DE883044C

DE883044C - Knee joint for prostheses

Info

Publication number: DE883044C
Application number: DEU1271A
Authority: DE
Inventors: Georg Unfug
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-07-31
Filing date: 1951-07-31
Publication date: 1953-07-13

Description

Kniegelenk für Prothesen Die Erfindung bezieht sich auf Kniegelenke für Prothesen für Oberschenkelamputierte. Die bisher bekannten Ausführungen solcher Prothesen bestehen aus einem den Oberschenkelstumpf umfassenden Oberschenkelteil und aus einem mit diesem durch Gelenk verbundenen Unterschenkel-und Fußteil. Um ein Einknicken der Prothese beim Gehen des Prothesenträgers zu vermeiden, sind die beiden beweglichen Teile beispielsweise mit einer von Hand zu betätigenden Feststellvorrichtung versehen. Die während des Gehens unbeweglich verbundenen Glieder bewirken einen steifen, unnatürlichen Gang, der meist mit Stock ausgeführt werden muß, um dem Prothesenträger die nötige Standsicherheit zu geben. Beim Hinsetzen muß erst die Feststellung von Ober- und Unterteil gelöst werden oder das Bein muß steif weggestreckt werden. Das Wiederaufstehen macht in beiden Fällen erhebliche Schwierigkeiten und kann ohne Stütze nicht ausgeführt werden.Knee joint for prostheses The invention relates to knee joints for prostheses for above-knee amputees. The previously known versions of such Prostheses consist of a thigh part encompassing the thigh stump and from a lower leg and foot part connected to this by a joint. Around to avoid buckling of the prosthesis when the prosthesis wearer walks, these are two moving parts, for example with a manually operated locking device Mistake. The limbs that are immovably connected while walking cause one stiff, unnatural gait, which usually has to be carried out with a stick in order to avoid the wearer of the prosthesis to give the necessary stability. When you sit down you must first notice The upper and lower part must be loosened or the leg must be stretched out stiffly. That Getting up again causes considerable difficulties in both cases and can be done without Column not run.

Es sind auch wesentlich verbesserte Prothesen bekannt, die vollkommene Standsicherheit, sicheren natürlichen Gang, volle Belastungsfähigkeit, natürliche Körperhaltung und Bewegungen sowie aktive Wiederaufrichtung aus der Kniebeuge gestatten und mit einem sog. physiologischen Kniegelenk oder auch mit einem Zahnsegmentkniegelenk versehen sind. I,etztere sind jedoch sehr kompliziert und kostspielig, so daß sie von den meisten Amputierten nicht beschafft werden können. Much improved prostheses are also known, the perfect ones Stability, safe natural gait, full loading capacity, natural Allow posture and movements as well as active straightening from the squat and with a so-called physiological knee joint or with a toothed segment knee joint are provided. However, the latter are very complicated and expensive, so they cannot be obtained by most amputees.

Die Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe gestellt, einerseits die bislang benutzten Ganzbein- prothesen- dahingehend zu verbessern, daß ein vollkommen natürlicher Gang erreicht wird, d. h. daß beim Gehen auf ebener Bahn das Körpergewicht auf jedes Bein, also auch auf die Prothese verlegt werden kann, ohne daß diese einknickt, und daß die Beine abwechselnd, also auch die Prothese, unter Körperbelastung mit dem Hacken aufgesetzt und über die Fußsohle abgerollt werden können, dabei das Körpergewicht unter Einknicken des Kniegelenkes nach vorn verlagernd. Darüber hinaus soll das Hinsetzen, Treppengehen, Kreisegehen sowie die Bewegung auf stufenlosen Steigungs- und Gefällstrecken ebenso wie mit zwei gesunden Beinen ausgeführt werden können. Die bisher benutzte, von Hand zu betätigende Feststellvorrichtung soll dabei in Wegfall kommen, und die Feststellung von Ober- und Unterteil der Prothese soll selbsttätig ein setzen, wenn sie für die Standsicherheit erforderlich ist; sie soll selbsttätig wieder aufgehoben werden, wenn die Glieder im natürlichen Gang frei beweglich sind. The invention has therefore set itself the task, on the one hand the previously used whole-leg to improve prostheses, that a perfectly natural gait is achieved; d. H. that when walking on level Track the body weight on each leg, so also on the prosthesis can without it buckling, and that the legs alternate, including the prosthesis, put on with the heel under physical strain and unrolled over the sole of the foot the body weight while buckling the knee joint forward relocating. In addition, sitting down, walking upstairs, walking in circles and the Exercise on stepless inclines and slopes as well as with two healthy ones Legs can run. The manually operated locking device previously used should come to omission, and the determination of the upper and lower part of the prosthesis should start automatically if it is necessary for stability; it should automatically be lifted again when the limbs are in their natural gait are freely movable.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht hiernach praktisch darin, das Kniegelenk der Prothese so auszubilden, daß Ober- und Unterschenkelteil in ihrer Beweglichkeit zueinander selbsttätig gesperrt werden, wenn die Prothese belastet ist, daß das Kniegelenk noch in eine zweite Sperrstellung einknickbar sein muß und daß diese Sperrungen selbsttätig wieder aufgehoben werden, wenn die Prothese zu Funktionen benutzt wird, die eine freie Beweglicbkeit zwischen Ober- und Unterschenkel erfordern, bei denen also das Bein nicht belastet ist. The object on which the invention is based then consists in practice is to train the knee joint of the prosthesis so that the upper and lower leg part are automatically locked in their mobility to each other when the prosthesis What is loaded is that the knee joint can still be buckled into a second locking position must and that these locks are automatically lifted again when the prosthesis is used for functions that allow free mobility between the thigh and lower leg require, in which the leg is not stressed.

Andererseits sollen die bisher bekannten Ganzbeinprothesen, welche diese Bedingungen hereits erfüllen, wesentlich vereinfacht und verbilligt werden. On the other hand, the previously known full-leg prostheses, which meet these conditions here, be significantly simplified and cheaper.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst-"daß der den Oiberschet el- und den Unterschenkelteil miteinander verbindende Bolzen (Verhindungsbolzen) im Oberschenkelteil elastisch gelagert ist und daß sowohl am Oberschenkelteil als auch am Unterschenkelteil die Teile einer vom Oberschenkelteil Dadurch Gewichtsbe- oder entlastung gesteuerten Sperrvorrichtung angeordnet sind, welche die Bewegung der Schenkel in der einen Richtung freigibt und in der entgegengesetzten Richtung verhindert. Die elastische Lagerung des Oberschenkelteils bewirkt bei der Be-oder Entlastung desselben eine ganz geringe- Verkürzung oder Streckung der Prothese, welche jedoch genügt, um bei Belastung zwischen Ober-und Unterschenkelteil eine Rastwirkung herbeizuführen und diese bei Entlastung wieder aufzuheben. This object is achieved according to the invention in that the Oiberschet Bolts connecting the elbow and the lower leg section (locking bolts) is elastically mounted in the thigh part and that both on the thigh part as also on the lower leg part the parts of a weight bearing from the thigh part or relief-controlled locking device are arranged, which the movement the leg releases in one direction and in the opposite direction prevented. The elastic mounting of the thigh part has the effect of being or Relief of the same a very small - shortening or stretching of the prosthesis, which, however, is sufficient to achieve a To bring about a latching effect and to cancel it again when the load is released.

Die elastische Lagerung des Verbindungsbolzens besteht erfindungsgemäß aus zwei in den Enden eines im Oberschenkelteil ruhenden und durch eine Schraube gehaltenen sowie mit zwei Aussparungen, deren Lage den Aussparungen im Holz entspricht, versehenen Rohres angeordneten elastischen Scheiben, beispielsweise Gummischeiben, welche zwecks Aufnahme je einer Lagerbuchse mit einer Bohrung versehen sind. Dabei ist der Verbindungsbolzen in den Lagerhuchsen gelagert und durch neben den elastischen Scheiben angeordnete Kulissen (Langlochführungen) geführt. The elastic mounting of the connecting bolt exists according to the invention of two in the ends of one resting in the thigh part and by a screw held as well as with two recesses, the position of which corresponds to the recesses in the wood, provided tube arranged elastic disks, for example rubber disks, which are each provided with a bore for the purpose of receiving a bearing bush. Included the connecting bolt is mounted in the bearing sleeves and through next to the elastic Slices arranged scenes (elongated hole guides) out.

Die erfindungsgemäße Sperrvorrichtung besteht aus einem am Oberschenkelteil fest angeordneten Ringsebment, beispielsweise mit Doppel-T-Querschnitt, dessen freier Flansch und Steg von einem im Unterschenkel einseitig gelagerten Klemmstück umfaßt werden. The locking device according to the invention consists of one on the thigh part fixed ring segment, for example with a double-T cross-section, its free one Flange and web encompassed by a clamping piece mounted on one side in the lower leg will.

Letzteres wird im Unterschenlkel durch einen mit Spiel im an sich bekannten Doppelbügel gelagerten und beiderseits durch Ring und Sicherungsscheibe befestigten Bolzen gehalten und durch eine an einem Bügel durch eine Schraube befestigte geschlitzte Feder geführt, welche um einen am Klemmstück angeordneten Stift faßt. Eine Justierung der Einstellung des Klemmstückes ist mittels einer in einem durch verstellbare Stahlhülsen im Doppelbügel gehaltenen Gummipuffer ruhenden Schraube nebst Einstellmuttern möglich. Von Wichtigkeit ist hierbei, daß sich der mit Spiel gelagerte Bolzen, welcher das Klemmstück trägt, auf einem Kreisbogen bewegt, dessen Mittelpunkt in der Achse des Verbindungsbolzens liegt. Dies wird dadurch erreicht, daß die horizontalen Begrenzungslinien seiner Lagerung auf Kreisbögen mit Mittelpunkt in der Achse des Verbindungsbolzens liegen. The latter becomes in the lower leg through a play in itself known double bracket and mounted on both sides by ring and lock washer fastened bolt held and fastened by a on a bracket by a screw slotted spring guided, which grasps a pin arranged on the clamping piece. Adjustment of the setting of the clamping piece is by means of one in one adjustable steel sleeves in the double bracket held rubber buffer resting screw possible with adjusting nuts. It is important here that the one with the game mounted bolt, which carries the clamping piece, moves on an arc of a circle Center lies in the axis of the connecting bolt. This is achieved by that the horizontal delimitation lines of its storage on arcs with a center lie in the axis of the connecting bolt.

Die Anschlagstellen im Oberschenkelteil, gegen welche sich in den Grenzstellungen der Doppelbügel (Anschlagbügel) legt, sind mit elastischem Material, beispielsweise Gummi oder Filz, versehen, und zwar in verschiedener Höhe, um den Anschlag weich zu gestalten. The stop points in the thigh part, against which in the Limit positions of the double bracket (stop bracket) are made with elastic material, for example rubber or felt, provided at different heights to the Make stop soft.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kniegelenkes für Prothesen schematisch dar, und zwar zeigt Abb. I einen Schnitt nach der Linie A-B und Abb. 2 einen Schnitt nach der Linie C-D. The drawing represents an embodiment of the invention Schematic representation of the knee joint for prostheses, namely Fig. I shows a section according to the line A-B and Fig. 2 a section according to the line C-D.

Mit I und 2 sind die Ober- und Unterschenkelteile der Prothese bezeichnet. 3 ist der beiden gemeinsame Verbindungsbolzen mit der Verschraubung 4. Im Oberschenkelteil I ist ein an zwei Stellen 5 entsprechend den Ausnehmungen des Oberschenkelteils I ausgespartes Rohr 6 fest angeordnet und mittels einer Schraube 7 gegen Verdrehen gesichert. An seinen Enden ruht je eine kräftige Gummischeibe 8, welche mit zentrischen Bohrungen g zur Aufnahme der Buchsen 10 versehen ist. Durch letztere ist der in den Augenlagern 1 1 des Unterschenkelteils 2 gehaltene Verbizadungsbolzen 3 geführt. Neben den Gummischeiben ist je eine Kulisse I2 fest angeordnet, welche zwar eine Bewegung des Oberschenkelteils I in vertikaler Richtung gestattet, in horizontaler Richtung jedoch verhindert. Am unteren, kreisförmig ausgebildeten Ende des Oberschenkelteils I ist ein Ringsegment I3 mit Doppel-T-Querschnitt fest angeordnet. I and 2 denote the upper and lower leg parts of the prosthesis. 3 is the two common connecting bolt with the screw connection 4. In the thigh part I is one in two places 5 corresponding to the recesses of the thigh part I recessed tube 6 firmly arranged and by means of a screw 7 against rotation secured. At its ends rests a strong rubber washer 8, which with centric Bores g for receiving the sockets 10 is provided. The latter is the in the eye bearings 1 1 of the lower leg part 2 held Verbizadungsbolzen 3 out. In addition to the rubber disks, a backdrop I2 is permanently arranged, which is one Movement of the thigh part I is allowed in the vertical direction, in the horizontal direction Direction prevented however. At the lower, circular end of the thigh section I is a ring segment I3 with a double-T cross-section.

Im Unterschenkelteil 2 ist in an sich bekannter Weise ein fast rechtwinkliger Doppelbügel 14 als Anschlagbügel fest angeordnet, welcher an dem einen Ende durch Schrauben 15 und am anderen Ende durch den Gewindebolzen 3 festgehalten wird. In the lower leg part 2 is an almost right-angled in a manner known per se Double bracket 14 firmly arranged as a stop bracket, which at one end through Screws 15 and on the other End held by the threaded bolt 3 will.

Dieser Doppelbügel 14 besitzt erfindungsgemäß ungefähr in der WIitte der langen Schenkel I6 Aussparungen I7, deren horizontale Begrenzungen I8 auf Kreisbögen mit Mittelpunkt in der Achse des Gewindebolzens 3 liegen. In diesen liegt mit Spiel ein an beiden Enden durch je einen Ring 19 und je eine Sicherungsscheibe 20 gehaltener Bolzen 21, weicher seinerseits das mit einem Führungsstift 22 versehene Klemmstück 23 trägt. Als Führung dient dabei eine an einem Bügel 24 mittels Schraube 25 gehaltene geschlitzte Feder 26. Zum Justieren des Klemmstückes 23 dient eine Schraube 27, welche federnd in einem Gummipuffer 28 ruht, der beiderseits in Stahlhülsen 29 am Doppelbügel verstellbar gehalten wird.According to the invention, this double bracket 14 is approximately in the middle of the long legs I6, recesses I7, their horizontal boundaries I8 on arcs with the center in the axis of the threaded bolt 3. There is play in these one held at both ends by a ring 19 and a locking washer 20 each Bolt 21, which in turn is the clamping piece provided with a guide pin 22 23 wears. A guide held on a bracket 24 by means of a screw 25 serves as a guide slotted spring 26. A screw 27 is used to adjust the clamping piece 23, which rests resiliently in a rubber buffer 28, which is on both sides in steel sleeves 29 on Double bracket is held adjustable.

Die dem kurzen Schenkel 30 des Doppelbügels I gegenüberliegende Fläche der Ausnehmung im Ol,erschenkelteil ist mit elastischem Material 31 zwecks Pufferung helegt. The surface opposite the short leg 30 of the double bracket I. the recess in the oil, leg part is with elastic material 31 for the purpose of buffering helegt.

Die NVirkungsweise des dargestellten Prothesenkniegelenkes ist folgende: Bei Belastung der Prothese durch das Körpergewillt wird auf die elastischen Scheiben 8 ein Druck ausgeübt, welcher ein ganz geringes Zusammenpressen derselben in vertikaler Richtung bewirkt. Dadurch senkt sich der Oberschenkelteil I um ein geringes Maß und mit ihm zusammen das an ihm fest angeordnete Ringsegment I3. Diese geringe Senkung genügt aber, um eine Verkantung des in den Nuten des Ringsegmentes I3 liegenden und im Doppelbügel 14 des Unterschenkelteils 2 einseitig gelagerten Klemmstückes 23 an den beiden in Abb. I markierten Punkten derart herbeizuführen, daß der Unterschenkelteil 2 für Rückwärtsbewegung festgestellt ist, für Vorwärtsbewegung jedoch beweglich bleibt. Diese Sperrung tritt in jeder Winkellage ein, und zwar immer dann, wenn nach einer im unbelasteten Zustand vorgenommenen Beugung von Ober- und Unterschenkelteil diese belastet werden. Es ist somit ohne weiteres möglich, mit gebeugtem Knie von einem Sitz aufzustehen, schiefe Ebenen oder Treppen zu begehen, ohne daß ein Einknicken der Prothese zu befürchten ist, da ja die jeweils eingenommene Beugestellung durch die Verkantung des Klemmstückes für die Dauer der Belastung beibehalten wird. Die Bewegung in der anderen Richtung, d. h. die Streckung von Ober- und Unterschenkelteil ist bis zum Anschlag des Doppelbügels an an die Puffer 3I unbehindert möglich. The mode of operation of the prosthetic knee joint shown is as follows: When the prosthesis is loaded by the body, the elastic disks will act on the prosthesis 8 a pressure exerted which results in a very slight compression of the same in vertical direction Direction causes. This lowers the thigh part I by a small amount and together with it the ring segment I3 which is fixedly arranged on it. This small drop but is sufficient to cant the lying in the grooves of the ring segment I3 and a clamping piece mounted on one side in the double bracket 14 of the lower leg part 2 23 at the two points marked in Fig. I so that the lower leg part 2 is fixed for backward movement, but movable for forward movement remain. This blocking occurs in every angular position, and always when after flexing the thigh and lower leg part in an unloaded state these are charged. It is thus easily possible, with the knee bent, from to get up in a seat, to climb inclined planes or stairs without buckling the prosthesis is to be feared, since the respective flexion position is through the tilting of the clamping piece is maintained for the duration of the load. the Movement in the other direction, d. H. the extension of the upper and lower leg parts is possible without hindrance up to the stop of the double bracket on the buffers 3I.

Beim Gehen in der Ebene bewegt sich das Standbein naeh Aufsetzen des Hackens, über die Fußsohle abrollend, durch die senkrechte Lage hindurch und muß am Ende des Abrollvorganges, wenn nur noch die Fußspitze den Boden berührt, im Knie leicht einlinicken, wobei das Bein immer noch belastet ist. Um diesen natürlichen Vorgang auch mit der Prothese durchführen zu können, tritt auch in der Überstreckstellung eine Freigabe dadurch auf, daß der kurze Schenkel des Anschlagbügels zur Auflage kommt und sich der Oberschenkelteil etwas hebt. When walking on the plane, the standing leg moves close to touchdown of heeling, rolling over the sole of the foot, through the vertical position and must at the end of the rolling process, when only the tip of the foot is touching the ground, Snap in slightly at the knee, while the leg is still loaded. To this natural Being able to carry out the procedure with the prosthesis also occurs in the hyperextended position a release in that the short leg of the stop bracket to the support comes and the thigh part rises a little.

Das erfindungsgemäße Kniegelenk kann nachträglich in jede bisher bekannte, mit einfacher Drehachse versehene Prothese eingebaut werden. The knee joint according to the invention can subsequently be used in any previously known, provided with a simple axis of rotation prosthesis can be installed.

PATENTANSPÜCHE: I. Kniegelenk für Prothesen, in deren Unterschenkelteil ein annähernd rechtwinkliger Doppelbügel (Anschlaghügel) fest angeordnet ist, wobei der lange Schenkel durch Schrauben und der kurze Schenkel mittels eines in Augenlagern gehaltenen Bolzens befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der den Oberschenkelteil (I) und den Unterschenkelteil (2) verbindende Bolzen (3) im Oberschenkelteil (I) elastisch gelagert ist und daß an dem Oberschenkelteil (1) und dem Unterschenkelteil (2) die Teile einer vom Oberschenkelteil (I) gesteuerten Sperrvorrichtung angeordnet sind, welche die Bewegung der Schenkelteile (I, 2) in der einen Richtung gestattet, in der anderen Richtung jedoch für die Dauer der Belastung verhindert. PATENT CLAIMS: I. Knee joint for prostheses, in the lower leg part an approximately right-angled double bracket (stop bracket) is fixedly arranged, with the long leg by screws and the short leg by means of one in eye bearings held bolt are attached, characterized in that the thigh part (I) and the lower leg part (2) connecting bolts (3) in the thigh part (I) is elastically mounted and that on the thigh part (1) and the lower leg part (2) the parts of a locking device controlled by the thigh part (I) are arranged are, which allow the movement of the leg parts (I, 2) in one direction, in the other direction, however, prevented for the duration of the load.

Claims

2. Knee joint for prostheses according to claim I, characterized in that that the elastic mounting of the connecting bolt (3) consists of two in the ends of one in the thigh part (I) resting and held by a screw (7) as well as with two recesses (5) provided with tube (6) arranged elastic washers (g) consists, which are provided with a bore (g) to accommodate a bearing bush (Io) are, wherein the connecting bolt (3) is mounted in the sockets (Io) that further in the tube (6) next to the elastic washers (g) a link (I2) for guidance of the bolt (3) is arranged.

3. knee joint for prostheses according to claim 1, characterized in that that the locking device consists of a ring segment fixedly arranged on the thigh part (I) (13), for example from a double-T-shaped cross section, and from a clamping piece (23) consists, which on the one hand is mounted on a double bracket (14) with play and bolts (2I) fastened on both sides by ring (I9) and lock washer (20) rests and on the other hand with a free end around the free flange and web of the ring segment (I3), whereby it is held by a screw (25) on a bracket (24) slotted spring (26), which around the pin (22) arranged on the clamping piece (23) grasps, guided and by means of an in an adjustable steel sleeves (29) on Double bracket (I4) held by the rubber buffer (28) and the screw (27) at rest can.

4. knee joint for prostheses according to claim I and 3, characterized in that that the bolt (2I) is mounted in recesses (I7) of the double bracket (I4) whose horizontal delimitations (Is) on circular arcs with a center point in the axis of the connecting bolt (3) lie.

5. knee joint for prostheses according to claim I, characterized in that that the stop points of the double bracket (I4) in the thigh part (1) with elastic Material (31) are occupied.

6. knee joint for prostheses according to claim I and 5, characterized in that that the coverings of the stop points of the double bracket (I4) in the thigh part -different are high and / or made of different materials.