AT521237A2

AT521237A2 - Hyperextensionsprotektor

Info

Publication number: AT521237A2
Application number: AT600352018A
Authority: AT
Original assignee: Edera Safety Gmbh & Co
Priority date: 2018-02-28
Filing date: 2018-02-28
Publication date: 2019-11-15

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hyperextensionsprotektor für Scharniergelenke wie beispielsweise Ellbogen oder Knie und umfasst eine längenverstellbare 8er- Schlinge(l.3) mit einer beliebig an der 8er-Schlinge angebrachten Dämpfungsstruktur (1.4) eines konischen Halterings (1.5), der vor Hyperextensionsverletzungen schützt und somit Verletzungen der oberen sowie unteren Extremitäten vermeidet. Dies ergibt in Kombination ein Sicherheitssystem, welches den Träger vor schweren Überstreckungsverletzungen schützt.

Description

Hyperextensionsprotektor

D i e E r f i n du n g be t r i f f t e i n en. H yp e r e x t e ns ί ο n s p r o t e k t o r für Scharniergelenke wie beispielsweise Ellbogen oder

Knie und umfasst eine längenverstellbare SerSchl Inge ( 1 . 3 ) mit einer beliebig an der 8er-Schlin.ge angebrachten Dämpfungsstruktur (1.4) eines konischer. Halterings (1.5), der vor Hyperextensionsverletzungen schützt und somit Verletzungen der oberen sowie unterer tu roj i ur er .’cu'iidpl.

Aufgabe der Erfindung ist es, Ellbogen, sowie Schulterverletzungen zu vermeiden, indem der Extensionsbereich des Ellbogens auf < 180° beschränkt wird. Im Gegensatz zu bestehenden, aus dem Stand der Technik bekannten Erfindungen, adressiert die vorliegende Erfindung die ExtensionsVerletzung eines Scharniergelenkes wie beispielsweise des Ellbogens. Eztensionsverletzungen zeichnen sich durch Überschreitung des physiologischen Ausmaßes gegen die natürliche. Biegerichtung (ÜberStreckung des Gelenks) aus. Zusätzlich besteht die Gefahr bei einen Sturz auf den ausgestreckten Arm, dass die Kraft direkt in die Schulter eingeleitet wird, was häufig zu Schulterluxationen führt. Das kann verhindert werden, wenn der Winkel des Ellbogengelenks unter lö0° gehalten

2/27 wird, wodurch bei Krafteinwirkung eine Flexion des

Gelenkes ei folgen kann und dadurch eine direkte, steif

Kraftweitef1 eitung zur Schulter verhindert werden kann

Scharniergelenksprotektoren, im Speziellen

Ellbogenprotektoren, dienen generell dem Schutz vor Sport- und Arbeitsve\1et..ungen im Bereich des Gelenks, Vom Stand der Technik ist bekannt, dass derzeit h <..>·’ten<~ reo D oltkioicr u‘,h.e)end gegen Schlage schützen und nicht die Hyper-Extension des Ellbogens verhindern, Ellbogenprotektoren werden meist als einzelnes Produkt angeboten und müssen die Norm EN 162.1-1 (direkte Schläge) einhalten.

Im Zuge der Recherche wurden folgende Erfindungen analysiert, die Überstreckungsverletzungen adressieren:

U S D 7 2 0 8 6 0; U S 5 8 8 4 3 2 9; C A2 5 3 7 3 7 8 C; U S 619 9 2 0 8DE 10 2 010 0 0 5 9 3 9 Al;S30140308065A1;US6658669B1;US20110098618A1;US4941460 ;U S 4 214 5 7 9;U S 2 0110 2 7 5 9 7 0A1;WO2 01008 7 8 9 9 A2;U S 2 014 0 0 317 33 Al;KR20170056297Ά;USRE37209;US20030083602A1;US5787501; U S 5 9 5 3 7 5 2 ; U S 914 9 7 0 9; U S 6 4 7 8 5 0 0; W0 2 0 0 914 9 217 A 2 ; U S 4 2 4 5 6 2 9; U S3387305;US47 68500;US20130296757ΑΓ; US2 007 00107 72A1;US20 04 0 019 3 0 6A1;U S 4 6 9 912 9;US 3 7 0 8 8 0 5;EP 0 9 7 2 4 5 7 Ä 2;US 2 004 018 71 9 0A1; US 6 5 4 3 0 5 7 ,* E P15 2 5 9 0 6B1; DE 10 2 0 0 6 0 57 2 4 5B 4 ; U S 2 0 0 902 814 7 o Ä1; U S 6 5 2 6 5 9 2; U S 5 514 0 5 4; U S 2 0 08 019 613 5 A1; □ S 2 013031215 2 A. 1; US2 012020 4 3O4A1_:; US5652955

3/27

In den Patenten (üS D72 08 60; US201102 7 5 9 7 0Al; WO2 010087 8 9 9A2; KR2017 00 5 62.9' A;US3387305;US5891079;US20130296757A1)wird durch den Einsatz einer 8er Schlinge, Vielehe von Mitte Oberarm über das Ellbogen Gelenk kreuzend bis zur Mitte Unterarm geschlungen,- eine Begrenzung der Extensionsbewegung erreicht. Als problematisch gilt dabei, dass der Knotenpunkt der 8er-Sch1inge bei Hyperextension näher zum Drehpunkt des Gelenks rückt. Durch die Sehnen und Muskelansätze am Punkt des Gelenks, gibt es biomechanisch wenig Gewebe, welches diese Abwanderung unterbinden könnte.

In Patent (DSP3140031733A1;US20070010772A1;USRE37209) werden sogenannte exoskelettartige mechanische Gelenke z u r B e w e g u n g s e 1 n s c h r ä n k u n g u n d Ä u s s t e i f u n g e v n g e ö e t z t. Diese mechanischen Gelenke werden sowohl zur Unterstützung und zum Schutz bei Sportanwendungen verwendet, als auch für Rehabilitations zwecke (Orteten)und Gesundheitsanwendungen eingesetzt.

Generell findet man in der menschlichen Biomechanik in allen Gelenken sogenannte „Momentanpole. Momentanpole zeichnen sich durch dynamische, im Raum veränderbare Drehpunkte /Drehachsen aus. Mechanische Orteten wie obig beschrieben, behalten jedoch ihren Drehpunkt bei. Dies führt zu Fehl verhalten, bzw. Scherrbewegungen und

4/27

2018 /

Spannungen, welche ins menschliche Gelenk umgeleitet werden. Als Fazit, kann man rückschließen, dass Orthesen dieser Art nur bei kongruenter Ausrichtung von Mechanik und Biömecnanik die volle Effizienz aufweisen. Allen

Erfindungen ist gemeinsam, dass sie auf der Haut getragen werden. Die B-ihdegewebsschicht. weist durch ihre gleitende Eigenschaft eine suboptimale Anbindung zur Fixierung des Gelenks auf. Weiters ist es möglich, dass Protektoren, die direkt auf der Haut getragen werden, aufgrund von der Haut selbst erzeugten Effekte, wie beispielswei.se Transpiration verrutschen können.

Beschreibung der vorliegenden Erfindung:

Zum Verständnis der Lösung dieses Problems ist es notwendig, vorerst die biomechanische Eigenschaft de 8er~Schlinge zu erklären, sowie die Anbindung an das Gelenk zu erörtern:

Die 8er~Schlinge weist -saggital ihren Schnittpunkt über den Drehpunkt auf. Die Anbindungspunkte an Ober- sowie Unterarm liegen aut der Unterseite der Arme (Triceos und Flexor Carpi Ulnaris). Das Prinzip funktioniert dadurch, dass aufgrund des Abstandes der 8er Schlinge von der Drehachse entsprechend des Bocrenmaßes bei Rotation eine Verkürzung eintritt. Dadurch, dass durch die Längendifferenz bei Blockierung eine Spannung in der 8er Schlinge auftritt, tendieren die an Trizeps und

5/27 ,1..- :1/- / 1

Flexor angebrachten Anbindungen dazu, sich in die Richtung des Drehpunktes zu -schieben.

Zur formschlüssigen Anbindung des Protektor muss man die Geometrie des ElIbogengelenks und des umgebenden Gewebes auszunützen, um ein Verrutschen der 8er Schlinge und dadurch die Effizienz der Blockierfunktior zu gewährleisten. Dazu gehört erwähnt, dass sich das Ellbogengelenk in der Frontalebene zum axialen Drehpunkt verdickt. Die konische Form kann für eine formschlüssige Ankopplung ausgenutzt werden.

Die vorliegende Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels gemäß den Zeichnungen näher erläutert, wobei sie sich von obig genannten Erfindungen vor allem darin unterscheidet, dass die vorliegende Erfindung die Formschlüssigkeit des Körpers miteinbezieht und aktiv nützt/ dadurch die 8er Schlinge in ihrer Funktion wesentlich verbessert wird, und zusätzlich neue Technologien wie beispielsweise nonnewtonische und auxetIsche Materialien etc. eingesetzt werden. Die gegenständliche Erfindung kann auch mit bestehenden Protektoren gegen Schlag- und Penetrationsschutz kombiniert werden (adaptive Lösung).

6/27 ^Γ- Dl RA .018 1

Dabei zeigt:

Perspektivische Abbildung des gesamten

HyporcxtensicrspicteKtora (F^g.l) getragen von einer Person (1.1) mit dem

Anbindungsstrurnpf (1.2), der 8er Schlinge (1.3), Dampfungsstruktur (1.4) und des konischen Halteelements (1.5).

j. 2 bigur 2 Z(

ligt den Hyperextensionprotekter

rontalebene, getragen von einer Person

(1.1) mit	der integrierten 8er Schlinge
(1.5), de·	: Dämpfungsstruktur (1.4), den
Anbindungs	ist rümpf (1.2) sowie die
kon isehen	Halteelements (1.3).

Fig. 3 Figur 3	ϊigt den Arm in Saggitalebene mit
angebrach t	:.en Hyperextensionsprotektor in
auspestree	:kter Position des Armes (1.1) .

Schraffiert sieht man die 8er Schlinge (1.3), die Dämpfungsstruktur (1.4), die

konischen

Halteelements (1.5) sowie den

Anbindungsstrumpf (1,2) mit einer

optionaler	i Ellbogen- Aussparung (2.1). In
Detailansi	oh; A-k weide ixe Infrvcdc^i ,

re aut die integrierte non newtonis

und .rigide

; Dämpfungsstruktur (1.4.1) und

7/27

BDmRA mdl 8 / 1 die 8er Schlinge (1.3)wirken, gezeigt. Dabei sieht man schematisch, dass sich die Dämpfungsstruktur (1.4.1) unter Druck erhärtet (1.4.1.2 / 1.4.1.3). In Detailansicht A-B wird eine Variante .mit * ine: auxot ^sc‘u_i lampiunossti u^tur beschrieben. Die Dämpfungsstruktur kann mit einer Klebe,~ oder Nahtstruktur mit der 8er Schlinge verbunden werden (2.2). Schematisch abgebildet, sieht man, dass sich die auxetisehe Struktur unter Zug ihr Volumen vergrößert, was die Relativbewegung der Ber-Schlinge erhöht.

(1.-4.2.1 ./ 1.4.2.2). In Detailansicht A--C sieht man ein in der 8er~Schlinge platziertes Blockadeelement (2.3). Dieses Blockadeband funktioniert durch den Effekt eines Non Newtonischen Dämpfungsmechanismus, der Bewegungen unter definierter Geschwindigkeit widerstandslos / oder mit geringem. Widerstand zulässt und bei ruckartiger Bewegung blockiert (1.4.3.1)(1.4.3.2).. .In Detailansicht A-D sieht man eine Ausführungsvariante des

Blockadeelements (2.4) welches dem

Fu n kt i οn s p.r i n z i p de r P a.t e n t anme 1 dung (A60125/2017) zugrunde.! legt . Dabei wird durch die ümlenkung von Zug auf

Kompression die non-newtonische

8/27

F1 ü s s i g k e i t e i η. Blo c k a d erne ch a n i smu s ausgelöst (1.4.4.1)(1.4.4.2).

Dieses Bild zeigt den Ober- und Unterarm

in Sagg	italebene des
Hyperex	t e n sie ns p r o t e k t o r s	iπ abgewinke11
Positio	n des Armes (1.1).	O- C h f d t f i. Θ i L

sieht man die Ser-Schlinge .(1.3), die Dämpfungsstruktur (2.-2),. sowie den Anbindungsstrumpf mit einer optionalen Ellbogen·- Aussparung (2.1) . Die Dämpfungsstruktur kann beliebig entlang der 8er-Schlinge integriert werden.

Figur 5 zeigt einen männlichen und weiblichen Arm (1.1.1)(1.1.2) in der Frontalebene (Vor / Rückansicht). Darin sind die Ober- und Ünterarmknoohen mit dem. Gelenk (1,1,3) angedeutet. Bedingt durch die muskuläre Beschaffenheit des Armes betrachtet man beim männlichen Arm eine Ausführungsvariante mit konischen, dem Gelenk zulaufenden Haltering (1.5.1), scwi· beam weiblichen Arm eine konische, dem Gelenk ablaufende Variante (1.5.2).Die Ringe können beispielsweise über Klettverbindungen (1.5.3) oder über

9/27

Öil 2018· / 1 definierte Öffnungen (1.5.4) angezogen werden,

Figur 5 zeigt die Integration des

Hyperextensionsprotektors in einem Langarm

Shirt (5»1.) (502). Datei sieht man im linken

Bild den Hyperextensionprotektor (2.2) im Shirt, integriert. Im rechten Bild sieht man eine Ausführungsvariante in dem über den

Hype r ext e n s ion sp rot e k to r e i n h a n de 1 s ü b .1. i c h e r E11 bog e n s c h o n e r (5.3)gezogen, genant, genietet oder verklebt ist. Um ein verrutschen zu verhindern, 'wird des Langarmshirt, welches in diesem Fall die Funktion des

Anb i n dun gs st rump f s (1.2) übe rni mmt, übe r den handelsüblichen Protektor geschlagen (5,2.1) .

Figur 7 zeigt ir	n. .linken Bild die
Inte cj r a t i o n d e s	Hyperex t e n s i ο n s pr o t e k t o r s
(7.1) unter ein?	sm handelsüblichen Protektor
(5.3). Im rechte	sn Bild sieht man die
i n t e g r a t i ο n d e s	H vp e re xtensionsorotek t ors

über einen handelsüblichen Protektor.

Figur 8 zeigt im linken Bild die Integration des Hyperextensionsprotektors indem der Anbindungsstrümpf (1.2.1) eingeschoben, eingenaht, oder verklebt

10/27

EDERA 2018 / 1 ist,Im rechten Bild sieht man eine

Variante, in der der Anbindungsstrümpf übe den Protektor gestülpt wird (1.2,2).

zeigt eine weitere Ausführungsvariante (Detailansicht) in der das Band (9.1) nicht wie oben beschrieben als 8er~Schleife gei ihd w,^d, sondern asymmetrisch als „halben Achter verwendet wird, wobei die

Schleife distal und/oder proximal des

Gelenkes die Extremität (1.1) über ein

Umienkelement beispielsweise ein Ring (9.2) umschließt und zu Umlenkelement zurück geführt wird, wodurch die Schlinge unter

Belastung (9.3) zuzieht.

zeigt ein Ausführungsbeispiel indem der Kreuzungspunkt der 8er Schlinge (10.1) in . we_ ’imle^r'kpun.k^f e (10,3) aufgelöst wird. Diese Umlenkpunkte werden über ein weiteres Band (10.2), oder in Kombination mit der Dampfungsstruktur mite 1 nande.r verbunden wodurch die Position dieses Umlenkpunktes justiert 'werden kann.

zeigt einen lateral positioniertes Element (11.1) , mit einem 90° Winkel ausladendes

Teil, welcher bei Streckung des Gelenkes {11.2) einen erhöhten Radius zum Gelenk entstehen lässt, welches dazu benutzt

11/27 ^:£DERA 2018 / 1

Fig. 12 werden kann den Kreuzungspunkt vom

Drehpunkt anzuheben welches quasi einer

Verkürzung der 8er- Schleife entspricht.

zeigt eine Vorrichtung um ein Gelenk mit dem Unterarm (12.1) distal und Oberarm (12.2) proximal zum Gelenk, wobei zwei seitliche Schienen (12.3) ¢12.4) über ein flaches Scharnier· miteinander verbunden sind und die Schienen ¢12.4) über dem Drehpunkt hinaus verlängert ist und dort über ein weiteres flaches Scharnier (5) mit einem Bügel (12,6) verbunden ist. Dieser wird über die Ellenbogeninnenseite auf die gegenüberllegend Seite zu einer gleichartigen Struktur verbunden. über diesen Bügel werden die Ächterbänder geführt, wobei der Kreuzungspunkt auf dem Bügel (12.6) liegt. Bei der Streckung des Armes wird dadurch der Kreuzungspunkt angehoben, wodurch mehr 2ug auf die Achterbänder kommt und die Streckung effizienter gestoppt wird.

Claims

Paten tansprüche yperextensionsprotektors (Fig.l) getragen von einer erson (1.1) mit dem Anbindungsstrumpf (1.
2), einer ntegriexten 8er Schlinge (.1.3), mit einer beliebig an

13/27

JEDERA 2018 / 1 der 8er Schlinge angebrachten Dämpfungsstruktur (1.4), eines konischen Halterings (1.5),

L ......nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass in einer weiter Ausführungsvariante das Band nicht wie oben beschrieben als 8er~Schleife geführt wird, sondern asymmetrisch als „halben Achter verwendet wird, wobei die Schleife distal und/oder proximal des Gelenkes die Extremität über ein Ümlenkelement beispielsweise ein Ring umschließt und zu Umlenkungseiement zurück geführt wird, wodurch die Schlinge unter Belastung zuzieht.

... nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Non Newtonischen, auxetische

Dämpfungsstrukturen unbegrenzt entlang der 8er Schlinge angeordnet werden können.
3. ... nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einer weiter Ausführungsvariante das Band nicht wie oben beschrieben als 8er~Schleife geführt wird, sondern im Kreuzungspunkt oder an einer beliebigen andern Position umgelenkt wird und zur selben Seite wieder geführt wird, wobei die beiden Umlenkpunkte an unterschiedlichen lateralen Positionen die Hebelübersetzung variieren kann.
4, ... nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den Teilen distal und proximal vom Scharnier an der Innen™ und oder Außenseite am Protektor ein

14/27

EDERA 2018 / 1 zweitei1ige s, dreigelenkiges Verbindung selernent befestigt wird, wodurch das mittlere Verbindungsscharnier bei Flexion des Gelenkes sich hebt und dieser Punkt zu Umlenkung des Elockadebandes verwendet, -werden kann, wodurch der Straffungseffekt winkelabhängig noch mehr v er s t ä rk t w.e r de n ka η n.
5. ... nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierung durch konische, formschlüssige Halteringe (Fig,5) realisiert wird, wodurch eine Verschiebung der Ankopplung in Richtung Gelenksmittelpunkt unterbunden wird.