DE3922538C2 - Bewegungsvorrichtung mit einer Kurbel und pedalartigen Fußschalen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bewegungsvorrichtung nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1. Solche Bewegungsvorrichtungen werden insbesondere für krankengymnastische Zwecke verwendet, wobei der Patient entweder in aktiver Bewegung die Kurbel tritt oder zur passiven Bewegung der Beine die Kurbel von einem Motor angetrieben wird.

Aus der DE-OS 32 29 243 ist es bereits bekannt, mit Hilfe von an den Fußschalen angreifenden Zugfedern ein im Verlauf der Kreisbewegung der Fußschalen hin und her gehendes Moment auf diese auszuüben. Die einzelne Fußschale hat einen in Fußlängsrichtung über das zehenseitige Ende hinaus ragenden Fortsatz. Zwischen diesem und einem gestellfesten Punkt ist die jeweilige Zugfeder ausgespannt, wobei der Festpunkt etwa in Verlängerung des Fortsatzes oberhalb der Kurbel angeordnet ist. Die Zugfeder hat den Zweck, durch ein zusätzliches Moment mit Richtungswechseln innerhalb eines Umlaufs allgemein eine Lockerung versteifter oder nur begrenzt bewegungsfähiger Sprunggelenke herbeizuführen.

Die Behinderung am Sprunggelenk ist jedoch meist dergestalt, daß der Fuß in seiner mittleren Winkelstellung eher gestreckt (Spitzfuß) oder eher an den Unterschenkel angebeugt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bewegungsvorrichtung zu schaffen, mit der diese Fehlstellungen des Sprunggelenks bei gleichzeitiger Verbesserung der Beweglichkeit gezielt behandelt werden können.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Bewegungsvorrichtung der einleitend bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Angriffspunkt des Zugmittels an der Fußschale und die Richtung des Zugmittels derart gelegt sind, daß während des gesamten Umlaufs der Fußschale ein gleichsinniges Moment bezüglich des Sprunggelenks entsteht. Dies geschieht im wesentlichen dadurch, daß die Zugrichtung nicht in Fußlängsrichtung, sondern mehr oder weniger stark geneigt, insbesondere senkrecht, zum Boden der Fußschale verläuft. Außer der Beibehaltung des Drehsinnes trägt die im Verlauf der Kurbeldrehung stark schwankende Größe des auf die Fußschale und damit auf den angeschnallten Fuß ausgeübten Moments wesentlich zum Therapieerfolg bei.

Vorzugsweise ist der Angriffspunkt des Zugmittels an der Fußschale derart verstellbar, daß wahlweise ein rechts- oder linksdrehendes Moment bezüglich des Sprunggelenks entsteht. Man kann dies beispielsweise erreichen durch eine am Boden der Fußschale in Fußlängsrichtung verlaufende Führungsbahn, in welcher ein mit dem Zugmittel gelenkig verbundener Sporn verschiebbar und arretierbar ist. Eine andere Möglichkeit bestünde darin, das Zugmittel an einem Hebel angreifen zu lassen, der am Fußschalenboden schwenkbar und arretierbar gelagert ist.

Bei frei stehenden Bewegungsvorrichtungen, die von Rollstuhlfahrern benützt werden können, ist es im Hinblick auf eine kompakte Bauform von besonderem Vorteil, wenn der die Zugrichtung bestimmende Festpunkt etwa in Verlängerung des Unterschenkels des Benutzers in Bodennähe am Lagergestell der Kurbel angeordnet ist. Nach einem weiteren Vorschlag ist dieser Festpunkt vertikal, vor allem aber horizontal verstellbar. Diese Verstellmöglichkeit ist als Alternative zu der Verstellbarkeit des Angriffspunkts des Zugmittels an der Fußschale zu sehen.

Ferner wird vorgeschlagen, daß das Zugmittel ein Gummiseil ist, welches über eine am Festpunkt angeordnete Umlenkrolle und anschließend in einer längenverstellbaren Dehnungsschlaufe zu einem Verankerungspunkt am Gestell geführt ist. Ein verhältnismäßig langes Gummiseil ergibt kleine Zugkraftunterschiede auch bei großem Kurbelradius, was gelegentlich sehr erwünscht ist. Die Dehnungsschlaufe ermöglicht eine feinstufige Verstellung der Zugkraft in einem verhältnismäßig großen Bereich. Zweckmäßigerweise werden die Dehnungsschlaufen beider Seile über Umlenkrollen gelegt, die an einer parallel zur Kurbelachse verlaufenden, höhenverstellbaren Traverse gelagert sind. Somit lassen sich beide Seile gleichzeitig und in gleichem Maße in einem Vorgang verstellen. Außerdem läßt sich aber auch die Länge des einzelnen Seiles durch Einhängen des Seilendes an verschiedenen Verankerungspunkten verändern.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 die Seitenansicht einer Bewegungsvorrichtung und

Fig. 2 dieselbe Ansicht in einer schematischen Strichdarstellung.

Fig. 1 zeigt ein rechteckiges, hochkant aufgestelltes Antriebsgehäuse 1, dessen senkrecht zur Zeichenebene gemessene Dicke etwa 12 cm beträgt. Es ruht einerseits auf einem Querausleger 2 aus Vierkantrohr und andererseits auf kleinen Füßchen 3, neben denen einige Millimeter höher zwei Rollen 4 angebracht sind, auf denen das Gehäuse, wenn es an der linken Seite angehoben wird, weggerollt werden kann. An der linken Seite ragt ein Mast 5, ebenfalls aus Vierkantrohr, über das Antriebsgehäuse 1 hinaus. Er ist abgebrochen dargestellt, macht aber im weiteren Verlauf eine Biegung nach rechts und trägt am Ende Handgriffe und Bedienungsorgane.

In dem Antriebsgehäuse 1 ist eine Kurbel mit in Querrichtung verlaufender Kurbelachse 6 gelagert. Sie wird von einem Elektromotor angetrieben und weist zu beiden Seiten des Gehäuses je einen Kurbelarm 7 auf. An den Kurbelarmen sind Fußschalen 8 gelagert, welche einen U-förmigen Querschnitt haben und im wesentlichen bestehen aus einem Boden 9, einem dem Antriebsgehäuse 1 zugewandten Innenblech 10, einem Außenblech 11 und einer Fersenstütze 12. Der Lagerzapfen 13 der Fußschale befindet sich am Innenblech 10 in einem Abstand über dem Boden 9, was das Einsteigen des Patienten erleichtert, weil die Fußschale 8 sich infolge der Schwerkraft von selbst in die Einsteigestellung einpendelt.

Unter dem Boden 9 der Fußschale erstreckt sich parallel zu diesem in Fußlängsrichtung eine Führungsschiene 14. An dieser ist ein vom Boden nach unten abstehender Sporn 15 verschiebbar gelagert und mittels einer Klemmschraube 16 feststellbar. An dem Sporn 15 ist ein Gummiseil 17 angelenkt, welches über eine an dem Querausleger 2 gelagerte Umlenkrolle 18 und eine weitere Umlenkrolle 19 zu einem Verankerungspunkt 20 geführt ist. Die Umlenkrolle 19 und deren entsprechende Umlenkrolle auf der anderen Seite sind an einer Traverse 21 gelagert, die mittels einer Hülse an dem Mast 5 auf und ab verschiebbar gelagert ist und mittels einer Feststellschraube 22 in gewünschter Höhe befestigt werden kann.

Ein Patient, dessen untere Extremitäten strichpunktiert angedeutet sind, sitzt in Benutzerstellung in einem ebenfalls strichpunktiert angedeuteten Rollstuhl 23. Der allein dargestellte linke Fuß 24 ruht auf dem Boden 9 der entsprechenden Fußschale und ist mit Hilfe nicht dargestellter Bänder o. dgl. mit der Fußschale fest verbunden.

In der für die kinematischen Betrachtungen übersichtlicheren Fig. 2 sind die beschriebenen wesentlichen Einzelteile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet wie in Fig. 1. Hinzu kommen noch das Sprunggelenk 25, das Knie 26 und das Hüftgelenk 27 des Patienten. Im Gegensatz zu Fig. 1 ist nach Fig. 2 der dem Sporn 15 gegenüberliegende Festpunkt 28 des elastischen Zugstranges in horizontaler und vertikaler Richtung verstellbar. In Fig. 1 entspricht diesem Festpunkt 28 die Umlenkrolle 18.

Zur Beschreibung der Wirkungsweise sei angenommen, der Patient leide außer der Lähmung der unteren Extremitäten an einer Fehlstellung des Sprunggelenks in der Weise, daß der Fuß verhältnismäßig weit an den Unterschenkel angewinkelt ist. Deshalb ist die Einstellung der Bewegungsvorrichtung im Beispiel so gewählt, daß durch den Zug des Gummiseils ein Drehmoment auf die Fußschale 8 entgegen dem Uhrzeigersinn ausgeübt wird, welches sich auf den angeschnallten Fuß 24 überträgt und diesen in eine gestreckte Stellung zu bewegen bestrebt ist. Das Drehmoment behält diese Richtung auch dann bei, wenn sich die Kurbel über den Vollkreis von 360° dreht. Es schwankt lediglich die Größe des Drehmoments bei diesem Umlauf. Der Schwankungsbereich läßt sich durch Längenveränderung der Dehnungsschlaufe des Gummiseils 17, d. h. durch Höhenverstellung der Umlenkrolle 19 verändern.

Wird der Sporn 15 in die entgegengesetzte Endstellung in Fersennähe verschoben, so wird ein Drehmoment im Uhrzeigersinn ausgeübt. In den Zwischenstellungen können auch während eines Kurbelumlaufs Drehmomente mit wechselndem Drehsinn erzeugt werden.

Alternativ kann eine Änderung der Drehmomentrichtung auch dadurch herbeigeführt werden, daß man den Angriffspunkt 15a des Zugmittels an der Fußschale beläßt und den Festpunkt 28 an eine andere Stelle legt, beispielsweise horizontal nach rechts verschiebt, wie in Fig. 2 angedeutet.

Claims (7)

1. Bewegungsvorrichtung mit einer Kurbel und pedalartigen Fußschalen, an denen die Füße angeschnallt werden können, sowie mit elastischen Zugmitteln, die jeweils zwischen einem Festpunkt und einer Fußschale ausgespannt sind zur Herbeiführung einer Sprunggelenkbewegung beim Drehen der Kurbel mit angeschnallten Füßen, dadurch gekennzeichnet, daß der Angriffspunkt (15a) des Zugmittels (17) an der Fußschale (8) und die Richtung des Zugmittels derart gelegt sind, daß während des gesamten Umlaufs der Fußschale ein gleichsinniges Moment bezüglich des Sprunggelenks (25) entsteht.

2. Bewegungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Angriffspunkt (15a) des Zugmittels (17) an der Fußschale (8) derart verstellbar ist, daß wahlweise ein rechts- oder linksdrehendes Moment bezüglich des Sprunggelenks (25) entsteht.

3. Bewegungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden (9) der Fußschale (8) eine in Fußlängsrichtung verlaufende Führungsbahn (14) für einen mit dem Zugmittel (17) gelenkig verbundenen Sporn (15) angebracht ist.

4. Bewegungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Festpunkt (18; 28) etwa in Verlängerung des betreffenden Unterschenkels des Benutzers in Bodennähe angeordnet ist.

5. Bewegungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Festpunkt (28) in horizontaler und/oder vertikaler Richtung verstellbar ist.

6. Bewegungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugmittel (17) ein Gummiseil ist, welches über eine am Festpunkt angeordnete Umlenkrolle (18) und anschließend in einer längenverstellbaren Dehnungsschlaufe zu einem Verankerungspunkt (20) geführt ist.

7. Bewegungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnungsschlaufen beider Seile über Umlenkrollen (19) gelegt sind, die an einer parallel zur Kurbelachse verlaufenden, höhenverstellbaren Traverse (21) gelagert sind.