DE3425306A1 - Vorrichtung zur bewegung der beine mit einer kurbel - Google Patents
Vorrichtung zur bewegung der beine mit einer kurbelInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bewegung der Beine mit einer an einem feststehenden Gestell gelagerten Kurbel, mit
an dieser gelagerten Pedalen und mi«t einer Vorrichtung zur festen
Verbindung der Füße mit den Pedalen.
Im Vordergrund stehen dabei Bewegungsvorrichtungen, bei denen die Kurbel - wenigstens wahlweise - von einem Motor angetrieben wird.
Damit können die muskelschwachen oder gelähmten unteren Extremitäten des Patienten passiv bewegt werden. Dies hat vor
allem bei Rollstuhlfahrern große praktische Bedeutung. Die passive Bewegung regt auch die Darm und Blasenfunktion an.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Vorrichtungen der einleitend
bezeichneten Art an die Bedürfnisse von Rollstuhlfahrern besser anzupassen und zwar insbesondere im Hinblick darauf, daß
diese das Gerät ohne fremde Hilfe selbst benutzen können.
Bei den bekannten Vorrichtungen mit Motorantrieb sind zur Herstellung
der unumgänglichen festen Verbindung der Füße mit den
Pedalen Bänder oder Riemen vorgesehen, die über den Fußrücken
- - - EC
(Rist) geschlungen und mit einer Schnalle oder einem Klettverschluß
verschlossen oder in einen Dorn eingehängt sind. Der Behinderte kann aber gewöhnlich die Füße mit den Händen nicht erreichen,
so daß eine weitere Person beim "Einstieg" in die Pedale helfen muß. ■
Zur Lösung dieses Problems wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß eine mittels eines Handhebels betätigbare federbelastete
Klemmvorrichtung an den Pedalen vorgesehen ist, deren Druckstück auf den Pußrücken, vorzugsweise in der Nähe der Pußwurzel, zu
liegen kommt. Der Betätigungshebel kann derart geformt und so weit verlängert werden, daß der Rollstuhlfahrer Ihn mit der Hand
erreichen und dadurch die Klemmvorrichtung selbst betätigen kann. Damit ist auch das Problem des schnellen "Ausstiegs" gelöst, das
sich dann stellt, wenn der Rollstuhlfahrer wegen eines infolge der passiven Beinbewegung plötzlich auftretenden Stuhldranges die
Vorrichtung verlassen muß, eine Hilfsperson aber gerade nicht zur Stelle ist.
Die konstruktive Ausführung der Klemmvorrichtung wird vorzugsweise
so gewählt, daß ein das gepolsterte Druckstück tragender, quer zum Fuß nach außen schwenkbarer Hebelmechanismus vorgesehen
ist, der in der Klemmstellung einschnappt. Das der Form des Fußrückens angepaßte Druckstück muß dabei aber einen ausreichenden
Federhub haben, um sowohl einen unbekleideten als auch
einen beschuhten Fuß bequem aber doch sicher und fest genug auf dem Pedal zu haltern. Dazu kann der Hebelmechanismus an einem an
der Pedalaußenseite gelagerten, sich in Pußlängsrichtung erstreckenden
Hebel angebracht sein, der eine für den erforderlichen Hub ausreichende Länge aufweist und beispielsweise mittels
einer an einem Zapfen geführten längeren Druckfeder belastet ist.
Aus der DE-OS 31 36 976 ist es bei derartigen Vorrichtungen auch schon bekannt, Beinhalterungen, insbesondere Auflageschalen für
den Unterschenkel, an den Pedalen anzubringen und an diesen Beinhalterungen nach oben wirkende Zugelemente angreifen zu lassen.
Dadurch wird einerseits das Gewicht der Beine kompensiert und andererseits werden die Kniegelenke geführt, so daß sie nicht
tfctltllüll auüWöletleü können. Vor allem aber wlrü duruh eliic Begrenzung
der Kniebewegung nach unten vermieden, daß die Beine in eine vollkommen gestreckte Stellung fallen, in der das Kniegelenk
bekanntlich blockiert und einen Rundlauf der Kurbel verhindert.
Auch eine solche Knieführungsvorrichtung erfüllt aber ihren Zweck nur dann befriedigend, wenn die an den Beinhalterungen
angreifende Zugkraft sowie die tiefstmögliche Lage des Kniegelenks
leicht einstellbar ist. Vor allem sollte die Einstellvorrichtung für den Rollstuhlfahrer selbst bedienbar sein. Dadurch
wird es möglich, beispielsweise in einer Behindertenein-
richtung an zentraler Stelle eine solche Bewegungsvorrichtung vorzusehen, die abwechselnd von verschiedenen Rollstuhlfahrern
benützt wird.
Eine Verbesserung in dieser Hinsicht besteht darin, daß die Zugorgane
an dem Gestell befestigte elastische Seile sind, z. B. Gummigewebeschläuche, die eine Stahlseele zur Begrenzung der
Dehnung aufweisen. Diese Seile können mittels einer arretierbaren Aufrollvorrichtung in ihrer wirksamen Länge veränderbar
sein. Die Seile brauchen auch nicht über Augenhöhe des Benutzers der Vorrichtung aufgehängt zu werden, so daß das Gesichtsfeld
nicht beeinträchtigt wird. Um dem Benutzer der Vorrichtung selbst das Verändern der Seillänge zu ermöglichen, wird insbesondere
vorgeschlagen, daß die Seile auf einer am Gestell drehbar gelagerten und arretierbaren Welle aufgewickelt sind, deren Enden
als Handgriffe dienen, wodurch die bei derartigen Vorrichtungen übliche Griffstange zu einer Verstellvorrichtung weitergebildet
wird. Die Arretierung der Welle kann mit Hilfe einer Klemmschraube erfolgen, die ebenfalls im Griffbereich liegt.
Ein weiterer Aspekt im Zusammenhang mit der selbständigen Benutzung
einer derartigen Vorrichtung durch Rollstuhlfahrer sind die nicht selten auftretenden Muskelkrämpfe (Spasmen). Eine
Krankengymnastin oder andere qualifizierte Person, welche zur Mobilisierung der Beine eines Patienten die Kurbel dreht, ist
auf das Auftreten von Spasmen eingestellt. Sie erfühlt den Muskelwiderstand und versucht, durch Drehen in der entgegengesetzten
Richtung den Spasmus zu lösen.
Eine weitere Verbesserung der Vorrichtung im Sinne einer selbständigen Benutzbarkeit liegt deshalb darin, daß der Apparat
das Verhalten der Hilfsperson selbsttätig nachvollzieht. Dies kann dadurch erreicht werden, daß zunächst einmal das von dem
Motor abgegebene maximale Drehmoment stufenlos einstellbar ist. Zusätzlich wird vorgeschlagen, daß eine selbsttätige elektrische
Steuervorrichtung vorgesehen ist, welche die Drehrichtung des Motors bei Erreichen eelnes maximalen Drehmomenta oder einea
beliebigen einstellbaren Drehmoments umkehrt. Die genaue und feinfühlige Einstellbarkeit des Umkehrpunktes ist auch im Hinblick
darauf wichtig, daß Kurbeln mit verstellbarem Durchmesser bekannt sind und der Kurbeldürchmesser auf die Beinbeweglichkeit
des betreffenden Patienten abgestimmt sein muß.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand -der
Zeichnung erläutert. Im einzelnen zeigt
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zur Beinbewegung
mittels Motorantriebs,
Fig. 2 eine Ansicht der Vorrichtung nach Fig. 1 von links, d. h. von der Benutzerseite aus, gesehen,
Fig. 3 eine Seitenansicht des rechten Pedals in größerem Maßstab und
Pig. 4 einen Querschnitt IV-IV des Pedals mit eJ,ner achsparallelen
Ansicht der Klemmvorrichtung in verschiedenen Stellungen.
Die Vorrichtung nach den Figuren 1 und 2 umfaßt ein von der Seite gesehen h-förmiges Gestell mit einem nach oben stehenden,
längenveränderbaren Griffholm 1 und zwei querstehenden Ständerbeinen 2 mit Gummifüßen 3. In halber Höhe trägt dieses Gestell
ein längliches Gehäuse 4, an welchem eine Kurbel 5 um eine
horizontale Achse 6 drehbar gelagert ist. Die Kurbel 5 wird mittels eines in dem Gehäuse 4 enthaltenen Elektromotors angetrieben.
An den Enden der beiden Kurbelarme sind insgesamt mit bezeichnete Pedale gelagert. Die Lagerachsen der Pedale sind mit
8 bezeichnet.
Die Pedale 7 bestehen je aus einer Fußplatte 9, einem den Fuß gegenüber der Kurbel 5 abschirmenden Schild 10 und einer gewölbten
Fersenstütze 11, welche Teile fest miteinander verbunden sind. Ober eine Verbindungsstange 12 ist an dem Schild 10 eine
Wadenschale 13 angelenkt, die etwa die Form eines halben Hohlzylinders hat. Sie ist innen gepolstert und stützt den Untersehenkel
des Benutzers der Vorrichtung unterhalb des Knies ab.
An dem Griffholm 1 ist oben eine Querwelle 14 drehbar gelagert, deren Endabschnitte als Handgriffe 15 ausgebildet sind. An
dieser Querwelle sind zwei Gummiseile 16 mit je einem Ende be-
festigt und ein Stück weit aufgewickelt. Die beiden anderen Enden der Gummiseile sind an den oberen Enden der Verbindungsstangen 12 bzw. an den Wadenschalen 13 befestigt. Mittels einer
Klemmschraube 17 läßt sich die Querwelle 14 arretieren. Im übrigen trägt der Griffholm 1 oben eine kleine Tischplatte, auf
die ein elektrisches Steuergerät 18 für den im Gehäuse 4 enthaltenen Antriebsmotor aufgebaut ist. Die in der Zeichnung angedeuteten
Bedienungselemente dieses Steuergeräts 18 sind an der
Benutzerseite angeordnet und befinden sich somit ebenfalls im* Griffbereich, wo sie leicht zugänglich sind.
Fig. 3 zeigt das Pedal 7 mit dem Fuß des Benutzers und einer
Klemmvorrichtung in Klemmstellung. Es finden sich hier wieder
die Fußplatte 9, der Schild 10 und die im Schnitt angedeutete Fersenstütze 11.
Die Klemmvorrichtung besteht aus einem bei 19 an der Fußplatte gelagerten Federhebel 20, an dessen freiem Ende in Querrichtung
und schrägstehend ein als Doppelplatte ausgebildetes Lagerstück 21 befestigt ist. An einer Abkantung der Fußplatte 9 ist ferner
bei 22 ein den Federhebel 20 durchsetzender Führungsstift angelenkt...Um
diesen ist eine Druckfeder 23 herumgewickelt, die sich oben an einer Stellschraube 24 abstützt und auf den Federhebel
drückt. Wie Fig. 4 deutlicher zeigt sind an dem Lagerstück: 21 ein
Betätigungshebel 25 und ein kürzerer Klemmhebel 26 gelagert,
welche beiden Hebel durch eine Gelenklasche 27 miteinander verbunden
sind. Der Betätigungshebel 25 ist zum Benutzer hin abgekröpft und kann so lange ausgeführt werden, daß sein freies Ende
in dessen Griffbereich reicht. Der Klemmhebel 26 trägt ein gepolstertes, leicht gewölbtes Druckstück 28, das gemäß Fig. 3 auf
dem Fußrücken aufliegt.
Die geöffnete Stellung der Klemmvorrichtung ist in Pig. 4 mit ausgezogenen Linien dargestellt. Sowohl der Betätigungshebel 25
als auch der Klemmhebel 26 des gezeigten rechten Pedals stehen etwa horizontal nach außen ab (in der Zeichnung nach links). Wird
der Betätigungshebel 25 um etwa 90° in die strichpunktiert gezeichnete Zwischenstellung 25' umgelegt, so macht der Klemmhebel
26 eine Schwenkung um mehr als l80°. Dabei legt sich das Druckstück 28 auf den Pußrücken. Die Gelenklasche 27 steht dabei kurz
vor ihrem Totpunkt und bewirkt einen Schnappeffekt, wenn der Betätigungshebel noch ein wenig weiter in die Stellung 25'' gebracht
wird. Jetzt steht das Druckstück 28 über Gelenklasche 27, Betätigungshebel 25, Lagerstück 21 und Pederhebel 20 unter der
Wirkung der Druckfeder 23.
In Fig. 3 ist der Drehpunkt 29 der Verbindungsstange 12 hinter
dem Schild 10 deutlich erkennbar. Er liegt möglichst achsgleich mit dem Sprunggelenk, damit der am Pedal 7 fixierte Fuß sich
bewegen kann. Eine Zugfeder 30 greift an dem überstehenden Ende
der Verbindungsstange 12 an und hält somit das Pedal in einer
Mittelstellung (etwa rechtwinklige Fußstellung). Bewußt ist das Pedallager mit seiner Achse 8 von dem Drehpunkt 29 weg welter zur
Fußspitze hin verlegt, da nur auf diese Weise beim Drehen der Kurbel 5 auch das Sprunggelenk und die ünterschenkelmuskulatur
bewegt werden. Darauf kommt es aber an. Die Venen des Unterschenkels haben Klappen ähnlich denen des Herzens, so daß durch
die Wadenmuskel-Veränderungen - auch durch die passiven - der Blutkreislauf gefördert wird (Muskelpumpe).
Die beschriebene Bewegungsvorrichtung kann von einem beispielsweise
querschnittsgelähmten Rollstuhlfahrer wie folgt benützt
werden: Er fährt von vorne an die Vorrichtung heran und stellt seine Füße auf die einstiegsbereit dargebotenen Fußplatten 9
der Pedale 7· Die Unterschenkel liegen in den Wadenschalen 13·
Durch Einschwenken der Betätigungshebel 25 erhalten die Füße die notwendige Fixierung an den Pedalen. Es wird sodann noch vorausgesetzt,
daß mittels einer nicht gezeigten Verstellvorrichtung der Kurbelradius auf das persönlich mögliche Maß eingestellt
ist. An den Bedienungselementen des Steuergeräts 18 kann er nun
die Kurbel in gewünschter Richtung und mit gewünschter Drehgeschwindigkeit rotieren lassen. Sofern die Zugkraft der Gummiseile
16 nicht ausreicht und eine Streckung und Blockierung der Kniegelenke droht, kann er dem durch Lösen der Klemmschraube 17
und weiteres Aufwickeln der Gummiseile durch Drehen der Handgriffe
15 entgegenwirken und die Zugkräfte passend einstellen.
Sofern das Steuergerät 18 entsprechend ausgelegt ist, wird das vom Antriebsmotor abgegebene Drehmoment laufend elektronisch
überwacht und beim Auftreten eines Muskelkrampfes beispielsweise der Motor s-tillgesetzt sobald das infolge der Verkrampfung ansteigende
Drehmoment einen bestimmten Qrenzwert Uberatcigt. Eb
kann aber auch in diesem Fall ein erneuter Anlauf des Motors in entgegengesetzter Richtung einprogrammiert sein. Durch einen
mehrfachen Drehrichtungswechsel bei kleinen Drehmomenten lassen sich Spasmen erfahrungsgemäß mildern oder ganz abbauen. Jedenfalls
kann der Behinderte die ihm angenehmste Bewegungsform in vielen Varianten selbst wählen. Nach Ausschwenken der Betätigungshebel
25 ist der Ausstieg aus der Vorrichtung leicht möglich.
3425306 | Griffholm | |
1 | Ständerbein | |
2 | Gummifuß | |
3 | Gehäuse | |
4 | Kurbel | |
5 | Kurbelachse | |
6 | Pedal | |
7 | Pedelachse | |
8 | Fußplatte | |
9- | Schild | |
10 | Fersenstütze | |
11 | Verbindungsstange | |
12 | Wadenschale | |
13 | Querwelle | |
14 | Handgriff | |
15 · | Gummiseil | |
16 | Klemms ch raub e | |
17 | Steuergerät | |
18 | Lager | |
19 | Federhebel | |
20 | Lagerstück | |
21 | Lager | |
22 | Druckfeder | |
23 | Stellschraube | |
24 | Betätigungshebel (offen) | |
25 | Betätigungshebel (Zwischenstellung) | |
25' | Betätigungshebel (Klemmstellung) | |
25" | Klemmhebel | |
26 | Gelenklasche | |
27 | Druckstück | |
28 | Drehpunkt | |
29 | Zugfeder | |
30 |
- Leerseite -
Claims (8)
1. Vorrichtung zur Bewegung der Beine mit einer an einem feststehenden Gestell gelagerten Kurbel, mit an dieser gelagerten
Pedalen und mit einer Vorrichtung zur festen Verbindung der Füße mit den Pedalen, dadurch gekennzeichnet, daß eine mittels eines
Handhebels betätigbare federbelastete (23) Klemmvorrichtung an
den Pedalen (7) vorgesehen ist, deren Druckstück (28) auf den Fußrücken, vorzugsweise in der Nähe der Fußwurzel, zu liegen
kommt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein das Druckstück (28) tragender, quer zum Fuß nach außen
schwenkbarer Hebelmechanismus (25, 26, 27) vorgesehen ist, der in der Klemmstellung einschnappt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebelmechanismus an einem an der Pedalaußenseite gelagerten,
sich in Pußlängsrichtung erstreckenden federbelasteten Hebel (20) angebracht ist.
4. Vorrichtung zur Bewegung der Beine mit einer an einem feststehenden Gestell gelagerten Kurbel, mit an dieser gelagerten
Pedalen, mit'einer Vorrichtung zur festen Verbindung der Füße mit
den Pedalen sowie mit an den Pedalen befestigten Beinhalterungen,
die an Zugorganen aufgehängt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugorgane an dem Gestell befestigte elastische Seile (16)
sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Seile mittels einer Aufrollvorrichtung längenveränderbar
sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Seile (16) auf einer am Gestell (1) drehbar gelagerten und
arretierbaren Welle (14) aufgewickelt sind, deren Enden für den Benutzer der Vorrichtung als Handgriffe (15) dienen.
7. Vorrichtung zur Bewegung der Beine mit einer an einem feststehenden Gestell gelagerten Kurbel, mit an dieser gelagerten
Pedalen, mit einer Vorrichtung zur festen Verbindung der Füße mit den Pedalen und mit einem Elektromotor zum Antrieb der
Kurbel, dadurch gekennzeichnet, daß das von dem Motor abgegebene maximale Drehmoment stufenlos einstellbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine selbsttätige elektrische Steuervorrichtung (18) vorgesehen
ist, welche die Drehrichtung des Motors bei Erreichen seines
maximalen Drehmoments umkehrt.
maximalen Drehmoments umkehrt.
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