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Die
Erfindung betrifft ein orthopädietechnisches
System mit einem Grundkörper,
der Anschlussmittel zur Festlegung an einer Gliedmaße aufweist,
und einem daran angeordneten Anbauteil, das lösbar über eine Verschlusseinrichtung
an dem Grundkörper
befestigt ist. Ein solches orthopädisches System ist bevorzugt
ais eine Protheseneinrichtung ausgebildet, kann jedoch auch als
eine Ortheseneinrichtung ausgebildet sein. Die Erfindung betrifft
ebenfalls eine Verschlusseinrichtung als solche.
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Modular
aufgebaute orthopädietechnische Systeme
haben den Vorteil einer hohen individuellen Anpassbarkeit, so dass
die jeweiligen Komponenten an den jeweiligen Nutzer und den jeweiligen
Einsatzzweck angepasst werden können.
Für den
jeweiligen Einsatzzweck werden dabei die jeweiligen Komponenten
entworfen und gefertigt. Das modulare Konzept hat zur Folge, dass
die einzelnen Komponenten miteinander gekoppelt werden müssen, damit
ein funktionsfähiges
System erhalten wird. Die Kopplung der einzelnen Komponenten kann
auf unterschiedliche Arten und Weisen erfolgen, oftmals ist es notwendig,
dass eine Komponente einfach von der anderen Komponente lösbar ist,
wobei im montierten Zustand eine sichere Anbindung der beiden Komponenten
aneinander gewährleistet
sein muss, damit die strukturelle Integrität des orthopädischen
Systems nicht ungewollt aufgelöst
wird. Insbesondere bei Protheseneinrichtungen wäre eine ungewollte Auflösung des
Systemzusammenhanges mit schwerwiegenden Nachteilen verbunden.
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Neben
einer festen Kopplung, beispielsweise durch Schraubverbindungen
oder Steckbolzen, ist es vielfach notwendig, einzelne Komponenten
einfach austauschbar aneinander zu befestigen. Beispielsweise müssen Prothesenhände auswechselbar an
einem Schaft befestigbar sein, um diese reparieren oder warten zu
können
oder damit der Prothesennutzer für
Spezialaufgaben eine speziell ausgebildete Prothesenhand an den
Schaft ankoppelt. Gleiches gilt für Prothesenfüße oder
orthetische Elemente. Insbesondere bei Protheseneinrichtungen ist
es dabei notwendig, dass die Kopplung mit möglichst wenigen Teilen bei
minimalen Abmessungen erfolgt, so dass viel Freiraum für die Prothesengestaltung
zur Verfügung
steht, damit ein möglichst
natürliches
Erscheinungsbild erzielt werden kann.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch ein orthopädietechnisches
System mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
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Das
orthopädietechnische
System mit einem Grundkörper,
der Anschlussmittel zur Festlegung an eine Gliedmaße aufweist,
und einem daran angeordneten Anbauteil, das lösbar über eine Verschlusseinrichtung
an dem Grundkörper
befestigt ist, sieht vor, dass die Verschlusseinrichtung eine aufnehmende Komponente
mit zumindest einer Anlagefläche
und einer Einführöffnung aufweist.
Weiterhin ist eine aufgenommene Komponente mit zumindest einer Anlagefläche vorgesehen,
wobei die Einführöffnung der aufnehmenden
Komponente größer als
die aufgenommene Komponente ausgebildet ist, damit diese in die
Einführöffnung eingeführt werden
kann. Weiterhin ist ein Klemmelement vorgesehen, das im verriegelten
Zustand zwischen der aufgenommenen Komponente und der aufnehmenden
Komponente angeordnet ist und mit den Anlageflächen verriegelnd wechselwirkt.
Weiterhin ist eine Betätigungseinrichtung
vorgesehen, die auf das Klemmelement einwirkt und außer Eingriff
mit zumindest einer der Anlageflächen bringt,
damit eine Entriegelung der beiden Komponenten voneinander stattfinden
kann.
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Bevorzugt
ist das Klemmelement an einer der beiden Komponenten beweglich gelagert,
damit einerseits die Entriegelung stattfinden kann und andererseits
das Klemmelement sicher an einer der beiden Komponenten gekoppelt
ist, so dass dieses nicht verloren geht und einfach handhabbar ist.
Bevorzugt ist das Klemmelement an der aufgenommenen Komponente gelagert,
während
die Betätigungseinrichtung
bevorzugt an der aufnehmenden Komponente angeordnet ist. Grundsätzlich ist
die Zuordnung jedoch auch umkehrbar.
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Damit
eine sichere Verriegelung der beiden Komponenten stattfindet, ist
das Klemmelement in Richtung auf eine der Anlageflächen elastisch
vorgespannt, so dass nach dem Verriegeln des Systems das Klemmelement
ohne Aufbringen von Entriegelungskräften durch das Betätigungselement
nicht entriegelt werden kann. Dazu ist es vorgesehen, dass das Klemmelement
z. B. in einer elastischen Masse an einer der Komponenten gelagert
ist, wodurch einerseits das Klemmelement an der jeweiligen Komponente
gehalten wird und andererseits eine federnde Wirkung auf das Klemmelement
in Richtung auf die jeweilige Anlagefläche ausgeübt wird.
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Das
Klemmelement ist bevorzugt stabförmig, insbesondere
rundstabförmig
ausgebildet, während die
Anlageflächen
geradlinig ausgebildet sind, bevorzugt als eine Hinterschneidung
oder korrespondierend zu der Kontur des Klemmelementes ausgebildet sind,
so dass eine Verdrehung der Komponenten zueinander nicht möglich ist.
Um eine Verschiebung in Richtung der stabförmigen Klemmelemente bzw. der geradflächigen Anlageflächen zu
verhindern, kann eine separate Verschiebesperre eingerichtet sein.
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Das
Klemmelement kann mit einer Blattfeder gekoppelt sein, die auf der
aufgenommenen Komponente angeordnet ist, die in Richtung auf die
Anlagefläche
der aufnehmenden Komponente eine Federkraft ausübt.
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Das
Betätigungselement
kann als Hebel oder Druckstab ausgebildet sein und durch Verschwenken
oder durch eine Linearbewegung das Klemmelement außer Eingriff
mit der Anlagefläche der
aufnehmenden Komponente bringen.
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Die
aufnehmende Komponente ist bevorzugt an einem Prothesenschaft vorgesehen,
während
die aufgenommene Komponente bevorzugt an einer Prothesenhand angeordnet
ist. Die aufgenommene Komponente kann einen T-förmigen Querschnitt mit Freiräumen aufweisen,
in die das Klemmelement hineingedrückt werden kann, damit das
jeweilige Klemmelement hinter den Quervorsprung zurückgedrückt werden
kann, um die aufgenommene Komponente aus der Einführöffnung herausbewegen
zu können. Die
Einführöffnung ist
zumindest so groß ausgebildet,
dass die aufgenommene Komponente mit dem eingedrückten, also außer Eingriff
gebrachten Klemmelement herausbewegt werden kann, entweder über eine
geradlinige Bewegung oder über
eine Verschwenkbewegung um eine Drehachse.
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Alternativ
zu einer Anordnung der Komponenten an einem Prothesenschaft und
einer Prothesenhand können
die Komponenten auch an anderen orthopädietechnischen Einrichtungen
angeordnet werden. Beispielsweise können prothetische Komponenten
untereinander verbunden werden, was insbesondere dann vorteilhaft
ist, wenn nur eine geringe distale Bauhöhe verwirklicht werden soll
oder kann. So kann einer Prothesenhand mit einer Handgelenksflexion,
eine Handgelenksflexion mit einer Handgelenksrotation, eine Handgelenksrotation
mit einem Ellenbogengelenk etc. verbunden werden. Ebenfalls ist
es möglich
und vorgesehen, dass die Verschlusseinrichtung in oder an einem
Liner angeordnet ist. Die flache Bauweise eignet sich sehr gut zum
Ankoppeln beispielsweise eines Silikonliners oder eines Innenschaftes
an einen Außenschaft
oder einem Gerüst
einer Prothese.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche
Bezugszeichen bezeichnen gleiche Komponenten. Es zeigen:
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1 – eine Schnittdarstellung
durch ein orthopädietechnisches
System in einer ersten Ausführungsform;
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2 – eine vergrößerte Detailansicht
einer Variante im verriegelten Zustand;
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3 – eine Vorrichtung
gemäß 2 mit einem
außer
Eingriff gebrachten Klemmelement;
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4 – eine Darstellung
gemäß 2 im entriegelten
Zustand;
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5 – eine Verschlusseinrichtung
mit einem Betätigungselement;
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6 – eine schematische
Darstellung der aufgenommenen Komponente mit Federelement; sowie
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7 – eine schematische
Schnittdarstellung der Verschlusseinrichtung in einem Schaftsystem.
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In
der 1 ist eine Schnittdarstellung durch ein orthopädietechnisches
System 1 gezeigt, dessen Anschlussmittel zur Festlegung
an eine Gliedmaße und
das Anbauteil an den Grundkörper
nicht dargestellt sind. Dargestellt ist ein Ausschnitt aus dem System,
der eine Verschlusseinrichtung mit einer aufnehmenden Komponente 2 und
einer darin eingeführten Komponente 3 zeigt.
Die aufnehmende Komponente 2 ist beispielsweise an dem
distalen Ende eines Prothesenschaftes angeordnet, während die
aufgenommene Komponente 3 an dem proximalen Ende des Anbauteils
angeordnet ist, beispielsweise an einem Prothesenfuß oder an
einer Prothesenhand. Die aufnehmende Komponente 2 weist
eine im Wesentlichen eckige Ausnehmung auf, die eine Einführöffnung 23 ausbildet,
in die die aufgenommene Komponente 3 eingeführt werden
kann. Eine proximale Anlagefläche 31 der
aufgenommenen Komponente 3 liegt an der Grundfläche 21 der
Ausnehmung an, im dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Blattfeder 7 oder
ein Metallrahmen an der proximalen Abschlussfläche 31 der aufgenommenen
Komponente 3 angeordnet. Neben einer rechtwinkligen Ausgestaltung
der Ausnehmung kann diese auch eine andere Kontur aufweisen, bevorzugt
eine nicht rotationssymmetrische Kontur, damit die aufgenommene
Komponente 3 nicht gesondert gegen eine Verdrehung innerhalb
der aufnehmenden Komponente 2 gesichert werden muss. Grundsätzlich ist
dies jedoch auch möglich.
Die Blattfeder 7 kann das Klemmelement 4 an der
aufgenommenen Komponente 3 sichern und/oder in Richtung
auf die aufnehmende Komponente 2 vorspannen.
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In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist
die aufgenommene Komponente 3 zwei daran angeordnete Klemmelement 4 auf,
die über
ein elastisches Material 6 in Richtung auf Anlageflächen 24 der
aufnehmenden Komponente 2 federbelastet sind. Das elastische
Material 6 kann beispielsweise als ein Silikonelement ausgebildet
sein, alternative Federvorspannungen sind möglich und vorgesehen, beispielsweise
kann ein Blattfederelement 7 in Richtung auf die Anlagefläche 24 eine
Vorspannung erzeugen. Ebenfalls sind an der aufgenommenen Komponente 3 Ausnehmungen 32 angeordnet,
die so bemessen sind, dass die Klemmelemente 4 in Richtung auf
die Ausnehmungen 32 verlagert und hineinbewegt werden können. Diese
Verlagerungsbewegung wird später
erklärt
werden. Durch die Freiräume 32 ergibt
sich ein T-förmiger
Querschnitt der aufgenommenen Komponente 3 im proximalen
Bereich, der in die aufnehmende Komponente 2 eingeführt wird.
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An
der aufgenommenen Komponente 3 sind Anlageflächen 34 ausgebildet,
an denen die Klemmelemente 4 im dargestellten, montierten
Zustand anliegen. Die Anlageflächen 34 sind
so ausgerichtet, dass sie die Klemmelemente 4 bei Aufbringung
einer Zugbelastung der aufgenommenen Komponente 3 von der
aufnehmenden Komponente 2 weg mit einer Kraftkomponente
nach außen
in Richtung auf den äußeren Rand
der Ausnehmung in der aufnehmenden Komponente 2 beaufschlagt.
An der aufnehmenden Komponente 2 sind ebenfalls Anlageflächen 24 ausgebildet,
an denen die Klemmelemente 4 anliegen. In dem dargestellten
Ausführungsbeispiel
sind die Anlageflächen 24 mit
einer Kontur versehen, die der Kontur der Klemmelemente 4 entspricht.
Die Klemmelemente 4 haben einen runden Querschnitt und
sind stabförmig
ausgebildet, die Anlageflächen 24 haben
eine Teilkreiskontur und sind als Rille ausgebildet. Werden die
Komponenten 2, 3 auseinander gezogen, drückt die
Anlagefläche 34 aufgrund
der Schrägstellung
in Richtung auf die Anlageflächen 24 die
Klemmelemente 4 nach außen in Richtung auf die Anlageflächen 24,
die eine Hinterschneidung ausbilden, die so ausgebildet ist, dass
das Klemmelement 4 nicht in die Freiräume 32 hineingedrückt wird. Durch
diese Anordnung wird gewährleistet,
dass sich das Klemmelement in einer Todlage befindet und das Klemmelement 4 soweit über das
proximale der aufgenommenen Komponente 3 seitlich hinaussteht, dass
die aufgenommene Komponente 3 nicht mehr durch die Einführöffnung 23 hindurchbewegt
werden kann.
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Die
elastische Komponente 6, beispielsweise als Silikonelement
ausgebildet, unterstützt
die Belastung der Klemmelemente 4 in Richtung auf die Anlageflächen 24.
Zum Einführen
der aufgenommenen Komponente 3 in die aufnehmende Komponente 2 wird
zunächst
das proximale Ende durch die Einführöffnung 23 hindurchgeschoben,
die seitlich hinausstehenden Klemmelemente 4 werden in
die Freiräume 32 aufgrund
der Einführrundung
an der Einführöffnung 23 hineingedrückt und
rasten nach dem Erreichen der Endposition der aufgenommenen Komponente 3 in
der Ausnehmung in die Anlageflächen 24 ein.
Dazu drückt
das Silikonelement 6 die Klemmelemente 4 in die
Hinterschneidungen gegen die Anlageflächen 24.
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Die 2 zeigt
in einer Detaildarstellung eine Variante der Erfindung mit den geometrischen Beziehungen.
Die aufnehmende Komponente 2 ist ein Teil eines Prothesenschaftes,
während
die aufgenommene Komponente 3 ein Teil eines Handchassis ist.
Das Klemmelement 4 ist als eine Rolle ausgebildet, die
an der aufgenommenen Komponente 3 an einer geneigten Anlagefläche 34 anliegt.
Die aufnehmende Komponente 2 weist zwei Anlageflächen 24', 24'' auf, an denen das Klemmelement 4 anliegt.
Die Anlagefläche 24' bildet eine
Hinterschneidung zu der Einführrichtung
durch die Einführöffnung 23.
An der der Einführöffnung 23 zugewandten
Kante ist ein Konstruktionskreis gezeichnet, der den Radius der Kante
angibt. Ein entsprechender Konstruktionskreis ist an der äußeren Kante
der aufgenommenen Komponente dargestellt. Die Anordnung der Anlageflächen 24', 24'', 34 ist so gewählt, dass
der Mittelpunkt des Klemmelementes 4 jenseits der Verbindungsgrade
zwischen den beiden Mittelpunkten der Konstruktionskreise liegt,
so dass das verschieblich ausgebildete Klemmelement, das als Zylinder
ausgebildet ist, in einer stabilen Position und Todlage befindlich
ist. Wird versucht, die aufgenommene Komponente 3 aus der
Einführöffnung 23 herauszubewegen,
drückt die
schräge
Anlagefläche 34 das
Klemmelement 4 gegen die Anlageflächen 24', 24'' und
verhindert formschlüssig
ein Herausbewegen der aufgenommenen Komponente 3. Solange
sich der Mittelpunkt des Klemmelementes 4 rechts der Verbindungslinie
der Mittelpunkte der Konstruktionskreise befindet, ist eine stabile
Verriegelung der aufgenommenen Komponente 3 gegeben; selbst
bei sehr hohen Belastungen zwischen den Komponenten 2, 3 bleibt
eine stabile Position der aufgenommenen Komponente 3 in der
aufnehmenden Komponente 2 gegeben. Dies gilt grundsätzlich auch,
wenn kein Federelement in Richtung auf die Anlagefläche 24'' wirkt.
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Zum
Entriegeln ist es notwendig, das Klemmelement aus der in der 2 dargestellten
Todlage herauszubewegen. Dies ist in der 3 dargestellt. Das
Klemmelement 4 ist entlang der Anlagefläche 34 in Richtung
auf einen Absatz verschoben worden, so dass der Mittelpunkt des
Klemmelementes 4 links neben der Verbindungslinie der Konstruktionskreise liegt.
Die Verschiebebewegung erfolgt in einem solchen Maß, dass
das Klemmelement 4 nicht mehr an der Nase oder inneren
Kante der Einführöffnung 23 anstößt, wenn
die aufgenommene Komponente 3 aus der Einführöffnung 23 herausbewegt
wird. Die Einführöffnung 23 ist
so bemessen, dass ein Herausbewegen entweder durch eine Linearbewegung
oder durch eine Schwenkbewegung der aufgenommenen Komponente 3 aus
der aufnehmenden Komponente 2 heraus möglich ist.
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In
der 4 ist der entkoppelten Zustand der beiden Komponenten 2, 3 dargestellt.
In dieser Stellung sind die Komponenten 2, 3 voneinander
gelöst und
für eine
weitere Trennung oder zur Wiedereinführung der aufgenommenen Komponente 3 in
die aufnehmende Komponente 2 bereit. Zwischen der Außenkante
der aufgenommenen Komponente 3 und der Einführnase der
aufnehmenden Komponente 2 ist ein Abstand A vorhanden,
der so bemessen ist, dass die aufgenommene Komponente 3 durch
die Einführöffnung 23 hindurch
hineinbewegt werden kann. Die zweite Anlagefläche 24' ist ebenfalls geneigt ausgebildet,
um eine Zentrierung der aufgenommenen Komponente 3 zu bewirken
und eine Verschiebung senkrecht zur Einführrichtung zu verringern. In
der 4 ist ebenfalls die Position der Klemmelemente 4 einmal
im entriegelten Zustand und einmal im verriegelten Zustand dargestellt.
Es ist zu erkennen, dass das Klemmeelement 4 im verriegelten Zustand
den Abstand A blockierend überdeckt,
so dass die aufgenommene Komponente 3 nicht aus der Einführöffnung 23 herausbewegt
werden kann.
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In
der 5 ist eine Variante der Erfindung mit einem Betätigungselement 5 gezeigt,
das längsverschieblich
in der aufnehmenden Komponente 2 gelagert ist und eine
Verschiebekraft F2 auf das Klemmelement 4 ausübt. Die
Richtung der Verschiebekraft F2 kann über einen
weiten Winkelbereich variiert werden, der durch den Winkel α in der Zeichnung 5 beispielhaft
angegeben ist. Das Aufbringen der Verschiebekraft F2 kann entweder über einen Druckknopf
mit einer Linearführung
oder über
einen Hebel oder eine Kombination von Hebeln stattfinden. Wichtig
ist, dass eine ausreichend große
Kraftkomponente auf das Klemmelement 4 ausgeübt wird,
die das Klemmelement 4 entlang der Anlagefläche 34 von
den Anlageflächen 24', 24'' wegbewegt, so dass der Mittelpunkt
des Klemmelementes 4 links von der Verbindungslinie zwischen
den Mittelpunkten der Konstruktionskreise liegt und darüber hinaus
soweit weg verschoben wird, dass die aufgenommene Komponente 3 aus
der Einführöffnung 23 herausbewegt werden
kann.
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In
der 6 ist in einer prinzipiellen Darstellung die Anordnung
und Wirkung eines Federelementes 6 an der aufgenommenen
Komponente 3 dargestellt. Die Federkraft F1 wirkt der Entriegelungskraft
F2 entgegen und bewirkt, dass das Klemmelement 4 nach außen in die
Ausgangsposition gedrückt
wird. Diese Ausgangsposition ist in der 4 in der
oberen Darstellung und in der 6 in der
Darstellung mit der durchgezogenen Linie gezeigt. In dieser Ausgangsstellung
steht der Umfang des Klemmelementes 4 über die Außenkante der aufgenommenen
Komponente 3 hinaus und wirkt als ein Verriegelungselement,
das einen Durchtritt der aufgenommenen Komponente 3 durch
die Einführöffnung 23 verhindert.
Bei einer äußeren Krafteinwirkung
wird das Klemmelement 4 nach innen gedrückt, in Richtung des Verschiebeweges
s, bei Nachlassen dieser äußeren Krafteinwirkung,
die beispielsweise beim Einführen
der aufgenommenen Komponente 3 in die Einführöffnung 23 auftritt,
wird das Klemmelement 4 durch die Federkraft F1 wieder
nach außen
in die Ursprungsposition gebracht und verriegelt dort die aufgenommene
Komponente 3 sicher in einer Todlage durch Anlegen des
Klemmelementes 4 an den Anlageflächen 24 bzw. 24', 24''.
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In
der 7 ist eine Anwendung der Verschlusseinrichtung
gemäß 1 zur
Verbindung eines Innenschaftes 7 mit einem Außenschaft 8 dargestellt.
An dem Innenschaft 7, der an einen Amputationsstumpf angelegt
wird, wird ein Außenschaft 8 an dem
distalen Ende des Innenschaftes 7 formschlüssig festgelegt,
indem die aufgenommene Komponente 3 in die aufnehmende
Komponente 2 eingeführt und
dort über
das Klemmelement 4 verriegelt wird. Die aufnehmende Komponente 2 ist
an dem Außenschaft 8 an
dessen distalen Ende befestigt. An dem Außenschaft 8 können weitere
prothetische Komponenten angeordnet werden, beispielsweise Gelenkeinrichtungen
oder dergleichen. Gerade bei langen Amputationsstumpflängen ist
es notwendig, dass die prothetischen Komponenten eine geringe distale
Erstreckung aufweisen, um eine an eine gesunde Gliedmaße angenäherte Gestalt
oder Konstruktion zu ermöglichen.
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Neben
einer Verbindung eines Innenschaftes 7 mit einem Außenschaft 8 über die
Komponenten 2, 3 ist es möglich, die aufgenommene Komponente 3 auch
an einen elastischen Silikonliner anzuordnen und mit einem Außenschaft 8 zu
koppeln. Der Außenschaft 8 kann
auch als ein Gerüst
oder dergleichen ausgebildet sein, eine Beschränkung auf einen geschlossenen
Außenschaft
ist nicht angezeigt.
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Ebenfalls
ist es möglich,
dass unterschiedliche prothetische oder orthetische Komponenten
miteinander über
die Verschlusseinrichtung mit der aufnehmenden Komponente 2 und
der aufgenommenen Komponente 3 verbunden werden. Dabei
ist die Anordnung der aufnehmenden Komponente 2 und der aufgenommenen
Komponente 3 grundsätzlich
frei wählbar,
das heißt,
dass beide Komponenten an der proximalen oder distalen Verbindungsstelle
angeordnet sein können.
Wo welche Komponente angeordnet wird, ergibt sich aus den Einsatzbedingungen und den
Wünschen
des Patienten sowie der Zugänglichkeit
einer nicht dargestellten Entriegelungsvorrichtung in Gestalt eines
Betätigungselementes.