lage gesperrt werden.
Die Auslöser der Sperrungen für die Waagebalkengestänge und die ungleicharmigen
Hebelsysteme sind durch ein gemeinsames Gestänge verbunden, damit nach Feststellung
der Drucke und Entlastung der Flächeneinheiten die Dynainoineterfeder entspannt
und in ihre. Bereitschaftslage zurückgeführt wird.
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Auf den Zeichnungen zeigen: Abb. i bis 3 Scheinata.der Vorrichtung
in verschiedenen Arbeitslagen, Abb. 4 bis 6 die Vorrichtung bzw. ihre Einzelteile
in verschiedenen Ansichten, auf welche in der Beschreibung hingewiesen wird.
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Gemäß Abb. i bis 3 ist jede Einzelfläche B, welche durch den Fuß belastet
wird, durch eine Stange C mit <lern Waagebalken D verbunden. Das andere Ende
des Waageballens ist von der Dynamometerfeder G belastet unter Vermittlung der Stange
E und der Scheibe F. Das andere Ende der Feder G ist durch das an der Stange E angreifende,
ungleicharmige Hebelsystem _I1, X
unter Vermittlung des Winkelhebels T und
der Scheibe H belastet, und zwar stärker als durch den Waagebalken 17. Die Sperrungen
der Waagebalkengestänge und der ungleicharmigen Hebelsysteme sind bei P und T angedeutet.
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Gern-.iß AM. i, welche die Vorrichtung in der Bereitschaftslage
zeigt, liegen dieFlächeneinheiten B in einer Ebene; die Scheibe F ruht auf dem Ende
des Führungsgehäuses IL der Feder G. Die Sperrungen T und P wurden kurz vorher ausgerückt,
so daß die Feder G entspannt ist.
Wird die aus den Einheiten B zusammengesetzte
Fläche belastet, so werden die Waagebalkengestänge C, D derjenigen Einheiten
B niedergedrückt, welche Druck empfangen (Abb.2). Das andere Ende des Waagebalkens
D hebt sich und drückt die Feder G von unten mittels der Stange E und der Scheibe
F zusammen. Gleichzeitig wird der kürzere Arm des ungleicharmigen Hebels N gehoben,
der längere Arm niedergezogen; er zieht die Stange M nieder und drückt mittels des
Winkelhebels J die Scheibe H mit stärkerem Druck nieder, als auf die Scheibe F von
der anderen Seite ausgeübt wird. Gleichzeitig sind die Sperrungen P und T eingerückt.
Die Scheibe F kommt hierbei wieder unten zur Auflage auf das Führungsgehäuse K,
also in die Ausgangsstellung gemäß Abb, i. Diese Stellung ist in Abb. 3 dargestellt,
in welcher die Messung bei d, e erfolgen kann.
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Hiernach ist die in Abb. 4. bis 6 dargestellte Vorrichtung wie folgt
gebaut. Gemäß Abb. 5 ist die aus Einheiten B bestehende Trittfläche für den Fuß
in Quadrate von i cm Kantenlänge unterteilt, in deren jedem sich eine kreisförmige
Gummischeibe befindet, welche nach Art der Gummistempel mit einer fortlaufenden
Zahl numeriert ist und mit Farbstoff eingerieben werden kann. Diejenigen Gummischeiben,
welche belastet werden, drücken sich dann auf einem aufgelegten Papierstück ab,
und zwar ähnlich wie beim bekannten Frostellschen Versuche um so stärker, je größer
die Belastung ist. Jede Gummischeibe steht mit einer senkrechten Stange C, welche
in einer Führung läuft, in Verbindung. Die Stange greift an dem einen Ende eines
Waagebalkens D an, an dessen anderem Ende sich wieder eine senkrechte Stange E befindet,
welche mit einem die gleiche Nummer tragenden Dynamometer in Verbindung steht. Die
Dynamometer sind auf einer an die Längsseite der Trittfläche sich anschließenden,
schräg nach unten verlaufenden Rechtecksfläche neben- und hintereinander angeordnet,
und zwar zwecks Raumersparnis gegeneinander versetzt (Abb.5), so daß Gruppen von
j e zwei benachbarten Waagebalken (D, D) gebildet werden (Abb. 6).
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Um bei der Untersuchung im Stehen ein ruhiges Auftreten zu ermöglichen,
ohne daß sogleich die Dynamometerfedern in Tätigkeit gesetzt werden, dient eine
allen Flächenelementen B gemeinsame Sperre A (Abb.4 und 6).
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Die aus- und einrückbaren Sperrungen T und P für die Stange J und
die beiden senkrechten Stangen M sind wie folgt gebaut: Am oberen Ende trägt die
Stange J einen horizontalen Ouerbalken, an dessen beiden Enden je ein Kasten I_
horizontal drehbar angebracht ist. Durch diesen Kasten gehen die zwei Stangen M.
In dem Führungskasten 1. befindet sich an der Wand die eine Sperrung P, die als
mit aufwärts gerichteten Zähnen versehene Leiste ausgebildet ist, deren Zähne der
Stange I zugewandt sind. Gegen diese Zahnleiste wird die an der gegenüberliegenden
Seite mit abwärts gerichteten Zähnen versehene Stange M durch eine Backe 0 mittels
einer Feder R gepreßt, derart, daß sie bei abwärts gerichteter Bewegung den Führungskasten
L sowie den horizontalen Balken mit der Stange J abwärts drückt, so daß die an der
Stange I befindliche Scheibe H die Feder G zusammenpreßt. Bei aufwärts gerichteter
Bewegung gleitet .die Stange M durch den Führungskasten L aufwärts hindurch. Die
Stange I ist an zwei Seiten mit aufwärts gerichteten Zähnen versehen. Sie geht durch
ein FührungsgehäuseS. In diesem Führungsgehäuse befindet sich die andere Sperrung
T, die ähnlich wie die Sperrung P, aber als Doppelleiste mit abwärts gerichteten
Zähnen ausgebildet ist. Bei abwärts gerichteter Bewegung gleitet die Stange J durch
die Führung hindurch. Bei aufwärts gerichteter Bewegung wird sie durch die Führung
mittels der federbelasteten Zahnbacken festgehalten. Auf beiden Seiten tragen die
Zahnbacken einen Stift LT, welcher durch einen Schlitz des Gehäuses hindurchragt
und sich in ihm mit den Zahnbacken horizontal verschieben kann. An diesem Stift
U greift beiderseits je ein hakenförmig gebogener Hebel V an, welcher an dem Gehäuse
S durch Zapfen W drehbar gelagert ist. Hinter dem Zapfen W ist der Hebel V gelenkig
mit einer Stange X verbunden. Sobald diese Stange X aufwärts gezogen wird, werden
die an dem Stift U geführten Zahnbacken äuseinandergezogen, so daß durch die Kraft
der Feder G die Stange J wieder aufwärts gedrückt wird. Diese Aufwärtsbewegung ist
jedoch nur dann möglich, wenn gleichzeitig auch die beiden Stangen M in dem Führungskasten
L sich abwärts bewegen bzw. die Führungskasten L über die beiden Stangen
11 aufwärts gleiten können. Um diese beiden Bewegungen gleichzeitig zu ermöglichen,
greift ein Gestänge Y an den Enden des Hebels h an, die über die Gelenkverbindung
mit den Stangen X hinausragen, um beim Hochziehen der Stangen X einen Druck auf
die Stangen M an den einander zugewandten Seiten auszuüben,wodurch diese dieBackenQ
gegen die Feder R pressen. Hierdurch werden die beiden Sperrungen P gelöst, und
die Führungskasten L können dem durch die Stange J und den horizontalen Querbalken
übertragenen Druck der Feder G aufwärts
folgen. Die Stangen X sind
durch eine Stange Z mit einem Balken a verbunden. Dieser Balken geht der Länge des
ganzen Systems entsprechend parallel der Längsrichtung der Auftrittsfläche durch
das ganze Meßinstrument hindurch. Es sind so viele Balken a vorhanden, als Systeme
von Dynamometern in einer Reihe nebeneinanderliegen; gemäß der Zeichnung also 24
Balken. Jeder Balken ruht auf einem exzentrisch hefestigtenSystem von kreisförmigenExzenterscheiben
b. Mittels eines Systems von Hebeln c werden sämtliche Exzenterscheiben b gleichzeitig
in Drehung versetzt. Hierdurch werden sämtliche Stangen a gleichzeitig aufwärts
verschoben, so daß durch Übertragung dieser Aufwärtsbewegung vermittels der Stangen
Z sämtliche Sperrvorrichtungen an sämtlichen Dynamometern des ganzen Meßinstrumentes
auf einmal gelöst werden.
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Für Fußuntersuchungen im Gehen ist eine größere Ausdehnung der lleßvorrichtung
durch entsprechende Vermehrung seiner Einzelelemente notwendig. Es wird dann nicht
nur ein Studium der Druckverhältnisse an der Unterfläche des menschlichen Fußes
bei normalem Stehen sowie bei einzelnen Übungen, wie Zehenstand, Kniebeugen usw.,
für den gesunden Fuß möglich sein, sondern sich auch ermitteln lassen, welche Punkte
überhaupt als Stützpunkte des normalen Fußes beim Stehen anzusehen sind. Auf Grund
dieser Erfahrungen wird das Meßinstrument zum Untersuchungsgerät für eine krankhafte
Verteilung des Druckes.