DE9320708U1 - Elbow lifter - Google Patents

Elbow lifter

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Dipl.-ing. Justus E. Funke Patentanwalt · US Registered Patent AgentDipl.-Ing. Justus E. Funke Patent Attorney · US Registered Patent Agent

Hanns-Peter SchrammekHanns-Peter Schrammek

Otto Bock OrthopädischeOtto Bock Orthopaedic

Industrie Besitz- und 108-153 DE-2Industry Ownership and 108-153 DE-2

Verwaltungs KGVerwaltungs KG

Industriestraße Datum Industriestraße Date

10. Okt. 1994 37115 Duderstadt10 Oct. 1994 37115 Duderstadt

EllbogenlifterElbow lifter

Die Erfindung betrifft einen Ellbogenlifter für eine Armprothese, deren Oberarmpaßteil über zumindest eine Ellbogenachse gelenkig mit einem Unterarmpaßteil verbunden ist, dessen Verschwenkung durch ein Federelement unterstützt wird.The invention relates to an elbow lifter for an arm prosthesis, the upper arm fitting part of which is connected via at least one elbow axis to a lower arm fitting part, the pivoting of which is supported by a spring element.

Im Prothesenbau wird je nach Leistungsvermögen unterschieden zwischen aktiven und passiven Prothesen. Zur Gruppe der aktiven Prothesen zählen jene, die mit Eigenkraft oder mit Fremdkraft gesteuert werden. Dabei nimmt unter den Eigenkraft-Prothesen die Armprothese mit Kraftzug einen hervorragenden Platz ein. Der Arm mit dem Greiforgan Hand wird schwerkraftbedingt überwiegend auf Zug beansprucht. Deshalb muß nach konstruktiven Lösungen gesucht werden, die zu einer Zugentlastung führen. Bei der aktiven Armprothese wird das willkürliche Beugen des Unterarmes mittels Schulterbandagen aus elastischem Materials in Bowdenzügen eingeleitet. Dies geschieht durch Verkürzen des Beugezuges, wobei die Befestigung zwischen Ober- und Unterarm an einem Ende des Zuges erfolgt, und die Kraft über die Schulter zum Oberarm des anderen Zuges eingeleitet wird.In prosthetics construction, a distinction is made between active and passive prostheses depending on their performance. The group of active prostheses includes those that are controlled by the patient's own power or by external power. The arm prosthesis with power pull occupies an outstanding place among the self-powered prostheses. The arm with the hand as a gripping organ is mainly subjected to tension due to gravity. Therefore, constructive solutions must be sought that lead to tension relief. With the active arm prosthesis, the voluntary bending of the forearm is initiated by means of shoulder bandages made of elastic material in Bowden cables. This is done by shortening the bending cable, whereby the attachment between the upper and lower arm takes place at one end of the cable, and the force is introduced via the shoulder to the upper arm of the other cable.

Diese Prothesensysteme haben den Nachteil, daß durch fehlende Kompensation des Gewichtes des Unterarmes eine Ermüdung des Prothesenträgers eintritt; außerdem kann der Beugefunktionsbereich nicht optimal genutzt werden. Zur Kompensation des Gewichtes des Unterarmes wurden verschiedene technische Lösun-These prosthetic systems have the disadvantage that the wearer of the prosthesis becomes tired due to the lack of compensation for the weight of the forearm; in addition, the flexion function range cannot be used optimally. Various technical solutions have been developed to compensate for the weight of the forearm.

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gen entwickelt. Die gebräuchlichsten eingesetzten Konstruktionen sind federunterstützende Systeme, die nahe dem Gelenkpunkt angebracht werden. Der Nachteil dieser Konstruktionen besteht darin, daß das höchste Drehmoment zur Unterstützung der Beugebewegung in der Strecklage des Unterarmes eingeleitet wird, und daß dieses Drehmoment bei der Beugung des Unteramres abnimmt. Der Drehmomentenverlauf ist somit genau entgegengesetzt den tatsächlichen Bedürfnissen. Ein weiterer Nachteil dieser vorbekannten Lösungen ist darin zu sehen, daß bei zu starker Erhöhung des Drehmomentes die Freischwingphase behindert und somit das natürliche Erscheinungsbild mit der Pendelphase des Unterarmes gestört wird.The most commonly used designs are spring-supported systems that are attached close to the joint point. The disadvantage of these designs is that the highest torque to support the bending movement is introduced when the forearm is extended, and that this torque decreases when the forearm is bent. The torque curve is therefore exactly the opposite of the actual needs. Another disadvantage of these previously known solutions is that if the torque is increased too much, the free swing phase is hindered and the natural appearance of the pendulum phase of the forearm is thus disturbed.

Die genannte Aufgabe wird ausgehend von dem eingangs beschriebenen Ellbogenlifter erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Federelement mit einer Zugkraft direkt oder indirekt den Eingang eines Getriebes beaufschlagt, dessen Ausgang an dem inneren Ende eines Zugorgangs angreift, dessen äußeres Ende an einem mit der Ellbogenachse einen Drehmomenthebel definierenden Fixpunkt des Oberarmpaßteils festlegbar ist, wobei die Kraftübertragung durch das Getriebe so erfolgt, daß der Verlauf des am Fixpunkt des Oberarmpaßteiles angreifenden Drehmomentes in Abhängigkeit vom Beugewinkel des Unterarmpaßteils angenähert parabelförmig ist und seine niedrigsten Werte in der Strecklage von etwa 5° bis 25°, vorzugsweise 10° bis 20° sowie bei maximaler Beugung und sein Maximum bei etwa 90° aufweist. The above-mentioned object is achieved according to the invention, based on the elbow lifter described at the beginning, in that the spring element applies a tensile force directly or indirectly to the input of a gear, the output of which acts on the inner end of a tensile organ, the outer end of which can be fixed to a fixed point of the upper arm fitting part that defines a torque lever with the elbow axis, whereby the force is transmitted through the gear in such a way that the course of the torque acting on the fixed point of the upper arm fitting part is approximately parabolic depending on the bending angle of the forearm fitting part and has its lowest values in the extended position of about 5° to 25°, preferably 10° to 20°, as well as at maximum bending and its maximum at about 90°.

Während also der Drehmomentenverlauf bei den vorbekannten EIlbogenliftern ausgehend von der Strecklage des Armes bis zum maximalen Beugewinkel des Unterarmes von einem Maximum nahezu linear abfällt, wird erfindungsgemäß ein Drehmomentenverlauf erzielt, der exakt den tatsächlichen Bedürnissen bei der Unterstützung der Beugung des Unterarmes entspricht. Dabei läßt sich bei richtiger Anpassung des Systems die Schwungphase des Oberarmstumpfes für das Vorbringen und Absenken des Unterarmes ausnutzen. Hierdurch kann sogar ein sonst für die SteuerungWhile the torque curve in the previously known elbow lifters decreases almost linearly from a maximum starting from the extended position of the arm to the maximum flexion angle of the forearm, the invention achieves a torque curve that corresponds exactly to the actual needs in supporting the flexion of the forearm. If the system is adjusted correctly, the swing phase of the upper arm stump can be used to bring the forearm forward and lower it. This even makes it possible to control a

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des Unterarmes erforderliches Zugseil entfallen, wodurch eine größere Bewegungsfreiheit des Amputierten ermöglicht wird.The traction rope required to lift the forearm is no longer necessary, which allows the amputee greater freedom of movement.

In einer Weiterentwicklung des erfinderischen Konzeptes kann es zweckmäßig sein, wenn die Federkraft durch eine elektrische Verstellung in Abhängigkeit vom Beugewinkel sowie des Drehmomentenverlaufes verändert und/oder durch ein elektrisch aufgebrachtes, zusätzliches Drehmoment verstärkt wird. Vorrichtungsmäßig kann es vorteilhaft sein, wenn die Justierung des Federelementes über einen ersten, von einem Sensor gesteuerten Motor erfolgt. Zusätzlich kann es vorteilhaft sein, wenn im Bereich der Ellbogenachse ein zweiter, ein zusätzliches Drehmoment auf das Unterarmpaßteil aufbringender Motor 24 vorgesehen ist.In a further development of the inventive concept, it can be expedient if the spring force is changed by an electrical adjustment depending on the bending angle and the torque curve and/or increased by an electrically applied additional torque. In terms of the device, it can be advantageous if the adjustment of the spring element is carried out via a first motor controlled by a sensor. In addition, it can be advantageous if a second motor 24 is provided in the area of the elbow axis, which applies an additional torque to the forearm fitting part.

Es ist vorteilhaft, wenn das Federelement hinsichtlich seiner Zugkraft justierbar ausgebildet ist, wobei diese Justierung manuell von außen vorzunehmen sein sollte.It is advantageous if the spring element is designed to be adjustable in terms of its tensile force, whereby this adjustment should be able to be carried out manually from the outside.

Das Federelement ist vorzugsweise eine Spiralfeder, könnte aber auch eine Zugfeder oder ein ähnlich speicherndes Element sein.The spring element is preferably a spiral spring, but could also be a tension spring or a similar storage element.

Die Übertragung der Federkraft zwischen den einzelnen Stufen könnte grundsätzlich durch starre Elemente wie z. B. Hebelarme oder aber durch Kombinationen von Hebelarm, Drehgelenken, Verzahnungen oder dergleichen erfolgen. Vorteilhaft erscheint jedoch die Ausbildung des Getriebes als Kurvenscheibengetriebe, das insbesondere wie folgt ausgebildet sein kann: 30The transmission of the spring force between the individual stages could in principle be carried out by rigid elements such as lever arms or by combinations of lever arms, swivel joints, gears or the like. However, it appears to be advantageous to design the gear as a cam disk gear, which can be designed in particular as follows: 30

a) Das Kurvenscheibengetriebe umfaßt zwei jeweils drehfest auf einer gemeinsamen Welle sitzende Kurvenscheiben;a) The cam mechanism comprises two cams each mounted in a rotationally fixed manner on a common shaft;

b) das genannte Kraftübertragungselement ist ein biegeelastischer Riemen oder dergleichen, der mit seinem einen Ende direkt oder indirekt an dem Federelement angreift, die erste der beiden Kurvenscheiben bei gestreckter Arm-b) the said force transmission element is a flexible belt or the like, which engages directly or indirectly with one end of the spring element, the first of the two cam discs with the arm extended

prothese weitgehend umschlingt und mit seinem anderen Ende an dieser ersten Kurvenscheibe an einem den Getriebeeingang definierenden Punkt befestigt ist;prosthesis and is attached with its other end to this first cam disc at a point defining the transmission input;

c) das genannte Zugorgan ist ebenfalls biegeelastisch ausgebildet und ist mit seinem inneren Ende an einem den Getriebeausgang definierenden Punkt der zweiten Kurvenscheibe befestigt, die von dem Zugorgan bei zunehmender Beugung des Unterarmpaßteils zunehmend unmschlungen wird. 10c) the said traction element is also designed to be flexible and is attached with its inner end to a point on the second cam disk that defines the gear output, which is increasingly wrapped around by the traction element as the forearm fitting part is bent. 10

Dabei ist es zweckmäßig, wenn das von der zweiten Kurvenscheibe kommende Zugorgan um eine Umlenkrolle angenähert tangential an die untere Kontur des Oberarmpaßteils herangeführt ist. Um bei starker Überkompensation des Armes ein zu schnelles Vorschwingen zu verhindern, ist es vorteilhaft, wenn in die Umlenkrolle eine hydrodynamische Dämpfung eingebaut ist.It is useful if the traction element coming from the second cam disc is guided around a pulley approximately tangentially to the lower contour of the upper arm fitting part. In order to prevent the arm from swinging forward too quickly in the event of severe overcompensation, it is advantageous if hydrodynamic damping is built into the pulley.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und werden in Verbindung mit weiteren Vorteilen der Erfindung anhand zweier Ausführungsbeispiele näher erläuert.Further features of the invention are the subject of the subclaims and are explained in more detail in connection with further advantages of the invention using two exemplary embodiments.

In der Zeichnung sind zwei als Beispiele dienende Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Es zeigen: 25The drawing shows two exemplary embodiments of the invention. They show: 25

Figur 1 - im Längsschnitt und zum Teil in Seitenansicht eine komplette Armprothese mit gestrecktem Unterarm; Figure 1 - longitudinal section and partial side view of a complete arm prosthesis with extended forearm;

Figur 2 - in vergrößertem Maßstab einen Ausschnitt derFigure 2 - enlarged view of a section of the

Figur 1;Figure 1;

Figur 3 - die Darstellung gemäß Figur 2 jedoch mit starkFigure 3 - the representation according to Figure 2 but with strong

angewinkeltem Unterarm; 35bent forearm; 35

Figur 4 - eine mit zusätzlichen Elektroantrieben ausgerüstete Ausführungsform in einer Darstellung gemäßFigure 4 - an embodiment equipped with additional electric drives in a representation according to

Figur 3 und Figure 3 and

Figur 5Figure 5

drei Drehmomentenverläufe, aufgetragen über den Beugewinkeln des Unterarmes.three torque curves plotted against the flexion angles of the forearm.

Die in Figur 1 dargestellte Armprothese umfaßt ein Oberarmpaßteil 1 sowie ein Unterarmpaßteil 2, die über eine Ellbogenachse 3 gelenkig miteinander verbunden sind. Zur Unterstützung der Verschwenkung des Unterarmpaßteils 2 in verschiedene Beugestellungen ist ein Ellbogenlifter 4 vorgesehen. Dieser weist ein alle seine Bauteile aufnehmendes bzw. umschließendes Gehäuse 5 auf, das in eine angepaßte Ausnehmung im Unterarmpaßteil 2 eingesetzt ist.The arm prosthesis shown in Figure 1 comprises an upper arm fitting part 1 and a lower arm fitting part 2, which are connected to one another via an elbow axis 3. To support the pivoting of the lower arm fitting part 2 into various bending positions an elbow lifter 4 is provided. This has a housing 5 that accommodates or encloses all of its components and is inserted into a suitable recess in the lower arm fitting part 2.

Der in Figur 2 dargestellte Ellbogenlifter 4 umfaßt im wesentlichen eine Spiralfeder 6, ein Kurvenscheibengetriebe 7, ein die Kraft von der Spiralfeder 6 auf das Kurvenscheibengetriebe 7 übertragendes, als biegeelastischer Riemen 8 ausgebildetes Kraftübertragungselement sowie ein das Kurvenscheibengetriebe 7 kinematisch mit dem Oberarmpaßteil 1 verbindendes Zugorgan 9.The elbow lifter 4 shown in Figure 2 essentially comprises a spiral spring 6, a cam disk gear 7, a force transmission element designed as a flexible belt 8 that transmits the force from the spiral spring 6 to the cam disk gear 7, and a traction element 9 that kinematically connects the cam disk gear 7 to the upper arm fitting part 1.

Das Kurvenscheibengetriebe 7 umfaßt zwei Kurvenscheiben 7a und 7b, die jeweils drehfest auf einer gemeinsamen Welle 10 sitzen. The cam disk gear 7 comprises two cam disks 7a and 7b, each of which is fixedly mounted on a common shaft 10.

Die Spiralfeder 6 ist in einem Federgehäuse 11 befestigt und beaufschlagt als Drehkraft eine Abtriebsscheibe 12, die auf einer Achse 13 sitzt. Die Vorspannung der Spiralfeder 6 kann entsprechend dem auszugleichenden, am Unterarmpaßteil 2 angreifenden Gewicht verändert werden und zwar durch Verdrehung eines Schneckenrades 14, für dessen Betätigung eine von außen zugängliche, manuell betätigbare Drehscheibe 15, ein Rändelrad oder dergelichen vorgesehen ist.The spiral spring 6 is fastened in a spring housing 11 and applies a torque to an output disk 12 which is located on an axle 13. The preload of the spiral spring 6 can be changed according to the weight to be balanced and acting on the forearm fitting part 2 by turning a worm gear 14, for the operation of which a manually operable rotary disk 15 accessible from the outside, a knurled wheel or the like is provided.

Vi ■ If!. Vi ■ If!.

Der Riemen 8 ist mit seinem einen Ende an einem Fixpunkt 16 an der Abtriebsscheibe 12 befestigt, umschlingt nahezu vollständig die äußere Kurvenkontur der ersten Kurvenscheibe 7a und ist mit seinem anderen Ende am Außenumfang dieser ersten Kurvenscheibe 7a über einen Fixpunkt 17 befestigt, der den Getriebeeingang des Kurvenscheibengetriebes 7 definiert.The belt 8 is attached at one end to a fixed point 16 on the driven pulley 12, wraps almost completely around the outer curve contour of the first cam disk 7a and is attached at its other end to the outer circumference of this first cam disk 7a via a fixed point 17, which defines the gear input of the cam disk gear 7.

Das ebenso wie der Riemen 8 biegeelastisch ausgebildete Zugorgan 9 ist mit seinem inneren Ende an einem den Getriebeausgang definierenden Fixpunkt 18 am Umfang der zweiten Kurvenscheibe 7b befestigt, ist dann um eine im Gehäuse 5 gelagerte Umlenkrolle 19 geführt und ist mit seinem äußeren, aus dem Gehäuse 5 herausgeführten Ende an einem mit der Ellbogenachse 3 einen Drehmomenthebel definierenden Fixpunkt 20 des Oberarmpaßteils 1 festgelegt. Dabei läßt Figur 2 erkennen, daß das Zugorgan 9 bei gestrecktem Unterarmpaßteil 2 die äußere Kurvenkontur der zweiten Kurvenscheibe 7b nur über einen kurzen Abschnitt umschlingt und im Bereich zwischen der Umlenkrolle 19 und dem Fixpunkt 20 am Oberarmpaßteil 1 an dessen unterer, angenähert kreissegmentförmig ausgebildeten Kontur 21 anliegt.The tension member 9, which is designed to be flexible like the belt 8, is attached with its inner end to a fixed point 18 on the circumference of the second cam disk 7b, which defines the gear output, is then guided around a deflection roller 19 mounted in the housing 5 and is fixed with its outer end, which leads out of the housing 5, to a fixed point 20 of the upper arm fitting part 1, which defines a torque lever with the elbow axis 3. Figure 2 shows that the tension member 9 only wraps around the outer curved contour of the second cam disk 7b over a short section when the lower arm fitting part 2 is stretched and rests in the area between the deflection roller 19 and the fixed point 20 on the upper arm fitting part 1 on its lower, approximately circular segment-shaped contour 21.

Figur 3 zeigt das Unterarmpaßteil 2 in seinem maximalen Beugewinkel. Ein Vergleich mit der Figur 2 macht deutlich, daß ausgehend aus der gestreckten Armlage mit zunehmendem Beugewinkel des Unterarmpaßteils 2 gegenüber dem Oberarmpaßteil 1 der Riemen 8 von der ersten Kurvenscheibe 7a ab- und auf die von der Spiralfeder 6 angetriebene Abtriebsscheibe 12 aufgewickelt wird, während das Zugorgan 9 sich zunehmend von der unteren Kontur 21 des Oberarmpaßteils 1 löst und auf die zweite Kurvenscheibe 7b aufgewickelt wird. Figur 3 läßt ferner erkennen, daß die Umlenkrolle 19 derart angeordnet ist, daß das Zugorgan 9 an die Kontur 21 annähernd tangential herangeführt wird.Figure 3 shows the forearm fitting part 2 at its maximum bending angle. A comparison with Figure 2 makes it clear that starting from the stretched arm position, with increasing bending angle of the forearm fitting part 2 relative to the upper arm fitting part 1, the belt 8 is wound off the first cam disk 7a and onto the driven disk 12 driven by the coil spring 6, while the traction element 9 increasingly detaches itself from the lower contour 21 of the upper arm fitting part 1 and is wound onto the second cam disk 7b. Figure 3 also shows that the deflection roller 19 is arranged in such a way that the traction element 9 is guided almost tangentially to the contour 21.

Das Getriebe 7 ist in Verbindung mit der Charakteristik des Federelementes 6 so ausgelegt, daß der Verlauf des auf die Ellbogenachse 3 aufgebrachten Drehmomentes in Abhängigkeit vom Beugewinkel des Unterarmpaßteils 2 angenähert parabelförmigThe gear 7 is designed in conjunction with the characteristics of the spring element 6 so that the course of the torque applied to the elbow axis 3 is approximately parabolic depending on the bending angle of the forearm fitting part 2.

ist (siehe Figur 5) und seine niedrigsten Werte in der Strecklage von etwa 10° bis 20° sowie bei maximaler Beugung und sein Maximum bei etwa 90° aufweist. Dies wird mit dem in den Figuren 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispielen durch eine entsprechende Gestaltung des Kurvenverlaufes der beiden Kurvenscheiben 7a, 7b sowie durch ihre Zuordnung zueinander erreicht, wodurch auch eine entsprechende Kompensation der Federkraftkennlinie vorgenommen wird. Den einstellbaren Bereich dieser Kompensation zeigen in Figur 5 die über dem Beugewinkel des Unterarmpaßteils 2 aufgetragenen Drehmomentlinien.is (see Figure 5) and has its lowest values in the extended position of about 10° to 20° and at maximum flexion and its maximum at about 90°. This is achieved with the embodiments shown in Figures 2 and 3 by a corresponding design of the curve of the two cam disks 7a, 7b and by their assignment to one another, which also results in a corresponding compensation of the spring force characteristic curve. The adjustable range of this compensation is shown in Figure 5 by the torque lines plotted over the flexion angle of the forearm fitting part 2.

In Figur 4 ist schematisch angedeutet, daß die Justierung des Federelementes 6 auch über einen ersten, von einem Sensor 23 in Abhängigkeit von dem Beugewinkel gesteuerten Motor 24 erfolgen kann. Somit läßt sich durch eine elektrische Verstellung die Federkraft in Abhängigkeit vom Beugewinkel sowie des Drehmomentverlaufes verändern. Darüber hinaus kann im Bereich der Ellbogenachse 3 ein zweiter, ein zusätzliches Drehmoment auf das Unterarmpaßteil 2 aufbringender Motor 25 vorgesehen sein. Dadurch läßt sich die Federkraft elektrisch verstärken. Schließlich ist in Figur 4 noch ein dritter Motor 26 angedeutet, mit dem sich eine elektrische Arretierung des Unterarmpaßteils 2 in einer gewünschten Beugestellung erreichen läßt.Figure 4 schematically shows that the adjustment of the spring element 6 can also be carried out by a first motor 24 controlled by a sensor 23 depending on the bending angle. The spring force can thus be changed by electrical adjustment depending on the bending angle and the torque curve. In addition, a second motor 25 can be provided in the area of the elbow axis 3, which applies an additional torque to the forearm fitting part 2. This allows the spring force to be electrically increased. Finally, Figure 4 also shows a third motor 26, with which the forearm fitting part 2 can be electrically locked in a desired bending position.

Eine vergleichbare, mit der durch die beiden Kurvenscheiben 7a,7b erzielte Kinematik ließe sich durch entsprechende Kurvenausbildung der Abtriebsscheibe 12, der Umlenkrolle 19 und/oder der Kontur 21 erzielen.
Gr/is
A comparable kinematics to that achieved by the two cam disks 7a, 7b could be achieved by corresponding curve formation of the output disk 12, the deflection roller 19 and/or the contour 21.
Gr/is

Claims (14)

1. Ellbogenlifter für eine Armprothese, deren Oberarmpaßteil (1) über zumindest eine Ellbogenachse (3) gelenkig mit einem Unterarmpaßteil (2) verbunden ist, dessen Verschwenkung durch ein Federelement (6) unterstützt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (6) mit einer Zugkraft direkt oder indirekt den Eingang (17) eines Getriebes (7) beaufschlagt, dessen Ausgang (18) an dem inneren Ende eines Zugorgangs (9) angreift, dessen äußeres Ende an einem mit der Ellbogenachse (3) einen Drehmomenthebel definierenden Fixpunkt (20) des Oberarmpaßteils (1) festlegbar ist, wobei die Kraftübertragung durch das Getriebe (7) so erfolgt, daß der Verlauf des am Fixpunkt1. Elbow lifter for an arm prosthesis, the upper arm fitting part (1) of which is connected in an articulated manner to a lower arm fitting part (2) via at least one elbow axis (3), the pivoting of which is supported by a spring element (6), characterized in that the spring element (6) applies a tensile force directly or indirectly to the input (17) of a gear (7), the output (18) of which acts on the inner end of a traction element (9), the outer end of which can be fixed to a fixed point (20) of the upper arm fitting part (1) which defines a torque lever with the elbow axis (3), the force being transmitted by the gear (7) in such a way that the course of the torque at the fixed point (20) des Oberarmpaßteiles (1) angreifenden Drehmomentes in Abhängigkeit vom Beugewinkel des Unterarmpaßteils (2) angenähert parabelförmig ist und seine niedrigsten Werte in der Strecklage von etwa 5° bis 25°, vorzugsweise 10° bis 20° sowie bei maximaler Beugung und sein Maximum bei etwa 90° aufweist.(20) of the upper arm fitting part (1) as a function of the flexion angle of the lower arm fitting part (2) is approximately parabolic and has its lowest values in the extended position of approximately 5° to 25°, preferably 10° to 20° and at maximum flexion and its maximum at approximately 90°. 2. Ellbogenlifter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine einteilige Baugruppe, die in eine Ausnehmung des Unterarmpaßteils (2) einsetzbar ist.2. Elbow lifter according to claim 1, characterized by a one-piece assembly which can be inserted into a recess of the forearm fitting part (2). 3. Ellbogenlifter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (6) eine Spiralfeder ist.3. Elbow lifter according to claim 1 or 2, characterized in that the spring element (6) is a spiral spring. Theodor-Heuss-Straße 1 D-38122 Braunschweig Bundesrepublik DeutschlandTheodor-Heuss-Straße 1 D-38122 Braunschweig Federal Republic of Germany Telefon 0531/800 79 Telex 0-952 620 gramm d Telefax 05 31/812 97Telephone 0531/800 79 Telex 0-952 620 gramm d Fax 05 31/812 97 4. Ellbogenlifter nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (6) hinsichtlich seiner Zugkraft justierbar ausgebildet ist.4. Elbow lifter according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the spring element (6) is adjustable with regard to its tensile force. 5. Ellbogenlifter nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung des Federelementes (6) über ein Schneckenrad (14) justierbar ist.5. Elbow lifter according to claim 3 and 4, characterized in that the preload of the spring element (6) is adjustable via a worm wheel (14). 6. Ellbogenlifter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Justierung des Federelementes (6) über einen ersten, von einem Sensor (23) gesteuerten Motor (24) erfolgt.6. Elbow lifter according to claim 4 or 5, characterized in that the adjustment of the spring element (6) takes place via a first motor (24) controlled by a sensor (23). 7. Ellbogenlifter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (6) als Drehkraft an einer Abtriebsscheibe (12) angreift, an der ein mit dem Getriebeeingang (17) in Verbindung stehendes Kraftübertragungselement (8) festgelegt ist.7. Elbow lifter according to one of the preceding claims, characterized in that the spring element (6) acts as a rotary force on a driven disk (12) to which a force transmission element (8) connected to the gear input (17) is fixed. 8. Ellbogenlifter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (7) ein Kurvenscheibengetriebe ist.8. Elbow lifter according to one of the preceding claims, characterized in that the gear (7) is a cam disk gear. 9. Ellbogenlifter nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:9. Elbow lifter according to claim 8, characterized by the following features: a) Das Kurvenscheibengetriebe (7) umfaßt zwei jeweils drehfest auf einer gemeinsamen Welle (10) sitzende Kurvenscheiben (7a,7b);a) The cam disk gear (7) comprises two cam disks (7a, 7b) each of which is non-rotatably mounted on a common shaft (10); b) das genannte Kraftübertragungselement (8) ist ein biegeelastischer Riemen oder dergleichen, der mit seinem einen Ende direkt oder indirekt an dem Federelement (6) angreift, die erste (7a) der beiden Kurvenscheiben (7a,7b) bei gestreckter Armprotheseb) said force transmission element (8) is a flexible belt or the like, which with one end engages directly or indirectly with the spring element (6), the first (7a) of the two cam discs (7a,7b) when the arm prosthesis is extended weitgehend umschlingt und mit seinem anderen Ende an dieser ersten Kurvenscheibe (7a) an einem den Ge-largely wraps around and with its other end on this first cam disc (7a) at a triebeeingang (17) definierenden Punkt befestigt ist;is fixed to the point defining the drive input (17); c) das genannte Zugorgan (9) ist ebenfalls biegeelastisch ausgebildet und ist mit seinem inneren Endec) the said tension member (9) is also designed to be flexible and is connected with its inner end an einem den Getriebeausgang (18) definierenden Punkt der zweiten Kurvenscheibe (7b) befestigt, die von dem Zugorgang (9) bei zunehmender Beugung des Unterarmpaßteils (2) zunehmend unmschlungen wird. 10attached to a point of the second cam disc (7b) defining the gear output (18), which is increasingly wrapped around by the pulling element (9) as the forearm fitting part (2) is bent more and more. 10 10. Ellbogenlifter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das von der zweiten Kurvenscheibe (7b) kommende Zugorgan (9) um eine Umlenkrolle (19) angenähert tangential an die untere Kontur (21) des Oberarmpaßteils (1) herangeführt ist.10. Elbow lifter according to claim 9, characterized in that the traction element (9) coming from the second cam disc (7b) is guided around a deflection roller (19) approximately tangentially to the lower contour (21) of the upper arm fitting part (1). 11. Ellbogenlifter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugorgan (9) bei gestreckter Armprothese im Bereich zwischen der Umlenkrolle (19) und dem Fixpunkt (20) am Oberarmpaßteil (1) an dessen unterer, angenähert kreissegmentförmig ausgebildeter Kontur (21) anliegt.11. Elbow lifter according to claim 10, characterized in that the traction element (9) rests, when the arm prosthesis is extended, in the area between the deflection roller (19) and the fixed point (20) on the upper arm fitting part (1) on its lower, approximately circular segment-shaped contour (21). 12. Ellbogenlifter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein alle Bauteile aufnehmendes bzw. umschließendes Gehäuse (5).12. Elbow lifter according to one of the preceding claims, characterized by a housing (5) accommodating or enclosing all components. 13. Ellbogenlifter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Ellbogenachse (3) ein zweiter, ein zusätzliches Drehmoment auf das Unterarmpaßteil (2) aufbringender Motor 25 vorgesehen ist.13. Elbow lifter according to one of the preceding claims, characterized in that a second motor 25 is provided in the region of the elbow axis (3), which applies an additional torque to the forearm fitting part (2). 14. Ellbogenlifter nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß in die Umlenkrolle (19) eine hydrodynamische Dämpfung eingebaut ist.14. Elbow lifter according to one of claims 10 to 13, characterized in that a hydrodynamic damping is built into the deflection roller (19). Patentanwälte
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2007107150A1 (en) * 2006-03-17 2007-09-27 Otto Bock Healthcare Ip Gmbh & Co. Kg Joint device
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