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Künstliches Kniegelenk
Die Erfindung betrifft ein künstliches Kniegelenk
für ein Kunstbein, bei welchem eine Sperrolle bei Belastung des Kunstbeines durch
das Körpergewicht des Kunstbeinträgers das Gelenk in jeder Kniebeugelage gegen Einknicken
sichert, während ein Aufrichten in Richtung auf dasdurchgedrückteKnie möglich ist.
Bei Entlastung des Kunstbeines tritt die Sperrolle nicht in Tätigkeit, und das Gelenk
ist in beiden Richtungen frei bewegbar.
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Bei den bis jetzt üblichen Konstruktionen wurde eine gewisse Kniesicherheit
in bezug auf Einknicken durch Einbau von Gelenkbremsen oder durch Verlagerung der
Drehachse nach hinten angestrebt. Erreicht wurde durch diese Maßnahmen jedoch nur
eine Sicherheit von wenigen Winkelgraden aus der durchgedrückten Knielage in die
Beugelage.
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Die mit der Erfindung erreichte Sicherheit erstreckt sich jedoch
über die ganze Beugelage und gestattet Treppensteigen, Bergabgehen, Pedaltreten
beim Fahrrad, Skifahren usw.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in drei Figuren dargestellt:
Fig. I zeigt einen Schnitt durch das Gelenk in belastetem Zustand des Kunstbeines
(Vorderansicht auf das Kniegelenk); Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch das Gelenk
in Seitenansicht bei belastetem Kunstbein; Fig. 3 zeigt eine Einzelheit in Vorderansicht.
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Im Oberschenkel a sind zwei schalenförmige Lager d und d' befestigt.
Diese dienen zur Lagerung der Achse c. Auf der Achse c ist der zweiarmige Hebel
e und das Drehlager f für das Unterschenkelteil b drehbar gelagert. Das dem Unterschenkel
zu liegende Ende des zweiarmigen Hebels e ragt in eine Ausnehmung s im Unterschenkelteil
b und wird durch die mit dem Unterschenkelteil fest verbundene
Lasche
r gegen das Oberschenkelteil zu abgedeckt.
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Am anderen Ende des zweiarmigen Hebels e ist der Bolzen g fest gelagert.
Über den auf beiden Seiten über den Hebel e herausragenden Enden des Bolzens g befinden
sich die Sperrollen h lose übergeschoben. Die Feder i drückt über den Hebel e und
den Bolzen g die Sperrollen h und h' an eine zur Achse c konzentrische zylindrische
Fläche k und k' der Lagerschalen d und d' einerseits und andererseits an eine um
den Reibungswinkel a zur Achse c exzentrische zylindrische Fläche I und r auf dem
Lager f. Als Längsführung für das Unterschenkelteil b ist in Lager f eine Hohlachse
m mit Bund t eingepaßt. In dem zylindrischen Hohlraum der Hohlachse m befindet sich
die Druckfeder n, welche mit ihrem einen Ende auf die Hohlachse m und mit dem anderen
Ende auf das Unterschenkelteil b drückt. Der in das Unterschenkelteil b eingepreßte
Stift o ragt in eine Bohrung p des Bundes t der Hohlachse m und bestimmt dadurch
die Lage des Unterschenkelteiles b zu dem Oberschenkelteil a.
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Der Stift q ist in das Lager f eingepreßt und dient als Anschlag für
Hebel e.
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Die Wirkungsweise ist folgende: I. Bei Belastung des Kunstbeines
durch das Körpergewicht des Kunstbeinträgers. Das Körpergewicht drückt in Pfeilrichtung
auf das Oberschenkelteil a. Über die Lagerschalen d und d' wird der Druck auf die
Achse c übertragen. Von dort über das Lager t und den Flansch t des Hohlzapfens
m auf das Unterschenkelteil b, welches Kraftschluß mit dem Boden hat. Der zweiarmige
Hebel e nimmt dabei eine solche Lage ein, daß die Sperrollen h und h' durch Einwirkung
der Feder i Anlage an die zur Achse c konzentrischen zylindrischen Flächen k und
k' der Lagerschalen d und d' einerseits und an die exzentrische zylindrische Fläche
1 des Lagers f andererseits hat. Das der Feder i zugeordnete Ende des zweiarmigen
Hebels e hat von der Lasche r einen geringen Abstand. Auch zwischen dem Anschlagstift
q und dem Hebel e ist ein Abstand von einigen Millimetern. Da der Winkel zwischen
der Versetzung der konzentrischen Fläche k und der exzentrischen Fläche 1 gleich
dem Reibungswinkel ist, so kann eine Drehbewegung von Ober- und Unterschenkel utn
die Achse niir in Richtung auf die gestreckte Knielage zu erfolgen jedoch nicht
in Richtung auf die Beugelage. Das Kniegelenk ist demnach in jeder Beugelage gegen
Einknicken gesichert, kann aber nach der Strecklage zu bewegt werden.
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2. Entlasteter Zustand. Die Beinprothese wird vom Kunstbeinträger
vom Boden abgehoben. Die Feder n drückt das Unterschenkelteil b entlang der Führung
und Hohlzapfen m nach unten. Die mit dem Unterschenkelteil b fest verbundene Lasche
r geht also ebenfalls nach unten, bekommt hierbei Kraftschluß mit Hebel e und bewegt
denselben um seine Achse c so lange, bis Hebel e an dem Anschlagstift q in Lager
f anschlägt. Durch diesen Anschlag an Stift q ist auch die Bewegung des Unterschenkels
b nach unten begrenzt worden, weil Lasche r an dem Hebel e nicht vorbei kann. Durch
die obenbeschriebene Drehung von Hebel e und die Achse c werden die auf Bolzen g
sitzenden Sperrrollen h und h' ebenfalls von der exzentrischen Fläche I des Lagers
f weg bewegt, dadurch ist die Hemmung der Sperrollen zwischen den Lagerschalen d
und d' und der exzentrischen Fläche I von Lager f aufgehoben. Das Gelenk läßt sich
nach beiden Richtungen (Streck- und Beugelage) hinbewegen.
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PATENTANSPROCHE: I. Künstliches Kniegelenk für ein Kunstbein, welches
bei Belastung durch das Körpergewicht des Kunstbeinträgers das Gelenk in jeder Kniebeugelage
gegen Einknicken sichert, während ein Aufrichten in Richtung auf das durchgedrückte
Knie möglich ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine Sperrolle zwischen eine
konzentrisch zur Drehachse des Gelenks angeordnete zylinfrische Fläche des einen
Gelenkteiles und eine exzentrisch zur Drehachse angeordnete zylindrische Fläche
am anderen Gelenkteil anlegt.