-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Verschlussvorrichtung für den Einsatz
als Befestigungselement für
Prothesen, wie zum Beispiel Bein- oder Armprothesen einer solchen
Art, bei der die Prothese an einem zylindrischen Element, wie zum
Beispiel einem Bolzen, einem Schaft, einem Rohr oder dergleichen
zu befestigen ist, wobei die Verschlussvorrichtung ein Gehäuse mit
einer Durchgangsöffnung
für die
Aufnahme des Bolzens oder dergleichen und einen darin angeordneten
Verschlussmechanismus für das
Arretieren des Bolzens in einer axialen Richtung desselben umfasst
und diese Verschlussvorrichtung weiter Steuervorrichtungen für das Auslösen und
für die
Freigabe des Eingriffs des Verschlussmechanismus mit dem Bolzen
umfasst.
-
Ausgangssituation
der Erfindung
-
Die
Verschlussvorrichtung kann zum Beispiel in den Fällen eingesetzt werden, wo
ein Silikonstrumpf auf den Arm- oder Beinstumpf aufgebracht worden
ist, wobei der Silikonstrumpf in seinem unteren Teil eine auf diesen
aufgeformte Kunststoffpfanne aufweist und diese Kunststoffpfanne
mit einem daran befestigten Bolzen versehen ist. Der mit dem Silikonstrumpf
versehene Bein- oder Armstumpf wird in eine Prothesenumhüllung eingeführt, die
an der Prothese befestigt ist, wobei die Umhüllung eine Verschlussvorrichtung
für den
Bolzen besitzt.
-
In
der internationalen Patentanmeldung WO 94/04101 wird eine für eine Prothese
bestimmte Befestigungsvorrichtung gezeigt, wobei die Befestigungsvorrichtung
die Form eines geneigten Abdichtrings besitzt, der durch Federspannung
in einer geneigten Position gehalten wird und in dieser Position den
Bolzen in Eingriff nimmt. Die Neigung des Abdichtrings kann mit
einer Betätigungsvorrichtung
reduziert werden, wobei der Eingriff mit. dem Bolzen freigegeben
wird.
-
In
der internationalen Patentanmeldung WO 99/32056 (die nach dem Prioritätsdatum
der vorliegenden Anmeldung veröffentlicht
wurde) wird eine Verschlussvorrichtung für eine Prothese gezeigt, welche
eine Halterung mit einem darin angeordneten Ring aus Kugeln umfasst,
welcher durch die Federwirkung in einen konischen Sitz gedrückt wird,
an welchem er mit dem Bolzen in Eingriff kommt. Mittels einer Betätigungsvorrichtung
kann der Ring aus Kugeln aus dem konischen Sitz freigegeben werden. Diese
Verschlussvorrichtungen als solche funktionieren gut, jedoch kann
es zuweilen schwierig für
den Prothesenträger
sein, den Bolzen mit dem damit verbundenen Silikonstrumpf und den
Stumpf mit eigener Kraft tief genug in die an der Prothesenumhüllung angebrachte
Verschlussvorrichtung einzuführen.
Dieses Problem kann zum Beispiel auf Grund einer großen Menge
von weichen Teilen auf dem Arm- oder Beinstumpf auftreten. Die Folge
davon ist Instabilität und
ein so genannter Pumpeffekt, das heißt, dass die Prothese bei jedem
Schritt, der gemacht wird, auf dem Beinstumpf nach oben und unten
verschoben wird. Die Gefahr des Stolperns nimmt zu, da die Prothese
folglich auf dem Beinstumpf nach unten gleitet, wenn die Prothese
vom Boden angehoben wird. Ein nachteiliges Ausgleichsverhalten kann
dann auftreten, zum Beispiel dass das Bein mit Hilfe der Hüfte höher angehoben
wird und dass man sich mit dem gesunden Fuß auf Zehenspitzen stellt,
um vom Boden loszukommen.
-
Aufgabe und
wichtigste Merkmale der Erfindung
-
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer
Verschlussvorrichtung der oben erwähnten Art, die dem Prothesenträger in wirksamer
Weise hilft, den Bolzen und damit den Silikonstrumpf/Körperteil
tiefer in die Prothesenumhüllung/Verschlussvorrichtung
hineinzuziehen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass im Gehäuse entlang
der Öffnung,
die dem Verschlussmechanismus gegenüber liegt, des Weiteren ein
Eingriffelement in Form eines unter Federspannung stehenden Abdicht rings
mit einer Durchgangsöffnung
angeordnet ist, die etwas größer ist
als der Durchmesser des Bolzens, und welches mittels der Betätigungsvorrichtung
in eine geneigte Position und in Eingriff mit dem Bolzen gebracht
werden kann und damit diesen weiter in die Verschlussvorrichtung
hineinzieht.
-
Weitere
Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
und den Unteransprüchen.
-
Beschreibung
der Zeichnungen
-
Die
Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf ein Paar Ausführungsformen
beschrieben, die in den beigefügten
Zeichnungen gezeigt werden.
-
1 zeigt
eine Beinprothese mit einer erfindungsgemäßen Verschlussvorrichtung.
-
2 ist
ein senkrechter Schnitt durch eine Ausführungsform der Verschlussvorrichtung
in gelöster
Verbindungsposition.
-
3 ist
ein entsprechender Schnitt durch die Verschlussvorrichtung in verschlossener
Position.
-
4a ist
ein Schnitt entsprechend 2 und 3, jedoch
mit Veranschaulichung einer Position, in welcher das Eingriffselement
betätigt
worden ist.
-
4b zeigt
das Betätigungselement
für das Steuern
des Eingriffselements in eine Position, in der es in Bezug auf den
Schaft drehbar ist.
-
4c zeigt
das Betätigungselement
in einer Vorderansicht.
-
5a und 5b zeigen
schematisch zwei Prothesenumhüllungen
zweier verschiedener Größen, bei
denen das Betätigungselement
in verschiedenen Positionen winkelig gebogen worden ist, um ein
einfaches Steuern für
den Prothesenträger
zu gestatten.
-
6 ist
ein senkrechter Schnitt, der senkrecht in Bezug auf 2 – 4 ausgeführt ist und die Verschlussvorrichtung
in der gleichen Position wie in 4a zeigt.
-
7 ist
ein senkrechter Schnitt durch eine weitere Ausführungsform der Verschlussvorrichtung in
gelöster
Verbindungsposition.
-
8 ist
ein entsprechender Schnitt durch die Verschlussvorrichtung gemäß 7 in
verschlossener Position.
-
Beschreibung
von Ausführungsformen
-
In 1 wird
ein Silikonstrumpf 10 gezeigt, der auf einen Beinstumpf
gezogen werden soll. Im unteren Teil des Silikonstrumpfes 10 ist
eine Kunststoffpfanne 10a ausgeformt, in welche ein zylindrischer
Bolzen 12 eingeschraubt ist. Der mit dem Silikonstrumpf 10 versehene
Beinstumpf wird in eine Prothesenumhüllung 11 geschoben.
Diese Umhüllung
weist eine Verschlussvorrichtung 13 für den Bolzen 12 auf
und ist mit einer Prothese verbunden, im gezeigten Beispiel mit
einer Beinprothese 14.
-
Die
Verschlussvorrichtung, welche detaillierter in 2 – 5 gezeigt wird, umfasst ein Gehäuse 15 mit
einer Durchgangsöffnung 16 für die Aufnahme
des Bolzens 12. Die Öffnung 16 weist
einen vergrößerten Abschnitt 17 auf,
in welchem ein erster Abdichtring angeordnet ist, die Sicherungsscheibe 18, und
ein zweiter Abdichtring, der Eingriff-Abdichtring 19. Die
Sicherungsscheibe 18 weist eine Durchgangsöffnung auf,
die etwas größer ist
als der Durchmesser des Bolzens 12 und unter Federdruck 20 steht.
Durch das Drücken
einer Kante der Sicherungsscheibe 18 nach unten neigt sich
der Abdichtring und nimmt den Bolzen 12 so in Eingriff,
dass dieser nicht aus der Verschlussvorrichtung herausgezogen werden
kann. Diese Verschlussfunktion wird in der WO 94/04101 offenbart.
Die Sicherungsscheibe 18 kann mit Hilfe von zwei Federn 20a, b unter
Federdruck gesetzt werden, wie in 1 – 5 gezeigt wird, oder mit Hilfe einer Feder 20,
wie in 6 – 7 gezeigt
wird.
-
Der
Eingriff-Abdichtring 19 steht ebenfalls unter Federdruck 21 und
weist eine Durchgangsöffnung
auf, die etwas größer ist
als der Durchmesser des Bolzens 12. Eine Kante des Eingriff-Abdichtrings 19 ruht
in einer Vertiefung 23 in einem Schaft 22, welcher
sich durch das Gehäuse 15 über die Öffnung 16 erstreckt,
die in Bezug darauf versetzt ist. Die Vertiefung 23 hat
eine solche Länge
in Bezug auf die Größe des Eingriff-Abdichtrings 19,
dass eine bestimmte axiale Bewegung des Schaftes 22 gestattet
wird. Durch die Rotation des Schaftes 22 wird der Eingriff-Abdichtring 19 aus
der Vertiefung 23 herausgebracht, wobei der Schaft 22 eine
Kante des Abdichtrings gegen die Wirkung der Feder 22 nach
unten drückt,
damit den Abdichtring neigt und diesen in Eingriff mit dem Bolzen 12 bringt
und diesen weiter in die Öffnung 16 der
Verschlussvorrichtung hineinzieht. Dies wird nachstehend näher beschrieben.
-
Der
Schaft 22 bildet somit eine Betätigungsvorrichtung für den Eingriff-Abdichtring 19 für die Betätigung und
das Neigen desselben, um den Bolzen 12 in Eingriff zu nehmen
und diesen tiefer in die Verschlussvorrichtung hineinzuziehen. Der
Schaft 22 steht aus dem Gehäuse 15 hervor und
weist eine Steuervorrichtung 24 an seinem außerhalb
des Gehäuses 15 befindlichen
Ende auf. Die Drehbewegung des Schaftes erfolgt gegen die Wirkung
einer Torsionsfeder 25, die befestigt ist und sich erstreckt
zwischen dem Gehäuse 15 und
der Steuervorrichtung 24. Die Steuervorrichtung 24 besteht
vorzugsweise aus einem Hebelarm. Die Steuervorrichtung 24 weist vorzugsweise
eine Öffnung
mit einem sternförmigen Querschnitt
für die
nicht drehbare Verbindung mit dem äußeren Ende des Schaftes 22 auf,
der, da er Nuten 22a aufweist, einen entsprechenden sternförmigen Querschnitt
hat. Mit der Steuervorrichtung 24 ist weiterhin ein Draht 24b verbunden,
den der Prothesenträger
leicht ergreifen kann und mit dem er dann die Steuervorrichtung
problemlos drehen kann. Die Steuervorrichtung 24 kann gegen
die Wirkung der Feder 25 nach innen auf dem Schaft 22 so
verschoben werden, dass ihr Eingriff mit den Nuten 22a gelöst wird, woraufhin
sie in Bezug auf den Schaft 22 gewinkelt und so positioniert
werden kann, dass sie einen korrekten Winkel in Bezug auf den Draht 24b, abhängig von
der Größe der Prothesenumhüllung 11, erhält. Dies
wird am besten veranschaulicht in 5a und 5b,
die zwei unterschiedliche Größen von
Prothesenumhüllungen 11 zeigen,
bei denen die Steuervorrichtung 24 in verschiedenen Positionen
in Bezug auf den Draht 24b für eine bequeme Steuerung gewinkelt
worden ist.
-
Der
Schaft 22 bildet ebenfalls einen Teil der Steuervorrichtung
für das
Auslösen
und die Freigabe des Eingriffs der Sicherungsscheibe 18 mit
dem Bolzen. Der Schaft 22 befindet sich somit an seinem
inneren Ende im Gehäuse 25 entfernt
von der Öffnung 16,
starr in seiner Längsrichtung
und über
eine Platte 26 drehbar mit einem Zapfen 27 verbunden.
Der Schaft 22 kann bei 22a in die Platte 26 eingeschraubt werden
oder in einer anderen Weise drehbar aber starr in seiner Längsrichtung
mit dieser Platte verbunden werden. Der Zapfen 27 hat eine
abgeschrägte Kante 28,
die mit der Sicherungsscheibe 18 zusammenwirken soll. Der
Zapfen 27 kann somit dazu gebracht werden, mit seiner abgeschrägten Kante 28 auf
der Sicherungsscheibe 18 hinauf zu gleiten und eine Kante
derselben gegen die Wirkung der Feder 20a nach unten zu
drücken,
um die Sicherungsscheibe 18 zu neigen und sie in Eingriff
mit dem Bolzen 12 zu bringen. Die Bewegung des Zapfens 27 zur
Sicherungsscheibe 18 hin und von dieser weg wird durch Schaft 22 bewirkt,
dessen axiale Bewegung durch eine Druckfeder 29 unter Federdruck
steht.
-
2 zeigt
die Verschlussvorrichtung in einer offenen Position, in welcher
der Schaft 22 gegen die Wirkung der Druckfeder 29 weiter
in das Gehäuse 15 hineingedrückt worden
ist. Die abgeschrägte
Kante 28 des Zapfens 27 ist jetzt aus dem Eingriff
mit der Sicherungsscheibe 18 gebracht worden, die dann durch
die Feder 20a in einer geraden, nicht geneigten Position
gehalten wird. Der Bolzen 12 kann jetzt ungehindert in
beide Richtungen durch die Öffnung
der Sicherungsscheibe 18 geführt werden. Der Eingriff-Abdichtring 19 wird
ebenfalls durch seine Feder 21 in einer geraden Position
gehalten, um die Bewegung des Bolzens 12 zu ermöglichen.
-
Wenn
der axiale Druck auf den Schaft 22 aufhört, wird der Schaft durch die
Feder 29 über
eine bestimmte Entfernung in Richtung aus dem Gehäuse 15 in
die in 3 gezeigte Position zurückgedrückt. Der Zapfen 27 gleitet
dann mit einer abgeschrägten Kante 28 auf
der Sicherungsscheibe 18 hinauf und drückt eine Kante derselben gegen
die Wirkung der Feder 20a nach unten. Die Sicherungsscheibe 18 neigt
sich dann und nimmt den Bolzen 12 in Eingriff, so dass
er nicht herausgezogen werden kann. Andererseits kann der Bolzen 12 weiter
in das Gehäuse
hineingebracht werden und dort in einer wahlweisen Position positioniert
werden. Dies wird in 3 – 5 gezeigt.
-
Die
erste Feder 20a dient dem Zweck, die Sicherungsscheibe 18 in
Kontakt mit der Kontaktoberfläche
in Richtung auf den Zapfen 27 zu halten, während die
zweite Feder 20b die Eingriff-Funktion der Sicherungsscheibe 18 sichert.
Der Federdruck der ersten Feder 20a sollte größer sein
als der der zweiten Feder 20b, um für eine Eingriff-Funktion ohne Spiel
zu sorgen, um zu verhindern, dass die Sicherungsscheibe 18 durch
den Bolzen 12 nach unten gebracht wird, bis die Feder 20a vollständig zusammengedrückt worden
ist.
-
Um
die Drehbewegung zwischen dem Bolzen 12 und der Verschlussvorrichtung
auch in geschlossener Position zu ermöglichen, sollten die Kontaktoberflächen zwischen
der Sicherungsscheibe 18 einerseits und dem Gehäuse 15,
dem Zapfen 27 und den Federn 20a, b andererseits
reibungsarm sein, wie durch Rollen oder Gleiten. Dies wird in der WO
94/04101 näher
beschrieben. Die Kontaktoberflächen
zwischen dem Eingriff-Abdichtring 19 und dem Schaft 22 und
der Feder 21 sollten ebenfalls reibungsarme Gleit- oder
Rolloberflächen
sein.
-
In 6 und 7 wird
eine modifizierte Ausführungsform
der Steuervorrichtung gezeigt, welche die Verschlussfunktion der
Sicherungsscheibe 18 auslöst. Eine Kugel 31,
die in eine Vertiefung im Gehäuse
eingepasst ist, drückt
eine Kante der Sicherungsscheibe 18 nach unten, um diese
zu neigen. Gleichzeitig bildet die Kugel 31 eine Rollkontakt-Oberfläche zwischen
der Sicherungsscheibe und dem Gehäuse. Anstelle von zwei Federn
wirkt nur eine Feder 20 auf die Sicherungsscheibe 18.
Diese Feder sollte so dimensioniert sein, dass ein höherer Federdruck
auf der Seite der Sicherungsscheibe 18 erzielt wird, welche
der Kugel 31 direkt gegenüber liegt, das heißt der Kontaktoberfläche zwischen
der Sicherungsscheibe und dem Gehäuse. Dadurch wird ein Spiel
der Verschlussfunktion in einer Weise verhindert, die derjenigen
entspricht, die oben in Bezug auf die Federn 20a, b offenbart
wird.
-
Ein
mit dem Schaft 22 verbundener Zapfen 30 ist so
angeordnet, dass er auf die gegenüberliegende Kante der Sicherungsscheibe 18 wirkt.
Wenn der Knopf 24 und der mit diesem verbundene Schaft 22 gegen
die Wirkung der Feder 29 nach innen gedrückt werden,
gleitet der Zapfen 30 mit seiner abgeschrägten Oberfläche 30a auf
dem Abdichtring nach oben und drückt
die gegenüberliegende
Kante desselben nach unten, wobei der Abdichtring 18 eine
gerade Position einnimmt, in welcher der Bolzen 12 problemlos
aus der Verschlussvorrichtung herausgebracht werden kann. Wenn der
Druck auf den Knopf aufhört,
kehrt der Schaft 22 in seine äußere Position zurück, in welcher
die abgeschrägte
Kante 30a des Zapfens 30 von dem Abdichtring 18 abgeglitten
ist, woraufhin dieser in seine Verschlussposition geneigt wird,
in welcher das Hinausziehen des Bolzens 12 verhindert wird.
Der Zapfen 30 ist nicht undrehbar mit dem Schaft 22 verbunden,
sondern verläuft
in einer Nut 22b in diesem, so dass die Drehbewegung des Schaftes 22 sich
nicht auf den Zapfen 30 auswirkt.
-
Es
ist wichtig festzuhalten, dass die Sicherungsscheibe 18 in
ihrer Verschlussposition den Bolzen 12 nur in der Richtung
des Herausziehens in Eingriff nimmt. Der Bolzen kann jedoch auch
in der Verschlussposition tiefer in die Verschlussvorrichtung hineingebracht
werden.
-
Der
Beinstumpf ist nach der Amputation morgens oft geschwollen und kann
daher nicht vollständig
in die Prothesenumhüllung 11 hineingeführt werden,
sondern er sinkt allmählich
im Verlaufe des Tages in diese hinein. Die erfindungsgemäße Verschlussvorrichtung
ermöglicht
dies, da der Verschluss völlig
ohne Spiel erfolgt. Dies bedeutet, dass jede Bewegung des Bolzens
nach unten in der Verschlussvorrichtung durch diese aufgefangen
wird, und die Verschlussvorrichtung verschließt sofort, wenn der Bolzen
sich in die entgegen gesetzte Richtung, die Verschlussrichtung,
bewegt.
-
Zuweilen
kann es jedoch für
den Prothesenträger
schwierig sein, den Bolzen 12 mit eigener Kraft ausreichend
tief in die Verschlussvorrichtung hineinzubringen. Dieses Problem
kann unter anderem auf Grund des Vorhandenseins einer großen Menge
von weichen Teilen auf dem Arm- oder Beinstumpf auftreten. Die erfindungsgemäße Verschlussvorrichtung weist
daher eine Vorrichtung auf, die hilft, den Silikonstrumpf 10 und
den Körperteil
tiefer in die Prothesenumhüllung 11 hineinzuziehen.
Dies wird erreicht, indem der Bolzen 12 tiefer in die Verschlussvorrichtung hineingebracht
wird. Diese Vorrichtung umfasst den Eingriff-Abdichtring 19,
der, wie oben beschrieben, mittels einer Drehbewegung des Schaftes 22 dazu gebracht
wird, sich zu neigen, wodurch er den Bolzen 12 in Eingriff
nimmt und diesen etwas tiefer in das Gehäuse 15 hineindrückt. Dies
wird in 4 und 5 gezeigt.
Die Feder 25 zieht dann den Schaft 22 in seine
in 3 gezeigte Position zurück, in welcher er wieder in
der Vertiefung 23 ruht. Der Bolzen 12 verbleibt
jedoch in seiner nach unten gezogenen Position, da die Sicherungsscheibe 18 ihn
daran hindert, sich wieder nach oben zu bewegen. Durch das erneute
Drehen des Schaftes 22 in die Position, die in 4 und 5 gezeigt
wird, wird der Bolzen 12 ein weiteres Stück nach
unten in das Gehäuse 15 hineingezogen.
Es ist somit möglich,
den Bolzen 12 allmählich
nach unten in das Gehäuse 15 hineinzuziehen, indem
der Schaft 22 zwischen den in 3 und 4 und 5 gezeigten
Positionen geneigt wird.
-
Es
ist natürlich
möglich,
die Vorrichtung zu modifizieren, welche die Funktionen des Eingriff-Abdichtrings 19 und
die Verschlussfunktion der Sicherungsscheibe auslöst, und
sie völlig
voneinander getrennt zu gestalten.
-
Die
oben beschriebene und in den Zeichnungen gezeigte Verschlussvorrichtung,
welche die Form einer neigbaren Sicherungsscheibe 18 aufweist,
kann prinzipiell durch jede wahlweise Verschlussvorrichtung ersetzt
werden, welche den Bolzen 12 in einer Richtung in Eingriff
nimmt, jedoch die Bewegung in der entgegen gesetzten Richtung gestattet.
Ein solches Beispiel ist die Verschlussvorrichtung in Form eines
Rings aus Kugeln, der in einen konischen Sitz gedrückt werden
kann, wie es in der internationalen Patentanmeldung Nr. PCT/SE98/02170
(WO-A-99/32056) gezeigt wird.
-
Weitere
Modifikationen der Erfindung sind innerhalb des Schutzumfangs der
Ansprüche
möglich.