DE69230402T2

DE69230402T2 - Künstlicher fuss

Info

Publication number: DE69230402T2
Application number: DE69230402T
Authority: DE
Inventors: Eric Robinson; Michael Schey; David Wood
Original assignee: College Park Industries Inc
Current assignee: College Park Industries Inc
Priority date: 1991-05-10
Filing date: 1992-05-11
Publication date: 2000-05-25
Anticipated expiration: 2012-05-12
Also published as: AU2016192A; EP0940129A1; EP0587721B1; EP0587721A1; DE69230402D1; EP0587721A4; WO1992020305A2; ES2139600T3; WO1992020305A3

Description

Technisches Gebiet

Diese Erfindung bezieht sich auf einen künstlichen Fuß gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und insbesondere auf eine mehrteilige Fußprothese, die ein Knöchelteil, ein Fersenteil und ein Zehenteil hat.

Hintergrund der Erfindung

Die grundlegenden Anforderungen an eine akzeptable Fußprothese bestehen darin, daß sie eine stabile Stütze für den Amputierten über einen vernünftigen Bereich von Aktivitäten bereitstellt und es dem Amputierten gestattet, mit einem normalen Schritt zu laufen. Um diesen normalen Gang zu erzielen, muß die Fußprothese die Bewegung eines anatomischen Fußes während des Laufens nachahmen, so wie sich der Fuß kontinuierlich durch den Ferse-am-Boden- und Zehenabheben-Schrittzyklus bewegt. Sie muß außerdem durch diesen Zyklus hindurch Querstabilität bereitstellen, insbesondere beim Zehenabheben, wenn das gesamte Gewicht des Amputierten auf dem vorderen Abschnitt der Fußprothese lastet. Fußprothesen gemäß Stand der Technik sind typischerweise in Querrichtung im wesentlichen inflexibel, was beim Laufen auf unebenen Flächen eine Störung des seitlichen Gleichgewichts hervorruft. Anders als ein natürlicher Fuß kann die Fußprothese diese Ungleichmäßigkeit nicht fühlen und nicht selbst korrigieren, und ein unerwartetes Seitwärtskippen des Fußes beim Zehenabheben resultiert zu einem Ungleichgewicht in einem kritischen Abschnitt des Schritts.
Amputierte sind nicht mehr damit zufrieden, in einem Rollstuhl zu sitzen oder sich mit einer gestelzten Laufbewegung abzufin den. Ein Amputierter ist oft bestrebt, körperliche Aktivitäten weiterhin auszuüben, welche vor der Amputation ausgeführt wurden. Diese Aktivitäten können rauhe körperliche Aktivitäten wie zum Beispiel Laufen, Basketballspielen und Tanzen umfassen. Somit muß der künstliche Fuß auch dazu anpaßbar sein, mit verschiedenen Arten von Schuhen getragen zu werden.
Um kommerziell akzeptabel zu sein, muß eine Fußprothese die Bewegungen des natürlichen Fußes so gut wie möglich kopieren. Diese Bewegungen umfassen seitliche Stabilität am Zehenabschnitt des Fußes, wo das Gewicht auf jeder Seite des Fußes aufgebracht werden kann. Das Knöchelgelenk muß quer zu der Auf- und Abwärtsbewegung des Knöchels, welche den Fuß schwenkend absenkt und anhebt, eine Drehflexibilität haben.
Die zusätzliche Drehbewegung des Gelenks in dem künstlichen Fuß fügt einen Grad der Beanspruchung des elastischen Puffers zwischen den Teilen des künstlichen Fußes hinzu, der sonst nicht in einem Fuß vorhanden ist, welcher eine begrenzte Beweglichkeit in nur der Aufwärts- und Abwärtsrichtung relativ zum schwenkenden Anheben und Absenken des Fußes hat.
Die Drehbiegung muß innerhalb eines anatomischen Bereichs der Bewegung begrenzt sein und muß richtungsempfindlich sein, um eine lebensgetreuere Knöcheltätigkeit hervorzubringen. Zweitens muß der elastische Puffer zwischen den Teilen des Fußes formschlüssig verankert sein, um einer Verschiebung während der Drehbewegung des Knöchelgelenks zu widerstehen.
Es ist ferner erforderlich, einen kommerziell überlebensfähigen Fuß zu schaffen, der ein ausgeformtes symmetrisches Zehenteil hat, das sowohl für den linken als auch für den rechten Fuß genutzt wird, so daß der Aufwand reduziert ist. Das Zehen teil muß schneidbar sein, um es an die gewünschte Größe anzupassen und um in einen geeigneten linken oder rechten Schuh zu passen.
Außerdem ist ein Knöchelteil erforderlich, das an einer Vielzahl von zwischen dem künstlichen Bein und Fuß eingefügten Keilen gesichert werden kann, so daß der künstliche Fuß mit hohen Absätzen oder anderen Schuhen mit variierenden Absatzhöhen genutzt werden kann.
Die den Oberbegriff des Anspruchs 1 bildende Druckschrift US- A-4 892 554 beschreibt eine Fußprothese, welche ein Knöchelteil, ein Fersenteil und ein langgestrecktes Mittelfuß-Zehenteil umfaßt, die für eine relative Schwenkbewegung gegen einen durch elastische Puffer, welche zwischen den jeweiligen Teilen in Eingriff gebracht sind, geschaffenen Widerstand miteinander gekoppelt sind. Die Unterseiten des Fersen- und Zehenteils sind konkav gewölbt, wobei die Länge der Wölbung die eines natürlichen Fußes der gleichen Größe dupliziert und die Mitte der Wölbung vertikal mit dem Schwerpunkt des Amputierten ausgerichtet ist, wenn dieser sich in einer stehenden Position mit flachem Fuß befindet. Das Zehenteil ist an seinem vorderen Ende teilweise gegabelt, um unabhängig voneinander flexible Zehenabschnitte an der Innen- und Außenseite des Fußes zu schaffen, wodurch eine stabile Dreipunktauflagerung erzielt wird, welche dem natürlichen Fuß angeglichen ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen künstlichen Fuß zu schaffen, welcher fähig ist, die Bewegung eines anatomischen Fußes während des Gehens realistischer zu imitieren.

Zusammenfassung der Erfindung

Die obige Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhaft entwickelte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 11.
Gemäß der Erfindung weist der künstliche Fuß eine Anschlagbegrenzung auf, die um das Achsgelenk zwischen dem Knöchelteil und dem Fersenteil herum angeordnet ist, derart, daß sie die Schwenkbewegung quer zu der zentralen Längsachse des Achsgelenks entlang einer ersten Richtung bezüglich des Fersenteils um einen ersten vorbestimmten Betrag gestattet und eine Schwenkbewegung quer zu der zentralen Längsachse entlang einer zweiten Richtung bezüglich des Fersenteils um einen zweiten verschiedenen vorbestimmten Betrag gestattet.
Auf diese Weise kann ein Fuß mit einer geringeren Anzahl von Bestandteilen montiert werden, um mit hohen Absätzen oder anderen Schuhen mit unterschiedlichen Absatzhöhen in Einklang zu sein und einen drehelastischen Knöchel bereitzustellen, welcher eine Drehbiegung des Fußes innerhalb von Grenzen gestattet, die von der relativen Schwenkposition der Ferse bezüglich des Knöchelteils um das Achsgelenk herum abhängig sind. Außerdem sorgt die gegabelte Zehe gemäß Anspruch 8 für eine seitliche Stabilität. Die symmetrische Form des geformten Zehenteils gestattet es, daß ein Zehenteil entweder für eine linke oder eine rechte Fußprothese genutzt werden kann. Eines der Zehenteile kann abgeschnitten werden, um die Anpassung der Seite des kleinen Zehs zu gestatten, um an Schuhe kleinerer Größe und kleinere Fußgrößen angepaßt zu sein. Zusätzlich werden formschlüssig verankerte gummiartige Teile an dem Fuß in Position gehalten, um ein stabiles Teil gegen eine Drehbewegung eines Fußteils bezüglich des anderen bereitzustellen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Nunmehr wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, welche folgendes zeigen:
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Fußprothesen- Skelettaufbaus, welcher die vorliegende Erfindung verkörpert,
Fig. 2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 in Fig. 1,
Fig. 3 ist eine fragmentarische Schnittansicht entlang der in Fig. 2 gezeigten Linie 3-3,
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht des in Fig. 1 gezeigten Fersenteils,
Fig. 5 ist eine Draufsicht auf das in Fig. 1 gezeigte Zehenteil,
Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht des in Fig. 1 gezeigten hinteren gummiartigen Puffers,
Fig. 7 ist eine Ansicht der Fersen-Zehen-Achsverbindung, die zum Eingriff mit einem Montage- und Demontagewerkzeug teilweise auseinandergebaut ist,
Fig. 8 ist eine Ansicht ähnlich der Fig. 7, die das die Achse zur Demontage herausschiebende Werkzeug zeigt,
Fig. 9 ist eine Ansicht, die das an einen endoskelettalen Beinabschnitt montierte Knöchelteil zeigt,
Fig. 10 ist eine fragmentarische Ansicht, die das an einen exoskelettalen Beinabschnitt montierte, modifizierte Knöchelteil zeigt,
Fig. 11 ist eine Explosionsdarstellung, die ein anderes Ausführungsbeispiel eines Knöchelteils und einen Justierkeil veranschaulicht,
Fig. 12 ist eine fragmentarische Teilansicht, die eine Fußprothese mit dem in Fig. 11 veranschaulichten Knöchel- und Keilteil zeigt, welche an eine Beinprothese montiert ist, um an Schuhe mit hohen Absätzen angepaßt zu sein, und
Fig. 13 ist eine Schnittansicht entlang der in Fig. 12 gezeigten Linie 13-13.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Bezugnehmend auf die Fig. 1 und 2 hat eine Fußprothese 10 ein Knöchelteil 12, ein Fersenteil 14 und ein Zehenteil 16. Das Knöchelteil 12 ist über ein Achsgelenk 18 schwenkbar mit dem Fersenteil 14 verbunden. Das Fersenteil 14 ist über ein Achsgelenk 20 schwenkbar mit dem Zehenteil 16 verbunden. Die Fersen-, Knöchel- und Zehenteile 12, 14, 16 sind aus einem geeigneten synthetischen thermoplastischen Material oder Verbundmaterial wie zum Beispiel Graphit gefertigt, welches glasfaserverstärkt sein kann. Die Achsgelenke 18 und 20 sorgen für die Schwenkbewegung der drei Teile entlang der Achse der Achsge lenke, welche quer zu der Längsachse des Fußes, d. h. der Länge des Fußes verläuft. Überdies sorgt das Achsgelenk 18 für eine begrenzte Dreh- oder Schwenkbewegung um eine Richtung quer zu der Längsachse des Achsgelenks 18, wie im folgenden erläutert wird.
Ein gummiartiger Puffer 24 sorgt für einen elastischen Widerstand des Fersenteils 14 bezüglich des Knöchelteils 12 entgegen einer Bewegung im Uhrzeigersinn, wie in Fig. 2 zu sehen. Ein gummiartiger Puffer 26 setzt einer Aufwärtsbewegung des Zehenteils 16 entgegen dem Uhrzeigersinn bezüglich des Fersenteils 14 einen Widerstand entgegen, und ein gummiartiger Puffer 28 setzt der Bewegung des Knöchelteils 12 im Uhrzeigersinn bezüglich des Fersenteils 14 einen Widerstand entgegen. Die Puffer 24, 26, 28 können der Größe und Härte nach ausgewählt werden, um dem Gewicht, der Größe und den persönlichen Vorlieben von verschiedenen Personen angepaßt zu sind. Ein Fersenpuffer 25 ist an dem hinteren unteren Abschnitt 27 befestigt, um auch Erschütterungen und Schwingungen zu absorbieren. Wie in Fig. 12 strichpunktiert gezeigt, können der gummiartige Puffer und die Fußteile 12, 14 und 16, wenn sie zusammengebaut sind, mit einer festen elastischen Außenschicht 30 bedeckt sein, deren Außenfläche kosmetisch der eines natürlichen Fußes angepaßt ist.
Bezugnehmend auf die Fig. 2 und 3 umfaßt das Achsgelenk 18 eine Achse oder einen Zapfen 32, welcher ein Ende hat, das eine Widerlagerschulter 34 aufweist, die derart dimensioniert ist, daß sie an einer Seite 43 des Knöchelteils 12 anliegt. Das Ende 35 hat einen darin ausgebildeten Hohlraum 36, welcher dazu angepaßt ist, auf nicht drehbare Weise ein Werkzeug wie zum Beispiel einen Sechskantsteckschlüssel aufzunehmen. Der Zapfen 32 hat einen zylindrischen Abschnitt 38 und ein zweites Ende 39 mit einem Innengewindeabschnitt 41, der innerhalb des zylindrischen Abschnitts 38 axial positioniert ist. Der Abschnitt 41 nimmt ein mit einem Gewinde versehenes Befestigungsmittel 40 auf. Das Befestigungsmittel 40 hat ebenfalls einen darin ausgebildeten Werkzeugaufnahmehohlraum oder eine Werkzeugaufnahmeaussparung 42, der/die einen Sechskantsteckschlüssel oder einen Schraubendreher aufnehmen kann. Das Befestigungsmittel 40 kann eine Unterlegscheibe 44 aufweisen, die derart dimensioniert ist, daß sie an einer anderen Seite 43 des Knöchelteils 12 anliegt.
Das Knöchelteil 12 hat zwei Flanschabschnitte 46, von denen jeder mit einer Öffnung 48 versehen ist, welche den Zapfen 32 aufnimmt. Die Flansche 46 sind beabstandet, um den zentralen Abschnitt 50 des Fersenteils 14 aufzunehmen. Der zentrale Abschnitt 50 hat eine Öffnung 51, welche merklich größer als der Außendurchmesser des zylindrischen Zapfenabschnitts 38 ist. Der Zapfen 32 ist einstückig ausgebildet und erstreckt sich durch beide Öffnungen 48 und die Öffnung 51. Da sich die Flanschteile 46 auf dem einstückigen Zapfen 32 abstützen, der sich durch die Öffnung 51 und darüber hinaus erstreckt, wird am Achsgelenk 18 eine dauerhafte und feste Achse ausgebildet. Zwei aus Gummi bestehende oder elastische gummiartige Lager 52 haben einen Außendurchmesser 53, der dimensioniert ist, um eng in der Öffnung 51 aufgenommen zu werden, und haben einen Innendurchmesser 54, der dimensioniert ist, um den zylindrischen Abschnitt 38 des Zapfens 32 eng aufzunehmen. Ein aus Delrin gefertigtes, halbstarres Kunststofflager 56, das einen Außendurchmesser 58 hat, der derart dimensioniert ist, daß er gleitend und eng in der Öffnung 51 aufgenommen ist, ist axial zwischen dem Lager 52 eingefügt. Das Lager 52 hat einen Innendurchmesser 60, welcher größer als der Außendurchmesser des zylindrischen Abschnitts 38 dimensioniert ist, um einen ring förmigen Zwischenraum 62 zwischen diesen zu schaffen. Der Montageabschnitt 50 hat abgeschrägte Seitenwände 64, welche auf entgegengesetzten Seiten der Öffnung 50 mit entgegengesetzten Winkeln zueinander versehen sind und geringfügig von den Innenwänden 66 der Flansche 46 beabstandet sind.
Die Lager 52 sorgen für sowohl eine Translationsbewegung des Knöchelteils 12 bezüglich des Fersenteils 14 als auch eine Dreh- oder Schwenkbewegung, welche quer zu der Längsachse des Zapfens 32 erfolgt, wenn in der Ruheposition befindlich. Die Lager 52 können der Härte nach derart ausgewählt werden, daß sie in Abhängigkeit von dem Gewicht, der Größe und persönlichen Vorlieben einer Person der Translations- und Drehbewegung des Knöchelteils 12 bezüglich des Fersenteils 14 einen elastischen Widerstand entgegensetzen. Die Translationsbewegung ist jedoch durch den Innendurchmesser 60 des Lagers 56 begrenzt, derart, daß bei einer Translationsbewegung um einen vorbestimmten Betrag der zylindrische Zapfenabschnitt 38 am Innendurchmesser 60 des Lagers 56 anliegt, welches einer weiteren Translationsbewegung einen Widerstand entgegensetzt. Die Schwenkbewegung des Zapfens 32 ist durch die abgeschrägte Schulter 64 begrenzt, die an den Innenwänden 66 der Flansche 46 anliegt. Da die Wände 64 in einer Richtung abgeschrägt sind, wie in Fig. 4 gezeigt, wird sich der Betrag der Drehschwenkung zwischen dem Knöchelteil 12 und dem Fersenteil 14 unterscheiden, wenn das Knöchelteil 12 aus der in Fig. 2 gezeigten Position entweder im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn verschwenkt wird. Mit anderen Worten gesagt, es können an verschiedenen Relativpositionen des Knöchelteils 12 bezüglich des Fersenteils 14 unterschiedliche Beträge der Drehbewegung gestattet sein. Weniger Drehflexibilität kann geschaffen werden, wenn der gummiartige Puffer 24 signifikant zusammengedrückt wird, so daß das Fersenteil 14 bezüglich des Knöchelteils 12 im Uhrzeigersinn gedreht wird. Diese unterschiedliche Drehbewegung in Abhängigkeit von der Position des Knöchelteils 12 imitiert auf realistischere Weise einen natürlichen Knöchel in seinen variierenden angehobenen Positionen.
Da die Drehbewegung eine seitwärts ziehende Kraft auf den gummiartigen Puffer 24 ausüben kann, muß der gummiartige Puffer 24 auf formschlüssige Weise innerhalb des Fersenteils 14 in Eingriff gebracht sein. Dies wird durch einen Hohlraum 68 bewerkstelligt, der eine Aussparung 70 hat. Das Fersenteil 14 hat eine Lippe 72, die sich über die Aussparung 70 hinaus erstreckt, um auf formschlüssige Weise mit dem gummiartigen Puffer 24 einzugreifen. Wie in Fig. 6 gezeigt, hat der gummiartige Puffer 24 einen im wesentlichen ovalen unteren Abschnitt 74 mit einer im wesentlichen längeren Seite 75 des ovalen Abschnitts, die jeweils einen vorstehenden Ansatz 76 aufweist, welcher in der Aussparung 70 aufgenommen werden kann.
Bezugnehmend auf die Fig. 4, 5, 7 und 8 sorgt das Achsgelenk 20 zwischen dem Fersenteil 14 und dem Zehenteil 16 für eine Schwenkbewegung des Zehenteils 16 in einer Aufwärts- und Abwärtsrichtung. Das Fersenteil 14 hat eine zentrale Öffnung 78 in einem unteren Abschnitt nahe einer Widerlagerschulter 80. Das Zehenteil 16 hat zwei Flansche 82 mit Öffnungen 84 dort hindurch, die bezüglich einander ausgefluchtet sind. Die Flansche 82 sind voneinander beabstandet, um den unteren Abschnitt 79 des Fersenteils 14 aufzunehmen. Die Öffnungen 78 und 84 sind ausgefluchtet, um einen einstückig ausgebildeten Zapfen 86 eng und gleitend aufzunehmen. Die Öffnung 78 hat zwei Senkungen 81, die dimensioniert sind, um zwei elastische Lager 83 gewünschter Härte aufzunehmen. Die Lager 83 dienen in ähnlicher Weise wie die Lager 52 dazu, der Dreh- und Translationsbewegung des Zehenteils 16 relativ zu dem Fersenteil 14 einen elastischen Widerstand entgegenzusetzen. Der zentrale Abschnitt 85 der Öffnung 78 dient als eine Anschlagbegrenzung. Der zentrale Abschnitt bildet einen ringförmigen Zwischenraum 87 dazwischen aus.
Der Zapfen 86 ist auf ähnliche Weise wie der Zapfen 32 ausgebildet, mit einem Flanschende 88, das eine Aussparung 89 hat, die dazu angepaßt ist, ein Werkzeug wie zum Beispiel einen Sechskantsteckschlüssel auf nicht drehbare Weise aufzunehmen. Ein zweites Ende 90 hat einen mit einem Gewinde versehenen Hohlraum 91, der dazu angepaßt ist, entweder ein Befestigungsmittel 40 oder ein Werkzeug 92 aufzunehmen, wie in den Fig. 7 und 8 gezeigt. Der Zapfen 86 erstreckt sich durch beide Flansche 82 des Zehenteils 16 und das Fersenteil 14 hindurch. Das Werkzeug 92 hat einen Gewindeabschnitt 93, der mit dem Gewindeabschnitt 91 des zylindrischen Abschnitts 94 in Eingriff bringbar ist, und einen Handgriffabschnitt 96. Eine Anschlagschulter 95 ist zwischen dem Handgriffabschnitt 96 und dem zylindrischen Abschnitt 94 eingefügt. Die Anschlagschulter 95 kann einstückig sein oder ein separates Klemmteil 97 sein, welches mit einer Nut 99 in Eingriff steht. Der zylindrische Abschnitt 94 hat einen Außendurchmesser gleich dem Außendurchmesser des Zapfens 86, der durch die Öffnungen 84 und 78 hindurch verläuft. Die Montage beider Achsgelenke 18 und 20 wird durch die Nutzung des Werkzeugs 92 beschleunigt.
Das Werkzeug kann, wie in Fig. 7 gezeigt, mit dem Gewindeabschnitt 91 in Eingriff gebracht werden. Das Werkzeug wird durch eine auf den Griffabschnitt 96 ausgeübte Kraft gedrückt, um den Zapfen nach außen zu schieben. Der Abschnitt 92 passiert die Öffnungen 84 und 78, bis die Anschlagschulter 95 an dem Flansch 82 anliegt, wie in Fig. 8 gezeigt. Zu diesem Zeitpunkt kann der Zapfen 86 aus dem Abschnitt 93 herausgeschraubt werden. Der Handgriff wird dann herausgezogen, so daß der Abschnitt 94 aus den Öffnungen 84 und 78 zurückgezogen wird, um das Achsgelenk 18 zu demontieren. Die Montage des Achsgelenks 18 wird durch Umkehr der Schritte bewirkt. Das Zapfenwerkzeug 92 wird in die Achsöffnungen eingeführt. Der Zapfen 86 wird dann auf den Abschnitt 93 geschraubt, und am Griffabschnitt 96 wird gezogen, wodurch der Zapfen 92 in die Öffnungen gezogen wird. Das Befestigungsmittel 40 wird dann auf den Zapfen 32 aufgeschraubt.
Ein ähnliches Vorgehen kommt auch bei dem Achsgelenk 20 zur Anwendung. Der Zehenabschnitt zwischen den Flanschen 82 hat eine Widerlagerschulter 98, welche an der Widerlagerschulter 80 des Fersenteils 14 anliegt, um für eine Anschlagbegrenzung in der Abwärtsbewegung des Zehenteils 16 relativ zu dem Fersenteil 14 zu sorgen. Das Zehenteil 16 hat einen Befestigungsabschnitt 170, welcher den gummiartigen Puffer 26 aufnimmt, der am Flanschabschnitt 100 des Fersenteils 14 anliegt. Der gummiartige Puffer 26 sorgt für einen elastischen Widerstand gegen die aufwärts gerichtete Schwenkbewegung des Zehenteils 16 relativ zu dem Fersenteil 14. Das Zehenteil 16 hat zwei symmetrisch positionierte und spiegelbildliche Zehen 102 mit einem eine Gabelung bildenden Spalt 104 dazwischen, welcher sich von den vorderen distalen Enden 106 der Zehen 102 wegerstreckt. Jeder Zeh 102 hat einen Ballenauflagerabschnitt 108, der das Gewicht in der Ruheposition stützt.
Die Schulter 80 ist an einem Metalleinsatzteil 130, welches in eine Kerbe 132 in dem Fersenteil 14 eingefügt ist. Das Teil 130 hat eine hintere geneigte Fläche 134, die an der geneigten Fläche 136 des Fersenteils 14 anliegt. Durch das Teil 130 verläuft eine Öffnung 178, welche die Schraube 138 aufnimmt, die mit dem Gewinde 139 im Fersenteil 14 in Eingriff ist.
Nachdem der Zapfen 86 in dem Achsgelenk 20 installiert ist, kann der Puffer 26 durch Einbau des Metalleinsatzteils 130 vorgespannt werden. Wenn die Schraube 138 angezogen wird, drücken die geneigten Flächen 134 und 136 das Teil 130 bis zur Anlage an der Schulter 98 vorwärts und schwenken dadurch das Zehenteil 16 in eine Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn, wie in Fig. 2 gezeigt, wodurch eine Vorspannung auf den Puffer 26 aufgebracht wird.
Die Vorspannung des Puffers 26 verbessert dessen Haltbarkeit und Stabilität. Der gummiartige Puffer 26 wird vorzugsweise bis zu seinem Stauchpunkt zusammengedrückt. Wenn eine solche Vorspannung des Puffers 26 auftritt, bleibt das Zehenteil 16 gegen das Einsatzteil 130 vorgespannt und es wird jede unerwünschte Lockerung des Zehenteils 16 bezüglich des Fersenteils 14 beseitigt. Eine erneute Justierung des Zehenteils 16 mit dem Fersenteil 14 wird unnötig. Die Vorspannung ändert auch das Gefühl des Fußes. Der vorgespannte Puffer 26 fühlt sich wie ein größerer Puffer an, der nicht unter Vorspannung steht. Somit ist nunmehr ein steiferer Fuß möglich, ohne daß die Größe der Bestandteile zunimmt.
Das Metalleinsatzteil 130 gestattet außerdem die Reparatur oder den Austausch des gummiartigen Puffers 26, ohne daß die Notwendigkeit besteht, das Achsgelenk 20 zu demontieren. Wenn das Einsatzteil 130 aus dem Fersenteil 130 ausgebaut werden kann, wird das Zehenteil 16 dann frei, um im Uhrzeigersinn geschwenkt zu werden, wie in Fig. 2 gezeigt, wobei der Puffer 26 in eine zugängliche Position gebracht wird. Der nun vom Flanschabschnitt 100 beabstandete Puffer 26 kann repariert oder ausgetauscht werden.
Wie in Fig. 5 gezeigt, gestattet es die Symmetrie der Zehen 102, daß ein Zehenteil 16 sowohl für den linken als auch für den rechten Fuß hergestellt werden kann. Wenn eine bestimmte Fußgröße klein ist, müssen die äußeren oder kleinen Zehen aus Gründen der Kontur gekürzt werden. Diese Kontur kann auf einfache Weise durch Schneiden einer der Zehen 102 beispielsweise entlang einer der strichpunktierten Linien 110 erhalten werden, um für einen kürzeren äußeren Zeh zu sorgen, welcher in eine kleinere kosmetische Fußaußenabdeckung und einen Schuh kleinerer Größe paßt. Bei einem Standardfuß oder einem größeren Fuß müssen die Zehen 102 jedoch nicht getrimmt werden. Die Ballen- oder Gewichtsstützabschnitte 108 sind in unabhängiger Weise flexibel, so daß ein Zeh 102 relativ zu der vertikalen Position des anderen Zehs 102 gebogen werden und seine Höhe ändern kann.
Das Knöchelteil 12 ist derart anpaßbar, daß es entweder an einem Endoskelett, wie in Fig. 9 gezeigt, oder an einem Exoskelett, wie in Fig. 10 gezeigt, angebracht werden kann. Das Knöchelteil hat Längsschlitze 112 und 114, welche mit Standard-Halterungen wie zum Beispiel Otto-Bock-Endoskelettal- und Exoskelettalsystemen und/oder -adaptern drehfest in Eingriff sind. Die in den Fig. 9 und 10 gezeigten endoskelettalen und exoskelettalen Systeme sind Standard und bilden keinen Teil der Erfindung. Das Knöchelteil 12 jedoch ist derart anpaßbar, daß es mit beiden Systemen verbunden werden kann. Das Knöchelteil 12 kann mit einer exoskelettalen Verbindung 118 verbunden werden, wie in Fig. 10 gezeigt. Ein Bolzen 174, der einen vergrößerten Kopf 176 hat, verläuft durch die Öffnung 121 hindurch nach oben, wobei der Bolzenkopf mit dem ausgesparten Flansch 131 des Knöchelteils 14 in Eingriff ist. Der mit einem Gewinde versehene Abschnitt 133 des Bolzens gelangt dann mit dem endoskelettalen Befestigungsmittel 135 in Eingriff.
Zur Anbringung an einem Endoskelett, wie in Fig. 9 gezeigt, ist in einem oberen Abschnitt 122 des Knöchels 12 die Öffnung 120 vergrößert. Ein mit einem Gewinde versehener Einsatz 118 wird selbsttätig Gewinde schneidend in die Öffnung 120 eingesetzt. Der mit einem Gewinde versehene Einsatz 172 hat innen eine mit einem entgegengesetzt gerichteten Gewinde versehene Öffnung 124. Ein Bolzen 127 erstreckt sich durch den endoskelettalen Adapter 126 hindurch und ist mit der mit einem Gewinde 124 versehenen Öffnung 124 verschraubt.
Bezugnehmend auf die Fig. 11, 12 und 13 hat die Fußprothese 10 ein mit einem Justierbefestigungsmechanismus 140 verbundenes modifiziertes Teil 12a, um einen Ausgleich für Schuhe 142 mit hohen Absätzen 144 oder verschiedenen Absatzhöhen zu erzielen. Wie in Fig. 11 gezeigt, hat die untere Fläche 156 des Teils 154 einen Schwalbenschwanz 160, um mit einem schwalbenschwanzförmigen Schlitz 162 in Eingriff zu gelangen, der sich in Längsrichtung entlang der oberen Fläche 164 des Knöchelteils 12a erstreckt. Das Knöchelteil 12a hat einen Schlitz 146 mit einem konturierten Sitzabschnitt 150. Der Sitzabschnitt 150 ist mit einem halbkugelförmig konturierten Bolzenkopf 151 in Eingriff. Der Bolzen 153 verläuft durch den Schlitz 146 und durch eine Öffnung 152 eines Keilteils 154 hindurch, um mit dem Befestigungsmechanismus 118 des Exoskeletts in Eingriff zu gelangen, wie in Fig. 10 gezeigt. Die Achse der Öffnung 152 ist senkrecht zu ihrer oberen Fläche 155 und das Keilteil 154 ist feststehend an dem Knöchelteil 12a positioniert. Die obere Fläche 155 kann Längsnuten 166 haben, um mit dem Beinteil drehfest in Eingriff zu gelangen. Der Fuß, wenn in der Ruheposition befindlich, erstreckt sich relativ zu dem in Fig. 2 gezeigten Fuß nach unten. Unterschiedliche Winkel zwischen den Flächen 155 und 156 aufweisende unterschiedliche Keilteile 154 können eine Anpassung für unterschiedliche Schuhabsatzhöhen bilden. Der Schlitz 146 sorgt dafür, daß der Bolzen 153 in unterschiedlichen Winkeln durch das Knöchelteil 12a hindurch verläuft. Der Sitz 150 ist der Form nach kugelförmig, um für einen bündigen Sitz des komplementären halbkugelförmig geformten Bolzenkopfs 151 in den verschiedenen Winkeln zu sorgen. Der schwalbenschwanzförmige Schlitz 162 und der Schwalbenschwanz 160 verhindern eine relative Drehung des Knöchelteils 12a und des Keilteils 154. Das Achsgelenk 18 ist unterhalb des Bolzens 153 und des Schlitzes 146 vertikal ausgefluchtet.
Variationen und Modifikationen der vorliegenden Erfindung sind möglich, ohne von deren Geltungsbereich abzuweichen, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.

Claims

1. Künstlicher Fuß mit

einem Knöchelteil (12) und einem Fersenteil (14), wobei das Fersenteil (14) für eine Schwenkbewegung gegen einen elastischen Widerstand um ein sich in Querrichtung erstreckendes Achsgelenk (18), welches eine zentrale Längsachse hat, schwenkbar mit dem Knöchelteil (12) verbunden ist,

wobei das Fersenteil (14) mindestens eine Queröffnung (51) aufweist, welche mit mindestens einer Öffnung (48) in dem Knöchelteil (12) ausgefluchtet ist, um einen Durchgang durch die Fersen- und Knöchelteile (12, 14) auszubilden, durch welchen ein Achszapfenteil (32) hindurchläuft,

wobei das Achszapfenteil (32) durch mindestens ein elastisches Lager (52) umgeben ist, das eine begrenzte Bewegung des Fersenteils (14) relativ zu dem Knöchelteil (12) gegen einen elastischen Widerstand quer zu der Längsachse des Achszapfenteils (32) aufnimmt,

gekennzeichnet durch eine Anschlagbegrenzung (56, 64, 66), die um das Achsgelenk (18) herum angeordnet ist, derart, daß sie die Schwenkbewegung quer zu der zentralen Längsachse entlang einer ersten Richtung bezüglich des Fersenteils (14) um einen ersten vorbestimmten Betrag gestattet und eine Schwenkbewegung quer zu der zentralen Längsachse entlang einer zweiten Richtung bezüglich des Fersenteils (14) um einen zweiten verschiedenen vorbestimmten Betrag gestattet.

2. Künstlicher Fuß nach Anspruch 1, wobei die Anschlagbegrenzung (56, 64, 66) erste und zweite entgegengesetzt abgeschrägte Widerlager (64, 66) an einem der Fersen- und Knöchelteile (12, 14) umfaßt, die für eine Anlage an komplementären Widerlagern (64, 66) an dem anderen der Fersen- und Knöchelteile (12, 14) um das Achsgelenk (18) herum angeordnet sind.

3. Künstlicher Fuß nach Anspruch 2, wobei die abgeschrägten Widerlager (64, 66) durch ringförmige flache Schultern ausge bildet sind, die bezüglich der ersten Querachse abgeschrägt sind.

4. Künstlicher Fuß nach Anspruch 1, wobei

mindestens ein elastischer gummiartiger Puffer (24) zwischen dem Fersenteil (14) und einem der Knöchel- und Zehenteile (12, 16) zwischengefügt ist, um einer relativen Schwenkbewegung des Fersenteils (14) in einer Richtung um das Achsgelenk (18) einen elastischen Widerstand entgegenzusetzen,

wobei der gummiartige Puffer (24) ein Ende hat, welches in einer Aussparung (70) in einem (14) der Teile (12, 14, 16) befestigt ist,

wobei die Aussparung (70) einen Hinterschnitt hat und das eine Teil (14) einen Lippenabschnitt (72) aufweist, der über dem Hinterschnitt liegt, um mit dem gummiartigen Puffer (24) formschlüssig einzugreifen, um den gummiartigen Puffer (24) daran zu hindern, aus der Aussparung (70) aufgrund von Torsionsspannungen, die durch die begrenzte Schwenkbewegung der Teile (12, 14, 16) in Querrichtung aufgebracht werden, herausgezogen zu werden,

wobei das eine Ende des gummiartigen Puffers (24) im wesentlichen eine ovale Form hat, wobei lange Seiten (75) des Ovals sich nach außen erstreckende Ansätze (76) zum Eingriff mit der Aussparung (70) aufweisen.

5. Künstlicher Fuß nach Anspruch 1, wobei

eines (14) der Fersen- und Knöchelteile (12, 14) eine zentrale Öffnung (51) hat, die dort in Querrichtung hindurch verläuft,

wobei das andere (12) der Fersen- und Knöchelteile (12, 14) zwei Schulterabschnitte (46) aufweist, mit einer Öffnung (48) durch jeden Schulterabschnitt (46), die miteinander ausgefluchtet sind,

wobei das eine Teil (14) zwischen den Schulterabschnitten (46) des anderen Teils (12) angeordnet werden kann,

wobei die zentrale Öffnung (51) einen Durchmesser aufweist, der größer ist als der Durchmesser des Achszapfenteils (32),

wobei die zentrale Öffnung (51) ein Paar von elastischen Lagern (52) hat, die in der zentralen Öffnung (51) in der Nähe ihrer jeweiligen Enden angeordnet sind, wobei jedes Lager (52) einen Innendurchmesser hat, der dimensioniert ist, um das Achszapfenteil (32) eng aufzunehmen, und wobei

eine Anschlagbegrenzung (56) zwischen den elastischen Lagern (52) angeordnet ist, um die Bewegung für das Achszapfenteil (32) quer zu seiner Längsachse zu begrenzen.

6. Künstlicher Fuß nach Anspruch 5, wobei die Anschlagbegrenzung (56) ein halbstarres Lager ist, das in der zentralen Öffnung (51) eingepaßt ist und einen Außendurchmesser hat, der im wesentlichen gleich dem Durchmesser der zentralen Öffnung (51) ist sowie einen Innendurchmesser (60) aufweist, der geringfügig größer als der Durchmesser des Achszapfenteils (32) ist.

7. Künstlicher Fuß nach Anspruch 5, wobei das eine Teil (14) mit der zentralen Öffnung (51) abgeschrägte Schultern (64) aufweist, um eine vorbestimmte Begrenzung der Schwenkbewegung entlang einer ersten Richtung und eine zweite vorbestimmte Begrenzung der Schwenkbewegung entlang einer zweiten Richtung zwischen den Fersen- und Knöchelteilen (12, 14) bereitzustellen, wobei die Schwenkbewegung quer zu der Längsachse des Achszapfenteils (32) verläuft.

8. Künstlicher Fuß nach Anspruch 1, weiterhin umfassend einen Zehenbereich (16), der durch sich hindurch einen langgestreckten Schlitz (104) aufweist, welcher sich in Längsrichtung nach hinten von einem vorderen Ende des Zehenbereichs (16) erstreckt und den Zehenbereich (16) in zwei symmetrisch angeordnete und im wesentlichen spiegelbildliche Zehenabschnitte (102) gabelt.

9. Künstlicher Fuß nach Anspruch 8, wobei

der Zehenbereich ein separates Zehenteil aufweist, und ferner umfassend

eine Schwenkverbindung (20) zwischen dem Fersenteil (14) und dem Zehenteil (16) für eine Schwenkbewegung um eine zweite Querachse gegen einen elastischen Widerstand,

wobei das Fersenteil (14) und das Zehenteil (16) jeweils eine zentrale Widerlagerschulter (80, 98) aufweisen, die einander anliegen, um eine Endbegrenzung für eine nach unten gerichtete Schwenkbewegung eines vorderen Abschnitts des Zehenteils (16) bezüglich des Fersenteils (14) auszubilden.

10. Künstlicher Fuß nach Anspruch 1, wobei

das Knöchelteil (12) an einem oberen Abschnitt eine Öffnung (120) dort hindurch hat, welche einen Bolzen (127) zur Verbindung mit einem exoskelettalen Beinteil aufnimmt, und einen Gewindeeinsatz (118) aufweist, der in die Öffnung (120) zur Verbindung mit einem Adapter (126) einsetzbar ist, wobei sich ein mit einem Gewinde versehenes Befestigungsmittel von einem endoskelettalen Beinteil nach unten durch den Adapter (126) hindurch erstreckt,

wobei das Knöchelteil (12) und der Adapter (126) unverdrehbar miteinander verbunden sind.

11. Künstlicher Fuß nach Anspruch 8, wobei die Zehenabschnitte (102) von einer Schwenkverbindung (20) des Zehenbereichs (16) mit dem Fersenteil (14) zu einem Gewichtsauflagerabschnitt (108) an jedem Zehenabschnitt (102) nach vorn auseinanderlaufen.