DE841194C

DE841194C - Artificial ankle

Info

Publication number: DE841194C
Application number: DEL7984A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Lemmer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-12-28
Filing date: 1950-12-28
Publication date: 1952-06-13

Description

Künstliches Fußgelenk Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf künstliche Fußgelenke für Beinprothesen mit einem quer zur Laufrichtung gestellten Scharnier.Artificial ankle The present invention relates to artificial ones Ankle joints for leg prostheses with a hinge positioned transversely to the direction of travel.

Jede Prothese sucht in ihrer Bauweise sich der natürlichen Form und der natürlichen Wirkungsweise des menschlichen Fußes anzunähern. Beim Fußgelenk ist eine solche Annäherung technisch besonders schwierig, weil sie Bewegungen um drei senkrecht aufeinanderstehende Achsen ausführen soll, zwecks Gewichtsersparnis kein oder nur wenig Metall verwendet werden darf, ferner weil sich die Prothese den Umrißformen des natürlichen Fußes bzw. den Ausmaßen des Schuhes einfügen muß, ohne daß das linöchelholz oder der Mittelfußbaustoff zu sehr geschwächt wird. Jeder Teil des Gelenkes muß olule WillellsimE) llls in die jeweilige Grundstellung oder Ausgangslage zurückkehren, und die ganze Einrichtung sollte auf einfache Weise gegen vorhandene, um nur eine Achse verschwenkbare künstliche Gelenke ausgewechselt werden können. Schließlich muß auch dafür gesorgt sein, daß die Teile einstellbar und auswechselbar sind. Every prosthesis looks for its natural shape and design to approximate the natural mode of action of the human foot. At the ankle Such an approximation is technically particularly difficult because it involves movements should run three perpendicular axes, in order to save weight Little or no metal may be used, also because the prosthesis must fit the contours of the natural foot or the dimensions of the shoe, without weakening the linöchelholz or the metatarsal material too much. Everyone Part of the joint must olule WillellsimE) llls in the respective basic position or Return to the original position, and the whole facility should be countered in a simple manner Existing artificial joints that can be pivoted about only one axis are exchanged can. Finally, it must also be ensured that the parts are adjustable and interchangeable are.

Man hat versucht, diese Aufgaben in ihrer Gesamtheit dadurch zu lösen, daß man die Fußprothese mit der Unterschenkelprothese durch ein Kugelgelenk zu verbinden suchte. Diese Bauweise hat zwar den Vorteil allseitiger Bewegungsmöglichkeit für sich und gestattet auch, jede einzelne Drehung oder Schwenkung durch Puffer od. dgl. zu begrenzen, indessen fehlt ihr die Möglichkeit der Zurückstellung der Prothesenteile in die Grundlage ohne Anstoß oder Einwirkung von außen. Man könnte versucht sein, die Rücklauffunktion durch den natürlichen Sehnen und Muskeln entsprechende Bänder od. dgl. zu bewirken, verfügt aber noch nicht über geeignete Materialien, die bei hinreichender Stabilität zum Abfangen des Körpergewichtes die Kontraktionsfähig keit der natürlichen Muskeln besäßen. Attempts have been made to solve these tasks in their entirety by that you can connect the prosthetic foot with the lower leg prosthesis by a ball joint was looking for. This design has the advantage of all-round movement for and also allows each individual rotation or pivoting od by buffers. Like. To limit, however, you lack the possibility of deferring the prosthesis parts into the foundation without any external impetus or influence. You might be tempted the Return function through the ligaments corresponding to the natural tendons and muscles or Like. To effect, but does not yet have suitable materials that are sufficient Stability to absorb the body weight the ability to contract the natural Muscles.

Bisher hat man sich deshalb damit begnügt, das um eine Querachse schwingende Gelenk durch Gummi, Spiral- oder Blattfedern in engen Grenzen seitlich nachgiebig zu machen. Diese Maßnahmen erleichtern zwar dem Prothesenträger das Gehen, erreichen aber bei weitem nicht die natürliche Beweglichkeit des Fußes im Gelenk, die für alle drei Raumachsen bei durchschnittlich 25 Winkelgraden Abweichung von jeder Hauptrichtung liegt. Indessen schwanken die Abweichungen zwischen 15 und 300. So far, one has therefore contented oneself with one transverse axis swinging joint by rubber, spiral or leaf springs within narrow limits on the side to make yielding. These measures make walking easier for the prosthesis wearer, but by no means achieve the natural mobility of the foot in the joint, for all three spatial axes at an average of 25 degrees of deviation from each main direction lies. However, the deviations vary between 15 and 300.

Die vorliegende Erfindung besteht nun darin, die Kugel oder ein dieser entsprechendes Gelenkstück mit mindestens einem zweckmäßig abwärts gerichteten, in eine Scheibe oder Kugel auslaufenden Zapfen zu \versehen, der in seinem Ausschlag durch ein in einer Hülse geführtes Schraubenfederpaar beidseitig gepuffert und begrenzt wird. Hierzu ist die den beiden Schraubenfedern gemeinsame Führungshülse zweckmäßig mit einem Längsschlitz versehen, durch den der Kugelzapfen in den Hülseninnenraum greift. The present invention now consists in the sphere or one of these corresponding joint piece with at least one expediently downwardly directed, into a disc or ball, which is in its deflection buffered and limited on both sides by a pair of helical springs guided in a sleeve will. For this purpose, the guide sleeve common to the two helical springs is useful provided with a longitudinal slot through which the ball stud into the sleeve interior engages.

Der Längsschlitz kann gegen die Kippachse etwas seitlich versetzt sein. Dadurch wird die Kippbewegung unter verschieden großen Abweichungswinkeln nach rechts und links bzw. oben und unten oder hin und her begrenzt.The longitudinal slot can be offset somewhat laterally relative to the tilt axis be. As a result, the tilting movement is at different angles of deviation to the right and left or up and down or back and forth.

Um das Angreifen der Schraubenfedern zu verbessern, ist zwischen Kugelzapfen und den inneren B'indungen der Schraubenfedern je ein Verschiebekolben eingebaut. Um ein Ausweichen der Schraubenfedern zu verhüten und ihre Spannung bzw. Vorspannung regulieren zu können, ist die Hülse durch mit Stützzapfen versehene einschraubbare Stellbuchsen beidseitig abgeschlossen. To improve the grip on the coil springs, between Ball studs and the inner bindings of the helical springs each have a sliding piston built-in. To prevent the coil springs from giving way and to reduce their tension or To be able to regulate the preload, the sleeve is provided with support pins screw-in adjusting bushes closed on both sides.

Die Einrichtung gemäß der Erfindung ist in gleicher Weise sowohl für Fußhängelager als auch für das sogenannte stehende Berliner Lager anwendbar. Sie kann sinngemäß auf jede der drei Hauptrichtungen Anwendung finden. Indessen hat sich gezeigt, daß aus einem querachsigen Scharnier und einer kippenden Rechts Links - Ausweichbewegung jede gewünschte Fußstellung bzw. Abkippung auf unebenem Boden resultiert, während die Verschwenkung der Fußspitze nach innen und namentlich nach außen zum Schutz gegen Umfallen nach vorwärts auswärts hilfsweise durch Verdrehen des Oberschenkelstumpfes erwirkt werden kann. l)ie Anpassung des erfindungsgemäßen Gelenkes an die vorhandenen Haupt typen von Gelenken, nämlich das stehende Berliner Lager einerseits und das hänwende Fußhängelager anderseits, bedingt eine etwas unterschiedliche Bauweise der beiden Gelenke, ohne den Sinn und das Prinzip der Erfindung zu verlassen. l)ie sich hieraus ergebenden hauptsächlichsten Unterschiede in der Bauweise der Gelenke gemäß der Erfindung sind folgende: Beim Berliner Lager verlaufen die quer gestellte I lauptscllwenkachse und die Federhülsenachse parallel zueinander in einer senkrechten Ebene, wobei die die Querbewegungen ermöglichende Kippachse zweckmäßig unterhalb der Hauptachse liegt. Beim Fußhängelager können die Hauptachse und Führungshülsenseele zusammenfallen. Das Segment schwenkt mit der Federhülse in Lagern, während die Kippachse zweckmäßig oberhalb der Haupt achse rechtwinklig zu dieser verläuft. The device according to the invention is in the same way both Applicable for foot hanging bearings as well as for the so-called standing Berlin warehouse. It can be applied to any of the three main directions. Meanwhile has been shown to consist of a transverse axis hinge and a tilting right Left - evasive movement any desired foot position or tilting on uneven surfaces Floor results while pivoting the toe inwards and specifically outwards to protect against falling forwards outwards, alternatively by twisting of the thigh stump can be obtained. l) ie adaptation of the invention Joint to the existing main types of joints, namely the standing Berliner The bearing on the one hand and the hanging foot hanging bearing on the other hand require a slightly different one Construction of the two joints without departing from the spirit and principle of the invention. l) The main differences in the construction of the Joints according to the invention are as follows: In the Berlin camp they run transversely Asked I lauptscllwenkachse and the spring sleeve axis parallel to each other in one vertical plane, with the tilting axis that enables the transverse movements being expedient lies below the main axis. The main axis and the guide sleeve core can be used for the hanging toe bearing to coincide. The segment swivels with the spring sleeve in bearings, while the tilt axis expediently above the main axis at right angles to this.

In der Zeichnung sind je ein Ausführungsbeispiel für jede dieser Hauptarten dargestellt, und zwar bedeuten Abb. I bis 3 ein Fußhängelager und Abb. 4 bis 6 ein Berliner Lager mit der erfindungsgemäßen Querschwenkeinrichtung. The drawing shows an exemplary embodiment for each of these The main types are shown, namely Figs. I to 3 mean a foot suspension bearing and Fig. 4 to 6 a Berlin bearing with the transverse pivoting device according to the invention.

Insbesondere bedeuten Abb. I und 2 zwei Ansichten eines Hängelagers und Abb. 3 einen Vertikalschnitt nach Linie A-B der Abb. 2, Abb. 4 und 5 zwei Ansichten eines stehenden Berliner Lagers und Abb. 6 einen Teilschnitt nach Linie C-D der Abb. 5. In particular, Figs. I and 2 represent two views of a hanger and Fig. 3 is a vertical section along line A-B of Fig. 2, Figs. 4 and 5 are two views of a standing Berlin camp and Fig. 6 is a partial section along line C-D of Fig. 5.

Nach dem Ausführungsbeispiel eines Fußhängelagers mit Querschwenkeinrichtung in Abb. I bis 3 ist ein Gelenkstück I mit einem Kugelzapfen 2 versehen, der in seinem Ausschlag durch ein in einer Hülse 3 geführtes Schraubenfederpaar 4 und 5 beidseitig gepuffert und begrenzt ist. Die den beiden die Kugel teilweise umgreifenden Federn gemeinsame Führungshülse 3 ist mit einem Längsschlitz 3" versehen, durch den der Kugelzapfen 2 in den Hülseninnenraum greift. Dabei ist der Längsschlitz gegen die Kippachse etwas seitlich versetzt, so daß die Kippbewegung entsprechend der natürlichen, unterschiedlichen Begrenzung der Fußkippbewegung unter verschieden großen Abweichungswinkeln, z. B. 18" rechts und 27° links, abgefangen wird. According to the embodiment of a foot suspension bearing with transverse pivoting device in Fig. I to 3, a joint piece I is provided with a ball stud 2, which in his Rash caused by a pair of helical springs 4 and 5 guided in a sleeve 3 on both sides is buffered and limited. The springs that partially encircle the ball common guide sleeve 3 is provided with a longitudinal slot 3 "through which the Ball stud 2 engages in the interior of the sleeve. The longitudinal slot is against the Tilting axis slightly offset to the side, so that the tilting movement corresponds to the natural, different limitation of the foot tilting movement at different angles of deviation, z. B. 18 "right and 27 ° left, is intercepted.

Zwischen Kugelzapfen 2 und den inneren Windungen der Schraubenfedern 4, 5 ist je ein verschiebbarer Kolben 6 und 7 angeordnet. Die Hülse 3 ist beidseitig durch einschraubbare Stellbuchsen 8 und 9 verschlossen, die ein Regulieren der Federspannung bzw. Vorspannung der Federn gestatten. Between the ball stud 2 and the inner turns of the coil springs 4, 5 each a displaceable piston 6 and 7 is arranged. The sleeve 3 is on both sides closed by screw-in adjusting bushes 8 and 9, which regulate the spring tension or allow preloading of the springs.

Das Gelenkstück I ist um ein in Lagerklötzen 10a und Iob (den Flanken des U-förmigen Segmentes Io) gehaltenes Kipprohr II innerhalb der durch den Kugelzapfen und den Hülsenlängsschlitz gegebenen Grenzen seitlich kippbar. Das U-förmige Segment 10 ist mitsamt den aus seinen Flanken gebildeten Lagerklötzen Ioa, Iob (Abb. 2) um das durch die Hülse 3 gebildete, seinerseits doppelt gelagerte Scharnierrohr schwenkbar. Das Scharnierrohr, also die Hülse 3, ist in an sich bekannter Weise in einsetzbaren Lagerschellen I3, 14 am Hackenholz drehbeweglich gehalten. The joint piece I is around a bearing blocks 10a and Iob (the flanks of the U-shaped segment Io) held tilt tube II within the by the ball stud and the sleeve longitudinal slot given limits laterally tiltable. The U-shaped segment 10 is together with the bearing blocks Ioa, Iob formed from its flanks (Fig. 2) around the hinge tube formed by the sleeve 3, which is in turn doubly supported pivotable. The hinge tube, that is to say the sleeve 3, is in a manner known per se rotatably held in insertable bearing clamps I3, 14 on the chopping wood.

Die Schellen I3, 14 werden im Hackenholz der Fußprothese, der Stiel des Gelenkstückes I wird im Unterschenkelholz der Beinprothese befestigt. The clamps I3, 14 are in the hook wood of the prosthetic foot, the handle of the joint piece I is attached to the lower leg wood of the leg prosthesis.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel (Abb. 4 bis 6) ist ein Gelenkstück I' kreuzrohrförmig ausgebildet, indem ein quer zur Laufrichtung gestelltes Haupt-oder Scharnierrohr mit einem in Laufrichtung gestellten Kipprohr ein festes Stück bildet. Das Kipprohr ist in einschraubbaren Lagerschellen I3' und I4' doppelt gelagert, und die Schellen stecken in Bohrungen einer Stützplatte I6'. Die Stützplatte ist ihrerseits mit der Führungshülse 3' aus einem Stück gearbeitet, und die Teile stehen nun so zueinander, daß der Kugel zapfen 2' des Gelenkstückes I' durch einen Längsschlitz in die Hülse 3' greift (Abb. 6). In the second embodiment (Fig. 4 to 6) is a joint piece I 'formed in the shape of a cross tube by a main or Hinge tube forms a solid piece with a tilt tube placed in the running direction. The tilting tube is double-mounted in screw-in bearing clamps I3 'and I4', and the clamps are inserted into holes in a support plate I6 '. The support plate is in turn worked with the guide sleeve 3 'from one piece, and the parts are now so that the ball pin 2 'of the joint piece I' through a longitudinal slot in the sleeve 3 'engages (Fig. 6).

An den Kugelzapfen greifen verschiebbare Kolben (1', , auf denen die Schraubenfedern 4', 5' auf sitzen, die ihrerseits durch die Hülse abschließende Stellbuchsen 8', 9'unterstützt werden. Hierbei ist zu beachten, daß die quer gestellte Hauptachse 21' und die Seele der Führungshülse 3' parallel zueinander in einer senkrechten Ebene x-y (Abb. 5) liegen müssen. Slidable pistons (1 ',, on which the coil springs 4 ', 5' sit on, which in turn are final through the sleeve Adjusting sockets 8 ', 9' are supported. It should be noted that the transverse Main axis 21 'and the core of the guide sleeve 3' parallel to each other in a perpendicular Plane x-y (Fig. 5) must lie.

Die l. agerschellen sind aus Zweckmäßigkeitsgründen bei diesem Ausführungsbeispiel in Abweichung von der sonst üblichen Bauweise nicht nebeneinander, sondern voreinander angeordnet.The l. agerschellen are for reasons of convenience in this embodiment In contrast to the usual construction, not next to each other, but in front of each other arranged.

Die Lagerschellen werden in das Absatzstück (den Hacken) der Fußprothese eingebaut, und um das Querschwenkrohr werden die Ösen oder Schellen von mit der Unterschenkelprothese versehene ; Verbindungsstücken gelegt. The bearing clamps are in the heel piece (the heel) of the prosthetic foot installed, and the eyelets or clamps are attached to the Lower leg prosthesis; Connections placed.

Bei beiden Ausführungsbeispielen ergibt sich eine Kippbeweglichkeit des künstlichen Fußes auf unebenem Gelände, die durch die Doppelfederpufferung abgefangen wird. In beiden Ausführungsbeispielen wurden Doppelgelenke dargestellt, die ähnlich einem Kardangelenk die Freibeweglichkeit eines Kugel gelenkes erreichen, jedoch mit dem Unterschied, daß durch die beschriebenen Kugelzapfen eine Begrenzung in richtigen u inkeln erreicht wird. Die Stellbuchsen gestatten eine Einstellung oder Nachstellung der Federspannung sowie ein Füllen der innerhalb der Führungshülse zwischen Stellbuchsen und Kolben gebildeten Räume mit Fett, so daß die Federn ständig in Ö1 oder Fett laufen, nicht quietschen und nicht brechen. Nötigentalls kann eine Feder auch ausgewechselt werden. In both exemplary embodiments, there is a tilting mobility of the artificial foot on uneven terrain, which is intercepted by the double spring buffering will. In both exemplary embodiments, double joints were shown that are similar a universal joint reach the freedom of movement of a ball joint, however with the difference that a limitation in correct u angles is achieved. The adjusting sockets allow an adjustment or Adjustment of the spring tension as well as filling the inside of the guide sleeve Between the adjusting bushings and the piston formed spaces with grease, so that the springs are constantly run in oil or fat, do not squeak or break. If necessary, a Spring can also be replaced.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Artificial ankle for leg prostheses with a Hinge placed transversely to the running direction, characterized in that a joint ball or a corresponding joint piece with mingestells that can be pivoted about a tilting axis an appropriately downwardly directed ball stud is provided, which is in its deflection buffered and limited on both sides by a pair of helical springs guided in a sleeve is.

2. Ankle joint according to claim I, characterized in that the two Helical springs common guide sleeve with an I, longitudinal slot is provided through which the ball stud engages in the inner sleeve.

3. Ankle according to claim I and 2, characterized in that the The longitudinal slot is offset somewhat laterally relative to the tilt axis, so that the tilting movement according to the natural, different limitation of foot movement below different large deviation angles can be limited.

4. Ankle joint according to claim I and 2, characterized in that between Ball stud (2 resp.

2 ') and coil springs (4, 5 or 4', 5 ') each have a displaceable piston (6, 7 or 6 ', 7') is arranged.

5. ankle joint according to claim I, characterized in that the sleeve to regulate the spring tension or preload by screw-in adjusting bushes (8, 9 and 8 ', 9') is closed on both sides.

6. ankle joint according to claim I to 5, characterized in that the Joint piece (I) around a bearing blocks (ion, Iob) of a U-shaped segment (Io) held tilting tube (11) can be tilted laterally.

7. Ankle according to claim I to 6, characterized in that the Tilt tube (II) is held in a U-shaped bearing segment (Io), which in turn pierced and pivotable with the double-bearing hinge tube (3).

8. ankle according to claim I to 7, characterized in that the Hinge tube (3), which is rotatably held in bearing clamps (13, I4), at the same time designed as a slotted guide sleeve for the coil springs and pistons is.

9. ankle joint according to claim I to 5, characterized in that the Joint piece is designed as a tilting tube held in stock blocks.

IO. Ankle joint according to Claims 1 to 5 and 9, characterized in that that the tilt tube forms a cross tube piece with the hinge tube.

II. Ankle joint according to claims I and 2, characterized in that the guide sleeve (3 ') with a support plate (I6') in which the bearing blocks are inserted, is formed into one piece.

12. Ankle joint according to claim I to 5 and 9, characterized in that that the bearing blocks are designed directly as insertable bearing clamps (13 ', I4') and plug them into the holes in the support plate (I6 ').

13. Ankle joint according to claim I to 5 and I2, characterized in that that the axis of the tilting tube connected to the joint piece (I ') and the axis the spring sleeve are parallel to each other in a vertical plane.