DER0009228MA

DER0009228MA -

Info

Publication number: DER0009228MA
Authority: DE

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 10. Juni 1952 Bekanntgemacht am 5. Juli 1956Registration date: June 10, 1952. Advertised on July 5, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Die Erfindung bezieht sich auf Beinprothesen und befaßt sich insbesondere mit einer Oberschenkelprothese, bei der der Unterschenkel sowie der an denselben angelenkte Fuß in einem unbelasteten Zustand des letztgenannten in der Hauptsache im Verhältnis zum Oberschenkelteil durch einen Winkelbereich zwischen einem rechten oder etwas spitzigen Winkel und einer Strecklage von ungefähr i8o° frei beweglich ist, während eine hydraulische Sperrvorrichtung selbsttätig beim Auftreten auch der geringsten Belastung des Prothesenfußes zur Wirkung kommt, um eine Sperrung des Kniegelenkes derart herbeizuführen, daß die Beweglichkeit zwischen Ober- und Unterschenkelteil sofort in der Winkellage aufgehoben wird, in der sich der Unterschenkel im Verhältnis zum Oberschenkel in dem Augenblick befindet, in dem die Belastung des Prothesenfußes wirksam auftritt. Beinprothesen werden im allgemeinen in zwei Hauptgruppen eingeteilt, die sich dadurch unterscheiden, ob die Prothese ein natürliches Bein ersetzen soll, das oberhalb oder unterhalb des Knies amputiert worden ist. Die bei Prothesen der letztgenannten Art, d. h. für einen Unterschenkelstumpf (tibialen Stumpf) auftretenden Probleme sind wesentlich einfacher als die Schwierigkeiten, die bei der Herbeischaffung einer Prothese für ein Bein überwunden werden müssen, das oberhalb desThe invention relates to leg prostheses and is particularly concerned with a thigh prosthesis, in which the lower leg and the foot articulated to it in an unloaded one Condition of the latter mainly in relation to the thigh part by an angular range between a right or somewhat acute angle and an extended position is freely movable from about i8o °, while a hydraulic locking device is automatic when Occurrence of even the slightest load on the prosthetic foot comes into play to a blocking of the knee joint in such a way that the mobility between the upper and lower leg part is immediately lifted in the angular position in which the lower leg is in relation to the Thigh is located at the moment when the load on the prosthetic foot is effective. Leg prostheses are generally divided into two main groups, which differ in: whether the prosthesis is to replace a natural leg, the one above or below the knee has been amputated. In the case of prostheses of the last-mentioned type, d. H. for a lower leg stump Problems encountered (tibial stump) are much simpler than the difficulties encountered in obtaining a prosthesis for a leg that must be overcome above the

609 548/30609 548/30

R9228 VIIId/3OdR9228 VIIId / 3Od

natürlichen Knies amputiert worden ist. Im erstgenannten Fall dürfte in der Regel das noch verbliebene Knie und dessen Muskulatur eine ausreichende Kontrolle "über die Beweglichkeit des Kniegelenkes der Prothese ermöglichen und somit - , zu einem verhältnismäßig gleichförmigen und natürlichen Gang des Prothesenträgers beitragen. Handelt es sich dagegen, um einen künstlichen Ersatz für eine Person, die das eine oder gar beide. ίο Beine oberhalb des Knies verloren hat, so müssen ganz andere Bedingungen an die Konstruktion einer entsprechenden Prothese gestellt werden, zumal ein Oberschenkelstumpf (femuraler Stumpf) nicht mehr in der Lage ist, irgendwelche aktive Kontrolle über die Beweglichkeit oder die Bewegung des Unterschenkels im Verhältnis zum Oberschenkel auszuführen. Da sich die Erfindung jedoch ausschließlich mit einer Oberschenkelprothese befaßt, werden im nachstehenden nur die mit dieser Prothesengruppe verknüpften Probleme näher erläutert. Im Laufe der letzten Zeit und insbesondere nach dem zweiten Weltkrieg ist eine Vielzahl von verschiedenen Prothesenkonstruktionen vorgeschlagen, hergestellt und praktisch ausprobiert worden, wobei sich sowohl Bandagisten als auch sonstige Beinprothesenspezialisten eifrigst bemüht haben, ein Erzeugnis zu schaffen, das nicht nur dem Beinamputierten ermöglichen soll, seinen Gang an den einer Person mit zwei- gesunden Beinen anzugleichen, sondern auch in der Lage ist, dem Prothesenträger ein solches Vertrauen zu seinem künst- -■· liehen Ersatz zu geben, daß er sich ganz darauf verlassen kann. Praktisch durchgeführte Versuche haben . gezeigt, daß der wesentliche Unterschied zwischen natürlichem und artifiziellem Gang (Gang mit der Prothese) und somit auch der größte Nachteil bisher bekannter Oberschenkelprothesen darin besteht, daß das Kniegelenk während eines jeden Schrittes eines stoßweise auftretenden Abwärtsbewegung ausgesetzt wird, die darauf zurückzuführen ist, daß die Kniegelenkachse bei den bisher bekanntgewordenen Prothesen dieser Art in jedem Falle hinter deren eigentlichen Schwerpunktlinie gelegen ist, was wiederum zu einer Verlängerung der Prothese¹" bei der Abwicklung eines jeden Schrittes führt. Wenn auch die wissenschaftliche Forschung Hand in Hand mit den auf diesem Spezialgebiet durchgeführten praktischen Untersuchungen zu einer gewissen Herabminderung dieses Nachteils geführt;hat, besteht nach wie vor bei diesen bekannten Prothesen eine ausgesprochene Neigung zum Zusammenknicken infolge einer Belastung gegen die Gehfläche, da es bis zum heutigen Tag nicht möglich war, für das .Kniegelenk solcher Prothesen eine Sperrvorrichtung zu schaffen, die in jeder Hinsicht" imstande war, die obengenannten Unsicherheitsfaktoren, restlos zu beheben. Der Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt, die oben angeführten Nächteile zu überwinden und dabei eine Oberscherikelprothese geschaffen, bei der unter Vermittlung eines Kniegelenkes eine im wesentlichen unbehinderte Schwenkbeweglichkeit zwischen dem Ober- und Unterschenkelteil gewährleistet ist, solange die Prothese/ unbelastet bleibt, bei der diese Beweglichkeit im gleichen Augenblick autotmatisch blockiert wird, indem die Prothese und insbesondere deren Fußteil einem Widerstand begegnet, und zwar in der vom Ober- und Unterschenkelteil jeweils im Augenblick der Blockierung eingenommenen Winkelstellung;· und bei der die obenerwähnte stoßweise auftretende Abwärtsbewegung bei jedem Schritt gleichzeitig auf ein Minimum reduziert wird.natural knee has been amputated. In the former case, the remaining knee and its musculature should allow sufficient control "over the mobility of the knee joint of the prosthesis and thus contribute to a relatively uniform and natural gait of the prosthesis wearer. If, on the other hand, it is an artificial replacement For a person who has lost one or both of the legs above the knee, completely different conditions must be placed on the construction of a corresponding prosthesis, especially since a thigh stump (femural stump) is no longer able to exercise any active control on the mobility or movement of the lower leg in relation to the thigh. However, since the invention is concerned exclusively with a thigh prosthesis, only the problems associated with this group of prostheses are explained in more detail below one e A large number of different prosthesis designs have been proposed, manufactured and tried out in practice, whereby both bandagists and other leg prosthesis specialists have eagerly endeavored to create a product that is not only intended to enable leg amputees to adapt their gait to that of a person with two healthy legs , but is also able to give the prosthesis wearer such confidence in his artificial - ■ · borrowed replacement that he can completely rely on it. Have practical experiments. showed that the essential difference between natural and artificial gait (gait with the prosthesis) and thus also the greatest disadvantage of previously known thigh prostheses is that the knee joint is subjected to an intermittent downward movement during each step, which is due to the fact that the Knee joint axis in the previously known prostheses of this type is located behind their actual center of gravity in any case, which in turn leads to an extension of the prosthesis ¹ "in the execution of each step. Even if the scientific research goes hand in hand with the practical carried out in this specialty Investigations have led to a certain reduction of this disadvantage; there is still a pronounced tendency in these known prostheses to buckle as a result of a load on the walking surface, since it has not been possible for the knee joint to this day To create a locking device for prostheses, which in every respect "was able to completely eliminate the above-mentioned uncertainty factors. The inventor has set himself the task of overcoming the disadvantages listed above and in doing so created an upper scissor prosthesis, in which an essentially unimpeded pivoting mobility between the upper and lower leg part is ensured through the intermediary of a knee joint, as long as the prosthesis / remains unloaded Mobility is autotmatically blocked at the same moment in that the prosthesis and especially its foot part encounters a resistance, namely in the angular position assumed by the thigh and lower leg part at the moment of the blockage; is reduced to a minimum.

Zur Lösung der oben gestellten Aufgaben dient eine aus einem Oberschenkelteil, einem an diesem angelenkten und mit einer hydraulischen Kniegelenksperrvorrichtung versehenen Unterschenkelteil sowie einer an dem Unterschenkelteil angelenkten Prothesenfuß bestehende Prothese, welche erfindungsgemäß gekennzeichnet ist durch eine hydraulische Sperrvorrichtung aus zwei Zylindern mit je einem Kolben und aus einem Ventilgehäuse mit zwei Ventilen — einem Primärventil und einem Sekundärventil —, welch letzteres durch eine von dem Prothesenträger zu betätigende Reguliervorrichtung geöffnet werden kann, um eine regulierte Biegung der Prothese zuzulassen, wenn die Prothese infolge der Belastung des Prothesenfußes gesperrt ist, durch einen am Prothesenfuß schwenkbar angelenkten Zwischenteil, der in der Längsrichtung des Beines verschoben werden kann, durch eine an dem Hebel angelenkte Kolbenstange, an welcher die Kolben angebracht sind, und durch bewegliche Glieder, über die das Primärventil mit dem Zwischenteil verbunden ist, so' daß es bei einer auf den Prothesenfuß wirkenden Belastung durch Betätigung einer mit dem Ventil verbundenen Feder od. dgl. geschlossen werden und, wenn die genannte Belastung aufhört, unmittelbar geöffnet werden kann.To solve the above tasks, one from a thigh part, one on this part, is used articulated lower leg part provided with a hydraulic knee joint locking device as well as an existing prosthetic foot articulated to the lower leg part, which according to the invention is characterized by a hydraulic locking device consisting of two cylinders each with a piston and a valve housing with two valves - a primary valve and a secondary valve - the latter by a valve to be actuated by the prosthesis wearer Regulating device can be opened to allow regulated flexion of the prosthesis when the prosthesis is locked as a result of the load on the prosthetic foot, by one on the prosthetic foot pivotable intermediate part that can be moved in the longitudinal direction of the leg, through a piston rod articulated to the lever, to which the pistons are attached, and through movable members via which the primary valve is connected to the intermediate part, so 'that it is at a load acting on the prosthetic foot through actuation of one connected to the valve Spring or the like. Are closed and, when the said load ceases, opened immediately can be.

Es.sind zwar mit einer hydraulischen Sperrvorrichtung versehene Prothesen bekannt, bei welchen das Kniegelenk durch Ventile gesteuert wird. Diese Ventile werden aber durch die Beinbewegungen mittels elastischer Bänder gesteuert, die von einem Gürtel ausgehen. Es ist ausgeschlossen, mit einer derartigen Vorrichtung eine zuverlässige Betätigung und Steuerung der Ventile zu erreichen.It is true with a hydraulic locking device provided prostheses are known in which the knee joint is controlled by valves. This Valves are controlled by the leg movements by means of elastic straps that are attached to a Belt run out. Reliable actuation with such a device is impossible and control the valves.

Nach einem anderen wesentlichen Merkmal der Erfindung sind außer den die automatische Blockierung der Kniegelenkvorrichtung bewirkenden Organen noch weitere Vorrichtungen in der hydraulischen Sperrvorrichtung enthalten, die auch in dem blockierten Zustand der letztgenannten eine von dem Prothesenträger absichtlich und unter seiner vollen Kontrolle herbeigeführte langsame Bewegung des Unterschenkelteiles zu dem Oberschenkelteil aus der Strecklage in eine recht- oder spitzwinklige Lage gestatten.According to another essential feature of the invention, the automatic blocking the organs causing the knee joint device still have other devices in the hydraulic Locking device included, which is also in the blocked state of the latter one slow effects brought about by the prosthesis wearer on purpose and under his full control Movement of the lower leg part to the thigh part from the extended position into a right or right position Allow acute-angled position.

Die Erfindung wird im einzelnen an Hand der Zeichnungen erläutert, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. Es zeigt The invention is explained in detail with reference to the drawings, in which an embodiment of the invention is shown. It shows

Fig. ι teilweise im Schnitt eine Seitenansicht einer neuen Oberschenkelprothese, deren Unter- und Oberschenkelteil in voll ausgestreckter Lage . zueinander dargestellt sind,Fig. Ι partially in section a side view of a new thigh prosthesis, the lower leg and thigh section in the fully extended position. are shown to each other,

548/30548/30

R 9228 VIIId/3OdR 9228 VIIId / 3Od

Fig. 2 einen Längsschnitt nach Fig. i, von der Rückseite gesehen,Fig. 2 is a longitudinal section according to Fig. I, of which Seen from the back,

Fig. 3 die Ausführungsform nach Fig. i, jedoch der Unterschenkelteil etwa im rechten Winkel zu dem Oberschenkelteil geschwenkt,Fig. 3 shows the embodiment of Fig. I, however the lower leg part is pivoted approximately at a right angle to the thigh part,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch die im Unterschenkelteil eingebaute Sperrvorrichtung für das Kniegelenk,Fig. 4 shows a longitudinal section through the in the lower leg part built-in locking device for the knee joint,

Fig. 5 einen waagerechten Schnitt in der Linie ίο V-V der Fig. 4 durch das Ventilgehäuse der Sperrvorrichtung, Fig. 5 is a horizontal section in the line ίο V-V of Fig. 4 through the valve housing of the locking device,

Fig. 6 einen Längsschnitt etwa in der Linie VI-VI der Fig. 5 durch das Sekundärventil,6 shows a longitudinal section approximately along the line VI-VI in FIG. 5 through the secondary valve,

Fig. 7 eine Ansicht des Ventilgehäuses von der Seite, an welcher das Primärventil und seine Betätigungsorgarie durch den Prothesenfuß angebracht sind,Fig. 7 is a view of the valve housing from the side on which the primary valve and its actuator are attached through the prosthetic foot,

Fig. 8 einen senkrechten Schnitt durch das Primärventil in der Linie VIII-VIII der Fig. 5, ao Fig. 9 einen senkrechten Schnitt durch den Prothesenfuß, teilweise abgebrochen, in unbelastetem Zustand,8 shows a vertical section through the primary valve in line VIII-VIII in FIG. 5, ao Fig. 9 is a vertical section through the prosthetic foot, partially broken off, in the unloaded Status,

Fig. 10 den Fußteil nach Fig. 9, jedoch in belastetem Zustand,10 shows the foot part according to FIG. 9, but in a loaded position Status,

Fig. 11 diesen Fußteil im Schnitt nach der Linie XI-XI in Fig. 9 von der Rückseite aus gesehen, Fig. 11 this foot part in section according to the Line XI-XI in Fig. 9 seen from the rear,

Fig. 12 einen Längsschnitt durch das Primärventil in größerem Maßstab. 12 shows a longitudinal section through the primary valve on a larger scale.

Der Oberschenkelteil 1 der Prothese (vgl. Fig. 1 bis 3) ist mittels der Kniegelenkachse 2 gelenkig mit dem Unterschenkelteil 3 verbunden, so daß dieser gegen den Oberschenkelteil in einem Winkelbereich von mindestens 90⁰ gesclrwenkt werden kann. Der' am unteren Ende des Unterschenkelteils 3 angebrachte Prothesenfuß 4 kann aus der in Fig. ι dargestellten Lage bis zur Beugung im spitzen Winkel zum Unterschenkelteil 3 bewegt werden. .The thigh part 1 of the prosthesis (see. Figs. 1 to 3) is connected by means of the knee joint axis 2 pivotally connected to the lower leg part 3, so that it can be gesclrwenkt against the thigh part in an angular range of at least 90 ^0th The prosthetic foot 4 attached to the lower end of the lower leg part 3 can be moved from the position shown in FIG. 1 until it is bent at an acute angle to the lower leg part 3. .

Zwischen dem Oberschenkelteil 1 und dem Prothesenfuß 4 ist in dem Unterschenkelteil 3 die im ganzen mit H bezeichnete hydraulische Sperrvorrichtung für das Kniegelenk der Prothese eingebaut. Diese Sperrvorrichtung besteht (vgl. Fig. 4) aus einem mittleren Ventilgehäuse 8 und zwei an der oberen bzw. der unteren Stirnfläche des Ventilgehäuses 8 starr befestigten Zylindern, nämlich einem oberen Zylinder 5« und einem unteren Zylinder 5₆, die koaxial angeordnet sind. Die beiden Zylinder enthalten je einen Kolben 6_a bzw. 6_b, die in unveränderlichem Abstand voneinander auf der gemeinsamen Kolbenstange 9 befestigt sind. Die beiden dem Ventilgehäuse zugekehrten und durch die nach innen gewandten Flächen der beiden KoI-ben begrenzten Zylinderräume bilden gemeinsam mit - den Kanälen im Ventilgehäuse ein erstes, aktives Flüssigkeitssystem von konstantem Volumen. Um einen Flüssigkeitsverlust aus diesem System nach außen zu verhindern, sind die KoI-ben 6_a und 6_b mit Packungen 7 versehen.Between the thigh part 1 and the prosthetic foot 4, the hydraulic locking device for the knee joint of the prosthesis, denoted as a whole by H, is installed in the lower leg part 3. This locking device consists (see. Fig. 4) of a central valve housing 8 and two cylinders rigidly attached to the upper and lower end faces of the valve housing 8, namely an upper cylinder 5 'and a lower cylinder 5 ₆ , which are arranged coaxially. The two cylinders each contain a piston 6 _a and 6 _b , which are fastened to the common piston rod 9 at an unchangeable distance from one another. The two cylinder spaces facing the valve housing and delimited by the inwardly facing surfaces of the two pistons together with the channels in the valve housing form a first, active fluid system of constant volume. In order to prevent a loss of fluid from this system to the outside, the pots 6 _a and 6 _{b are provided} with packings 7.

Die gemeinsame Kolbenstange 9 verläuft (vgl.The common piston rod 9 runs (cf.

' Fig. ι bis 4) von dem unteren Kolben 6_b durch eine Dichtungshülse in der Mitte des Ventilgehäuses durch den oberen Kolben 6_a und durch einen Verschlußdeckel 10 am oberen Ende, des Zylinders 5_a bis zum Kniegelenk der Prothese, wo ihr oberes Ende gelenkig mit dem Hebelarm 11 verbunden ist, welcher Teil einer Lagerhülse ist, die fest mit dem ' Oberschenkelteil verbunden, jedoch um eine den Ober- mit dem Unterschenkelteil 1 bzw. 3 gelenkig miteinander verbindende und. im Schwerpunktsbereich der Prothese gelegene Achse 2 drehbar gelagert ist. 'Fig. Ι to 4) from the lower piston 6 _b through a sealing sleeve in the middle of the valve housing through the upper piston 6 _a and through a cap 10 at the upper end of the cylinder 5 _a to the knee joint of the prosthesis, where its upper end is articulated to the lever arm 11, which is part of a bearing sleeve which is firmly connected to the 'thigh part, but around an articulated to the thigh with the lower leg part 1 or 3 and. Axis 2 located in the center of gravity of the prosthesis is rotatably mounted.

Die hydraulische Sperrvorrichtung H als Ganzes wird mittels einer am unteren Ende 5 _c eingesetzten Stange 12 gelenkig von einem Achsenzapfen 13 (vgl. Fig. 9 bis 11) getragen, der fest in einem am unteren Ende des Unterschenkelteils befestigten "' Plattenteil 14 verankert ist. Daraus geht hervor, daß eine Abstandsänderung in senkrechter Riehtung zwischen dem Plattenteil 14 und der hydraulischen Sperrvorrichtung H ausgeschlossen ist. Zwischen dem Plattenteil 14 und dem Prothesenfuß 4 kommt nun folgende Wechselwirkung zustande: The hydraulic locking device H as a whole is supported by a _c used at the lower end 5 of rod 12 articulated by an axis pin 13 (see. Fig. 9 to 11), which is firmly anchored in a lower end of the lower leg part fixed "'plate part 14. It can be seen from this that a change in the distance in the vertical direction between the plate part 14 and the hydraulic locking device H is excluded. The following interaction now occurs between the plate part 14 and the prosthetic foot 4:

Um zunächst eine gewisse Schwenkbewegung des Fußteils 4 im Verhältnis zum Unterschenkelteil 3 herbeizuführen,, ist dem Fußteile ein " Zwischenglied 16 zugeordnet, in dem auf zweckmäßige Weise ein Drehzapfen 15 rechtwinklig zur Längsrichtung des Fußteils 4 befestigt ist. Die gelenkige Beweglichkeit des Fuß teils 4 im Verhältnis zum Zwischenglied 16 wird durch eine Feder 4_S begünstigt, durch einen Anschlag 4_b begrenzt und durch sachgemäß bemessene und an- gebrachte Gummipuffer 4_C ausgeglichen. Zur Sicherstellung einer in jeder Hinsicht zuverlässigen Betätigung der hydraulischen Sperrvorrichtung H in Abhängigkeit von einer am Fußteil auftretenden Belastung muß in senkrechter Richtung ioo eine geringfügige Abstandsänderung zwischen dem Zwischenglied 16 und dem Plattenteil 14 unter gleichzeitigem Ausschluß aller sonstigen Bewegungsmöglichkeiten oder -richtungen herbeigeführt werden. Zu diesem Zweck hat der Plattenteil 14 eine ebene Bodenfläche 14^ und eine etwa in der Mitte liegende zylindrische Bohrung 14,,.. .,. Der Bodenfläche 14^ liegt die ebene Oberfläche i6_ft des Zwischengliedes 16 gegenüber, und das als Teil des Zwischenglieds 16 ausgebildete zylindrische Stück i6_a ragt in die Bohrung 14,, hinein. In der zylindrischen Wandung des Sockels i6_a sind zwei sich in Druckmesserrichtung gegenüberliegende Öffnungen i6_c ausgespart, um den Durchgang eines in dem Plattenteil 14 vorhandenen Achszapfens 13 zu gestatten, der somit den Sokkel i6_fl in seiner Lage innerhalb der zylindrischen Bohrung I4_a sichert. Demzufolge bildet diese Bohrung nicht nur eine zylindrische Steuerung für den Sockel i6_ß und gleichzeitig auch für den gesamten Fußteil 4, sondern sie' ermöglicht auch eine begrenzte axiale Beweglichkeit des Fußteils 4 im Verhältnis zum Plattenteil 14 und zur hydraulischen Sperrvorrichtung für das Kniegelenk. Diese Axialbewegung wird nun zur Betätigung der hydraulischen Sperrvorrichtung H ausgewertet.In order to initially bring about a certain pivoting movement of the foot part 4 in relation to the lower leg part 3, an "intermediate member 16 is assigned to the foot part, in which a pivot pin 15 is attached in an expedient manner at right angles to the longitudinal direction of the foot part 4. The articulated mobility of the foot part 4 in Relation to the intermediate member 16 is _{favored by a spring 4 S} , limited by a stop 4 _b and compensated for by properly dimensioned and attached rubber buffers 4 _C. To ensure that the hydraulic locking device H is actuated reliably in every respect, depending on one occurring on the foot part Load must be brought about a slight change in the distance between the intermediate member 16 and the plate part 14 while excluding all other possibilities or directions of movement in the vertical direction. For this purpose, the plate part 14 has a flat bottom surface 14 ^ and a cylinder lying approximately in the middle North bore 14 ,, ...,. The bottom surface 14 is the flat surface ^ i6 _ft of the intermediate member 16 with respect to, and as part of the intermediate member 16 formed cylindrical piece i6 _a extends into the bore 14 ,, into it. In the cylindrical wall of the base i6 _a _{, two openings i6 c} opposite one another in the direction of the pressure gauge are recessed in order to allow the passage of a journal 13 present in the plate part 14, which thus secures the base i6 _fl in its position within the cylindrical bore I4 _a . As a result, this bore not only forms a cylindrical control for the base i6 _ß and at the same time for the entire foot part 4, but it 'also allows limited axial mobility of the foot part 4 in relation to the plate part 14 and the hydraulic locking device for the knee joint. This axial movement is now evaluated to actuate the hydraulic locking device H.

6» 548/306 »548/30

R 9228 VIIId/3OdR 9228 VIIId / 3Od

Diese Axialbewegung nach oben erfolgt augenblicklich, sobald der Prothesenfuß bei der Berührung mit der Gehfläche einem Widerstand begegnet. Die Axialbewegung nach unten setzt ein, sobald dieser Widerstand aufhört. Um eine gleichmäßige und stoßfreie Annäherungsbewegung der ebenen, den Sockel i6_a umschließenden, ringförmigen oberen Fläche i6^ des Zwischengliedes i6 gegen die ebene Bodenfläche 14^ des Plattenteils 14 zu gewährleisten, ist die eine oder sind beide dieser Flächen mit einer weichen Zwischenlage 17 aus geeignetem Material, beispielsweise aus Schwammgummi, versehen. Die Größenordnung der Relativbewegung des Zwischengliedes zum Plattenteil ist außerordentlich gering.This upward axial movement takes place immediately as soon as the prosthetic foot encounters resistance when it comes into contact with the walking surface. The downward axial movement begins as soon as this resistance ceases. To, _a surrounding, annular upper surface i6 ^ to ensure a smooth and shock-free approach movement of the plane of the base i6 of the intermediate member i6 against the flat bottom surface 14 ^ of the plate member 14, the one or both of these surfaces with a soft intermediate layer 17 made of a suitable Material, for example made of sponge rubber, provided. The magnitude of the relative movement of the intermediate member to the plate part is extremely small.

Das Zwischenglied 16 (vgl. Fig. 11) trägt einen Bolzen 18, an dessen oberem Ende eine Hülse 19 od. dgl. mittels einer Schraube i8_e schwenkbar befestigt ist. In das obere Ende der Hülse 19 ist einThe intermediate member 16 (cf. FIG. 11) carries a bolt 18, at the upper end of which a sleeve 19 or the like is pivotably attached _{by means of a screw 18 e.} In the upper end of the sleeve 19 is a

ao Stab 20 eingeschraubt oder in anderer Weise in Längsrichtung einstellbar befestigt. Das obere Ende des Stabes 20 (vgl. Fig. 7) ist mit einem kurzen Hebelarm 21 verbunden, der zur Betätigung des Primärventils der hydraulischen Sperrvorrichtung H für das Kniegelenk in Abhängigkeit von der obenerwähnten geringen Relativbewegung des Zwischengliedes 16 und zugleich des Fußteils 4 im Verhältnis zum Plattenteil 14 und dementsprechend auch zur Stange 12 bzw. zur Sperrvorrichtung H, d. h- zur Kontrolle der Arbeitsweise dieser Vorrichtung dient.ao rod 20 screwed in or fastened in another way adjustable in the longitudinal direction. The upper end of the rod 20 (see. Fig. 7) is connected to a short lever arm 21, which is used to actuate the primary valve of the hydraulic locking device H for the knee joint depending on the above-mentioned small relative movement of the intermediate member 16 and at the same time of the foot part 4 in relation to the plate part 14 and accordingly also to the rod 12 or to the locking device H, d. h- is used to control the operation of this device.

Der kurze, schwenkbar mit dem oberen Ende des Stabes 20 verbundene Hebelarm 21 ist fest angebracht auf einen drehbar in einer Hülse des Ventilgehäuses 8 gelagerten Ventilheber 22. Im rechten Winkel zur Mittellinie des Ventilhebers 22 ist im Ventilgehäuse 8 ein Kanal zwischen den beiden Zylindern 5„ und 5_& vorgesehen, in dem ein Ventilfutter 23 befestigt ist, dessen Umfangslinie den Umfang der Ventilheberhülse überschneidet (vgl. Fig. 8 und insbesondere Fig. 12). Es entsteht so zwischen diesen beiden zylindrischen Teilen eine kleine Öffnung. Das dem unteren Zylinder 5 _& zugekehrte Ende des Ventilfutters 23 ist als Ventilsitz ausgebildet und enthält ein Primärventil 25 mit einem dem Ventilsitz entsprechenden Ventilkopf 25_a. Die Spindel dieses Primärventils hat drei etwa symmetrisch verteilte Abflachungen und daher einen etwa dreieckigen Querschnitt, wie bei 25^ in Fig. 5 angedeutet. Von den zwischen den Abflachungen verbleibenden drei in der Längsrichtung der Ventilspindel liegenden Kanten enthält die dem Ventilheber 22" zugekehrte eine.kleine Aussparung 25_f (Fig. 12), die zur Aufnähme eines nockenähnlichen Ansatzes 22_e (Fig. 8) am Ventilheber 22 dient. Eine Drehung des Primärventils in seinem Ventilfutter wird durch (nicht dargestellte) Organe verhindert.The short lever arm 21, which is pivotably connected to the upper end of the rod 20, is firmly attached to a valve lifter 22 which is rotatably mounted in a sleeve of the valve housing 8. At right angles to the center line of the valve lifter 22 is a channel between the two cylinders 5 " and 5 _{& are} provided, in which a valve chuck 23 is attached, the circumference of which intersects the circumference of the valve lifter sleeve (cf. FIG. 8 and in particular FIG. 12). This creates a small opening between these two cylindrical parts. The end of the valve liner 23 facing the lower cylinder 5 _& is designed as a valve seat and contains a primary valve 25 with a valve head 25 _a corresponding to the valve seat. The spindle of this primary valve has three approximately symmetrically distributed flat areas and therefore an approximately triangular cross-section, as indicated at 25 ^ in FIG. Of the three remaining edges lying in the longitudinal direction of the valve spindle between the _{flattened areas, the one facing the valve lifter 22 ″ contains a small recess 25 f} (FIG. 12), which serves to accommodate a cam-like projection 22 _e (FIG. 8) on the valve lifter 22 Rotation of the primary valve in its valve lining is prevented by means (not shown).

Das obere, dem Ventilkopf entgegengesetzte Ende des Primärventils 25 weist eine abgesetzte zylindrische Verlängerung 25_e auf (Fig. 12), die durch eine Schraubenmutter 2$_c od. dgl. abgeschlossen ist. Zwischen dieser Schraubenmutter 25 und dem oberen Rand des Ventilfutters 23 ist eine aus sehr dünnem Draht, z. B. mit einem Durchmesser von 0,5 mm gefertigte schraubenförmige Druckfeder 25^ eingespannt, die bestrebt ist, das Primärventil geschlossen zu halten, um in belastetem Zustand des Prothesenfußes jeden Flüssigkeitsdurchgang vom unteren zum oberen Zylinder und somit eine Beugung der Prothese zu verhindern. Demgegenüber ist aber im Belastungszustand eine Streckbewegung der Prothese möglich, beispielsweise wenn sich der Prothesenträger aus sitzender Stellung erhebt, da in solchen Fällen eine Abwärtsbewegung der Kolbenstange und der Kolben hervorgerufen wird. Dabei bewirkt der hierdurch im oberen Zylinder entstehende Überdruck das Öffnen des Primärventils entgegen der Druckspannung der Feder 25^, so daß Flüssigkeit aus diesem Zylinder und entlang der Abflachungen der Ventilspindel durch den Spalt zwischen Ventilsitz und Ventilkopf in den unteren Zylinder strömen kann. Daß das Primärventil unter dieser Bedingung als Rückventil arbeiten kann, ist darauf zurückzuführen, daß der Ventilheber 22 das Primärventil 25 zwangläufig nur dann betätigt, wenn er bei unbelastetem Prothesenfuß seine äußerste Einstellage im Drehsinn des Uhrzeigers einnimmt, während er bei und nach seiner Zurückführung in umgekehrtem Drehsinn durch eine gegen den Prothesenfuß wirksam werdende Belastung weiter keinen Einfluß auf das Primärventil ausüben kann, da dessen nockenähnlicher Ansatz 22_a dann völlig aus der Bahn der Betätigungsfläche der Aussparung 25,- in dem gegenüberstehenden Rücken der Primärventilspindel herausgeführt ist. Durch beschriebene Anordnung des Primärventils wird somit einerseits eine unbehinderte Beweglichkeit des Unterschenkelteils zum Oberschenkelteil in einem unbelasteten Zustand der Prothese und andererseits eine wirksame Blokkierung des Kniegelenks auch gegen die geringste Winkelbewegung zwischen Ober- und Unterschenkelteiil in einem belasteten Zustand der Pn>these gewährleistet. Es ist aber eine erheblich zur Bequemlichkeit des Prothesenträgers beiträgende Streckbewegung des Unterschenkelteils gegenüber dem Obeirschienkelteü möglich, solange der Pro·-. theisenfuß gegen eine feste Unterlage ruht. Mit an- no deren Worten, die Aufhebung einer zuvor gegen den Prothesenfuß wirksamen Belastung bewirkt zwangläufig die Einstellung des Primärventils zur offenen Lage, während die Kontrolle über dieses Ventil automatisch auf die Feder 25^ unmittelbar nach der Aufhebung der das zwangläufige Öffnen des Primärventils veranlassenden Ursache oder Impulses übergeht. Infolge der aus leicht verständlichen Gründen getroffenen Sicherheitsmaßnahmen wird somit unter normalen Verhältnissen das 120· Primärventil im selben Augenblick geöffnet, in dem der Prothesenfuß aktiv oder passiv die Gehfläche verläßt. Unter gewissen Umständen und insbesondere beim normalen Gehen hat es sich als erwünscht und zweckmäßig gezeigt, das zwangläufige 125. öffnen des Primärventils eine geringe ZeitspanneThe upper, opposite the valve head end of the primary valve 25 has a stepped cylindrical extension 25 _e (Fig. 12) is completed by a nut 2 $ _c od. Like.. Between this nut 25 and the upper edge of the valve liner 23 is a very thin wire, for. B. with a diameter of 0.5 mm made helical compression spring 25 ^ clamped, which tries to keep the primary valve closed in order to prevent any fluid passage from the lower to the upper cylinder and thus a flexion of the prosthesis in the loaded state of the prosthetic foot. In contrast, a stretching movement of the prosthesis is possible in the loaded state, for example when the prosthesis wearer rises from a sitting position, since in such cases a downward movement of the piston rod and the piston is caused. The resulting overpressure in the upper cylinder causes the primary valve to open against the compressive stress of spring 25 ^, so that fluid can flow from this cylinder and along the flats of the valve spindle through the gap between the valve seat and valve head into the lower cylinder. The fact that the primary valve can work as a return valve under this condition is due to the fact that the valve lifter 22 only actuates the primary valve 25 when it is in its extreme clockwise position when the prosthetic foot is unloaded, while it is the other way around during and after its return Direction of rotation by a load becoming effective against the prosthetic foot can no longer exert any influence on the primary valve, since its cam-like projection 22 _{a is} then completely out of the path of the actuating surface of the recess 25 - in the opposite back of the primary valve spindle. The described arrangement of the primary valve ensures, on the one hand, unimpeded mobility of the lower leg part to the thigh part in an unloaded state of the prosthesis and, on the other hand, an effective blocking of the knee joint against even the slightest angular movement between the thigh and lower leg part in a loaded state of the prosthesis. However, a stretching movement of the lower leg part relative to the upper cheek part, which contributes significantly to the comfort of the prosthesis wearer, is possible as long as the pro · -. theisenfuß rests against a solid base. In other words, the lifting of a load previously acting on the prosthetic foot inevitably results in the setting of the primary valve to the open position, while the control over this valve automatically applies to the spring 25 ^ immediately after the lifting of the cause which caused the inevitable opening of the primary valve or impulse passes. As a result of the safety measures taken for easily understandable reasons, under normal conditions the primary valve is opened at the same instant that the prosthetic foot actively or passively leaves the walking surface. Under certain circumstances, and particularly during normal walking, it has been found to be desirable and expedient for the forced opening of the primary valve to be opened for a short period of time

60Ϊ 548/3060Ϊ 548/30

R 9228 VIIIdl'3OdR 9228 VIIIdl'3Od

vor den Augenblick zu legen, in dem der Prothesenfuß endgültig die Gehfläche verläßt, jedoch erst, nachdem das Körpergewicht des Prothesenträgers in der Hauptsache von dem natürlichen oder auch dem zweiten künstlichen Bein übernommen worden ist. Diese Möglichkeit wird gemäß der Erfindung durch besondere Maßnahmen verwirklicht.before the moment when the prosthetic foot finally leaves the walking surface, but only when after the body weight of the prosthesis wearer mainly from the natural or also the second artificial leg has been taken over. This possibility is according to the invention realized through special measures.

Es wurde schon erwähnt, daß die geringe Gelenkigkeit des Prothesenfußes gegenüber demIt has already been mentioned that the low flexibility of the prosthetic foot compared to the

ίο Zwischenglied i6 durch eine Druckfeder 4_a. begünstigt, durch einen Anschlag 4_b begrenzt und durch Gummipuffer 4_C ans- bzw. abgeglichen wird. Erfindungsgemäß wird nun ein Zusammenwirken zwischen der Feder 4„ und dem Anschlag 4_b derart herbeigeführt, daß das um eine kurze Zeitspanne vorverlegte Öffnen der Primärventile in einfacher und zuverlässiger Weise erfolgt.ίο intermediate link i6 by a compression spring 4 _a . favored, limited by a stop 4 _b and adjusted or balanced by rubber buffers 4 _C. According to the invention, an interaction between the spring 4 ″ and the stop 4 _{b is} brought about in such a way that the opening of the primary valves, which is brought forward by a short period of time, takes place in a simple and reliable manner.

Das Zusammenwirken sei unter der Annahme erläutert, daß sich der Prothesenträger um einen Schritt vorwärts bewegt, der mit dem natürlichen Fuß unmittelbar neben dem Prothesenfuß anfängt und wieder aufhört. Bei dem ersten Halbschritt mit dem natürlichen Bein, bei welchem das ganze Körpergewicht auf der Prothese ruht, neigt sich ihr Unterschenkeilteil aus der in Fig. 10 gezeigten Lage in der Hauptsache parallel zur Vertikalebene allmählich nach vorn im Verhältnis zu dem noch mit seiner ganzen Fläche auf dem Boden ruhenden Prothesenfuß. Die hierdurch hervorgerufene Schwenkbewegung um den Zapfen 15 führt zu einem Zusammendrücken der zwischen dem Plattenteil 14 und einer, entsprechenden Anlagefläche auf dem Prothesenfuß eingespannten Feder 4_b (vgl. Fig. 10). Diese Schwenkbewegung wird unter der Kontrolle der Feder 4_b fortgesetzt, bis der am unteren Teil des Zwischengliedes 16 befestigte Anschlag 4_b die entsprechende Anliegefläche 4_d des Fußteils 4 berührt. Etwa in diesem Zeitpunkte berührt der natürliche Fuß gegen Ende des ersten .Halbschrittes wieder die Gehfläche, und die zweite Phase des Halbschrittes mit der Prothese beginnt. Durch die teilweiseEntlastung der Prothese und die allmähliche Übernahme des Körpergewichtes von dem natürlichen Bein entsteht im Fußteil eine geänderte Wirkungsweise, indem dieser nunmehr die Funktion eines zweiarmigen Hebels übernimmt, dessen einer Arm hinter und dessen zweiter Arm vor der gegenwärtig als Schwenkungspunkt wirkenden Anliegefläche 44 gelegen ist. Dies bedeutet, daß . der normale Drehpunkt zwischen dem Fußteil 4 und dem Zwischenglied 16 zeitweise in Richtung nach vorn verlagert worden ist, d. h. vom Zapfen 15 zur Fläche 4_d. Im weiteren Verlauf der Übernahme des Körpergewichts durch das natürliche Bein und die dadurch hervorgerufene allmähliche Entlastung der Prothese, der bald eine Zugbeanspruchung folgt, hebt sich nun der Hackenteil des Prothesenfuß es — oder der rückwärtige Arm des obengenannten Hebels — von der Gehfläche. Der biegsam mit dem Prothesenfuß verbundene Spitzenteil stützt sich nach wie vor gegen die Gehfläche. Danach setzt die dritte Phase des Halbschrittes mit der Prothese ein. Das Zwischenglied wird infolge der beschriebenen Hebelwirkung von dem Plattenteil 14 abgerissen und das Primärventil zwangsweise geöffnet, solange der Spitzenteil des Prothesenfußes noch auf der Gehfläche ruht. Während der nunmehr folgenden letzten Phase des Halbschrittes mit der '. Prothese nach Aufhebung der Blockierung des Kniegelenkes wird die Prothese von der Gehfläche ab mit Hilfe des Stumpfes, an welchem sie befestigt ist, abgehoben und der Unterschenkelteil bis zur Strecklage nach vorn geschwenkt. Danach wird der Fußteil in seine Endlage neben den natürlichen Fuß gebracht, und ein nächster Schritt kann be^ ginnen. Am Ende der letzten oder vierten Phase, d. h. im Augenblick der Berührung des Prothesenfußes mit einer festen Unterlage, wird die Prothese selbstätig gegen jede Biegungsmöglichkeit blockiert. Der genaue Zeitpunkt der dritten Phase, d. h. des zwangläufigen Öffnens des Primärventils, kann durch Regelung der Federkraft oder mit Hilfe einer einstellbaren Feder beliebig nach den individuellen Wünschen des Prothesenträgers bestimmt werden. Die beiderseits des Zapfens 15 in der Längsrichtung des Fußteiles vorgesehenen Gummipuffer 4_C ermöglichen stoßfreie Bewegung des Fußteils im Verhältnis zum Unterschenkelteil unter Vermittlung des Zwischengliedes 16 sowohl um den Drehzapfen 15 als auch um den Punkt 4_d, der zeitweise den go Drehpunkt darstellt.The interaction is explained on the assumption that the prosthesis wearer moves forward by one step, which begins and ends with the natural foot immediately next to the prosthetic foot. During the first half-step with the natural leg, in which the whole body weight rests on the prosthesis, the lower leg wedge part inclines from the position shown in Fig. 10, mainly parallel to the vertical plane, gradually forwards in relation to the still with its whole surface prosthetic foot resting on the ground. The resulting pivoting movement about the pin 15 leads to a compression of the spring 4 _b clamped between the plate part 14 and a corresponding contact surface on the prosthetic foot (cf. FIG. 10). This pivoting movement is continued under the control of the spring 4 _b until the stop 4 _b attached to the lower part of the intermediate member 16 touches the corresponding contact surface 4 _{d of} the foot part 4. Around this point in time, the natural foot touches the walking surface again towards the end of the first half-step, and the second phase of the half-step with the prosthesis begins. Due to the partial relief of the prosthesis and the gradual transfer of the body weight from the natural leg, a different mode of action arises in the foot part, in that it now takes on the function of a two-armed lever, one arm of which is located behind and the second arm of which is located in front of the contact surface 44 , which is currently acting as a pivot point . This means that . the normal pivot point between the foot part 4 and the intermediate member 16 has been temporarily shifted in the forward direction, ie from the pin 15 to the surface 4 _d . As the body weight continues to be taken over by the natural leg and the resulting gradual relief of the prosthesis, which is soon followed by tensile stress, the heel part of the prosthetic foot - or the back arm of the above-mentioned lever - now lifts from the walking surface. The tip part, which is flexibly connected to the prosthetic foot, is still supported against the walking surface. Then the third phase of the half-step with the prosthesis begins. The intermediate member is torn off from the plate part 14 as a result of the lever action described and the primary valve is forcibly opened as long as the tip part of the prosthetic foot is still resting on the walking surface. During the last phase of the half-step with the '. Prosthesis after the blocking of the knee joint has been lifted, the prosthesis is lifted off the walking surface with the help of the stump to which it is attached and the lower leg part is pivoted forward until it is in the extended position. Then the foot part is brought into its final position next to the natural foot, and a next step can begin. At the end of the last or fourth phase, ie at the moment when the prosthetic foot touches a solid surface, the prosthesis is automatically blocked against any possibility of bending. The exact point in time of the third phase, ie the inevitable opening of the primary valve, can be determined according to the individual wishes of the prosthesis wearer by regulating the spring force or with the help of an adjustable spring. The rubber buffers 4 _C provided on both sides of the pin 15 in the longitudinal direction of the foot part enable the foot part to move smoothly in relation to the lower leg part, with the intermediary of the intermediate member 16, both around the pivot 15 and around the point 4 _d , which temporarily represents the go pivot point.

Die hydraulische Sperrvorrichtung H für das Kniegelenk hat außer der automatischen Kontrolle durch das Primärventil zur Ergänzung auch eine handbetätigte Kontrollmöglichkeit, die Vorzugsweise im belasteten Zustand der Prothese angewendet werden kann. Das Ventilgehäuse 8 enthält auch ein von Hand zu betätigendes Sekundärventil 31 (vgl. .Fig. 6), das durch den Prothesenträger mittels eines Reglerorgans i_e geöffnet und geschlossen werden kann, Vorzugsweise ist es außen und. oben am Oberschenkelteil angebracht und durch die Kleidung mit der Hand zu erreichen. Die Betätigung des Sekundärventils erfolgt auf mechanischem Wege, beispielsweise unter Vermittlung eines Bowdenzüge«.In addition to the automatic control by the primary valve, the hydraulic locking device H for the knee joint also has a manually operated control option, which can preferably be used when the prosthesis is loaded. The valve body 8 also includes a manually operable secondary valve 31 (see Figs. .Fig. 6) which can be opened by the prosthesis wearer by means of a regulator organ i _e and closed Preferably, it is outside and. attached to the top of the thigh section and accessible through clothing with the hand. The secondary valve is actuated mechanically, for example by means of a Bowden cable.

Es ist also in dem Ventilgehäuse 8 ein dem Primärventilkanal 25 entsprechender Sekundärkanal zwischen dem oberen und dem unteren Zylinder. 5_a bzw. 5(, vorgesehen, in dem gleichfalls ein Futter 26 für das Sekundärventil 31 enthalten ist. Das Futter 26 ist etwas kurzer als das des Primärventils, um einen Abschluß des Sekundärkanals an seinem dem oberen Zylinder 5_fl zugekehrten Ende mittels eines Verschlußdeckels 27 zu ermöglichen. Das Sekundärventil dient zur Kontrolle eines Flüssigkeitskanals zwischen den beiden Zylindern, dessen Querschnittsfläche erheblich geringer ist als die des Primärventilkanals. Demnach besteht der Flüssigkeitskanal des Sekundärventils aus einem rechtwinklig zum Ventilfutter 26 liegenden Kanal 28_a (Fig. 6), der sich zwischen einer Öffnung 26_ß etwa in der Mitte des Futters 26 und einer Aussparung in der Ventilgehäusewandung erstreckt. Ein senkrechter im rechten Winkel zum Kanal 28_a stehender Kanal 28₆ verbindet den oberen Zy-There is therefore in the valve housing 8 a secondary channel corresponding to the primary valve channel 25 between the upper and the lower cylinder. 5 _a and 5 (provided in which a feed is 26 for the secondary valve 31 also. The lining 26 is slightly shorter than that of the primary valve, a completion of the secondary channel at its the upper cylinder 5 _fl facing end by means of a closure cap to allow the 27th, the secondary valve is used to control a liquid channel between the two cylinders, the cross-sectional area is substantially less than that of the primary valve channel. Accordingly, there is the fluid channel of the secondary valve from a right angles to the valve liner 26 channel 28 _a (Fig. 6) which extends extends between an opening 26 _ß approximately in the middle of the chuck 26 and a recess in the valve housing wall. A perpendicular channel 28 ₆ _{standing at right angles to the channel 28 a} connects the upper cylinder

609 548/30609 548/30

R 9228 VIIId/3OdR 9228 VIIId / 3Od

linder 5ο unmittelbar mit der Aussparung, in welcher eine Ventilhülse 29 zur Aufnahme eines Nadelventils 30 vorgesehen ist. Dieses Ventil dient zur Feineinstellung des Durchlaßquerschnitts des Kanals 28_a und kann beispielsweise mit Hilfe eines Schraubenziehers verstellt werden. Die Ventilhülse 29 ist nach außen durch eine Schutzschraube 29,, abgeschlossen.linder 5ο directly with the recess in which a valve sleeve 29 for receiving a needle valve 30 is provided. This valve is used for fine adjustment of the passage cross section of the channel 28 _a and can be adjusted, for example, with the aid of a screwdriver. The valve sleeve 29 is closed to the outside by a protective screw 29 ,,.

In dem Ventilfutter 26 ist das Sekundärventil 31, das im wesentlichem ähnlich dem Primärventil 25, aber etwas kürzer ausgestaltet ist, in axialer Richtung beweglich und normal unter der Einwirkung einer Druckfeder 3i_a geschlossen. Dieses Ventil wird durch einen Ventilheber 32 und unter Vermittlung eines Hebelarmes 32_a (Fig. 5) betätigt, und zwar über den schon erwähnten, an dem Außenendte des Hebelarmes 32_a befestigten Bowdenzug i_b (Fig. 1). Die Bewegung erfolgt in Abhängigkeit von der jeweiligen Einstellung des Reigleroirgans i_a durch den Prothesenträger, der somit in der Lage ist, dieses Sekundärventil zu pffnen und. zu schließen, sobald eine Betätigung dieses Ventils erforderlich oder erwünscht ist, beispielsweise beim Abwärtsgehen auf einer Treppe, währenddessen das Primärventil selbsttätig infolge des Belastungszustandes der Prothese geschlossen ist. Das Öffnen das Sekundärventils gestattet nämlich ein langsames Biegen des Unterschenkelteiles im Verhältnis zum Oberschenkelteil bis etwa, zu einem rechten Winkel, auch wenn das Primärventil geschlossen ist.In the valve lining 26, the secondary valve 31, which is essentially similar to the primary valve 25 but is somewhat shorter, is movable in the axial direction and normally closed under the action of a compression spring 3 _a . This valve is actuated by a valve lifter 32 and through the intermediary of a lever arm 32 _a (FIG. 5) via the already mentioned Bowden cable i _b _{attached to the outer end of the lever arm 32 a} (FIG. 1). The movement takes place as a function of the respective setting of the Reigleroirgans i _a by the prosthesis wearer, who is thus able to open this secondary valve and. to close as soon as an actuation of this valve is necessary or desired, for example when going down stairs, during which the primary valve is automatically closed due to the load condition of the prosthesis. The opening of the secondary valve allows a slow bending of the lower leg part in relation to the thigh part up to about a right angle, even when the primary valve is closed.

Der Umstand, daß die Querschnittsfläche des vonThe fact that the cross-sectional area of the

dem Sekundärventil gesteuerten Kanals zwischen den beiden Zylindern wesentlich kleiner ist als der Durchgangsquerschnitt zwischen dem Primärventil und dessen Futter, stellt ein wesentliches Merkmal der Erfindung dar. Es wurde schon darauf hingewiesen, daß die Betätigung des Sekundärventils nur bei Belastung des Prothesenfußes und in erster Linie beim Abwärtsgehen auf einer Treppe in Beitracht kommt. Wenn der Prothesenträger dabei das Sekundärventil öffnet, so kann von dem unteren zu dem oberen Zylinder nur eine stark begrenzte Flüssigkeitsmenge durch den verengten Sekundärkanal fließen, so daß die Biegung des Unterschenkel-' teileis auf jeden Fall nur langsam im Verhältnis zum Oberschenkelteil erfolgen kann. Dieser Biegeivorgang kann jeder Zeit durch Schließen des Ventils beendet werden, was dem Prothesenträger in einem hohen Maße ein Sicherheitsgefühl gibt. Da ferner immerhin damit gerechnet werden muß, daß durch einen Anstoß oder durch eine unabsichtliche Bewegung des Protheseniträgers über das Bedienungselement das Sekundärventil geöffnet werden, könnte, ist ein plötzliches Zusammenknicken des Unter-Schenkelteiles bis zur äußersten Biegungslage mit unabsehbaren Folgen für den Prothesenträger¹ da,-durch vermeidlich, daß der Querschnitt des Sekundärventilkanals wesentlich kleiner gehalten ist als der des Primärventilkanals. Dieser soll dagegen möglichst groß sein, um im unbelasteten Zustand der Prothese eine praktisch ungehemmte Beweglichkeit zwischen Ober- und Unterschenkel zu gewährleisten,. Somit wird das Vertrauen des Prothesenträgers zu seinem künstlichen Ersatz für ein. verlorenes Bein durch die Gewißheit gestärkt, daß er bei Bedarf eine Biegung desselben mit mäßiger Geschwindigkeit auch in belastetem Zustand veranlassen kann, daß er diese Biegung zu jeden Zeit unter seiner vollen Kontrolle hat und daß unter keinen Umständen irgend etwas für ihn Nachteiliges eintreten kann. Er kann sich also voll und ganz auf seine Prothese verlassen. Außerdem ist der zulässige Querschnitt des Sekundärventilkanals in einfacher Weise, lediglich mit Hilfe eines Schraubenziehers, einstellbar, so daß die Geschwin,-digkeit, mit der die Biegung der Prothese durch das Öffnen des Sekundärventils von Hand vor sich geht, dem Körpergewicht und den individuellen sonstigen Belangen des Protheseniträgers genau angepaßt werden kann.the secondary valve-controlled channel between the two cylinders is much smaller than the passage cross-section between the primary valve and its lining, is an essential feature of the invention Going down a staircase comes into your own. If the prosthesis wearer opens the secondary valve, only a very limited amount of fluid can flow from the lower to the upper cylinder through the narrowed secondary channel, so that the flexion of the lower leg part can only take place slowly in relation to the thigh part. This bending process can be ended at any time by closing the valve, which gives the prosthesis wearer a feeling of security to a high degree. Since, furthermore, it must be expected that the secondary valve could be opened by an impact or by an unintentional movement of the prosthesis wearer via the operating element, a sudden buckling of the lower leg part to the outermost bend position with unforeseeable consequences for the prosthesis wearer ^{1 is} there, -by avoidable that the cross section of the secondary valve channel is kept much smaller than that of the primary valve channel. On the other hand, this should be as large as possible in order to ensure practically unrestricted mobility between the upper and lower legs when the prosthesis is unloaded. Thus the trust of the prosthesis wearer becomes an artificial substitute for a. lost leg strengthened by the certainty that if necessary he can cause it to bend at moderate speed even in a loaded state, that he has this bend under his full control at all times and that under no circumstances can anything detrimental to him occur. He can therefore fully rely on his prosthesis. In addition, the permissible cross-section of the secondary valve channel can be adjusted in a simple manner, only with the help of a screwdriver, so that the speed at which the bending of the prosthesis takes place by opening the secondary valve by hand, the body weight and the individual others Can be precisely adapted to the needs of the prosthesis wearer.

Das zweite, passive Flüssigkeitssystem in der hydraulischen Sperrvorrichtung H für das Kniegelenk wird von den Innenräumen der beiden Zylinder S_e und Sb oberhalb des Kolbens 6_a «bzw. unterhalb des Kolbens 6_b gemeinsam mit einer mittig angeordneten Bohrung durch die Kolbenstange 9 nebst entsprechenden Seitenöffnungen in der Kolbenstange 9 gebildet. Dieses, ebenso wie das erste, aktive Flüssigkeitssystem mit einer Flüssigkeit, wie Öl, Glycerin od. dgl., gefüllte flüssigkeitskommunizierende System dient in erster Linie zur Verminderung der Reibung der Kolben und deren Packungen gegen die Zylinderwände. Die in dem oberen Zylinderraum 5_a (vgl. Fig. 4) eingeschlossene Flüssigkeit kann, bei einer Aufwärtsbewegung der Kolbenstange 9 und der Kolben 6_a und 6₆ durch die seitliche öffnung %, die Bohrung g_a und durch das offene Ende der Kolbenstange 9 in den unteren Zylinderraum unterhalb des Kolbens 6_b strömen. Bei einer Abwärtsbewegung der Kolben und der ' Kolbenstange infolge einer Streckung der Prothese strömt die Flüssigkeit in der entgegengesetzten Richtung. Ferner bewirkt die im passiven System eingeschlossene Flüssigkeit eine zuverlässige und fast reibungslose Abdichtung gegenüber der in dem System enthaltenen Flüssigkeit. Außerdem wird ein allenfalls im aktiven System eintretender Flüssigkeitsmangel unmittelbar durch Flüssigkeit aus dem passiven System ergänzt. Die Kolbenpackungen 7 sind deshalb so ausgestaltet, daß sie in Richtung zum Ventilgehäuse, also zum aktiven Flüsslgkeits- ■ system hin flüssigkeitsdurchlässig, in der anderen Richtung jedoch zuverlässig dicht sind, Dementsprechend ist die Bohrung g_a über die obere Seitenöffnung g_b bis zum Punkt g_c hinaus verlängert worden, der oberhalb des Zylinderdeckels 10 liegt. Dort ist eine gewöhnlich verschlossene seitliche Öffnung zum Nachfüllen von Flüssigkeit vorgesehen. The second, passive fluid system in the hydraulic locking device H for the knee joint is controlled by the interiors of the two cylinders S _e and Sb above the piston 6 _a «or Formed below the piston 6 _b together with a centrally arranged bore through the piston rod 9 together with corresponding side openings in the piston rod 9. This, like the first, active liquid system with a liquid such as oil, glycerine or the like, filled liquid-communicating system serves primarily to reduce the friction of the pistons and their packings against the cylinder walls. The trapped in the upper cylinder chamber 5 _a (see. Fig. 4) liquid can, upon an upward movement of the piston rod 9 and the piston 6 _a and 6 ₆ through the lateral opening%, the bore g _a, and through the open end of the piston rod 9 flow into the lower cylinder space below the piston 6 _b. When the pistons and the piston rod move downwards as a result of the prosthesis stretching, the fluid flows in the opposite direction. Furthermore, the liquid enclosed in the passive system causes a reliable and almost frictionless seal with respect to the liquid contained in the system. In addition, any lack of fluid that may occur in the active system is immediately supplemented by fluid from the passive system. The piston packs 7 are therefore designed so that they system towards the valve housing, so the active Flüsslgkeits- ■ towards liquid permeable, in the other direction, however, are reliably sealed, Accordingly, the bore g _a on the upper side opening g _b to point g _{c has} also been extended, which lies above the cylinder cover 10. A side opening, which is usually closed, is provided there for refilling with liquid.

Die Oberschenkelprothese und ihre hydraulische Sperrvorrichtung für das Kniegelenk wirkt während des Gehens folgendermaßen: In dem Belastungszustand der Prothese, bei welchem der Fußteil 4 auf der Gehfläche ruht (vgl. Fig. 1 und 2), ist das Zwischenglied 16 durch eine äußerst geringfügige Bewegung zum dichten Anliegen gegen denThe thigh prosthesis and its hydraulic locking device for the knee joint acts during of walking as follows: In the load condition of the prosthesis in which the foot part 4 rests on the walking surface (see. Fig. 1 and 2), the intermediate member 16 is extremely small Movement to the close concern against the

548/31}548/31}

R9228 VIIId/3OdR9228 VIIId / 3Od

Plattenteil 14 gebracht worden, und dabei ist der Stab 20 gleichzeitig bis zu seiner obersten Einstelllage verschoben. Durch diese Bewegung hat der Ventilheber 22 das Primärventil 25 freigegeben, so daß es durch die Kraft der Feder 25^ geschlossen ist. Es kann keine Flüssigkeit vom unteren zum oberen Zylinder fließen und daher eine Biegung des Unterschenkelteiles in Richtung des Oberschenkelteiles nicht erfolgen.Plate part 14 has been brought, and the rod 20 is at the same time up to its uppermost setting position postponed. As a result of this movement, the valve lifter 22 has released the primary valve 25, see above that it is closed by the force of the spring 25 ^. There can be no liquid from the lower to the upper cylinder flow and therefore a bend of the lower leg part in the direction of the thigh part not done.

Sobald jedoch das Körpergewicht des Prothesenträgers von der Prothese auf das natürliche oder auch ein zweites künstliches Bein gegen Ende des »natürlichen« Halbschrittes verlagert wird und der Fuß oder der andere Prothesenfuß die Gehfläche fest berührt, wird das Zwischenglied 16 wieder in seine ursprüngliche Lage auf geringen Abstand von dem Plattenteil 14 unter Mitnahme des Stabes 20 gebracht, so daß das Primärventil 25 zwangläufig geöffnet und die Blockierung des Kniegelenkes unmittelbar aufgehoben wird und der Prothesenträger imstande ist, den Unterschenkelteil 3 unter Mitwirkung der Kniegelenkachse: 2 nach vo>rn bis zur Streeklage gegenüber dem Oberschenkelteil zu schleudern und den Prothesenfuß in Berührung mit und zum Stützen auf die Gehfläche zu !Dringen, in welchem Moment das Kniegelenk sofort wieder gesperrt wird und ein neuer Zyklus Schrittbewegungen beginnen kann,However, as soon as the body weight of the prosthesis wearer from the prosthesis to the natural or also a second artificial leg is shifted towards the end of the "natural" half-step and the Foot or the other prosthetic foot firmly touches the walking surface, the intermediate member 16 is back in its original position at a small distance from the plate part 14 with the rod 20 brought so that the primary valve 25 inevitably opened and the blocking of the knee joint is immediately canceled and the prosthesis wearer is able to use the lower leg part 3 with the involvement of the knee joint axis: 2 forward to the stretch position opposite the thigh part to throw and the prosthetic foot in contact with and to support on the walking surface Urge, at what moment the knee joint is immediately locked again and a new one Cycle of step movements can begin,

Beim Hinabsteigen einer Treppe steht der. Prothesenträger bei Beginn dieses Vorhabens direkt vor der zu nehmenden Stufe mit dem. Kniegelenk der Prothese gesperrt infolge der auf ihr ruhenden Belastung. Somit kann er das natürliche Bein — oder die zweite Prothese -— von der Stufe abheben und zur Einleitung des Abwärtsschrittes nach vorn strecken unter gleichzeitiger Betätigung des Reglerorgans am oberen, äußeren Ende des Oberschenkelteiles in die dem Öffnen des Sekundärventils entsprechende Richtung. Somit kann die im unteren Zylinder 5_Ö zuvor eingeschlossene Flüssigkeit durch den Spalt zwischen dem Sitz und dem Kopf des Sekundärventils, an den abgeflachten Ventilspindelflächen, durch den Kanalzweig 28_ß, entlang dem Nadelventil 30 in den oberen Zylinder 5_a unter der Einwirkung des von dem Kolben 6_b und der Kolbenstange 9 ausgeübten Druckes langsam fließen, so daß sich der Unterschenkel mit mäßiger Geschwindigkeit in Richtung zum Oberschenkelteil um das Kniegelenk neigt. Da diese Bewegung in ihrem vollen Umfange unter der Kontrolle des Prothesenträgers steht, erfolgt sie in derselben natürlichen Weise wie bei einem gesunden, natürlichen Bein, bis der natürliche oder der zweite Prothesenfuß die nächste untere Stufe berührt und allmählich wieder das gesamte Körpergewicht übernimmt. Danach wird der Prothesenfuß von der oberen Stufe heruntergezogen, wobei der Unterschenkelteil durch sein Eigengewicht bis zur Streeklage geschwenkt ■ wird und der Prothesenfuß neben den natürlichenWhen going down a flight of stairs he is standing. Prosthesis wearer at the beginning of this project directly in front of the step to be taken with the. The knee joint of the prosthesis is locked as a result of the load resting on it. Thus, he can lift the natural leg - or the second prosthesis - from the step and stretch it forward to initiate the downward step while simultaneously actuating the control element at the upper, outer end of the thigh part in the direction corresponding to the opening of the secondary valve. Thus, the liquid previously trapped in the lower cylinder 5 _Ö can through the gap between the seat and the head of the secondary valve, on the flattened valve spindle surfaces, through the channel branch 28 _ß , along the needle valve 30 in the upper cylinder 5 _a under the action of the Piston 6 _b and the piston rod 9 pressure exerted flow slowly so that the lower leg leans around the knee joint at a moderate speed in the direction of the thigh part. Since this movement is fully under the control of the prosthesis wearer, it takes place in the same natural way as with a healthy, natural leg, until the natural or the second prosthetic foot touches the next lower step and gradually takes over the entire body weight again. Then the prosthetic foot is pulled down from the upper step, the lower leg part being pivoted by its own weight to the stretch position and the prosthetic foot next to the natural one

6υ Fuß auf die untere Stufe gestellt werden kann, in welchem Moment die Blockierung sofort wieder wirksam wird. Danach kann der nächste Schritt treppab beginnen.6½ feet on the lower step can be put in which moment the blocking will take effect again immediately. After that, the next step can be taken start downstairs.

Es ist im vorhergehenden und insbesondere im Zusammenhang mit Fig. 9 bis 11 darauf hingen wiesen, daß sich die Relativbewegung des Zwischengliedes 16 zum Platteinteil 14 und demzufolge auch die des Stabes 20 zur Stange 12 und der hydraulischen Sperrvorrichtung H für das Kniegelenk in sehr geringen Grenzen hält. Bei praktisch ausgeführten und mit größter Sorgfalt ausprobierten Prothesen, der oben beschriebenen Gattung ist es möglich gewesen, diese Relativbewegung bis auf 0,56 mm zu reduzieren, ohne die absolut sichere und einwandfreie Betätigung des Primärventils zur Ausübung seiner Kontrollfunktion über die Blokkierung und Deblockierung des Kniegelenks in Abhängigkeit von dem belasteten bzw. unbelasteten Zustand der Prothese irgendwie in die Gefahrenzone zu bringen. Diese auf ein absolutes Minimum herabgesetzte Bewegung zwischen der Prothese im Ganzen und deren Fußteil ist weder von dem Prothesenträger noch von einem Beobachter wahrnehmbar. Der ungleichförmige und stoßbetonte Gang ist restlos.eliminiert. Der Übergang von einem blökkierten. zu einem deblockierten Zustand des Kniegelenks und umgekehrt unter der Kontrolle der hydraulischen Sperrvorrichtung vollzieht sich in derselben weichen und elastischen Weise, wenn der Prothesenträger seine Prothese von der Gehfläche hebt, um einen neuen Schritt einzuleiten.It was pointed out above and in particular in connection with FIGS. 9 to 11 that the relative movement of the intermediate member 16 to the plate part 14 and consequently also that of the rod 20 to the rod 12 and the hydraulic locking device H for the knee joint are within very small limits holds. In the case of practically executed prostheses of the type described above, which have been tried out with the greatest care, it has been possible to reduce this relative movement to 0.56 mm without the absolutely safe and proper actuation of the primary valve to exercise its control function via the blocking and unblocking of the knee joint depending on the loaded or unloaded state of the prosthesis somehow into the danger zone. This movement, reduced to an absolute minimum, between the prosthesis as a whole and its foot part cannot be perceived either by the prosthesis wearer or by an observer. The uneven and bumpy gait is completely eliminated. The transition from a bleated. to an unblocked state of the knee joint and vice versa under the control of the hydraulic locking device takes place in the same soft and elastic manner when the prosthesis wearer lifts his prosthesis from the walking surface in order to initiate a new step.

Claims

PATENT CLAIMS:

Leg prosthesis for a thigh wedge stump, consisting of a thigh part, a lower leg part articulated to this and provided with a hydraulic knee joint locking device, and a prosthetic foot articulated to the lower leg part, characterized by a hydraulic locking device made up of two cylinders (5 ", 5 _ft ) each with a piston (6 _a , 6 _b ) and a valve housing (8) with two valves - a primary valve (25) and a secondary valve (31) - which the latter can be opened by a regulating device to be actuated by the prosthesis wearer in order to achieve a -. to allow regulated bending of the prosthesis when the prosthesis is locked as a result of the load on the prosthetic foot, by means of an intermediate part (16) which is pivotably articulated on the prosthetic foot and which can be displaced in the longitudinal direction of the leg, by means of a piston rod (9) articulated on the lever (11) ), to which the pistons (6 ₀ , 6 _b ) are attached, and by movable members (19, 20, 21, 22) via which the primary valve is connected to the intermediate part, so that it is under a load acting on the prosthetic foot can be closed by actuating a spring ( _25e ) or the like connected to the valve and, when the aforementioned load ceases, can be opened immediately.

2. Leg prosthesis according to claim 1, characterized in that the valve housing (8) is attached between the cylinders (5 _a , 5 ₆ ),

609 548/30

R 9228 VIIId/3OdR 9228 VIIId / 3Od

wherein the cylinder chambers that are closest to the valve housing and are delimited by the pistons communicate with one another through two channels arranged in the valve housing, one of which is the primary valve (25) and the other contains the secondary valve (31).

3. Leg prosthesis according to claims 1 and 2, characterized by a partially triangular configuration of the cross section of the valves (25, 31) and a ge from Ventilkahal led nut on the opposite end of the valve head and springs (2 $ - _d , 31J, which with one of its ends rests against the chucks (23, 26) inserted into the valve channels,

4. leg prosthesis according to claims 1 to 3, characterized in that the primary valve (25) provided with a notch is actuated by one in the valve housing (8) mounted and provided with the lever (21) valve lifter (22), the Lever (21) is hinged to the upper end of the rod (20), whereas the lower end of the rod is united with the sleeve (19) which is pivotable about a bolt (18) fixed in the intermediate part (16), whereby the intermediate portion is provided with a cylindrical upward socket (i6 _a) defined by a central circular opening (I4A) hinduirchragt which is recessed in a partly fixed in the lower part of the lower leg plate (14), as well as in that of a horizontal bolt (13) is retained, which is distinguished by a in the base. assumed oval-shaped hole (i6 _c ) is guided, which allows the intermediate part a small axial movement against the lower leg part.

5. leg prosthesis according to claims 1 to 4,

characterized by a valve lifter (32) mounted in the valve housing and connected _{to a floor cable via a lever (32 e} ) for opening the secondary valve (31).

6. Leg prosthesis according to claims 1 to 5, characterized by a second fluid system consisting of cylinder chambers which are located on the sides of the piston facing away from the valve housing and which are connected to one another by a channel (9 _a ) arranged in the longitudinal axis of the piston rod (9) are.

7. leg prosthesis according to claims 1 to 6, characterized in that the hydraulic knee joint locking device is attached to a rod (12), one end of which is guided through the plate (14). Axis (13) is mounted and is _{movable in an opening arranged centrally in a cylindrical base (i6 ß} ), the lower side of the plate (14 _{) resting at its front end on a spring (4 a} ), the other end of which is supported on a support surface (4J on the prosthetic foot.

8. Leg prosthesis according to claims 1 to 7, characterized by a soft and / or elastic pad (17) between the lower surface (i4 _ft ) of the plate-like part (14) and the upward-facing circular ring-shaped surface (i6 _ö ) of the intermediate part (16 ) for the smooth limitation of the movement, arranged between the parts (16 and 14).

9. A prosthetic leg to claim 1, characterized by a check valve constructed as a · primary valve (25) to avoid a resultant example in the top, the valve housing closest to the cylinder (5 ₀₎ in accordance with overpressure.

Considered publications:
German patent specification No. 724959.

For this purpose 2 sheets of drawings