DE60107259T2 - Vorrichtung in einer beinprothese - Google Patents
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Description
- TECHNISCHES GEBIET
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung in einer Beinprothese nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Vorrichtung, die eine Beinprothese aufweist, die mit einem Fuß versehen ist, der über einen Drehzapfen mit der Beinprothese verbunden ist, und wobei die Winkelposition zwischen dem Fuß und der Beinprothese auf eine gewünschte Winkelposition einstellbar ist.
- AUSGANGSSITUATION DER ERFINDUNG
- Es ist Prothesenträgern wohlbekannt, dass das Gehen auf abschüssigen Wegen problematisch ist. Wenn der Prothesenträger nicht die Möglichkeit hat, den Fußwinkel anzupassen, hat lediglich die Ferse Kontakt mit dem Boden, wenn er einen steilen Abhang hinunter geht. Wenn der Fußwinkel einen bestimmten Grad überschreitet, wird es auf Grund des Fehlens bestimmter Muskelgruppen schwierig sein zu verhindern, dass das Knie kollabiert. Aus diesem Grunde entscheidet sich der Prothesenträger oft dafür, einen Abhang seitwärts hinabzusteigen.
- Prothesenträger, die keinen höhenverstellbaren Fuß haben, haben weiterhin Probleme dabei, zu einem Schuh mit einer anderen Absatzhöhe zu wechseln und sich schnell dafür zu entscheiden, ohne Schuhe zu gehen. Die individuelle Einstellung der Höhe des Fußes verringert ebenfalls das Problem von Rückenschmerzen und abgenutzten Hüftgelenken.
- Um das obige Problem zu verringern, sind Prothesen mit einer einstellbaren Winkelposition zwischen dem Fuß und der Beinprothese entwickelt worden. Es ist zum Beispiel aus der
SE 511 750 SE 511 750 - KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
- Eine Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Vorrichtung bei einer Beinprothese, die mit einem Fuß versehen ist, der über einen Drehzapfen mit der Beinprothese verbunden ist, und wobei die Winkelposition zwischen dem Fuß und der Beinprothese auf eine gewünschte Winkelposition einstellbar ist und ein kompakter Einbau der Einstellvorrichtungen der Prothese möglich ist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Vorrichtung bei einer Beinprothese mit einstellbarer Winkelposition zwischen dem Fuß und der Beinprothese, was die Verwendung von Einstellvorrichtungen mit einer einfachen äußeren Gestalt ermöglicht, wodurch die Herstellungskosten verringert werden können.
- Diese Aufgaben sind gelöst worden durch eine Vorrichtung bei einer Beinprothese nach dem Kennzeichnungsteil von Anspruch 1. Durch das Anbringen eines Hebelarms an der Vorrichtung, welcher schwenkbar mit besagter Beinprothese und besagtem Fuß verbunden ist, wobei der Hebelarm so angeordnet ist, dass er einerseits mit besagtem ersten Element zusammenwirkt, das eine begrenzte Winkeleinstellung zwischen dem Hebelarm und dem Fuß ermöglicht, und andererseits mit besagtem zweiten Element, das eine Winkeleinstellung zwischen dem Hebelarm und der Beinprothese für die Einstellung der Ausgangsposition gestattet, kann eine kompakte Ausführung der Prothese und der darin enthaltenen Einstellvorrichtungen erfolgen und gleichzeitig können die Einstellvorrichtungen mit einer einfachen äußeren Gestalt ausgeführt werden. Die einfache äußere Gestalt beruht auf der Tatsache, dass die Winkeleinstellung zwischen der Beinprothese und dem Fuß über den Hebelarm übermittelt wird.
- Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen aufgeführt.
- BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
- Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
-
1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Prothese zeigt, -
2a –c Seitenansichten der Erfindung mit unterschiedlichen Einstellungen der Winkelposition zwischen der Beinprothese und dem Hebelarm zeigen, und -
3 die Prothese bei einer Belastung der Ferse zeigt. - BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM
-
1 zeigt eine Prothese, die allgemein mit1 bezeichnet ist. Die Prothese umfasst eine Beinprothese2 und einen Fuß3 . Die Beinprothese2 ist mit dem Fuß über einen Drehzapfen4 verbunden. Die Beinprothese ist in einer Weise ausgeführt, die dem Fachmann wohlbekannt ist, zum Beispiel mit einem röhrenförmigen Unterschenkelabschnitt5 , der in einem Stutzen6 befestigt ist, wobei besagter Stutzen mit besagtem Drehzapfen4 verbunden ist oder diesen umfasst. Der Fuß3 ist ebenfalls in einer Weise ausgeführt, die dem Fachmann wohlbekannt ist, und weist ein Fußblatt7 auf, das vorzugsweise mit einer fußähnlichen Umhüllung versehen ist. Der Fuß3 ist vorzugsweise mit einer Befestigungsplatte8 versehen, die mit dem Drehzapfen4 verbunden ist. Die Befestigungsplatte8 ist mit dem Fuß in einer Weise verankert, die dem Fachmann wohlbekannt ist, zum Beispiel durch eine Schrauben- oder Nietverbindung9 . Der Fuß3 und die Beinprothese2 sind über den Drehzapfen4 drehbar miteinander verbunden. - Die Prothese
1 umfasst weiterhin einen Hebelarm10 , der schwenkbar mit der Beinprothese2 und dem Fuß3 verbunden ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Hebelarm10 in einem Schaft gehalten, der mit besagtem Drehzapfen4 übereinstimmt. Dies erfolgt in einer Weise, die dem Fachmann wohlbekannt ist, zum Beispiel, indem die Beinprothese2 , die Befestigungsplatte8 des Fußes und der Hebelarm10 mit Einlässen11a–c ausgeführt werden und diese durch einen Schaft12 drehbar verbunden werden. Der Hebelarm10 , der sich vorzugsweise im Wesentlichen parallel zum Fußblatt7 erstreckt, ist mit einem ersten Ende13 , das sich vom Drehzapfen4 nach hinten zu einem Fersenbereich14 des Fußes3 erstreckt, und einem zweiten Teil15 , der sich vom Drehzapfen nach vorn in den Fuß3 erstreckt, ausgeführt. Bei einer bevor zugten Ausführungsform der Erfindung ist das erste Ende13 so angeordnet, dass es mit einer ersten Vorrichtung16 zusammenwirkt, die so eingestellt ist, dass sie eine eingeschränkte Drehung des Fußes3 in Bezug auf die Beinprothese2 von einer Ausgangsposition aus gestattet, und das zweite Ende15 ist so angeordnet, dass es mit einer zweiten Vorrichtung17 zusammenwirkt, die so angeordnet ist, dass sie eine stufenlose Einstellung des Winkels zwischen der Prothese und dem Fuß in der Ausgangsposition gestattet. Dies bedeutet, dass die erste16 und die zweite17 Vorrichtung durch ihr Zusammenwirken mit dem Hebelarm10 eine freie Drehbarkeit zwischen der Beinprothese und dem Fuß beschränken. - Der Hebelarm
10 ist am ersten Ende13 an der unteren Seite, die dem Fußblatt gegenüber liegt, vorzugsweise abgeschrägt, wodurch der Hebelarm in Uhrzeigerrichtung gemäß der Figur gedreht werden kann, ohne dass er gegen das Fußblatt stößt. In der gleichen Weise ist das entgegengesetzte Ende15 des Hebelarms10 eingelassen, so dass der Hebelarm in Uhrzeigerrichtung in der Figur gedreht werden kann, ohne an die zweite Vorrichtung17 zu stoßen. Auf diese Weise ist der Hebelarm vorzugsweise mit einem im Wesentlichen rhombenförmigen Querschnitt mit möglichen vorstehenden Teilen ausgeführt, wobei der Hebelarm mit einem Drehzapfen29 versehen ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Prothese1 mit einem Doppelsatz von Hebelarmen ausgeführt, die auf entgegengesetzten Seiten der Symmetrieachse des Unterschenkelrohrs5 angeordnet sind. Das erste Ende13 des Hebelarms liegt an seinem oberen Ende dem Unterschenkelrohr5 gegenüber, das mit Vorrichtungen, welche das Zusammenwirken mit dem elastischen Element16 gestatten, versehen ist. Falls ein Hebelarm10 eingesetzt wird, kann diese Vorrichtung einen Vorsprungsabschnitt aufweisen, der sich vertikal und nach innen in der Figur erstreckt und mit der oberen Fläche des elastischen Elements16 in Kontakt kommt. Falls zwei Hebelarme eingesetzt werden, kann dieser Vorsprung beide Hebelarme verbinden. - Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist die zweite Vorrichtung
17 so angeordnet, dass sie einen ersten Zustand einnimmt, in welchem die Drehung zwischen dem Hebelarm10 und der Beinprothese2 möglich ist, und einen zweiten Zustand, in dem eine nicht drehbare Verbindung zwischen dem Hebelarm10 und der Beinprothese2 geschaffen wird. Dies ist vorzugsweise der Tatsache geschuldet, dass die zweite Vorrichtung17 ein Element18 , das in Bezug auf die Beinprothese verschiebbar ist, und Elemente19 ,20 ,21 zum Halten des verschiebbaren Elements in einer gewünschten Verschiebungsposition aufweist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht das verschiebbare Element18 aus einem Kolben18 mit nach außen gerichteten Ringflanschen22 ,23 , der in einem an der Beinprothese2 befestigten Zylinder24 verschiebbar ist. Die Elemente19 ,20 ,21 für das Halten das Kolbens in einer gewünschten Verschiebungsposition in Bezug auf den Zylinder24 weisen weiterhin eine Ringwand25 im Zylinder auf, wobei besagte Ringwand den Raum zwischen den Ringflanschen des Kolbens in zwei Kammern20 ,21 und ein Durchgangsventil19 teilt, das in geöffneter Stellung den Fluss von Medium zwischen den Kammern20 ,21 gestattet und in geschlossener Stellung einen solchen Fluss von Medium verhindert. Das Durchgangsventil19 ist in bekannter Weise mittels einer Steuerstange26a von außerhalb der Prothese einstellbar zwischen seiner ersten und zweiten Einstellung. Das Durchgangsventil weist vorzugsweise einen drehbaren zylindrischen Ventilkörper mit zwei Öffnungen auf, welche in der geöffneten Stellung des Ventils einer entsprechenden Kammer20 ,21 gegenüber liegen und über Öffnungen in der Zylinderwand mit dieser kommunizieren. Die zwei Ringflansche werden von einer Längsachse31 getragen, die sich durch einen Einlass in der Ringwand25 erstreckt. Der Einlass ist vorzugsweise durch einen Dichtring32 abgedichtet, der das Überlaufen von Hydraulikflüssigkeit durch den Einlass in der Ringwand25 verhindert. Der Zylinder24 und der Kolben18 sind in der Beinprothese oberhalb des Drehzapfens4 vorgesehen. - Um eine kompakte Ausführung der Prothese
1 und der in der Prothese1 enthaltenen Einstellvorrichtungen, wie zum Beispiel der oben erwähnte zweiten Vorrichtung17 , zu gestatten, ist der Zylinder vorzugsweise mit einer Symmetrieachse27 angeordnet, die einen Winkel mit einer Längsachse28 der Beinprothese in Richtung des Beins bildet. Vorzugsweise quert die Symmetrieachse27 das Fußblatt7 oder einen Bereich nahe einem Zehenbereich des Fußblatts7 , wenn die Beinprothese2 sich in einer aufrechten Position befindet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Symmetrieachse27 im Wesentlichen parallel zum Hebelarm10 angeordnet, wenn die Beinprothese eine Winkelposition eingenommen hat, in welcher die Beinprothese maximal nach hinten in Richtung auf den Fersenbereich14 des Fußes gedreht ist. Diese Position des Hebelarms10 , der Beinprothese und der zweiten Vorrichtung17 ist in2c gezeigt. Durch diese Gestaltung wird eine sehr kompakte Ausführung der Prothese erreicht. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beläuft sich die maximale Drehung der Beinprothese2 nach hinten in Bezug auf den Fuß3 auf 25°. In diesem Fall beträgt der Winkel zwischen der Symmetrieachse27 und der Längsachse28 65°. - Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das zweite Ende
15 des Hebelarms10 mit besagter zweiten Vorrichtung über ein Verbindungsglied26 verbunden, das schwenkbar an beiden Enden gehalten wird. Das Verbindungsglied26 wird schwenkbar an beiden Enden durch erste und zweite Drehzapfen29 ,30 gehalten, wobei der erste Drehzapfen29 vorzugsweise auf dem zweiten Ende des Hebelarms angeordnet ist und der zweite Drehzapfen30 in einer Verlängerung des Kolbens18 angeordnet ist. Die Längen des Hebelarms10 und des Verbindungsglieds26 sind so eingestellt, dass die Beinprothese2 aus einer ersten extremen Position, in welcher die Beinprothese maximal nach vorn gewinkelt ist, was bei einer Ausführungsform zirka 10° vorwärts aus einer vertikalen Position entspricht, wobei diese Position in2a gezeigt ist, in eine zweite extreme Position, in welcher die Beinprothese maximal nach hinten gewinkelt ist, was bei einer Ausführungsform 25° nach hinten aus einer vertikalen Position entspricht, wobei diese Einstellung in2c gezeigt ist, gebracht werden kann, ohne dass der Kolben18 in dem Zylinder24 verriegelt ist oder das Verbindungsglied26 gegen den Zylinder24 verriegelt ist. - Die erste Vorrichtung
16 , die so angeordnet ist, dass sie eine eingeschränkte Drehung des Fußes3 in Bezug auf die Beinprothese2 von einer Ausgangsposition gestattet, in welcher die Beinprothese und der Fuß einen bestimmten Winkel in Bezug aufeinander aufweisen, umfasst bei einer bevorzugten Ausführungsform einen flexiblen Körper, vorzugsweise ein elastisches Element, zum Beispiel aus Gummi. Das elastische Element16 ist in Verbindung mit dem ersten Ende13 des Hebelarms10 angebracht, welcher sich von besagtem Drehzapfen nach hinten in Richtung auf einen Fersenbereich14 des Fußes3 erstreckt. Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist das elastische Element mit Vorrichtungen versehen, die eine Einstellung der Flexibilität des elastischen Elements ermögli chen. Diese Vorrichtung kann als eine Schraube gestaltet sein, welche das elastische Element auf eine gewünschte Steife vorspannt. -
2a zeigt die Einstellvorrichtung für das Einstellen der Winkelposition zwischen dem Hebelarm10 und der Beinprothese2 in einer maximal nach vorn geschwenkten Position, die sich bei einer Ausführungsform auf 10° beläuft. -
2b zeigt die Einstellvorrichtung für das Einstellen der Winkelposition zwischen dem Hebelarm10 und der Beinprothese2 in einer aufrechten Position. -
2c zeigt die Einstellvorrichtung für das Einstellen der Winkelposition zwischen dem Hebelarm10 und der Beinprothese2 in einer maximal nach hinten geschwenkten Position, die sich bei einer Ausführungsform auf 25° beläuft. - Andere Details in
2a –2c stimmen mit1 überein und werden daher nicht im Detail beschrieben. -
3 zeigt die Prothese bei Belastung der Ferse beim Gehen. Wenn die Ferse beim Gehen aufgesetzt wird, wird das Gummielement16 zusammengedrückt. Wenn das Gewicht auf das Bein verlagert wird, das auf den Boden aufgesetzt wird, erzeugt die nach oben gerichtete Kraft, die auf die Ferse einwirkt, eine Kraftwirkung, die in3 mit Pfeilen angezeigt ist und welche gegen die Wirkung der Federkraft im elastischen Element den Fuß nach unten dreht, bis das Fußblatt in Kontakt mit dem Boden ist. Das elastische Element16 funktioniert hiermit als ein Stoßdämpfer, welcher die Kraft dämpft, die beim Auftreten mit der Ferse entsteht. Weitere Details stimmen mit1 überein und werden daher nicht beschrieben, jedoch ist das Durchgangsventil in einer geschlossenen Stellung gezeigt, in welcher der Kanal zwischen den zwei Kammern20 ,21 geschlossen ist und die zwei Öffnungen des Ventils in einer geschlossenen Stellung sind und von den oben erwähnten Öffnungen in der Zylinderwand abgewandt sind. - Ein unbelasteter Fuß nimmt eine vorgegebene Ausgangsposition ein, da das elastische Element danach trachtet, seine erweiterte Position einzunehmen.
- Falls man die Ausgangsposition des Winkels zwischen der Beinprothese und dem Verbindungsarm und damit die Ausgangsposition zwischen dem Fuß und der Beinprothese ändern möchte, wird das Durchgangsventil
19 geöffnet, woraufhin ein Überlaufen von Hydraulikmedium zwischen den Kammern20 ,21 stattfinden kann. Das schließt ein, dass der Kolben18 stufenlos in Bezug auf Zylinder24 verschoben werden kann, wodurch die Winkelposition zwischen der Beinprothese2 und dem Hebelarm10 geändert wird. Wenn die gewünschte Winkelposition erreicht ist, wird das Ventil geschlossen, und der Hebelarm10 und die Beinprothese2 werden nicht drehbar in Bezug aufeinander verbunden. - Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann innerhalb des Schutzbereichs der Ansprüche abgeändert werden.
Claims (10)
- Vorrichtung, die eine Beinprothese (
2 ) umfasst, die mit einem Fuß (3 ) versehen ist, der über einen Drehzapfen (4 ) mit der Beinprothese (2 ) verbunden ist, wobei eine erste Vorrichtung (16 ) bereitgestellt wird, um eine begrenzte Drehung des Fußes (3 ) in Bezug auf die Beinprothese (2 ) von einer Ausgangsposition aus zu ermöglichen, in der die Beinprothese (2 ) und der Fuß (3 ) sich in einem bestimmten Winkel zueinander befinden, und wobei eine zweite Vorrichtung (17 ) so angeordnet ist, dass sie eine stufenlose Einstellung des Winkels zwischen der Beinprothese (2 ) und dem Fuß (3 ) in der Ausgangsposition ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Hebelarm (10 ) umfasst, der drehbar in Bezug auf die Beinprothese (2 ) und den Fuß (3 ) gehalten wird, und dass der Hebelarm (10 ) so angeordnet ist, dass er einerseits mit der ersten Vorrichtung (16 ) zusammenwirkt, bei der eine begrenzte Winkeleinstellung zwischen dem Hebelarm und dem Fuß im Zusammenwirken mit der ersten Vorrichtung (16 ) ermöglicht wird, und andererseits mit der zweiten Vorrichtung (17 ), bei der eine Winkeleinstellung zwischen dem Hebelarm (10 ) und der Beinprothese (2 ) ermöglicht wird, während die Ausgangsposition eingestellt wird, und wobei die zweite Vorrichtung (17 ) so angeordnet ist, dass sie eine erste Position einnimmt, in der eine Drehung zwischen dem Hebelarm (10 ) und der Beinprothese (2 ) ermöglicht wird, und eine zweite Position, in der eine nicht-drehbare Verbindung zwischen dem Hebelarm und der Beinprothese geschaffen wird. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Vorrichtung (
17 ) ein Element (18 ) umfasst, das in Bezug auf die Beinprothese verschiebbar ist, und Elemente, um das verschiebbare Element in einer gewünschten Verschiebungsposition zu halten. - Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das verschiebbare Element einen Kolben (
18 ) mit nach außen gerichteten Ringflanschen (22 ,23 ) umfasst, der in einem an der Beinprothese befestigten Zylinder (24 ) verschiebbar ist, und dass die Elemente für das Halten des Kolbens in einer gewünschten Verschiebungsposition in Bezug auf den Zylinder eine Ringwand (25 ) im Zylinder aufweisen, wodurch der Raum zwischen den Ringflanschen des Kolbens in zwei Kammern (20 ,21 ) geteilt wird, und ein Durchgangs ventil (19 ), das in geöffneter Stellung den Fluss des in den Kammern (20 ,21 ) vorhandenen Mediums zwischen diesen ermöglicht und in geschlossener Stellung einen solchen Fluss verhindert. - Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder eine Symmetrieachse (
27 ) aufweist, die einen Winkel mit einer Längsachse (28 ) der Beinprothese bildet. - Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Vorrichtung (
17 ) eine Einstellung der Ausgangsposition zwischen einer ersten Winkelposition gestattet, in der die Beinprothese maximal vorwärts in Richtung auf einen Zehenabschnitt des Fußes gedreht wird, und eine zweite Winkelposition, in der die Beinprothese maximal rückwärts in Richtung auf einen Fersenabschnitt des Fußes gedreht wird. - Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Symmetrieachse (
27 ) im Wesentlichen parallel zum Hebelarm (10 ) angeordnet ist, wenn die Beinprothese ihre zweite Winkelposition eingenommen hat. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebelarm (
10 ) in einer Achse getragen wird, die mit dem Drehzapfen (4 ) identisch ist, der den Fuß (3 ) mit der Beinprothese (2 ) verbindet. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebelarm ein erstes Ende (
13 ) aufweist, das sich von dem Drehzapfen (4 ) rückwärts in Richtung eines Fersenbereichs (14 ) des Fußes erstreckt, und ein zweites Ende (15 ), das sich von dem Drehzapfen nach vorn in Richtung auf den Vorderbereich des Fußes erstreckt, dass das erste Ende so angeordnet ist, dass es mit der ersten Vorrichtung (16 ) zusammenwirkt und dass das zweite Ende so angeordnet ist, dass es mit der zweiten Vorrichtung (17 ) zusammenwirkt. - Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ende (
15 ) an die zweite Vorrichtung über eine Verbindung (26 ) gekoppelt ist, die drehbar an ihren beiden Enden getragen wird. - Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Vorrichtung (
16 ) einen flexiblen Körper umfasst, der zwischen dem Fuß und dem ersten Ende (13 ) des Hebelarms angeordnet ist, an dem der flexible Körper angepasst wird, um bei der Drehung des Hebelarms in Richtung auf den Fuß am ersten Ende des Hebelarms zusammengedrückt zu werden.
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