DE2411355A1 - Vorrichtung zum loesbaren verbinden eines arbeitsgeraetes mit einem armprothesenschaft - Google Patents

Description

2 A113 5

Braunschweig, den 8. März 1974-

33 Brauncclv-v
Theodor-Heuas-Stf

Otto Rock Orthopädische Industrie KCi. in Duderstadt (Bundesrepublik Deutschland)

Vorrichtunq zum lösbaren Verbinden eines Arbeitsgerätes mit einem Armprothesenschaft

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum lösbaren Verbinden eines Arbeitsgerätes,z.B.einer Kunsthand, mit einem Armprothesenschaft.

Bei solchen Verbindungsvorrichtungen kommt es darauf an,eine einfach zu betätigende und rasch wirksame Kupplung bzw. Trennung der beiden zu verbindenden bzw. verbundenen Teile herbeizuführen; die Verbindung selbst soll eine, zweckmSßia durch einen Elektromotor angetriebene Verdrehung des Arbeitsgerätes am Schaft ermöglichen

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und dabei schließlich den auftretenden hohen Beanspruchungen in allen Gebrauchslagen scandhalcen.

Gemäß der Frfinduna entspricht diesen Forderungen in beson ders hohem Maße eine Vorrichtung der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, daß an einem der zu verbindenden Teir· Ie eine WJlse angeordnet ist, die innen mit einer Laufbahn, vorzugsweise in Form von zwei Drahtringen, für in Ringform am anderen der zu verbindenden Teile angeordnete Wälzkörper, insbesondere Kugeln, versehen ist, und daß am anderen Teil die durch einen KM-fig geführten wälzkörper durch einen Verstellmechanismus in im wesentlichen radialer dichtung mit der Laufbahn in und außer Eingriff bringbar sind.

Das Wesen der Frfindung besteht also darin, die Wälzkörper eines die Orehbeweguna der beiden verbundenen Teile ermöglichenden Wälzlagers gleichzeitig als ^astglieder für die Trennung und Kupplung dieser beiden Teile zu verwenden. Stehen z.B.die an einem Teil angeordneten Kugeln in F.ingriff mit der Laufbahn am anderen Teil, ist die Kupplung unter Wahrung der Verdrehbarkeit hergestellt, wobei ein Verstellmechanismus die Kugeln in dieser Lage sichert, herden durch den Verstellmechanismus die Kugeln freigegeben, gelangen sie außer Eingriff mit der Laufbahn, sodaß die beiden Teile voneinander getrennt werden können.

Weitere ^Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eirier bevorzugten Ausfuhrungsform an Hand der Zeichnung; es zeigen:

Fig.l eine Seitenansicht der lesamtanordnung und Fig.2 einen Vertikalschnitt durch den Kupplungsteil.

Wie aus Fia.l hervorgeht, ist die Vorrichtung 1 dazu bestimmt, ein Arbeitsgerät, hier eine Kunsthand 2, am Schaft 3 einer Armprothese lösbar festzulegen.

Wie in Fig.2 im einzelnen ersichtlich, ist an Schaft 3 als der eine Teil der Vorrichtung 1 eine Hülse 4 befestigt, die Kreisquerschnitt aufweist und an der Innenseite nahe ihrem freien Ende eine Laufbahn für Kugeln aufweist, bestehend aus zwei Federstahl-Drahtringen 5, 6,die mit axialem Abstand angeordnet und in Nuten der Hülseninnenwand gehalten sind; die Enden der Drahtringe 5, 6 sind stumpf gestoßen.

An der Kunsthand 2 ist als der andere Teil der Vorrichtung 1 ein Ring 7 befestigt, der einen Außenflansch 8 aufweist.In dem an diesen Flansch 8 anschließenden Wandteil des Ringes 7 sind zwei Nuten 9 und 10 eingefräst, wobei die in Fig.2 linke Begrenzung

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Nut 9 durch eine et-wa unter 45° abgeschrägte Seitenwand gebildet ist. Der Ring 7 weist gegen sein freies Ende hin iai Abstand von der etwa RechtecVprofil aufweisenden Nut 10 einen Endflansch 11 auf, der jedoch umfänglich nicht geschlossen, sondern mit einer Mehrzahl von Ausnehmungen 12 versehen ist, die als radial, verlaufende Keilnuten ein trapezförmiges Profil aufweisen, sodaß Klauen mit ebensolchem .Profil den Endflansch bilden.

Im Wandteil des Ringes 7 zwischen den Flanschen 8 und 11 sind drei Federstahl-Drahtringe anaeordnet: ein erster Ring 13 auf einer Abstufung 8¹ und anliegend am Flansch 8, ein zweiter Ring 14 in der in Fia.2 in vollen Linien dargestellten Lage auf einer Rippe 9' zwischen den Nuten 9 und 10 und ein dritter Ring 15, der in der Nut IO und unmittelbar neben dem Ring 14 angeordnet ist. Alle diese Ringe 13, 14 und 15 bestehen aus rostfreiem Federstähl und sind reit ihren Fnden stumpf gestoßen. Wie erkenntlich, weisen die Ringe 13 und 15 etwa denselben Durchmesser auf, der Ring 14 hingegen einen wesentlich größeren, etwa mindestens doppelt so großen Durchmesser als die Ringe 13 und 15.

Eine Anzahl, z.P.sechs über den Ringumfang verteilte Stifte 16, die einen Verstellmechanismus für den Ring 14 bilden und deren Längsachse unter etwa 30° zur Achse des Ringes 7 geneigt 1st, sind in Bohrunaen des Ringes 7 angeordnet, wobei die nach außen weisenden Enden der Stifte 16 an der abgeschrägten Seitenwand 10 der Nut enden. Die anderen Fnden der Stifte 16 ragen in das Innere des Ringes 7 hinein; in diesem ist ein Antriebsglied

18 in Ringform axial verstellbar, das eine abgeschrägte Stirnwand

19 aufweist, mit der auf die zuaeordneten Enden der Stifte 16 zu deren axialen Verstellung nach außen eingewirkt werden kann,wenn das Antriebsglied IB in axialer Richtung, also in Fig.2 naci rechts (durch nicht näher daraestellte Teile) verschoben wird.

Als die Drehbewegung ermöglichende Lager- und Kupplungsglieder sind bei der beschriebenen Vorrichtung Kugeln 20 vorgesehen, die in einem z.B. aus Kunststoff bestehenden Käfig 21 gehalten sind, und zwar in taschen, die gegen den Flansch 8 des Ringes 7 hin offen sind. Der Käfig 21 weist dabei im wesentlichen den Durchmesser dieses Außenflansches 8 auf, und er endet wtwa in der Verlängerung des Endflansches Il des Ringes 7.

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Bel der in Fig.2 in vollen Linien ersichtlichen Stellung der Vorrichtung, in der die Ver>~induna der Teile 2,3 hergestellt ist, liegen die Kugeln 2O außen auf den Ringen 5, 6 der Hülse 4 und innen auf den ''inqen 13 und 14 auf. In dieser Lage vermag sich also die Kunsthand 2 innerhalb der Hülse 4 und damit, am Prothesenschaft 3 zu drehen, sei es unter Anwendung einer auf eine Friktionsverbinduncr in der Kunsthand 2 einwirkenden äußeren Kraft oder unter dem Antrieb eines Elektromotors, der im Schaft 3 untergebracht ist.

Am Schaft 3 ist daher in üblicher Weise ein solcher (nicht dargestellter) Elektromotor f^fir die Kunsthand 2 vorgesehen, dessen angetriebener Teil ein für den Verstellmechanismus als Rückstellglied wirkendes Rad 22 bildet, das strichliert in Fig.2 dargestellt ist, aus Kunststoff bestehen kann und z.B.mittels über eine Innenverzahnung 2 3 und ein (nicht dargestelltes) Untersetzungsgetriebe an den Motor angeschlossen ist. An der dem Rincr 7 zugekehrten Stirnwand weist das Rad 22 eine Reihe von sich axial erstreckenden Fortsätzen 24 auf, die dazu bestimmt sind, mit den Ausnehmungen 12 des Endflansches 11 in Fingriff zu treten und damit die Drehbewegung auf den Ring 7 bzw. die Kunsthand 2 zu übertragen.

Die Anordnung der Rinae und der Kugeln ist so gewählt, daß die Achsen der Ringe 14 und 15 sowie die Mittelpunkte der Kugeln 20 auf einem Kegelmantel liegen, dessen Spitze in der Ringachse liegt. Gegebenenfalls kann auch die Ringachse des Ringes auf diesem Kegelmantel liegen.

Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist folgende:

Wenn in der in Fig.2 gezeichneten Lage die Kunsthand 2 vom Schaft 3 abgenommen werden soll, wird (durch nicht näher dargestellte Teile) das Antriebsglied 18 im Ring 7 axial, in Fig.2 nach rechts, verstellt» Dadurch laufen die Enden der Stiften 7 entlang der Stirnfläche 19, und demzufolge werden die Stifte nach außen verstellt. Sie kommen daher zur Anlage am Ring 14 und verformen diesen im Sinne einer radialen Aufweitung, unter gleichzeitiger axialer Verstellung desselben in Fig.2 nach rechts. Mit anderen Worten, es bewegt sich also der Ring 14. um den bei dieser Bewegung als Widerlager dienenden Rin«f 15 in der Nut IO herum, bis er fiber diesen hinweggegangen ist und sich dann uWier seiner eigenen Federspannung an der ihm zugewandten Seitenfläche des End-

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flaneches 11 anlegt; diese Stellung des Ringes 14 let strichpunktiert in Fig.2 eingetragen.

In dieser Weise vermögen sich nun die Kugeln 20, da ihre Bewegung nach innen nicht mehr gesperrt ist/ entlang des Ringes 13 gegen den die Abstufung 8* und die Nut 9 aufweisenden Wandteil des Ringes 7 zu heweoen, und sie kommen dabei außer Eingriff mit den Rincren 5 und R der Hülse 4, sodaß die Kunsthand 2 vom Schaft 3 axial ahgezoaen werden kann.

Beim Aufstecken der "and 2, oder eines anderen, mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestatteten Arbeitsgerätes, tritt zunächst das Rad 22 mit seinen Fortsätzen 24 durch die Ausnehmungen 12 im Fridflansch 11 des Rades 7 hindurch, bis die Stirnwände dieser Fortsetze gegen den radial aufgeweiteten Ring 14 in der strichpunktiert gezeichneten Lage der Fig.2 stoßen. Bei weiteren axialen Einschieben des Rades 22 bewegen nun dessen Fortsätze 24 den Ring 14, wieder um den Ring 15 herum, in seine ursprüngliche, in vollen Linien in Fig.2 dargestellte Lage zurück, in die er unter seiner eigenen Federspannung einrastet.Dabei werden gleichzeitig die Kugeln 20 wieder nach außen in ihre Sperrstellung zum Fingriff mit den Ringen 5, 6 der Pulse 4 gebracht und die Stifte Iß sowie das Antriebsglied 18 in die ursprüngliche Lage zurttckcref^fthrt.

Es ist erkenntlich, daß durch eine bloß axiale Verschier bung der beiden zu verbindenden bzw. verbundenen Teile zueinander deren Verbindung bzw. Trennung hergestellt werden kann.

An dem beschriebenen Ausftthrungsbeispiel können im Rahmen der Erfindung mannigfaltige Abänderungen vorgenommen werden. Insbesondere ist es gleichgültig, ob die Laufbahn 5,6 für die Kugeln 20, wie beschrieben, an der Hülse 4, oder umgekehrt an der Kunsthand 2 vorgesehen werden. Der Verstellmechanismus für die Kugeln kann in beliebiger Weise ausgebildet werden; insbesondere könnte der Ring 7 auch aus zwei nebeneinanderliegenden Teilen gebildet werden, durch deren Entfernen in axialer Richtung ein Lösen der Kugeln aus der Sperrstellung ermöglicht wird. Anstelle von Kugeln als Wälzlagerkörper können auch Zylinderollen, Kegelrollen od.dgl. verwendet werden; auf die Hülse 4 können beliebig im Durchmesser gestaltete Prothesengrößen aufgesetzt werden, sodaß ein und dieselbe Verbindung für alle praktisch vorkommenden Abmessungen geeignet ist.

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Claims (10)

1. Patentansprüche:

   ( Iy Vorrichtung zum lösbaren Verbinden eines Arbeitsgerätes, z.B. einer Kunsthand, mit einem Armprothesenschaft, dadurch gekennzeichnet, daß an einem (3) der zu verbindenden Teile (2, 3) eine Hülse (4) angeordnet ist, die innen mit einer Laufbahn, vorzugsweise in Form von zwei Drahtringen (5, 6) für in Ringform am anderen (2) der zu verbindenden Teile (2, 3) angeordnete Wälzkörper, insbesondere Kuaeh (20) versehen ist, und dafl am anderen Teil (2) die durch einen Käfig (21) geführten Wälzkörper (20) durch einen Verstellmechanismus (16) in -in wesentlichen radialer Richtung mit der Laufbahn (5, 6) in und außer Eingriff bringbar sind.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln (20) am anderen Teil (2) ebenfalls durch zwei Drahtringe (13, 14) geführt sind.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtringe (5, 6, 13, 14) mit ihren Enden stumpf gestoßen sind.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch "2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (4) am Prothesenschaft (3) und die Kugeln (20) an einem in diese Hülse (4) einführbaren, das Arbeitsgerät (2) tragenden Ring (7) angeordnet sind.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 fels 4, dadurch gekennzeichnet, daß der innere, gegen den Prothesenschaft (3) hin liegende Drahtring (14) einen größeren Durchmesser aufweist als der ihm benachbarte Ring (13).
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (14) größeren Durchmessers durch den Verstellmechanismus (16) unter gleichzeitiger radialer Aufweitung in axialer Richtung von den Kugeln (2O) weg verstellbar ist.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verstellung der Kugein (20) unter spitzem Winkel zur Achse des Ringes (7) angeordnete, darin verstellbar geführte Stifte (16) vorgesehen sind, wobei zum Verschieben d<;r Stifte (16) gegen den Ring (14) hin ein im Ring (7) axial verstellbares Antriebsglied(18)

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   unö <«um Zurückführen der Stifte U^) eir am Prothesenschaft (3) angeordnetes Rückstellglled (22) vorgesehen sind.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsglied (18) eine abgeschrägte Stirnfläche (19) aufweist, die mit den zugeordneten Fnden der Stifte (16) in Eingriff steht.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Pückstellglied ein Rad (22) mit sich axial erstreckenden Fortsätzen ist, die durch Ausnehmungen (12) in einen Findflansch (11) des Rades (7) hindurchzutreten vermögen, um auf den Ring (14) in dessen aufgeweiteter Stellung einzuwirken«
10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Führung für den Ring (14) größeren Durchmessers ein weiterer nrahtring (15) vorgesehen ist, wobei dessen Rinaachse, die Mittelpunkte der Kugeln (2O) und die Ringachse des Ringes (14) , gegebenenfalls auch die des Ringes (5), auf einem Kegelmantel

    g. Werner Gramm itontanwalt

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