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Dokumentenidentifikation DE102004031562A1 16.02.2006
Titel Künstlicher Fuß
Anmelder Otto Bock HealthCare IP GmbH & Co. KG, 37115 Duderstadt, DE
Erfinder Mosler, Lüder, Dr., 37115 Duderstadt, DE
Vertreter GRAMM, LINS & PARTNER GbR, 38122 Braunschweig
DE-Anmeldedatum 29.06.2004
DE-Aktenzeichen 102004031562
Offenlegungstag 16.02.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.02.2006
IPC-Hauptklasse A61F 2/66(2006.01)A, F, I, ,  ,  ,   
IPC-Nebenklasse A61F 2/74(2006.01)A, L, I, ,  ,  ,      
Zusammenfassung Bei einem künstlichen Fuß mit einem Anschlussteil (3, 3') für ein Unterschenkelteil (5), einem mit dem Anschlussteil (3, 3') über ein Knöchelgelenk (2) drehbar verbundenes Basis-Fußteil (1, 1'), das sich posterior vom Knöchelgelenk (2) in einen Fersenabschnitt (8) und anterior vom Knöchelgelenk (2) in einen Mittelfußabschnitt (11, 11') erstreckt, und mit einem mit dem Mittelfußabschnitt (11, 11') drehbar verbundenen Vorfußteil (12, 12'), ist eine selbsttätige Anpassung an unterschiedliche Absatzhöhen bei Gewährleistung einer guten Standsicherheit erzielbar durch eine die Wineklstellung des Anschlussteils (3, 3') relativ zum Basis-Fußteil (1, 1') proportional auf die Winkelstellung des Vorfußteils (12, 12') relativ zum Basis-Fußteil (1, 1') übertragende Gelenkverbindung.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen künstlichen Fuß mit einem Anschlussteil für ein Unterschenkelteil, einem mit dem Anschlussteil über ein Knöchelgelenk drehbar verbundenen Basis-Fußteil, das sich posterior vom Knöchelgelenk in einen Fersenabschnitt und anterior vom Knöchelgelenk in einen Mittelfußabschnitt erstreckt, und mit einem mit dem Mittelfußabschnitt drehbar verbundenen Vorfußteil.

Ein derartiger künstlicher Fuß ist durch US 5,913,902 bekannt. Das Knöchelgelenk befindet sich dabei in der Achse eines von einem Adapteransatz des Anschlussteils aufgenommenen rohrförmigen Unterschenkelteils einer Unterschenkelprothese. Das Knöchelgelenk und das Gelenk zwischen Vorfußteil und Basis-Fußteil sind unabhängig voneinander drehbar, wobei die Drehbarkeit durch zwischen den jeweiligen Gelenkteilen eingesetzte Druckfedern elastisch gedämpft ist. Diese Fußkonstruktion erlaubt die Verwendung des künstlichen Fußes mit mehreren Absatzhöhen, da sich der Fuß auf verschiedene Winkel des Vorfußes und des Anschlussteils relativ zum Basis-Fußteil einstellen kann. Allerdings verändert sich dabei der statische Aufbau in Abhängigkeit von der Fersenhöhe, sodass auch stark unterschiedliche Gangdynamiken in Abhängigkeit von der Fersenhöhe entstehen.

DE 100 10 302 A1 offenbart einen Prothesenfuß mit einem beweglichen Knöchelgelenk und einem ebenfalls beweglichen Vorfußteil. Ziel des offenbarten Fußaufbaus ist es, ein Absinken des Kniegelenks – und damit des Hüftgelenks – beim Abrollen über die Fußspitze weitgehend zu vermeiden. Hierzu wird eine Plantarflexion zwischen Fuß und Unterschenkel, also zwischen Basis-Fußteil und Anschlussteil, angestrebt. Zu diesem Zweck ist eine Koppelstange zwischen dem Vorfußteil und dem Basis-Fußteil befestigt, wobei die Befestigung in dem Basis-Fußteil mit einem Langloch erfolgt. Ein Ende der Koppelstange ragt in den Bereich des Anschlussteils und begrenzt aufgrund der Beugung des Vorfußteils den Winkel zwischen Anschlussteil und Basis-Fußteil. Durch die Begrenzung des Winkels wird das weitere Absenken des Knies – und damit der Hüfte – vermieden. Eine Anpassung des Fußes an verschiedene Absatzhöhen ist mit der beschriebenen Konstruktion weder vorgesehen noch möglich.

Es sind Prothesen bekannt, bei denen die sagittale Einstellung des Prothesenfußes durch den Patienten erfolgen kann, um eine Anpassung an unterschiedliche Absatzhöhen vorzunehmen. Eine Falscheinstellung ist dabei nicht ausgeschlossen. Damit sich der Vorfuß an die Schuhform anpassen kann, ist dieser weich ausgeführt. Hierdurch wird jedoch eine ausreichende Lastaufnahme im Vorfußbereich am Ende der Standphase verhindert.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen künstlichen Fuß der eingangs erwähnten Art so auszubilden, dass er sich an unterschiedliche Absatzhöhen selbsttätig anpassen kann und dabei eine gute Standsicherheit gewährleistet.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt bei einem künstlichen Fuß der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß durch eine die Winkelstellung des Anschlussteils relativ zum Basis-Fußteil proportional auf die Winkelstellung des Vorfußteils relativ zum Basis-Fußteil übertragende Gelenkverbindung.

Der erfindungsgemäße Fuß sieht somit eine Zwangskopplung zwischen dem Anschlussteil und dem Vorfußteil bezüglich der Winkelstellung relativ zum Basis-Fußteil vor. Gemäß dieser Zwangskopplung führt eine Veränderung der Winkelstellung des Anschlussteils nach posterior zu einem proportionalen Anheben des Vorfußteils. Wird der künstliche Fuß von einer Stellung ohne Absatz („Barfuß-Stellung") in einen Schuh mit einem hohen Absatz eingeführt, ändert sich die Stellung des Unterschenkels (und damit des Anschlussteils) relativ zum Basis-Fußteil im Sinne einer Verstellung des Winkels nach posterior. Demzufolge wird das Vorfußteil soweit angehoben, dass es wieder parallel zur Auflagefläche (vordere Sohle des Schuhs) liegt. Es ist daher nicht erforderlich, das Vorfußteil weich auszugestalten, sodass das Vorfußteil fest auf der Standfläche aufliegt und somit die benötigte Last für ein sicheres Stehen, auch mit dem hohen Absatz, aufnimmt.

Die Gelenkanordnung ist dabei eine Mehrgelenk-Anordnung und kann insbesondere eine Viergelenk-Anordnung sein.

Die Gelenkverbindung ist vorzugsweise mit dem Mittelfußabschnitt und mit einem mit Vorfußteil und Anschlussteil gelenkig verbundenen Lenker gebildet, die dann in einer Viergelenk- oder Mehrgelenk-Anordnung angeordnet sind, wobei Mittelfußabschnitt und Lenker im Wesentlichen parallel zueinander liegen können.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Anschlussteil mit einem sich über das Knöchelgelenk nach unten erstreckenden Ansatz versehen, an dem der Lenker mit einem seiner freien Enden drehbar befestigt ist.

Die erfindungsgemäße Gelenkverbindung kann durch Drehgelenke, aber auch durch Materialscharniere gebildet sein, wobei die Materialscharniere durch einen flexiblen Abschnitt eines Koppelstücks der Gelenkverbindung gebildet sind.

Die Funktion des erfindungsgemäßen künstlichen Fußes beruht darauf, dass das Basis-Fußteil als eine Wippe ausgebildet ist, die etwa mittig zwischen Ferse und Ballenbereich gelagert ist. Der Prothesenfuß generiert damit einen Aufbau, der die Lastlinie stets durch den Lagerpunkt der Wippe verlaufen lässt. Dies entspricht den Gegebenheiten beim natürlichen Fuß. Aufgrund der Kopplung des Anschlussteils und des Vorfußteils verläuft der Vorfuß immer etwa parallel zum Boden. Dies entspricht der Ausbildung von Schuhen mit einer konstanten Sohlendicke in diesem Bereich, was notwendig ist, da andernfalls der Fuß in die Schuhspitze gedrückt werden würde.

Wenn der erfindungsgemäße Fuß nur mit starren Elementen aufgebaut wird, baut er in der mittleren Standphase sehr schnell einen Vorfuß-Widerstand auf, der dem Standgefühl mit einem natürlichen Fuß nicht entspricht. Zur Anpassung an das natürliche Standgefühl ist es vorteilhaft, wenigstens ein Koppelstück der Gelenkanordnung in Längsrichtung elastisch verformbar auszubilden. Besonders zweckmäßig ist dies für ein Koppelstück, das in der Gelenkanordnung vorwiegend auf Zug belastet ist. In diesem Fall kann das Koppelstück als gekrümmte Blattfeder ausgebildet sein, die auf Zug zunächst weich anspricht und dann progressiv die Steifigkeit erhöht.

Weitere Verbesserungsmöglichkeiten ergeben sich bezüglich der Gangdynamik. Beim Fersenauftritt des Gehvorganges kippt das erfindungsgemäß als Wippe ausgebildete Basis-Fußteil nach vorn, wodurch das Anschlussteil relativ nach hinten geneigt und somit das Vorfußteil nach oben gezogen wird. Will man diesen Effekt vermeiden, muss zwischen einer kurzfristigen starken Belastung des Fersenabschnitts des Basis-Fußteils bei dem Fersenauftritt beim Gehen und der längerfristigen Belastung für die Adaptierung der Absatzhöhe unterschieden werden. Dies kann dadurch erfolgen, dass ein Einstellelement für den Winkel zwischen Basis-Fußteil und Anschlussteil vorgesehen wird, das erst bei einer über mehrere Sekunden andauernden Belastung wirksam wird. Ein derartiges Einstellelement kann ein Hydraulikzylinder sein. Dieser wird zweckmäßigerweise mit einem durch kurzzeitige Belastungen (beim Fersenauftritt) verformbaren elastischen Glied kombiniert, um eine abfedernde Wirkung beim Fersenauftritt während des Gehens zu erzielen.

Die Unterscheidung zwischen kurzzeitiger Belastung beim Fersenauftritt und langfristige Anpassung der Absatzhöhe kann vorzugsweise dadurch erfolgen, dass in einen Umströmungsweg des Hydraulikzylinders eine Ventilanordnung eingefügt ist, die die Strömung der Hydraulikflüssigkeit in dem Umströmungsweg unterbricht, wenn die Strömungsgeschwindigkeit plötzlich ansteigt. Bei einer langsamen Anpassung sperrt die Ventilanordnung hingegen nicht, sodass die Hydraulikflüssigkeit für die Veränderung des durch den Hydraulikzylinder gebildeten Einstellelements fließen kann.

Beim Gehvorgang rollt der Fuß in üblicher Weise über den Vorfußbereich ab. Dabei wird der Unterschenkel (das Anschlussteil) relativ zum Basis-Fußteil nach vorn gekippt, sodass es durch die erfindungsgemäße Kopplung zu einem Herunterdrücken des Vorfußteils kommt, der Vorfuß somit nach unten „einkrallt". Dies lässt sich durch eine Ausgestaltung der Gelenkverbindung abmildern, die einen verminderten Übertragungsfaktor bezüglich der Winkelstellungen bewirkt. Dadurch wird aber auch die Anpassung an die unterschiedlichen Absatzhöhen beeinträchtigt. Bevorzugt ist daher, dass wenigstens ein Koppelstück der Gelenkanordnung längenverstellbar ausgebildet ist, wobei die Längenverstellung durch wenigstens einen Sensor steuerbar ist, der Parameter der Geh- oder Stehsituation detektiert. Die Längenverstellung kann durch einen Hydraulikzylinder ausgeführt sein.

Zweckmäßig ist in jedem Fall, ein elastisches Glied zwischen Vorfußteil und Basis-Fußteil anzuordnen, das insbesondere die Längenverstellung eines Koppelstücks, insbesondere des Lenkers, ermöglicht.

Die elastische Ausbildung des Lenkers kann ergänzt oder ersetzt werden durch eine elastische Ausbildung des Ansatzes des Anschlussteils, an dem der Lenker angelenkt ist. Dabei kann der Ansatz selbst aus einem elastischen Material gebildet sein oder elastisch mit dem übrigen Rumpf des Anschlussteils schwenkbar verbunden sein.

Besonders zweckmäßig ist es für die vorliegende Erfindung, wenn das Knöchelgelenk mit Abstand anterior von einem das Unterschenkelteil aufnehmenden Adapteransatz des Anschlussteils angeordnet ist. Hierdurch wird eine gute Standsicherheit erreicht und werden die benötigten Drehmomente für die Steuerung des Fußes aufgebracht.

Die Erfindung soll im Folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen:

1 einen prinzipiellen Aufbau eines künstlichen Fußes gemäß einer ersten Ausführungsform, dargestellt in einer Barfuß-Stellung;

2 eine prinzipielle Darstellung des Fußes gemäß 1 in einem Schuh mit einem hohen Absatz;

3 eine Darstellung gemäß 1 mit einer Verdeutlichung der Lage des Knöchelgelenks;

4 eine Darstellung gemäß 3 für eine nach vorn verlagerte Belastung im Stand;

5 eine Darstellung des Fußes gemäß 1 während des Gehens bei einem Fersenauftritt;

6 eine prinzipielle Darstellung einer Variante des Fußes gemäß 1 entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel;

7 eine schematische Darstellung einer möglichen Wirkungsweise eines Dämpfers;

8 eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fußes mit einem elastischen Lenker im Ruhezustand;

9 eine Darstellung gemäß 8 für eine Abrollbewegung über den Vorfuß;

10 eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fußes mit einem längenverstellbaren Lenker;

11 eine fünfte Ausführungsform als konstruktive Variante zu der Ausführungsform gemäß 10;

12 eine sechste Ausführungsform mit einer Gelenkanordnung mit einem Gelenk nach Art eines Scharniergelenks.

Eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fußes ist in den 1 bis 5 in einem prinzipiellen Aufbau dargestellt. Der funktionale Aufbau des Fußes enthält ein Basis-Fußteil 1, das über ein als Drehgelenk ausgebildetes Knöchelgelenk 2 mit einem Anschlussteil 3 verbunden ist. Das Anschlussteil 3 weist einen Adapteransatz 4 in Form eines auf dem Kopf stehenden Kegelstumpfes auf, der zur justierbaren Aufnahme eines rohrförmigen Unterschenkelteils 5 einer Unterschenkelprothese dient. Der Adapteransatz 4 ragt somit aus einer oberen Begrenzungsfläche 6 eines kosmetischen Überzugs 7 der Fußprothese heraus, die die funktionellen Teile der Fußprothese bis zur Abschlussfläche 6 umschließt.

Das Basis-Fußteil 1 bildet posterior von dem Knöchelgelenk 2 einen Fersenabschnitt 8 aus, der sich von dem Anschlussteil 3 schräg nach hinten unten erstreckt und in einer der Sohle 9 des kosmetischen Überzugs 7 nahen Fersen-Auflagefläche 10 endet. Nach anterior erstreckt sich das Basis-Fußteil 1 von dem Knöchelgelenk 2 in einem im Wesentlichen geradlinigen Mittelfußabschnitt 11, an dessen vorderem Ende ein den Zehenbereich repräsentierendes Vorfußteil 12 an einem Drehgelenk 13 angelenkt ist. Das Vorfußteil 12 bildet einen etwa dreieckförmigen Keil aus, dessen Unterseite 14 parallel zur Sohle 9 des kosmetischen Überzugs 7 im Bereich des Vorfußes 12 verläuft. Das Drehgelenk 13 befindet sich an der oberen Spitze des dreieckförmigen Vorfußteils 12. Im unteren Bereich des dreieckförmigen Vorfußteils 12 befindet sich ein weiteres Drehgelenk 15, über dass das Vorfußteil 12 mittels eines Lenkers 16 mit dem Anschlussteil 3 verbunden ist. Hierzu weist das Anschlussteil 3 einen nach unten ragenden starren Ansatz 17 auf, an dem sich ein Drehgelenk 18 für die Befestigung des Lenkers 16 befindet. Das Anschlussteil 3 ist somit L-förmig mit einem etwa parallel zur Abschlussfläche 6 liegenden horizontalen Schenkel und einem etwa rechtwinkelig dazu nach unten ragenden Schenkel in Form des Ansatzes 17 ausgebildet.

Die Achsen der Drehgelenke 2, 13, 15, 18 liegen parallel zueinander und quer zur Sagittalebene des Fußes, also parallel zur Frontalebene des Patienten. In der dargestellten ersten Ausführungsform sind die Abstände zwischen den Drehgelenken 13, 15 einerseits und 2, 18 andererseits etwa gleich, sodass der Mittelfußabschnitt 11 und der Lenker 16 etwa parallel zueinander ausgerichtet sind (im Hinblick auf die Verbindungslinie zwischen den Drehgelenken 2, 13 einerseits und 15, 18 andererseits). In der dargestellten Ausführungsform entspricht die Gelenkverbindung zwischen dem Anschlussteil 3 und dem Vorfußteil 12 somit einer Parallelogrammführung.

In 1 ist der dargestellte künstliche Fuß in einer Barfuß-Stellung, d. h. ohne Absatz, dargestellt. Im Vergleich hierzu zeigt 2 den Fuß gemäß 1 in einem Schuh 19, der einen hohen Absatz 20 aufweist. Demgemäß ist das Anschlussteil 3 bzw. das Unterschenkelteil 5 relativ zu dem Basis-Fußteil 1 nach hinten gekippt, wodurch über die Gelenkverbindung mit den Gelenken 2, 13, 15, 18 das Vorfußteil 12 relativ zum Basis-Fußteil 1 nach oben geschwenkt wird. Da das Basis-Fußteil 1 in dem Schuh 19 wegen des hohen Absatzes 20 schräg nach vorn abwärts gerichtet ist, wird die Verschwenkung des Vorfußteils 12 nach oben so eingestellt, dass die Unterseite 14 des Vorfußteils 12 parallel zur Sohle 21 des Schuhs 19 verläuft. Die dargestellte Gelenkverbindung sorgt somit für eine selbsttätige Anpassung des Fußes an die Höhe des Absatzes 20 mit Hilfe der Verschwenkung des Vorfußteils 12 mittels der Gelenkverbindung an den Drehgelenken 2, 13, 15, 18.

Die 3 und 4 verdeutlichen die vom erfindungsgemäßen Fuß aufgenommenen Kräfte. Die Gewichtskraft wird direkt in das Knöchelgelenk 2 eingeleitet. Das Knöchelgelenk 2 ist mit Abstand anterior von dem Adapteransatz 4 bzw. der Unterschenkelprothese 5 positioniert, wodurch das Knöchelgelenk 2 etwa mittig an dem als Wippe an dem Knöchelgelenk 2 angelenkten Basis-Fußteil 1 angreift. Die Bodenreaktionskräfte werden im Bereich der Fersenauflage 10 und im Ballenbereich, also etwa in Höhe der Drehgelenke 13, 15 des Vorfußteils 12 eingeleitet. Demzufolge befinden sich die Bodenreaktionskräfte etwa symmetrisch beiderseits der eingeleiteten Gewichtskraft, wenn eine stabiler Stand im Gleichgewicht ausgeübt wird.

Findet nun gemäß 4 eine Gewichtsverlagerung nach vorn statt, entsteht ein Drehmoment an dem Unterschenkelteil 5 bzw. Anschlussteil 3 in Richtung des in 4 gekrümmt eingezeichneten Pfeils. Hierdurch wird an dem Lenker 16 eine Zugkraft nach posterior ausgeübt, wodurch die anteriore Spitze des Vorfußteils 12 nach unten gedrückt wird. Die Spitze ist daher in der Lage, zusätzliche Bodenreaktionskräfte aufzunehmen, wie dies durch den zusätzlichen Pfeil im Bereich der Spitze des Vorfußteils 12 in 4 dargestellt ist. Die auf die Fersen-Auflagefläche 10 einwirkende Bodenreaktionskraft hat sich in diesem Fall durch die Gewichtsverlagerung nach vorn verringert.

5 zeigt den Fuß gemäß 1 in einer Fersenauftrittsphase beim Gehen. In diesem Fall ist das Unterschenkelteil 5 bzw. das Anschlussteil 3 gegenüber dem Basis-Fußteil 1 nach hinten gekippt, sodass das Vorfußteil 12 anatomisch richtig etwas noch oben verschwenkt ist. Beim Aufsetzen des Fußes im Bereich der Ferse verschwenkt die das Basis-Fußteil 1 bildende Wippe um das Knöchelgelenk 2 schlagartig mit dem Mittelfußabschnitt 11 nach unten, sodass der nach hinten verschwenkte Winkel des Unterschenkelteils 5 relativ zum Basis-Fußteil 1 noch vergrößert wird, wodurch das Vorfußteil 12 extrem nach oben verschwenkt wird.

Es kann daher zweckmäßig sein, gemäß 6 die Verschwenkung des Basis-Fußteils 1 beim Fersenauftritt dadurch zu dämpfen, dass zwischen dem Fersenabschnitt 8 des Basis-Fußteils 1 und dem Anschlussteil 3 ein Dämpfer 22, beispielsweise in Form eines Hydraulikdämpfers eingesetzt ist. Der elastische Dämpfer verhindert ein ungedämpftes Herunterklappen des Mittelfußabschnitts 11 beim Fersenauftritt.

7 verdeutlicht eine bevorzugte Wirkungsweise des Dämpfers 22. Dieser besteht aus einem Zylinderraum 23 und einem Kolben 24. Die relative Bewegung zwischen Fersenabschnitt 8 und Anschlussteil 3 wird durch eine Umströmungsleitung 25 gedämpft, durch die die Hydraulikflüssigkeit von einer Seite auf die andere Seite des Kolbens 24 strömen muss. Vorzugsweise ist in die Umströmungsleitung 25 eine Ventilanordnung 26 eingesetzt, die – schematisch dargestellt – aus einer mit Federn 27 gehaltenen Absperrkugel 28 besteht. Bei einer geringen Strömungsgeschwindigkeit der Hydraulikflüssigkeit in der Umströmungsleitung 25, wie sie beispielsweise in einem quasi-statischen Zustand für die Anpassung an die unterschiedlichen Höhen eines Absatzes 20 auftritt, findet der erforderliche Abstandsausgleich mittels der Hydraulikflüssigkeit in gedämpfter Form statt.

Bei einer kurzzeitigen Belastungsspitze, wie sie beim Fersenauftritt während eines Gehvorganges entsteht, wird die Kugel 28 durch die hohe Strömungsgeschwindigkeit gegen eine Absperrsitz 29 gedrückt und versperrt den Strömungsweg für die Hydraulikflüssigkeit. In diesem Fall führt der Fersenauftritt nicht zu einer Änderung der durch den Hydraulikzylinder 22 bewirkten Abstandseinstellung zwischen dem Fersenabschnitt 8 und dem Anschlussteil 3.

Um einen elastischen Fersenauftritt zu ermöglichen, ist es zweckmäßig, in Serie zu dem Dämpfer 22 ein elastisches Glied, beispielsweise eine Feder, einzuschalten.

Die in den 8 und 9 dargestellte Ausführungsform weist eine gleiche Anordnung der Drehgelenke 2, 13, 15, 18 auf, allerdings mit der Variante, dass der Lenker 16' zwischen den Drehgelenken 15 und 18 durch eine gekrümmte Blattfeder gebildet ist. 8 zeigt den Zustand bei einer Standbelastung im Gleichgewicht. Bei einer Vorverlagerung des Gewichts würde der starre Lenker 16 gemäß 1 eine sofortige starke Vorfußbelastung hervorrufen, die nicht dem natürlichen Standgefühl entsprechen würde. Der Lenker 16' kann sich bei einer Vorverlagerung des Gewichts gemäß 9 hingegen etwas elastisch längen, um dann bei einer weiteren Zugkraft auf den Lenker 16' einen progressiv anwachsende Vorfuß-Gegenkraft zu bewirken. Ein gewisses „Schwanken" beim Stehen des Patienten wird somit mit einer elastischen, progressiv anwachsenden Gegenkraft stabilisiert, was einem natürlichen Stehgefühl entspricht.

10 zeigt eine Ausführungsform des künstlichen Fußes, bei der der Lenker 16'' mittels eines Hydraulikzylinders 30 längenveränderlich ausgebildet ist. Der Hydraulikzylinder 30 kann dabei, wie der Hydraulikzylinder 22 in 7 bei einer kurzzeitigen Belastung eine Dämpfung der Übertragung der Winkelstellung des Anschlussteils 3 relativ zum Basis-Fußteil 1 auf die Winkelstellung des Vorfußteils 12 relativ zum Basis-Fußteil 1 verzögern. Durch die Längenänderung des Hydraulikzylinders 30 kann dabei das Übersetzungsverhältnis der Parallelogrammführung zwischen dem Anschlussteil 3 und dem Vorfußteil 12 so geändert werden, dass ein übermäßiges Drücken des Fußteils 12 nach unten bei einer beim Abrollvorgang nach vorn geneigten Winkelstellung des Anschlussteils 3 relativ zum Basis-Fußteil vermieden wird. Eine direkte Übersetzung der Winkelstellung würde beim Abrollvorgang über das Vorfußteil 12 zu einem „Einkrallen" des Zehenbereichs des Vorfußteils 12 führen. Durch eine aufgrund der Längenänderung des Hydraulikzylinders 30 vorgenommene Änderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen Anschlussteil 3 und Fußteil 12 kann dieser Einkralleffekt vermieden werden. Zwischen dem Vorfußteil 12 und dem Mittelfußabschnitt 11 des Basis-Fußteils 1 ist eine Feder 31 angeordnet, die eine Vorzugsstellung des Vorfußelements vorgibt. Die Feder 31 kann mit Vorteil durch eine Feder-Dämpfer-Kombination in einer Serienanordnung ersetzt werden.

11 zeigt eine Ausführungsform, die mit der Ausführungsform gemäß 10 gleichwirkend ausgeführt ist, jedoch konstruktive Modifikationen zeigt. So erstreckt sich das Basis-Fußteil 1' von dem Fersenbereich 8 nur leicht nach oben gewölbt in den Mittelfußteil 11' hinein. das Mittelfußteil 11' weist einen über das Drehgelenk 13 hinausragenden Ansatz 32 auf, der die auf das Vorfußteil 12 einwirkende Feder 31 bzw. die Feder-Dämpfer-Kombination trägt.

Das Anschlussteil 3' ist wiederum etwa L-förmig ausgebildet, jedoch ist der nach unten ragende Ansatz 17' nunmehr am posterioren Ende angeordnet, wodurch sich eine Rückverlagerung des Drehgelenks 18 in Richtung Fersenbereich ergibt. Dadurch steht für den Lenker 16'' mit dem Hydraulik-Dämpfer 30 ein längerer Weg zur Verfügung.

Die Anlenkung des Basis-Fußteils 1' an das Knöchelgelenk 2 erfolgt über ein nach oben ragendes Ansatzstück 33 des Basis-Fußteils 1'.

Die in 12 dargestellte Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der Ausführungsform gemäß 1, wobei lediglich das Drehgelenk 13 entfallen und durch einen flexiblen Abschnitt 13' des Mittelfußabschnitts 11 ersetzt ist, der somit über den durch eine Materialverjüngung gebildeten flexiblen Abschnitt 13' in das Vorfußteil 12' übergeht. Selbstverständlich kann die Ausführungsform mit der Ausbildung des Gelenks 13' mit den in den übrigen Zeichnungsfiguren dargestellten Varianten kombiniert werden, also beispielsweise mit einem flexiblen Lenker 16' oder einem längenverstellbaren Lenker 16''.


Anspruch[de]
  1. Künstlicher Fuß mit einem Anschlussteil (3, 3') für ein Unterschenkelteil (5), einem mit dem Anschlussteil (3, 3') über ein Knöchelgelenk (2) drehbar verbundenen Basis-Fußteil (1, 1'), das sich posterior vom Knöchelgelenk (2) in einen Fersenabschnitt (8) und anterior vom Knöchelgelenk (2) in einen Mittelfußabschnitt (11, 11') erstreckt, und mit einem mit dem Mittelfußabschnitt (11, 11') drehbar verbundenen Vorfußteil (12, 12'), gekennzeichnet durch eine die Winkelstellung des Anschlussteils (3, 3') relativ zum Basis-Fußteil (1, 1') proportional auf die Winkelstellung des Vorfußteils (12, 12') relativ zum Basis-Fußteil (1, 1') übertragende Gelenkverbindung.
  2. Künstlicher Fuß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkverbindung als Vier-Gelenkanordnung ausgebildet ist.
  3. Künstlicher Fuß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkverbindung mit dem Mittelfußabschnitt (11, 11') und einem mit Vorfußteil (12, 12') und Anschlussteil (3, 3') gelenkig verbundenen Lenker (16, 16', 16'') gebildet ist.
  4. Künstlicher Fuß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelfußabschnitt (11, 11') und der Lenker (16, 16', 16'') im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.
  5. Künstlicher Fuß nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussteil (3, 3') einen sich über das Knöchelgelenk (2) nach unten erstreckenden Ansatz (17, 17') aufweist, an dem der Lenker (16, 16', 16'') mit einem seiner Enden drehbar befestigt ist.
  6. Künstlicher Fuß nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine gelenkige Verbindung durch einen flexiblen Abschnitt (13') eines Koppelstücks der Gelenkverbindung gebildet ist.
  7. Künstlicher Fuß nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch ein Einstellelement (22) zwischen Basis-Fußteil (1) und Anschlussteil (3), dessen Verstellung erst bei einer über mehrere Sekunden andauernden Belastung wirksam wird.
  8. Künstlicher Fuß nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellelement (22) durch einen Hydraulikzylinder gebildet ist.
  9. Künstlicher Fuß nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in eine Umströmungsleitung (25), in der Hydraulikflüssigkeit von einer Seite auf die andere Seite eines Kolbens (24) des Hydraulikzylinders (22) strömt, eine Ventilanordnung (26) eingesetzt ist, die beim Überschreiten einer voreingestellten Strömungsgeschwindigkeit die Umströmungsleitung (25) sperrt.
  10. Künstlicher Fuß nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellelement (22) mit einem durch kurzzeitige Belastungen verformbaren elastischen Glied kombiniert ist.
  11. Künstlicher Fuß nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Koppelstück (16') der Gelenkanordnung in Längsrichtung elastisch verformbar ausgebildet ist.
  12. Künstlicher Fuß nach Anspruch 1 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelstück (16') in der Gelenkanordnung vorwiegend auf Zug belastet ist.
  13. Künstlicher Fuß nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Koppelstück (16'') der Gelenkanordnung längenverstellbar ausgebildet ist.
  14. Künstlicher Fuß nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Längenverstellung eines längenvestellbaren Koppelstücks (16') durch wenigstens einen Parameter der Geh- oder Stehsituation detektierenden Sensor steuerbar ist.
  15. Künstlicher Fuß nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Längenverstellung durch einen Hydraulikzylinder ausgeführt ist.
  16. Künstlicher Fuß nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch ein elastisches Glied (31) zwischen Vorfußteil (12) und Basis-Fußteil (1, 1').
  17. Künstlicher Fuß nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine Feder-Dämpfer-Kombination zwischen Vorfußteil (12) und Basis-Fußteil (1, 1').
  18. Künstlicher Fuß nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Gelenke (13, 13', 15) am Vorfußteil (12, 12') kleiner als der Abstand der Gelenke (2, 18) am Anschlussteil (3, 3') ist.
  19. Künstlicher Fuß nach einem der Ansprüche 5 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansatz (17, 17') des Anschlussteils (3, 3') elastisch am Anschlussteil (3, 3') angebracht ist.
  20. Künstlicher Fuß nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Knöchelgelenk (2) mit Abstand anterior von einem Verbindungspunkt des Anschlussteils (3, 3') zum Unterschenkelteil (5) angeordnet ist.
  21. Künstlicher Fuß nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Basis-Fußteil (1) mit seinem Fersenabschnitt (8) von einem Sohlenbereich (14) ausgehend zum Anschlussteil (3) hin ansteigend ausgebildet ist, einen etwa geradlinig verlaufenden Mittelfußabschnitt (11) aufweist und mit dem Knöchelgelenk (2) bezüglich seiner axialen Länge mittig verbunden ist.
Es folgen 12 Blatt Zeichnungen






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