DE2814111C2 - - Google Patents

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DE2814111C2
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Eduard Wien At Horvath
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Otto Bock Orthopadische Industrie KG
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    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/50Prostheses not implantable in the body
    • A61F2/60Artificial legs or feet or parts thereof
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Description

Die Erfindung betrifft ein Drehgelenk, insbesondere für Bein­ prothesen, mit einem ersten und einem zweiten Gelenkteil, die drehbar gegeneinander abgestützt und aus einer stabilen Mittel­ stellung gegen die Kraft eines elastischen Rückstellelements nach beiden Drehrichtungen gegeneinander auslenkbar sind, wobei
  • a) das Rückstellelement eine in Richtung der Drehachse vorge­ spannte Druckfeder ist, die mit drehschlüssig zu dem ersten Gelenkteil vorgesehenen ersten Schrägflächen und drehschlüssig zu dem zweiten Gelenkteil vorgesehenen zwei­ ten Schrägflächen derart zusammenwirkt, daß sie die Schräg­ flächen in Richtung der Gelenkachse gegeneinander verspannt;
  • b) die ersten und die zweiten Schrägflächen von jeweils einer senkrecht zur Gelenkachse verlaufenden, gedachten Ebene aus­ gehend, in koaxial zur Gelenkachse gelegten abgewickelten Zylinderschnitten zickzackförmig verlaufen;
und wobei
  • c) bei von der Mittelstellung ausgehender Relativdrehung der beiden Gelenkteile und damit der ersten und der zweiten Schrägflächen gegeneinander jeweils korrespondierende Schrägflächen aus der Gruppe der ersten Schrägflächen einerseits und aus der Gruppe der zweiten Schrägflächen andererseits eine Parallelverschiebung relativ zueinander erfahren, wobei die Druckfeder komprimiert wird.
Eine derartige Ausführungsform läßt sich der FR-PS 12 79 366 entnehmen.
Drehgelenke dieser Art unterliegen häufig außer der Torsionsbe­ anspruchung und einer in Richtung der Gelenkachse wirkenden Druckbeanspruchung noch anderen Beanspruchungen. Aus diesen häufig auftretenden weiteren Beanspruchungen resultieren Pro­ bleme beim Bau derartiger Gelenke. Insbesondere wenn solche Ge­ lenke für den Einsatz in Beinprothesen bestimmt sind, treten solche zusätzlichen, zur üblichen Torsions- und Druckbeanspru­ chung wirkenden Beanspruchungen in erhöhtem und häufig zahlen­ mäßig nicht exakt festlegbarem Ausmaß auf.
Es ist eine aus der Anatomie bekannte Tatsache, daß der Mensch beim Gehen die Beine nicht nur beugt, streckt, ab- und adduziert, sondern zugleich auch dreht. Die Torsion erfolgt hierbei um die mechanische Längsachse des Beines. Diese Torsions- oder mechani­ sche Längsachse läuft bei einem normalen geraden Bein von der Mitte des oberen Sprunggelenkes durch die Mitte des Kniegelenkes zur Mitte des Hüftgelenkes. Beim Gehen drehen sich die Beine am stärksten im Hüftgelenk, zum Teil im Kniegelenk und zu einem weiteren Teil in den Fußgelenken. Diesen im wesentlichen als Torsionsbewegungen anzusprechenden Bewegungen werden noch gegen­ läufige Bewegungen des Beckens überlagert. Die Torsionsachse steht nicht senkrecht auf der Aufstandsfläche des Beines, son­ dern bildet mit dieser einen Winkel. Als Folge davon findet in der Schrittvorlage und auch in der sogenannten Abrollphase beim Gehen nicht nur eine Torsion, sondern auch ein Neigen dieser Achse zur Seite statt. Die Torsionsachse beschreibt somit im Zuge der Bewegung einen Kegelmantel, wobei die Neigung dieser Achse im unteren Sprunggelenk stattfindet, sodaß es beim Gehen zu der bekannten seitlichen Verschiebung des Schwerpunktes gegenüber der Fortbewegungsrichtung kommt. Der Körperschwerpunkt beschreibt hierbei beim Gehen eine Sinusbewegung in Bezug auf die Gehrichtung.
Nach einer Amputation verliert der Patient die Fähigkeit des richtigen Gehens. In der Gehschule wird der Patient veranlaßt, mit der Prothese die beschriebenen Bewegungen auszuführen, wo­ bei jedoch eine Torsion zwischen dem Weichteilmantel des Körper­ stumpfes und der diesen Stumpf aufnehmenden Innenwand der Prothese zustandekommt. Diese Torsion führt zu Reizungen der Haut des Stumpfes und zu allen daraus erwachsenden Unzukömmlich­ keiten.
Es wurden nun bereits verschiedenartig Versuche unternommen, Rotatoren zu konstruieren, die einerseits einen möglichst natür­ lichen Gang des Patienten sichern und andererseits Affektionen am Fleischteil des Stumpfes (es kann sich hierbei sowohl um einen Ober- als auch einen Unterschenkelstumpf handeln) vermei­ den. Es wurden schon Konstruktionen versucht, bei welchen die gegeneinander beweglichen Gelenkteile durch Kugellager gegenein­ ander abgestützt sind und eine Elastomertorsionsfeder zwischen den gegeneinander verdrehbaren Teilen eingeschaltet ist, die ein Rückstellmoment liefert. Die Elastomerfeder wird bei derar­ tigen Versuchsdrehgelenken von einem aus Elastomer bestehenden Ring gebildet, der zwischen zwei Endplatten angeordnet ist. Die beiden Endplatten sind an den beiden Gelenkteilen des Dreh­ gelenkes fixiert.
Es wurde auch eine Konstruktion bekannt, bei welcher der Axial­ spalt zwischen den gegeneinander verdrehbaren Teilen durch eine Art Schlauch überbrückt ist, der im Bereich seiner Enden mittels Spannbändern, wie sie auch bei Schlauchverbindungen verwendet werden, jeweils mit einem der gegeneinander drehbaren Teile ver­ bunden ist.
Allen diesen Konstruktionen haftet jedoch der Nachteil an, daß sie für einen praktischen Einsatz zu schwer sind. Für Ober­ schenkelamputierte konnten mit solchen Konstruktionen im Ver­ such gewisse Vorteile erzielt werden, insbesondere konnten die Hautaffektionen vermindert werden. Für Unterschenkelamputierte scheinen die vorerwähnten Versuchskonstruktionen jedoch nicht geeignet zu sein, weil der Unterschenkelamputierte das Knie in der Standphase problemlos beugen kann.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein leichtes, rückstellfähiges und hochbeanspruchbares Gelenk zu schaffen, das universell einsetzbar ist und zwar nicht nur bei reiner axialer Dreh- und Rotationsbeanspruchung, sondern auch bei zu­ sätzlichen, von den vorgenannten Beanspruchungen abweichenden Beanspruchungen.
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit einem Drehgelenk der ein­ gangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
  • d) die zweiten Schrägflächen an einer drehschlüssig und in Richtung der Gelenkachse verschiebbar in dem zweiten Gelenk­ teil gelagerten, konzentrisch zur Gelenkachse angeordneten Hülse ausgebildet sind;
  • e) die Druckfeder sich an der Hülse einerseits und an dem zwei­ ten Gelenkteil andererseits abstützt;
und daß
  • f) die drehbare Abstützung des ersten Gelenkteils gegen das zweite Gelenkteil mittels in beiden Richtungen der Gelenk­ achse wirksamer, insbesondere als Wälzlager ausgeführter Axial-Drucklager erfolgt.
Dadurch wird erreicht, daß das rückstellfähige Gelenk bei Ver­ drehung keine Verschiebung seiner Gelenkteile relativ zueinander in Richtung der Gelenkachse erfährt. Dadurch wird es möglich, hochbelastbare Axial-Drucklager vorzusehen.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Drehgelenkes ge­ lingt es, wirkungsvoll die Weichteilverzerrungen an der Anschlußstelle der Prothese zu vermeiden oder zumindest weit­ gehend herabzusetzen. Das Drehgelenk der erfindungsgemäßen Bau­ form stellt sicher, daß die Torsionsbewegungen des Beines in der Horizontalebene stattfinden. Durch die spezielle Konstruk­ tion, die ein Umlenksystem für die Bewegung darstellt, werden Torsionsbewegungen in die Vertikale umgelenkt, auf die Druck­ feder, die bevorzugt als Tellerfederpaket ausgebildet ist, über­ tragen und federnd abgefangen. Die Ruhestellung ist hierbei zwangsorientiert und die Prothese gelangt solcherart nach einer erfolgten Auslenkung jeweils in die Mittelstellung, die während des Aufbaues bzw. während des Anpassens der Prothese bestimmt wird. Der bei der Umlenkung der eingeleiteten Kraft (Druckkraft) entstehende Druck wird von einer Vielzahl von Schrägflächen auf­ genommen, so daß eine Vergleichmäßigung der Beanspruchung ein­ tritt und der Gesamtdruck in einzelne Druckkomponenten zerlegt wird, die rund um die Torsionsachse wirksam sind.
Um die Federcharakteristik über den Gesamtfederweg veränderlich zu gestalten, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorge­ sehen, daß die Druckfeder mit einem radialen, bevorzugt rund umlaufenden Vorsprung versehen ist, der in einen Raum zwischen zwei in axialem Abstand voneinander angeordneten Anschlägen eingreift. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, daß auf einem Teil der Bewegungsphase nur ein Teil der gesamten Feder­ länge wirksam ist, wogegen in einem weiteren Bewegungsabschnitt dann die gesamte Federlänge wirksam ist. Solcherart wird er­ reicht, daß die Druckfeder so wirkt, als wären zwei Federn mit verschiedener Federkonstante eingesetzt, die zu verschiedenen Zeiten bzw. längs verschiedenen Wegen wirksam sind.
In konstruktiv einfacher und platzsparender Ausführung ist der eine Anschlag für den radialen, an der Druckfeder vorgesehenen Vorsprung von einer radial verlaufenden Fläche, insbesondere der Stirnfläche eines Zylinders gebildet, der von der die Schrägflächen aufweisenden drehachsennormalen Fläche des ersten Gelenkteiles absteht und von der Druckfeder auf einem Teil ihrer Länge umschlossen ist. Hierbei kann der zweite Anschlag in Richtung der Gelenkachse verstell- und feststellbar gegen­ über dem ersten Anschlag angeordnet sein, wodurch die axiale Bewegungsmöglichkeit des mit der Druckfeder verbundenen Vor­ sprunges verändert werden kann, was seinerseits wieder eine Änderung der Federkonstanten bewirkt. Eine asymmetrische Feder­ charakteristik für Links- und Rechtsdrehung kann erzielt wer­ den, wenn die nach rechts ansteigenden Schrägflächen zu der gedachten, senkrecht zur Gelenkachse verlaufenden Ebene Neigungswinkel aufweisen, die unterschiedlich sind von den Nei­ gungswinkeln, welche die nach links ansteigenden Schrägflächen zu der gleichen Ebene aufweisen.
Zur Erzielung eines möglichst kompakten Aufbaues wird in beson­ derer Ausgestaltung der Erfindung der verstellbare Anschlag von einer radialen Schulter, auf einer im Innern des den anderen Anschlag aufweisenden Zylinders gleitbar gelagerten und bevor­ zugt drehschlüssig mit dem Zylinder verbundenen Büchse gebildet. Die Büchse kann hierbei mittels einer Schraubspindel, die dreh­ bar in dem die ersten Schrägflächen aufweisenden ersten Gelenk­ teil gelagert ist, in Richtung der Gelenkachse verschoben wer­ den. Diese Schraubspindel ist vorteilhafterweise von der Gelenk­ achse her zugänglich, so daß eine Verstellung der Feder leicht ausgeführt werden kann.
Um zu verhindern, daß der Vorfuß im Zuge der Schreitbewegung seitlich wegkippt, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Verschwenkung der Gelenkteile gegeneinander begrenzt ist, bevorzugt auf einen Winkelbereich von ± 20° um die Mittelstellung. Konstruktiv kann hierbei vorgesehen werden, daß beide Gelenkteile radial gerichtete Vorsprünge aufweisen, die in eine gemeinsame Normalebene auf die Gelenkachse reichen, wo­ bei in der Mittelstellung der Gelenkteile die radialen Vor­ sprünge des einen Gelenkteiles von den radialen Vorsprüngen des anderen Gelenkteiles einen dem zulässigen Verschwenkungswinkel entsprechendes Spiel voneinander aufweisen, damit nach beiden Drehrichtungen der gleiche Drehwinkel offensteht.
Drehgelenke für Prothesen sind möglichst leicht und demgemäß äußerst klein auszubilden. Das Problem, das hierbei auftritt, besteht darin, daß trotz der Kleinheit der Gestaltung des Dreh­ gelenkes sichergestellt werden muß, daß die Konstruktionsteile die auf sie einwirkenden Belastungen ertragen können. Besonders anfällig auf große Belastungen sind hierbei die Drucklager. Um hier eine Überlastung und damit eine Beschädigung der Drucklager hintanzuhalten, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vor­ gesehen, daß im Bereich der Axial-Drucklager das eine Gelenkteil mit einem flanschartigen Vorsprung zwischen zwei Kränze von Walzkörpern eingreift, die auf Laufflächen geführt sind, die im anderen Gelenkteil ausgebildet sind, wobei an dem den flansch­ artigen Vorsprung aufweisenden Gelenkteil insbesondere ring­ förmige Stützflächen angeordnet sind, von welchen eine Stütz­ fläche jeweils einem Wälzkörperkranz zugeordnet ist und bei ent­ lastetem Drehgelenk Spiel gegenüber den mit den Stützflächen zusammenwirkenden Anschlagflächen des benachbarten Gelenkteiles aufweist, wogegen bei Überlast, bedingt durch die elastische Ver­ formung der Wälzkörper und bzw. oder der die Laufflächen der Wälzkörper aufweisenden Teile, das Spiel aufgehoben wird und die Stützfläche bzw. Stützflächen an den ihnen axial gegenüberliegen­ den Anschlagflächen zur Anlage kommen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Achsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Drehgelenk, wobei jedoch nur eine Hälfte dargestellt ist,
Fig. 2 einen verebneten Zylinderschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 schematisch den Einsatz eines erfindungsgemäßen Drehgelenkes an einer Prothese für einen Ober­ schenkelamputierten,
Fig. 4 den Einsatz eines erfindungsgemäßen Drehgelenkes an einer Prothese für einen Unterschenkelamputier­ ten, und
Fig. 5 einen Teilschnitt längs der Linie V-V in Fig. 1.
In der Zeichnung sind mit 1 und 2 die beiden gegeneinander dreh­ baren Gelenkteile des erfindungsgemäßen Drehgelenkes bezeichnet. An dem Gelenkteil 1 wird hierbei mittels Schrauben 30 der An­ schlußteil für den Prothesenschaft festgehalten, wobei die Schrauben 30 eine Zentrierung des Anschlußteiles erlauben. An das Gelenkteil 2 wird beispielsweise mittels einer Mutter 31 unmittelbar der Prothesenfuß angeschraubt oder aber im Falle einer Oberschenkelprothese ein Rohr, welches an seinem Ende den Fuß trägt (vgl. Fig. 3 und 4, in welchem mit A das Drehgelenk bezeichnet ist). Die beiden gegeneinander drehbaren Gelenk­ teile 1 und 2 sind aus einer Mittelstellung entgegen dem Ein­ fluß eines elastischen Rückstellelementes nach beiden Drehrich­ tungen auslenkbar.
Das Rückstellelement ist hierbei als Druckfeder 3 ausgebildet. Diese Druckfeder wird im dargestellten Ausführungsbeispiel von einem Tellerfederpaket gebildet. Die Druckfeder 3 ist mit einem Ende 4 an einer Hülse 5 abgestützt. Diese Hülse ist drehschlüs­ sig, jedoch axial verschiebbar, an dem Gelenkteil 2 des Dreh­ gelenkes gelagert. Die drehschlüssige und axial verschiebbare Lagerung der Hülse 5 wird gemäß dem dargestellten Ausführungs­ beispiel dadurch bewirkt, daß mit dem Gelenkteil 2 ein Ring 32, der koaxial zur Drehgelenkachse 9 angeordnet ist, verstiftet ist (Stifte 33). Der Ring 32 ist hierbei an seiner Mantelfläche mit einer Zahnung bzw. mit axial verlaufenden Nuten versehen, in die Federn 34 eingreifen, die an der Innenseite der Hülse 5 vorge­ sehen sind. Das zweite Ende der Druckfeder 3 ist an der Stirn­ fläche 35 des Ringes 32 abgestützt. Die Hülse 5 ist über an ihrer Innenstirnfläche 6 gelagerte Kugeln 7 o. dgl. Wälzkörper gegen Schrägflächen 8 des benachbarten Gelenkteiles 1 abgestützt. Wird das Gelenkteil 2 gegenüber dem Gelenkteil 1 verschwenkt, so laufen die Kugeln 7 auf der Schrägfläche 8 auf, wodurch eine Axialbewegung der Hülse 5 erfolgt und der Abstand der Hülse 5 vom Gelenkteil 1 in axialer Richtung eine Änderung erfährt. Da­ durch wird die Spannung der Feder 3 und damit der Widerstand gegen eine Relativdrehung der Gelenkteile 1 und 2 verändert. Die Schrägflächen 8 gehen von einer zur Gelenkachse 9 senkrechten Fläche 10 des Gelenkteiles 1 aus und verlaufen in einem koaxial zur Gelenkachse 9 liegenden, verebneten Zylinderschnitt zickzack­ bzw. wellenförmig, wie dies inbesondere Fig. 2 zeigt.
An der der senkrecht zur Gelenkachse 9 verlaufenden Fläche 10 des Gelenkteiles 1 gegenüberliegenden Stirnfläche 6 der Hülse 5 sind korrespondierend ausgebildete Schrägflächen 11 vorgesehen, wie dies ebenfalls Fig. 2 zeigt. Die Druckfeder 3 ist mit einem radialen, rundumlaufenden Vorsprung 12 versehen. Dieser Vorsprung 12 ist im gegenständlichen Falle von einem Federblatt der Tellerfeder gebildet, das gegenüber dem Durchmesser der Tellerfedern des Federpaketes 3 geringeren Durchmesser aufweist und zwischen zwei benachbarte Federscheiben 36, 37 des Federpa­ ketes eingesetzt ist. Der Vorsprung 12 greift in einen Raum 13 ein, der zwischen zwei in axialem Abstand voneinander angeord­ neten Anschlägen 14 und 15 gebildet ist. Der Anschlag 14 für den Vorsprung 12 der Druckfeder 3 wird hierbei von einer radial verlaufenden Stirnfläche eines Zylinders 16 gebildet, der von der normal zur Gelenkachse 9 verlaufenden Fläche 10 des Gelenk­ teiles 1 absteht. Die Druckfeder 3 umschließt den Zylinder 16 auf einem Teil ihrer Länge. Der zweite Anschlag 15 für den Vor­ sprung 12 der Druckfeder 3 ist in Richtung der Gelenkachse 9 verstell- und feststellbar. Hierdurch kann der axiale Abstand zwischen den Anschlägen 14 und 15 verändert werden, so daß auch eine unsymmetrische Federcharakteristik für die unterschiedli­ chen Drehrichtungen des Gelenkes erzielt werden kann. Der ver­ stellbare Anschlag 15 ist hierbei in Form einer radialen Schul­ ter auf einer im Inneren des Zylinders 16 gleitbar geführten Büchse 17 ausgebildet. Die Büchse 17 ist hierbei durch eine Nut-Federverbindung drehschlüssig mit dem Zylinder 16 und damit mit dem Gelenkteil 1 verbunden. Die Axialverstellung der Büch­ se 17 kann feinfühlig mittels einer Schraubspindel 18 ausgeführt werden, die drehbar in dem Gelenkteil 1 gelagert ist. Um die Verschwenkung der Gelenkteile 1, 2 gegeneinander zu begrenzen, sind an beiden Gelenkteilen 1, 2 radial gerichtete Vorsprünge 19, 20 vorgesehen, die in eine gemeinsame Normalebene auf die Gelenkachse 9 reichen. In der Mittelstellung der Gelenkteile 1, 2 besitzen die radialen Vorsprünge 19, 20 einen Abstand voneinan­ der, welcher der zulässigen Verschwenkung, d. h. dem zulässigen Verschwenkungswinkel der beiden Gelenkteile 1, 2 entspricht. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Anschlag 19 in Form einer Leiste am Außenmantel der Büchse 17 ausgebildet. Der Gegenanschlag 20 steht hierbei von einem gegen das Innere gerich­ teten Flansch 38 des Gelenkteiles 2 ab. Die Axialerstreckung der Anschläge 19 und 20 muß hierbei so gewählt sein, daß auch bei einer Axialverschiebung der Büchse 17 eine Überdeckung der Anschläge 19 und 20 erhalten bleibt.
Das Drucklager des Drehgelenkes ist im dargestellten Ausführungs­ beispiel von zwei in axialen Abständen voneinander angeordneten Kränzen von Wälzlagern 22 und 23 gebildet. Das Gelenkteil 2 greift hierbei mit einem flanschartigen Vorsprung 21 zwischen die Wälzkörper 22, 23 der Kränze ein. Die Wälzkörper sind hierbei in Laufflächen 24, 25 geführt, die im Gelenkteil 1 ausgebildet sind. Die Lauffläche 25 ist hierbei in einem glockenförmigen Bau­ teil 39 ausgebildet, der durch Stifte 40 mit dem die senkrecht zur Drehgelenkachse 9 stehende Fläche 10 aufweisenden Teil des Gelenkteiles 1 verbunden ist. Der flanschartige Vorsprung 21 ist mit ringförmigen Stützflächen 26 bzw. 27 versehen. Die Stützfläche 26 ist hierbei dem Kranz von Wälzkörpern 22 und die Stützfläche 27 dem Kranz von Wälzkörpern 23 zugeordnet. Bei ent­ lastetem Drehgelenk weisen die Stützflächen 26 bzw. 27 Spiel gegenüber den mit diesen Stützflächen zusammenwirkenden Anschlag­ flächen 28 und 29 des Gelenkteiles 1 auf. Bei Überlast wird je­ doch dieses Spiel aufgehoben, bedingt durch die elastische Ver­ formung vor allem der Wälzkörper 22 und 23 bei dieser Überlast und bzw. oder der elastischen Verformung der Laufflächen 24 u.25. Die Überlast wird daher im wesentlichen durch das Zusammenwirken der Stützfläche 26 mit der Anschlagfläche 28 bzw. der Stütz­ fläche 27 mit der Anschlagfläche 29 aufgenommen und führt nicht zu einer übermäßigen Beanspruchung der Wälzlagerkränze.
Werden die Anstiege (Winkel α, β) jener Schrägflächen 11 bzw. 8, die nach rechts ansteigen, unterschiedlich ausgeführt gegenüber jenen Schrägflächen 11 bzw. 8, die nach links ansteigen, so wer­ den hierdurch unterschiedliche Kräfte bei Links- und Rechts­ drehung erzielt.

Claims (16)

1. Drehgelenk, insbesondere für Beinprothesen, mit einem ersten (1) und einem zweiten (2) Gelenkteil, die drehbar gegeneinander abgestützt und aus einer stabilen Mittel­ stellung gegen die Kraft eines elastischen Rückstell­ elements (3, 4, 12, 36, 37) nach beiden Drehrichtungen gegen­ einander auslenkbar sind, wobei
  • a) das Rückstellelement (3, 4, 12, 36, 37) eine in Richtung der Drehachse vorgespannte Druckfeder (3) ist, die mit dreh­ schlüssig zu dem ersten Gelenkteil (1) vorgesehenen ersten Schrägflächen (8) und drehschlüssig zu dem zweiten Gelenkteil (2) vorgesehenen zweiten Schrägflächen (11) derart zusammenwirkt, daß sie die Schrägflächen (8, 11) in Richtung der Gelenkachse (9) gegeneinander verspannt;
  • b) die ersten und die zweiten Schrägflächen (8, 11) von je­ weils einer senkrecht zur Gelenkachse (9) verlaufenden, gedachten Ebene ausgehend, in koaxial zur Gelenkachse (9) gelegten abgewickelten Zylinderschnitten zickzackförmig verlaufen;
und wobei
  • c) bei von der Mittelstellung ausgehender Relativdrehung der beiden Gelenkteile (1, 2) und damit der ersten und der zwei­ ten Schrägflächen (8, 11) gegeneinander jeweils korrespon­ dierende Schrägflächen aus der Gruppe der ersten Schräg­ flächen (8) einerseits und aus der Gruppe der zweiten Schrägflächen (11) andererseits eine Parallelverschiebung relativ zueinander erfahren, wobei die Druckfeder (3) kom­ primiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß
  • d) die zweiten Schrägflächen (11) an einer drehschlüssig und in Richtung der Gelenkachse (9) verschiebbar in dem zwei­ ten Gelenkteil (12) gelagerten, konzentrisch zur Gelenk­ achse (9) angeordneten Hülse (5) ausgebildet sind;
  • e) die Druckfeder (3) sich an der Hülse (5) einerseits und an dem zweiten Gelenkteil (2) andererseits abstützt;
und daß
  • f) die drehbare Abstützung des ersten Gelenkteils (1) gegen das zweite Gelenkteil (2) mittels in beiden Richtungen der Gelenkachse (9) wirksamer, insbesondere als Wälzlager ausgeführter Axial-Drucklager (22, 23, 24, 25) erfolgt.
2. Drehgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Hülse (5) über an ihrer einen Stirnfläche (6) gelagerte Kugeln (7) gegen die ersten Schrägflächen (8) abstützt.
3. Drehgelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nach rechts ansteigenden Schrägflächen (8, 11) zu der gedachten, senkrecht zur Gelenkachse (9) verlaufenden Ebene Neigungswinkel (α) aufweisen, die unterschiedlich sind von den Neigungswinkeln (b), welche die nach links an­ steigenden Schrägflächen (8, 11) zu der gleichen Ebene auf­ weisen.
4. Drehgelenk nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (3) mit einem radialen Vorsprung (12) ver­ sehen ist, der in einen Raum (13) zwischen zwei in axialem Abstand voneinander angeordneten Anschlägen (14, 15) ein­ greift.
5. Drehgelenk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Vorsprung (12) rund umlaufend ist.
6. Drehgelenk nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Anschlag (14) für den radialen, an der Druck­ feder (3) vorgesehenen Vorsprung (12) von einer radial ver­ laufenden Fläche, insbesondere der Stirnfläche eines Zylin­ ders (16) gebildet ist, der von der die ersten Schräg­ flächen (8) aufweisenden drehachsennormalen Fläche (10) des ersten Gelenkteiles (1) absteht und von der Druckfeder (3) auf einem Teil ihrer Länge umschlossen ist.
7. Drehgelenk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Anschlag (15) in Richtung der Gelenkachse (9) ver­ stell- und feststellbar gegenüber dem ersten Anschlag (14) an­ geordnet ist.
8. Drehgelenk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der verstellbare Anschlag (15) von einer radialen Schulter auf einer im Inneren des den anderen Anschlag (14) aufweisenden Zylinders (16) gleitbar gelagerten Büchse (17) gebildet ist, die in Richtung der Gelenkachse (9) verschiebbar ist.
9. Drehgelenk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Büchse (17) drehschlüssig mit dem Zylinder (16) ver­ bunden ist.
10. Drehgelenk nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung der genannten Büchse (17) mittels einer Schraubspindel (18) erfolgt, die drehbar in dem die ersten Schrägflächen (8) aufweisenden ersten Gelenkteil (1) gela­ gert ist.
11. Drehgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschwenkung der Gelenkteile (1, 2) gegeneinander begrenzt ist.
12. Drehgelenk nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Verschwenkung auf einen Winkelbereich von ± 20° um die Mittelstellung begrenzt ist.
13. Drehgelenk nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß beide Gelenkteile (1, 2) radial gerichtete Vorsprünge (19, 20) aufweisen, die in eine gemeinsame Normalebene auf die Gelenkachse (9) reichen, wobei in der Mittelstellung der Gelenkteile (1, 2) die radialen Vorsprünge (19 bzw. 20) des einen Gelenkteiles (1 bzw. 2) von den radialen Vor­ sprüngen (20 bzw. 19) des anderen Gelenkteiles (2 bzw. 1) ein dem zulässigen Verschwenkungswinkel entsprechendes Spiel voneinander aufweisen, damit nach beiden Drehrichtun­ gen der gleiche Drehwinkel offensteht.
14. Drehgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Axialdrucklager (22, 23, 24, 25) das eine Gelenkteil (2) mit einem flanschartigen Vorsprung (21) zwischen zwei Kränze von Wälzkörpern (22, 23) eingreift, die auf Laufflächen (24, 25) geführt sind, die im anderen Gelenkteil (1) ausgebildet sind, wobei an dem den flanschartigen Vorsprung (21) aufweisenden Gelenkteil (2) insbesondere ringförmige Stützflächen (26, 27) angeordnet sind, von denen eine Stützfläche (26 bzw. 27) jeweils einem Wälzkörperkranz zugeordnet ist und bei entlastetem Dreh­ gelenk Spiel gegenüber den mit den Stützflächen (26, 27) zu­ sammenwirkenden Anschlagflächen (28, 29) des benachbarten Gelenkteiles (1) aufweist, wogegen bei Oberlast, bedingt durch die elastische Verformung der Wälzkörper (22, 23) und bzw. oder der die Laufflächen (24, 25) der Wälzkörper auf­ weisenden Teile das Spiel aufgehoben wird und die Stütz­ fläche bzw. Stützflächen (26, 27) an den ihnen axial gegen­ überliegenden Anschlagflächen (28, 29) zur Anlage kommen.
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE514778C2 (sv) * 1997-05-30 2001-04-23 Gramtec Innovation Ab Stöt- och rotationsdämpare för benprotes
US4283800A (en) * 1979-03-19 1981-08-18 Wilson Michael T Adjustable prosthetic element
US4370791A (en) * 1979-03-19 1983-02-01 Wilson Michael T Method of forming an adjustable prosthetic element
US4520512A (en) * 1981-08-09 1985-06-04 New York University Artificial limb with automatic release for free rotation
US4416292A (en) * 1981-08-19 1983-11-22 Brown Dennis N Method and apparatus for determining the neutral axis of a foot or the like
US5181932A (en) 1989-04-13 1993-01-26 Phillips L Van Foot prosthesis having auxiliary ankle construction
AT391076B (de) * 1985-11-06 1990-08-10 Bock Orthopaed Ind Drehgelenk
GB8528992D0 (en) * 1985-11-25 1986-01-02 Hanger & Co Ltd J E Alignment device
US5514186A (en) * 1989-04-13 1996-05-07 Phillips; Van L. Attachment construction for prosthesis
US5290319A (en) * 1991-02-28 1994-03-01 Phillips L Van Prosthetic foot incorporating adjustable bladders
US5549714A (en) * 1990-09-21 1996-08-27 Phillips; Van L. Symes foot prosthesis
US5376129A (en) * 1990-12-04 1994-12-27 Board Of Regents, The University Of Texas System Method and apparatus for making prosthetic socket preforms, prosthetic sockets, and socket attachment component
US5181933A (en) * 1991-02-28 1993-01-26 Phillips L Van Split foot prosthesis
DK0606383T3 (da) * 1991-09-30 1997-07-14 L Van Phillips Energilagrende stander af en fodprotese
WO1993017640A1 (en) * 1992-03-11 1993-09-16 Phillips L Van Alignment fixture for prosthetic device
US20020087216A1 (en) * 1996-02-16 2002-07-04 Atkinson Stewart L. Prosthetic walking system
GB2411841B (en) * 2004-03-12 2006-08-09 Univ London Prosthetic limb attachment
EP2209443A4 (de) * 2007-09-17 2012-08-29 Linares Medical Devices Llc Künstliche gelenkstütze zwischen ersten und zweiten knochen
US10842653B2 (en) 2007-09-19 2020-11-24 Ability Dynamics, Llc Vacuum system for a prosthetic foot
WO2015161056A2 (en) * 2014-04-17 2015-10-22 Worcester Polytechnic Institute Flexible prosthetic appliance

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1279366A (fr) * 1960-11-08 1961-12-22 Articulation à plusieurs branches orientables et verrouillables
US3706465A (en) * 1971-09-30 1972-12-19 Lord Corp Elastomeric reflex joint
US3906552A (en) * 1972-08-30 1975-09-23 Watkins Lloyd J Pivot joint adapter
US3956775A (en) * 1975-02-18 1976-05-18 Moore Robert R Rotator for prosthetic ankle joint
US4038705A (en) * 1976-07-30 1977-08-02 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Rotational joint assembly for the prosthetic leg

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Publication number Publication date
JPS6211860B2 (de) 1987-03-14
DE2814111A1 (de) 1978-10-12
US4186449A (en) 1980-02-05
AT365917B (de) 1982-02-25
JPS53131358A (en) 1978-11-16
IT7848721A0 (it) 1978-04-03
ATA233777A (de) 1981-07-15
GB1567745A (en) 1980-05-21
IT1102468B (it) 1985-10-07

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