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Künstliches Kniegelenk für ein Obersehenkelkunstbein.
Gegenstand der Erfindung ist ein für Oberschenkelkunstbeine verwendbares künstliches Kniegelenk, das vollständig selbsttätig wirkt und alle Kniebewegungen zulässt. Das Gelenk kann sich während der Beugung selbsttätig sperren, u. zw. sowohl willkürlich als auch unwillkürlich, wenn das Gleichgewicht beim Gehen wieder hergestellt werden muss. Beim Strecken des Gelenkes lockert sich das Knie wieder, so dass dann alle Bewegungen wie früher ausgeführt werden können.
Den wesentlichen Teil des künstlichen Kniegelenkes bildet eine im Inneren des Unterschenkels untergebrachte hydraulische Vorrichtung, die durch eine teilweise elastische und teilweise unelastische mit dem Gürtel verbundene Zugvorrichtung zur Wirkung gebracht wird. Wenn der Beinlose willkürlich oder bei Verlust des Gleichgewichtes beim Auftreten mit gebeugtem Knie unwillkürlich den Oberkörper nach vorne beugt oder den Oberschenkel hochhebt, setzt die Zugvorrichtung die hydraulische Vorrichtung in Wirksamkeit, wodurch das Gelenk sofort gesperrt wird.
Hydraulische Kniebremsen für Kunstbeine sind an sich bereits bekannt. Die bekannten Vorrichtungen dieser Art wirken aber entweder nur dann, wenn das Kunstbein den Boden berührt, oder sie können nur willkürlich gesteuert werden.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes und ist Fig. 1 ein Längsschnitt durch die hydraulische Vorrichtung in der Stellung, in der das Kniegelenk frei beweglich ist und Fig. 2 ein Teil der Vorrichtung in grösserer Darstellung in der Stellung am Beginn des Streckens mit gesperrtem Kniegelenk. Fig. 3 zeigt die gleichen Teile in der Stellung bei Beginn des Beinstreekens. Fig. 4 veranschaulicht das Kunstbein in Seitenansicht bei hochgehobenem Schenkel, Fig. 5 bei gestrecktem und Fig. 6 bei leicht gebeugtem Knie.
Die hydraulische Vorrichtung des künstlichen Kniegelenkes besteht aus einem Pumpenzylinder 1, zweckmässig aus Stahl, dessen Boden 2 einen Ring 2'trägt (Fig. l), mit dem die Vorrichtung am unteren Ende 3 des Unterschenkels befestigt ist (Fig. 5). Der Deckel 4 des Zylinders weist eine Stopfbüchse 6 mit Ledermanschette 5 zur Abdichtung des Zylinders auf. Im Zylinder bewegt sich ein Kolben 7, vorteilhaft aus Aluminium, in dessen hohler Stange 8 sich eine zweite Stange 9 bewegt, deren unteres Ende ein Ventil 23 trägt. Der Kolben ist durch eine auf das Mundstück 11 aufgesetzte Lederpackung 10 abgedichtet.
Die hohle Kolbenstange 8 ist unten mit dem Kolben 7, oben mit einer Gabel 12 verbunden, die an dem mit dem unteren Oberschenkelende 14 verbundenen Stift 13 befestigt ist. Die auf der hohlen Kolbenstange 8 sitzende Gegenmutter 15 dient zu deren Verstellung mit dem Kolben 7 gegen das Ventil 25 an der Stange 9 und damit zur Regelung des Öldurchflusses von der oberen Zylinderkammer 17 zur unteren Zylinderkammer 18. An einem Fortsatz der Gabel 12 sitzt eine Rolle 19, über die ein Zugdraht 22 geführt ist, der an einem auf der Stange 9 sitzenden Block 21 befestigt ist. Die Zugvorrichtung des Kniegelenkes besteht aus einem unelastischen Teil, dem Draht 22, der über den Oberschenkel 14 reicht und einem elastischen Teil 22', der über die Hüfte geführt und mit dem Gürtel 23 mittels einer einstellbaren Schnalle 24 verbunden ist.
Das am unteren Ende der Stange 9 vorgesehene, mit Bohrungen 26 versehene Kegelventil 25 schliesst das untere Ende des Kolbens 7 ab, sobald es dem Ventilsitz 27 am unteren Ende des Mundstückes 11 anliegt. Der Kolben 7 ist mit Längsbohrungen 28 und einer inneren Kammer 29 versehen.
Unter dem Ventil 25 ist ein selbsttätiges, durch eine Scheibe 31 abgestütztes Lederklappenventil 30 vorhanden. Die Scheibe 31 ist auch mit Bohrungen 32 versehen. Eine auf der Stange 9 unter dem unteren Ende der Hohlstange 8 sitzende Feder 33 drückt das Ventil 25 abwärts, um den Öldurchgang 16 selbsttätig freizugeben, wenn die Zugvorrichtung 22 nicht wirksam ist.
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Zur Erläuterung der Wirkungsweise des erfindungsgemässen Kniegelenkes werden nachstehend die drei Hauptstellungen beschrieben.
1. Stellung (Fig. 1). Das Kolbenventil 25 ist offen. Das Öl kann somit ungehindert von der Zylinderkammer j durch den Raum 16 über dem Ventilkörper 25 in die Zylinderkammer 18 und wieder zurück fliessen und der Kolben 7 kann sich im Pumpenzylinder 1 verschieben und das Knie sich unbehindert bewegen.
2. Stellung (Fig. 2). DasVentil25undLederklappenventil30sindvonderZugvorrichtung22, 22' in die Schliessstellung gebracht worden, in welcher der Ventilkörper 25 dem Ventilsitz (Fig. 1) dicht anliegt. Der Öldurchfluss durch die Kolbenbohrungen 28 und die Kammer 29 ist also unterbrochen und der Kolben sitzt fest. Dadurch ist das Kniegelenk, z. B. in der Beugestellung (Fig. 6) gesperrt und der Beinlose kann sich dann mit seinem ganzen Gewicht auf den Fuss des Kunstbeines stützen und das andere Bein heben, um einen Schritt auszuführen.
3. Stellung (Fig. 3). Das Ventil 25 ist geschlossen, das Klappenventil30 nimmt die Stellung ein, welche das Strecken des Kniees ermöglicht. Herrscht beim Auftreten mit dem Bein in der Zylinder-
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weiterbeugen, wohl aber strecken, wodurch es wieder in seine vollkommen gelockerte Stellung gelangt.
Bei geringster Beugung würde sich das Klappenventil 30 selbsttätig schliessen und das Gelenk sich versteifen (Fig. 2).''.'
Die Zugvorrichtung wird entweder durch Beugen des Oberkörpers oder Heben der Hüfte wirksam.
Durch diese Bewegung wird der elastische Teil 22'gedehnt und auf den unelastischen Teil 22 ein Zug ausgeübt. Das Vorbeugen des Oberkörpers oder Heben des Oberschenkels kann, wie schon erwähnt, willkürlich oder unwillkürlich erfolgen (als augenblickliche Reaktion bei Gleichgewichtsverlust infolge ungenügenden Standes auf dem Fuss des Kunstbeines).
Es ist vorteilhafter, wenn das Öl den Zylinder 1 nicht vollständig ausfüllt, also eine Luftschicht zwischen dem Öl und dem Deckel 4 vorhanden ist, wodurch die Kolbenverschiebungen elastischer werden und das Entweichen von Öl zwischen der hohlen Kolbenstange 8 und der Lederdichtung 5 erschwert wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Künstliches Kniegelenk für ein Obersehenkelkunstbein, mit einem am Unterschenkel vorgesehenen, zweckmässig Öl als Treibmittel enthaltenden Zylinder, dadurch gekennzeichnet, dass der im Zylinder (1) verstellbare Kolben (7) durch eine Stange (8) mit dem Ende (14) des Oberschenkels verbunden ist und Ventile (25, 30) aufweist, die bei Wirkung der am Gürtel (23) festgeschnallten Zugvorrichtung (22, 22') die selbsttätige Sperrung (Blockierung) des Kolbens bewirken.