DE315181C

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Publication number: DE315181C
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Description

Bei der Herstellung von Kunstbeinen ist man stets bemüht, eine sichere Feststellvorrichtung an dem Kniegelenk anzubringen. Man ist dabei von der einfachen Verriegelung des Gelenkes immer mehr abgekommen, da sich hierbei große Nachteile gezeigt haben.When making artificial legs is one always tries to attach a secure locking device to the knee joint. One has abandoned the simple locking of the joint more and more because major disadvantages have been shown here.

Um sowohl auf gestreckten als auch auf gebeugten Kunstbeinen stehen zu können, ist man dazu übergegangen, Kniegelenke herzustellen, die nicht J^nur gegen unfreiwilliges Durchknicken gesichert sind, sondern in jeder durchgeknickten Stellung auch festgestellt werden können. Von besonderer Wichtigkeit ist diese _k Feststellung beim Besteigen vonIn order to be able to stand on both stretched and bent artificial legs, one has switched to making knee joints which are not only secured against involuntary kinking, but can also be fixed in any bent position. _{This k} determination is of particular importance when climbing

Treppen und beim Gehen auf schiefer Ebene. Man ist dabei zu Konstruktionen gekommen, welche beispielsweise die Anordnung eines Zahnrades mit Sperrklinke vorsehen odsr man hat das"^ Kunstbein mit dem sogenannten Bremsknie ausgestattet.Stairs and when walking on an incline. One came to constructions which, for example, provide the arrangement of a gear with a pawl odsr one has the "^ artificial leg with the so-called Brake knee fitted.

Diese Konstruktionen werden entwederThese constructions are either

durch Fersendruck oder Schulterzug aus- und eingerückt bzw. gesteuert oder werden un-moved out and in or controlled by heel pressure or shoulder pull or are un-

• mittelbar "durch das Körpergewicht betätigt.• indirectly "actuated by body weight.

Das~Gelenk selbst wird hierbei immer durch ein einfaches, im Drehpunkte angeordnetes zylindrisches ^Zapfen- oder Bolzengelenk gebildet, so"^daß beim , Schwingen des Unterschenkels eine^Drehung um diesen'GelenkbolzenThe joint itself is always represented by a simple one arranged in the pivot point cylindrical pivot or pin joint formed so that when the lower leg swings a ^ turn around this' hinge pin

erfolgt. Damit dem Kunstbeinträger das Kunstbein nicht fortläuft, d. h., daß das Kunstbein in der gestreckten Lage beim Gehen nicht durchknickt, war es erforderlich, . daß das Zapfen- oder Bolzengelenk etwa 2 cm hinter der Längsmittelachse des Kunstbeines angeordnet wurde. Diese Verlegung des Drehpunktes hat jedoch wiederum zur 'Folge, daß die Längsmittelachse des Kunstbeines in der Beugestellung sich entsprechend vergrößert, wodurch dem Träger das Gehen, besonders auf unebenem Gelände, sehr erschwert wird.he follows. So that the artificial leg does not run away from the artificial leg carrier, d. that is, the artificial leg not buckling in the stretched position when walking, it was necessary to. that the tenon or bolt joint about 2 cm behind the longitudinal center axis of the artificial leg was ordered. However, this relocation of the fulcrum again has the consequence that the longitudinal center axis of the artificial leg increases accordingly in the flexed position, which makes walking very difficult for the wearer, especially on uneven terrain.

Betrachtet man die natürliche Form des Femurkopfes am Knie, so zeigt sich, daß es sich hierbei nicht um ein einfaches Zapfenoder Kugelgelenk handelt, sondern daß der abrollende Femurkopf eine Krümmungsfläche besitzt, deren. Längsschnittkurven hinsichtlich ihrer Krümmungsform Kreisevolventen nahekommen. In der Beugestellung wird demnach die Längsmittelachse des Beines gegenüber der gestreckten Lage etwas kürzer.If one looks at the natural shape of the femoral head on the knee, it becomes apparent that it is is not a simple pivot or ball joint, but that the rolling femoral head has a surface of curvature whose. Longitudinal curves with regard to their curvature come close to involute circles. In the flexion position is accordingly the longitudinal center axis of the leg is somewhat shorter than in the extended position.

Diese Funktion des natürlichen Kniegelenkes' ist dem Erfindungsgedanken zugrunde gelegt. Der Drehpunkt des Gelenkes wird entweder in die Längsmittelachse des Kunstbeines verlegt oder er kann auch in einer geringen Entfernung von dieser nach vorne hin angeordnet werden. Die Drehung erfolgt um zwei, in dem einen Gliede angeordnete, einander parallele Bolzen, welche in zwei, im.anderen Gliede vorgesehenen, konzentrisch um einen gemeinsamen, als kinematischen Drehpunkt wirkenden Mittelpunkt gekrümmten Führungsschlitzen gleiten. Diese Schlitze haben ungleichen Radialabstand vom Drehpunkt, oder sie werden auch der Form des Femurkopfes entsprechend gekrümmt.The concept of the invention is based on this function of the natural knee joint. The pivot point of the joint is either moved to the central longitudinal axis of the artificial leg or it can also be arranged at a short distance from this towards the front will. The rotation takes place around two, in one link arranged, parallel bolts, which in two, in the other Links provided, concentric around a common, as a kinematic pivot point acting center point curved guide slots slide. These slots have unequal Radial distance from the fulcrum, or they will also be the shape of the femoral head curved accordingly.

Die Zeichnung stellt .zwei beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dar, und 'zwar zeigt 'The drawing represents .zwei example embodiments of the subject matter of the invention represent, namely 'shows'

Fig. ι das Kniegelenk mit konzentrischen Führungsschlitzen bei abgenommener vorderer Unterschenkelhälfte.Fig. Ι the knee joint with concentric Guide slots with the front lower leg half removed.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch das Kniegelenk nach Schnittlinie I-II der Fig. i.FIG. 2 shows a section through the knee joint along the section line I-II of FIG.

Fig. 3 stellt das Kniegelenk in gebeugter und festgestellter Lage gemäß Fig. ι dar.Fig. 3 shows the knee joint in a bent and fixed position according to FIG.

Fig. 4 zeigt "das Kniegelenk mit der Form des Femurkopfes entsprechend gekrümmtenFig. 4 shows "the knee joint with the shape of the femoral head correspondingly curved

ίο Führungsschlitzen.ίο guide slots.

Die Gelenkteile des Ober- und Unterschenkels sind beispielsweise aus Holz vorgesehen, der innere Teil, der Gelenkkopf a, gehört zum Oberschenkel, und die beiden Seitenteile, die Backen b und b_v gehören dem Unterschenkel -an.The joint parts of the thigh and lower leg are made of wood, for example, the inner part, the joint head a, belongs to the thigh, and the two side parts, the jaws b and b _v belong to the lower leg.

In den seitlichen Backen b und O₁ des Unterschenkels befinden sich die beiden abseits vom kinematischen Drehpunkte und parallel zueinander angeordneten Bolzen d und e. Der Bolzen e ist in den Backen b und b₁ starr gelagert, während der Bolzen d in den Backen starr oder drehbar angeordnet ist. Beide Bolzen sind in Schlitze f und f₁ geführt, welche in den Gelenkkopf α konzentrisch zum Drehpunkte c eingelassen sind. Die seitlichen Flächen des Gelenkkopfes α werden zweckmäßig mit Metallplatten g und g₁ belegt, welche ebenfalls.mit entsprechenden Schlitzen f und f_x versehen sind. Die inneren seitlichen Flächen der Backen b und O₁, welche sich beiderseits an den Gelenkkopf α und an die Platten g und ^₁ anlegen, werden ebenfalls vorteilhaft .mit Metallplatten belegt.In the lateral jaws b and O _{1 of} the lower leg are the two bolts d and e, which are arranged apart from the kinematic pivot points and parallel to one another. The bolt e is rigidly mounted in the jaws b and b ₁ , while the bolt d is arranged rigidly or rotatably in the jaws. Both bolts are guided in slots f and f ₁ , which are embedded in the joint head α concentric to the pivot point c. The lateral surfaces of the joint head α are expediently covered with metal plates g and g ₁ , which are also provided with corresponding slots f and f _x . The inner lateral surfaces of the jaws b and O ₁ , which are placed on both sides on the joint head α and on the plates g and ^ ₁ , are also advantageously covered with metal plates.

Der obere Bolzen d erhält einen runden oder eckigen Querschnitt und wird in dem genau gleich breiten Schlitze f geführt, welch letzterer einen kleineren Radius erhält als der Schlitz"^.The upper bolt d has a round or angular cross-section and is guided in the slot f of exactly the same width, the latter being given a smaller radius than the slot "^.

Die Form des unteren Bolzens e wird zweckmäßig derart gewählt, daß die in die Backen b und J₁ eingreifenden Teile quadratisch sind, während die obere Kante des mittleren Teiles, der an der oberen, mit einer Zahnleiste bedeckten Begrenzungsfläche des Schlitzes f_x entlangführt, entsprechend diesen Zähnen etwas abgeschrägt ist. Die Breite des Schlitzes f₁ wird derart vorgesehen, daß der Bolzen e sich auf" der unteren glatten Begrenzungsfläche des Schlitzes leicht verschieben kann, ohne in die obere^Zahnung einzugreifen. Andererseits ist wiederum ein unnötig großer Spielraum zu vermeiden.The shape of the lower bolt e is expediently chosen so that the parts engaging in the jaws b and J ₁ are square, while the upper edge of the middle part, which runs along the upper boundary surface of the slot f _x , which is covered with a toothed strip, correspondingly these teeth are slightly beveled. The width of the slot f ₁ is provided in such a way that the bolt e can move easily on the lower smooth boundary surface of the slot without interfering with the upper teeth. On the other hand, an unnecessarily large clearance is again to be avoided.

Wie bereits erwähnt, liegt der Drehpunkt des Gelenkes im geometrischen Mittelpunkte c der kreisförmig gekrümmten Schlitze, so daß beim Anheben des Oberschenkels der Unterschenkel frei schwingen kann. Hierbei wird der Bolzen d in dem Schlitze f geführt, und der Bolzen e gleitet. durch das Eigengewicht des Unterschenkels auf der unteren glatten Begrenzungsfläche des Schlitzes f_t. Ein Durchschwingen des Unterschenkels nach vorn kann nicht eintreten, da die Schlitze am oberen und vorderen Ende Anschlagflächen für die Bolzen bilden.As already mentioned, the pivot point of the joint lies in the geometric center point c of the circularly curved slots, so that the lower leg can swing freely when the thigh is raised. Here, the bolt d is guided in the slot f , and the bolt e slides. by the weight of the lower leg on the lower smooth boundary surface of the slot f _t . The lower leg cannot swing forward because the slots at the top and front end form stop surfaces for the bolts.

Wird nun beispielsweise beim Gehen das Kunstbein gestreckt auf dem Boden aufgesetzt, so wirkt als Drehpunkt des Gelenkes zunächst der Bolzen d, da der letztere außerhalb der Längsmittelachse nach vorn verlegt ist. Das Kunstbein hat jetzt das Bestreben, nach vorn auszubiegen oder auch um den Bolzen d einzuknicken ; infolgedessen tritt sofort der untere Bolzen e in die Zähne der Zahnleiste ein. Das Gelenk ist also hierdurch gesichelt,If, for example, the artificial leg is placed on the floor while walking, the pivot d initially acts as the pivot point of the joint, since the latter is moved forward outside the longitudinal center axis. The artificial leg now tries to bend forward or to buckle around the bolt d ; as a result, the lower bolt e immediately enters the teeth of the rack. The joint is sickled as a result,

j so daß ein weiteres Einknicken nicht mehr j erfolgen kann.j so that no further buckling can take place.

! Soll das Kunstbein in der Kniebeugestellung festgestellt werden, z. B. beim Besteigen einer Treppe, so wird der Oberschenkel dementsprechend angehoben und vorgebracht. Der Unterschenkel bleibt hierbei nahezu in der senkrechten Stellung, in welcher der Bolzen e beim Aufsetzen des gebeugten Beines sofort wieder in der Zahnleiste festgehalten und das Gelenk so gesichert wird.! If the artificial leg is to be determined in the knee flexion position, e.g. B. when climbing a staircase, the thigh is raised and brought forward accordingly. The lower leg remains almost in the vertical position in which the bolt e is immediately held again in the toothed bar when the bent leg is placed on, and the joint is thus secured.

Damit nun das Kunstbein der Arbeitsweise des natürlichen Kniegelenkes möglichst gleichkommt, wird der innere Führungsschlitz h (Fig. 4) der Form des Femurkopfes entsprechend gekrümmt. Der äußere Schlitz A₁ erhält ebenfalls eine entsprechende Kurvenform, seine innere Begrenzungsfläche "wird in der oben beschriebenen Weise ausgeführt. Der Unterschenkel rollt sich bei dieser Ausführungsform. in ähnlicher Weise auf dem Gelenkkopfe ab wie der Femurkopf beim natürlichen Kniegelenk. Hierdurch wird erreicht, daß die Längsmittelachse des Kunstbeines in der ioo' Beugestellung etwas kürzer wird als in der gestreckten Lage.So that the artificial leg now corresponds as closely as possible to the mode of operation of the natural knee joint, the inner guide slot h (FIG. 4) is curved in accordance with the shape of the femoral head. The outer slot A ₁ is also given a corresponding curve shape, its inner boundary surface "is designed in the manner described above. In this embodiment, the lower leg rolls on the joint head in a similar way as the femoral head in the natural knee joint the longitudinal center axis of the artificial leg becomes somewhat shorter in the 100 'flexed position than in the extended position.

Der Erfindungsgedanke bietet ferner noch die Möglichkeit, diese Gelenkkonstruktion in einfacher Weise zu einem Bremsknie auszubilden. Hierbei wird der untere Schlitz /\ oderVi₁ derart ausgebildet, daß die obere Begrenzungsfläche als Bremsfläche für den unteren Bolzen e dient. Der Schlitz wird zu diesem Zwecke nach oben etwas verbreitert und erhält auf seiner ganzen Länge einen Belag aus' Gummi, Leder o. dgl. Bei Belastung des Kunstbeines drückt sich nun der Bolzen e an die Bremsfläche an, so daß eine Feststellung des Gelenkes infolge der Reibungswirkung in jeder Lage erfolgen kann.The idea of the invention also offers the possibility of converting this joint construction into a braking knee in a simple manner. Here, the lower slot / \ or Vi _{1 is formed in} such a way that the upper boundary surface serves as a braking surface for the lower bolt e. The slit is widened somewhat for this purpose up and receives over its entire length a coating of 'rubber, leather o. The like. If a load of the plastic leg is now the pin e pressed against the braking surface, so that a determination of the joint as a result of Frictional effect can take place in any position.

Claims

P ATENT claims:

i. Knee joint for artificial legs, characterized by two bolts (d and e) arranged in one limb and parallel to one another, which are in two in the other limb

provided, concentrically around a common center (c) acting as a kinematic pivot point, curved guide slots (f and / ^ ₁ ) slide which have an unequal radial distance from this center.

2. Knee joint according to claim i, characterized by a toothed strip attached to the upper boundary surface of the slot (/ \) located at a greater radial distance from the pivot point, in which, when the thigh is loaded, the lower bolt (e) guided in this slot engages so that the knee joint is thereby determined.

3. knee joint according to claim i, characterized characterized in that the curvature of the two guide slots corresponds to the shape of the femoral head on the knee, so that the lower leg unrolls on the joint head in the same way as possible, as in the natural knee joint.

4. Knee joint according to claim 1 and 3, characterized in that the upper boundary surface of the lower slot {f _l or A ₁ ) by covering with materials such as rubber, leather o Braking surface is designed for the bolt (e) guided in this slot.

1 sheet of drawings.