DE926319C

DE926319C - Joint for artificial thigh legs

Info

Publication number: DE926319C
Application number: DEK16962A
Authority: DE
Inventors: Felix Kleinekathoefer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1953-02-04
Filing date: 1953-02-04
Publication date: 1955-04-14

Description

Gelenk für OberschenkelWKunstbeine Gegenstand der Erfindung ist ein Gelenk für Oberschenkel-Kunstbeine, insbesondere für solche, die mit einer Kniegelenkbelastungsbremse ausgerüstet sind.Joint for thighs W artificial legs The invention is a Joint for artificial thigh legs, especially for those with knee joint load brakes are equipped.

Die Erfindung betrifft eine Weiterentwicklung des Gegenstandes des Patents 893 992 und bezweckt eine Verbesserung der Kniegelenksfunktion, die sich beim Hauptpatent nur auf einen Teil des gesamten Bewegungs- und Funktionsablaufs, nämlich denjenigen der Belastungsphase, beschränkt. Durch den Gegenstand der vorliegenden Zusatzerfindung wird eine weitere Vervollkommnung der Gelenk- und Bewegungseigens chaften des künstlichen Kniegelenks erreicht, indem nunmehr auch Einfluß genommen wird auf die Pendelphase, so daß der Gegenstand des Hauptpatents zusammen mit dem des vorliegenden Zusatzes den ganzen Zeitraum der Bewegung und der Belastung umfaßt. The invention relates to a further development of the subject matter of Patent 893 992 and aims to improve the knee joint function, which is with the main patent only on part of the entire sequence of movements and functions, namely those of the stress phase. By the subject matter of the present Additional invention is a further improvement of the joint and movement properties of the artificial knee joint achieved by now also exerting influence is on the pendulum phase, so that the subject of the main patent together with the of the present addendum covers the entire period of movement and exertion.

Wenn auch bisher bekanntgewordene Verbesserungen das Ziel hatten, das Gefahrenmoment des Einknickens während der Belastungsphase herabzumindern oder gar zu beseitigen, so blieben doch nach der Belastungsphase, also während der Pendelphase, im Verlauf derer der Unterschenkel nach vorn schwingt, erhebliche Mängel bestehen, deren Bedeutung für den gesamten Bewegungsablauf sowie hinsichtlich der Rückwirkung auf die Belastungsphase sehr wesentlich ist. Diese Mängel bestehen vor allem darin, daß mit Beginn der Schwungphase, also des Vorschwingens der unbelasteten Prothese der Unterschenkel infolge seiner Schwerkraft und seines Beharrungsvermögens der nach vorn schwenkenden Bewegung des Oberschenkels beim normalen Gangtempo nicht schnell genug nachkommt. Die Folge ist ein zu weites Ausschlagen des Unterschenkels bzw. Fußes nach hinten und ein zu großer Beugewinkel des Kniegelenks, wodurch wiederum eine unnatürliche Beinbewegung entsteht. Seit langem hat man die Fliehbewegung des Unterschenkels dadurch herabgernindert, daß man entweder den Kniegelenkspunkt so verlegt, daß der Schwerpunkt des Unterschenkels stark nach vorn wandert, oder aber mit Hilfe elastischer Gurte oder Federn die Streckung des gesamten Kunstbeines im Kniegelenk begünstigt. Even if the improvements that have become known so far had the goal of to reduce the risk of buckling during the loading phase or even to be eliminated, after the stress phase, i.e. during the pendulum phase, in the course of which the lower leg swings forward, there are significant deficiencies, their importance for the entire sequence of movements as well as with regard to the retroactive effect on the stress phase is very important. These shortcomings mainly consist in that with the beginning of the swing phase, i.e. the pre-swing of the unloaded prosthesis the lower leg as a result of its gravity and its persistence of the after Forward pivoting movement of the thigh not fast at normal walking pace enough. The consequence is that the lower leg or leg is deflected too far. Foot backwards and too large a flexion angle of the knee joint, which in turn an unnatural leg movement occurs. The fleeing movement of the Lower leg by reducing either the knee joint point in this way relocated that the center of gravity of the lower leg moves strongly forward, or else with the help of elastic straps or springs the stretching of the entire artificial leg in the Knee joint favors.

Die bekannten Mittel und Maßnahmen, insbesondere aber die elastischen Gurte od. dgl., haben den Nachteil, daß sie im ersten Zeitraum der Pendelbewegung zu stark und im zweiten zu schwach wirken. Dasselbe gilt auch für die erwähnte Ver-]agerung des Unterschenkels. Wenn nun mit den bekannten Mitteln die Pendelbewegung auf ein bestimmtes, mittleres Gangtempo eingestellt wird, so ist diese Einstellung nicht mehr richtig, wenn das Gangtempo vom Prothesenträger verlangsamt oder beschleunigt wird. Findet beispielsweise eine Ver-]angsamung des Gangtempos statt, so bleibt infolge des zu strammen Vorbringerzuges der Unterschenkel steif zum Kniegelenk hängen. Wird dagegen das Gangtempo über das Mittelmaß hinaus beschleunigt, so kommt der Unterschenkel nicht mehr rechtzeitig zur Aufnahme der Belastung nach vorn, wodurch das Kniegelenk einknickt und der Amputierte zu Boden stürzt. The known means and measures, but especially the elastic ones Belts or the like, have the disadvantage that they are in the first period of pendulum motion appear too strong and too weak in the second. The same applies to the aforementioned aggravation of the lower leg. If now with the known means the pendulum movement on If a certain, medium walking speed is set, this setting is not more correct when the gait speed of the prosthesis wearer slows down or accelerates will. If, for example, the pace of the gait slows down, it remains the lower legs hang stiffly to the knee joint as a result of the forward puller being too tight. If, on the other hand, the pace is accelerated beyond mediocrity, the will come Lower leg no longer in time to take the load forward, which means the knee joint buckles and the amputee falls to the ground.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Verbesserung hat nicht den Zweck, zur Steuerung der Bremse und des Belastungszeitraumes, zu dienen, sondern dient lediglich zur Steuerung der Bewegungsvorgänge während des Pendelzeitraumes, wobei durch die angewendeten Mittel erreicht wird, daß der Unterschenkel sowohl bei langsamstem Gangtempo leicht und natürlich innerhalb des gewünschten Ratunes pendelt als auch bei schärfstem Gangtempo nicht zu weit nach hintern infolge der abbremsenden elastischen Mittel ausschlagien kann und von diesen so zur Umkehr gezwungen wird, daß er rechtzeitig wieder zur Aufnahme der Belastung die Streckstellung der Prothese erreicht. The improvement proposed according to the invention does not have the purpose of to control the brake and the load period, to serve, but serves only to control the movement processes during the pendulum period, whereby by the means used it is achieved that the lower leg both at the slowest Walking pace fluctuates easily and naturally within the desired ratio as well At the sharpest walking speed not too far backwards due to the braking elastic Funds can turn out and be forced to turn around by them in such a way that he is timely reaches the extended position of the prosthesis again to absorb the load.

Zur Lösung der vorliegenden Erfindungsaufgabe wird vorgeschlagen, die Prothese mit~ Mitteln zu versehen, die die Pendelphase des Unterschenkels wunschgeinäß steuern und die Pendelbewegung begrenzen, wobei diese zunächst das einseitig wirkende. den Unterschenkel nach vorn ziehende Schwergewicht aufheben oder sogar den Unterschenkel leicht beugend beeinflussen und bei weiterer Beugung unter eine bestimmte Knicklage, vorzugsweise etwa I500, herab stark wirksam werden und mit zunehmender Beugung einen stets größer werdenden Gegendruck erzeugen, der bei weiterer gewaksamer Beugung unter einen bestimmten Beugewinkel, vorzugsweise etwa go", hinab an diesem aufhört und dann beugend wirkt, während mit zunehmender Streckung die leicht exzentrische Bremsbahn des Oberschenkels unter stärker werdender Reibung auf der Bremsfläche aufläuft. To solve the present invention, it is proposed that to provide the prosthesis with means that allow the pendulum phase of the lower leg as desired control and limit the pendulum movement, this initially acting on one side. Lift the heavy weight pulling the lower leg forward or even the lower leg slightly flexing and with further flexing below a certain kink, preferably about 1500, become more effective downwards and one with increasing flexion Generate increasing counter-pressure, which is the case with further careful flexion at a certain flexion angle, preferably about go ", stops at this and then has a flexing effect, while with increasing extension the slightly eccentric one Braking path of the thigh with increasing friction on the braking surface runs up.

Erfindungsgemäß ist es möglich, die eingebauten elastischen Mittel zum Zwecke der trränclerung der erstrebten Wirkung hinsichtlich ihrer Lage zu verändern oder gegen andere, die eine andere Wirkungscbarakteristik besitzen, auszuwechseln. According to the invention it is possible to use the built-in elastic means to change their position for the purpose of saturation of the desired effect or to replace it with others that have different efficacy characteristics.

Die erwähnten Mittel zur Erreichung des angestrebten, aufgezeigten Zieles können unterschiedlichter Art sein. Gemäß der vorliegenden Erfindung sollen sie aus Gestängen bestehen, die zwischen dem Ober- und Unterschenkel, gelenkig mit diesen verbunden, angeordnet und mit elastischen Mitteln, wie z. B. Federn, Gummipuffern od. dgl., verbunden sind. Sie können aber auch aus an einem Teile des Beines angebrachten Kurvenbahnen und am anderen Teile des Beines angeordneten, unter der Wirkung elastischer Mittel stehenden, auf den Kurvenbahnen laufenden oder gleitenden Elementen. wie z. B. Rollen od. dgl., bestehen. Es ist überdies vorteilhaft, die Bewegung der Gestänge in ihrem Führungspunkt durch Reibuiigskräfte, deren Größe durch Druckmittel verschiedenster bekannter Art verändert werden kann, zu beeinflussen, um eine Verzögerung oder Beschleunigung der freien Pendelbewegung zu erreichen; das gleiche gilt selbstverständlich auch sinngemäß bei Vervzendung von Kurvenbahnen. The means mentioned to achieve the desired, indicated Objectives can be of different types. According to the present invention they consist of rods that are articulated with between the thigh and lower leg these connected, arranged and with elastic means, such as. B. springs, rubber buffers or the like., are connected. But they can also be attached to one part of the leg Curved tracks and arranged on the other part of the leg, more elastic under the effect Medium standing, moving or sliding elements on the curved tracks. how z. B. roles od. Like., Exist. It is also advantageous to control the movement of the linkage in their guide point by frictional forces, the size of which by pressure medium varied known type can be changed, affecting a deceleration or acceleration to achieve the free pendulum movement; the same is of course also true correspondingly when using curved paths.

Im Rahmen der Erfindung soll es gleichgültig sein, ob die die Pendelphase beeinflussenden und steuernden Mittel in einem Kunstbein ein- oder mehrfach vorhanden sind. In the context of the invention, it should be immaterial whether the pendulum phase influencing and controlling means present one or more times in an artificial leg are.

Bei den erfindungsgemäß ausgerüsteten Oberschenkelprothesen ist es von weiterem Vorteil, die Bremsfläche der Kniegeienkbremse derart einzuregulieren, daß sie bei Streckung der Prothese mit stärker werdendem Druck auf die leicht exzentrisch verlaufende Kniekreisbahn am Oberschenkel wirkt, was erfindtmgsgemäß dadurch geschehen soll, daß der elastische Bremsbelag durch geeignete Druckmittel in seiner Länge oder Breite zusammengedruckt und dadurch dicker wird. Diese Druckmittel befinden sich vorzugsweise an der hinteren Stirnfläche des Bremsbelages, gegen die eine Anlage-(Iäche durch eine Schraube od. dgl. angepreßt wird. In the case of the thigh prostheses equipped according to the invention, it is Another advantage is to regulate the braking surface of the knee brakes in such a way that that they are slightly eccentric when the prosthesis is stretched with increasing pressure on the running knee circular path on the thigh acts, which according to the invention thereby happen should that the elastic brake lining by suitable pressure means in its length or width and thus becomes thicker. These pressure media are located preferably on the rear face of the brake lining, against which a contact (I surface by a screw or the like. Is pressed.

In den Fig. I bis 5 ,der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in besonders bevorzugten Aus führungsbeispielen dargestellt. In Figs. I to 5, the drawing is the subject of the invention Shown in particularly preferred exemplary embodiments from.

Fig. I zeigt einen Schnitt durch ein mit der erfindungsgemäßen Einrichtung ausgerüstetes Kunstbein in gestreckter Stellung, Fig. 2 das gleiche -bei einer Kniebeugung von 30 bzw. 1500, Fig. 3 bei Beugung des Knies über go" hinaus und Fig. 4 die prinzipielle Anordnung von Kurvenbahn und federbelasteter, auf dieser laufender Rolle; Fig. 5 zeigt die Anordnung der Einrichtung zur Regelung der Stärke des Bremsbelages. Fig. I shows a section through a with the device according to the invention Equipped artificial leg in the extended position, Fig. 2 the same - with a knee flexion of 30 or 1500, FIG. 3 when the knee is bent beyond go ″ and FIG. 4 shows the principle Arrangement of cam track and spring-loaded roller running on this; Fig. 5 shows the arrangement of the device for regulating the thickness of the brake lining.

Um in erfindungsgemäßer Weise die gestellte Aufgabe zu lösen und so das gesteckte Ziel zu er- reichen, ist am Oberschcnkelknie I gelenkig mit diesem verbunden ein Gestänge 2 befestigt, das in die ausgehöhlte Wade 3 des Unterschenkels hineinragt. Dieses Gestänge 2 gleitet in einem Führungsloch 4 einer im Unterschenkel befestigten Brücke 6, aus dem es bei voller Schwenkung des Oberschenkels niemals heraustreten kann. Oberhalb des Führungsloches trägt das Gestänge 2 an bestimmter Stelle einen Flansch 5. Zwischen Führungslochträger 6 und Flansch 5 ist ein auf dem Gestänge sitzendes elastisches Mittel 7, ausführungsgemäß beispielsweise ein Gnmmipuffer, angeordnet. Dieser Gummipuffer 7 ist bei Streckstellung so weit vom Führungslochträger entfernt, daß der Oberschenkel eine Beugung von etwa 30° (s. Fig. 2) oder wahlweise mehr oder weniger machen kann, ehe der Gummipuffer 7 bei weiterer Beugung zusammengepreßt wird (s. Fig. 3). Es kann also ein bestimmter Beugewinkel frei pendelnd erreicht werden, ohne daß das elastische Mittel 7 hemmend wirkt. Erst bei weiterer Beugung, hervorgerufen z.B. durch heftigen Anschlag infolge schnelleren Gehens, wird das elastische Mittel 7 mehr oder weniger stark zusammengepreßt und somit die Pendelung elastisch begrenzt und der Unterschenkel zur Umkehr seiner Bewegung gezwungen. D;a es zweckmäßig ist, daß der Unterschenkel innerhalb des Beugewinkels von I 80 bis I50° nicht durch seine Schwerkraft zur Streckung beeinflußt, sondern die Beugung begünstigt wird, ist erfindungsgemäß z. B. zwischen dem Unterschenkel 3 und dem Gestänge 2 ein auf Zug wirkendes Element 8 befestigt, das über das Gestänge g den Oberschenkel I so lange zur Beugung zwingt, bis das elastische Mittel 7 am Gestänge 2, ausführungsgemäß der Gummipuffer 7, am Führungslochträger 6 anliegt (s. Fig. 2). Das Steuerungsgestänge 2 ist am Knieteil des Oberschenkels I derart gelenkig angebracht, daß bei einer Beugung über 900 der Aufhängungspunkt auf die andere Seite der Achse wechselt (s. Fig. 3), wodurch das Bestreben des elastischen Mittels 7, sich auszudehnen, dann eine weitere Beugung des Oberschenkels begünstigt. Dies hat den Vorteil, daß sich in der Sitzlage das Kunstbein durch die elastischen Mittel nicht von selbst strecken kann. In order to solve the problem in accordance with the invention and in this way to achieve the goal is enough on the thigh knee I articulated with this a linkage 2 attached, which in the hollowed out calf 3 of the lower leg protrudes. This linkage 2 slides in a guide hole 4 a bridge 6 fixed in the lower leg, from which it is when fully pivoted of the thigh can never come out. Above the guide hole the Linkage 2 at a certain point a flange 5. Between guide hole supports 6 and Flange 5 is an elastic means 7 seated on the linkage, according to the embodiment for example a Gnmmipuffer, arranged. This rubber buffer 7 is in the extended position so far away from the guide hole carrier that the thigh flexes approximately 30 ° (see Fig. 2) or optionally more or less before the rubber buffer 7 is compressed upon further flexion (see Fig. 3). So there can be a certain one Flexion angle can be reached freely pendulum without the elastic means 7 inhibiting works. Only with further flexion, e.g. caused by a violent impact faster walking, the elastic means 7 is compressed more or less strongly and thus the oscillation is elastically limited and the lower leg to reverse its Forced movement. D; a it is advisable that the lower leg is within the flexion angle from I 80 to I50 ° not influenced by its force of gravity for extension, but the diffraction is favored, according to the invention z. B. between the lower leg 3 and the linkage 2 attached to a train acting element 8, which on the linkage g forces the thigh I to flex until the elastic means 7 am Linkage 2, according to the embodiment, the rubber buffer 7, rests on the guide hole carrier 6 (see Fig. 2). The control linkage 2 is such on the knee part of the thigh I articulated so that with a flexion over 900 the suspension point on the other side of the axis changes (see. Fig. 3), whereby the endeavor of the elastic By means of 7, to expand, then favors further flexion of the thigh. This has the advantage that in the seated position the artificial leg is stretched through the elastic Funds cannot stretch by themselves.

Auf dem hinteren EndeIo des Bremsbackens 1 1 sitzt beweglich ein Druckstück I2, das mit seinem oberen Flansch 13 an der hinteren Stirnfläche I4 des Bremsbelages 15 anliegt. Am Bremsbacken I I ist ein mit einem Gewindeloch 16 versehener Flansch 17 befestigt. Den unteren Flansch 18 des Druckstückes I2 und den Flansch 17 am Bremsbacken ii verbindet eine Schraube I9, die bei Drehung das Druckstück 12 bewegt. On the rear end of the brake shoe 1 1 sits movably Pressure piece I2, which with its upper flange 13 on the rear face I4 of the Brake lining 15 is applied. A threaded hole 16 is provided on the brake shoe I I Flange 17 attached. The lower flange 18 of the pressure piece I2 and the flange 17 on the brake shoe ii connects a screw I9 which, when rotated, the pressure piece 12 moves.

Die erfindungsgemäßen Merkmale tragen wesentlich zur Vervollkommnung von Kunstbeinen bei, indem sie den Prothesenträgern das Gefühl erhöhter Sicherheit vermitteln und die Bewegung des Kunstbeines dem natürlichen Gang anpassen. The features according to the invention contribute significantly to perfection artificial legs by giving the prosthesis wearer the feeling of increased security convey and adapt the movement of the artificial leg to the natural gait.

PATENTANSPROCHE: I. Gelenk für Oberschenkel-Kunstbeine mit Kniegelenkbremse nach Patent 893 992, dadurch gekennzeichnet, daß die Pendelphase des Unterschenkels wunschgemäß steuernde und die Pendelbewegung begrenzende Mittel vorgesehen sind, die zunächst das einseitig wirkende, den Unterschenkel nach vorn ziehende Schwergewicht aufheben oder sogar den Unterschenkel leicht beugend beeinflussen und bei weiterer Beugung unter eine bestimmte Knicklage, vorzugsweise etwa I50°, herab stark wirksam werden und mit zunehmender Beugung einen stets größer werdenden Gegendruck erzeugen, der bei weiterer gewaltsamer Beugung unter einen bestimmten Beugewinkel, vorzugsweise etwa 90°, hinab an diesem aufhört und dann beugend wirkt, während mit zunehmender Streckung die leicht exzentrische Bremsbahn des Oberschenkels unter stärker werdender Reibung auf der Bremsfläche aufläuft. PATENT APPLICATION: I. Joint for artificial thigh legs with knee joint brake according to patent 893 992, characterized in that the pendulum phase of the lower leg Means that control the pendulum movement and limit the pendulum movement are provided as required, the heavyweight that initially acts on one side and pulls the lower leg forward pick up or even influence the lower leg slightly flexing and with further Bending below a certain kink, preferably about 150 °, is very effective and with increasing flexion generate an ever increasing counter pressure, the one with further violent flexion at a certain flexion angle, preferably about 90 °, down at this ceases and then acts flexing, while increasing Stretching the slightly eccentric braking path of the thigh under increasing strength Friction accumulates on the braking surface.

Claims

2. Joint according to claim I, characterized in that as the pendulum phase the lower leg controlling and the pendulum movement limiting means between the upper and lower leg a linkage that is two-sided with one-sided or against each other acting, elastic means is connected and the two legs articulated, is arranged 3. joint according to claim I, characterized in that as the pendulum phase the lower leg controlling and the pendulum movement limiting means on one Parts of the leg curved paths and on other parts under the effect of elastic Medium standing, running or sliding elements such as rollers on the cam tracks or the like., Are attached.

4. Joint according to claims I to 3, characterized in that the elastic means for changing the effect shift or against others with other action characteristics are interchangeable.

5. Joint according to claims I to 4, characterized in that the movement of the linkage in a guide point or the movement of the cam track by friction, the size of which can be changed by pressure medium or the like, for the purpose of Deceleration or acceleration of the pendulum movement of the lower leg can be influenced is.

6. Joint, characterized in that the pendulum phase of the lower leg controlling and the pendulum movement limiting means according to claims I to 6 are present one or more times.

7. Joint according to claims I to 6, characterized in that the elastic brake lining for the purpose of thickening by pressure medium, which is preferably attack on its rear face, is compressible.