-
Kniegelenk für Beinprothesen Zusatz zum Patent SX6 139
Das Patent 876
139 bezieht sich auf ein Kniegelenk für Beinprothesen, dessen wesenthche Merkmale
darin bestehen, daß die mit dem Unterschenkel verbundene Gelenkachse im Oberschenkel
derart im Höhensinn beweglich. gelagert ist, daß sich der Oberschenkel bei Belastung
der Prothese nach unten bewegen und dabei zwischen zueinandergeneigten, am Ober-
und am Unterschenkel angeordneten, einander entsprechenden und gegenüberliegenden
Flächen eine Bremswirkung hervorrufen kann. Erfindungsgemäß sol4 ein solches Kniegelenk
hinsichtlich der Lagerung der Gelenkachse in besonders zweckmäßiger Weise weiter
entwickelt werden, und zwar im Hinblick darauf, daß die Achse die Bewegun.gen, die
ihr im Höhensinn unter der Wirkung der Belastung der Prothese erteilt werden, gleichmäßig
ausführt und insbesondere ein etwaiges Verkanten vermieden wird, ohne daß jedoch
das für die Bremswirkung wichtige Spiel des Gelenkes dadurch beeinträchtigt wird.
Zu diesem Zweck wird erfindungsgem.äß vorgeschlagen, die Gelenkachse schwingend
zu lagern, und zwar vorzugsweise in Schwinghebeln, die starr mitein,-ander verbunden
sind. Weiterhin erstreckt sich die Erfindung auf - die Anordnung derjenigen Achse,
um die die Gelenkachse schwingt, in bezug auf diese selbst, und zwar wird erfindungsgemäß
die Schwingachse in Gehrichtung vor der Gelenkachse angeordnet. Aus dieser Anordnung
ergeben sich bestimmte vorteilhafte Wirkungen hinsichtlich der Lüftung der bei dem
Kniegelenk vorgesehenen Bremsflächen während der Gehbewegung des Pro-
thesenträgers,
worauf nach der Erläuterung des Ausführungsbespiels des Erfidnungsgegenstandes noch
näher eingegangen wird.
-
Es ist an sich bereits bekannt, bei einem' Kniegelenk für Beinprothesen
die Gelenkachse schwingend zu lagern. Indessen steht diese bekannte Lagerung außer
Zusammenhang mit derartigen Mitteln, wie sie nach dem Hauptpatent zur Erzielung
der Bremswirkung zwischen Ober- und Unterschenkel vorgesehen sind, und des weiteren
ist die bekannte Kniegelenkachse nicht in Schwiagbeheln gelagert, sondern es ist
dort die Gelenkachse mit ihrer Schwingachse durch eine rechteckige Platte verbunden,
die im Innern des Oberschenkels einen erueblichen waagerechten Raum beansprucht,
zumal sie eine gewisse Mindestwandstärke besitzen muß, um verwindungssteif zu sein.
Außerdem liegt bei dieser bekannten .Gelenkausbildu'ng -die Schwingachse in Gehrichtung
hinter der Gelenkachse, woraus sich einige nicht unwesentliche Nachteile hinsichtlich
der Bremswirkung und ihrer Aufhebung während des Ganges ergeben.
-
Ferner erstreckt sich die Erfindung auf die besondere Ausgestaltung
der schwingend gelagerten Gelenkachse hinsichtlich ihrer nachgiebigen Lagerung und
ihres Einbaues in die Prothese sowie auf die Möglichkeit, das Spiel im Gelenk wahlweise
auszuschalten.
-
Der Erfindungsgegenstand ist im nachstehenden durch ein Ausführungsbeispiel
an Hand der Zeichnung näher erläutert.
-
Abb. I zeigt eine mit dem Erfindungsgegenstand versehene Beinprothese
in Seitenansicht, während im größeren Maßstab die Gelenkachse in Abb. 2 in Stirnansicht,
in Abb. 3 in Seitenansicht und in Abb. 4 in Oberansidht dargestellt ist.
-
Die den Oberschenkelteil 1 mit dem Unterschenkelteil 2 der Prothese
verbindende Achse 3 ist an jeder Stirnseite in einer Wange 4 drehbar gelagert. Die
beiden Wangen 4 sind an der Außen-und Innenseite des Unterende des Oberschenkelteiles
parallel und in gegenseitiger Projektion gelagert und durch eine in der Hülse 6
den Oberschenkelteil durchdringenden Schwingachse 5 undrehbar miteinander verbunden.
Das Spiel der Achse 3 beim Schwingen um die Achse 5 im H8hensinn des Kunstbeines
ist nur gering bemessen und auf die erforderliche Bewegung für das Lösen und Anliegen
von zueinandergeneigten Bremsflächenpaaren 7 und 8 abgestellt. Der Unterschenkelteil
2, der mittels zweier Schienen g auf der Achse 3 schwenkbar gelagert ist, greift
mit einem das Bremsflächenpaar 7 tragenden Vorsprung in ein die Gegenfläche 8 bildende
Ausnehmung des Oberschenkelteiles 1 ein. Wie Abb. 1 und 2 erkennen lassen, liegt
die Schwingachse 5 in der Gehrichtung des Kunstbeinträgers vor der Gelenkachse 3,
und zwar zweckmäßig etwas unterhalb der Horizontalebene der Gelenkachse (s. Abb.
1).
-
Die den Unterschenkelteil 2 tragenden Schienen g sind auf ,der Achse
3 gelagert, und zwar ist die Achse 3 mit den Augen der Schienen g durch Gewinde
bzw. Konus starr verbunden. Unter Einschaltung einer Hülse aus Vulkanfiber oder
ähnlichem Werkstoff ist die Achse 3 in einer aus zwei Hälften bestehenden Buchse
10 aus Stahl gelagert, von der je eine Hälfte mit der dazugehörigen Wange 4 starr
verbunden ist. Die beiden Hälften der Buchse 10 stoßen entweder stumpf gelgeneinander
oder greifen mittels einer Verzahnung 11 (Abb. 3) ineinander eilen.
-
Die Nachgiebigkeit der Lagerung der Buchse 10 in einer Ausnehmung
12 des Oberschenkelteils I wird einerseits durch ein unter der Buchse 10 angeordnetes
Polster 13 (s. auch Abb. 2) aus verhältnismäßig wenig nachgiebigem Weichgummi sowie
andererseits wahlweise durch je einen neben der Wange 4 in der Ausnehmung I2 angeordneten
Gummiring 14 und/oder je eine von oben auf jeden Buchsenteil 10 wirkende Druckfeder
15 bewirkt.
-
Oberhalb der Gelenkachse 3 ist in einer den Oberschenkelteil durchdringenden
Buchse I6 eine Achse I7 gelagert, die an beiden Enden in der Ebene jeder der beiden
Wangen 4 eine undrehbar auf ihr befestigte Scheibe 18 mit einer Abflachung 19 trägt.
-
Die an der Außenseite des Kunstbeines sitzende Scheibe I8 ist mit
einem Handgriff 20 versehen, der auch durch einen Hebel ersetzt werden kann.
-
In der in Abb. I und 2 gezeichneten Stellung befinden sich die Abflachungen
19 der Scheiben 18 gegenüber der Wange 4, so daß sie deren Spiel beim Ausschwingen
um die Achse 5 nicht beeinträchtigen, sondern die den Ober- mit dem Unterschenkelteil
kuppelnde Wirkung der Bremsflächenpaare 7 und 8 ermöglichen. Schwenkt man hingegen
an dem Handgriff 20 die Achse I7 'so weit, daß die beiden Scheiben I8 mit ihrem
vollen Umfang in den Bereich der Wangen 4 gelangen, so liegen sie an diesen an und
halten sie in einer Stellung fest, in der die Brem'sflächenpaare 7 und 8 voneinander
gelöst sind, so daß das Kniegelenk sich frei bewegen kann. Diese Stellung der Andruckscheiben
IS ermöglicht dem Prothesenträger eine Beweglichkeit, die ihm sogar das Radfahren
unter aktiver Benutzung des Kunstbeines gestattet.
-
Bei dem Kniegelenk nach dem. Patent 876 I39 wird erfindungs'gemäß
mit der schwingend gelagerten Gelenkachse die fortschrittliche Wirkung erzielt,
daß der Prothesenunterschenkel seine Bewegungen im Hölhensinn gegenüber dem Oberschenkel
unter genauer Einhaltung seiner Längsachse ausführt. Dadurch wird ein stets gleichmäßiges
Anliegen und Lösen der Bremsflächenpaare erzielt sowie jede noch so geringfügige
ungleichmäßige Bewegung des Unterschenkels quer zrur Achse des Gelenkes vermieden,
so daß das Sicherheitsgefühl des Prothesenträgess weiterhin erhöht wird.
-
Die erfindungsgemäße Anordnung der Schwing achse in Gehrichtung vor
der Gelenkachse wirkt sich besonders günstig auf die Entlastung der Bremse im Augenblick
des Übertretens des Prothesenträgers, also dann aus, wenn das Kunstbein während
der Gehbewegung seine äußerste Schrägstellung am Ende eines Schrittes durchschreitet;
im
Zusammenhang mit der in diesem Augenblick über den Anschlag 21 (Abb. I) der Bremse
erfolgenden Lastübertragung entsteht hier ein Moment, das auf die Gelenkachse nach
oben und somit im Sinne des Lösens der Bremse wirkt, so daß ein etwaiges Klemmen
der Bremsflächen ausgeschlossen wird. Aber auch beim Übertreten mit leicht gebeugtem
Knie wird infolge des bis zu diesem Augenblick vorhandenen Eingriffs der Bremsflächen
die gleiche Wirkung erzielt. Die Anordnung der schwingachse 5 etwas unterhalb der
Horizontalebene der Gelenkachse (bei gestreckt und senkrecht aufgesetztem Kunstbein)
ermöglicht es, das Kunstbein auch bei stärker gebeugtem Knie, z. B. beim Gehen auf
ansteigender Bahn oder beim Treppensteigen, zu, belasten, ohne daß nunmehr das Spiel
beim Anlegen der Bremsflächen beeinträchtigt wird. Diese Wirkungen treten überdies
ganz al<lgemein infolge der neuen vorderen Anordnung der Schwingachse auch bei
einer anderen al.'s der im Ausführungsbeispiel dargestellten Ausbildung der Bremse
ein.
-
Die federnde Lagerung der Gelenkbuchse kann man, wie Abb. 3 zeigt,
abgestuft gestalten, und zwar durch Anordnung des verhältnismäßig wenig nachgiebigen
Gummipolsters I3, das somit vorzugsweise für die Aufnahme eines größeren Körpergewichtes
geeignet ist, sowie mittels der beiden weichen Gummiringe 14. Sieht man von der
Anordnung der nach allen Seiten federnden Ringe 14 ab, so übernehmen die Federn
15 zusammen mit dem Gummipolster 13 die nachgiebige Lagerung der Gelenkbuchse. Indessen
kann man auch die Federn und' die Ringe gleichzeitig vorsehen, wäh rend man andererseits
auf die Federn um so eher verzichten kann, wenn man das Federungsvermögen der Gummi
ringe .durch Anordnung eines Puffers 22 auf ihrem Scheitel (Abb. 2 und 3) erhöht,
der in je einer entsprechenden Ausnehmung des Oberschenkels geführt ist gegen den
er sich abstützt.
-
Die Teilung der Buchse 10 in zwei Hälften erleichtert ihren Einbau
in die für -sie bestimmte Ausnehmung des Oberschenkels. Die Verzahnung 11 ergibt
eine zusätzliche Sicherung gegen eine gegenseitige Verdrehung der Buchsenhälften.
-
Die an dem griff 20 der Achse I7 verdrehbaren Scheiben I8 können
in eine Stellung gebracht wer den, in der ihre volle Umfangsfläche, wie in Abb.
2 strichpunktiert angedeutet, an der Oberseite der Wangen 4 anliegt. Dadurch wird
die Gelenkachse in ihrer unteren Lage festgehalten u<nd ihre Schwingbeweglichkeit
ausgeschaltet. Dies hat zur Folge, d'aß die Bremsflächen außer Anlage gehalten werden
und das Kniegelenk frei beweglich ist, wodurch dem Prothesenträger die Benutzung
eines Fahrrades jeder Bauart unter Kraftausübung auch durch das Kunstbein ermöglicht
wird.