DE102012109061A1 - Vierstangenkniegelenk mit hydraulischer Dämpfung - Google Patents

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Abstract

Trotz aller Bemühungen sind künstliche Kniegelenke in ihrer Funktion noch weit von echten Kniegelenken entfernt. Durch ein Hydrauliksystem mit Ölnachfüllung kann die Funktionalität weiter verbessert werden Die vorliegende Konstruktion erfüllt sowohl die Erwartungen an ein gedämpftes Kniegeleng, als auch an die erwartete Verkleinerung der Baugrösse.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • (a) Bereich der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein künstliches Vierstangenkniegelenk mit hydraulischer Dämpfung, insbesondere von der Art, dass die Dämpfung verstellbar ist und eine Sicherheitsbremswirkung bietet.
  • (b) Beschreibung des derzeitigen Standes der Technik
  • Herkömmliche Kniegelenksprothesen enthalten in der Regel zusammengesetzte Verbindungsstangen, um die Biegung des Kniegelenks nachzubilden. Dabei entsteht beim vollständigen Strecken des Knies eine Anprallkraft, die zu einer Kraft in Richtung Fuss führt. Die Gehgeschwindigkeit der Benutzer von künstlichen Kniegelenken ist jedoch keineswegs einheitlich, was zu Unterschieden bei Stossaufnahme und Verschleiss führt und damit auch zu grösserer Länge der Kniekonstruktion.
  • Trotz aller Fortschritte in der Medizin auch und gerade bei Knieprothesen besteht daher besonders im Hinblick auf den Einfluss der Körpergrösse auf die Länge der Prothese noch Verbesserungsbedarf.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Ziel der Erfindung ist ein Vierstangenkniegelenk mit hydraulischer Dämpfung, das am Oberschenkelstumpf befestigt wird und das nach unten an eine Unterschenkelprothese anschliesst.
  • Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es durch Einführen einer Steuerwelle im Inneren der Konstruktion eine automatische Ölnachführung zu erreichen
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 Perspektivische Darstellung der Erfindung
  • 2 Vorderansicht der Erfindung
  • 3 Seitenansicht der Erfindung
  • 4 Schnitt durch die Erfindung
  • 5 Schnitt durch die Erfindung
  • 6 Schnitt durch die Erfindung
  • 7 Perspektivische Explosionsdarstellung der Erfindung (Teil 1)
  • 8 Perspektivische Explosionsdarstellung der Erfindung (Teil 2)
  • 9 Schnitt durch die Erfindung
  • 9A Schnitt A-A durch die Erfindung
  • 9B Schnitt B-B durch die Erfindung
  • 10 Schnitt durch die Erfindung
  • 10A Schnitt A-A durch die Erfindung
  • 10B Schnitt B-B durch die Erfindung
  • 11 Schnitt durch einen Teil der Erfindung
  • 11A Schnitt durch einen Teil der Erfindung
  • 12 Schnitt durch einen Teil der Erfindung
  • 12A Schnitt durch einen Teil der Erfindung
  • 13 Die Erfindung in der Durchsicht
  • 13A Teilschnitt durch die Erfindung
  • 14 Die Erfindung in der Durchsicht
  • 15 Schnitt durch die Erfindung
  • 16 Schnitt durch die Erfindung
  • 17 Schnitt durch die Erfindung
  • 18 Schnitt durch einen Teil der Erfindung
  • 18A Schnitt durch einen Teil der Erfindung
  • 19 Die Erfindung als Teil einer Beinprothese
  • 19A Die Erfindung als Teil einer Beinprothese
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführung
  • Die in 1 bis 19A dargestellte Erfindung betrifft ein Gelenk mit hydraulischer Dämpfung. Es enthält im Wesentlichen einen Vierstangenhydraulikkopf (1), ein Verbundgestänge (2), einen Federteil (3), einen Dämpferteil (4) und einen Dämpferkörper (5).
  • Wie aus den Zeichnungen hervorgeht befindet sich das Verbindungsstangengebilde (21) innerhalb einer Vertiefung des Vierstangenhydraulikkopfes (1), an dessen Aussenseite Verbindungsbögen (28), Zugstangen (22), Nadellager (24), Inbusschrauben (23) und eine Welle (25) befestigt sind. Eine Öffnung im unteren Teil des Verbindungsstangengebildes (21) fluchtet mit der Vertiefung des Vierstangenhydraulikkopfes (1). Nadellager (24) und Welle (34) sind im Innern befestigt. Die Bohrungen im unteren Teil der Zugstangen (22) fluchten mit den Bohrungen im Hydraulikkörper (46) und die Inbusschrauben (23) verbinden den unteren Teil des Hydraulikkörpers (46) mit den Bohrungen des Dämpferkörpers (5). Das Nadellager (24) positioniert eine Welle (34). Die Verbindungsbögen (28) befinden sich an der Aussenseite der Bohrungen des Dämpferkörpers (5), wo sie mit Inbusschrauben (23) befestigt sind. In einer Vertiefung im Verbindungsstangengebilde (21) ist die obere Bohrung des Federteils (3) durch Kugellager (26), Welle (34) und Nadellager (24) befestigt. Das untere Ende des Federteils (3) passt zu der Bohrung (54) im Hydraulikkörper (46), der Welle (34), der Unterlegscheibe (35) und dem Kugellager (26). Der Hydraulikkörper (46) ist unten mit Stossdämpfblöcken (51) und dazu passenden Dämpfflügeln (53) versehen.
  • Aus den Bildern geht weiter hervor, dass das Vierstangenkniegelenk mit hydraulischer Dämpfung hauptsächlich die Hydraulikwelle (41) benutzt, um die Position zu ändern. Dazu kommen ein Blockstück (48), halbrunde innere Schrauben (481) und in einer Richtung wirkende Kugelventile (47), die zusammen das zyklisch arbeitende Hydraulikelement (10) darstellen. Bei der Benutzung des Vierstangenkniegelenks mit hydraulischer Dämpfung macht die Hydraulikwelle (41) von dem vorgenannten Hydraulikelement (10) Gebrauch, um die hydraulische Einstellung vorzunehmen. Das in einer Richtung wirkende Kugelventil (47) kontrolliert dabei den Wechsel zwischen Beugen und Strecken. Das Kugelventil (47), die Feder (33) und die Rücklaufschraube (42) bilden dabei das in einer Richtung arbeitende Ölzufuhrkontrollsystem (8). Wenn sich die Hydraulikwelle (41) in die für das gebogene Knie typische Lage dreht, wird der Druck des Öls benutzt, um das Kugelventil (47) die Zuflussöffnung verschliessen zu lassen, so dass der Druck nicht in die Ölzufuhrkammer (81) gelangt. Beim Strecken wird die Feder (33) in der Ölzufuhrkammer (81) benutzt, um den Ölzufuhrkolben (44) nach innen zu drücken, was für die Zufuhr eines stabilen Öldrucks sorgt. Wenn nicht mehr genug Schmieröl in der Ölzufuhrkammer (81) ist, kann nach Entfernen der Einstellschraube (45) Schmieröl nachgefüllt werden. Auf der Hydraulikwelle (41) befinden sich von innen nach aussen gesehen ein Dichtring (49), Stahlkugeln (491) und ein Deckring (27). Dazu kommen Rücklaufschraube (42) und Befestigungsschraube (43). Mit der Einstellschraube (411) kann die Geschwindigkeit der Dämpfung eingestellt werden.
  • 13 bis 19A zeigen den Hydraulikkörper (46) im Innern des Dämpferteils (4) des erfindungsgemässen Vierstangenkniegelenks mit hydraulischer Dämpfung, bei dem eine Steuerwelle (6) hinzugefügt wurde. Diese geht durch eine Befestigungsschraube (43), einen Dichtring (49), eine Unterlegscheibe (62), einen Ring (61) und eine Feder (33).
  • Wenn in der Ölzufuhrkammer (81) dadurch, dass die Feder (33) den Ölzufuhrkolben (44) nach innen drückt der Druck ansteigt, bleibt die Ölleitung (9) wegen der Kugeln (63) am Ende offen und damit der Druck konstant. Während beim Gehen das Bein beim Übergang von der Standposition in die Schräge noch in der Standposition ist, bewegt sich die Steuerwelle (6) in der Sicherheitseinrichtung (7) nicht nach oben und blockiert die Öffnung (91) nicht, während in der Schräge die Steuerwelle (6) nach oben gedrückt wird bis die Öffnung (91) blockiert wird, wodurch der Fluss in der Ölleitung (9) effektiv unterbrochen wird, wodurch eine Pufferung und Abbremsung erreicht wird.

Claims (6)

  1. Ein Vierstangenkniegelenk mit hydraulischer Dämpfung, das einen Vierstangenhydraulikkopf (1), ein Verbundgestänge (2), ein Federteil (3), einen Dämpferteil (4) und einen Dämpferkörper (5) enthält, die auf einer Welleangeordnet sind, wobei der Vierstangenhydraulikkopf zum Oberschenkel und der Dämpferkörper zum Unterschenkel geht und bei dem ein Verbindungsstangengebilde (21) in einer Vertiefung des Vierstangenhydraulikkopfes sitzt. An der Aussenseite des Vierstangenhydraulikkopfes sind über Inbusschrauben und Wellen Verbindungsbögen (28), Zugstangen (22) und Nadellager (24) angebracht. Das untere Ende des Verbindungsstangengebildes geht in die Vertiefung des Vierstangenhydraulikkopfs und wird durch ein Nadellager und eine durchgesteckte Welle positioniert. Die Bohrungen an den unteren Enden der Zugstangen fluchten mit der zentralen Bohrung des Hydraulikkörpers (46), wobei die Verbindung durch Inbusschrauben hergestellt wird. Die Bohrungen unten am Hydraulikkörper fluchten mit denen des Dämpferkörpers und das Nadellager positioniert eine durchgesteckte Welle. Die Bohrungen im Dämpferkörper passen zu denen in den Verbindungsbögen, wobei die Verbindung ebenfalls durch Inbusschrauben erfolgt. Eine Vertiefung im Verbindungsstangengebilde nimmt das Federteil auf, durch dessen oberen Teil eine Welle auf einem Nadellager mit einer Unterlagscheibe geht, die es positioniert. Der Dämpferkörper sitzt auf Stossdämpfblöcken und Dämpfflügeln. Die Besonderheit der Erfindung liegt darin, dass die Hydraulikwelle in einer zentralen Öffnung des Hydraulikkörpers untergebracht ist und einen Federteil sowie einen Ölzufuhrkolben benutzt, um bei Bedarf Öl nachfüllen zu können.
  2. Das Vierstangenkniegelenk mit hydraulischer Dämpfung aus Anspruch 1, bei dem mit Stellschrauben an beiden Enden der Hydraulikwelle die Reaktionsgechwindigkeit beim Abbiegen und bei der Rückstellung eingestellt werden kann.
  3. Das Vierstangenkniegelenk mit hydraulischer Dämpfung aus Anspruch 1, das durch Einsatz von Hydraulik eine Verringerung der Baugrösse erlaubt.
  4. Das Vierstangenkniegelenk mit hydraulischer Dämpfung aus Anspruch 1, bei dem im Hydraulikkörper des Dämpferteils eine Steuerwelle zugefügt wird, die durch eine Schraube, einen Dichtring, eine Unterlagscheibe, einen Ring und eine Feder geht.
  5. Das Vierstangenkniegelenk mit hydraulischer Dämpfung aus Anspruch 1, bei dem im Hydraulikkörper des Dämpferteils beim Abkippen ein Druckabfall entsteht und bei Bewegung nach oben der Ölfluss ermöglicht wird, wodurch eine sichere Bremsfunktion zur Verfügung gestellt wird.
  6. Das Vierstangenkniegelenk mit hydraulischer Dämpfung aus Anspruch 1, bei dem die Steuerwelle durch die Befestigungsschrauben in der Höhe verstellt werden kann.
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