RU2746942C2

RU2746942C2 - Шарнир для ортопедического устройства

Info

Publication number: RU2746942C2
Application number: RU2019106154A
Authority: RU
Inventors: Карстен ФОГЕЛЬ; Маттиас ШИЛЛИНГ
Original assignee: Оттобок СЕ унд Ко. КГаА
Priority date: 2016-08-10
Filing date: 2017-07-05
Publication date: 2021-04-22
Also published as: BR112019001338A2; RU2019106154A; DE102016114834A1; CN109688985B; US11382784B2; WO2018028891A1; US20200383814A1; RU2019106154A3; CN109688985A; EP3496672A1

Abstract

Изобретение относится к медицине. Шарнир для коленного ортеза содержит первое плечо шарнира и второе плечо шарнира, которые установлены с возможностью поворота относительно друг друга вокруг поворотной оси, и блокировочное приспособление, которое выполнено с возможностью приведения в положение разблокировки и в положение блокировки. Шарнир содержит исполнительный элемент, при срабатывании которого блокировочное приспособление из положения блокировки переводится в положение разблокировки. Блокировочное приспособление в положении блокировки блокирует поворачивание первого плеча шарнира относительно второго плеча шарнира в первом направлении поворота независимо от угла поворота между первым плечом шарнира и вторым плечом шарнира при условии, что этот угол поворота лежит в предварительно заданной области, и допускает поворачивание в первом направлении поворота при условии, что этот угол поворота лежит вне этой предварительно заданной области. На первом плече шарнира расположена контактная поверхность, которая контактирует с блокировочным элементом, подвижно расположенным на втором плече шарнира, когда это блокировочное приспособление находится в положении блокировки. Контакт блокировочного элемента с контактной поверхностью предотвращает поворачивание первого плеча шарнира относительно второго плеча шарнира в первом направлении поворота. Блокировочный элемент представляет собой подвижно установленный в направляющей кулачок или эксцентрично установленную цапфу, палец или цилиндр. Контактная поверхность выполнена эксцентрично относительно поворотной оси. Изобретение обеспечивает повышение комфортности ортопедического технического устройства, при предотвращении непреднамеренного кратковременного поворачивания в первом направлении поворота и раздражающих шумов. 4 з.п. ф-лы, 12 ил.

Description

Данное изобретение касается шарнира для ортопедического технического устройства, который имеет первое плечо шарнира и второе плечо шарнира, установленные с возможностью поворота относительно друг друга вокруг поворотной оси, и который имеет блокировочное приспособление, выполненное с возможностью приведения в положение разблокировки и в положение блокировки.

Такого рода шарниры известны из US 7,517,330 B2 и US 7,662,118 B2. Они могут использоваться, например, в качестве шарниров для ортезов, например, для коленных ортезов, однако, также и для других ортезов или ортопедических технических устройств. Первое плечо шарнира и второе плечо шарнира установлены с возможностью поворота относительно друг друга вокруг поворотной оси. При этом они могут поворачиваться на угол поворота, который как правило ограничивается двумя упорами, каждый из которых ограничивает возможность движения в одном из двух противоположных друг другу направлений поворота. Когда блокировочное приспособление находится в положении разблокировки, оба плеча шарнира как правило могут свободно поворачиваться относительно друг друга в обоих направлениях поворота внутри указанного угла поворота. Однако, если блокировочное приспособление находится в положении блокировки, то тем самым предотвращается поворачивание обоих плеч шарнира относительно друг друга в первом направлении поворота. У шарниров из уровня техники это обеспечивается, например, благодаря тому, что две конструктивные части, каждая из которых снабжена храповым механизмом или косо установленными зубьями, входят в зацепление друг с другом. Эти зубья трещоточного типа предотвращают дальнейшее поворачивание в первом направлении поворота, однако, допускают поворачивание в противоположном втором направлении поворота, поскольку на этой стороне указанные зубья скошены и могут скользить друг по другу. Поворачивание обоих плеч шарнира относительно друг друга во втором направлении поворота, что тоже возможно с блокировочным приспособлением в положении блокировки, заканчивается, однако, тогда, когда одно из обоих плеч шарнира упирается во второй упор, так что дальнейшее поворачивание становится больше невозможным и во втором направлении поворота. В этом положении шарнир полностью заблокирован, и оба плеча шарнира не могут выполнять никакого поворотного движения относительно друг друга.

Из US 8,715,367 B1 известен шарнир указанного вначале рода, у которого блокировочное приспособление в положении блокировки блокирует поворачивание обоих плеч шарнира относительно друг друга в первом направлении поворота, независимо от угла, под которым оба поворотных рычага находятся относительно друг друга.

Шарнир указанного вначале рода может использоваться, например, в коленном ортезе. Колено как правило заблокировано, поскольку блокировочное приспособление в соответствии со стандартом находится в положении блокировки, и колено полностью распрямлено, так что одно из обоих плеч шарнира прилегает к второму упору. Движение плеч шарнира в первом направлении поворота предотвращается за счет блокировочного приспособления, а движение плеч шарнира во втором направлении поворота предотвращается за счет соответствующего второго упора. Если бы пользователь коленного ортеза такого типа, однако, захотел, например, присесть, то преимуществом здесь будет то, что колени можно будет согнуть. Чтобы этого добиться, блокировочное приспособление из положения блокировки приводится в положение разблокировки, так что оба плеча шарнира могут поворачиваться относительно друг друга. Затем блокировочное приспособление снова приводится в положение блокировки или само автоматически возвращается в это положение. Если пользователь ортеза с шарниром такого типа затем встает и полностью выпрямляет ногу, так что одно из обоих плеч шарнира прилегает к второму упору, то шарнир снова полностью блокируется и может нагружаться без опасений. Однако если пользователь ортеза встает, и при этом шарнир, например, выпрямляется не полностью, то важно, например, в случае нагружения шарнира, т.е. в том случае, если на одно из обоих плеч шарнира действует крутящий момент вокруг указанной поворотной оси, следить за тем, чтобы надежно предотвращалось движение в первом направлении поворота, которое соответствует сгибанию шарнира. В уровне техники, как уже сообщалось, это обеспечивается посредством входящих друг в друга с зацеплением зубчатых нарезок. Однако здесь есть, с одной стороны, недостаток, состоящий в том, что только при определенных угловых положениях, а именно тогда, когда эти зубья точно входят друг в друга, обеспечивается фактическое стопорение и блокирование поворотного движения в первом направлении поворота. С другой стороны, за счет указанных скользящих друг по другу зубьев возникает шум от храпового механизма или от трещотки, что воспринимается как неприятное и мешающее явление.

Поэтому в основу данного изобретения положена задача усовершенствовать шарнир согласно ограничительной части независимого пункта 1 формулы изобретения таким образом, чтобы устранить или по меньшей мере ослабить указанные недостатки.

Данное изобретение решает поставленную задачу посредством шарнира согласно ограничительной части независимого пункта 1 формулы тем, блокировочное приспособление в положении блокировки блокирует поворачивание первого плеча шарнира относительно второго плеча шарнира в первом направлении поворота независимо от угла поворота между первым плечом шарнира и вторым плечом шарнира при условии, что этот угол поворота лежит в предварительно заданной области, и позволяет поворачивание в первом направлении поворота при условии, что угол поворота лежит вне этой предварительно заданной области. В отличие от шарниров из уровня техники тем самым предотвращается поворачивание обоих плеч шарнира относительно друг друга в первом направлении поворота не только в нескольких отдельных местах, а именно в том случае, если системы зубьев конструктивных частей, входящих в зацепление друг с другом, точно подходят друг к другу, но и независимо от угла поворота, который заключен между обоими плечами шарнира, при условии, что этот угол поворота лежит в предварительно заданной области. Если угол поворота лежит вне этой предварительно заданной области, то на движение обоих плеч шарнира в первом направлении поворота относительно друг друга влияние не оказывается.

Благодаря этому повышается комфортность ортопедического технического устройства, которое содержит предлагаемый изобретением шарнир. В отличие от уровня техники, где еще может произойти поворачивание в первом направлении поворота, пока системы зубьев обеих конструктивных частей, входящих в зацепление друг с другом, точно прилегают друг к другу, при предлагаемом изобретением шарнире не может произойти такое непреднамеренное кратковременное поворачивание. Независимо от угла поворота между обоими плечами шарнира согласно изобретению всегда предотвращается дальнейшее поворачивание в первом направлении поворота при условии, что этот угол поворота лежит внутри предварительно заданной области. Благодаря этому предотвращаются также известные из уровня техники и раздражающие шумы от храпового механизма или от трещоток, так что, во-первых, не производятся раздражающие шумы и, во-вторых, ортопедическое техническое устройство, которое, например, носят под обычной одеждой, не распознается или не слишком быстро распознается как ортопедическое техническое устройство.

Предпочтительно на первом плече шарнира расположена контактная поверхность, которая может контактировать с блокировочным элементом, расположенным подвижно на втором плече шарнира. Этот контакт может иметь место в том случае, если блокировочное приспособление находится в положении блокировки. В одном предпочтительном варианте выполнения за счет контакта блокировочного элемента предотвращается поворачивание первого плеча шарнира относительно второго плеча шарнира в первом направлении поворота.

При этом вполне возможно, что блокировочный элемент может контактировать с контактной поверхностью только в указанном предварительно заданном диапазоне угла поворота между обоими плечами шарнира, а при углах поворота, которые не лежат в указанном предварительно заданном диапазоне, такой контакт не происходит.

Указанная контактная поверхность является фиксированной и расположена неподвижно на первом плече шарнира.

Это означает, что она следует за каждым движением первого плеча шарнира. Предпочтительно первое плечо шарнира располагает расширенным концевым элементом, который в одном предпочтительном варианте выполнения проходит вокруг поворотной оси. Указанная контактная поверхность предпочтительно расположена на радиально внешней окружной поверхности этого концевого элемента.

Если блокировочный элемент выполнен в виде установленного подвижно в направляющей кулачка или подобного подвижно установленного элемента, то этот блокировочный элемент сам может располагать областью прилегания, которая предназначена для прилегания к указанной контактной поверхности. Эта область предпочтительно может быть снабжена противоскользящим покрытием. Указанная направляющая сама может быть выполнена тангенциально к круговому или почти круговому расширенному концевому элементу первого плеча шарнира, так что между радиально внешней контактной поверхностью этого концевого элемента и обращенной от этой поверхности внутренней стороной направляющей может образоваться зазор, в котором находится указанный кулачок. Этот зазор имеет при этом изменяемую ширину и, в частности, выполнен так, что он уменьшается в одном направлении, тогда как в другом направлении он увеличивается или остается неизменным. При этом оказалось предпочтительным, чтобы ширина этого зазора уменьшалась настолько, чтобы она стала меньше, чем ширина подвижно установленного кулачка.

Если же теперь блокировочное приспособление находится в положении блокировки, то кулачок входит в контакт с контактной поверхностью. За счет дальнейшего поворачивания первого плеча шарнира относительно второго плеча шарнира в первом направлении поворота кулачок вследствие контакта с контактной поверхностью следовал бы за движением этой контактной поверхности относительно второго плеча шарнира и должен был бы двигаться в область зазора, ширина которой слишком мала для кулачка. Поэтому возникает фиксирующий эффект, который препятствует дальнейшему движению плеча шарнира в первом направлении поворота. Так как ширина зазора уменьшается, то речь идет о самоусиливающемся эффекте.

Чем сильнее действующий на плечо шарнира крутящий момент, вызывающий поворачивание обоих плеч шарнира относительно друг друга в первом направлении поворота, тем сильнее блокирующий эффект образованного таким образом блокировочного приспособления.

Поворачивание обоих плеч шарнира в противоположном втором направлении поворота возможно, однако, без проблем, так как кулачок за счет контакта с контактной поверхностью перемещается в другом направлении, в котором этот зазор, однако, расширяется или в котором ширина зазора постоянна. Эта ширина достаточна для того, чтобы перемещать кулачок, так что поворачивание в этом направлении возможно без проблем.

В одном альтернативном варианте выполнения этот блокировочный элемент представляет собой эксцентрично установленную цапфу, палец или цилиндр. Блокировочный элемент в этом варианте выполнения имеет продольную ось, причем он установлен эксцентрично и параллельно этой оси. Боковая поверхность этого блокировочного элемента входит в контакт с контактной поверхностью блокировочного приспособления при условии, что это блокировочное приспособление находится в положении блокировки. Благодаря такой эксцентричной установке блокировочного элемента расстояние от внешней боковой поверхности блокировочного элемента до оси опоры по окружности является не постоянным, а имеет минимум и максимум. Если теперь расстояние от контактной поверхности, которая находится на первом плече шарнира, до оси опоры блокировочного элемента изменяется, то блокировочный элемент, например, под влиянием силы тяжести поворачивается относительно оси своей опоры до тех пор, пока боковая поверхность блокировочного элемента не будет прилегать к контактной поверхности. В этом варианте выполнения преимущество достигается в том случае, если эта контактная поверхность на первом плече шарнира выполнена так, что она при различных углах поворота, т.е. углах, заключенных между первым плечом шарнира и вторым плечом шарнира, имеет различное расстояние до оси опоры блокировочного элемента.

Предпочтительно блокировочный элемент предварительно напряжен в направлении контактной поверхности. Предпочтительно блокировочный элемент предварительно напряжен посредством упругого элемента или действующей на блокировочный элемент силы веса. Разумеется, имеются и другие возможности предварительного напряжения, которые имеют свои преимущества для различных вариантов выполнения. Для специалиста не составит труда сделать подходящий выбор средства предварительного напряжения для определенной формы блокировочного элемента.

Оказалось также предпочтительным, чтобы контактная поверхность была выполнена эксцентрично относительно поворотной оси. Это означает, что расстояние контактной поверхности от этой поворотной оси по окружности не является постоянным.

Предпочтительно шарнир имеет исполнительный элемент, с помощью которого возможно приведение блокировочного приспособления из положения блокировки в положение разблокировки. Предпочтительно угол поворота, в пределах которого первое плечо шарнира может поворачиваться относительно второго плеча шарнира, проходит от первого упора до второго упора, причем указанная предварительно заданная область меньше, чем указанный угол поворота. Это означает, в частности, что есть часть этого угла поворота, в которой поворотное движение обоих плеч шарнира относительно друг друга в первом направлении поворота не блокируется даже тогда, когда это блокировочное приспособление находится в положении блокировки. Это имеет место лишь внутри предварительно заданной области, которая в этом варианте выполнения меньше, чем угол поворота. В частности, предпочтительно эта предварительно заданная область во втором направлении поворота, противоположном первому направлению поворота, ограничивается вторым упором. В этом случае можно блокировать шарнир полностью, если блокировочное приспособление находится в положении блокировки, и соответствующее плечо шарнира прилегает к второму упору.

В одном предпочтительном варианте выполнения шарнир дополнительно имеет второе блокировочное приспособление, которое выполнено с возможностью приведения в положение разблокировки и в положение блокировки, в котором оно блокирует поворачивание первого плеча шарнира относительно второго плеча шарнира во втором направлении поворота, которое противоположно первому направлению поворота, независимо от угла поворота между первым плечом шарнира и вторым плечом шарнира, при условии, что этот угол поворота лежит во второй предварительно заданной области, и разрешает поворачивание во втором направлении поворота при условии, что этот угол поворота лежит вне этой второй предварительно заданной области.

Таким образом, создается шарнир, у которого для каждого направления поворота предусмотрены два диапазона. В одной из обеих областей поворачивание в соответствующем одном направлении поворота разрешается посредством блокировочного приспособления, а в другом оно предотвращается. Так как каждое блокировочное приспособление предпочтительно не влияет на движение в соответствующем другом направлении поворота, то таким образом возможность поворота обоих плеч шарнира устанавливается почти полностью свободно.

За счет выбранного контура контактной поверхности, которая контактирует с блокировочным элементом соответствующего блокировочного приспособления, чтобы избежать дальнейшего поворачивания в одном из обоих направлений поворота, можно индивидуально устанавливать указанный предварительно заданный диапазон и второй предварительно заданный диапазон. В принципе можно также для одного блокировочного приспособления предусмотреть несколько диапазонов, в которых, например, допускается поворачивание.

С привлечением прилагаемых чертежей ниже подробно рассматривается пример осуществления данного изобретения. На чертежах показано следующее.

Фиг. 1 - схематичный вид сверху шарнира согласно первому примеру осуществления данного изобретения,

Фиг. 2 - Фиг. 5 - вид в разрезе показанного на Фиг. 1 шарнира в различных положениях,

Фиг. 6a - Фиг. 6c - два вида шарнира согласно еще одному примеру осуществления данного изобретения в различных положениях,

Фиг. 7 - схематичное изображение шарнира согласно другому примеру осуществления,

Фиг. 8 - изображение еще одного шарнира согласно одному примеру осуществления данного изобретения, и

Фиг. 9a и Фиг. 9b - два вида шарнира согласно еще одному примеру осуществления данного изобретения.

На Фиг. 1 показан шарнир 1 согласно первому примеру осуществления данного изобретения. Он имеет первое плечо 2 шарнира и второе плечо 4 шарнира, которые установлены с возможностью поворота относительно друг друга вокруг поворотной оси 6. Угол поворота, на который возможно такое поворачивание, ограничивается не представленным на Фиг. 1 первым упором 8 и вторым упором 10. Внутри представленного на Фиг. 1 шарнира 1 находятся блокировочный элемент 12 и контактная поверхность 14, которые представлены на Фиг 2 - Фиг 5. Посредством исполнительного элемента 16 блокировочный элемент 12 может изменять свое положение, вследствие чего это блокировочное приспособление из положения блокировки приводится в положение разблокировки. Для этого в показанном примере осуществления исполнительный элемент 16 на Фиг. 1 должен переместиться вверх.

На Фиг 2 - Фиг 5 показан вид в разрезе представленного на Фиг. 1 шарнира 1. На Фиг. 2 первое плечо 2 шарнира повернуто относительно второго плеча 4 шарнира иначе, чем на Фиг. 1. Первое плечо 2 шарнира имеет концевой элемент 18, который проходит вокруг поворотной оси 6. В радиально внешней области этого концевого элемента 18 находится контактная поверхность 14, которая в показанной на Фиг. 2 ситуации не находится в зацеплении с блокировочным элементом 12.

Радиальное расстояние от контактной поверхности 14 до поворотной оси 6 не является постоянным по окружности, как это ясно видно на Фиг. 2. Концевой элемент 18 имеет уплощенную область 20, в которой расстояние от контактной поверхности 14 до поворотной оси 6 меньше, чем в остальной области. Поэтому указанная контактная поверхность 14 в показанном на Фиг. 2 угловом положении обоих плеч 2, 4 шарнира относительно друг друга не находится в зацеплении с блокировочным элементом 12.

Шарнир 1 находится, следовательно, в положении, в котором поворачивание первого плеча 2 шарнира относительно второго плеча 4 шарнира возможно как в первом направлении поворота, так и во втором направлении поворота, хотя блокировочное приспособление находится в положении блокировки.

Блокировочный элемент 12 находится на штифте 22, который нагружен пружиной 24, которая на Фиг. 2 давит на него вниз. Блокировочный элемент 2, следовательно, тоже прижимается вниз, так что блокировочное приспособление находится в положении блокировки с предварительным натягом. Посредством не представленного на Фиг. 2 исполнительного элемента 16 штифт 22 может переместиться вверх, вследствие чего и блокировочный элемент 12 внутри направляющей 26 перемещается вверх. Таким образом это блокировочное приспособление из положения блокировки может приводиться в положение разблокировки.

На Фиг. 2 помимо второго упора 10 виден и первый упор 8, и они ограничивают возможное поворотное движение. За счет выбора формы первого упора 8 и второго упора 10 может ограничиваться максимальный угол поворота.

На Фиг. 3 первое плечо 2 шарнира повернуто относительно второго плеча 4 шарнира в направлении разгибания шарнира 1. Контактная поверхность 14 областью, в которой расстояние между контактной поверхностью 14 и поворотной осью 6 явно больше, чем в уплощенной области 20, теперь входит в контакт с блокировочным элементом 12. За счет этого блокировочный элемент 12 смещается вверх по сравнению с Фиг. 2, вследствие чего пружина 24 сжимается. Однако, это перемещение возможно против силы пружины 24, так что возможно поворачивание первого плеча 2 шарнира относительно второго плеча 4 шарнира в направлении разгибания. При таком показанном на Фиг. 3 угле поворота между первым плечом 2 шарнира и вторым плечом 4 шарнира было бы все еще возможно и дальнейшее поворачивание первого плеча 2 шарнира относительно второго плеча 4 шарнира в направлении сгибания, так как блокировочный элемент 12 может двигаться вниз в направляющей 26.

На Фиг. 4 показана ситуация, в которой первое плечо 2 шарнира повернуто относительно второго плеча 4 шарнира еще дальше в направлении разгибания. Контактная поверхность 14 теперь контактирует с блокировочным элементом 12, который в направляющей 26 перемещен дальше против усилия сильно сжатой теперь пружины 24. Уплощенная область 20 теперь больше не дает никакого свободного пространства для движения блокировочного элемента 12. Расстояние между контактной поверхностью 14 и поворотной осью 6 в области, в которой контактная поверхность 14 контактирует с блокировочным элементом 12, таково, что щель, возникающая между контактной поверхностью 14 и внешней стенкой 28 направляющей 26, не достаточно широка, чтобы вмещать блокировочный элемент 12.

Дальнейшее поворачивание первого плеча 2 шарнира относительно второго плеча 4 шарнира в направлении разгибания возможно потому, что блокировочный элемент 12 может перемещаться в направляющей 26 дальше вверх. Противоположное поворачивание первого плеча 2 шарнира относительно второго плеча 4 шарнира в направлении сгибания блокируется, однако, посредством блокировочного приспособления, так как за счет контакта контактной поверхности 14 с блокировочным элементом 12 при таком поворачивании блокировочный элемент 12 должен был бы переместиться в эту слишком узкую щель между контактной поверхностью 14 и внешней стенкой 28. Однако, из-за слишком большой ширины блокировочного элемента 12 в этом направлении это невозможно, вследствие чего это движение блокируется.

На Фиг. 5 шарнир 1 показан в почти полностью разогнутом положении. Первое плечо 2 шарнира почти прилегает к второму упору 10, который препятствует дальнейшему поворачиванию первого плеча 2 шарнира относительно второго плеча 4 шарнира в направлении разгибания. Контактная поверхность 14 все еще находится в контакте с блокировочным элементом 12 и уже описанным в связи с Фиг. 4 образом препятствует поворачиванию первого плеча 2 шарнира относительно второго плеча 4 шарнира в направлении сгибания. По сравнению с Фиг. 5 видно, что блокировочный элемент 12 в направляющей 26 сдвинут вниз. Пружина 24 явно распрямлена по сравнению с ситуацией, показанной на Фиг. 4. Это обеспечивается за счет того, что контактная поверхность 14 выполнена эксцентрично. Это означает, что и в той области, в которой контактная поверхность 14 может контактировать с блокировочным элементом 12, расстояние между контактной поверхностью 14 и поворотной осью 6 не является постоянным. Более того, в показанном примере осуществления, начиная от положения 30 максимума, в котором расстояние между контактной поверхностью 14 и поворотной осью 6 максимально, оно непрерывно уменьшается. В ситуации, показанной на Фиг. 5, шарнир 1 почти полностью заблокирован, так как поворачивание первого плеча 2 шарнира относительно второго плеча 4 шарнира в направлении разгибания предотвращается вторым упором 10, а в направлении сгибания предотвращается блокировочным элементом 12.

На Фиг. 6a - Фиг. 6c показан другой вариант выполнения шарнира 1. При этом на каждой из фигур показано слева изображение вида в разрезе, а справа изображение вида сбоку шарнира 1. Этот шарнир имеет первое плечо 2 шарнира, второе плечо 4 шарнира и поворотную ось 6. Концевой элемент 18 первого плеча 2 шарнира на радиально внешней стороне имеет контактную поверхность 14 и проходит вокруг поворотной оси 6. В отличие от показанного на Фиг. 1 - Фиг. 5 примера осуществления блокировочный элемент 12 здесь представлен как эксцентрично установленный цилиндр. Он имеет боковую поверхность 32 и установлен эксцентрично, как это показано, например, на правых изображениях на Фиг. 6a - Фиг. 6c. По центру на продолжении оси этой эксцентричной опоры находится исполнительный элемент 16, который в показанном примере осуществления предназначен для того, чтобы вращать блокировочный элемент 12 вокруг продольной оси исполнительного элемента, которая в показанном примере осуществления одновременно является осью опоры также и блокировочного элемента 12.

Блокировочный элемент находится в выемке 34, которая допускает такое вращение и в своей нижней стороне имеет отверстие 36, через которое контактная поверхность 14 может входить в эту выемку 34.

В примере осуществления шарнира 1, показанном на Фиг. 6a - Фиг. 6c, контактная поверхность 14 выполнена эксцентрично. Это означает, что расстояние между контактной поверхностью 14 и поворотной осью 6 по окружности концевого элемента 18 не является постоянным.

В ситуации, показанной на Фиг. 6a, шарнир 1 сильно согнут. Здесь речь идет о почти полном сгибании шарнира 1. Контактная поверхность 14 выполнена так, что она в этом положении максимально далеко заходит в выемку 34, как видно, в частности, на правом изображении на Фиг. 6a. Боковая поверхность 32 блокировочного элемента 12 прилегает к контактной поверхности 14.

На Фиг. 6b на обоих изображениях показана ситуация, в которой первое плечо 2 шарнира повернуто относительно второго плеча 4 шарнира в направлении разгибания. Вследствие эксцентриситета контактной поверхности 14 последняя больше не заходит настолько далеко в выемку 34. Можно видеть, что за счет этого блокировочный элемент 12 повернут вокруг оси опоры, так как боковая поверхность 32 все еще прилегает к контактной поверхности 14. На Фиг. 6c шарнир 1 показан в полностью разогнутом положении. Первое плечо 2 шарнира сдвинуто относительно второго плеча 4 шарнира еще дальше, вследствие чего контактная поверхность 14 уже вообще не входит или лишь еще минимально входит в эту выемку 34. Видно, в частности, на правом изображении на Фиг. 4c, что блокировочный элемент 12 еще дальше повернут вокруг оси опоры, которая одновременно является продольной осью исполнительного элемента 16. Это вращение блокировочного элемента 12 в показанном примере осуществления происходит только под действием силы тяжести. Разумеется, здесь может иметься и силовой элемент, который с предварительным натягом отжимает блокировочный элемент 12 в показанное на Фиг. 6c положение.

Поворачивание первого плеча 2 шарнира относительно второго плеча 4 шарнира в ситуации, показанной на Фиг. 6c, в направлении сгибания, т.е. против часовой стрелки вокруг поворотной оси 6 предотвращается блокировочным элементом 12. В результате такого поворачивания контактная поверхность 14 отжимала бы блокировочный элемент 12 вверх. Однако, из-за указанной установки блокировочного элемента 12 в опорах это невозможно, так как это должно было бы сопровождаться поворачиванием блокировочного элемента 12 вокруг продольной оси исполнительного элемента 16, чего нельзя добиться путем поворачивания обоих плеч 2, 4 шарнира относительно друг друга.

На Фиг. 7 показан другой шарнир 1 с первым плечом 2 шарнира и вторым плечом 4 шарнира. На втором плече 4 шарнира можно видеть блокировочный элемент 12, боковая поверхность 32 которого взаимодействует с не представленной на Фиг. 7 контактной поверхностью 14 концевого элемента 18 первого плеча 2 шарнира. На Фиг. 7 можно увидеть, что блокировочный элемент 12 имеет упорную боковую поверхность 38, которая тоже расположена эксцентрично относительно оси вращения блокировочного элемента 12. За счет позиционирования этой упорной боковой поверхности 38 относительно боковой поверхности 32, которая контактирует с контактной поверхностью 14, может регулироваться упор шарнира 1, т.е. максимальное разгибание. Можно увидеть, что шарнирный упор 40 на первом плече 2 шарнира на Фиг. 7 прилегает к упорной боковой поверхности 38 и, тем самым, препятствует дальнейшему поворачиванию обоих плеч 2, 4 шарнира на разгибание относительно друг друга.

На Фиг. 8 показан шарнир по Фиг. 7, у которого упорная боковая поверхность 38 выполнена повернутой относительно боковой поверхности 32. Благодаря этому гарантируется, что шарнирный упор 40 при другом угле между обоими плечами 2, 4 шарнира упирается в упорную боковую поверхность 38 и, тем самым, ограничивает распрямление шарнира 1 в направлении разгибания. В показанном примере осуществления угол сгибания показанного на Фиг. 8 шарнира 1 сдвинут на 5° по сравнению с показанным на Фиг. 7 шарниром 1.

На Фиг. 9a и Фиг. 9b показан вид шарнира 1, содержащего блокировочный элемент 12 в уже описанном варианте выполнения. Дополнительно шарнир 1 имеет, однако, второе блокировочное приспособление 42, которое содержит второй блокировочный элемент 44. Он имеет вторую боковую поверхность 46, которая контактирует и взаимодействует с контактной поверхностью 40. Альтернативно показанному варианту выполнения могут иметься также и две отдельные контактные поверхности 14. Тогда как первое блокировочное приспособление с блокировочным элементом 12 препятствует поворачиванию обоих плеч 2, 4 шарнира в первом направлении поворота при условии, что угол поворота между обоими плечами 2, 4 шарнира лежит внутри предварительно заданной области, второе блокировочное приспособление 42 препятствует поворачиванию обоих плеч 2, 4 шарнира во втором направлении поворота, которое противоположно первому направлению поворота. Поворачивание в этом втором направлении поворота предотвращается, однако, только при условии, что этот угол поворота находится внутри второй предварительно заданной области.

На Фиг. 9b можно видеть, что оба блокировочных элемента 12, 44 расположены со смещением относительно друг друга. Таким образом особенно просто достигается позиционирование двух контактных поверхностей 14, одна из которых расположена на первом плече 2 шарнира, а вторая расположена на втором плече 4 шарнира. Путем выбора формы контуров этих контактных поверхностей 14 можно согласовать параметры регулирования угла поворота шарнира 1.

Перечень ссылочных обозначений

1 шарнир

2 первое плечо шарнира

4 второе плечо шарнира

6 поворотная ось

8 первый упор

10 второй упор

12 блокировочный элемент

14 контактная поверхность

16 исполнительный элемент

18 концевой элемент

20 уплощенная область

22 штифт

24 пружина

26 направляющая

28 внешняя стенка

30 место максимума

32 боковая поверхность

34 выемка

36 отверстие

38 упорная боковая поверхность

40 шарнирный упор

42 второе блокировочное приспособление

44 второй блокировочный элемент

46 вторая боковая поверхность.

Claims

1. Шарнир (1) для коленного ортеза, содержащий первое плечо (2) шарнира и второе плечо (4) шарнира, которые установлены с возможностью поворота относительно друг друга вокруг поворотной оси (6), и блокировочное приспособление, которое выполнено с возможностью приведения в положение разблокировки и в положение блокировки, отличающийся тем, что он содержит исполнительный элемент (16), при срабатывании которого блокировочное приспособление из положения блокировки переводится в положение разблокировки, блокировочное приспособление в положении блокировки блокирует поворачивание первого плеча (2) шарнира относительно второго плеча (4) шарнира в первом направлении поворота независимо от угла поворота между первым плечом (2) шарнира и вторым плечом (4) шарнира при условии, что этот угол поворота лежит в предварительно заданной области, и допускает поворачивание в первом направлении поворота при условии, что этот угол поворота лежит вне этой предварительно заданной области, причем на первом плече (2) шарнира расположена контактная поверхность (14), которая контактирует с блокировочным элементом (12), подвижно расположенным на втором плече (4) шарнира, когда это блокировочное приспособление находится в положении блокировки, причем контакт блокировочного элемента (12) с контактной поверхностью (14) предотвращает поворачивание первого плеча (2) шарнира относительно второго плеча (4) шарнира в первом направлении поворота, причем блокировочный элемент представляет собой подвижно установленный в направляющей (26) кулачок или эксцентрично установленную цапфу, палец или цилиндр, и причем контактная поверхность (14) выполнена эксцентрично относительно поворотной оси (6).

2. Шарнир (1) по п. 1, отличающийся тем, что блокировочный элемент (12) предварительно напряжен в направлении контактной поверхности (14).

3. Шарнир (1) по п. 2, отличающийся тем, что блокировочный элемент (12) предварительно напряжен посредством упругого элемента (24) или под действием силы веса, действующего на блокировочный элемент (12).

4. Шарнир (1) по любому из предыдущих пп., отличающийся тем, что угол поворота, на который первое плечо (2) шарнира может поворачиваться относительно второго плеча (4) шарнира, проходит от первого упора (8) до второго упора (10), причем предварительно заданный диапазон меньше, чем этот угол поворота, и причем, в частности, этот предварительно заданный диапазон во втором направлении поворота, которое противоположно первому направлению поворота, ограничивается вторым упором (10).

5. Шарнир (1) по любому из предыдущих пп., отличающийся тем, что этот шарнир (1) дополнительно содержит второе блокировочное приспособление (42), которое выполнено с возможностью приведения в положение разблокировки и положение блокировки, в котором оно блокирует поворачивание первого плеча (2) шарнира относительно второго плеча (4) шарнира во втором направлении поворота, которое противоположно первому направлению поворота, независимо от угла поворота между первым плечом (2) шарнира и вторым плечом (4) шарнира при условии, что этот угол поворота лежит во втором предварительно заданном диапазоне, и позволяет поворачивание во втором направлении поворота при условии, что угол поворота лежит вне второго предварительно заданного диапазона.