DE102018217497A1 - Orthopedic joint device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Orthopädietechnische Gelenkvorrichtung (5), mit einem ersten Befestigungselement (6), einem zum ersten Befestigungselement (6) schwenkbaren zweiten Befestigungselement (7), und einer Kupplungseinrichtung (8), mittels welcher das erste Befestigungselement (6) mit dem zweiten Befestigungselement (7) verbunden ist, welche eine Federeinrichtung (10) aufweist, welche dazu eingerichtet ist, bei einer ersten Relativbewegung des ersten Befestigungselements (6) zum zweiten Befestigungselement (7) Bewegungsenergie in Form von Federspannung einzuspeichern und bei einer zu der ersten Relativbewegung unterschiedlichen, zweiten Relativbewegung des ersten Befestigungselements (6) zum zweiten Befestigungselement (7) die Bewegungsenergie durch Entspannen der Federeinrichtung (10) freizugeben, wobei die Kupplungseinrichtung (8) eine Schaltereinrichtung (12) umfasst, welche zwischen einem Freigabezustand, in welchem das erste Befestigungselement (6) relativ zum zweiten Befestigungselement (7) unter Umgehung der Federeinrichtung (10) frei um eine Schwenkachse (9) schwenkbar ist, und einem Federzustand schaltbar ist, in welchem das erste Befestigungselement (6) über die Federeinrichtung (10) mit dem zweiten Befestigungselement (7) kraftübertragend verbunden ist.The invention relates to an orthopedic articulation device (5), having a first fastening element (6), a second fastening element (7) pivotable to the first fastening element (6), and a coupling device (8), by means of which the first fastening element (6) with the second Fastening element (7) is connected, which has a spring device (10) which is set up to store kinetic energy in the form of spring tension when the first fastening element (6) moves relative to the second fastening element (7) and when the movement is different from the first relative movement , second relative movement of the first fastening element (6) relative to the second fastening element (7) to release the kinetic energy by relaxing the spring device (10), the coupling device (8) comprising a switch device (12) which switches between a release state in which the first fastening element ( 6) relative to the second attachment igation element (7) bypassing the spring device (10) is freely pivotable about a pivot axis (9), and a spring state can be switched in which the first fastening element (6) is connected to the second fastening element (7) via the spring device (10) in a force-transmitting manner is.
Description
Die Erfindung betrifft eine orthopädietechnische Gelenkvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to an orthopedic joint device according to the preamble of
Eine orthopädietechnische Gelenkvorrichtung ist bereits aus der
Des Weiteren ist aus der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine orthopädietechnische Gelenkvorrichtung zu schaffen, mittels welcher eine Person beim Durchführen einer Bewegung besonders vorteilhaft unterstützbar ist.The object of the present invention is to provide an orthopedic joint device by means of which a person can be supported particularly advantageously when performing a movement.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine orthopädietechnische Gelenkvorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen sowie in der vorliegenden Beschreibung angegeben.This object is achieved according to the invention by an orthopedic joint device with the features of the independent claim. Advantageous refinements with expedient developments of the invention are specified in the respective dependent claims and in the present description.
Die Erfindung betrifft eine orthopädietechnische Gelenkvorrichtung mit einem ersten Befestigungselement, welches dazu eingerichtet ist, an einem ersten Körperteil drehfest angeordnet zu werden. Darüber hinaus umfasst die orthopädietechnische Gelenkvorrichtung ein zum ersten Befestigungselement schwenkbares, zweites Befestigungselement, welches dazu eingerichtet ist, an einem zum ersten Körperteil über ein Gelenk um eine Gelenkachse schwenkbaren, zweiten Körperteil drehfest angeordnet zu werden. Darüber hinaus umfasst die orthopädietechnische Gelenkvorrichtung eine Kupplungseinrichtung, mittels welcher das erste Befestigungselement mit dem zweiten Befestigungselement verbunden ist. Die Kupplungseinrichtung weist eine Federeinrichtung auf, welche dazu eingerichtet ist, bei einer ersten Relativbewegung des ersten Befestigungselements zum zweiten Befestigungselement Bewegungsenergie in Form von Federspannung einzuspeichern und bei einer zu der ersten Relativbewegung unterschiedlichen, zweiten Relativbewegung des ersten Befestigungselements zum zweiten Befestigungselement die Bewegungsenergie durch Entspannen der Federeinrichtung freizugeben. Das bedeutet, dass das erste Befestigungselement an dem ersten Körperteil unterhalb des Gelenks angeordnet ist und das zweite Befestigungselement an dem zweiten Körperteil oberhalb des Gelenks angeordnet ist. Insbesondere sind die jeweiligen Befestigungselemente an den jeweiligen Körperteilen derart befestigt, dass die Befestigungselemente bei einem Bewegen der Körperteile mit den Körperteilen mitbewegt werden. Die Befestigungselemente sind über die Kupplungseinrichtung miteinander verbunden, wobei die Kupplungseinrichtung ein Verschwenken des erstes Befestigungselement relativ zum zweiten Befestigungselement ermöglicht und führt. Beispielsweise weist die Kupplungseinrichtung eine Mittelachse auf, welche parallel und insbesondere konzentrisch zur Gelenkachse des Gelenks angeordnet ist und um welche als Schwenkachse die Befestigungselemente relativ zueinander verschwenkbar sind. Somit ermöglicht die Kupplungseinrichtung, dass bei einem Verschwenken des ersten Körperteils relativ zum zweiten Körperteil um die Gelenkachse des Gelenks die Befestigungselemente mit den Körperteilen mitverschwenkt werden, wobei die Befestigungselemente relativ zueinander um die parallel zur Gelenkachse verlaufenden Schwenkachse der Kupplungseinrichtung verschwenkt werden.The invention relates to an orthopedic articulation device with a first fastening element, which is set up to be arranged in a rotationally fixed manner on a first body part. In addition, the orthopedic articulation device comprises a second fastening element which can be pivoted to the first fastening element and which is designed to be arranged in a rotationally fixed manner on a second body part which can be pivoted about a joint axis to the first body part. In addition, the orthopedic joint device comprises a coupling device, by means of which the first fastening element is connected to the second fastening element. The coupling device has a spring device which is set up to store kinetic energy in the form of spring tension during a first relative movement of the first fastening element relative to the second fastening element and, when the second relative movement of the first fastening element relative to the second fastening element differs from the first relative movement, the kinetic energy by relaxing the Release spring device. This means that the first fastening element is arranged on the first body part below the joint and the second fastening element is arranged on the second body part above the joint. In particular, the respective fastening elements are fastened to the respective body parts in such a way that the fastening elements are moved with the body parts when the body parts are moved. The fastening elements are connected to one another via the coupling device, the coupling device allowing and guiding the first fastening element to pivot relative to the second fastening element. For example, the coupling device has a central axis which is arranged parallel and in particular concentrically to the joint axis of the joint and about which the fastening elements can be pivoted relative to one another as the pivot axis. The coupling device thus enables the fastening elements to be pivoted along with the body parts when the first body part is pivoted relative to the second body part, the fastening elements being pivoted relative to one another about the pivot axis of the coupling device running parallel to the joint axis.
Um ein besonders vorteilhaftes Unterstützen einer Bewegung einer die orthopädietechnische Gelenkvorrichtung tragenden Person zu ermöglichen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Kupplungseinrichtung eine Schaltereinrichtung umfasst, welche zwischen einem Freigabezustand und einem Federzustand schaltbar ist. In dem Freigabezustand ist das erste Befestigungselement relativ zum zweiten Befestigungselement unter Umgehung der Federeinrichtung frei um die Schwenkachse und bei der parallelen und konzentrischen Anordnung der Schwenkachse zu der Gelenkachse, auch um die Gelenkachse schwenkbar. In dem Federzustand ist das erste Befestigungselement über die Federeinrichtung mit dem zweiten Befestigungselement kraftübertragend verbunden. Das bedeutet, dass in dem Federzustand bei der ersten Relativbewegung die Bewegungsenergie in Form von Federspannung eingespeichert wird und bei der zweiten Relativbewegung die Bewegungsenergie durch Entspannen der Federeinrichtung freigegeben wird. Folglich ist mittels der orthopädietechnischen Gelenkvorrichtung in dem Federzustand die jeweilige Bewegung der Person durch Einspeichern und Abgeben von mechanischer Energie unterstützbar. In dem Freigabezustand ist die Bewegung der Person dadurch zu unterstützen, dass ein freies Schwingen der Körperteile relativ zueinander ermöglicht wird, ohne dass die Person einen beim Aufbauen der Federspannung auftretenden Widerstand zum Bewegen der Körperteile relativ zueinander überwinden muss. Beispielsweise kann bei einem vorgegebenen Bewegungsablauf wie der Durchführung eines Schritts ein Teil des Bewegungsablaufs durch Einstellen des Federzustands in der Kupplungseinrichtung unterstützt werden und ein anderer Teil des Bewegungsablaufs durch den Freigabezustand der Kupplungseinrichtung unterstützt werden. Folglich wird die Kupplungseinrichtung mittels der Schaltereinrichtung beim Durchführen eines einzigen Schritts durch die Person nacheinander in dem Freigabezustand und in dem Federzustand betrieben, um die Bewegung der Person besonders vorteilhaft zu unterstützen. In order to enable a particularly advantageous support of a movement of a person wearing the orthopedic articulation device, it is provided according to the invention that the coupling device comprises a switch device which can be switched between a release state and a spring state. In the released state, the first fastening element can be pivoted freely about the pivot axis relative to the second fastening element, bypassing the spring device, and, in the parallel and concentric arrangement of the pivot axis to the joint axis, also about the joint axis. In the spring state, the first fastening element is connected to the second fastening element in a force-transmitting manner via the spring device. This means that in the spring state, the kinetic energy is stored in the form of spring tension in the first relative movement and the kinetic energy is released in the second relative movement by relaxing the spring device. Consequently, the respective movement of the person can be supported by storing and releasing mechanical energy by means of the orthopedic joint device in the spring state. In the release state, the movement of the person is to be supported in that a free swinging of the body parts relative to one another is made possible without the person having to overcome a resistance to moving the body parts that occurs when the spring tension is built up. For example, in the case of a predetermined movement sequence, such as the execution of a step, part of the movement sequence can be supported by setting the spring state in the coupling device and another part of the movement sequence can be supported by the release state of the coupling device. Consequently, the coupling device is operated by means of the switch device when the person performs a single step in succession in the release state and in the spring state in order to particularly advantageously support the movement of the person.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Federeinrichtung eine ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweisende Spiralfeder umfasst. Die Spiralfeder ist mit ihrem ersten Ende mit dem ersten Befestigungselement verbunden und mit ihrem zweiten Ende an einem Abstützring abgestützt. Der Abstützring liegt in dem Freigabezustand federspannungsfrei an dem zweiten Ende der Spiralfeder an, sodass über den Abstützring ein Aufbauen der Federkraft in der Federeinrichtung unterbunden wird. In dem Federzustand ist der Abstützring über einen Reibschluss drehfest mit dem zweiten Befestigungselement verbunden, wodurch an dem zweiten Ende über den Abstützring die Federspannung in der Spiralfeder aufbaubar ist. Der Abstützring ist insbesondere konzentrisch zur Gelenkachse angeordnet. Insbesondere ist der Abstützring umfangsseitig die Spiralfeder umschließend und somit radial nach außen überdeckend angeordnet. Hierbei kann der Abstützring einen radial nach innen abstehenden Überstand aufweisen, bei welchem es sich um ein Abstützelement handelt, gegen welches die Spiralfeder mit ihrem zweiten Ende abgestützt ist. Besteht in dem Federzustand über den Reibschluss eine drehfeste Verbindung zwischen dem Abstützring und dem zweiten Befestigungselement, dann wird bei einer Verschwenkung des ersten Befestigungselements relativ zum zweiten Befestigungselement der Abstützring mit dem zweiten Befestigungselement zusammen relativ zum ersten Befestigungselement verschwenkt. Das an dem Abstützring abgestützte zweite Ende der Spiralfeder wird in dem Federzustand gemeinsam mit dem Abstützring mit dem zweiten Befestigungselement relativ zum ersten Befestigungselement verschwenkt. Das erste Ende der Spiralfeder ist fest mit dem ersten Befestigungselement verbunden, sodass das erste Ende der Spiralfeder mit dem ersten Befestigungselement gemeinsam relativ zum zweiten Befestigungselement verschwenkt wird. Somit wird bei einem Verschwenken des ersten Befestigungselements relativ zum zweiten Befestigungselement in dem Federzustand das erste Ende der Spiralfeder relativ zum zweiten Ende der Spiralfeder verschwenkt. Das Verschwenken des ersten Endes der Spiralfeder relativ zum zweiten Ende der Spiralfeder bewirkt einen Aufbau oder einen Abbau der Federspannung in der Spiralfeder. Durch den Aufbau beziehungsweise den Abbau der Federspannung in der Spiralfeder kann mechanische Energie der Verschwenkbewegung des ersten Befestigungselement relativ zum zweiten Befestigungselement in der Federeinrichtung eingespeichert oder aus der Federeinrichtung ausgespeichert werden. Bei der Verschwenkbewegung des ersten Befestigungselements relativ zum zweiten Befestigungselement um die Gelenkachse beziehungsweise die zur Gelenkachse parallel und konzentrisch angeordnete Schwenkachse der Kupplungseinrichtung sind sowohl der Abstützring als auch die Enden der Spiralfeder relativ zueinander um die Schwenkachse verschwenkbar. In dem Freigabezustand ist der Abstützring kraftübertragungsfrei zum zweiten Befestigungselement, sodass der Abstützring bei einer Verschwenkbewegung des ersten Befestigungselement relativ zum zweiten Befestigungselement um die Schwenkachse mit dem ersten Befestigungselement und mit der Spiralfeder mitverschwenkt wird. Das Mitverschwenken des Abstützrings mit der Spiralfeder und dem ersten Befestigungselement in dem Freigabezustand bewirkt, dass die Spiralfeder zumindest im Wesentlichen federspannungsfrei ist. In dem Freigabezustand wird von der Spiralfeder weder mechanische Energie bereitgestellt, noch mechanische Energie eingespeichert. Somit wird in dem Freigabezustand ein Aufbau eines Widerstands mittels der Spiralfeder bei einem Verschwenken des ersten Befestigungselements relativ zum zweiten Befestigungselements unterbunden. Über den Abstützring ist das zweite Ende der Spiralfeder besonders sicher und einfach mit dem zweiten Befestigungselement verbindbar oder kraftübertragungsfrei zu dem zweiten Befestigungselement anordenbar um die Kupplungseinrichtung zwischen dem Freigabezustand und dem Federzustand zu verstellen beziehungsweise um den Freigabezustand beziehungsweise den Federzustand in der Kupplungseinrichtung einzustellen.In an advantageous embodiment of the invention it is provided that the spring device comprises a spiral spring having a first end and a second end. The first end of the coil spring is connected to the first fastening element and the second end is supported on a support ring. In the released state, the support ring rests on the second end of the spiral spring without spring tension, so that the spring force prevents the spring force from building up in the spring device. In the spring state, the support ring is connected in a rotationally fixed manner to the second fastening element via a frictional engagement, as a result of which the spring tension in the spiral spring can be built up at the second end via the support ring. The support ring is in particular arranged concentrically with the axis of the joint. In particular, the support ring is arranged around the circumference of the spiral spring and thus radially overlapping. Here, the support ring can have a radially inwardly projecting projection, which is a support element against which the coil spring is supported with its second end. If there is a rotationally fixed connection between the support ring and the second fastening element in the spring state via the frictional engagement, then when the first fastening element relative to the second fastening element of the support ring with the second fastening element pivoted together relative to the first fastening element. The second end of the spiral spring supported on the support ring is pivoted in the spring state together with the support ring with the second fastening element relative to the first fastening element. The first end of the spiral spring is firmly connected to the first fastening element, so that the first end of the spiral spring is pivoted together with the first fastening element relative to the second fastening element. Thus, when the first fastening element is pivoted relative to the second fastening element in the spring state, the first end of the spiral spring is pivoted relative to the second end of the spiral spring. The pivoting of the first end of the coil spring relative to the second end of the coil spring causes the spring tension to build up or decrease in the coil spring. By building up or reducing the spring tension in the spiral spring, mechanical energy of the pivoting movement of the first fastening element relative to the second fastening element can be stored in the spring device or stored out of the spring device. During the pivoting movement of the first fastening element relative to the second fastening element about the hinge axis or the pivot axis of the coupling device arranged parallel and concentrically to the hinge axis, both the support ring and the ends of the spiral spring can be pivoted relative to one another about the pivot axis. In the released state, the support ring is free of power transmission to the second fastening element, so that when the first fastening element is pivoted relative to the second fastening element, the support ring is also pivoted about the pivot axis with the first fastening element and with the spiral spring. The pivoting of the support ring together with the coil spring and the first fastening element in the release state causes the coil spring to be at least substantially free of spring tension. In the release state, the spiral spring neither provides mechanical energy nor stores mechanical energy. Thus, in the released state, a build-up of resistance by means of the spiral spring is prevented when the first fastening element is pivoted relative to the second fastening element. Via the support ring, the second end of the spiral spring can be connected particularly securely and easily to the second fastening element or can be arranged without power transmission to the second fastening element in order to adjust the coupling device between the release state and the spring state or to set the release state or the spring state in the coupling device.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Schaltereinrichtung einen Kupplungsring aufweist, welcher zwischen einer Freigabeposition, in welcher der Freigabezustand eingestellt ist und einer Federposition, in welcher der Federzustand eingestellt ist, um die Schwenkachse relativ zum zweiten Befestigungselement verschwenkbar ist. Hierbei verläuft die Schwenkachse insbesondere konzentrisch und parallel zur Mittelachse sowie zur Gelenkachse. Mit anderen Worten ist der Kupplungsring in der Freigabeposition oder in der Federposition relativ zum zweiten Befestigungselement anordenbar. Über den Kupplungsring ist mittels des Reibschlusses der Abstützring drehfest mit dem zweiten Befestigungselement verbindbar. Der Kupplungsring wird sowohl in dessen Freigabeposition als auch in dessen Federposition bei einem Verschwenken des ersten Befestigungselements relativ zum zweiten Befestigungselement mit dem zweiten Befestigungselement mitverschwenkt. Somit ist der Kupplungsring sowohl in der Freigabeposition als auch in der Federposition drehfest mit dem zweiten Befestigungselement verbunden, wobei der Kupplungsring zum Verstellen zwischen dessen Freigabestellung und dessen Federstellung relativ zum zweiten Befestigungselement um die Schwenkachse verschwenkbar ist. In der Freigabeposition sowie in der Federposition kann der Kupplungsring relativ zum zweiten Befestigungselement fixiert sein, wobei für ein Verstellen des Kupplungsrings zwischen der Freigabeposition und der Federposition ein relatives Verschwenken des Kupplungsrings relativ zum zweiten Befestigungselement freigebbar ist. Über den Kupplungsring ist der Abstützring besonders einfach drehfest zu dem zweiten Befestigungselement fixierbar und relativ zu dem zweiten Befestigungselement freigebbar.In a further embodiment of the invention, it has proven to be advantageous if the switch device has a coupling ring which can be pivoted about a pivot axis relative to the second fastening element between a release position in which the release state is set and a spring position in which the spring state is set . The pivot axis runs in particular concentrically and parallel to the central axis and to the joint axis. In other words, the coupling ring can be arranged in the release position or in the spring position relative to the second fastening element. The support ring can be connected in a rotationally fixed manner to the second fastening element via the coupling ring by means of the frictional connection. The coupling ring is pivoted with the second fastening element both in its release position and in its spring position when the first fastening element is pivoted relative to the second fastening element. The coupling ring is thus connected in a rotationally fixed manner to the second fastening element both in the release position and in the spring position, the coupling ring being pivotable about the pivot axis relative to the second fastening element for adjustment between its release position and its spring position. In the release position and in the spring position, the coupling ring can be fixed relative to the second fastening element, with a relative pivoting of the coupling ring relative to the second fastening element being releasable for adjusting the coupling ring between the release position and the spring position. The support ring can be fixed in a particularly simple, rotationally fixed manner to the second fastening element via the coupling ring and can be released relative to the second fastening element.
In dem Zusammenhang hat es sich als insbesondere vorteilhaft erwiesen, wenn der Kupplungsring in einer Aufnahme des zweiten Befestigungselements relativ zu dem zweiten Befestigungselements um die Schwenkachse schwenkbar aufgenommen ist. Hierbei weist die Aufnahme wenigstens eine Führungskulisse auf, in welche ein zugeordnetes Führungselement des Kupplungsrings eingreift und über welche eine Schwenkbewegung des Kupplungsrings relativ zu dem zweiten Befestigungselement begrenzbar ist. Mit anderen Worten weist das zweite Befestigungselement die topfförmige Aufnahme auf, in deren umfangsseitigen Seitenwand die wenigstens eine Führungskulisse angeordnet ist. In der jeweiligen Führungskulisse ist das zugeordnete Führungselement des Kupplungsrings angeordnet, wobei bei einem Verschwenken des Kupplungsrings relativ zum zweiten Befestigungselement zum Verstellen des Kupplungsrings zwischen der Freigabeposition und der Federposition das in der jeweiligen Führungskulisse aufgenommene Führungselement relativ zur Führungskulisse bewegt wird. Hierbei gibt die Führungskulisse über deren geometrische Ausgestaltung die Freigabeposition sowie die Federposition des Kupplungsrings vor. Das jeweilige Führungselement ist relativ zu der zugeordneten Führungskulisse entlang einer Umfangsrichtung der umfangsseitigen Seitenwand der Aufnahme beziehungsweise des Kupplungsrings beim Verstellen des Kupplungsrings zwischen der Freigabeposition und der Federposition relativ zur Aufnahme und somit relativ zum zweiten Befestigungselement bewegbar. Über die Aufnahme sowie die wenigstens eine Führungskulisse der Aufnahme ist somit sowohl die Freigabeposition als auch die Federposition des Kupplungsrings relativ zum zweiten Befestigungselement besonders präzise vorgebbar, um ein besonders einfaches Verstellen des Kupplungsrings zwischen dessen Freigabeposition und dessen Federposition zu ermöglichen.In this context, it has proven to be particularly advantageous if the coupling ring is received in a receptacle of the second fastening element relative to the second fastening element so as to be pivotable about the pivot axis. Here, the receptacle has at least one guide link, in which an associated guide element of the coupling ring engages and via which a pivoting movement of the coupling ring relative to the second fastening element can be limited. In other words, the second fastening element has the cup-shaped receptacle, in the peripheral side wall of which the at least one guide link is arranged. The associated guide element of the clutch ring is arranged in the respective guide link, wherein when the clutch ring is pivoted relative to the second fastening element to adjust the clutch ring between the release position and the spring position, the guide element received in the respective guide link is moved relative to the guide link. Here, the guide link specifies the release position and the spring position of the coupling ring via its geometric configuration. The respective guide element can be moved relative to the associated guide link along a circumferential direction of the peripheral side wall of the receptacle or of the coupling ring when the coupling ring is adjusted between the release position and the spring position relative to the receptacle and thus relative to the second fastening element. Both the release position and the spring position of the coupling ring relative to the second fastening element can thus be specified particularly precisely via the receptacle and the at least one guide link of the receptacle, in order to enable particularly simple adjustment of the coupling ring between its release position and its spring position.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Abstützring konzentrisch zu dem Kupplungsring angeordnet ist und der Kupplungsring in der Federposition über den Reibschluss drehfest mit dem Abstützring verbunden ist. In der Freigabeposition ist der Abstützring relativ zum Kupplungsring frei um die Schwenkachse beziehungsweise die Mittelachse beziehungsweise die Gelenkachse drehbar. Beim Verstellen des Kupplungsrings zwischen dessen Freigabeposition und dessen Federposition ist somit der Kupplungsring sowohl relativ zur Aufnahme des Befestigungselements
Es hat sich in diesem Zusammenhang als vorteilhaft gezeigt, wenn der Kupplungsring wenigstens eine sich verjüngende, radial nach innen von dem Abstützring überdeckte Aussparung aufweist, in welcher ein Stift führbar ist, wobei der Stift in der Federposition in einem verjüngten Ende der Aussparung angeordnet ist und in der Federposition einen Reibschluss zum Abstützring bereitstellt und in der Freigabeposition kontaktfrei zu dem Abstützring angeordnet ist. Die wenigstens eine Aussparung verjüngt sich insbesondere entlang einer Umfangsrichtung des Kupplungsrings, wobei die Aussparung des Kupplungsrings zum Abstützring hin zumindest bereichsweise offen ist. In der Aussparung ist der zugeordnete Stift angeordnet, welcher beim Verstellen des Kupplungsrings von dessen Federposition in dessen Freigabeposition innerhalb der Aussparung in der Umfangsrichtung des Kupplungsrings relativ zur Aussparung bewegbar ist. Ist der Stift in dem verjüngten Ende der Aussparung angeordnet, dann wird der Stift seitlich gegen eine dem Abstützring abgewandte und dem Abstützring gegenüberliegende Seitenwand des Kupplungsrings, welche im Folgenden als erste Seitenwand bezeichnet wird, sowie gegen den Abstützring abgestützt, sodass über den Stift der Reibschluss bereitgestellt wird, über welchen der Abstützring drehfest mit dem Kupplungsring verbunden ist. Beim Verstellen des Kupplungsrings von der Federposition in dessen Freigabeposition wird der Stift in der Aussparung in Umfangsrichtung des Kupplungsrings in das dem verjüngten gegenüberliegende Ende des Kupplungsrings bewegt, wobei der Stift beim Verstellen zumindest vom Abstützring getrennt wird, sodass in der Freigabeposition des Kupplungsrings der Stift kontaktfrei zum Abstützring angeordnet ist. Hierdurch ist der Abstützring in der Freigabeposition des Kupplungsrings relativ zum Kupplungsring frei drehbar. In der Federposition des Kupplungsrings ist der Stift zwischen der dem Abstützring gegenüberliegenden Seitenfläche der Aussparung des Kupplungsrings und dem Abstützring eingeklemmt, wodurch der Abstützring relativ zum Kupplungsring fixiert ist. Über den Stift ist der Reibschluss besonders einfach einstellbar und lösbar, sodass mittels des Stifts der Abstützring besonders einfach drehfest zu dem Kupplungsring positionierbar und drehfrei zu dem Kupplungsring anordenbar ist.In this context, it has been shown to be advantageous if the coupling ring has at least one tapering recess, which is radially inwardly covered by the support ring and in which a pin can be guided, the pin being arranged in a tapered end of the recess in the spring position and provides a frictional connection to the support ring in the spring position and is arranged contact-free to the support ring in the release position. The at least one recess tapers in particular along a circumferential direction of the coupling ring, the recess of the coupling ring being open at least in regions towards the support ring. Arranged in the recess is the associated pin, which can be moved relative to the recess in the circumferential direction of the coupling ring when the coupling ring is adjusted from its spring position to its release position within the recess. If the pin is arranged in the tapered end of the recess, then the pin is supported laterally against a side wall of the coupling ring facing away from the support ring and opposite the support ring, which is referred to below as the first side wall, and against the support ring, so that the frictional engagement is achieved via the pin is provided, via which the support ring is rotatably connected to the coupling ring. When adjusting the coupling ring from the spring position in its release position, the pin is moved in the recess in the circumferential direction of the coupling ring into the tapered opposite end of the coupling ring, the pin being at least separated from the support ring during adjustment, so that the pin is contact-free in the release position of the coupling ring is arranged to the support ring. As a result, the support ring is freely rotatable relative to the coupling ring in the release position of the coupling ring. In the spring position of the clutch ring, the pin is clamped between the side surface of the recess of the clutch ring opposite the support ring and the support ring, as a result of which the support ring is fixed relative to the clutch ring. The frictional engagement can be adjusted and released particularly easily via the pin, so that by means of the pin the support ring can be positioned in a particularly simple manner in a rotationally fixed manner relative to the coupling ring and can be arranged in a rotationally free manner with respect to the coupling ring.
Es hat sich als weiterhin vorteilhaft gezeigt, wenn zum Rückstellen der in der jeweiligen Aussparung angeordnete Stift gegen wenigstens eine Seitenwand des verjüngten Endes der jeweiligen Aussparung federnd abgestützt ist. Insbesondere ist der Stift gegen die die Aussparung in Umfangsrichtung seitlich begrenzende Seitenwand federnd abgestützt, wobei diese im Folgenden als zweite Seitenwand bezeichnete Seitenwand zu der dem Abstützring gegenüberliegenden ersten Seitenwand unterschiedlich ist. Das federnde Abstützen des Stifts gegen die zweite Seitenwand ermöglicht, dass der Stift bei einem Verstellen des Kupplungsrings zwischen dessen Freigabeposition und dessen Federposition besonders einfach rückstellbar ist. Insbesondere ermöglicht das federnde Abstützen, beispielsweise mittels einer Schraubenfeder, dass der Reibschluss beim Verstellen des Kupplungsrings von der Federposition in die Freigabeposition besonders einfach und sicher freigegeben wird. Ein Einklemmen des Stifts zwischen der ersten Seitenwand und dem Abstützring trotz Anordnung des Kupplungsrings in der Freigabeposition kann somit unterbunden werden. Das federnde Abstützen des Stifts ermöglicht somit ein besonders sicheres und einfaches Rückstellen des Stifts beim Verstellen des Kupplungsrings von der Federposition in die Freigabeposition um ein sicheres Verstellen der Kupplungseinrichtung von dem Federzustand in den Freigabezustand zu gewährleisten.It has also proven to be advantageous if the pin arranged in the respective recess is resiliently supported against at least one side wall of the tapered end of the respective recess. In particular, the pin is resiliently supported against the side wall that laterally delimits the cutout in the circumferential direction, wherein this side wall, referred to below as the second side wall, differs from the first side wall opposite the support ring. The resilient support of the pin against the second side wall enables the pin to be reset particularly easily when the coupling ring is adjusted between its release position and its spring position. In particular, the resilient support, for example by means of a helical spring, enables the frictional engagement to be released particularly simply and reliably when the coupling ring is adjusted from the spring position to the release position. Pinching of the pin between the first side wall and the support ring despite the arrangement of the coupling ring in the release position can thus be prevented. The resilient support of the pin thus enables a particularly safe and simple reset of the pin when adjusting the coupling ring from the spring position to the release position in order to ensure a safe adjustment of the coupling device from the spring state to the release state.
Ferner ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Aussparung eine dem verjüngten Ende gegenüberliegende Öffnung aufweist, durch welche hindurch ein Verstellelement des zweiten Befestigungselements beim Verstellen der Schaltereinrichtung zwischen der Freigabeposition und der Federposition führbar ist. Zum Herstellen des Reibschlusses zwischen dem Kupplungsring und dem Abstützring ist mittels des Verstellelements der Stift gegen das verjüngte Ende der Aussparung drückbar. Das dem verjüngten Ende entlang der Umfangsrichtung gegenüberliegende andere Ende der Aussparung weist somit die Öffnung auf, durch welche hindurch das Verstellelement führbar ist. Dieses Verstellelement ist insbesondere einstückig mit dem zweiten Befestigungselement ausgebildet. Mittels des Verstellelements ist der Stift in Umfangsrichtung des Kupplungsrings in das verjüngte Ende drückbar, wodurch der Stift zwischen der ersten Seitenfläche des Kupplungsrings und dem Abstützring zum Einstellen des Reibschlusses eingeklemmt wird. Wird beim Verstellen des Kupplungsrings von dessen Federposition in dessen Freigabeposition der mittels des Verstellelements auf den Stift ausgeübte Druck gelöst, dann kann der Stift über die federnde Abstützung gegen die zweite Seitenwand aus dem verjüngten Ende der Aussparung herausgedrückt werden, um den Abstützring freizugeben. Beim Verstellen beziehungsweise Verschwenken des Kupplungsrings relativ zum zweiten Befestigungselement wird das wenigstens eine Verstellelement relativ zur Aussparung in Umfangsrichtung mitverschwenkt. Folglich ist somit über das Verstellelement der Reibschluss zwischen dem Abstützring und dem Kupplungsring einstellbar um den Federzustand in der Kupplungseinrichtung einzustellen. Weist der Kupplungsring mehrere Aussparungen mit jeweiligen in den Aussparungen angeordneten Stiften auf, so weist das zweite Befestigungselement für jede der Aussparungen ein jeweiliges der jeweiligen Aussparung zugeordnetes Verstellelement auf. Mittels der mehreren Verstellelemente sind sämtliche Stifte gleichzeitig in die jeweiligen verjüngten Enden der Aussparungen drückbar, um gleichzeitig mittels sämtlicher Stifte den Abstützring relativ zum Kupplungsring zu fixieren. Beispielsweise können hierbei die mehreren Aussparungen gleichmäßig über einen Umfang des Kupplungsrings verteilt sein, um über die jeweiligen Stifte ein gleichmäßiges Fixieren des Abstützrings relativ zum Kupplungsring im Federzustand der Kupplungseinrichtung zu ermöglichen. Die jeweiligen Verstellelemente ermöglichen ein besonders einfaches Einstellen des Federzustands in der Kupplungseinrichtung.It is further provided that the at least one recess has an opening opposite the tapered end, through which an adjustment element of the second fastening element can be guided between the release position and the spring position when the switch device is adjusted. To establish the frictional connection between the coupling ring and the support ring, the pin can be pressed against the tapered end of the recess by means of the adjusting element. The other end of the recess opposite the tapered end along the circumferential direction thus has the opening through which the adjusting element can be guided. This adjustment element is in particular formed in one piece with the second fastening element. By means of the adjusting element, the pin can be pressed into the tapered end in the circumferential direction of the coupling ring, as a result of which the pin is clamped between the first side surface of the coupling ring and the support ring for adjusting the frictional engagement. If the pressure exerted on the pin by means of the adjusting element is released from the spring position in its release position when the coupling ring is adjusted, then the pin can be pressed out of the tapered end of the recess against the second side wall via the resilient support in order to release the support ring. When the coupling ring is adjusted or pivoted relative to the second fastening element, the at least one adjusting element is also pivoted relative to the recess in the circumferential direction. Consequently, the frictional engagement between the support ring and the coupling ring can thus be adjusted via the adjusting element in order to set the spring state in the coupling device. If the coupling ring has a plurality of cutouts with respective pins arranged in the cutouts, the second fastening element has a respective one for each of the cutouts adjusting element assigned to the respective recess. By means of the plurality of adjustment elements, all pins can be pressed simultaneously into the respective tapered ends of the cutouts in order to fix the support ring relative to the coupling ring at the same time by means of all pins. For example, the plurality of recesses can be distributed uniformly over a circumference of the coupling ring in order to enable the supporting ring to be fixed uniformly relative to the coupling ring in the spring state of the coupling device via the respective pins. The respective adjustment elements allow a particularly simple setting of the spring state in the coupling device.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schaltereinrichtung mittels eines elektronischen Aktors zwischen dem Freigabezustand und dem Federzustand verstellbar ist. Das bedeutet, dass der Kupplungsring mittels des elektrischen Aktors relativ zum zweiten Befestigungselement verschwenkbar ist, um die Kupplungseinrichtung zwischen dem Federzustand und dem Freigabezustand zu verstellen. Beispielsweise kann mittels des elektrischen Aktors der Kupplungsring in der Freigabeposition und in der Federposition fixiert werden, um ein unkontrolliertes Verstellen der Kupplungseinrichtung zwischen dem Freigabezustand und dem Federzustand zu unterbinden. Mittels des elektrischen Aktors ist die Schaltereinrichtung besonders einfach und sicher zwischen dem Freigabezustand und dem Federzustand verstellbar.In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the switch device can be adjusted between the release state and the spring state by means of an electronic actuator. This means that the coupling ring can be pivoted relative to the second fastening element by means of the electrical actuator in order to adjust the coupling device between the spring state and the release state. For example, the coupling ring can be fixed in the release position and in the spring position by means of the electrical actuator in order to prevent an uncontrolled adjustment of the coupling device between the release state and the spring state. The switch device can be adjusted between the release state and the spring state in a particularly simple and reliable manner by means of the electrical actuator.
In weiterer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Befestigungselement und/oder das zweite Befestigungselement wenigstens eine Schiene aufweisen, über welche das jeweilige Befestigungselement an dem jeweiligen Körperteil befestigbar ist. Über die jeweilige Schiene kann zumindest eine Drehbewegung beziehungsweise eine Schwenkbewegung des jeweiligen Körperteils zu dem jeweiligen zugeordneten Befestigungselement unterbunden werden. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass die Mittelachse beziehungsweise die Schwenkachse der Kupplungseinrichtung jederzeit zumindest im Wesentlichen konzentrisch zur Gelenkachse des Gelenks angeordnet ist um ein besonders vorteilhaftes Unterstützen der Bewegung der Körperteile relativ zueinander zu ermöglichen. Beispielsweise kann die Schiene eine translatorische Bewegung des Körperteils relativ zu dem Befestigungselement ermöglichen, um ein Aufbauen von Spannungen zwischen dem jeweiligen Befestigungselement und dem jeweiligen zugeordneten Körperteil zu unterbinden. Hierdurch kann ein besonders hoher Tragekomfort für die die orthopädietechnische Gelenkvorrichtung tragende Person erreicht werden. Darüber hinaus können über die jeweiligen Schienen Spannungen in der Kupplungseinrichtung vermieden werden, wodurch die Kupplungseinrichtung besonders langlebig ist.In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the first fastening element and / or the second fastening element have at least one rail, via which the respective fastening element can be fastened to the respective body part. At least one rotational movement or a pivoting movement of the respective body part to the respective assigned fastening element can be prevented via the respective rail. This can ensure that the central axis or the pivot axis of the coupling device is arranged at any time at least essentially concentrically to the joint axis of the joint in order to enable a particularly advantageous support of the movement of the body parts relative to one another. For example, the rail can allow a translatory movement of the body part relative to the fastening element in order to prevent the build-up of tensions between the respective fastening element and the respective associated body part. This makes it possible to achieve a particularly high level of comfort for the person wearing the orthopedic joint device. In addition, tensions in the coupling device can be avoided via the respective rails, as a result of which the coupling device is particularly durable.
Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.The invention also includes combinations of the features of the described embodiments.
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Dabei zeigt:
-
1 eine schematische Seitenansicht eines Unterschenkels sowie eines Fußes einer Person, wobei der Fuß gegen den Unterschenkel mit einer orthopädietechnischen Gelenkvorrichtung unterstützt ist, welche ein erstes, an dem Fuß befestigbares Befestigungselement sowie ein zweites, an dem Unterschenkel befestigbares Befestigungselement umfasst, welche über eine Kupplungseinrichtung relativ zueinander um eine Schwenkachse schwenkbar miteinander verbunden sind; -
2 eine Explosionsansicht der Kupplungseinrichtung mit einer Spiralfeder, einem Abstützring, einer Vielzahl an Stiften sowie einem Kupplungsring zum Verschalten des ersten Befestigungselements mit dem zweiten Befestigungselement; -
3 eine schematische Draufsicht auf die Kupplungseinrichtung mit der einenends mit dem ersten Befestigungselement drehfest verbundenen Spiralfeder, welchen anderenends gegen den Abstützring abgestützt ist und über den Abstützring mittels des Kupplungsrings mit dem zweiten Befestigungselement drehfest verbindbar oder zu dem zweiten Befestigungselement drehfrei anordenbar ist; -
4a-4b jeweilige schematische ausschnittsweise Seitenansichten einer Aussparung des Kupplungsrings, in welcher ein Stift angeordnet ist, über welchen eine Reibverbindung zwischen dem Kupplungsring und dem Abstützring bereitstellbar und lösbar ist.
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1 is a schematic side view of a lower leg and a foot of a person, the foot against the lower leg is supported with an orthopedic joint device which comprises a first fastening element which can be fastened to the foot and a second fastening element which can be fastened to the lower leg and which is relative to one another via a coupling device are pivotally connected to one another about a pivot axis; -
2nd an exploded view of the coupling device with a coil spring, a support ring, a plurality of pins and a coupling ring for interconnecting the first fastening element with the second fastening element; -
3rd is a schematic plan view of the coupling device with the spiral spring connected at one end to the first fastening element, which is supported at the other end against the support ring and can be connected in a rotationally fixed manner via the support ring by means of the coupling ring to the second fastening element or can be arranged in a non-rotatable manner to the second fastening element; -
4a-4b respective schematic partial side views of a recess of the coupling ring, in which a pin is arranged, via which a frictional connection between the coupling ring and the support ring can be provided and released.
Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the described components of the embodiments each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another and that further develop the invention independently of one another. Therefore, the disclosure is intended to include combinations of the features of the embodiments other than those shown. Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by further features of the invention that have already been described.
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, functionally identical elements are provided with the same reference symbols.
In
Diese orthopädietechnische Gelenkvorrichtung
Mittels der Kupplungseinrichtung
Um zu ermöglichen, dass die orthopädietechnische Gelenkvorrichtung
Wie in der Explosionsdarstellung in
Wie des Weiteren aus
Umfangsseitig der Federeinrichtung
In
Um den Kupplungsring
In der in
Ist der Abstützring
Um ein besonders vorteilhaftes Verstellen des Kupplungsrings
Um eine Krafteinwirkung des Verstellelements
Der beschriebenen orthopädietechnischen Gelenkvorrichtung
Diese Nachteile sollen mittels der orthopädietechnischen Gelenkvorrichtung
Innerhalb einer Phase eines Bewegungsablaufs wird die Spiralfeder
Die Kupplungseinrichtung
Die orthopädietechnische Gelenkvorrichtung
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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- US 5052379 [0003]US 5052379 [0003]
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