CH274375A - Kniegelenk für Beinprothesen. - Google Patents

Description

  
 



  Kniegelenk für Beinprothesen.



   Die Erfindung betrifft ein Kniegelenk für Beinprothesen, bei welchem in bekannter Weise die Wirkflächen der dem Bau des natürlichen Knies nachgebildeten Gelenkteile durch eine einstellbar gefederte Gelenkverbindung so zusammengehalten sind, dass beim Strecken und Beugen die Oberschenkelgelenkknorren bezüglich der Unterschenkelgelenkpfannen auf deren Pfannenflächen abrollend und gleitend nach   rückwärts    bzw. vorwärts in natürlich wirkende Endlagen verschoben werden.



   Erfindungsgemäss weisen die entsprechend dem anatomischen Bau eines natürlichen Knies ausgebildeten und ineinandergreifenden Gelenkknorren und -pfannen eine mit einer Gelenkstange veränderlicher Wirklänge versehene, als Kippgelenk wirkende DIeigelenkverbindung auf, mittels welcher die Unterschenkelhülse gegenüber der Oberschenkelhülse, nach Einleitung der einen oder andern Schwenkbewegung,   duIch    ÜberschIeiten der Kipplage des Dreigelenkes zwangsläufig in die betreffende, statisch günstigste Endstellung überführbar ist.



   VoIzugsweise ist der Schwenkbereich der Dreigelenkverbindung durch willkürliche Änderung der Wirklänge einer ihrer Gelenkstangen veränderbar und durch verstellbare Anschläge an letzterer einstellbar begrenzt.



   Die Wirkungsweise des Kniegelenkes nach der Erfindung beim Strecken und Beugen gleicht weitgehend jener des natürlichen Knies und ergibt durchwegs statisch günstige Stellungen.



   Gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die der Unterschenkelhülse zugeordnete Gelenkachse der Dreigelenkverbindung nachgiebig gelagert und die an der Oberschenkelgelenkachse angelenkte, schwenkbar geführte Zugstange einer innerhalb deren   Schwenkebene    wirksamen, zusätzlichen seitlichen Federkraft unterworfen. Vorteilhafterweise ist die Gelenkachse der Unterschenkelhülse in einem Langloch derselben geführt und der Zugwirkung eines an der Unterschenkelhülse befestigten Federpaares ausgesetzt.



  Durch eine zwischen dem Hinterteil der Un  teischenkelhülse    und dem freien Ende der Zugstange gespannte Zugfeder ist erstere einerseits im Beugesinn des Kniegelenkes verschwenkbar, anderseits wird deren Schwenkbereich im Gegensinn nachgiebig begrenzt.



   Diese Ausbildung gewährleistet einen be  sonder    leichten, stetigen Bewegungsablauf zwischen den beiden Gelenkteilen, bei gleichmässigem Auflagedruck über den ganzen Schwenkbereich derselben und überdies eine durch die an der federnden Zugstange des Gelenkes angreifende Zugfeder unterstützte Bewegungseinleitung beim Beugen des Knies.



   Die Zeichnung veranschaulicht zwei beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes, und zwar zeigen die Fig. 1 und 2 das Kniegelenk von der Seite bei längsgeschnittener Prothese, und zwar im ge  streckten bzw. gebeugten Zustand. Die Fig. 3 ist eine Vorderansicht des gestreckten Kniegelenkes ebenfalls bei längsgeschnittener Prothese. Die Fig. 4 stellt eine Ansicht des Gelenkmechanismus selbst dar, die Fig. 5, 6 und 7 geben in gleicher Darstellung wie die Fig. 1 bis 3 eine zweite Ausführungsform des Kniegelenkes wieder, wobei gleiche Teile in sämtlichen Figuren mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind.



   Das Kniegelenk gemäss den Fig. 1 bis 3 ist hinsichtlich der Gelenkteile der natürlichen Knie- bzw. Knochenform nachgebildet, wobei der Gelenkteil 1 der Oberschenkelhülse   2    in Form eines Schenkelbeinknorrens, der Gelenkteil 3 an der Unterschenkelhülse 4 in   Pfannenform    ausgebildet ist. Die Knorren 1 der Oberschenkelhülse 2 sowie die an diesen anschliessenden Wirkflächen als auch die Pfannenflächen des Gegengelenkes 3 sind so geformt, dass ein gleichmässiges Abrollen und Aufeinandergleiten gesichert ist. Die Gelenkteile 1, 3 sind in ihrer Lage zueinander durch eine Dreigelenkkonstruktion gehalten und hinsichtlich ihres Bewegungsbereiches einstellbar begrenzt. Jeder der Gelenkteile 1, 3 ist von einer Gelenkachse 5, 6 durchsetzt, welche an ihren Aussenenden durch je eine Lasche 7, 8 miteinander zu einem rahmenartigen Bügel verbunden sind.

   Die Laschen 7 und 8 können in Ausnehmungen der Gelenkteile versenkt, allenfalls unsichtbar in   Schlit-    zen derselben untergebracht sein. Die durch die Knorren 1 der Oberschenkelhülse gehende Achse 5 liegt zwischen den Knorren 1 frei und ist hier in ihrer Mitte von dem Lagerauge 9 einer Zugstange 10 umgeben. Letztere ist in einer im   Unterschenkelgelenkteil    3 schwenkbar gelagerten Führungshülse 11   längsver-    schiebbar gehalten. Die Schwenkachse 13 der Führungshülse 11 bildet das dritte Gelenk der Dreigelenkverbindung, deren eine Gelenkstange veränderliche Wirklänge besitzt.

   Beim Übergang aus der Stellung nach Fig. 1 in jene nach Fig. 2 oder umgekehrt, kann also der Gelenkbolzen 5 um die Gelenkachse 6 eine Kreisbewegung ausführen, wobei die Gelenklaschen 7, 8 nach Überschreiten der Kipplage des Gelenkbolzens 5 zwangläufig in die jeweilige Endlage überführt werden. Die Führungshülse 11 ist etwa in ihrer Mitte mit einer Verstärkung   12    versehen, in welche an zwei gegenüberliegenden Stellen je ein Achsbolzen 13 eingeschraubt ist. Die Achsbolzen 13 ruhen in gegebenenfalls ausgebuchsten Querbohrungen der Unterschenkelhülse 4. Die Führungshülse 11 ist einerseits gegen das Lagerauge 9 der Zugstange durch einen scheibenförmigen Ringrand bis auf die Durchtrittsöffnung für die Zugstange 10 geschlossen, anderseits an ihrem entgegengesetzt gerichteten Mantelende mit einem Gewinde 14 versehen, auf das eine Schraubhülse 15 aufgesetzt ist.

   Diese ist an ihrem freien Ende ebenfalls durch einen Ringrand bis auf eine zentrale Durchtritts öffnung für die Zugstange 10 und eine diese umgebende Feder 16 geschlossen. Ferner besitzt die Schraubhülse 15 Bohrungen 17 oder dergleichen zum Ansetzen geeigneter Werkzeuge zwecks Auf- oder Abschrauben der Hülse 15. Das Ende der Zugstange 10 ist mit einem Gewinde versehen, auf das ein Spannteller 18 mit einem rohrförmigen Schaft 19 aufgeschraubt ist. Das freie Schaftende ist mit Bohrungen 20 und/oder Schlitzen versehen, die das Verschrauben des Spanntellers 18, 19 ermöglichen. Die zentrale Bohrung des   Spanntellers    18 sowie dessen Rand sind mit je einem Ringrand ausgestattet, von denen der innere Ringrand als Zentrierungsansatz für die Feder 16, der äussere Rand als Halterung für einen Pufferring 21 aus Gummi oder dergleichen dient.

   Die mehrfach erwähnte Feder 16 ist somit einerseits am Spannteller 18, anderseits an der Innenfläche des Ringrandes der Führungshülse 11 abgestützt. Die ganze   Spann- bzw.    Stellvorrichtung der im Protheseninnern gelagerten Zugstange 10 ist durch eine Öffnung   22    an der Vorderseite der Unterschenkelhülse 4 zugänglich. Der Einbau der Führungshülse 11 in die Unterschenkelhülse 4 erfolgt in der Weise, dass die Achsbolzen 13 von aussen durch die entsprechenden Bohrungen der Unterschenkelhülse 4 geführt und in die Gelenkhülse 11 eingeschraubt werden. Letztere sowie die Zugstange 10 haben  dabei einen ausreichenden Schwenkraum zur Verfügung.

   Die Gelenkknorren 1 der Oberschenkelhülse 2 sind mit einer zweckmässig abnehmbaren bzw. auswechselbaren Auflage 23 ausgestattet, welche sie gegen Abnützung schützen und zu diesem Zweck ein geeignetes Gleitmittel aufnehmen.



   Der sich beim Beugen des Kniegelenkes ergebende Spalt bzw. die Aufklaffung zwischen den Gelenkteilen 1, 3 der   Ober- und    Unterschenkelhülse ist durch einen etwa dreieckigen, polsterförmigen Kleiderschutz 24 überdeckt. Dieser ist vorteilhaft mit zwei untern Ecken gelenkig aussen an der Unterschenkelhülse 4 angebracht und mit einer nach oben ragenden Spitze respektive einem an letzterer befestigten elastischen Band 25 an der Oberschenkelhülse 2 fixiert.



   Beim Strecken des Knies gleiten die Ge  lenkknorren    1 der Oberschenkelhülse 2 in den Pfannen 3 der Unterschenkelhülse 4 nach rückwärts, bis die durch den Rahmenbügel 5, 6, 7, 8 bzw. die Zugstange 9, 10 gehaltene Gelenkachse 5 nicht weiter nachgeben kann und die Gelenkknorren 1 die erforderliche Stütze finden. Das Ausmass des Schwenkbereiches der Oberschenkelgelenkachse 5 ist durch Einstellung des Verschiebungsweges der Zugstange 10 regelbar. Die Einstellung erfolgt durch entsprechendes Heraus- oder Einschrauben der Stellhülse 15 auf dem Gewinde 14 der Führungshülse 11, wodurch ihr Abstand vom Spannteller 18 bzw. dem Pufferring 21 und damit der Zugstangenhub grösser oder kleiner wird. In gestreckter Stellung des Kniegelenkes sind die Verbindungslaschen 7, 8 der Gelenkachsen 5, 6 dementsprechend rückwärts geneigt.

   Bei gebeugtem Kniegelenk sind die Laschen 7, 8 jedoch nach vorn gerichtet und die Gelenkknorren 1 in bezug auf die Unterschenkelgelenkpfannen 3 nach vorn geschoben, wodurch eine natürlich wirkende Unterschenkellage erzielt wird. Der Gang des Kniegelenkes kann je nach Wunsch strammer oder lockerer eingestellt werden, indem die Pufferfeder 16 und die Stellhülse 15 entsprechend eingestellt werden. Das Gewicht der Prothese ist zufolge der wenigen Metallteile an sich schon gering und kann durch entsprechende Wahl des Hülsenmaterials noch weiter verringert werden. Als Material für die   Ober- und      Unterschenkelhülsen    kommt ausser Holz, Papier usw. auch Leichtmetall oder ein geeigneter Werkstoff bzw. Kunststoff in Frage.



   Bei der Ausführungsform nach den Fig. 5 bis 7, die hinsichtlich Bau- und Wirkungsweise grundsätzlich mit der beschriebenen übereinstimmt, ist, abweichend von dieser, die Gelenkachse 6 in Langlöchern 26 der Unterschenkelhülse 4 gelagert und steht unter dem Einfluss eines Paares symmetrisch zur Schwenkebene der Zugstange 10 angreifender Zugfedern 27, die an einem die Unterschenkelhülse 4 parallel zur Gelenkachse 6 durchsetzenden Bolzen 28 fixiert sind. Eine am freien Ende der Zugstange 10 angreifende Zugfeder 29 sucht die Zugstange 10 im Beugesinn zu verschwenken und begrenzt den Schwenkbereich derselben nachgiebig in der Gegenrichtung.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Kniegelenk für Beinprothesen, bei welchem die Wirkflächen der dem Bau des natürlichen Knies nachgebildeten Gelenkteile durch eine einstellbar gefederte Gelenkver- bindung so zusammengehalten sind, dass beim Strecken und Beugen die Oberschenkelgelenk knorren bezüglich der Unterschenkelgelenkpfannen auf deren Pfannenflächen abrollend und gleitend nach rückwärts bzw.

   vorwärts in natürlich wirkende Endlagen verschoben werden, dadurch gekennzeichnet, dass die entsprechend dem anatomischen Bau des natürlichen Knies ausgebildeten und ineinandergreifenden Gelenkknorren und -pfannen eine mit einer Gelenkstange veränderlicher Wirklänge versehene, als Kippgelenk wirkende Dreigelenkverbindung aufweisen, mittels welcher die Unterschenkelhülse gegen über der Oberschenkelhülse nach Einleitung der einen oder andern Schwenkbewegung, durch Überschreiten der Kipplage des Dreigelenkes zwangläufig in die betreffende, statisch günstigste Endstellung überführbar ist.

   UNTERANSPRÜCHE: 1. Kniegelenk nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkbereich der Dreigelenkverbindung durch willkürliche Änderung der Wirklänge einer ihrer Gelenkstangen veränderbar und durch verstellbare Anschläge an letzterer einstellbar begrenzt ist.

   2. Kniegelenk nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, mit einem im Gelenkteil der Oberschenkelhülse gelagerten Achsbolzen und zwei in der Unterschenkelhülse vorgesehenen Gelenkbolzen, von denen der eine als Gelenkachse mit jener der Oberschenkelhülse durch starre Lenker, einen Rahmenbügel bildend, verbunden, der andere als Schwenkachse einer Führungshülse für eine einstellbar federbelastete, längsverschiebbare Gelenkstange verwendet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die letztere als Zugstange an der Oberschenkelachse abgelenkt und hinsichtlich ihres Längsweges nach Bedarf einstellbar ist.

   3. Kniegelenk nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mittels abschraubbarer Achsbolzen in ausgebuchsten Bohrungen der Unters chenkelhülse gelagerte, schwenkbare Führungshülse der Zugstange an ihrem dem Spannteller der Pufferfeder zugekehrten Ende ein Aussengewinde besitzt, auf das eine Stellkappe aufgeschraubt ist, deren ringförmige, freie Stirnfläche dem mit einer Gummiauflage versehenen Spannteller als einstellbarer Anschlag dient.

   4. Kniegelenk nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Verbindungslaschen der zum Rahmenbügel gehörenden Gelenkachsen in Ausnehmungen der Gelenkteile versenkt angeordnet sind.

   5. Kniegelenk nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Verbindungslaschen der zum Rahmenbügel gehörenden Gelenkachsen in Schlitzen der Gelenkteile unsichtbar angeordnet sind.

   6. Kniegelenk nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die der Unterschenkelhülse zugeordnete Gelenkachse des Rahmenbügels nachgiebig gelagert und die an der Oberschenkelachse angelenkte, schwenkbar geführte Zugstange einer innerhalb deren Schwenkebene wirksamen, zusätzlichen, seitlichen Federkraft unterworfen ist.

   7. Kniegelenk nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkachse der Unterschenkelhülse in einem Langloch derselben geführt und der Zugwirkung eines an einem Querbolzen der Unterschenkelhülse befestigten Federpaares ausgesetzt ist.

   8. Kniegelenk nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine zwischen dem freien Ende der Zugstange und dem Hinterteil der Unterschenkelhülse gespannte Zugfeder die Zugstange einerseits im Beugesinn des Kniegelenkes verschwenkbar, anderseits deren Schwenkbereich im Gegensinn nachgiebig begrenzt ist.