DE102020134649A1

DE102020134649A1 - Gelenkorthese

Info

Publication number: DE102020134649A1
Application number: DE102020134649.2A
Authority: DE
Inventors: Tobias Pieper; Christian Stefurak; Alexander Hülk
Original assignee: Plus Medica Ot GmbH
Current assignee: PLUS MEDICA OT GMBH, DE
Priority date: 2020-12-22
Filing date: 2020-12-22
Publication date: 2022-06-23

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gelenkorthese (2) mit- einem ersten Bauteil (4) und- einem zweiten Bauteil (6), die mittels wenigstens eines Gelenkes (8) um eine Schwenkachse (10) schwenkbar miteinander verbunden sind, und- wenigstens einem Aktuator (22), der an dem ersten Bauteil (4) angeordnet ist, wobei der wenigstens eine Aktuator (22) eingerichtet ist, eine Kraft auf ein Kraftübertragungselement (20) auszuüben, das eingerichtet ist, diese Kraft derart auf das zweite Bauteil (6) zu übertragen, dass ein Drehmoment in eine erste Schwenkrichtung um die Schwenkachse (10) entsteht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gelenkorthese mit einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil, die mittels wenigstens eines Gelenkes um eine Schwenkachse schwenkbar miteinander verbunden sind, und wenigstens einem Aktuator, der an dem ersten Bauteil angeordnet ist.
Gelenkorthesen der oben beschriebenen Art werden häufig auch als Quengelorthesen bezeichnet und werden beispielsweise verwendet, um über einen längeren Zeitraum, beispielsweise eine Nacht, eine Kraft auf ein Körperteil auszuüben. Wird eine gattungsgemäße Gelenkorthese beispielsweise als Knöchelorthese ausgebildet, wird eines der beiden Bauteile, beispielsweise das erste Bauteil, am Unterschenkel des Trägers angeordnet. Das andere der beiden Bauteile, beispielsweise das zweite Bauteil, wird am Fuß des Trägers angeordnet. Das Gelenk, mittels dessen die beiden Bauteile schwenkbar aneinander angeordnet sind, wird unabhängig von der Ausgestaltung der Gelenkorthese vorzugsweise so positioniert, dass die Schwenkachse mit der natürlichen Achse des natürlichen Gelenks des Trägers möglichst gut, vorzugsweise optimal, übereinstimmt. Der wenigstens eine Aktuator wird herkömmlicherweise als Teil des Gelenkes ausgebildet und kann beispielsweise eine Rotationsfeder sein.
Das Gelenk verfügt in der Regel über ein erstes Gelenkelement und ein zweites Gelenkelement, die gegeneinander verschwenkbar angeordnet sind. Das erste Gelenkelement ist in der Regel am ersten Bauteil der Gelenkorthese und das zweite Gelenkelement am zweiten Bauteil der Gelenkorthese angeordnet. Der Aktuator, beispielsweise in Form einer Konstantkraftfeder ist mit einem ersten Ende am ersten Gelenkelement und mit einem zweiten Ende am zweiten Gelenkelement angeordnet und übt so ein Drehmoment aus. Eine Vielzahl unterschiedlicher Gelenke mit unterschiedlichen Aktuatoren ist aus dem Stand der Technik bekannt, wobei die Gelenke dem beschriebenen Wirkprinzip folgen und verwendet werden, um ein Drehmoment aufzubringen, das eine Verschwenkung des zweiten Bauteils relativ zum ersten Bauteil um die Schwenkachse des Gelenkes unterstützt. Nachteilig ist jedoch, dass der Aufbau eines derartigen Gelenkes recht kompliziert ist und unverhältnismäßig viel Bauraum benötigt. Da Gelenk und Aktuator eine feste Einheit und Baugruppe bilden, ist eine Individualisierbarkeit und der Austausch einzelner Komponenten nur schwer oder gar nicht möglich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu beheben oder zumindest zu mindern.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch eine Gelenkorthese gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, die sich dadurch auszeichnet, dass der wenigstens eine Aktuator eingerichtet ist, eine Kraft auf ein Kraftübertragungselement auszuüben, das eingerichtet ist, diese Kraft derart auf das zweite Bauteil zu übertragen, dass ein Drehmoment in eine erste Schwenkrichtung um die Schwenkachse entsteht.
Durch diese Ausgestaltung muss der Aktuator nicht mehr Teil des Gelenkes sein oder in oder an diesem angeordnet werden. Vielmehr kann der Aktuator nahezu frei positioniert werden, sodass zur Verfügung stehender Bauraum genutzt werden kann, unabhängig davon, wo an der Orthese der Bauraum vorhanden ist. Der Aktuator übt eine Kraft auf das Kraftübertragungselement aus, das es auf das zweite Bauteil der Gelenkorthese überträgt. Das Kraftübertragungselement ist vorzugsweise ein Zugkraftübertragungselement und der Aktuator übt eine Zugkraft auf dieses Übertragungselement aus. Das Kraftübertragungselement ist vorzugsweise als Seil, Draht, Gurt oder Bowdenzug ausgebildet, sodass die vom Aktuator auf das Kraftübertragungselement ausgeübte Kraft von nahezu jeder Position der Gelenkorthese auf das zweite Bauteil übertragen werden kann.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist ein Ende des Kraftübertragungselementes an dem zweiten Bauteil angeordnet. Vorzugsweise verläuft das Kraftübertragungselement entlang einer Führung am zweiten Bauteil, wobei die Führung vorzugsweise zumindest abschnittsweise kreisbogenförmig verläuft, wobei die Schwenkachse des Gelenkes vorzugsweise durch den Mittelpunkt des beschriebenen Kreisbogens verläuft. Dadurch wird gewährleistet, dass die übertragene Kraft in ein Drehmoment übertragen wird, welches eine vorbestimmte Größe aufweist, da die Hebellänge, die für die Bestimmung des Drehmomentes essenziell ist, mit dem Radius des Kreisbogens festgelegt ist. Bevorzugt ist der Winkelbereich, über den sich das Kraftübertragungselement entlang des Kreisbogens erstreckt so gewählt, dass die Hebellänge sich auch dann nicht ändert, wenn sich das erste Bauteil relativ zum zweiten Bauteil bewegt und um die Schwenkachse verschwenkt wird.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist der wenigstens eine Aktuator wenigstens einen linearen Aktuator, vorzugsweise eine Zugfeder oder eine Druckfeder, auf oder besteht aus einem solchen. Vorzugsweise beinhaltet der wenigstens eine Aktuator wenigstens eine mechanische Feder. Alternativ oder zusätzlich dazu weist der wenigstens eine Aktuator wenigstens eine hydraulische Feder und/oder wenigstens eine Gasdruckfeder auf.
Besonders bevorzugt ist der Aktuator spannbar und entspannbar, indem das erste Bauteil und das zweite Bauteil relativ zueinander um die Schwenkachse verschwenkt werden. Dies kann beispielsweise erfolgen, indem der Träger der Orthese einen Körperteil, beispielsweise einen Fuß oder einen Unterarm, relativ zu einem anderen Körperteil, beispielsweise einem Unterschenkel oder einem Oberarm, bewegt. Dadurch wird eine Zugkraft auf das Kraftübertragungselement ausgeübt, die auf den Aktuator übertragen wird, der dadurch gespannt wird. Wird das Körperteil in die entgegengesetzte Richtung bewegt, lässt diese Zugkraft nach und der Aktuator wird entspannt. Insbesondere für den Fall, dass sich das Kraftübertragungselement entlang eines Kreisbogens in oder an einer Führung erstreckt, ist ein Zusammenhang zwischen dem Schwenkwinkel, um den das zweite Bauteil relativ zum ersten Bauteil verschwenkt wird, und der Kompression oder Expansion des Aktuators besonders einfach gegeben.
Vorzugsweise verfügt die Gelenkorthese über eine Koppeleinrichtung, die in eine Entkoppelstellung bringbar ist. In dieser übt der Aktuator keine Kraft auf das Kraftübertragungselement aus, sofern sich das erste Bauteil und das zweite Bauteil in einem vorbestimmten Winkelbereich zueinander befinden. Die Koppeleinrichtung ist zudem auch in eine Koppelstellung bringbar, in der der Aktuator die Kraft auf das Kraftübertragungselement ausübt. Eine solche Koppeleinrichtung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn nicht in jeder Situation gewünscht ist, dass die Kraft des Aktuators auf das zweite Bauteil übertragen wird. So kann es beispielsweise zum Anlegen der Orthese an ein Körperteil des Trägers von Vorteil sein, wenn diese Kraft nicht übertragen wird. Die Koppeleinrichtung wird dann bevorzugt in die Entkoppelung gebracht. Dazu kann es nötig sein, das erste Bauteil und das zweite Bauteil in eine bestimmte Position zu bringen, die als Entkoppelposition bezeichnet werden kann. In dieser wird die Koppeleinrichtung in die Entkoppelung gebracht und der Aktuator von dem Kraftübertragungselement entkoppelt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung handelt es sich bei dem Aktuator beispielsweise um eine Druckfeder. Das Kraftübertragungselement ist mit einem Ende am zweiten Bauteil und mit dem anderen Ende am Aktuator angeordnet. Wird nun das zweite Bauteil relativ zum ersten Bauteil in eine erste Schwenkrichtung bewegt, entspannt sich der Aktuator. Wird hingegen das zweite Bauteil in die entgegengesetzte Richtung, die als zweite Schwenkrichtung bezeichnet wird, relativ zum ersten Bauteil verschwenkt, wird der Aktuator gespannt, im vorliegenden Beispiel also komprimiert. Ist der Aktuator beispielsweise eine Spiralfeder, kann dies besonders einfach dadurch erreicht werden, dass das Kraftübertragungselement sich durch die Spiralfeder hindurch erstreckt und an einer Stelle einen tellerförmigen Anschlag aufweist. Das Kraftübertragungselement wird beim Bewegen des zweiten Bauteils relativ zum ersten Bauteil in die zweite Schwenkrichtung so bewegt, dass der tellerförmige Anschlag am entsprechenden Ende der Spiralfeder, also des Aktuators, anliegt und die Spiralfeder komprimiert. Wird die Entkoppelposition erreicht, kann die Koppeleinrichtung betätigt werden. Dazu kann beispielsweise ein Hebel verschwenkt werden, der den Aktuator in dieser Position fixiert, eine Bewegung des Kraftübertragungselementes jedoch erlaubt.
Dies bedeutet insbesondere, dass eine Bewegung des zweiten Bauteils relativ zum ersten Bauteil in die erste Schwenkrichtung möglich ist, ohne dass der Aktuator entspannt wird. Insbesondere übt der Aktuator bei dieser Bewegung keine Kraft auf das Kraftübertragungselement und damit auch nicht auf das zweite Bauteil aus. Eine Bewegung des zweiten Bauteils relativ zum ersten Bauteil in die zweite Schwenkrichtung ist vorteilhafterweise, jedoch nicht notwendigerweise, nicht möglich. Befindet sich das zweite Bauteil relativ zum ersten Bauteil beispielsweise an einem Anschlag wenn die Entkoppelposition erreicht wird, kann das zweite Bauteil relativ zum ersten Bauteil nicht weiter in die zweite Schwenkrichtung verschwenkt werden. Ist ein solcher Anschlag jedoch nicht oder nicht in der Entkoppelposition vorhanden, ist eine weitere Bewegung des zweiten Bauteils relativ zum ersten Bauteil auch in die zweite Schwenkrichtung weiterhin möglich. Dabei wird der Aktuator vorzugsweise weiter gespannt. Das dadurch aufgebrachte Drehmoment wird dabei ohne eine entsprechende Gegenkraft das zweite Bauteil wieder in die Entkoppelposition relativ zum ersten Bauteil verschieben. Eine Bewegung darüber hinaus wird nicht stattfinden, da in dieser Position der Aktuator entkoppelt wurde.
In einer bevorzugten Ausgestaltung verfügen das erste Bauteil und/oder das zweite Bauteil über einen Bauteilkörper, der mittels eines additiven Fertigungsverfahrens, insbesondere eines 3-D-Druckverfahrens, hergestellt ist. Der jeweilige Bauteilkörper ist vorzugsweise als Schale oder Schiene ausgebildet und ergonomisch geformt, sodass es der Form des Körperteils nachgebildet ist, an das er anzulegen ist. Das Bauteil selbst verfügt neben dem Bauteilkörper vorzugsweise über weitere Elemente, beispielsweise einen oder mehrere Befestigungsgurte, mit denen der Bauteilkörper am Körperteil befestigt werden kann. Der Bauteilkörper ist vorzugsweise mit einer Polsterung, beispielsweise einem Kissen, versehen, um den Tragekomfort zu erhöhen. Die Polsterung ist dabei so angeordnet, dass sie im angelegten Zustand der Gelenkorthese zwischen dem Körper des Trägers der Orthese und dem Bauteilkörper positioniert ist.
Die Verwendung eines 3-D-Druckverfahrens oder eines anderen additiven Fertigungsverfahrens ermöglicht es, individuelle Bauteilkörper zu erstellen, die an die Körperteile des Trägers der Gelenkorthese optimal angepasst sind. Dazu werden vorzugsweise zunächst die Körperteile vermessen und digital erfasst, an die die Bauteile und die Bauteilkörper angelegt werden sollen. Dies geschieht beispielsweise über einen Scanner, der die Körperteile dreidimensional vermisst. Die so erfassten Daten werden dann verwendet, um in einer elektrischen Steuerung, insbesondere einer elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung verarbeitet zu werden, sodass die elektrische Steuerung Steuerbefehle an die Herstellvorrichtung, insbesondere den 3-D-Drucker zu senden.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung verfügt das erste Bauteil über ein erstes Gelenkelement und das zweite Bauteil über ein zweites Gelenkelement. Die beiden Gelenkselemente sind gelenkig aneinander angeordnet und erlauben so eine Verschwenkung der beiden Bauteile relativ zueinander. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das erste Gelenkelement und/oder das zweite Gelenkelement einstückig mit dem jeweiligen Bauteilkörper des Bauteils, zu dem sie gehören, ausgebildet sind. Dies ist besonders einfach in einem additiven Fertigungsverfahren, wie es oben beschrieben ist, möglich und erlaubt eine besonders gute Ausrichtung der Schwenkachse relativ zur Gelenkachse des Körperteils. Damit ist eine besonders gute Funktionalität und Wirksamkeit und gleichzeitig ein hoher Tragekomfort gewährleistet.
Vorzugsweise ist der wenigstens eine Aktuator in einer Aufnahme angeordnet, die besonders bevorzugt einstückig mit dem Bauteilkörper des ersten Bauteils ausgebildet ist. Dadurch wird die Herstellung vereinfacht, das Verfahren beschleunigt und so der Preis gesenkt. In einer alternativen Ausgestaltung ist die Aufnahme lösbar am Bauteilkörper angeordnet. In diesem Fall ist es auf besonders einfache Weise möglich, die Aufnahme mit einem sich darin befindenden Aktuator auszutauschen.
Vorteilhafterweise ist der wenigstens eine Aktuator lösbar an dem ersten Bauteil und vorzugsweise lösbar an dem Kraftübertragungselement angeordnet. Insbesondere für den Fall, dass der Aktuator an beiden Elementen lösbar positioniert ist, lässt er sich von der Gelenkorthese entfernen und beispielsweise gegen einen anderen Aktuator austauschen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn beispielsweise im Laufe einer Therapie die Anforderungen an den Aktuator variieren, weil beispielsweise ein Heilungsfortschritt erzielt werden konnte und ein weniger starker Aktuator benötigt wird. Vorzugsweise ist die Aufnahme so ausgebildet, dass unterschiedliche Aktuatoren, die sich beispielsweise in der Stärke der durch sie erzeugten Kraft unterscheiden, in der Aufnahme aufgenommen werden können.
Vorzugsweise ist der wenigstens eine Aktuator durch eine statische Haltevorrichtung ersetzbar. Die statische Haltevorrichtung ist beispielsweise als inelastisches Zugelement ausgebildet. Vorzugsweise ist die statische Haltevorrichtung in der Aufnahme befestigbar, nachdem der Aktuator aus der Aufnahme entfernt wurde. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist die Gelenkorthese einen Aktuator und eine statische Haltevorrichtung auf, die je nach gewünschtem Effekt in die Aufnahme eingesetzt werden können. So kann die Gelenkorthese als dynamische Quengelorthese verwendet werden, wenn der Aktuator in die Aufnahme eingesetzt ist. Wird hingegen die statische Haltevorrichtung in die Aufnahme eingesetzt, wirkt die Gelenkorthese als statische Quengelorthese. Selbstverständlich kann die Gelenkorthese auch mehrere unterschiedliche Aktuatoren und/oder mehrere unterschiedliche statische Haltevorrichtungen aufweisen, von denen jeweils einer oder eine in die Aufnahme eingesetzt wird.
Vorzugsweise verfügt die Gelenkorthese über eine Vorspanneinrichtung, mittels derer eine Vorspannung des wenigstens einen Aktuators einstellbar ist. Diese Vorspannung kann beispielsweise mittels einer Schraube erfolgen und/oder eingestellt werden. Diese wirkt vorzugsweise direkt auf den Aktuator und spannt diesen vor. Alternativ oder zusätzlich dazu ist das Kraftübertragungselement längenveränderbar ausgebildet. Durch eine Veränderung der Länge, beispielsweise eine Verkürzung des Kraftübertragungselementes, kann die Spannung auf den Aktuator erhöht und dieser so vorgespannt werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Gelenkorthese sind das erste Bauteil und das zweite Bauteil über einen Schwenkwinkelbereich zwischen einem ersten Anschlagswinkel und einem zweiten Anschlagswinkel relativ zueinander schwenkbar, wobei der erste Anschlagswinkel und/oder der zweite Anschlagswinkel einstellbar sind. Die Gelenkorthese verfügt in diesem Fall über einen ersten Anschlag und einen zweiten Anschlag. Der erste Anschlag begrenzt die Bewegung der beiden Bauteile zueinander in eine erste Schwenkrichtung. In dieser Endposition liegt zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil der erste Anschlagswinkel. Der zweite Anschlag begrenzt die Bewegung der beiden Bauteile zueinander in eine zweite Schwenkrichtung. In dieser Endposition liegt zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil der zweite Anschlagswinkel. Der Schwenkwinkelbereich erstreckt sich zwischen diesen beiden Anschlagswinkeln.
Der erste und/oder der zweite Anschlag sind an dem ersten Bauteil oder dem zweiten Bauteil angeordnet. Das Bauteil, an dem der jeweilige Anschlag nicht angeordnet ist, kommt beim Erreichen des jeweiligen Anschlagswinkel mit dem Anschlag in Kontakt und schlägt an ihm an.
Vorzugsweise sind der erste und/oder der zweiten Anschlagswinkel einstellbar. Dies kann besonders einfach erreicht werden, indem der erste Anschlag und/oder der zweite Anschlag einstellbar ausgebildet sind.
Die Gelenkorthese ist vorzugsweise als Knöchelorthese, Knieorthese, Fingerorthese, Handgelenksorthese oder Ellenbogenorthese oder als Kombination einiger dieser Orthesen ausgebildet. In diesen Beispielen ist das erste Bauteil oder das zweite Bauteil als Unterschenkelbauteil, Oberschenkelbauteil, Unterarmbauteil bzw. Oberarmbauteil und das jeweils andere Bauteil als Fußbauteil, Unterschenkelbauteil, Handbauteil bzw. unter Anbau ausgebildet. Wird die Orthese als Kombination mehrerer Gelenkorthesen ausgebildet, handelt es sich in der Regel um benachbarte Gelenke, also beispielsweise um Kombinationen aus Knie- und Knöchelorthese, aus Finger- und Handgelenksorthese, aus Handgelenks- und Ellenbogenorthese oder aus Finger-, Handgelenks- und Ellenbogenorthese.
Mithilfe der beiliegenden Figuren werden nachfolgend einige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

1 - die schematische Ansicht einer Knöchelorthese gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 - 4 - schematische Teilansichten einer Knöchelorthese gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung,
5 und 6- eine Knöchelorthese mit einer Koppeleinrichtung in unterschiedlichen Stellungen,
7 - die schematische Darstellung einer dynamischen Quengelorthese und
8 - die schematische Darstellung einer statischen Quengelorthese.

1 zeigt eine Gelenkorthese 2 in Form einer Knöchelorthese. Sie verfügt über ein erstes Bauteil 4, das als Unterschenkelbauteil ausgebildet ist, und über ein zweites Bauteil 6, das als Fußteil ausgebildet ist. Mittels eines Gelenkes 8 sind das erste Bauteil 4 und das zweite Bauteil 6 um eine Schwenkachse 10 schwenkbar miteinander verbunden. Am ersten Bauteil 4 befindet sich zudem eine Aufnahme 12, in der sich ein Aktuator befindet, der in 1 nicht dargestellt ist. Er ist eingerichtet, auf ein ebenfalls nicht dargestelltes Kraftübertragungselement eine Kraft auszuüben, wobei das Kraftübertragungselement an einem Befestigungselement 14 befestigt ist, das am zweiten Bauteil 6 angeordnet ist. Auf diese Weise kann das nicht dargestellt Kraftübertragungselement die vom Aktuator aufgebrachte Kraft auf das zweite Bauteil 6 übertragen und so ein Drehmoment erzeugen.
Im in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Gelenk 8 und das Kraftübertragungselement durch eine Verblendung 16 abgedeckt, durch die einerseits der optische und ästhetische Gesamteindruck verbessert werden soll und die andererseits insbesondere das Kraftübertragungselement vor Verschmutzung und Beschädigung schützt. Die gezeigte Vorrichtung verfügt zudem über eine Koppeleinrichtung 18, die in der Koppelstellung gezeigt ist. Sie kann auch in eine Entkoppelung gebracht werden, in der der Aktuator keine Kraft auf das Kraftübertragungselement aufbringt.
2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus einer ähnlichen Gelenkorthese 2. Der Hauptunterschied besteht in der geänderten Ausführungsform der Koppeleinrichtung 18, die nun als Hebel ausgebildet ist. Durch Verschwenken der Koppeleinrichtung 18 um eine Längsachse der Aufnahme 12, die in 2 von oben nach unten verläuft, wird die Koppeleinrichtung 18 aus der in 2 gezeigten Koppelstellung in die Entkoppelung gebracht.
Die 3 und 4 zeigen unterschiedliche Ausführungsformen des Gelenkes 8. In 3 ist das Gelenk 8 aus zwei Elementen aufgebaut, die gegeneinander verschwenkt werden können, wobei diese Elemente jeweils einstückig mit dem ersten Bauteil 4 oder dem zweiten Bauteil 6 ausgebildet sind. Dies ist bevorzugt durch ein additives Fertigungsverfahren, beispielsweise ein 3 D-Druckverfahren erreichbar. Es ergibt sich eine sehr gute Passform und die Orientierung des ersten Bauteils 4 relativ zum zweiten Bauteil 6 während der Montage der Gelenkorthese 2 ist problemlos möglich. Zudem entsteht ein homogener Gesamteindruck.
In 4 hingegen sind die beiden Elemente des Gelenkes 8 als separate Bauteile hergestellt, sodass sie separat am ersten Bauteil 4 oder am zweiten Bauteil 6 befestigt sind. In beiden 3 und 4 ist das Kraftübertragungselement 20 dargestellt, dass sich aus dem unteren Ende der Aufnahme 12 bis zum Befestigungselement 14 erstreckt. Dabei wird es in einem Bogen um die Schwenkachse 10 des Gelenkes 8 herumgeführt, sodass eine auf das Kraftübertragungselement 20 ausgeübte Zugkraft ein Drehmoment erzeugt.
In den 5 und 6 wird die Wirkungsweise der Koppeleinrichtung 18 erläutert. Die Aufnahme 12 ist jeweils in einer Schnittdarstellung gezeigt, sodass ein Blick ins Innere der Aufnahme 12 möglich ist. In 5 ist das erste Bauteil 4 relativ zum zweiten Bauteil 6 in einer ersten Winkelstellung dargestellt. Innerhalb der Aufnahme 12 ist der Aktuator 22 dargestellt, der im gezeigten Ausführungsbeispiel als Druckfeder ausgebildet ist. Der Aktuator 22 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Schraubenfeder, durch die sich das Kraftübertragungselement 20 erstreckt. Es ist mit dem unteren Ende am Befestigungselement 14 angeordnet, dass mit dem zweiten Bauteil 6 drehfest verbunden ist. Das obere Ende des Kraftübertragungselementes 20 ist an einem Kontaktelement 24 angeordnet. Dieses hat eine Ausdehnung, die es ihm nicht ermöglicht sich durch den als schraubenfederausgebildeten Aktuator 22 hindurch zu bewegen.
Wird bei der gezeigten Ausführungsform das zweite Bauteil 6 um die Schwenkachse 10 des Gelenkes 8 im Uhrzeigersinn relativ zum ersten Bauteil 4 verschwenkt, bewegt sich auch das Befestigungselement 14 im Uhrzeigersinn um die Schwenkachse 10. Dadurch wird eine Zugkraft auf das Kraftübertragungselement 20 ausgeübt, die es auf das Kontaktelement 24 überträgt. Dieses wird nach unten bewegt und komprimiert so den Aktuator 22. Dieser ist als elastisches Element eingerichtet, eine Gegenkraft auszuüben, die ein Drehmoment auf das zweite Bauteil 6 ausübt. Die Koppeleinrichtung 18 befindet sich in 5 in der Koppelstellung.
Wird in der in 5 gezeigten Ausführungsform das zweite Bauteil 6 um die Schwenkachse 10 relativ zum ersten Bauteil 4 gegen den Uhrzeigersinn verschwenkt, bewegt sich auch das Befestigungselement 14 gegen den Uhrzeigersinn um die Schwenkachse 10, was dazu führt, dass das Kontaktelement 24 durch die vom Aktuator 22 aufgebrachte Kraft nach oben bewegt wird und der Aktuator 22 entspannt wird.
In 6 ist das zweite Bauteil 6 relativ zum ersten Bauteil 4 im Uhrzeigersinn um die Schwenkachse 10 verschwenkt worden. Dadurch ist, wie bereits zu 5 beschrieben, eine Zugkraft auf das Kraftübertragungselement 20 ausgeübt worden, die das Kontaktelement 24 nach unten bewegt und den Aktuator 22 komprimiert hat. In diesem Zustand wurde in 6 die Koppeleinrichtung 18 aus der in 5 gezeigten Koppelstellung in die in 6 gezeigt Entkoppelung gebracht. Dadurch wird in der gezeigten Ausführungsform verhindert, dass das Kontaktelement 24 innerhalb der Aufnahme 12 nach oben bewegt wird, selbst wenn das zweite Bauteil 6 wieder gegen den Uhrzeigersinn um die Schwenkachse 10 relativ zum ersten Bauteil verschwenkt wird. Die vom Aktuator 22 auf das Kontaktelement 24 übertragene Kraft wird von diesem nicht auf das Kraftübertragungselement 20, sondern auf die Koppeleinrichtung 18 übertragen, sodass kein Drehmoment auf das zweite Bauteil 6 übertragen wird.
7 zeigt eine andere Ausführungsform der Gelenkorthese 2. Das Kraftübertragungselement 20 ist im Vergleich zu den bisher beschriebenen Ausführungsformen deutlich länger ausgebildet und die Aufnahme 12, in der sich der in 7 nicht gezeigte Aktuator befindet, ist nicht seitlich, also medial oder lateral, sondern hinten am ersten Bauteil 4 der Gelenkorthese 2 angeordnet. Das Kraftübertragungselement wird über ein erstes Umlenkelement 26 umgelenkt, bevor es die in den gezeigten Ausführungsformen um die Schwenkachse 10 herum geführt und am Befestigungselement 14 befestigt wird. Durch das Kraftübertragungselement 20 wird die von dem Aktuator 22 auf dieses Element 20 übertragene Kraft in ein Drehmoment umgewandelt, das auf das zweite Bauteil 6 wirkt.
In 8 hingegen ist der Aktuator mit der Aufnahme 12 aus der in 7 gezeigten Ausführungsform entfernt worden. Stattdessen ist eine Haltevorrichtung 28 vorhanden, die das Kraftübertragungselement 20 in der gezeigten Position hält. Eine Bewegung des zweiten Bauteils 6 relativ zum ersten Bauteil 4 gegen eine vom Aktuator aufgebrachte Kraft ist in dieser Ausgestaltung nicht möglich. Im Vergleich zu 7, in der eine dynamische Quengelorthese gezeigt ist, ist 8 die Darstellung einer statischen Quengelorthese.
Bezugszeichenliste

2: Gelenkorthese
4: erstes Bauteil
6: zweites Bauteil
8: Gelenk
10: Schwenkachse
12: Aufnahme
14: Befestigungselement
16: Verblendung
18: Koppeleinrichtung
20: Kraftübertragungselement
22: Aktuator
24: Kontaktelement
26: Umlenkelement
28: Haltevorrichtung

Claims

Gelenkorthese (2) mit - einem ersten Bauteil (4) und - einem zweiten Bauteil (6), die mittels wenigstens eines Gelenkes (8) um eine Schwenkachse (10) schwenkbar miteinander verbunden sind, und - wenigstens einem Aktuator (22), der an dem ersten Bauteil (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Aktuator (22) eingerichtet ist, eine Kraft auf ein Kraftübertragungselement (20) auszuüben, das eingerichtet ist, diese Kraft derart auf das zweite Bauteil (6) zu übertragen, dass ein Drehmoment in eine erste Schwenkrichtung um die Schwenkachse (10) entsteht.
Gelenkorthese (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Aktuator (22) wenigstens einen linearen Aktuator (22), vorzugsweise eine Zugfeder oder eine Druckfeder aufweist oder daraus besteht.
Gelenkorthese (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (22) spannbar und entspannbar ist, indem das erste Bauteil (4) und das zweite Bauteil (6) um die Schwenkachse (10) relativ zueinander verschwenkt werden.
Gelenkorthese (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Koppeleinrichtung (18) aufweist, die in eine Entkoppelstellung bringbar ist, in der der wenigstens eine Aktuator (22) keine Kraft auf das Kraftübertragungselement (20) aufbringt, wenn sich das erste Bauteil (4) und das zweite Bauteil (6) in einem vorbestimmten Winkelbereich zueinander befinden.
Gelenkorthese (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (4) und/oder das zweite Bauteil (6) einen Bauteilkörper aufweisen, der mittels eines additiven Fertigungsverfahrens, insbesondere eines 3D-Druckverfahrens hergestellt ist.
Gelenkorthese (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (4) ein erstes Gelenkelement und das zweite Bauteil (6) ein zweites Gelenkelement aufweist, die gelenkig aneinander angeordnet werden, wobei das erste Gelenkelement und/oder das zweite Gelenkelement einstückig mit dem jeweiligen Bauteilkörper ausgebildet sind.
Gelenkorthese (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Aktuator (22) in einer Aufnahme (12) angeordnet ist, die vorzugsweise einstückig mit dem Bauteilkörper des ersten Bauteils (4) ausgebildet ist.
Gelenkorthese (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Aktuator (22) lösbar an dem ersten Bauteil (4) und vorzugsweise lösbar an dem Kraftübertragungselement (20) angeordnet ist.
Gelenkorthese (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Aktuator (22) durch eine statische Haltevorrichtung (28) ersetzbar ist.
Gelenkorthese (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Vorspanneinrichtung aufweist, mittels derer eine Vorspannung des wenigstens einen Aktuators (22) einstellbar ist.
Gelenkorthese (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (4) und das zweite Bauteil (6) über einen Schwenkwinkelbereich zwischen einem ersten Anschlagswinkel und einem zweiten Anschlagswinkel relativ zueinander schwenkbar sind, wobei der erste Anschlagswinkel und/oder der zweite Anschlagswinkel einstellbar sind.
Gelenkorthese (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wirkrichtung des entstehenden Drehmomentes einstellbar ist.
Gelenkorthese (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Orthese (2) eine Knöchelorthese, eine Knieorthese, eine Fingerorthese, eine Handgelenksorthese oder eine Ellenbogenorthese oder als Kombination einiger dieser Orthesen ausgebildet ist.