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Künstlicher Fuß Es sind bereits künstliche Füße bekanntgeworden, bei
denen! das von einem Gummipolster umschlossene Knöchelgelenk aus einem einfachen
Kugelgelenk besteht. Hierbei tritt der Übelstand auf, daß sich der Fußteil gegen
den Unterschenkel verdrehen kann, wodurch beim Auftreten, vor allem beim Gehen auf
unebenem Boden und bei schräg seitlichen '#7eigungen des Fußes, ein als Sichelbewegung
bekanntes seitliches Ausschlagen des Fußes hervorgerufen wird, das ein sicheres
Gehen verhindert. Außerdem wird infolge dieser Verdrehbarkeit nach dem festen Aufsetzen
des Fußteils eine gewisse Verdrehung des Unterschenkels bewirkt, die auf die Dauer
ein Wundscheuern des Beinstumpfes verursacht.
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Man hat versucht, bei solchen künstlichen Füßen mit Kugelgelenken
und Gummipolsterung das Verdrehen des Unterschenkels und das seitliche Ausschlagen
des Fußteils durch :Anordnung von Fersen- und Seitenbändern oder von Ansätzen, die
eine gegenseitige Verdrehung der Beinteile verhindern sollen, zu beseitigen. Die
Bänder sind aber nicht starr genug, um das Verdrehen vollständig unmög-Iich zu machen,
und starre Ansätze verhindern ein allseitiges Neigen des Fußteils, indem sie nur
ein Neigen nach vorn und hinten oder rechtwinklig hierzu nach rechts und links gestatten.
Alle diese Mittel sind kompliziert und werden bei den starken Beanspruchungen, denen
ein künstlicher Fuß ausgesetzt ist, leicht beschädigt oder zerstört. Infolgedessen
verteuern diese Mittel die Herstellung der künstlichen Füße und machen häufige kostspielige
Reparaturen erforderlich, abgesehen von den Schädigungen des Prothesenträgers selbst,
der beim plötzlichen Reißen eines Bandes oder beim Brucheines Ansatzes, leicht zu
Fall kommen kann.
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Man hat bei künstlichen Füßen ferner vorgeschlagen, einfache kardanische
Gelenke mit Achslagerung oder kettenartig ineinandergreifende Bügelgelenke zu verwenden,
die im Fußteil und im Unterschenkel befestigt sind. Bei den bekannten Füßen mit
kardanischen Gelenken wurde aber die Verbindung zwischen Fußteil und Unterschenkel
nachgiebig gestaltet, um einen elastischen Auftritt zu ermöglichen. Ein derartiges
lotrechtes Federn des Knöchelgelenks widerspricht jedoch den natürlichen anatomischen
Verhältnissen und kann, obschon die kardanische Gelenkverbindung das gegenseitige
Verdrehen der beiden Gelenkseiten verhindern mag, in den elastischen Lagerungen
der Gelenkteile wieder eine gewisse Verdrehbarkeit des Fußteils gegen den Unterschenkel
ermöglichen, insbesondere wenn eine Abnutzung der Teile eingetreten ist. Eine solche
Abnutzung der Gummipolster tritt bei lotrechter Federung des künstlichen Gelenks
sehr bald ein, weil der Gummi oder die sonstige Federung bei jedem Auftreten durch
das volle Gewicht des Trägers belastet wird. Dadurch ergibt sich bei diesen künstlichen
Füßen auch bald ein Kürzerwerden des Beines, und vor allein tritt im Gebrauch schon
nach verhältnismäßig kurzer
Zeit ein zunächst leichtes, dann aber
immer stärker werdendes Klappern auf, das für den Prothesenträger unerträglich ist
und ein Instandsetzen des Fußes durch Auswechslung des verbrauchten Gummipolsters
und Ersatz: der abgenutzten Gelenkteile erforderlich macht. Außerdem haben die bisher
verwendeten einfachen Achskardangelenke den Nachteil, daß sie bei schräg seitlichen
Fußausschlägen leicht ecken, wodurch dann ebenfalls ein Mitdrehen des Unterschenkels
und damit das gefürchtete Wundscheuern - des Beinstumpfes verursacht -wird. Schließlich
sind solche Achskardangelenke verhältnismäßig sperrig und platzraubend, so daß für
eine Gummipolsterung nur noch -wenig Raum übrigbleibt.
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Bei den bekannten künstlichen Füßen mit Gelenkbügeln, die unter Einfügung
einer Fülirungs- oder Abstandskugel kettenartig ineinandergehängt und in den Fuß-
bzw. Unterschenkelteilen verankert sind, läßt sich ebenfalls ein lotrechtes Spiel
und damit ein Klappern und Schlagen des Knöchelgelenks nicht vermeiden. Wenn ein
Gummistück: zwischen den Beinteilen angeordnet ist, so tritt bei senkrechter Belastung
ein Zusammenstauchen des Gelenks infolge des Nachgebens des Gummipolsters ein, und
wenn die Gelenkbügel ohne Gummipolsterung ineinandergehängt sind, so müßte man zwecks
Vermeidung eines axialen Spiels die Bügel oben und unten derart fest anziehen, daß
infolge der Spannung und Reibung zwischen den Bügeln und den Auflagerplatten der
Beinteile die Beweglichkeit stark beeinträchtigt, ja sogar aufgehoben -werden würde.
Auch würde dann das Gelenk bei einer unter Überwindung der Reibungskräfte stattfindenden
Bewegung bald laut knarren oder quietschen, weil sich ein Schmiermittel in den kleinen,
stark gepreßten Auflagerzonen nicht lange halten könnte. Sobald aber die Gelenkbügel
etwas gelockert werden, tritt das gefürchtete Klappern und harte Schlagen auf, welches
den sicheren Gang des Trägers sehr beeinträchtigt. Ferner sind auch die kettenartig
ineinandergehängten Bügelgelenke sperrig und platzraubend, zumal man bei ihrer Bemessung
wegen der starken, beim Gehen auftretenden Kräfte eine bestimmte untere Grenze nicht
unterschreiten darf.
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Durch die vorliegende Erfindung -wird nun bezweckt, einen künstlichen
Fuß zu schaffen, der die Mängel der bekannten Kunstfüße vermeidet, ohne däß umständliche
oder kostspielige Einrichtungen verwendet werden: Vor allem wird die Schaffung eines
künstlichen Fußes beabsichtigt, der in der Herstellung billiger und im Gebrauch
dauerhafter als die bekannten Füße ist, damit die ständigen hohen Instandsetzungskosten
verringert werden können. Dennoch soll aber dieser Fuß dem Träger einen sicher arbeitenden
und im Gebrauch möglichst -wenig lästigen Ersatz seines natürlichen Fußes bieten:
Wie die zahl-'reichen Vorschläge auf dem Fachgebiet zeigen, ist die Auffindung einer
wirklich brauch-'baren Lösung dieser Aufgabe keineswegs einfach.
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Die Erfindung geht bei der Lösung der gestellten Aufgabe aus von einem
künstlichen Fuß mit von einem Gummizwischenstück umgebenen Knöchelgelenk, dessen
Armzapfen mit dem Fuß und dem Unterschenkel starr verbunden sind. Die Erfindung
wird darin erblickt, daß bei einem derartigen künstlichen Fuß das Knöchelgelenk
aus einem Kreuzkopfkugelgelenk besteht.
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Kreuzkopfkugelgelenke sind als Maschinenelemente bereits lange bekannt.
Es -wurde nun gefunden, daß sich durch die Anwendung eines solchen Kreuzkopikugelgelenks
als Knöchelgelenk in einem künstlichen Fuß zusammen mit einem Gummizwischenstück
gemäß der Erfindung überraschenderweise alle Nachteile der bekannten künstlichen
Füße in einfacher und vollständig betriebssicherer Weise und ohne Anwendung teurer
oder komplizierter Hilfsmittel beseitigen lassen, nachdem erst einmal die Ursachen
der Mängel der bekannten Kunstfüße richtig erkannt waren.
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Zunächst wird durch die Anordnung eines Kreuzkopfkugelgelenks, dessen
Armzapfen mit dem Fußteil und mit dem Unterschenkel starr verbunden sind, eine Verdrehung
des Fußteils gegen den Unterschenkel oder eine Drehung des Unterschenkels bei aufgesetztem
Fuß mit Sicherheit vermieden. Da eine lotrechte Federung unmöglich gemacht ist,
kann auch nach längerem Gebrauch des Kunstfußes eine solche Verdrehungsmöglichkeit
nicht eintreten, ohne daß die elastische Abstützung des Fußteils gegen den Unterschenkel
bei einem Ausschlag des Gelenks in beliebiger Richtung beeinträchtigt wird. Der
Fuß kann infolgedessen überall vollkommen sicher und standfest aufgesetzt werden,
weil das oben und unten starr befestigte Kreuzkopfkugelgelenh axial nicht nachgibt,
während sich der Fuß jedoch allen Unebenheiten des Bodens anpaßt und durch das Gummizwischenstück
immer wieder in seine Grundstellung zurückgeführt wird. Die unangenehmen, ob.enerwähnten
Sichelbewegungen kommen in Fortfall, und es tritt bei einem erfindungsgemäß ausgebildeten
Kunstfuß, wie sich im praktischen Gebrauch erwiesen hat, auch nach langen Tragen
kein Wundscheuern mehr ein, weil der Stumpf stets ganz gleichmäßig belastet wird
und eine Drehbewegung des Schenkels unmöglich gemacht ist. Der Gang
des
Prothesenträgers wird daher auch viel gleichmäßiger und unauffälliger.
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Hierbei wird gerade durch die Verwendung eines Kreuzkopfkugelgelenks,
das bei großer Festigkeit eine besonders gedrängte Bauart aufweist, der Vorteil
erreicht, daß nur wenig Platz innerhalb des Gummizwischenstückes gebraucht wird,
so daß der Querschnitt des Gunnnizwischenstückes nicht erheblich geschwächt wird.
Dazu kommt, daß das Gummi infolge der starren Lagerung der Armzapfen des Kreuzkopfkugelgelenks
in den beiden Prothesenteilen weniger beansprucht wird, so daß es nicht sooft wie
bisher erneuert werden braucht. Durch die Unnachgiebigkeit in lotrechter Richtung
wird auch ein Klappern des Gelenks und ein Kürzerwerden des Beins, wie es bei den
in lotrechter Richtung elastischen Fußprothesen im Gebrauch allmählich eintritt,
mit Sicherheit vermieden. Die dem Kreuzkopfkugelgelenk eigene Gleitbahnlagerung
gestattet eine gute Schmierung der aufeinander reibenden Flächen, so daß das Schmieren
oder Ölen in längeren Zeitabständen vorgenommen werden braucht. Ein gemäß der Erfindung
ausgebildeter künstlicher Fuß braucht aus diesen Gründen ungleich weniger Ersatzteile,
wie vor allem neue GünlinizwiSCheiistüclie, wodurch nicht nur erhebliche Kosten,
sondern auch Rohstoffe erspart werden.
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Weiterhin wird bei einem erfindungsgemäß ausgebildeten Kunstfuß die
Beweglichkeit des Kreuzkopfkugelgelenks auch bei festem Anziehen der in den Beinteilen
fest verankerten Armzapfen des Gelenks in keiner Weise beeinträchtigt, weil das
zur Anwendung gelangende Kreuzkopfkugelgelenk in sich fest zusaininenhält. Die dadurch
ermöglichte feste Verankerung der Armzapfen des Gelenks in den Beinteilen ist für
die praktische Brauchbarkeit und Betriebssicherheit des Kunstfußes von großer Bedeutung.
Ein Klemmen des Gelenks kann aus dem gleichen Grunde ebenfalls nicht mehr vorkommen,
und der Ausschlag des Gelenks kann so reichlich bemessen werden, daß ein hartes
Anschlagen nicht mehr zu fürchten ist.
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Der erfindungsgemäß erzielte technische Fortschritt gegenüber den
bisher bekannten künstlichen Füßen ergibt sich somit überraschenderweise gerade
durch die Anordnung eines mit seinen Armzapfen in den Beinteilen starr befestigten
Kreuzkopfkugelgelenks in einem Gummizwischenstück. Die verschiedenen Nachteile der
bekannten Füße werden dadurch ausgeschaltet. Es werden aber zur Iderbeiführung dieses
Erfolgs keineswegs teure und komplizierte Hilfsmittel benötigt, sondern im Gegenteil
lediglich wenige, sehr kräftige und haltbare Teile. Gerade bei Prothesen kommt es
auf Einfachheit, Dauerhaftigkeit und Billigkeit in der Herstellung und im Gebrauch
sehr an, zumal die meisten Prothesenträger durch staatliche Versorgungsstellen oder
amtliche Berufsgenossenschaften und Krankenkassen behandelt werden, bei denen jede
Verbesserung sowohl in sozialer Hinsicht als auch im Hinblick auf mögliche Ersparnisse
sehr wichtig ist. Durch die Erfindung wird aber nicht allein ein Fortschritt in
wirtschaftlicher Beziehung erreicht, sondern auch ein erheblicher technischer Fortschritt,
indem gerade die einfachen und preiswerten Fußprothesen, die für die große Masse
in Frage kommen, wesentlich verbessert und von unangenehmen Fehlern befreit worden
sind.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die in zylindrische
Aussparungen eingesetzten runden Armzapfen des KreuzkopfkugelgeIenks mittels Arretierstifte
üz ihrer eingestellten Lage feststellbar sind. Diese Anordnung hat den Vorteil,
daß der Orthopäde die Fußstellung zunächst individuell festlegen und sodann die
beiden Fußteile fest mit dem Kreuzkopfkugelgelenk verbinden kann.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in einer Ausführungsform beispielsweise
veranschaulicht, und zwar zeigt Fig. i im Längsschnitt einen künstlichen Fuß gemäß
der Erfindung.
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Fig. :2 stellt einen Querschnitt nach der Linie A-B der Fig. i dar,
und Fig. 3 veranschaulicht- im senkrechten Schnitt nach der Linie C-D der F ig.
2 den künstlichen Fuß beim Auftreten auf eine schiefe Ebene.
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In der Zeichnung ist mit i der Fußteil und mit 2 der Unterschenkelschaft
einer Fußprothese bezeichnet. Die Teile i und 2 können beispielsweise aus Holz bestehen,
wobei der Unterschenkelschaft 2 in bekannter Weise zwecks Verringerung des Gewichts
hohl an.,;-bildet ist. Am vorderen Ende des Fußteils i kann noch ein elastisches
Zehengelenkstück 3 eingefügt sein.
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Mit dem Fußteil i einerseits und mit dem Unterschenkelschaft 2 andererseits
sind nun die beiden Armzapfen d., 5 eines Kreuzkopfkugelgelenks 6 starr verbunden.
Zu diesem Zweck sind die in Aussparungen 7, 8 der Teile 1, 2 eingesetzten Armzapfen
4., 5 abgesetzt und mit Gewindebolzen.9, io versehen, auf welche die in Versenkungen
z i, 12 liegenden Muttern 13 aufgeschraubt sind. Die abgesetzten Flächen 14., 15
der Armzapfen 4., 5 können somit durch Festziehen der Muttern 13 gegen die entsprechenden
Auflageflächen des Fußteils i bzw. des Unterschenkelschafts 2 gezogen werden. Das
Kreuzl:opfkugelgelenk 6
wird durch dieses Festziehen in keiner Weise
beeinflußt.
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Um eine Drehung der Armzapfen q, 5 in den Aussparungen 7, 8 zu verhindern;
könnten die Armzapfen beispielsweise vierkantig ausgeführt werden. Zweckmäßig sind
die Armzapfen 4., 5 jedoch rund und werden mit Hilfe - von Arretierstiften 16 in
ihrer - Lage festgehalten. - Die Arretierstifte 16 können in dem Fußteil i bzw.
in dem Unterschenkel --2 z. B. mittels Köpfe 17 und Muttern 18 befestigt sein. Die
Anordnung der runden Armzapfen mit den Arretierstiften hat den Vorteil, däß das
Kreuzkopfkugelgelenk 6 zunächst entsprechend der jeweils gewünschten Fußstellung
eingepaßt werden kann, worauf nachträglich die Durchführungslöcher in die Armzapfen
gebohrt und die Arretierstifte eingesetzt werden.
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Das oben und unten starr befestigte Kreuzkopfkügelgelenk 6 ist von
einem Weichgummizwischenstück i g umgeben, das den gesamten Fußquerschnitt mit Ausnahme
einer axialen Durchbohrung 2o für das durchgehende Kreuzkopfkugelgelenk 6 einnimmt.
Wie insbesondere Fig. a zeigt, wird der Gummiquerschnitt durch die Anordnung des
Kreuzkopfkugelgelenks nur wenig geschwächt.
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Vorzugsweise liegt das Gummizwischenstück ig am Fußteil i auf einer
waagerechten oder annähernd waagerechten Auflagerfläche 2r und legt sich vorn gegen
eine senkrechte Anschlagfläche 2z, welche ein Herausdrücken des Gummis gut verhindert.
Am Unterschenkel ? dagegen legt sich das Gummizwischenstück i g gegen schräg nach
oben verlaufende Flächen z3, zu welchem. Zweck das untere Ende des Unterschenkelschafts
a entweder mit nach vorn und hinten gerichteten Keilflächen versehen oder auch als
Kegelstumpf ausgebil= det sein kann. Der Schrägungswinkel kann vorteilhaft radial
zum Mittelpunkt des Kreuzkopfkugelgelenks 6 verlaufen. Dadurch wird eine gleichmäßige
Belastung des Gummizwischenstückes ig erreicht.
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In Fig. 3 ist die Stellung des künstlichen Fußes beim Auftreten auf
eine schiefe Ebene 2,4 veranschaulicht. Man erkennt hierbei, wie das Weichgummizwischenstück
rg auf der einen Seite zusammengedrückt wird, während es auf der gegenüberliegenden
Seite auseinandergeht. Der Hauptdruck wird von dem starr befestigten Kreuzkopfkugelgelenk
6 übertragen,-das die Lage des Fußes i in bezug auf den Unterschenkel z vollkommen
sichert.
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Das Kreuzkopfkugelgelenk 6 kann ohne weiteres kräftig ausgeführt sein,
da eine Gewichtsvermehrung des Fußteils bei entsprechend leichterer Ausbildung der
Schenkelteile beim Gehen durchaus angenehm empfänden wird.