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Künstliche Hand Es sind bereits Künstliche Hände bekannt, die es gestatten,
die Hand durch den Armstumpf zu öffnen und zu schließen. Bei einer dieser Anordnungen
wird die Hand durch eine Feder geöffnet und durch das Drehen des Armstumpfes geschlossen.
Bei einer solchen Anordnung muß der Amputierte aber so lange Kraft aufwenden, wie
er einen Gegenstand halten will, wodurch der Armstumpf unnötig beansprucht wird.
Bei einer anderen Anordnung werden durch Drehen und Heben und Senken des Armstumpfes
die einzelnen Finger betätigt. Der Armstumpf muß also alle Bewegungen ausführen,
die die Finger ausführen sollen. Auch hiermit kann eine übermäßige Beanspruchung
des Armstumpfes nicht verhindert werden.
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Der Gegenstand der Erfindung geht von einer Anordnung aus, bei der
der Armstumpf von einer Kappe umschlossen ist, die mit einer Welle in Verbindung
steht. Gegenüber allen bekannten Anordnungen kann man mit dieser neuen Hand sowohl
Greif- als auch Drehbewegungen der Hand ausführen. Diese Bewegungen werden nur durch
Drehen des Armstumpfes um seine Längsachse gesteuert.
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Am Oberarm des Amputierten wird eine Hülse befestigt, in der sich
sowohl die den Armstumpf umschließende Kappe mit der an ihr befestigten Welle als
auch die Hand selbst drehen läßt. Die Finger werden in der Ruhelage durch eine Feder
o. dgl. im geschlossenen Zustand gehalten. Dreht man den Armstumpf nach außen, so
wird die Hand geöffnet, die Feder versucht die Hand wieder zu schließen. Hat die
Hand den zu fassenden Gegenstand umschlossen, so wird eine Sperrung der Finger entgegen
Öffnung vorgenommen, der Armstumpf dann wieder in die Ausgangslage zurückgeführt.
Soll die Hand den Gegenstand wieder freigeben, so wird der Armstumpf wieder nach
außen gedreht, hebt dabei die Sperrung auf, bis der Armstumpf die Normalstellung
wieder erreicht hat.
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Es ist zweckmäßig, nach dem Aufheben der Sperrung
den
Armstumpf so weit nach außen zu drehen, daß die größte Öffnungsweite der Finger
erreicht ist. Die Sperrklinke rastet in eine andere Sperre ein. Jetzt kann der Armstumpf
zurückgedreht werden. Beim Erreichen der Normalstellung wird die letztgenannte Sperre
aufgehoben, und die Klinke kann wieder in ihre Arbeitsstellung zurückkehren.
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Die Öffnung der Hand kann durch verschiedene Mittel bewirkt werden.
So kann z. B. die mit dem Armstumpf bzw. dessen Kappe in Verbindung stehende Welle
auf eine in der gleichen Richtung drehbare zweite Welle einwirken, an derem Ende
z. B. eine Winde angeordnet ist, an der zwei entgegengesetzt aufgewickelte Seile
befestigt sind, deren andere Enden an zwei zweiarmigen Hebeln angreifen, die mit
dem Daumen bzw. den anderen Fingern verbunden sind. Dreht man die Winde, so wird
die Hand geöffnet. Dreht man die Winde dann in der umgekehrten Richtung, so werden
die Glieder der Hand, Daumen und die anderen Finger, durch Federkraft im Schließsinn
geschlossen. Wo die Federn 0. dgl. angreifen, richtet sich nach den Platzverhältnissen.
Es können sowohl Druck-, Zug- als auch Drehfedern Verwendung finden. Man kann aber
auch an dem Wellenende ein Kegelrad o. dgl. anordnen, in das ein oder zwei senkrecht
zu diesem gelagerte Kegelräder eingreifen, die um ihre Drehachse frei drehbar sind,
so daß sie sich drehen, wenn sich das erstgenannte Kegelrad verdreht. Verwendet
man nur ein Kegelrad, so müssen auf diesem, zu dem ersten Kegelrad senkrecht stehendem,
zwei Stifte o. dgl. angeordnet sein, die von zwei mit den Fingern verbundenen zweiarmigen
Hebeln umfaßt oder auf andere geeignete Weise in Verbindung gebracht werden. Die
Lage der Stifte ist so zu bemessen, daß die größte Offnungsweite erreicht wird.
Durch entsprechende Verlegung der Drehpunkte der Finger kann man evtl. auch mit
einem Stift auskommen, in den dann beide Hebel fassen würden.
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Besser ist es, zwei einander gegenüberliegende Kegelräder vorzusehen,
die in das erste Kegelrad eingreifen.
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In diesem Fall trägt jedes dieser beiden Kegelräder nur einen Stift;
da sich beide Kegelräder aber gegeneinander drehen, kann man verhältnismäßig kleine
Kegelräder verwenden, da trotzdem eine große Öffnungsweite erzielbar ist.
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Um den Stift des einen Kegelrades faßt z. B. der zweiarmige Hebel
des Daumens, um den anderen Stift der zweiarmige Hebel der anderen Finger. Die Hand
selbst wird so ausgebildet, daß sie alle Greifbewegungen ausführen kann. Es ist
zweckmäßig, den Zeigefinger etwas gegenüber den anderen Fingern zurückzusetzen,
so daß der Amputierte sowohl Gläser umspannen als auch eine Gabel oder einen anderen
dünnen Gegenstand, wie z. B. einen Federhalter, halten kann. Hat die Hand z. B.
ein Glas umspannt, so wird dieses infolge der Sperrung festgehalten. Man möchte
nun das Glas zum Munde führen. Zu diesem Zweck dreht man den Armstumpf mit der Kappe
und den jeweiligen Drehgliedern, Winde oder Kegelräder o. dgl., langsam nach innen,
führt die Hand zum Munde, trinkt die Flüssigkeit aus und dreht den Armstumpf wieder
in die Normalstellung zurück. Dieses Zurückdrehen wird durch eine Feder unterstützt,
die so kräftig sein soll, daß ein in der Hand befindliches, gefülltes Glas nicht
in der Lage ist, die Hand ohne Willen des Trägers nach innen zu drehen. Damit diese
Armstumpfdrehbewegung sich auf die Hand, die ja in der am Oberarm befestigten Hülse
drehbar gelagert ist, auswirken kann, ist an der Hand ein nach innen gerichteter,
gegebenenfalls in einem Schlitz der am Oberarm befestigten Hülse gleitender Stift
angeordnet, auf den eine Nase des unmittelbar an der Kappe des Armstumpfes sitzenden
Wellenteiles einwirkt. Wird die an der Kappe befindliche Nase durch Drehen der Welle
entgegen der Federkraft nach außen bewegt, so wird die Hand geöffnet, wird sie nach
innen gedreht, so dreht sich die Hand auch nach innen.
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Man kann den Erfindungsgedanken auch bei Prothesen anwenden, die
Oberarmamputierte tragen, muß dann nur dafür sorgen, daß die am Armstumpf befestigte
Welle, z. B. als Gelenkwelle ausgebildet, die Drehbewegung an die Hand weiterleitet.
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Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes und weitere Merkmale
werden in der Beschreibung erläutert.
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Fig. I zeigt eine Kunsthand, die am rechten Arm getragen wird, im
Schnitt; Fig. 2 a zeigt die Bewegungsmöglichkeiten der Finger, dargestellt an einer
Prothese für die linke Hand, und zwar in der geschlossenen und Fig. 2 b in der geöffneten
Stellung; Fig. 3 a zeigt einen Schnitt durch eine Prothese für die linke Hand, und
zwar die Wirkungsweise der Hand bei Verwendung eines Kegelradpaares als Drehglieder
und Fig. 3b einen Schnitt durch die Fig. 3a in Richtung der Schnittlinie A-B.
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Eine Hülse I ist gegen Drehung gesichert am Oberarm des Amputierten
befestigt. In dieser ist mittels Kugellagern eine weitere Hülse 2 drehbar gelagert,
mit der z. B. über eine Gummieinlage 3 die den Armstumpf 4 umschließende Manschette
5 verbunden ist.
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Die Manschette wird aus einem in Gips getränkten Band hergestellt,
welches man so um den Armstumpf 4 legt, daß sie nicht nur den Armstumpf 4, sondern
auch ein als Schlüssel ausgebildetes Wellenteil6 fest umschließt. Die Gipsmanschette
paßt sich dem Armstumpf anatomisch einwandfrei an und legt die Speiche und Elle
des Armstumpfes sicher fest, damit sich beide nicht gegeneinander bewegen können.
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Das Wellenteil 6 besitzt einen Schlitz 7, der einen Stift 8 einer
Kappe g umfaßt. An der Kappe g ist eine Feder IO befestigt, deren anderes Ende in
die Hülse I eingreift, so daß die Kappe g mit dem Anschlag II in einer Endlage festgehalten
wird, wenn man sie nicht verdreht. An der Kappe g sitzt ein zweites Wellenteil I2,
an dessen anderem Ende eine Winde I3 befestigt ist, die sich in dem Lagerbock 14
verdrehen läßt.
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Die Winde ist mit zwei Rillen versehen, in denen zwei entgegengesetzt
aufgewickelte Seile und I6 liegen; sie sind einerseits an der Winde festgelegt und
greifen andererseits an den beiden zweiarmigen Hebeln I7 und I8 an, die um die Achsen
19 und 20 gedreht werden können. Die der Winde abgewandten Enden der Hebel wirken
auf die entsprechenden Finger. Die Federn 2I und 22 versuchen, die Finger einander
zu nähern.
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Die Hand 23, in der diese Teile gelagert sind, umgreift die Hülse
1 und ist gegenüber dieser mittels Kugellagern verdrehbar. Wird der Armstumpf 4
dieser Recbtshand von dem Amputierten um seine Längsachse nach außen gedreht, so
verdreht sich auch das Wellenteil 12 entgegen der Federkraft der Feder 10, gleichfalls
dreht sich die Winde, wodurch sich die Seile und I6 verkürzen und die Hebel I7 und
I8 um ihre Drehpunkte 19 und 20 im Öffnungssinn der Hand bewegt werden. Diese Bewegung
wird begrenzt durch den Anschlag II, der dann auf der anderen Seite des Steges 24
anliegt, wenn die Hand voll geöffnet ist.
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Bei dieser Anordnung muß der Armstumpf so lange nach außen gedreht
bleiben, wie die Hand mehr oder minder geöffnet bleibt, wenn man nicht einen Freilauf
vorsieht, der das Zurückführen der Hand in die Ausgangsstellung zuläßt. Dieser Freilauf
läßt sich hier z. B. dadurch leicht erreichen, daß der Stift 8 in einer Schlitzführung
der Kappe 9 verdrehbar ist. Beim Nachaußendrehen des Armstumpfes wird die Kappe
mitgenommen, die Hand öffnet sich, umfaßt den Gegenstand und kann sich nun, wenn
man den Stumpf zurückdreht, nicht mitzurückdrehen, weil dies durch den umschlossenen
Gegenstand verhindert wird.
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Hat nun die Hand einen Gegenstand umfaßt, so würde die Federkraft
der Feder Io die Aufgabe haben, diesen Gegenstand sicher zu halten, was sie nicht
kann, weil sie, für diese Aufgabe berechnet, eine zu große Kraftaufwendung beim
Drehen des Armstumpfes erfordern würde. Es wird daher vorgeschlagen, durch eine
Sperrung, z. B. Eingreifen einer unter Federwirkung stehenden Klinke in ein entsprechend
geformtes Zahnrad, das Öffnen der Hand durch auf die Handflächen wirkende Kräfte
zu verhindern. Die Sperrung der Klinke wird erst dann aufgehoben, wenn der Armstumpf
ein weiteres Mal nach außen gedreht wird. Es empfiehlt sich, die Verbindung der
Sperrmittel so zu bewerkstelligen, daß der Armstumpf so weit gedreht werden muß,
daß die Hand voll geöffnet ist. Von diesem Augenblick an rastet die Klinke so lange
in eine andere Sperre ein, bis der Armstumpf wieder in die Normalstellung zurückgeführt
wurde. Jetzt springt die Klinke unter Wirkung der Feder wieder an das Zahnrad, so
daß bei erneutem Nachaußendrehen und damit Öffnen der Hand die erneute Sperrung
in jeder Handstellung erzielbar ist. Der besseren Übersicht wegen wurde auf die
Einzeichnung dieser Sperrung verzichtet, zumal die Wirkungsweise eindeutig ist.
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Dreht der Amputierte den Armstumpf nun aber nach innen, dann dreht
sich die Hand 23 auch nach innen, da sie ja mit dem Wellenteil 12 durch den Stift
II in kraftschlüssiger Verbindung steht. Der Amputierte kann also ein gefülltes
Glas oder eine Gabel o. dgl. zum Munde führen. Da diese Bewegung nicht lange dauert,
kann man auf das Zurückführen der Hand verzichten, der Armstumpf muß also solange
nach innen gedreht bleiben, wie es das Trinken bzw.
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Essen erfordert. Die Zurückführung der Hand wird durch eine nicht
dargestellte Feder erleichtert, die es gleichzeitig verhindert, daß sich die Hand
allein nach innen dreht, wenn das Drehmoment des gefüllten Glases o. dgl. zu groß
ist.
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In den Fig. 2 a und 2b wird das Öffnen der Finger 25 und 26 veranschaulicht.
Diese Finger sind um die Achsen 27 und 28 drehbar gelagert. Auf sie wirken nicht
dargestellte Federn im Sinne des Schließens der Hand. An den beiden Seiten eines
Kegelrades 29 sitzen je ein Stift 30 und 3I, die von den Enden 32 und 33 der Finger
25 und 26 umschlossen werden. Wo die Schließfedern angreifen, richtet sich nur nach
den Platzverhältnissen, sie können z. B. auf das Kegelrad oder ein anderes, der
Übertragung der Drehbewegung dienendes Teil einwirken. Wird das Kegelrad 29 im Uhrzeigersinn
(Fig. 2 a) verdreht, so öffnen sich die Finger, wird dieses dagegen entgegen dem
Uhrzeigersinn verdreht (Fig. 2b), so schließen sich die Finger.
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Die Öffnungsweite der Finger wird so bemessen, daß man ein allgemein
gebräuchliches Glas 34 umfassen kann.
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Die Wirkungsweise einer Anordnung mit Kegelrädern zeigt Fig. 3. Der
Aufbau der Prothese entspricht dem der Fig. I. Gleiche Teile haben die gleichen
Bezugszeichen. Hier handelt es sich nur um eine Linkshand.
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Mit dem hier als Stahlmanschette gezeigtem Teil 35, das den Armstumpf
umschließt, ist ein Wellenteil 36 verbunden, das eine Nase 37 trägt. Gegenüber dieser
Nase 37 sitzt ein Drehteil 38, auf dem ein Stift 39 angeordnet ist. Auf der anderen
Seite des Drehteiles 38 sitzt ein weiterer Stift 40. In der Normalstellung des Armstumpfes
liegen der Stift 39 an der Nase 37 und der- Stift 40 an einem Steg 41 an, der mit
der Hand 23 in Verbindung steht. Auf dem mit dem Drehteil 38 verbundenen Wellenteil
42 ist ein Kegelrad 43 befestigt, in das ein oder zwei Kegelräder 44 eingreifen.
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Im Ausführungsbeispiel ist nur ein Kegelrad vorgesehen. Das Wellenteil
42, das Drehteil 38 bzw. das Kegelrad 43 werden durch eine nicht dargestellte Feder
so vorgespannt, daß sie versuchen, sich in Richtung des Pfeiles 45 zu drehen. Verdreht
man den Armstumpf und damit die Manschette 35 nach außen, so drückt die Nase 37
über den Stift 39 auch das Drehteil 38 nach außen. Das Kegelrad 44 wird also im
Uhrzeigersinn gedreht. Mit ihm drehen sich die Stifte 46 und 47 in gleichem Sinne
und bewegen, da sie in Schlitzen der Finger 48 und 49 gleiten können, die Finger
im Öffnungssinn der Hand. Die Sperrung der Finger tritt, wie oben bereits ausgeführt,
ein, wenn ein Gegenstand umfaßt ist. Der Armstumpf wird dann in die Normalstellung
zurückgeführt. Dreht man jetzt den Armstumpf dieser Linkshand nach innen, dann legt
sich die Nase 37 gegen den Anschlag 50 des Steges 5I, der an der Hand 23 befestigt
ist. Die Hand wird also um die Hülse I auch nach innen bewegt.
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In Fig. 3a ist der Steg 5I gestrichelt eingezeichnet, da er ja infolge
des Schnittes eigentlich nicht erkennbar ist. Auch hier wird die Hand 23, z. B.
durch eine Feder, die an der Hand 23 und an der Hülse I befestigt ist und nicht
dargestellt wurde, immer so gespannt, daß der Anschlag 50 des Steges 51 sich an
die Nase 37 anzulegen bzw. in der Normalstellung zu verharren bestrebt ist. Die
Normalstellung der Hand 23 wird z. B. durch einen in der Hülse I festgelegten und
in einem Schlitz der Hand 23 geführten Stift begrenzt.
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Damit die Hülse 1 am Oberarm einwandfrei gesichert werden kann, sitzt
auf beiden Seiten der Hülse I in Nuten 52 je eine Schiene 53, die an einer Leder-
manschette,
welche den Oberarm umspannt und durch Schnallen an ihm befestigt wird, angeordnet
sind. An der Oberarmmanschette können weiterhin zwei einander gegenüberliegende
Stege 54 vorgesehen sein, die an der Oberarmmanschette fest, aber drehbar, in den
Nuten 52 dagegen verschiebbar sind. In der Zeichnung ist der Steg 54 nach links
gelegt, obwohl er im Gebrauch nach rechts zeigen würde, weil es sich beim Beispiel
der Fig. 3a um eine Linkshand handelt.
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Soll die Hand z. B. zum Schreibmaschineschreiben benutzt werden,
dann empfiehlt es sich, an dem Zeigefinger eine Kappe vorzusehen, die unter Zwischenschaltung
einer Druckfeder auf der Fingerkuppe aufsitzt und gegen Herabfallen z. B. durch
einen in einem Schlitz gleitenden Stift gesichert ist. Diese Kappe vermindert den
Schlag und erreicht, daß der zum Eindrücken der Taste notwendige Stoß sich nur wenig
auf den Stumpf auswirkt.
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Die Prothese wird vorzugsweise aus Leichtmetall gefertigt, sie kann
aber auch aus Holz oder anderen geeigneten Werkstoffen bestehen. Alle Bewegungen
der Finger und der Hand werden also nur durch Drehen des Armstumpfes um seine Längsachse
ermöglicht. Die Hand kann sowohl als Schmuck- als auch als Arbeitshand Verwendung
finden. Psychologisch und praktisch gibt die neue Prothese ihrem Träger die Gefühle
der Sicherheit und Gleichwertigkeit zurück, sie erspart dem Doppelamputierten die
Begleitperson, macht ihn also zu einem unabhängigen Mitglied der menschlichen Gesellschaft,
das wie andere Menschen trinken und essen kann, ohne durch besonders geformte Bestecke
oder Handhalterungen aufzufallen. Eine Überbeanspruchung des Armstumpfes wird außerdem
vermieden. Da insbesondere durch die aus Gips gefertigte Manschette jeder Amputierte
die gleiche Hand benutzen kann, wenn ihm eine Gipsmanschette angepaßt wird, kann
man diese Prothese als Einheitsprothese bezeichnen. Das dem Amputierten sehr lästige
Nachpassen der Prothese nach einer gewissen Gebrauchszeit kommt in Fortfall, da
sich bei einer eventuellen Beschädigung der Gipsmanschette schnell und billig eine
neue anpassen läßt.