DE19700484A1 - Orthesen-Gelenk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Orthesen-Gelenk mit den Merk­ malen des Oberbegriff des Hauptanspruches. Orthe­ sen-Gelenke werden an den außerhalb insbesondere der Beine angeordneten Orthesen, die nicht voll funktionsfähige Gliedmaßen, insbesondere Beine, in ihren Stützfunktionen während der Rekonvaleszenz oder Teilfunktionalität un­ terstützen dazu vorgesehen, diesen Orthesen einen be­ grenzten Bewegungsspielraum zu geben.

Beim Einsatz von Orthesen dient das Bein des Benutzers noch maßgeblich zur Stützung. Trotzdem tragen die Orthe­ sen gerade beim Auftreten erhebliche Lasten, so daß bis­ her nicht auf beidseitige Orthesen (innen und außen vom Bein) bei denen alle Lasten symmetrisch verteilt wurden, verzichtet werden konnte. Anderseits ist es erwünscht, Orthesen nur einseitig, außen am Bein vorzusehen. Dann treten jedoch nicht unerhebliche Knickkräfte u. dgl. auf, die die bisherigen Orthesen nicht auffangen konnten. Insbesondere wurden in Gelenken nur kleine Teilbereich der Lagerung übermäßig belastet, so daß selbst aus sta­ bilem Stahl gefertigte Kugellager brachen.

Bisher werden bei den jeweils auf beiden Seiten der Gliedmaße parallel angeordneten, insbesondere aus Metall gefertigten Orthesen Längsstangen verwendet, die, wie in der Fig. 3 ersichtlich, mittels einfacher Bohrungen durch die Stange und entsprechenden auf die andere Längsstange aufgesetzten Achsbolzenhalterungen miteinan­ der verbunden wurden. Diese Längsstangen 12, 14 werden dann durch Anstoßen an eine Kante 16 der Achsaufnahme oder die Endkanten der weiteren Längsstange 14 gebildet.

Diese bisher verwandten Gelenke sind nachteilig, da sie nicht zuletzt, weil die Gelenkstangen wie Resonatoren wirken, laute metallische Geräusche abgeben, daß die Teile schnell abnutzen, was insbesondere bei Kindern, bei denen bei Spielen im Freien auch noch Sand in diese offenen Gelenke gerät, aufgrund geringer Lebensdauer nachteilig ist und insbesondere die einmal bei der An­ passung eingestellten Bewegungsspielräume schnell verän­ dert werden, was in aller Regel zu Haltungsschäden führt.

Weiter muß das aufgrund der mangelnden Schmierung und der Abnutzung sich schnell einstellende klappernde Ge­ räusche besonders bei Kindern unterdrückt werden, da dies das Tragen von Orthesen für den Benutzer sehr unan­ genehm macht. Dies kann soweit gehen, daß Benutzer, ins­ besondere Kinder, obwohl sie mit Orthesen laufen könn­ ten, lieber im Rollstuhl fahren, um nicht auf ihre Be­ hinderung auch noch lautstark aufmerksam zu machen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine leises, wartungsarmes Orthesen-Gelenk zu schaffen, das starke Kräfte auch bei einer Verwendung für eine einsei­ tige Orthese aufnehmen kann und dessen Einstellungen über längere Zeiträume stabil bleiben.

Erfindungsgemäß wird dies durch ein Orthesen-Gelenk nach dem Merkmal des Hauptanspruches gelöst. Die Unteransprü­ che geben vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung wieder.

Insbesondere ist vorteilhaft, daß sich das erfindungsge­ mäße Orthesen-Gelenk aufgrund seiner einfachen Geometrie aus einem Stück Titan gut herausfräsen läßt und es kei­ nerlei Schweißungen oder großförmiger Verbiegungen be­ darf, die bei Titan ein Erhitzen voraussetzen, was wie­ derum nur unter einer Gasatmosphäre vorgenommen werden kann, da ansonsten das Titan Sauerstoff "aufsaugt" und stark versprödet.

Die gewählte Form des Anschlages, wie sie sich insbeson­ dere in der Fig. 1 zeigt, enthält ein gabelförmiges Ele­ ment 20 an einem Gelenkstück 1 mit einer Ausnehmung 40, die mittig einen Anschlag 24 auf der Mitte des zweiten Gelenkstücks mit Spiel umgreift. Dies verringert schon die entstehenden Geräusche erheblich, da nicht mehr die gesamte Orthesenstange durch Anschlagen gegen ihr Ende in (Resonanz-) Schwingungen kommen kann.

Vorteilhaft ist weiter, daß auf diese Weise die feste Vorsehung von Begrenzungsanschlägen/Dämpfelementen mög­ lich ist, die sich durch die Bewegung der Längsstangen nun nicht mehr, wie bisher beim Stand der Technik aus ihren Verankerungen lösen, wenn sie aufgrund ihres fle­ xiblen Charakters stark die Form verändern.

Insbesondere wird vorgeschlagen, die Dämpfungsanschläge von außen durch Bohrungen 38, die sich in der Ebene der Gabel quer zu deren Öffnung erstrecken, einsetzbar zu gestalten und diese Öffnungen durch Madenschrauben 34, 36 von außen zu verschließen. Damit kann das Gelenk selbst geschlossen bleiben, wenn die Anschläge ausge­ wechselt werden.

Die schon durch das Wegfallen der Resonanz und das nicht direkte Anschlagen verringerte Geräuschentwicklung wird so nochmals deutlich vermindert und in ein deutlich an­ genehmeres weicheres Geräusch umgewandelt. Der Begren­ zungswinkel des Orthesen-Gelenkes läßt sich durch Auf­ feilen der Gabelung zudem leicht und dauerhaft einstel­ len. Die Geometrie des Anschlagens von Anschlag und Dämpfungselement kann dabei bewußt zwischen vollflächig oder schräg variiert werden.

Die ab der Mitte der Gabel (in der Fig. 2 durch Bezugs­ zeichen 44 gekennzeichnet) verdickt ausgeführten gabel­ artigen Abschnitte werden sich zudem nicht, wie die Längsstangen bei einem Orthesen-Gelenk nach dem Stand der Technik durch Verformungen abnutzen, so daß der ein­ mal eingestellte Bewegungswinkel zuverlässig eingestellt bleibt.

Da das Gelenk weiter hermetisch gegen das Eindringen von Sand oder dergleichen geschützt ist, und auch der An­ schlag sandunempfindlich ist, können nun auch Kinder oh­ ne aufwendige Reinigungsprozeduren mit ihren Orthesen-Ge­ lenken ohne Befürchtungen spielen. Gegebenenfalls ist lediglich zwischen den Gelenkabschnitten 1 und 2 ein ge­ nügender Freiraum oder eine Gummidichtung durch entspre­ chende Dimensionierung des Drehgelenkträgers 26 und der Drehgelenkhülse 28 vorzusehen.

Durch Fertigung des gesamten Gelenkes aus Titan wird die notwendige Festigkeit erzielt, die dadurch noch verbes­ sert wird, daß es aus einem Stück durch Fräsen gearbei­ tet wird. Damit werden Schweißnähte vermieden, die sich bisher als Schwachstellen erwiesen haben. Weiter wird das aufwendige Schweißen von Titan, bei dem das erhitzte Titan unter einer Schutzgasatmosphäre zu halten ist, vermieden.

Um auch beim einseitigen Vorsehen einer Orthese keiner­ lei Probleme mit der geraden Kraftdurchführung zu bekom­ men, wird vorgeschlagen, den das Gelenkstück 1 des Orthesen-Gelenkes leicht doppelt angewinkelt auszubil­ den, wie dies in der Fig. 2 bei Bezugszeichen 50 mit ei­ nem schräg gegen die Ebene des Abschnittes 2 gestellten Zwischenabschnitt dargestellt ist. Ein Endabschnitt, in dem sich Bohrungen 46 zur Befestigung beispielsweise ei­ nes Fußteils einer Orthese befinden, ist dann genau in der Ebene des zweiten Gelenkstücks 2 und der daran befe­ stigten Teile (beispielsweise der Längsstange) einer Orthese.

Der Abschnitt 2 ist dabei noch zur verkantungssicheren Aufnahme einer Längsstange zusätzlich eingefräst, wie dies mit Bezugszeichen 42 in der Fig. 1c angedeutet ist.

Die Verwendung eines Nadellagers macht es dabei der Er­ findung zu ersten mal möglich, die auftretenden Knick­ kräfte bei einer einseitigen Orthese zuverlässig auch durch das Gelenk weiterzuleiten. Bisher wurden diese Knickkräfte nicht aufgenommen, sondern führten entweder zu einer Verschiebung des gabelartigen in der Fig. 3 dargestellten Aufnahmeabschnittes oder durch Einwirken der Endkante dieses Aufnahmeabschnittes auf beispiels­ weise die Längsstange 12 zu einer verstärkten Abnutzung und gegebenenfalls sogar zu einem Verknicken an diesem Ort. Insbesondere bei der Verwendung von Kunststoff­ längsstangen ergaben sich unerwünschte Abnutzungser­ scheinungen an diesen Orten, an denen verschiedene Mate­ rialien zusammentrafen und gegebenenfalls auch noch Sand das Problem verschlimmerte.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiels anhand der beigefügten Zeichnung. Dabei zeigt:

Fig. 1a eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Orthese-Gelenk in seiner bestimmungsgemäßen Anordnung,

Fig. 1b den ersten Abschnitt des Orthesen-Gelenkes in seiner einstückigen Form,

Fig. 1c den zweiten Abschnitt des Orthesen-Gelenkes in seiner einstückigen Form,

Fig. 2 eine Seitenansicht auf das zusammengesetzte Orthesen-Gelenk der Fig. 1,

Fig. 3 ein Orthesen-Gelenk nach dem Stand der Tech­ nik, und

Fig. 4 das erfindungsgemäße Orthesen-Gelenk aus der Fig. 2 in Explosionsdarstellung.

Das in Fig. 1a dargestellte Orthesen-Gelenk besitzt den in der Fig. 1b separat dargestellen ersten Abschnitt 1 der hinter einer Gelenkaufnahme 28 an seinem Ende gabel­ förmig in einem im wesentlichen rechtwinkligen breiten Schlitz 40 ausgebildeten Gabelabschnitt 20 endet, wäh­ rend der zweite Abschnitt 2 von unten her mit einem Na­ dellagerträger 26 in die Ausnehmung 28 hereinragt. Das zweite Gelenkstück 2 ist weiter mit einem mittigen An­ schlag 24 ausgestaltet, der mit Spiel in den Schlitz einpaßt.

Durch die Dimensionierung des Schlitzes 40 ein wenig größer als der Anschlag 24 ergibt sich eine Verschwenk­ möglichkeit von größenordnungsmäßig 50 der beiden Ab­ schnitte um den Drehpunkt in der Mitte des Nadellager­ ständers 26 herum. Dieser Freiraum kann durch Auffeilen gegebenenfalls von einem Fachmann beim Anpassen der Or­ these vergrößert werden. Mit Bezugszeichen 46 und 48 sind die Ausnehmungen bezeichnet, an denen weitere Orthesen-Teile befestigt werden können. Im Beispiels sind diese eine Dreipunktanordnung, beispielsweise für ein Fußteil, und eine Zweipunktanordnung von Bohrlöchern 48 für eine Längsstange, die noch zusätzlich durch eine sich vertiefende Einkerbung 42 im Orthesen-Gelenkstück 2 gegen unerwünschtes zusätzliches Spiel verstärkt ist.

Durch das weiter vorgeschlagene Einsetzen eines weichen Schaumstoff-Hohlprofils mit eine Balsaholzähnlichen Kon­ sistenz in diesen Freiraum, anschließendes Überstülpen eines Gewebeschlauches, der mit Harz getränkt wird und um das Orthesen-Gelenk herum gewickelt wird, ergibt sich eine besonders steife Verbindung, die durch zusätzliches Vernähen des Gewebeschlauches durch die Bohrungen 48 (vor dem Tränken mit Harz) noch verbessert wird.

In der Fig. 2 ist ergänzend zu der Fig. 1 zu erkennen, wie der erste Orthesen-Abschnitt mit einer Schrägung in die gleiche Ebene, wie der Abschnitt 2, zur Befestigung weiterer Orthesen-Teile ausgebildet ist, daß die Gabel 20 auf dem Drehpunkt verstärkt gegenüber dem restlichen Gelenkabschnitt ausgebildet ist und dieser verstärkte Abschnitt gleichzeitig zur Aufnahme von Bohrungen 38 dient, die sich in der Ebene des Anschlages 24 quer zu diesem erstrecken und im Kontaktbereich mit dem Anschlag 24 Dämpfungsanschläge (nicht dargestellt) aufnehmen, die mit Madenschrauben 34, 36 von außen verschlossen sind.

In der Fig. 3 wird der Stand der Technik anhand zweier einfacher leistenartiger Orthesen-Längsstangen 12, 14 dargestellt, wobei auf die Längsstange 14 ein Gelenkab­ schnitt aufgesetzt ist, der mit einer schlitzartigen Aufnahme ein Ende der Gelenkstange 12 aufnimmt, durch das eine Bohrung vorgesehen ist, die in der schlitzarti­ gen Aufnahme mit einer durch sie hindurchführenden Achs­ stange 10 gehalten wird. Ein hinterer Abschnitt in der schlitzartigen Aufnahme besitzt eine Anschlagkante 16 gegen die die Stange 12 stößt, um so in ihrer Ver­ schwenkbewegung begrenzt zu werden. Gegebenenfalls kann durch Anfeilen dieser Öffnungswinkel vergrößert werden. Unerwünschterweise vergrößert er sich jedoch im Laufe der Zeit selbst, so daß bisher das Problem besteht, daß eine Einstellung, die einmal vom Orthopädiemeister ge­ wählt wurde, sich nach kurzer Zeit vergrößert, was zu Haltungsschäden insbesondere bei Heranwüchsigen führen kann, wenn diese nicht regelmäßig neu versorgt werden. Die sehr direkt aufeinandertreffenden Längsstangen wir­ ken zudem schallübertragend und können nur schwer durch Kunststoff-(Kohlefaser-)Orthesenstangen ersetzt wer­ den.

In der Fig. 4 schließlich ist das erfindungsgemäße Orthesen-Gelenk in einer Explosionsdarstellung darge­ stellt. Einer Verschlußschraube 22, die abschließend von oben (außen) in den Nadellagerträger 26 eingeschraubt wird, sichert die beiden Abschnitte aneinander. Diese Schraube 22 wird vorteilhafterweise mit ihrem breiten, das Lager komplett abdeckenden Kopf gegen ein Gummilager gezogen, so daß sich ein hermetischer Abschluß des Ge­ lenkes gegen die Umwelt ergibt.

Das Nadellager 30 läuft innerhalb der Gelenkhülse 28 und wird vorteilhafterweise noch im Inneren um eine Hülse 32 ergänzt, die auf Gelenkträger 26 aufsitzt.

Weiter sind in der Fig. 4 die Madenschrauben 34 und 36 dargestellt, die von vorn und von hinten (nicht darge­ stellt) jeweils rechtwinklig zur Erstreckung des An­ schlages 24 des Schlitzes 40 in Bohrungen 38 in der Ga­ bel 20 an deren Ende von der Seite eingeschraubt werden.

Claims (6)

1. Orthesen-Gelenk mit wenigstens einem Gelenkstück und mit an dem Gelenkstück vorgesehenen Mitteln zur Be­ festigung gegeneinander begrenzt verschwenkbarer Orthe­ senteile, dadurch gekennzeichnet, daß
ein erstes Gelenkstück (1) des Orthesen-Gelenkes mit einem gabelförmigen Abschnitt (20) an seinem Ende ver­ sehen ist, der zur Aufnahme eines auf dem zweiten Orthesen-Gelenkstück (2) vorgesehnen Anschlages mit Di­ mensionen vorgesehen ist, die eine Bewegung um einen bestimmten geringem Winkel um einen im ersten Gelenk­ stück (1) zwischen Gabelabschnitt (20) und Orthesenteil vorhandenen Drehpunkt der beiden Gelenkstücken gegen­ einander zwischen zwei Anschlägen der Innenseiten des Gabelabschnitts (20) auf dem Anschlag (24) erlaubt.

2. Orthesen-Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß wenigstens das Gelenkstück (2) zusammen mit einem darauf neben dem Anschlag herausragenden zy­ lindrischen Nagellagerträgers (26) aus einem Stück ge­ fräst ist, wobei in den Nadellagerträger eine konzentri­ schen Bohrung mit Gewinde am distalen Ende eingebracht ist, in die ein schraubbolzen (22) zum Zusammenhalt des Lagers einschraubbar ist.

3. Orthesen-Gelenk nach einem der vorangehenden An­ sprüche, gekennzeichnet durch Dämpfungsanschläge, die in Bohrungen (38) an der Innenseite des gabelförmigen Abschnittes (20) sich zum Schlitz (40) öffnend zum In­ kontakttreten mit den Längsseiten des im wesentlichen rechteckigen Anschlags (24) vorgesehen sind.

4. Orthesen-Gelenk nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beide Gelenkstücke (1, 2) aus je einem Block Titan gefertigt sind.

5. Orthesen-Gelenk nach einem der vorangehenden An­ sprüche, gekennzeichnet durch ein zylindrisches Nadel­ lager (30) auf einem Nadellagerhalter (26) des Orthesen-Stücks (2), das mit seiner Außenseite in einem Lagermantel (28) des Orthesen-Stücks (2) läuft, wobei ein Abdeckschraubbolzen (22) zusammen mit einer Dich­ tung für den hermetischen Abschluß des Lagers gegen die Umgebung sorgt.

6. Orthesen-Gelenk nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Gelenk­ abschnitt (1) in einem Übergangsbereich (50) von einer Ebene oberhalb des zweiten Gelenkabschnittes (2), der Ebene des Anschlages (24) in die Ursprungsebene zurück­ geführt ausgebildet ist, so daß sich Bohrungen (46) zur Befestigung eines weiteren Orthesen-Teils in gleicher Ebene wie Bohrungen (48) an dem zweiten Orthesen-Ab­ schnitt (2) befinden.