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Die Erfindung betrifft ein Steckersystem zum Verbinden mehrerer elektrischer und/oder elektronischer Einrichtungen eines orthopädietechnischen Systems mit zumindest einer Steckaufnahme, die mit der elektrischen und/oder elektronischen Einrichtung gekoppelt ist, wobei die Steckeraufnahme eine Steckeraufnahmeseite mit einer Mehrzahl von Kontakten aufweist, sowie mit einem Endstecker, der mit einer Daten- und/oder Energiequelle gekoppelt ist, wobei der Endstecker eine Steckerseite mit einer Mehrzahl von Kontakten aufweist, die korrespondierend zu den Kontakten der Steckeraufnahme angeordnet sind, wobei die Kontakte der Steckerseite und der Steckeraufnahmeseite so angeordnet sind, dass sie in einer Fügerichtung miteinander in Kontakt bringbar sind.
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Ein orthopädietechnisches System besteht aus mehreren orthopädietechnischen Komponenten, die zu einer orthopädietechnischen Einheit zusammengesetzt sind und eine über die Funktionalität der orthopädietechnischen Komponenten hinausgehende Funktionalität aufweist. Eine orthopädietechnisches System ist beispielsweise eine Orthese, Prothese oder ein Rollstuhl, als orthopädietechnische Komponenten werden Teile eines solchen Systems angesehen, beispielsweise Prothesen- oder Orthesengelenke, Rohradapter, Prothesenhände, Prothesenhände, Drehadapter, Prothesenschäfte, Orthesenschienen, Fußschalen, Hüftschalen, Befestigungseinrichtungen zur Festlegung von Orthesen an Gliedmaßen, Antriebe, Datenlogger, Funkmodule, Feedbackelemente, Energiespeicher, Dämpfereinrichtungen mit hydraulischen, magnetorheologischen und/oder pneumatischen Dämpfern, Antriebe, Getriebe, Sensoren und Bedieneinrichtungen. Ein orthopädietechnisches System kann beispielsweise eine Oberschenkelprothese mit einem Prothesenschaft, einem Prothesenkniegelenk und ein Unterschenkelrohr mit einem daran angeordneten Prothesenfuß sein, eine Unterschenkelprothese kann aus einem Unterschenkelschaft mit einem Prothesenfuß, gegebenenfalls mit einem Prothesenknöchelgelenk ausgebildet sein. Wenn ein Oberschenkelschaft mit einem Unterschenkelrohr über ein Prothesenkniegelenk gelenkig verbunden ist, kann zwischen dem Oberschenkelschaft und dem Unterschenkelrohr kann ein Antrieb und/oder eine Dämpfereinrichtung angeordnet sein, die beispielsweise über einen Prozessor auf Grundlage von Sensorwerten gesteuert werden können. In Abhängigkeit von Sensordaten werden Antriebe aktiviert oder deaktiviert oder Dämpfereigenschaften verändert, beispielsweise ein Flexionswiderstand verringert oder vergrößert.
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Eine analoge Ausgestaltung kann bei Orthesen vorgesehen sein. Rollstühle können als Ergänzung zu einer orthetischen und/oder prothetischen Versorgung an Patienten oder als eigenständige Versorgung ein orthopädietechnisches System ausbilden.
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Besonders bei komplexen orthopädietechnischen Systemen können mehrere elektrische Einrichtungen wie elektrische Verbraucher, Motoren, Stellelemente, Sensoren, Prozessoren, Spulen zur Veränderung der Eigenschaften magnetorheologischer Flüssigkeiten oder Lenkeinrichtungen bei Rollstühlen vorgesehen sein. Bei der Kombination mehrerer orthopädietechnischer Komponenten zur Ausbildung eines orthopädietechnischen Systems können Abstimmungen notwendig sein, um einzelne Funktionalitäten aufeinander abzustimmen und gegebenenfalls Funktionalitäten einzelner orthopädietechnischer Komponenten in Abhängigkeit von der Anwesenheit oder Abwesenheit weiterer orthopädietechnischer Komponenten zu aktivieren oder deaktivieren.
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Aus dem Stand der Technik sind computergesteuerte Prothesengelenke mit Energiespeichern bekannt, die über eine Steckerverbindung mit einem Ladegerät und/oder einem Computer verbindbar sind, um dem Prozessor innerhalb des Prothesenkniegelenkes Energie und/oder Daten zuleiten zu können oder um Daten aus einem Speicher auslesen zu können. Ebenfalls sind aktive Prothesengelenke bekannt, die motorisch angetrieben sind und über einen Akku mit elektrischer Energie versorgt werden. Dieser Akku wird über einen Ladeanschluss aufgeladen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Steckersystem bereitzustellen, mit dem auch bei komplexen orthopädietechnischen Systemen ein einfacher Daten- und/oder Energieaustausch erfolgen kann.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Steckersystem mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie in den Figuren offenbart.
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Das erfindungsgemäße Steckersystem zum Verbinden mehrerer elektrischer und/oder elektronischer Einrichtungen eines orthopädietechnischen Systems mit zumindest einer Steckeraufnahme, die auch als Buchse bezeichnet werden kann, die bevorzugt dauerhaft mit der elektrischen und/oder elektronischen Einrichtung gekoppelt ist, wobei die Steckeraufnahme eine Steckeraufnahmeseite mit einer Mehrzahl von Kontakten aufweist, mit einem Endstecker, der mit einer Daten- und/oder Energiequelle bevorzugt per Kabel gekoppelt ist, wobei der Endstecker eine Steckerseite mit einer Mehrzahl von Kontakten aufweist, die korrespondierend zu den Kontakten der Steckeraufnahme angeordnet sind, wobei die Kontakte der Steckerseite und der Steckeraufnahmeseite so angeordnet sind, dass sie in zumindest einer, bevorzugt geraden Fügerichtung miteinander in Kontakt bringbar sind, sieht vor, dass zumindest ein Kaskadenstecker Teil des Systems ist, die eine Steckerseite aufweist, die korrespondierend zu der Steckerseite des Endsteckers ausgebildet ist und der eine der Steckerseite gegenüberliegende Steckeraufnahmeseite aufweist, die korrespondierend zu der Steckeraufnahmeseite der Steckeraufnahme ausgebildet ist Die zumindest eine Fügerichtung ist insbesondere eine gerade Fügerichtung, so dass die Steckerseite und die Steckeraufnahmeseite in genau einer geradlinigen Fügerichtung in Kontakt bringbar sind. Bevorzugt ist die Steckerseite des Kaskadensteckers hinsichtlich der Kontakte und der Form identisch oder nahezu identisch wie die Steckerseite des Endsteckers ausgebildet. Eine korrespondierende Ausgestaltung der Steckerseiten bedeutet, dass ein Stecker eines Endsteckers oder eines Kaskadensteckers mit der gleichen Steckaufnahme koppelbar sind, auch wenn nicht unbedingt eine identische Kontaktierung und/oder Belegung der Kontakte auf der Steckerseite vorliegen muss. Für eine korrespondierende Ausgestaltung ist es ausreichend, wenn der Stecker mechanisch in die Steckeraufnahme eingeführt werden kann, um die Kontakte miteinander zu koppeln, die dazu vorgesehen sind. Auch die der Steckerseite gegenüberliegende Steckeraufnahmeseite ist bevorzugt genauso oder nahezu identisch zu der Steckeraufnahmeseite der Steckeraufnahme ausgebildet. Zwischen einem Stecker und der Steckeraufnahme oder Buchse, wenn die Steckeraufnahme an der orthopädietechnischen Komponente direkt befestigt oder als Kupplung zur Aufnahme des Steckers ausgebildet ist, ist somit ein Zwischenstück oder ein Kaskadenstecker vorgesehen, der auf der einen Seite als Steckeraufnahme und auf der anderen Seite als Stecker ausgebildet ist. Dadurch ist es bei orthopädietechnischen Systemen möglich, eine hohe elektrische Sicherheit bei der Kontaktierung und über den Kaskadenstecker eine Vielzahl von Abzweigmöglichkeiten bereitzustellen, um weitere elektrische und/oder elektronische Einrichtungen zu kontaktieren. Somit kann von einem einzigen Endstecker eine nahezu beliebige Anzahl von orthopädietechnischen Komponenten und daran angeordneten oder damit gekoppelten elektrischen und/oder elektronischen Einrichtungen mit Energie und/oder Daten versorgt werden und ein Energie- und Datenaustausch erfolgen. An dem Endstecker kann ebenfalls eine Steckeraufnahmeseite mit einer Steckeraufnahme angeordnet oder ausgebildet sein, um darin einen Stecker aufzunehmen. Ebenfalls kann der Endstecker als Kaskadenstecker mit einer Steckeraufnahme ausgebildet sein, wobei die Steckeraufnahme mit einer Kappe oder einem Verschluss abgedeckt oder verschlossen sein kann. Der Endstecker muss in der Lage sein, Daten und/oder Energie in das orthopädietechnische System zu bringen, wobei die Energie von einem Netzteil oder einer mobilen Energiequelle, wie z.B. einem Akku, stammen kann. Der Endstecker muss kein Abschluss eines Kaskadensystem ausbilden, sondern kann auch zwischen zwei daran angeschlossenen Kaskadensteckern oder einer Steckeraufnahme direkt an der orthopädietechnischen Einrichtung und einem Kaskadenstecker angeordnet sein.
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An dem Kaskadenstecker kann zumindest eine Leitung angeschlossen sein, die den Kaskadenstecker mit zumindest einem zweiten Kaskadenstecker oder zumindest einem Endstecker verbindet. Der zweite Kaskadenstecker oder der Endstecker kann an dem dem ersten Kaskadenstecker abgewandten Ende der Leitung angeschlossen sein. Die Leitung ist insbesondere als eine mehraderige Leitung ausgebildet. Über den zumindest zweiten Kaskadenstecker oder über den zumindest einen weiteren Endstecker, bei dem kein weiterer rückseitiger Anschluss für einen weiteren Stecker vorgesehen ist, sondern bei dem die Daten und/oder Energie von dem ersten Kaskadenstecker weitergeleitet wird, so dass der Endstecker über den Kaskadenstecker und einen weiteren Endstecker beispielsweise an einem Netzteil oder einem Computer angeschlossen ist, können mehrere elektrische und/oder elektronische Einrichtungen mit einem einzigen Netzteil oder mit einer einzigen Datenquelle gekoppelt werden. Durch den kaskadenartigen Aufbau ist es möglich, mehrere Kaskadenstecker mit dem ersten, primären Endstecker, Ladeteil oder Computer zu verbinden oder aber eine Hintereinanderschaltung von Steckern mit Kabeln zu ermöglichen, so dass zwei, drei oder mehr elektrische und/oder elektronische Einrichtungen an mehreren orthopädietechnischen Komponenten eines orthopädietechnischen Systems miteinander verbunden werden können.
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Die Kontakte des Kaskadensteckers können an der Steckerseite die identische Belegung wie auf der Steckeraufnahmeseite aufweisen, um dadurch die Energie und/oder Daten von dem Endstecker auf die Buchse oder Steckeraufnahme im Wesentlichen unverändert weiterzuleiten. Abweichend zu einer identischen Ausgestaltung der Kontakte mit einer reinen Durchleitung, gegebenenfalls mit einem Abzweig zu einem zweiten Kaskadenstecker oder einem Endstecker, ist es möglich, in dem Kaskadenstecker eine abweichende Belegung von Steckerseite zur Steckeraufnahmeseite vorzusehen. Dadurch werden durch die Zwischenschaltung eines oder mehrerer Kaskadenstecker eine Umkontaktierung bewirkt oder gegebenenfalls Daten- oder Energieleitungskanäle gesperrt.
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Die Kontur des Kaskadensteckers ist auf der Steckerseite bevorzugt korrespondierend zu der Kontur auf der Steckeraufnahmeseite ausgebildet, um eine vollständige und sichere Kontaktierung auch bei Zwischenschaltung eines Kaskadensteckers zu ermöglichen. Hinsichtlich der Formgebung unterscheidet sich der Kaskadenstecker auf der Steckerseite nicht von der Formgebung des Endsteckers oder ermöglicht zumindest eine Kopplung mit einer Steckeraufnahme oder einer Buchse, in die auch ein Stecker eines Endsteckers eingeführt und Strom und Daten übertragend kontaktiert werden kann.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen der Steckerseite und der Steckeraufnahmeseite zumindest eine Magnetkopplung über zwei Magnete oder einen Magneten oder ein ferromagnetisches Gegenstück ausgebildet ist. Die Steckerseite und die Steckeraufnahmeseite können sowohl zwischen Endstecker und Kaskadenstecker als auch zwischen Kaskadenstecker und Steckeraufnahme oder zwischen Endstecker und Steckeraufnahme ausgebildet sein, so dass auch bei einer mehrfachen Hintereinanderanordnung und Stapelung von Kaskadensteckern eine sichere Zuordnung und eine sichere Kontaktierung und Beibehaltung der Kontaktierung nach dem erstmaligen Fügen der Stecker beibehalten bleibt. Durch die Magnetanordnung ist es möglich, eine vorgegebene Steckerorientierung sicherzustellen und dadurch eine Fehlkontaktierung durch eine Falschausrichtung zu vermeiden. So kann durch eine entsprechende Polarisierung von Magneten verhindert werden, dass beispielsweise bei einer nicht rotationssymmetrischen Anordnung von Steckeraufnahme und Endstecker oder Kaskadenstecker die jeweiligen Komponenten richtig orientiert zueinander gefügt werden. Bei einer rotationssymmetrischen Ausgestaltung der Steckeraufnahme und der Steckerfläche und der Kontakte kann durch die entsprechende Polarisierung der Magnete eine eindeutige Zuordnung auch in einer rotatorischen Orientierung erfolgen, so dass neben einer Haltekraft, die ein Trennen der Stecker entgegen der Fügerichtung verhindert, auch eine gewünschte Zuordnung der jeweiligen Kontakte zueinander sichergestellt wird. Die Magnete oder der Magnet und das Gegenstück ermöglichen so eine Kopplung von Steckeraufnahme, Kaskadenstecker und Endstecker zueinander in genau einer Orientierung.
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Alternativ oder ergänzend zu der Ausgestaltung des Steckersystems mit einer Magnetkopplung ist es in einer Weiterbildung vorgesehen, dass an der Steckerseite und der Steckeraufnahmeseite Vorsprünge und Ausnehmungen angeordnet sind, die eine Kopplung von Steckeraufnahme, Kaskadenstecker und Endstecker zueinander nur in genau einer Orientierung erlauben. Die Vorsprünge und Ausnehmungen dienen somit als Ausrichtelemente, die eine Fehlmontage und somit eine Fehlkontaktierung verhindern.
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An der Steckerseite und der Steckeraufnahmeseite kann in einer Weiterbildung der Erfindung zumindest eine Formschlusseinrichtung zur Kopplung von Steckeraufnahme, Kaskadenstecker und Endstecker miteinander angeordnet sein. Über die Formschlusseinrichtung ist es möglich, eine alternative oder zusätzliche Verbindung und Sicherung zwischen der jeweiligen Steckerseite und der jeweiligen Steckeraufnahmeseite herzustellen. Die Formschlusseinrichtung ist bevorzugt lösbar, beispielsweise entgegen einer Federkraft ausgebildet, so dass über Klipse, Haken oder Vorsprünge, die in korrespondierende Ausnehmungen eingreifen, eine physische Zuordnung und damit auch eine sichere Kontaktierung erreicht werden kann. Zusätzlich kann eine dauerhafte und lösbare Verbindung über eine Verschraubung von Steckeraufnahme, Kaskadenstecker und/oder Endstecker erfolgen. Ebenso ist es möglich, über einen Klettverschluss von der Steckerseite und an der Steckeraufnahmeseite über Hakenbereiche oder Flauschbereiche die formschlüssige Verriegelung zu bewirken.
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Die Haltekraft zwischen der Steckeraufnahmeseite und der Steckerseite kann von der Steckeraufnahme bis zu dem Endstecker abnehmen, so dass jeweils die von der Steckeraufnahme gesehen, äußerste Steckerkomponente, sei es Endstecker oder Kaskadenstecker, entfernt wird, wenn von außen auf den Endstecker eine Zugkraft oder Entriegelungskraft ausgeübt wird. Dies kann beispielsweise durch abnehmende magnetische Feldstärken oder ähnliches erreicht werden.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass eine Steckeraufnahme, dem Kaskadenstecker und/oder dem Endstecker eine Rückkopplungseinrichtung , die optisch, haptisch oder akustisch ausgebildet sein kann oder eine Weiterleitungseinrichtung wie Kabel oder Sender angeordnet sein kann, die zu der Anzeige einer Kontaktierung dient. Damit kann sichergestellt werden, dass erst bei einer vollständigen Kontaktierung von Steckeraufnahme, Kaskadenstecker und/oder Endstecker eine Rückkopplung für den Nutzer erfolgt, die nicht unbedingt an der Verbindungsstelle der Stecker angeordnet sein muss, sondern aufgrund der Weiterleitungseinrichtung auch an einem entfernten Ort das erfolgreiche Kontaktieren bestätigen kann. Die Weiterleitungseinrichtung kann kabelgebunden oder kabellos funktionieren.
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Zwischen der Steckeraufnahme, dem Kaskadenstecker und/oder dem Endstecker kann zumindest ein Dichtelement angeordnet sein, um die Kontakte vor Einflüssen der Umgebung zu schützen. Vorteilhafterweise ist dieses Dichtelement umlaufend um die Kontakte herum angeordnet, entweder einzeln um die jeweiligen Kontakte oder um ein Kontaktgebiet, das durch eine Vielzahl von Kontakten gebildet wird.
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Die Steckeraufnahme kann in einer an der orthopädietechnischen Komponente festlegbaren Halterung angeordnet sein, wobei die Halterung oder die Steckeraufnahme in der Halterung gegenüber der orthopädietechnischen Komponente verlagerbar und arretierbar ausgebildet ist. Die Halterung kann beispielsweise als ein Gewinde, eine Durchsteckeinrichtung, ein Klips oder ähnliches ausgebildet sein, wodurch die Halterung zusammen mit der Steckeraufnahme nahezu frei positionierbar an der orthopädietechnischen Komponente festlegbar ist. Alternativ oder ergänzend kann die Steckeraufnahme in oder an der Halterung beweglich, insbesondere verdrehbar angeordnet sein, um die Steckeraufnahme relativ zu der Halterung verdrehen zu können. Damit ist es möglich, die Halterung selbst an dem günstigsten Ort zu einer Festlegung anzuordnen und an der jeweiligen Komponente an dem gewünschten Ort zu befestigen. Durch die Relativverschenkbarkeit oder Verlagerbarkeit der Steckeraufnahme in der Halterung kann dann die Steckerorientierung oder die Orientierung der Steckeraufnahme für den jeweiligen Nutzer optimiert werden. Die einmal gefundene Ausrichtung oder Orientierung kann dann fixiert werden, beispielsweise durch Verrasten der Steckeraufnahme in der Halterung.
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Die Kontakte können aus einem leitfähigen Polymer ausgebildet sein oder mit einem leitfähigen Polymer beschichtet sein, um die elektrischen Kontakte nicht einer Korrosionsgefahr auszusetzen.
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Auf der Steckeraufnahmeseite kann eine Basisfläche ausgebildet sein, die einen obenseitigen Abschluss bildet. Von der Basisfläche ausgehend ist eine Vertiefung in Fügerichtung ausgebildet, wobei die Kontakte innerhalb der Vertiefung unterhalb der Basisfläche angeordnet sind. Durch diese innerhalb der Vertiefung oder Auswölbung unterhalb der Basisfläche angeordneten Kontakte wird auf der Steckeraufnahmeseite ein integraler Berührschutz ausgebildet, so dass verhindert wird, dass ein Berührkontakt durch den Patienten quer zu der Fügerichtung stattfinden kann. Darüber hinaus wird durch die Anordnung innerhalb der Vertiefung das Herstellen eines ungewollten Kontaktes mit dem Patienten auch in Fügerichtung verhindert. Insbesondere wenn die Kontakte in der Vertiefung an einem Absatz mit zumindest einer schräg zu der Fügerichtung ausgerichteten Seitenfläche angeordnet sind, ist es nicht oder nahezu unmöglich, die Kontakte zufällig zu berühren.
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Die Vertiefung kann eine Einführschräge aufweisen, um das Fügen der Steckeraufnahmeseite mit der Steckerseite zu erleichtern. Durch die Einführschräge wird eine Selbstzentrierung und Selbstausrichtung bewirkt oder zumindest unterstützt.
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Auf der Steckerseite kann eine Basisfläche ausgebildet sein, von der aus sich ein Vorsprung in Fügerichtung erstreckt, wobei in dem Vorsprung eine Ausnehmung ausgebildet ist, innerhalb derer die Kontakte auf der Steckerseite angeordnet sind. Auch auf der Steckerseite ist durch den Vorsprung und die Ausnehmung innerhalb des Vorsprunges eine innenliegende Anordnung von Kontakten vorgesehen, so dass die Kontaktierung durch eine quer zu der Fügerichtung orientierte Annäherungsbewegung an die Kontakte ausgeschlossen wird. Bevorzugt umgibt die Ausnehmung die Kontakte quer zu der Fügerichtung allseitig, so dass von keiner quer zu der Fügerichtung gerichteten Kontaktbewegung eine Gefahr für eine unbeabsichtigte Kontaktierung ausgeht.
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Die Kontakte können in der Ausnehmung an oder in einer schräg zu der Fügerichtung ausgerichteten Seitenfläche angeordnet sein. Die Seitenflächen in der Ausnehmung sind bevorzugt korrespondierend zu den Seitenflächen an dem Absatz innerhalb der Vertiefung angeordnet, so dass sich eine zueinander passende Anordnung der Seitenflächen und eine formschlüssige Verriegelung quer zu der Fügerichtung ergeben.
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In dem Endstecker oder dem Kaskadenstecker kann ein Entriegelungsmechanismus angerordnet sein, der bei Aufbringung einer Zugkraft eine Kraft entgegen der Fügerichtung auf den Endstecker oder Kaskadenstecker ausübt. Durch den Entriegelungsmechanismus wird eine aktive Entriegelung des Endsteckers oder des Kaskadensteckers bewirkt. Der Entriegelungsmechanismus kann mit einer Leitung oder einem Kabel gekoppelt sein, so dass bei einer quer zu der Fügerichtung aufgebrachten Kraft eine Entkopplung oder eine Aufbringung einer Entkopplungskraft entgegen der Fügerichtung ausgebildet wird. Beispielsweise kann ein Kabel in einer Schlaufe über einen federbelasteten Bolzen geführt werden, der bei einer Ausübung einer Zugkraft aus einer Lagerungsposition in eine Aktivierungsposition gebracht wird, wobei die Verlagerungsbewegung eine der Fügerichtung entgegengesetzte Kraftaufbringung bewirkt.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass an der Steckerseite und der Steckeraufnahmeseite zumindest eine Berührschutzeinrichtung oder ein Berührschutzelement, z.B. eine Berührschutzwand angeordnet ist, die eine Kontaktierung quer zu der Fügerichtung verhindert. An einer Steckeraufnahmeseite und auf der Steckerseite sind jeweils zumindest eine Berührschutzeinrichtung wie beispielsweise vorstehende Rippen oder eine Berührschutzwand angeordnet, so dass ein seitliches Berühren insbesondere der Kontakte der Steckerseite verhindert wird. Dadurch ist es bei orthopädietechnischen Systemen möglich, eine hohe elektrische Sicherheit bei der Kontaktierung und über den Kaskadenstecker eine Vielzahl von Abzweigmöglichkeiten bereitzustellen, um weitere elektrische und/oder elektronische Einrichtungen zu kontaktieren.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen.
- 1 - eine erste Variante des Systems;
- 2- zwei perspektivische Ansichten eines Kaskadensteckers,
- 3 - zwei Draufsichten und eine Seitenansicht eines Kaskadensteckers;
- 4 - zwei miteinander gekoppelte Kaskadenstecker in einer perspektivischen Darstellung;
- 5 - zwei gekoppelte Kaskadenstecker in Schnittdarstellung;
- 6 - zwei gekoppelte Kaskadenstecker an einer Halterung in perspektivischer Darstellung;
- 7 - eine Anordnung gemäß 6 mit einem Endstecker; sowie
- 8 - ein gefügtes Steckersystem mit Endstecker, zwei Kaskadensteckern und Halterung.
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In der 1 ist in einer schematischen Darstellung eine Prothese einer unteren Extremität mit mehreren orthopädietechnischen Komponenten 10, 11, 12, 15 dargestellt. Als erste orthopädietechnische Komponente 10 ist ein Oberschenkelschaft mit einem Anschlussadapter zur Befestigung an einem Oberteil eines Prothesenkniegelenkes gezeigt. An dem Prothesenkniegelenk ist eine zweite orthopädietechnische Komponente 11 schwenkbar um eine Schwenkachse 13 in Gestalt eines Unterschenkelteils angeordnet. An dem Unterschenkelteil als zweite orthopädietechnische Komponente 11 ist eine dritte orthopädietechnische Komponente 12 in Gestalt eines prothetischen Knöchelgelenks befestigt, an dem als vierte orthopädietechnische Komponente ein Prothesenfuß 15 schwenkbar um eine Schwenkachse 14 gelagert ist. Der Oberschenkelschaft als erste orthopädietechnische Komponente 10 ist eine reine passive Komponente und dient zur Aufnahme eines Oberschenkelstumpfes, um das Prothesenbein sicher an dem Patienten festlegen zu können. Über den Oberschenkelschaft und einen darin angeordneten Prothesenliner kann beispielsweise über ein Unterdrucksystem eine mechanische Festlegung des Prothesenbeines an dem Patienten erfolgen. Alternativ zu einer mehrteiligen Prothese kann das System als eine Orthese ausgebildet sein, ebenso kann als orthopädietechnische Komponente ein Rollstuhl oder eine prothetische oder orthetische Einrichtung für eine obere Extremität eingesetzt werden, beispielsweise ein Prothesenarm, eine Armorthese oder eine Schulterorthese. Als System werden auch Kombinationen von Prothesen, Orthesen und Rollstühlen oder anderen Mobilitätshilfen angesehen.
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In dem dargestellten System ist in der zweiten orthopädietechnischen Komponente 11 eine erste elektrische und/oder elektronische Einrichtung 110 in Gestalt eines Hydraulikaktuators angeordnet. Der Hydraulikaktuator kann als passive Komponente ausgebildet sein und einen Hydraulikdämpfer aufweisen, der Stellantriebe aufweist, über die Ventile geöffnet oder geschlossen werden, um einen Extensionswiderstand und/oder Flexionswiderstand einstellen zu können. An dem Hydraulikaktuator kann zudem ein Speicher 115 zur Speicherung elektrischer Energie angeordnet oder diesem zugeordnet sein, um die Stellantriebe mit Energie zu versorgen. Bei einer Ausgestaltung der elektrischen und/oder elektronischen Einrichtung 110 als ein aktiver Aktuator ist eine Pumpeinrichtung oder ein mechanischer Energiespeicher, z.B. eine Feder oder Druckspeicher, dem Hydraulikdämpfer zugeordnet, über den es möglich ist, eine Bewegung des Oberschenkelschaftes relativ zu dem Unterschenkel zu bewirken oder zu unterstützen. Dazu wird die Energie aus dem Energiespeicher 115 in Bewegungsenergie umgewandelt, so dass beispielsweise eine Kolbenstange aus dem Hydraulikaktuator hinausbewegt wird, um eine Extensionsbewegung zu unterstützen oder zu bewirken. Umgekehrt kann durch eine Pumpe oder einen Druckspeicher Hydraulikfluid umgepumpt werden, so dass eine Kolbenstange in ein Gehäuse des Hydraulikaktuators eingefahren wird, damit sich der Abstand zwischen zwei Befestigungspunkten des Hydraulikaktuators an dem Oberteil und dem Unterteil des Prothesengelenkes verkürzt, um eine Flexionsbewegung auszuführen.
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Distal zu der ersten elektrischen und/oder elektronischen Komponente 110 ist die zweite elektrische und/oder elektronische Komponente 120 in der orthopädietechnischen Komponente 12 in Gestalt eines Prothesenknöchelgelenkes angeordnet. Innerhalb des Prothesenknöchelgelenkes kann ebenfalls ein elektrischer und/oder hydraulischer Aktuator angeordnet sein, der über einen Speicher 125 für elektrische Energie mit elektrischer Energie versorgbar ist. Neben dem Speicher 125 für elektrische Energie ist in dem Prothesenknöchelgelenk eine Steuerungseinrichtung 126 angeordnet, an der Steuerungseinrichtung 116 in der ersten elektrischen und/oder elektronischen Einrichtung 110 angeordnet, um beispielsweise einen Antrieb 118, 128 zu aktivieren oder zu deaktivieren oder Daten eines Sensors 117, 127 zu verarbeiten, Sensordaten zu speichern und zur Steuerung weiterzuverwenden. In der Steuerungseinrichtung 116, 126 kann auch ein Datenspeicher sowie eine Verarbeitungsschaltung integriert sein.
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Sowohl an der zweiten orthopädietechnischen Komponente 11 als auch an der dritten orthopädietechnischen Komponente 12 ist jeweils ein Versorgungsanschluss 111, 121 angeordnet, über den Energie und/oder Daten der jeweiligen elektrischen und/oder elektronischen Einrichtung 110, 120 zugeführt werden kann. Die Daten sowie die elektrische Energie können von einer Ladestation 20 auf den jeweiligen Versorgungsanschluss 111, 121 übertragen werden. Dazu ist an der Ladestation 20 ein Stecker 21 angeordnet, der mit dem jeweiligen Versorgungsanschluss 111, 121 kompatibel ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel der 1 wird der Stecker 21 der Ladestation 20 mit einem kaskadierenden Steckersystem einer Steckerverbindung 30 gekoppelt, die die beiden Versorgungsanschlüsse 111, 121 miteinander verbindet. An der Steckerverbindung 30 sind zwei Stecker 31 angeordnet, die über ein Kabel 35 miteinander verbunden sind und auf einer Seite Kontakte aufweisen, die kompatibel zu den Kontakten der jeweiligen Versorgungsanschlüsse 111, 121 ausgebildet sind. Auf der den Versorgungsanschlüssen 111, 121 abgewandten Seite weisen die Stecker 31 Aufnahmen oder Buchsen auf, die mit den Kontakten des Steckers 21 der Ladestation 20 kompatibel sind.
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Wird der Stecker 21 der Ladestation 20 auf die Rückseite eines Steckers 31 gesteckt, der über ein Kabel mit einem korrespondierenden Stecker 31 verbunden ist, so dass beide Versorgungsanschlüsse 111, 121 miteinander verbunden sind, können Energie und Daten von der Ladestation 20 sowohl auf die erste als auch auf die zweite elektronische und/oder elektrische Einrichtung 110, 120 übertragen werden. Dadurch werden die Speicher 115, 125 zur Speicherung elektrischer Energie aufgefüllt sowie die Steuerungseinrichtungen 116, 126 mit Daten wie Programmen, Steuerungsdaten, Softwareupdates oder dergleichen versorgt. Über das System aus Ladestation 20 mit Stecker 21, Versorgungsanschlüssen 111, 121 sowie die Steckerverbindung 30 mit den Steckern 31 ist es möglich, ein elektrisches Verbindungssystem für orthopädietechnische Komponenten 11, 12, insbesondere Orthesen, Prothesen und/oder Rollstühle, bereitzustellen, mit dem es möglich ist, die jeweiligen elektrischen und/oder elektronischen Einrichtungen 110, 120 aufzuladen, miteinander zu verbinden, um Energie aus den jeweiligen Energiespeichern 115, 125 untereinander zu verteilen oder um Steuerungsabläufe miteinander zu koordinieren. Über das System ist es möglich, nicht nur extern Daten aus der Ladestation 20 sowie elektrische Energie dem orthopädietechnischen System, beispielsweise der Orthese, Prothese oder dem Rollstuhl zuzuführen, sondern auch innerhalb der orthopädietechnischen Einrichtung zwischen den jeweiligen orthopädietechnischen Komponenten 11, 12 einen Energie- und/oder Datenaustausch zu ermöglichen.
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Wenn in den unterschiedlichen Komponenten 11, 12 mit den verschiedenen elektrischen und/oder elektronischen Einrichtungen 110, 120 unterschiedliche maximal benötigte Leistungen in dem jeweiligen Verbraucher, beispielsweise Antrieb 118, 128, oder zum Laden der Speicher 115, 125 vorhanden sind, kann die jeweils maximal benötigte Leistung eines Verbrauchers 118, 128 oder einer Steuerungseinrichtung 116, 126 über einen elektrischen Widerstand kodiert werden. Durch die Kompatibilität der Versorgungsanschlüsse 111, 121 mit den jeweiligen Steckern 21, 31 ist es möglich, mehrere Ladeanschlüsse an einer orthopädietechnischen Komponente bereitzustellen, um es einen Patienten zu erleichtern, das orthopädietechnische Hilfsmittel mit einer Ladestation 20 zu koppeln. Dadurch kann der Nutzer den für ihn am besten zu erreichenden Versorgungsanschluss 111, 121 frei auswählen, so dass ein oder mehrere Anschlüsse zum zentralen Laden aller elektrischer und/oder elektronischer Einrichtungen 110, 120 vorhanden sind. Das Laden mit elektrischer Energie ebenso wie die Versorgung mit Daten kann gleichzeitig oder sequentiell erfolgen. Sind beispielsweise die elektrischen und/oder elektronischen Einrichtungen 110, 120 nicht über die Steckerverbindung 30 miteinander gekoppelt, können Daten und Energie über die Ladestation 20 nacheinander durch den Stecker 21 übertragen werden. Die jeweilige elektronische und/oder elektrische Einrichtung 110, 120 ist mit einer Kodierung versehen, so dass über die Ladestation 20 erkannt wird, welche Einrichtung gerade mit Energie und/oder Daten versorgt werden soll, so dass sowohl die richtige Energiemenge als auch die richtigen Daten übertragen werden.
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Ist die Ladestation 20 nicht angeschlossen, kann über die Steckerverbindung 30 ein Daten- und Energieaustausch zwischen den Einrichtungen 110, 120 erfolgen. Ebenfalls ist es möglich, über eine Steckerverbindung 30 mehrere orthopädietechnische Hilfsmittel miteinander zu kombinieren, beispielsweise eine Orthese oder eine Prothese mit einem Rollstuhl, der beispielsweise über einen größeren Energiespeicher in Gestalt einer Batterie verfügt, so dass zur Aufrechterhaltung der Mobilität des Patienten Energie aus dem Rollstuhl in die Orthese oder Prothese übertragen werden kann.
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In der 1 sind weitere Ladestationen 20 und Energiespeicher dargestellt, die unterschiedliche Spannungen bereitstellen, beispielsweise eine 12V-Spannung, eine 5V-Spannung oder über einen speziellen Transformator oder einem herstellerspezifischen Ladegerät verschiedene Spannungen zur Verfügung stellen. Ebenfalls ist ein Energiespeicher über einen USB-Anschluss mit einem Netzteil einer Ladestation 20 koppelbar, so dass ein mobiler Speicher für elektrische Energie vorhanden ist. Ebenso kann ein Anschluss für einen Zigarettenanzünder als Energieversorgung genutzt werden, der beispielsweise auch mit einem externen Energiespeicher 50, der auch als Rechner oder tragbarer Computer ausgebildet sein kann, gekoppelt werden kann, an dem ein entsprechender Adapter angeordnet ist. Die Koppelung mit dem externen Energiespeicher 50 kann auch ohne den Zigarettenanzünder erfolgen. Über einen oder mehrere Adapter 40, die mit einem jeweiligen Stecker 41 versehen sind, die mit den jeweiligen Versorgungsanschlüssen 111, 121 kompatibel sind, ist es möglich, die unterschiedlichsten Energiequellen zu nutzen, um die jeweilige elektronische und/oder elektrische Einrichtung mit Energie zu versorgen. Die Adapter 40 können unterschiedliche Arten von Energiequellen mit den jeweiligen orthopädietechnischen Komponenten verbinden, wobei innerhalb der Adapter 40 unterschiedliche Spannungspegel den jeweiligen Einrichtungen zugeleitet werden können. Innerhalb der Adapter 40 kann der jeweils benötigte Spannungspegel eingerichtet werden, beispielsweise durch Erhöhung oder Verringerung der von dem jeweiligen Energiespeicher empfangenen Spannung. In jedem Adapter 40 ist ein Eingangsanschluss 42 für die jeweils verwendete Ladestation 20 oder den jeweils verwendeten Energiespeicher vorgesehen.
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An der Prothese ist eine Steuerungseinrichtung 60 angeordnet, die auf drahtlose oder drahtgebundene Art und Weise alle elektrischen und/oder elektronischen Einrichtungen 110, 120 identifiziert und deren Aktivierung oder Deaktivierung veranlasst wird. In einer alternativen Ausgestaltung kann die Steuerungseinrichtung 60 in einer der Einrichtungen 110, 120 untergebracht sein und als Hauptsteuereinrichtung oder Master die übrigen angeschlossenen Komponenten identifizieren, aktivieren und deaktivieren. Dazu werden sämtliche elektrischen und/oder elektronischen Einrichtungen 110, 120 von der Steuerungseinrichtung 60 angetriggert, der jeweils vorgesehene Status und Funktionsumfang abgefragt und Energie und/oder Datensignale an die jeweilige elektrische und/oder elektronische Einrichtung 110, 120 übermittelt. Die Steuerungseinrichtung 60 kann an jeder Komponente angeordnet sein, zur Vermeidung einer gelenkübergreifenden Kabelführung ist eine Anordnung in der Komponente mit der elektrischen und/oder elektronischen Einrichtung vorteilhaft.
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2 zeigt in einer perspektivischen Darstellung zwei Ansichten eines Kaskadensteckers 31, wobei in der oberen Darstellung eine Steckeraufnahmeseite 312 oder Buchsenseite zu erkennen ist, während in der unteren Darstellung eine Steckerseite 311 vorwiegend dargestellt ist. Der Kaskadenstecker 31 weist ein Kabel 35 auf, das zu einem weiteren, nicht dargestellten Endstecker oder Kaskadenstecker führt. Der Kaskadenstecker 31 weist eine Vielzahl von Kontakten 5 auf, die Energie oder Daten weiterleiten können, und zwar sowohl von der Steckeraufnahmeseite 312 zur Steckerseite 311 als auch über das Kabel 35 zu einem weiteren Kaskadenstecker 31 oder einem anderen Stecker, der nur eine Steckerseite 311 aufweist. Der Kaskadenstecker 31 weist zwei parallele Langseiten auf, die über halbkreisartige Endabschnitte miteinander verbunden sind. Die Kontur oder der Umfang entspricht der Form einer Laufbahn in einem Stadion. Von einer Basisfläche 90 auf der Steckeraufnahmeseite 312 erstreckt sich eine Seitenwand 310 im Wesentlichen rechtwinklig von der Basisfläche 90 bis zur zweiten Basisfläche 70 auf der Steckerseite 311. Von der steckeraufnahmeseitigen Basisfläche 90 ragt ein Vorsprung 91 in Gestalt eines Dichtelementes nach oben und steht über die Basisfläche 90 hervor. Das Dichtelement 90 umschließt eine Vertiefung 95, die von der Basisfläche 90 in den Kaskadenstecker 31 hineinragt. Innerhalb der Vertiefung 95 sind die Kontakte 5 auf der Steckeraufnahmeseite 312 angeordnet. Seitlich neben dem umlaufenden Dichtelement 91 sind zwei Ausnehmungen 8 in der Basisfläche ausgebildet oder angeordnet, die sich in Richtung auf die Steckerseite 311 erstrecken. In den Ausnehmungen 8, die sich in den halbkreisartigen Randbereichen der Basisfläche 90 befinden, können beispielsweise Magnete, ferromagnetische Gegenstücke oder auch Formschlusselemente, insbesondere federbelastete Verriegelungseinrichtungen vorgesehen sein, um eine kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verriegelung mehrerer Kaskadenstecker 31 übereinander zu ermöglichen.
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Auf der Unterseite oder der Steckerseite 311 sind analog zu den Ausnehmungen 8 korrespondierenden Stellen Vorsprünge 7 angeordnet oder ausgebildet, um in die Ausnehmungen 8 eines zweiten Kaskadensteckers eingreifen zu können. An oder in den Vorsprüngen 7 können federbelastete Formschlusselemente, Magnete und/oder ferromagnetische Gegenstücke zu Magneten, die in den Ausnehmungen 8 angeordnet sind, angeordnet sein, um eine mechanische Verriegelung zweier Kaskadenstecker 31 miteinander zu bewirken.
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Statt Ausnehmungen 8 können diese als Vorsprünge ausgebildet sein, statt Vorsprünge 7 können diese als Ausnehmungen ausgebildet sein. Es ist auch möglich und eine Variante der Erfindung, dass einander gegenüberliegend Ausnehmungen ausgebildet sind, in denen z.B. Magnete angeordnet sind, um eine Ausrichtung zueinander zu bewirken und eine Haltekraft zwischen einander auszubilden. Magnete in den Ausnehmungen können diese vollständig ausfüllen oder zurückgesetzt von dem Rand der Ausnehmung darin angeordnet sein.
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Auf der Basisfläche 70 der Steckerseite 311 ist eine Nut 71 eingearbeitet oder ausgebildet, die korrespondierend zu der Form und Kontur des Dichtelementes 91 oder des Vorsprungs 91 ausgebildet ist. In einem kontaktierten, gefügten Zustand zweier Kaskadenstecker 31 miteinander liegt der Vorsprung 91 oder das Dichtelement 91 in der Nut 71 und bewirkt neben einer Ausrichtung und Zentrierung der beiden Kaskadenstecker 31 zueinander eine Abdichtung gegenüber äußeren Einflüssen, so dass die elektrische oder datenübertragende Kontaktierung mittels der Kontakte 5 nicht oder nur geringstmöglich beeinträchtigt wird. Darüber hinaus ermöglicht die korrespondierende Ausgestaltung von Dichtelement 91 und Nut 71 eine irrtumsfreie Kopplung zweier Kaskadenstecker 31. Unterschiedliche Typen von Kaskadensteckern können nicht vollständig miteinander gekoppelt werden, da bei einer nicht korrespondierenden Ausgestaltung von Nut 71 und Dichtelement 91 die beiden Basisflächen 70, 90 nicht aufeinander liegen und dadurch kein direkter Kontakt zwischen den Kontakten 5 auf der Steckerseite 311 und der Steckeraufnahmeseite 312 zweier Kaskadenstecker 31 zustande kommen kann.
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Auf der Steckerseite 311 des Kaskadensteckers 31 ist ein Vorsprung 75 angeordnet oder ausgebildet, der korrespondierend zu der Vertiefung 95 auf der Steckeraufnahme 312 geformt ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Vorsprung 75 an den beiden Stirnseiten Endabschnitte 79a, 79b auf, die nach Art eines halbierten, ggf. abgeflachten Kegelstumpfes ausgebildet sind. Zwischen den beiden Endstücken 79a, 79b ist eine Längsstrebe als Trennwand angeordnet, von der sich insgesamt drei Vorsprünge oder Rippen 78 seitlich nach außen erstrecken, so dass insgesamt vier Ausnehmungen 76 in dem Vorsprung 75 ausgebildet werden. Innerhalb dieser Ausnehmungen 76 sind die elektrischen Kontakte und/oder die datenübertragenden Kontakte 5 angeordnet. Über die Endstücke 79a, 79b ebenso wie über die Rippen 78 wird ein Berührschutz bereitgestellt, so dass sowohl die Endstücke 79a, 79b als auch die Rippen 78 als Berührschutzelemente dienen, die einen unmittelbaren Kontakt bei einer Annäherung, beispielsweise eines Menschen quer zu einer Fügerichtung, die später erläutert werden wird, vorhanden ist.
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3 zeigt drei Ansichten eines Kaskadensteckers 31, die mittlere Darstellung ist eine Seitenansicht aus Richtung des Kabels 35, die obere Darstellung eine hochgeklappte Ansicht der Steckerseite 311, die untere Darstellung eine Draufsicht der Steckeraufnahmeseite 312. In der oberen Darstellung der 3 ist zu erkennen, dass die Nut 71 nicht der Außenkontur des Kaskadensteckers 31 folgt, sondern statt eines halbkreisförmigen Verbindungsbereiches zum Verbinden der geradlinigen, parallelen Abschnitte der Nut 71 auf der rechten Seite eine im Wesentlichen geradlinige, über zwei abgerundete Bögen verbundene Verbindung aufweist, so dass eine asymmetrische Kontur vorliegt. Ebenso ist das rechte Endstück 79a anders geformt als das linke Endstück 79b. Die drei von der Mittelwand sich nach oben und unten erstreckenden Rippen 78 bilden zusammen mit den Endstücken 79a, 79b vier Ausnehmungen 76 auf beiden Seiten der Mittelwand. Die mittlere Darstellung der 3 zeigt die erhabene Ausgestaltung des Dichtelementes 91 als Vorsprung über die Basisfläche 90, der unteren Darstellung der 3 ist zu entnehmen, dass die Kontur des Dichtelementes 91 korrespondierend zu der Kontur der Nut ausgebildet ist. Die mittlere Darstellung zeigt den sich nach unten, von der Basisfläche 71 auf der Steckerseite 311 erstreckenden Vorsprung 75 und die sich nach unten erstreckenden Kontakte 5 innerhalb der Ausnehmungen 76 zwischen den Rippen 78 und den Endstücken 79a, 79b.
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Die untere Darstellung der 3 zeigt die Ausgestaltung der Vertiefung 95 innerhalb der Steckeraufnahmeseite 312, ausgehend von der Basisfläche 90 sowie die Anordnung der Kontakte 5 auf Vorsprüngen oder Absätzen 96, die eine schräg zur Orientierung der Basisfläche 90 geneigte Ausrichtung aufweisen. Innerhalb der Vertiefung 95 ist zumindest eine Einführschräge 98 ausgebildet, um das Einführen des Vorsprungs 75 mit den Kontakten 5 in die Vertiefung 95 zu erleichtern. Die Absätze 96 sind so ausgebildet und angeordnet, dass sie in die Ausnehmungen 76 auf der Steckerseite 311 eingreifen können. Sind zwei Kaskadenstecker 31 richtig zueinander orientiert nebeneinander gesetzt und gefügt, tritt eine mechanische Kontaktierung der Kontakte 5 sowohl auf der Steckerseite 311 als auch auf der Steckeraufnahmeseite 312 ein. Die Signale, die von beispielsweise einer Ladestation 20 zur Übertragung von Daten und Energie von einem Stecker 21 in die Steckeraufnahmeseite 312 übertragen werden, werden einerseits auf die Kontakte 5 auf der Steckerseite 311 durchgeleitet und darüber hinaus zu einem weiteren Stecker 31, der auch als Kaskadenstecker ausgebildet sein kann und mit den Kontakten 5 über das Kabel 35 verbunden ist. Es erfolgt somit eine Aufteilung sowohl von Daten als auch auf Energie einerseits auf eine Steckeraufnahme 111, 121 oder eine Steckeraufnahmeseite 312 eines Kaskadensteckers 31 und anderseits zu einem weiteren Stecker an dem anderen Ende des Kabels 35. Daten und Energie werden einerseits durch den Kaskadenstecker 31 durchgeleitet und andererseits verzweigt an einen weiteren Kaskadenstecker oder einen anderen Stecker geleitet.
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Durch die Anordnung der Kontakte 5 auf der Steckeraufnahmeseite 312 innerhalb der Vertiefung 95 bildet das Steckergehäuse oder die Seitenwand 310 des Steckers 31 ein Berührschutzelement oder eine Berührschutzwand, die eine Kontaktierung quer zu der Fügerichtung, also quer zu der Einführrichtung des Vorsprunges 75 in die Vertiefung 95 verhindert. Eine unbeabsichtigte Kontaktierung ist somit nicht möglich. Die Kontakte 5 auf der Steckeraufnahmeseite 312 innerhalb der Vertiefung 95 befinden sich bevorzugt nur in den Seitenflächen der Absätze 96, so dass bei einer Berührung der Absätze auf den Oberseiten, die der Basisfläche 90 zugewandt sind, kein direkter Kontakt mit den elektrischen und datenübertragenden Kontakten 5 erfolgen kann.
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4 zeigt zwei übereinander angeordnete, miteinander gekoppelte Kaskadenstecker 31. Daten und Energie, die in den oberen Kaskadenstecker 31 eingeleitet werden, werden in den zweiten Kaskadenstecker 32 durchgeleitet, gleichzeitig werden Daten und Energie durch die beiden Kabel 35 zu weiteren elektrischen und/oder elektronischen Einrichtungen weitergeleitet und über korrespondierende Stecker beispielsweise dort zugeführt. Weiterhin wird auf der Steckerseite 311 des unteren Kaskadensteckers 31 die Möglichkeit bereitgestellt, Daten und/oder Energien, die auf der Steckeraufnahmeseite 312 des oberen Steckers zugeführt wurde, zu einem weiteren Kaskadenstecker 31 oder zu einer Steckeraufnahme 111, 121 einer elektrischen oder elektronischen Einrichtung 110, 120 weiterzuleiten und zu übertragen.
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5 zeigt eine Schnittdarstellung quer zur Längserstreckung der Kaskadenstecker 31 und damit auch quer zu einer Symmetrieebene. In dem oberen Kaskadenstecker 31 ist die noch nicht ausgefüllte Vertiefung 95 zu erkennen. Von der Basisfläche 90 erstreckt sich nach oben das Dichtelement 91 oder der Absatz. Auf der Unterseite oder der Steckerseite des oberen Kaskadensteckers 31 ist die Nut 71 mit einem darin eingelegten zusätzlichen Dichtelement 91' zu erkennen. Die Kontakte 5 innerhalb der Ausnehmung 95 ragen nicht bis zur steckeraufnahmeseitigen Oberfläche der Absätze 96, sondern befinden sich an einer schrägen Seitenwand des Absatzes 96. Die Kontakte sind U-förmig ausgebildet und durch den Grundkörper des Kaskadensteckers 31 hindurchgeführt und an die Trennwand des Vorsprunges 75 angelegt. Dabei erstreckt sich der Kontakt 5 nicht über das untere Ende des Vorsprunges, sondern wird durch die Trennwand zwischen den Endstücken 90a, 90b durchgeführt, was an dem unteren Kaskadenstecker 31 zu erkennen ist. Dadurch wird ein Berührschutz gegen eine Kontaktierung entgegen der Fügerichtung F, also von unten gegen die Steckerseite 311, bereitgestellt. Seitlich wird eine Kontaktierung mit den Kontakten 5 über die Rippen 78 verhindert. In dem gefügten Zustand, wie er in der 5 gezeigt ist, liegen die Kontakte 5 des oberen Kaskadensteckers 31 an den Kontakten 5 des unteren Kaskadensteckers 31 an. Durch die schräge Ausgestaltung der Kontakte 5 an der Seitenfläche 97 findet eine Kontaktierung nur dann statt, wenn die beiden Kaskadenstecker 31 vollständig aufeinander aufliegen, was nur dann der Fall ist, wenn der Vorsprung oder das Dichtelement 91 in die Nut 71 vollständig eingeführt wird. Sollte eine Verdrehung um 180° erfolgen und versucht werden, den Vorsprung 75 in die Vertiefung 95 einzuführen, würde keine Kontaktierung stattfinden, da aufgrund der unterschiedlichen Formgebung der Endstücke 79a, 79b und der entsprechenden Ausnehmungen innerhalb der Vertiefung 95 sowie durch die Sperrung aufgrund der unterschiedlichen Konturen an den Endseiten der Nut 71 und des Vorsprunges 91 eine vollständige Kontaktierung verhindert wird. In der Ausgestaltung der 5 sind an dem oberen Kaskadenstecker 31 zwei Leitungen 35 oder Kabel 35 angeordnet, um von diesem Kaskadenstecker 31 weitere elektrische und/oder elektronische Komponenten mit Energie und/oder Daten zu versorgen. Die Kabel 35 sind hierzu bevorzugt mehraderig ausgebildet. Durch die Anordnung mehrerer Kabel 35 an einem Kaskadenstecker 31 können mehrere Komponenten mit Energie und/oder Daten versorgt werden, eine sternförmige oder netzartige Verteilung von Energie und/oder Daten und Vervielfachung der Empfänger sind dadurch möglich.
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6 zeigt zwei übereinander gestapelte Kaskadenstecker 31 in einer gefügten Stellung, bei der der untere Kaskadenstecker 31 in eine Steckeraufnahme 111 innerhalb einer Halterung 80 eingeführt ist. Diese Halterung 80 kann an einer orthopädietechnischen Komponente angeordnet sein, wobei die Steckeraufnahme elektrisch und/oder datenübertragend mit einer elektrischen und/oder elektronischen Einrichtung 110, 120 des orthopädietechnischen Systems verbunden ist. Über die Halterung 80, die über Schrauben an der orthopädietechnischen Komponente 10, 20 durch Durchgangslöcher 81 sowie über eine Formschlusseinrichtung in Gestalt einer Lasche mit Ausnehmung 82 arretierbar und festlegbbar ist, wird eine mechanische und elektrische Verbindung zu der elektrischen und/oder elektronischen Einrichtung hergestellt.
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7 zeigt drei Kaskadenstecker 31 und die Halterung 80 vor dem Fügen. Zum Fügen werden die Kaskadenstecker 31 gemeinsam oder nacheinander in Fügerichtung F, die orthogonal zu den Basisflächen 70, 90 und orthogonal zu einer Basisfläche in der Halterung 80 orientiert ist, bewegt, um die jeweilige Steckerseite 311 mit der Steckeraufnahmeseite 1112, 312 in Überdeckung zu bringen und zu kontaktieren, so dass eine gefügte Stellung erreicht wird. In der 7 sind auch die beiden Laschen mit den Ausnehmungen 82 sowie die beiden Durchgangsbohrungen 81 zu erkennen, über die die Halterung 80 an der orthopädietechnischen Komponente anbringbar ist.
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In 7 ist weiterhin ein Endstecker 21 gezeigt, der von einer Ladestation oder einer Einrichtung zum Bereitstellen von Daten und/oder Energie kommt. Der Endstecker 21 wird in die Vertiefung 95 des obersten Kaskadensteckers 31 eingeführt. Der Stecker 21 ist korrespondierend zu der Steckerseite 312 der Kaskadenstecker 31 ausgebildet, so dass nur eine eindeutige Orientierung des Steckers 21 zu dem jeweiligen Kaskadenstecker 31 eine Kontaktierung der elektrischen Kontakte 5 von dem Endstecker 21 zu den Kaskadensteckern 31 und damit auch zur Steckeraufnahme 111 ermöglicht. An dem Endstecker 21 ist eine Rückkopplungseinrichtung 22 angeordnet, die als Leuchtmittel, Vibrationselement oder akustischer Signalgeber ausgebildet sein kann und anzeigt, ob eine Kontaktierung mit den Kontakten 5 des Kaskadensteckers 31 und/oder der Steckeraufnahme 111 in der Halterung 80 erfolgt ist. Leuchtet beispielsweise eine LED als Rückkopplungseinrichtung 22 auf, kann der Nutzer davon ausgehen, dass eine Kopplung mit allen Kontakten 5 aller Kaskadensteckers 31 und der Steckeraufnahme 111 erfolgt ist.
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Vorteilhafterweise ist die Belegung sämtlicher Kontakte 5 von dem Endstecker 21 identisch zu den Kontakten 5 in den Kaskadensteckern 31 und den Kontakten innerhalb der Steckeraufnahme 111. Grundsätzlich ist es auch möglich, eine alternative oder abweichende Belegung vorzusehen. Der Endstecker 21 muss nicht an dem Beginn der Steckerkaskade angeordnet sein, eine Anordnung in der Mitte oder zwischen zwei Kaskadensteckern 31 oder einer Steckeraufnahme und einem Kaskadenstecker bei einer Ausgestaltung der Endsteckers 21 mit einer Steckeraufnahme ist ebenfalls vorgesehen und Teil der Erfindung. Die Steckaufnahme eines Endsteckers kann abgedeckt oder reversibel verschlossen sein, beispielsweise durch eine Kappe. Er Endstecker 21 ist dann ein Kaskadenstecker mit einer Zuleitung, so dass von außen Energie und/oder Daten in das System eingebracht werden können.
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Der endgültig gefügte Zustand und eine Kontaktierung zweier Kaskadenstecker 31 mit einem Endstecker 21 an einer Halterung 80 zur Verbindung eines nicht dargestellten Ladegerätes oder beispielsweise eines Computers mit einer nicht näher gezeigten elektrischen oder elektronischen Einrichtung 110, 120 einer orthopädietechnischen Komponente 11, 12 ist in der 8 gezeigt.
