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DE9112005U1 - Prothese für die Gliedmaßen eines Körpers, insbesondere Beinprothese - Google Patents

Prothese für die Gliedmaßen eines Körpers, insbesondere Beinprothese

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DE9112005U1
DE9112005U1 DE9112005U DE9112005U DE9112005U1 DE 9112005 U1 DE9112005 U1 DE 9112005U1 DE 9112005 U DE9112005 U DE 9112005U DE 9112005 U DE9112005 U DE 9112005U DE 9112005 U1 DE9112005 U1 DE 9112005U1
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damping
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sleeve
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Description

Prothese für die Gliedmaßen eines Körpers, insbesondere Beinprothese
Die Erfindung betrifft eine Prothese für die Gliedmaßen eines Körpers, insbesondere Beinprothese, die zumindest in Teilbereichen oder Teilabschnitten im wesentlichen geradlinig ausgebildet ist.
Bei Beinprothesen ist es zwar bekannt, den Unterschenkel bezüglich zum Oberschenkel über ein Drehgelenk verschwenkbar anzuordnen, um so ein besseres Gehen zu ermöglichen, doch ist bei diesen bekannten Beinprothesen nachteilig, daß beim Aufsetzen der Prothese auf festen Grund oder Boden ein abrupter und somit ungedämpfter Schlag entsteht, was in der Folge davon zu einer Beeinträchtigung der diversen Gelenke, beispielsweise Kniegelenke, Oberschenkelgelenke, Hüftgelenke etc. führt und einen vorzeitigen Verschleiß zur Folge hat.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einer Prothese für die Gliedmaßen eines Körpers und insbesondere für eine Beinprothese eine Möglichkeit zu schaffen, daß harte Schläge beim Aufsetzen der Prothese auf festen Grund oder Boden vermieden wird.
Als technische Lösung wird mit der Erfindung vorgeschlagen, daß die Prothese in einem geradlinigen Teilbereich oder Teilabschnitt eine Dämpfungseinrichtung zur axialen Dämpfung dieses geradlinigen Teilbereiches oder Teilabschnittes aufweist.
Telefon (07 61) 55 45 21 Telefax (0761)55 45 25
Postgiroamt Karlsruhe (BLZ 66010075) Konto-Nr. 438 69-752
Eine nach dieser technischen Lehre ausgebildete Prothese für die Gliedmaßen eines Körpers und dabei insbesondere eine Beinprothese hat den Vorteil, daß damit ein ungedämpftes Aufsetzen der Prothese auf festen Grund oder Boden verhindert wird. Hierdurch wird eine vom Prothesenträger subjektiv feststellbare Erleichterung beim Aufsetzen der Prothese und somit beim Gehen verzeichnet. Als Folge hiervon werden unmittelbar durch die Prothese beeinflußte Gelenke, beispielsweise Kniegelenke, Oberschenkelgelenke oder Hüftgelenke geschont und somit ein eventuell auftretender vorzeitiger Verschleiß verhindert oder verzögert. Dies führt letztendlich zu einer Kosteneinsparung für die medizinische Vorsorge.
Wie zuvor bereits erwähnt, eignet sich die Erfindung vorzugsweise für eine aus einem Unterschenkel und gegebenenfalls aus einem Oberschenkel bestehende Beinprothese, wobei dann die Dämpfungseinrichtung im Unterschenkel und/oder gegebenenfalls im Oberschenkel zur Dämpfung dieses Teils bzw. dieser Teile angeordnet ist. Vorzugsweise wird aber die Dämpfungseinrichtung im Unterschenkel der Beinprothese anzuordnen sein, da dies der zum Boden nächste Ort ist, wo die Dämpfungseinrichtung angeordnet werden kann und somit die Dämpfung gewissermaßen am Ort des Entstehens des abrupten Schlages auf die Beinprothese erfolgt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung handelt es sich hierbei um eine hydraulische Dämpfungseinrichtung, welche in einer weiteren Weiterbildung einen hydraulischen Stoßdämpfer aufweist. Ein derartiger hydraulischer Stoßdämpfer, der durchaus herkömmlicher Art sein kann, wie er auch für andere Industriezwecke eingesetzt wird, kann problemlos In eine Rohrprothese, Holzprothese, Kunststoff prothese oder in eine Prothese anderer Art eingesetzt werden. Bei einem derartigen hydraulischen Stoßdämpfer tritt eine je nach Dämpfereinsatz (Anordnung der Drosselbohrungen) unterschiedliche Verzögerung bzw. Abbau der Geschwindigkeit und Reduzierung der Kraft über dem Dämpferhub ein. Wird das Körpergewicht auf die Prothese gelegt, so stützt sich das komplette oberhalb des Stoßdämpfers befindliche Teil beim Erreichen eines Widerstandes, beispielsweise bei Berührung mit festem Boden auf dem Stoßdämpfer ab und die einfahrende Kolbenstangen-Kolbenkopf-Verbindung verdrängt das im Stoßdämpfer befindliche Medium, beispielsweise öl in einen Zylinder durch Drossel bohrungen oder einen Randspalt.
Vorzugsweise ist die Dämpfungscharakteristik der Dämpfungseinrichtung selbstkompensierend, linear, progressiv oder eine Kombination davon. Bevorzugt wird dabei eine selbstkompensierende Dämpfungskennlinie, d.h. bei unterschiedlichen Beaufschlagungsgeschwindigkeiten der Prothese auf den hydraulischen Stoßdämpfer verändert sich die Dämpfungscharakteristik nur unwesentlich. Der Vorteil für den Prothesenträger besteht bei einem derartigen selbstkompensierenden Dämpfertyp darin, daß er auch bei hartem Aufsetzen der Prothese keine Kraft- bzw. Druckspitzen in den Gelenken, beispielsweise im Oberschenkel/Becken-Gelenk spürt.
In einer bevorzugten Weiterbildung weist die Prothese zwei in deren Längserstreckung gegeneinander bewegliche Prothesenteile auf, zwischen denen die Dämpfungseinrichtung angeordnet ist. Dies stellt eine einfache technische Möglichkeit zur Integration der Dämpfungseinrichtung in die Prothese dar, wobei zwei definierte Prothesenteile als Schnittstelle über die Dämpfungseinrichtung, beispielsweise über ein Dämpfergehäuse mittels eines Adapters verbunden sind.
Bei den beiden Prothesenteilen kann es sich um geeignete Teile handeln. Vorzugsweise sind die beiden Prothesenteile jedoch Rohrteile, da diese optimal in der Lage sind, einen hydraulischen Stoßdämpfer aufzunehmen.
In einer bevorzugten konstruktiven Ausbildung ist ein Zylinder des hydraulischen Stoßdämpfers in dem einen Prothesenteil festgelegt, während eine Kolbenstange des hydraulischen Stoßdämpfers in dem anderen Prothesenteil an einem Gegenlager bei Belastung abgestützt ist. Dies stellt eine technisch einfache Möglichkeit dar, um die beiden Prothesenteile mittels des hydraulischen Stoßdämpfers bei Belastung dämpfend zu verbinden.
Dabei ist zwischen den beiden Prothesenteilen vorzugsweise eine Führungseinrichtung vorgesehen, so daß die beiden Prothesenteile in reproduzierbarer Weise gegeneinander verschiebbar sind.
In einer bevorzugten konstruktiven Ausbildung dieser Führungseinrichtung weist diese eine in dem einen Prothesenteil befestigte Hülse auf, in der einerseits der Zylinder des hydraulischen Stoßdämpfers festgelegt ist und auf der andererseits das andere Prothesenteil verschiebbar ist. Eine
derartige Hülse besitzt somit dem Grunde nach die Funktion eines Adapters, der einerseits den hydraulischen Stoßdämpfer und andererseits für die einwandfreie Verschiebbarkeit der beiden Prothesenteile gegeneinander sorgt. Die Hülse kann dabei in dem einen Prothesenteil festgeschraubt sein. Andere Befestigungsmöglichkeiten sind gleichermaßen denkbar.
Eine Weiterbildung hiervon schlägt vor, daß der Zylinder des hydraulischen Stoßdämpfers In die Hülse eingeschraubt ist. Zu diesem Zweck ist die Hülse mit einem Innengewinde und der Zylinder des hydraulischen Stoßdämpfers mit einem dazu korrespondierenden Außengewinde versehen. Dadurch, daß der Zylinder des hydraulischen Stoßdämpfers in die Hülse eingeschraubt ist, ist eine exakte Positionierung des Stoßdämpfers auf technisch einfache Weise möglich.
Damit die Hülse unverrückbar auf dem einen Prothesenteil gehalten ist, weist die Hülse vorzugsweise einen auf dem einen Prothesenteil sich abstützenden Vorsprung auf.
Eine weitere Weiterbildung schlägt vor, daß das auf der Hülse verschiebbare Prothesenteil in Längsrichtung sich erstreckende Langlöcher mit in der Hülse festgelegten und die Langlöcher durchquerenden Führungsbolzen aufweist. Diese Langlöcher mit den dazu korrespondierenden Führungsbolzen bilden eine Bewegungsbegrenzung zwischen den beiden Prothesenteilen sowie darüber hinaus eine Sicherung gegen Verdrehen, sofern es sich bei den beiden Prothesenteilen um Rohre handelt. In einer konstruktiven Ausbildung können beispielsweise drei Langlöcher gleichmäßig um den Umfang des einen Prothesenteils verteilt sein.
Schließlich wird in einer Weiterbildung vorgeschlagen, daß zwischen den beiden Prothesenteilen im Bereich der Dämpfungsendposition ein elastisches Kunststoff- oder Gummiteil, insbesondere ein O-Ring angeordnet ist. Dieses zusätzliche Dämpfungsteil hat den Vorteil, daß bei einer sehr großen Kraftbeaufschlagung auf die Prothese und damit auf die Dämpfungseinrichtung diese bei Erreichen ihrer Endposition keinen abrupten Schlag ausübt, so daß auch in der kritischen Dämpfungsendposition eine Dämpfung vorgesehen ist.
Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Prothese in Form einer Beinprothese wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt:
Fig. 1 eine ausschnittsweise Darstellung der Beinprothese im
Längsschnitt sowie im Bereich der im Unterschenkel der Beinprothese angeordneten Dämpfungseinrichtung;
Fig. 2 ein Schaubild zur Verdeutlichung der Dämpfungscharak
teristik.
In Fig. 1 ist eine Beinprothese 1 ausschnittsweise im Unterschenkelbereich dargestellt, so daß man sich im Anschluß unten den Fuß und im Anschluß oben das Kniegelenk vorzustellen hat, wobei der Fuß starr mit dem Unterschenkel verbunden sein kann.
Der Unterschenkel der Beinprothese 1 besteht aus zwei Rohrteilen 2,2', die über eine hydraulische Dämpfungseinrichtung 3 miteinander verbunden sind. Diese hydraulische Dämpfungseinrichtung 3 besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem hydraulischen Stoßdämpfer 4 mit einem Zylinder 5 und einer Kolbenstange 6.
Zur Festlegung dieser Teile innerhalb der beiden Rohrteile 2,2' ist zunächst eine Hülse 7 auf das untere Rohrteil 2' aufgesteckt und mittels Schrauben 8 gesichert. Die Hülse 7 weist dabei außenseitig einen· ringartigen Vorsprung 9 auf, der auf dem oberen Rand des unteren Rohrteils 2' bündig aufsitzt, während der darunter befindliche Teil der Hülse 7 innerhalb des unteren Rohrteils 2' bündig aufgenommen ist. Auf dieser somit fest mit dem unteren Rohrteil 2' verbundenen Hülse 7 ist das obere Rohrteil 2 axial verschiebbar gelagert. Zu diesem Zweck weist das obere Rohrteil 2 drei gleichmäßig um den Umfang verteilte sowie in Längsrichtung sich erstreckende Langlöcher 10 auf. Durch diese hindurch ist jeweils ein Führungsbolzen 11 eingeschraubt, so daß auf diese Weise einerseits eine Verdrehsicherung zwischen dem oberen Rohrteil 2 und dem unteren Rohrteil 2' und andererseits eine begrenzte Bewegungsführung geschaffen ist.
Die Hülse 7 ist mit einem Innengewinde und der Zylinder 5 des hydrauli-
schen Stoßdämpfers 4 mit einem dazu korrespondierenden Außengewinde versehen, so daß der Zylinder 5 des hydraulischen Stoßdämpfers 4 in die Hülse 7 in der dargestellten Weise eingeschraubt ist, wobei entsprechend der Einschraubtiefe eine exakte Positionierung vorgenommen werden kann. Der Zylinder 5 des hydraulischen Stoßdämpfers 4 ist somit in der Hülse 7 und damit im unteren Rohrteil 2' festgelegt. Die Kolbenstange 6, welche am im Zylinder 5 verschiebbaren Kolbenkopf 12 angeordnet ist, ist mit Ihrem freien, aus dem Zylinder 5 herausragenden Ende an einer Anschlußkappe 13 eines Gegenlagers 14 festgelegt, wobei dieses Gegenlager 14 mit der Anschlußkappe 13 im oberen Rohrteil 2 durch Schrauben 15 befestigt ist.
Der hydraulische Stoßdämpfer 7 weist den bereits erwähnten Zylinder 5 sowie die bereits erwähnte Kolbenstange 6 auf, an deren im Zylinder 5 befindlichen Ende der Kolbenkopf 12 verschiebbar angeordnet ist. Zwischen dem Boden des Zylinders 5 und dem Kolbenkopf 12 ist eine Druckfeder 16 abgestützt. Weiterhin weist der Zylinder 5 Drosselbohrungen 17 sowie einen Randspalt 18 auf und ist darüber hinaus mit einem Fluid 19, beispielsweise öl gefüllt. Es handelt sich dabei um einen hydraulischen Stoßdämpfer 4 herkömmlicher Art, so daß auf die näheren Einzelheiten nicht eingegangen zu werden braucht.
Die Beinprothese 1 mit der Dämpfungseinrichtung 3 funktioniert wie folgt:
In Fig. 1 ist die Grundstellung dargestellt, wenn also keine Belastung stattfindet. In diesem Zustand drückt die Druckfeder 16 die Kolbenstange 6 in ihre maximale Ausfahrstellung, d.h. das obere Rohrteil 2 bezüglich zum unteren Rohrteil 2' maximal nach oben.
Sobald eine Belastung beim Auftreffen auf harten Boden auftritt, drückt das obere Rohrteil 2 über das Gegenlager 14 die Kolbenstange 6 nach unten, so daß in entsprechender Weise der Kolbenkopf 12 innerhalb des Zylinders 5 in der Zeichnung nach unten zum Boden des Zylinders 5 hin verschoben wird. Da sich innerhalb des Zylinders 5 das Fluid 19 insbesondere in Form von öl befindet, wird dieses in herkömmlicher Weise über die Drossel bohrungen 17 und den Randspalt 18 verdrängt. Dabei wird die Druckfeder 16 voll gespannt, und gleichzeitig stützt sich das nach unten bewegte obere Rohrteil 2 auf einem O-Ring 20 ab, der auf den Vorsprung 9
der Hülse 7 aufgesetzt ist. Diese Lage stellt die Endposition des Dämpfungssystems dar. Bei Entlastung der Beinprothese 1, wenn sich also das untere Rohrteil 2' nicht mehr abstützt, erfolgt die Rückstellung des Kolbenkopfes 12 und damit der Kolbenstange 6 über die zuvor voll gespannte Druckfeder 16.
Die in Fig. 1 dargestellte Dämpfungseinrichtung 3 entspricht in ihrer Dämpfungscharakteristik (Dämpfungskennlinie) dem In Flg. 2 dargestellten Kennlinien-Typ a. In dem Diagramm in Fig. 2 ist dabei die Dämpfungskraft gegen den Hub aufgetragen. Dieser Kennlinien-Typ a zeichnet sich dadurch aus, daß die Gegenkraft (Dämpfungskraft) über dem Hub relativ konstant bleibt. Bei unterschiedlichen Beaufschlagungsgeschwindigkeiten der Beinprothese 1 auf den hydraulischen Stoßdämpfer 4 verändert sich die Dämpfungscharakteristik nur unwesentlich, weshalb dieser Dämpfertyp auch selbstkompensierend genannt wird. Der Vorteil für den Prothesenträger besteht darin, daß er auch bei hartem Aufsetzen der Beinprothese 1 keine Kraft- bzw. Druckspitzen in den Gelenken, beispielsweise dem Oberschenkel/Becken-Gelenk spürt.
Es können auch weitere Dämpfungscharakteristiken gewählt werden, wie sie in Fig. 2 dargestellt sind. So zeigt der Kennlinien- Typ b eine lineare und der Kennlinien-Typ c eine progressive Charakteristik. Dabei sind Zwischenstufen durchaus denkbar.
In jedem Fall besteht das Grundprinzip der Dämpfung darin, daß die aus der Kolbenstange 6 und dem Kolbenkopf 5 gebildete Einheit in einen mit einem Fluid 19 gefüllten Zylinder 5 einfährt und dabei das Fluid über unterschiedlich angeordnete Drosselbohrungen 17 oder Randspalte 18 verdrängt. Hierbei wird ein Teil der kinetischen Energie in thermische Energie umgewandelt. Der Wirkungsgrad dieser Dämpfer liegt je nach Dämpfertyp, also in Abhängigkeit von der Anordnung und der Art der Drossel bohrungen 17 zwischen &mgr; 0,4 - 0,8.
Bezuqszelchenliste
1 Beinprothese
2 Rohrteil
2' Rohrteil
3 Dämpfungseinrichtung
4 hydraulischer Stoßdämpfer
5 Zylinder
6 Kolbenstange
7 Hülse
&thgr; Schraube
9 Vorsprung
10 Langloch
11 Führungsbolzen
12 Kolben kopf
13 Anschlußkappe
14 Gegenlager
15 Schraube
16 Druckfeder
17 Drossel bohrung
18 Randspalt
19 Fluid
20 O-Ring

Claims (14)

Ansprüche
1. Prothese für die Gliedmaßen eines Körpers, insbesondere Beinprothese
(D,
die zumindest in Teilbereichen oder Teilabschnitten im wesentlichen geradlinig ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Prothese in einem geradlinigen Teilbereich oder Teilabschnitt eine Dämpfungseinrichtung (3) zur axialen Dämpfung dieses geradlinigen Teilbereiches oder Teilabschnittes aufweist.
2. Prothese nach Anspruch 1 in Form einer aus einem Unterschenkel und gegebenenfalls aus einem Oberschenkel bestehenden Beinprothese (1), dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (3) im Unterschenkel und/oder gegebenenfalls im Oberschenkel zur Dämpfung dieses Teils bzw. dieser Teile angeordnet Ist.
3. Prothese nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (3) eine hydraulische Dämpfungseinrichtung (3) ist.
4. Prothese nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Dämpfungseinrichtung (3) einen hydraulischen Stoßdämpfer (4) aufweist.
5. Prothese nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungscharakteristik der Dämpfungseinrichtung (3) selbstkompensierend, linear, progressiv oder eine Kombination hiervon ist.
6. Prothese nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Prothese zwei in deren Längserstreckung gegeneinander bewegliche Prothesenteile aufweist, zwischen denen die Dämpfungseinrichtung (3) angeordnet ist.
7. Prothese nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Prothesenteile Rohrteile (2,2') sind.
8. Prothese nach Anspruch 4 sowie nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zylinder (5) des hydraulischen Stoßdämpfers
(4) in dem einen Prothesenteil (Rohrteil 2') festgelegt ist, während eine Kolbenstange (6) des hydraulischen Stoßdämpfers (4) in dem anderen Prothesenteil (Rohrteil 2) an einem Gegenlager (14) bei Belastung abgestützt ist.
9. Prothese nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Prothesenteilen (Rohrteile 2,2') eine Führungseinrichtung vorgesehen ist.
10. Prothese nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung eine in dem einen Prothesenteil (Rohrteil 2') befestigte Hülse (7) aufweist, in der einerseits der Zylinder (5) des hydraulischen Stoßdämpfers (4) festgelegt ist und auf der andererseits das andere Prothesenteil (Rohrteil 2) verschiebbar ist.
11. Prothese nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder
(5) des hydraulischen Stoßdämpfers (4) in die Hülse (7) eingeschraubt ist.
12. Prothese nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (7) einen auf dem einen Prothesenteil (Rohrteil 2') sich abstützenden Vorsprung (9) aufweist.
13. Prothese nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das auf der Hülse (7) verschiebbare Prothesenteil (Rohrteil 2) in Längsrichtung sich erstreckende Langlöcher (10) mit in der Hülse (7) festgelegten und die Langlöcher (10) durchquerenden Führungsbolzen (11) aufweist.
14. Prothese nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Prothesenteilen (Rohrteile 2,2') im Bereich der Dämpfungsendposition ein elastisches Kunststoff- oder Gummiteil, insbesondere ein O-Ring (20) angeordnet ist.
DE9112005U 1991-07-12 1991-09-26 Prothese für die Gliedmaßen eines Körpers, insbesondere Beinprothese Expired - Lifetime DE9112005U1 (de)

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DE9112005U DE9112005U1 (de) 1991-07-12 1991-09-26 Prothese für die Gliedmaßen eines Körpers, insbesondere Beinprothese

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