DE29917863U1 - Multifunctional orthotic joint - Google Patents
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Description
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Fior & Gentz GmbH, Am Schifferwall 1, 21335 Lüneburg Multifunktionales Orthesengelenk Fior & Gentz GmbH, Am Schifferwall 1, 21335 Lüneburg Multifunctional orthotic joint
Die Erfindung betrifft ein Orthesengelenk, insbesondere Kniegelenk für eine Bein-Orthese, im wesentlichen bestehend aus einem Gelenkoberteil, einem Gelenkunterteil sowie mindestens einem Sperrelement, wobei Gelenkoberteil und Gelenkunterteil in einem gemeinsamen Drehpunkt verschwenkbar aneinander gelagert sind und das Sperrelement zum Verriegeln bzw. Entriegeln des Orthesengelenks vorgesehen ist.The invention relates to an orthotic joint, in particular a knee joint for a leg orthosis, essentially consisting of an upper joint part, a lower joint part and at least one locking element, wherein the upper joint part and the lower joint part are pivotably mounted on one another at a common pivot point and the locking element is provided for locking or unlocking the orthotic joint.
Orthesengelenke dienen vorzugsweise in der Orthopädie zur Bildung von Orthesen, mit denen insbesondere Patienten mit einer Gelenk- und/oder Muskelschwäche und/oder Knochenschwäche eine mechanische Stütze, beispielsweise zur Verbesserung der Standsicherheit oder als Gehhilfe, zur Verfügung gestellt wird. Orthesen mit einem oder zwei Orthesengelenken kommen u.a. bei Patienten mit einer dauerhaften Erkrankung, beispielsweise einer Querschnittslähmung, für Patienten in einem Therapieverlauf, z.B. nach einer Operation sowie als Geh- oder Stehhilfe für Patienten mit anderweitig geschwächter oder kontraktierter Muskulatur zum Einsatz. Im vorliegenden Fall wird besonders ein Orthesengelenk für ein Kniegelenk als Bestandteil einer Bein-Orthese ausgeführt. Eine solche Bein-Orthese weist in der Regel zwei Orthesengelenke auf, die aus Sicht des Patienten zu beiden Seiten im Bereich des natürlichen Kniegelenkes angeordnet sind. Die Orthesengelenke sind mit Stütz-Schienen verbunden, die sich vom Orthesengelenk ausgehend üblicherweise sowohl nach oben als auch nach unten erstrecken und insgesamt am Bein lösbar fixiert.Orthotic joints are primarily used in orthopedics to create orthoses that provide mechanical support, for example to improve stability or as a walking aid, to patients with joint and/or muscle weakness and/or bone weakness in particular. Orthoses with one or two orthotic joints are used, among other things, for patients with a permanent illness, such as paraplegia, for patients undergoing therapy, e.g. after an operation, and as a walking or standing aid for patients with otherwise weakened or contracted muscles. In the present case, an orthotic joint for a knee joint is designed as part of a leg orthosis. Such a leg orthosis usually has two orthotic joints that, from the patient's perspective, are arranged on both sides in the area of the natural knee joint. The orthotic joints are connected to support rails that usually extend both upwards and downwards from the orthotic joint and are detachably fixed to the leg.
Die Gelenke sind verschwenkbar ausgebildet, derart, daß sie von einer gestreckten Position, der sogenannten Extension, in eine gebeugte Position, die sogenannte Flexion, verschwenkbar sind. Mit den Orthesengelenken wird das natürliche Kniegelenk in seiner Funktionsweise quasi mechanisch nachgebildet. Je nach Krankheitsbild oder Therapieverlauf besteht das Bedürfnis, die Orthese in einer bestimmten Position zu fixieren. Zu diesem Zweck dienen die Sperrelemente, die in einem Verriegelungszustand ein Verschwenken der Orthesengelenke verhindern und somit eine stabile Stütze für das betroffene Bein darstellen. In einem Entriegelungszustand ist jedes Orthesengelenk sowohl in Extensions- als auch in Flexionsrichtung frei beweglich. Des weiteren besteht das Bedürfnis, die Beugestellung schrittweise zu verändern. Hierzu weisen Orthesengelenke ein Sperrelement auf. Solche Gelenke sind insbesondereThe joints are designed to be pivotable, so that they can be pivoted from a stretched position, known as extension, to a bent position, known as flexion. The orthotic joints are designed to mechanically replicate the natural knee joint in its functionality. Depending on the clinical picture or the course of therapy, there is a need to fix the orthosis in a certain position. The locking elements serve this purpose; when locked, they prevent the orthotic joints from pivoting and thus provide stable support for the affected leg. When unlocked, each orthotic joint is freely movable in both the extension and flexion directions. There is also a need to gradually change the flexed position. Orthotic joints have a locking element for this purpose. Such joints are particularly
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für einen Therapieverlauf erforderlich, bei dem die Muskulatur stückweise aufgedehnt werden soll. Dieses sogenannte Quengelgelenk ist in jeder Beugestellung sowohl in Flexionsrichtung als auch in Extensionsrichtung gesperrt. Üblicherweise ist das Sperrelement mit einer Schneckenverzahnung zum Nachstellen bzw. Verstellen der Beugeposition in beide Richtungen versehen.required for a course of therapy in which the muscles are to be stretched out piece by piece. This so-called 'Quengel' joint is locked in every bending position in both the flexion and extension directions. The locking element is usually provided with a worm gear for adjusting or resetting the bending position in both directions.
Es ist ein multifunktionales Orthesengelenk bekannt, mit dem alle oben geschilderten Funktionen, nämlich Fixierung in Extensionsposition, Fixierung in Extensions- und Flexionsrichtung in unterschiedlichen Beugepositionen, Fixierung in Extensions- oder Flexionsrichtung in unterschiedlichen Beugepositionen sowie ohne jegliche Fixierung realisiert werden können. Dies wird dadurch erreicht, daß das Orthesengelenk Mittel zur Aufnahme von mindestens zwei Anschlagelementenpaaren aufweist, von denen jedes ausschließlich in einer Schwenkrichtung, nämlich einer Flexions- oder einer Extensionsrichtung wirkt und wahlweise keines, eines oder beide einsetzbar ist/sind. Dieses Orthesengelenk weist jedoch den Nachteil auf, daß es in der Herstellung aufwendig und damit kostenintensiv ist, da mindestens Teile der Anschlagelementenpaare am Gelenkunterteil selbst ausgebildet sind und somit die Fertigung wesentlicher Einzelteile, beispielsweise durch Fräsen, teuer ist.A multifunctional orthotic joint is known with which all of the functions described above, namely fixation in the extension position, fixation in the extension and flexion direction in different bending positions, fixation in the extension or flexion direction in different bending positions and without any fixation, can be realized. This is achieved in that the orthotic joint has means for receiving at least two pairs of stop elements, each of which acts exclusively in one pivoting direction, namely a flexion or an extension direction, and optionally none, one or both can be used. However, this orthotic joint has the disadvantage that it is complex to manufacture and therefore costly, since at least parts of the pairs of stop elements are formed on the lower part of the joint itself and thus the manufacture of essential individual parts, for example by milling, is expensive.
Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein multifunktionales Orthesengelenk zu schaffen, daß einfach und kostengünstig herstellbar ist.The invention is therefore based on the object of creating a multifunctional orthotic joint that can be manufactured easily and inexpensively.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Schwenkbereich der Gelenkteile ein separates scheibenförmiges Rastenelement lösbar angeordnet ist, in das das Sperrelement eingreifen kann. Durch die erfindungsgemäße Konstruktion ist das Orthesengelenk kostengünstig herstellbar, da lediglich das Rastenelement Mittel zur Fixierung des Gelenkes in einer gewünschten Position aufweist. Das Gelenkunterteil selbst ist als Standardelement ausgebildet, also ohne komplizierte Form, und kann daher kostengünstig, beispielsweise durch Gießen, hergestellt werden.The object is achieved according to the invention in that a separate disc-shaped locking element is detachably arranged in the pivoting area of the joint parts, into which the locking element can engage. The construction according to the invention allows the orthotic joint to be produced inexpensively, since only the locking element has means for fixing the joint in a desired position. The lower part of the joint itself is designed as a standard element, i.e. without a complicated shape, and can therefore be produced inexpensively, for example by casting.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Rastenelement zentriert zum Drehpunkt der Gelenkteile angeordnet. Dadurch ist eine einfache und leichte Montage ermöglicht, wodurch ebenfalls die Kosten weiter gesenkt werden.In an advantageous development of the invention, the locking element is arranged centered on the pivot point of the joint parts. This enables simple and easy assembly, which also further reduces costs.
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Vorteilhafterweise ist das Rastenelement als auswechselbare Nutenscheibe ausgebildet. Zum einen sind Nuten Ausnehmungen ohne Hinterschneidungen, so daß sie einfach zu fertigen sind. Zum anderen können durch diese Ausgestaltung verschiedenen Nutenscheiben mit unterschiedlich angeordneten Nuten - abhängig von der gewünschten Beugeposition - in das Gelenk eingesetzt werden, so daß mit geringem Umrüstaufwand verschiedenste Gelenkfunktionen realisiert werden können.The locking element is advantageously designed as an exchangeable grooved disk. On the one hand, grooves are recesses without undercuts, so that they are easy to manufacture. On the other hand, this design allows different grooved disks with differently arranged grooves - depending on the desired bending position - to be inserted into the joint, so that a wide variety of joint functions can be implemented with little conversion effort.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung zeigt ein Orthesengelenk mit einem Rastenelement, das als auswechselbare Ratsche ausgebildet ist. Auf diese Weise ist eine zusätzliche Funktion, nämlich das sogenannte Quengeln, möglich, da das Rastenelement lediglich ausgetauscht werden muß.A further advantageous embodiment of the invention shows an orthotic joint with a locking element that is designed as a replaceable ratchet. In this way, an additional function, namely the so-called whining, is possible, since the locking element only has to be replaced.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:Further preferred embodiments of the invention emerge from the subclaims and the description. A preferred embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawing. In the drawing:
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Orthesengelenk in Extensionsstellung,Fig. 1 a top view of an orthotic joint in extension position,
Fig. 2 eine Seitenansicht im Schnitt entlang A-A gemäß Fig. 1, 20 Fig. 2 is a side view in section along AA according to Fig. 1, 20
Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Nutenscheibe zur Fixierung in Extensionsstellung bzw. in 10°-Beugung, ausgehend von der gemeinsamen Längsachse der Gelenkteile,Fig. 3 a top view of a grooved disc for fixation in extension position or in 10° flexion, starting from the common longitudinal axis of the joint parts,
Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Nutenscheibe zur Fixierung in 20°- Beugung bzw. 30°-Beugung, undFig. 4 a plan view of a grooved disc for fixing in 20° bending or 30° bending, and
Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Ratsche, zur Verwendung als Quengelgelenk.Fig. 5 is a plan view of a ratchet for use as a hinge.
Das erfindungsgemäße Orthesengelenk 10 ist insbesondere im Bereich der Orthopädie bei unterschiedlichen Krankheitsbildern und /oder Therapieverläufen universell einsetzbar.The orthotic joint 10 according to the invention can be used universally, particularly in the field of orthopedics, for different clinical pictures and/or therapy courses.
Das Orthesengelenk 10 besteht im wesentlichen aus einem Gelenkoberteil 11 und einem Gelenkunterteil 12. Die beiden Gelenkteile 11 und 12 sind in einem Schwenkbereich 13 verschwenkbar miteinander gelagert. Im gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 weisenThe orthotic joint 10 consists essentially of an upper joint part 11 and a lower joint part 12. The two joint parts 11 and 12 are pivotably mounted together in a pivoting area 13. In the embodiment shown in Fig. 1,
"Ij \ "Ij \
Gelenkoberteil 11 und Gelenkunterteil 12 in einer Streckposition, der sogenannten Extension, eine gemeinsame Längsachse 14 auf. Ein Drehpunkt 15 des Orthesengelenks 10 ist parallel versetzt zu der Längsachse 14 angeordnet. Im Bereich der Orthopädie ist die vollständige Streckung, das heißt „gerades Bein", mit 0° bezeichnet. Jede Beugung wird abweichend von der O°-Linie, nämlich der Längsachse 14, als Flexion bezeichnet. Der Drehpunkt 15 ist gegenüber dem physiologischen Drehpunkt, der üblicherweise auf der Längsachse 14 liegt, rückverlagert. Er kann jedoch alternativ auch auf der Längsachse 14 liegen.The upper joint part 11 and the lower joint part 12 have a common longitudinal axis 14 in a stretched position, the so-called extension. A pivot point 15 of the orthotic joint 10 is arranged parallel to the longitudinal axis 14. In the field of orthopedics, complete extension, i.e. "straight leg", is referred to as 0°. Any bending that deviates from the 0° line, namely the longitudinal axis 14, is referred to as flexion. The pivot point 15 is shifted backwards compared to the physiological pivot point, which is usually on the longitudinal axis 14. However, it can alternatively also be on the longitudinal axis 14.
Das Gelenkoberteil 11 ist ähnlich dem Gelenkunterteil 12 ausgebildet. Beide Gelenkteile 11, 12 weisen eine Aufnahme 16 bzw. 17 zur Aufnahme einer Stützschiene auf. Des weiteren verfügen beide Gelenkteile 11, 12 über eine Schwenkplatte 18 bzw. 19, die sich jeweils an die Aufnahmen 16, 17 anschließt. Die Schwenkplatten 18, 19 bilden im wesentlichen den Schwenkbereich 13 des Orthesengelenks 10. Im Bereich des Drehpunktes 15 sind die einstükkig ausgebildeten Gelenkteile 11, 12 über ein Verbindungselement 21 miteinander drehbar verbunden.The upper joint part 11 is designed similarly to the lower joint part 12. Both joint parts 11, 12 have a receptacle 16 or 17 for receiving a support rail. Furthermore, both joint parts 11, 12 have a pivot plate 18 or 19, which is connected to the receptacles 16, 17. The pivot plates 18, 19 essentially form the pivot area 13 of the orthotic joint 10. In the area of the pivot point 15, the one-piece joint parts 11, 12 are rotatably connected to one another via a connecting element 21.
Im Bereich des Gelenkoberteils 11 ist ein Sperrelement 50 angeordnet. Das Sperrelement 50 ist verschiebbar innerhalb einer Aufnahme 51 geführt, wobei die Aufnahme 51 als durchgehende, allseitig umschlossene Bohrung 52 innerhalb des Gelenkoberteils 11 ausgebildet ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Bohrung 52 leicht geneigt gegenüber der Längsachse 14. Alternativ kann die Bohrung 52 aber auch parallel zur Längsachse 14 verlaufen. Das Sperrelement 50 ist mit einem (nicht dargestellten) Bowdenzug oder dergleichen gegen eine Feder 53 in üblicher Weise betätigbar.A locking element 50 is arranged in the area of the joint upper part 11. The locking element 50 is guided displaceably within a receptacle 51, wherein the receptacle 51 is designed as a continuous bore 52 enclosed on all sides within the joint upper part 11. In the embodiment shown, the bore 52 is slightly inclined relative to the longitudinal axis 14. Alternatively, the bore 52 can also run parallel to the longitudinal axis 14. The locking element 50 can be actuated in the usual way with a Bowden cable (not shown) or the like against a spring 53.
Das Verbindungselement 21 besteht im gezeigten Ausführungsbeispiel aus einer Schraube sowie einem bolzenartigen Achsenelement 22 mit einem Innengewinde 23. Das Achsenelement 22 weist einen Anschlag 24 auf, der ein Durchrutschen des Achsenelements 22 durch das Gelenkunterteil 12 verhindert. Das Gelenkunterteil 12 ist auf das Achsenelement 22, das den Drehpunkt 15 bildet, aufgesteckt, so daß der Anschlag 24 flächig am Gelenkunterteil 12 anliegt. Darüber ist ein Rastenelement 25 angeordnet, das ebenfalls auf dem Achsenelement 22 aufgesteckt ist, so daß das Gelenkunterteil 12 mit seiner Schwenkplatte 19 sandwichartig zwischen dem Anschlag 24 und dem Rastenelement 25 angeordnet ist. Das Rastenelement ist somit zentriert zum Drehpunkt 15 angeordnet, so daß sowohl die Gelenkteile 11, 12 alsIn the embodiment shown, the connecting element 21 consists of a screw and a bolt-like axle element 22 with an internal thread 23. The axle element 22 has a stop 24 which prevents the axle element 22 from slipping through the joint lower part 12. The joint lower part 12 is placed on the axle element 22, which forms the pivot point 15, so that the stop 24 lies flat against the joint lower part 12. A locking element 25 is arranged above this, which is also placed on the axle element 22, so that the joint lower part 12 with its pivot plate 19 is arranged like a sandwich between the stop 24 and the locking element 25. The locking element is thus arranged centered on the pivot point 15, so that both the joint parts 11, 12 and
auch das Rastenelement um die gleiche Achse verschwenkbar bzw. drehbar sind. Das Achsenelement 22 schließt bündig mit dem Rastenelement 25 ab.the locking element can also be pivoted or rotated about the same axis. The axis element 22 is flush with the locking element 25.
Auf dem scheibenförmigen Rastenelement 25 liegt die Schwenkplatte 18 des Gelenkoberteils 11 auf. Das Gelenkoberteil 11 ist mit der unteren Einheit, bestehend aus Gelenkunterteil 12 und Rastenelement 25 über die Schraube 20 schwenkbar verbunden. Das Rastenelement 25 ist am Gelenkunterteil 12 zusätzlich mit zwei Schrauben 26 und 27 befestigt.The pivot plate 18 of the joint upper part 11 rests on the disk-shaped locking element 25. The joint upper part 11 is pivotally connected to the lower unit, consisting of the joint lower part 12 and locking element 25, via the screw 20. The locking element 25 is additionally fastened to the joint lower part 12 with two screws 26 and 27.
Das Orthesengelenk 10 ist modulartig aufgebaut, so daß durch einfaches Austauschen des Rastenelementes 25 verschiedene Funktionen realisiert werden können. So zeigt Figur 3 ein Rastenelement 25, das als Nutenscheibe 28 ausgebildet ist. Die kreisförmige, scheibenartige Nutenscheibe 28 verfügt über zwei Nuten 29 und 30, die versetzt, also nicht fluchtend, zueinander angeordnet sind. Die Nut 29 ist leicht geneigt zu einer Längsachse 31, die parallel zur Längsachse 14 verläuft, angeordnet. Die Neigung der Nut 29 entspricht der Neigung der Aufnähme 51, so daß das in der Aufnahme 51 geführte Sperrelement 50 senkrecht in die Nut 29 eingreift. Befindet sich das als Sperrbolzen 32 ausgebildete Sperrelement 50 in der Nut 29 im Eingriff, also in Rastposition, ist eine Fixierung in der 0°-Linie in Extensions- und Flexionsrichtung gewährleistet. Nach dem Entriegeln des Gelenks 10 ist eine Bewegung in Flexionsrichtung gegeben.
20 The orthotic joint 10 is constructed in a modular manner so that different functions can be implemented by simply exchanging the locking element 25. Figure 3 shows a locking element 25 which is designed as a grooved disk 28. The circular, disk-like grooved disk 28 has two grooves 29 and 30 which are offset, i.e. not aligned, from one another. The groove 29 is arranged at a slight incline to a longitudinal axis 31 which runs parallel to the longitudinal axis 14. The incline of the groove 29 corresponds to the incline of the receptacle 51 so that the locking element 50 guided in the receptacle 51 engages perpendicularly in the groove 29. If the locking element 50 designed as a locking pin 32 is engaged in the groove 29, i.e. in the locking position, fixation in the 0° line in the extension and flexion directions is ensured. After unlocking the joint 10, a movement in the direction of flexion is possible.
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Der Sperrbolzen 32 ist im wesentlichen von kreisförmigem Querschnitt. Lediglich das in Verriegelungsstellung aus der Aufnahme 51 herausragende Ende weist einen rechteckigen Querschnitt auf.The locking bolt 32 is essentially of circular cross-section. Only the end protruding from the receptacle 51 in the locking position has a rectangular cross-section.
Soll eine andere Beugeposition fixiert werden, ist die Nutenscheibe 28 nach dem Lösen der Schrauben 26, 27 um 180° um den Drehpunkt 15 zu drehen. Die zweite Nut 30 ist etwa um 10° weiter geneigt gegenüber der Längsachse 31 als die Nut 29, so daß durch einfaches Drehen der Nutenscheibe 28 eine Beugeposition von etwa 10° erreicht wird.If a different bending position is to be fixed, the grooved disk 28 must be rotated 180° around the pivot point 15 after loosening the screws 26, 27. The second groove 30 is inclined approximately 10° further relative to the longitudinal axis 31 than the groove 29, so that a bending position of approximately 10° is achieved by simply rotating the grooved disk 28.
Aus der Figur 4 ist eine weitere Nutenscheibe 33 zu entnehmen, die ebenfalls zwei Nuten 34 und 35 aufweist. Die Nuten 34, 35 sind um etwa 20° bzw 30° weiter geneigt gegenüber der Längsachse 31 als die Nut 29, so daß Beugepositionen von etwa 20° bzw. 30° erreicht werden. Alternativ sind auch noch andere Nutenscheiben vorstellbar, die an zusätzlichen Positio-Figure 4 shows another grooved disk 33, which also has two grooves 34 and 35. The grooves 34, 35 are inclined by approximately 20° or 30° further relative to the longitudinal axis 31 than the groove 29, so that bending positions of approximately 20° or 30° are achieved. Alternatively, other grooved disks can also be imagined, which can be positioned at additional positions.
nen Nuten aufweisen. Es ist auch möglich, mehrere Nuten am Umfang einer Nutenscheibe vorzusehen.It is also possible to have several grooves around the circumference of a grooved disk.
In Figur 5 ist ein Rastenelement 25 gezeigt, das als Ratsche 36 ausgebildet ist. Die Ratsche ist beispielsweise gegen eine Nutenscheibe auswechselbar und ebenfalls zentriert zum Drehpunkt 15 angeordnet. Die Ratsche 36 weist auf einem Umfangsegment 37 sägezahnförmige Vorsprünge 38 und Ausnehmungen 39 auf. Korrespondierend zu den Ausnehmungen 39 ist das Sperrelement 50 als Sperrkeil 40 mit einer keilförmigen Spitze versehen, die formschlüssig in die Ausnehmungen 39 eingreift.
10 Figure 5 shows a locking element 25 which is designed as a ratchet 36. The ratchet can be exchanged for a grooved disk, for example, and is also arranged centered on the pivot point 15. The ratchet 36 has sawtooth-shaped projections 38 and recesses 39 on a peripheral segment 37. Corresponding to the recesses 39, the locking element 50 is provided as a locking wedge 40 with a wedge-shaped tip which engages in the recesses 39 in a form-fitting manner.
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In der beschriebenen Ausführungsform sind die wesentlichen Teile, insbesondere die Gelenkteile 11 und 12, aus Gußteilen gefertigt. Es sind jedoch auch andere übliche Herstellungsverfahren bei der Herstellung anwendbar.In the embodiment described, the essential parts, in particular the joint parts 11 and 12, are made of cast parts. However, other conventional manufacturing processes can also be used in the production.
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