WO2019121790A1

WO2019121790A1 - Vorrichtung zum festlegen zweier orthopädietechnischer komponenten aneinander

Info

Publication number: WO2019121790A1
Application number: PCT/EP2018/085661
Authority: WO
Inventors: Alexander Pappe; Andreas WEIGL-POLLACK; Michael Nolte; Erik Albrecht-Laatsch; Robert KAITAN; Robert Hoffmann; Thomas Pauser; Andreas SCHRAMEL; Luis Sagmeister
Original assignee: Otto Bock Healthcare Products Gmbh
Priority date: 2017-12-22
Filing date: 2018-12-18
Publication date: 2019-06-27
Also published as: DE102017131193A1; EP3727210A1; US20200315817A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Festlegen zweier orthopädietechnischer Komponenten (10, 20,30) aneinander, mit einem an einer ersten orthopädietechnischen Komponente angeordneten Aufnahmeelement (50) mit einer Aufnahme und einem an einer zweiten orthopädietechnischen Komponente (20, 30) angeordneten Verbindungselement (80) mit einem Konnektor, der in der Aufnahme einführbar und mit dem Aufnahmeelement (50) Zugkräfte, Druckkräfte und Momente übertragend gekoppelt ist, wobei zumindest ein ström- und/oder datenübertragender Kontakt an dem Verbindungselement (80) und dem Aufnahmeelement (50) zueinander korrespondierend angeordnet sind, die in einem mäanderfestgelegten Zustand der orthopädietechnischen Komponenten (10, 20, 30) eine elektrische und/oder datenübertragende Verbindung miteinander ausbilden.

Description

Vorrichtung zum Festlegen zweier orthopädietechnischer Komponenten aneinander

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Festlegen zweier orthopädietechni- scher Komponenten aneinander mit einem an einer ersten orthopädietechnischen Komponente angeordneten Aufnahmeelement mit einer Aufnahme und einem an einer zweiten orthopädietechnischen Komponente angeordneten Verbindungsele- ment mit einem Konnektor, der in der Aufnahme einführbar und damit Zugkräfte, Druckkräfte und Momente übertragend gekoppelt ist.

Ein orthopädietechnisches System besteht aus mehreren orthopädietechnischen Komponenten, die zu einer orthopädietechnischen Einheit zusammengesetzt sind und eine über die Funktionalität der orthopädietechnischen Komponenten hinaus- gehende Funktionalität aufweist. Eine orthopädietechnisches System ist beispiels- weise eine Orthese, Prothese oder ein Rollstuhl, als orthopädietechnische Kompo- nenten werden Teile eines solchen Systems angesehen, beispielsweise Prothe- sen- oder Orthesengelenke, Rohradapter, Prothesenhände, Drehadapter, Prothe- senschäfte, Orthesenschienen, Fußschalen, Flüftschalen, Befestigungseinrichtun- gen zur Festlegung von Orthesen an Gliedmaßen, Antriebe, Datenlogger, Funk- module, Feedbackelemente, Energiespeicher, Dämpfereinrichtungen mit hydrauli schen, magnetorheologischen und/oder pneumatischen Dämpfern, Antriebe, Ge- triebe, Sensoren und Bedieneinrichtungen. Ein orthopädietechnisches System kann beispielsweise eine Oberschenkelprothese mit einem Prothesenschaft, ei- nem Prothesenkniegelenk und ein Unterschenkelrohr mit einem daran angeordne- ten Prothesenfuß sein, eine Unterschenkelprothese kann aus einem Unterschen- kelschaft mit einem Prothesenfuß, gegebenenfalls mit einem Prothesenknöchelge- lenk ausgebildet sein. Wenn ein Oberschenkelschaft mit einem Unterschenkelrohr über ein Prothesenkniegelenk gelenkig verbunden ist, kann zwischen dem Ober- schenkelschaft und dem Unterschenkelrohr ein Antrieb und/oder eine Dämpferein- richtung angeordnet sein, die beispielsweise über einen Prozessor auf Grundlage von Sensorwerten gesteuert werden können oder gesteuert werden kann. In Ab- hängigkeit von Sensordaten werden Antriebe aktiviert oder deaktiviert oder Dämpfereigenschaften verändert, beispielsweise ein Flexionswiderstand verringert oder vergrößert.

Eine analoge Ausgestaltung kann bei Orthesen vorgesehen sein. Rollstühle kön- nen als Ergänzung zu einer orthetischen und/oder prothetischen Versorgung an Patienten oder als eigenständige Versorgung ein orthopädietechnisches System ausbilden.

Besonders bei komplexen orthopädietechnischen Systemen können mehrere elektrische Einrichtungen wie elektrische Verbraucher, Motoren, Stellelemente,

Sensoren, Prozessoren, Spulen zur Veränderung der Eigenschaften magnetorhe- ologischer Flüssigkeiten oder Lenkeinrichtungen bei Rollstühlen vorgesehen sein.

Aus der DE 19 22 619 B1 ist ein justierbares Verbindungselement für Prothesen- teile bekannt, das aus einem in definierten Lagen verriegelbaren Kugelgelenk be- steht, auf dessen Kalotte eine, vorzugsweise vierseitige, mit der Spitze zum Kugel- mittelpunkt weisende Pyramide aufgesetzt ist, die in einer Ausnehmung der Kugel- pfanne eintaucht, in der an den Seitenflächen in der Pyramide anliegende Stell- schrauben angeordnet sind. Über einen solchen sogenannten Pyramidenadapter besteht die Möglichkeit, orthopädietechnische Komponenten zueinander zu verla- gern, indem die beiden orthopädietechnischen Komponenten auf dem Kugelge- lenk zueinander bewegt werden. In der eingestellten, gewünschten Position wird durch Anziehen der Stellschrauben die gefundene Position fixiert. Über die Pyra- midenausgestaltung wird die Kugelpfanne gegenüber der Kalotte verspannt, so dass die beiden Komponenten zueinander in allen Richtungen fixiert sind. Ein sol- cher Pyramidenadapter hat sich zur lösbaren und einstellbaren Verbindung von Prothesenkomponenten zueinander seit langer Zeit bewährt und wird standardmä- ßig eingesetzt, beispielsweise bei der Verbindung eines Prothesenschaftes mit ei- nem Prothesengelenk oder eines Unterschenkelrohres mit einem Prothesenge- lenk. Bei Orthesen werden Schienen oder Schalen mit Orthesengelenken über soge- nannte Schienenkästen verbunden, die eine Ausnehmung in einem Träger aufwei- sen, in die eine Schiene oder ein korrespondierend ausgebildeter Vorsprung ein- führbar ist. Über Schrauben oder Klemmeinrichtungen wird die Schiene oder der Vorsprung in dem Schienenkasten verriegelt, so dass ähnlich wie bei dem Pyrami- denadapter Zugkräfte, Druckkräfte und Momente in der Verbindungsstelle übertra- gen werden können.

Durch solche Vorrichtungen zur Verbindung mehrerer orthopädietechnischer Kom- ponenten wie Prothesenteile oder Orthesenteile ist es möglich, Orthesen oder Pro- thesen modular aufzubauen und einfach an den jeweiligen Patienten anzupassen.

Orthesen und Prothesen weisen einen zunehmend komplexen Aufbau mit Antrie- ben, Sensoren und Datenverarbeitungseinrichtungen auf. Aufgabe der vorliegen- den Erfindung ist es, die Montage der orthopädietechnischen Komponenten zu ei- nem orthopädietechnischen System zu vereinfachen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren of- fenbart.

Die Vorrichtung wird zum Festlegen zweier orthopädietechnischer Komponenten aneinander mit einem an einer ersten orthopädietechnischen Komponente ange- ordneten Aufnahmeelement mit einer Aufnahme und einem an einer zweiten or- thopädietechnischen Komponente angeordneten Verbindungselement mit einem Konnektor, der in der Aufnahme einführbar und damit Zugkräfte, Druckkräfte und Momente übertragend gekoppelt ist, sieht vor, dass zumindest ein Kontakt, bevor- zugt mehrere ström- und/oder datenübertragende Kontakte an dem Verbindungs- element und dem Aufnahmeelement zueinander korrespondierend angeordnet ist oder sind, die in einem aneinander festgelegten Zustand der orthopädietechni- sehen Komponente jeweils eine elektrische und/oder datenübertragende Verbin- dung miteinander ausbilden. Durch die Anordnung oder Ausbildung von zumindest einem Kontakt oder von Kontakten sowohl in dem Verbindungselement als auch in dem Aufnahmeelement ist es möglich, eine Vorrichtung bereitzustellen, die neben einer mechanischen Verbindung von orthopädietechnischen Komponenten gleich- zeitig eine elektrische Verbindung herstellt, so dass über die Kontakte beispiels weise Daten übertragen werden können und/oder elektrische Energie von einer Energiequelle, beispielsweise einem Akku, zu einem Verbraucher, beispielsweise einem Antrieb, übertragen werden kann. Die elektrischen und/oder datenübertra- genden Kontakte werden automatisch bei einer mechanischen Kopplung der or- thopädietechnischen Komponenten miteinander hergestellt, wodurch es möglich ist, sicher und dauerhaft nicht nur eine mechanische, sondern auch eine elektri- sche und/oder datenübertragende Kopplung orthopädietechnischer Komponenten wie Orthesenteile oder Prothesenteile miteinander zu ermöglichen. Es kann zu- mindest ein Kontakt an dem Verbindungselement und ein Kontakt an dem Aufnah- meelement angeordnet sein. Nachfolgend wird der Einfachheit halber von mehre- ren Kontakten gesprochen, ohne dass hierin eine Einschränkung auf eine Vielzahl an Kontakten zu sehen ist. Der Konnektor kann als Zapfen oder als mit der Spitze zu dem Verbindungsele- ment weisende Pyramide, Pyramidenstumpf, Kegelstumpf oder Kegel ausgebildet sein, um eine formschlüssige Verbindung von Verbindungselement und Aufnah- meelement miteinander zu ermöglichen und zu erleichtern. Über den Konnektor kann das Verbindungselement relativ zu dem Aufnahmeelement eingestellt, aus- gerichtet und festgelegt werden, so dass sich eine justierbare Ausrichtung der or- thopädietechnischen Komponenten zueinander erreichen lässt.

Der Konnektor kann mit einem oder mehreren federbelasteten oder vorgespann- ten Verriegelungselementen versehen sein, um eine einfache und reversible Steckverbindung zwischen dem Verbindungselement und dem Aufnahmeelement hersteilen zu können. Das Verriegelungselement kann als Auszugssicherung, Clips oder elastischer Vorsprung ausgebildet sein, der nach dem Fügen von Ver- riegelungselement mit Aufnahmeelement die beiden Elemente aneinander fest- legt. Das Aufnahmeelement und das Verbindungselement können Befestigungsele- mente aufweisen, mit denen es möglich ist, das Aufnahmeelement und das Ver- bindungselement reversibel an der jeweiligen orthopädietechnischen Komponente festzulegen. Alternativ ist es vorgesehen, dass das Aufnahmeelement oder das Verbindungselement als integraler Bestandteil der jeweiligen orthopädietechni- sehen Komponente ausgebildet ist.

Zum vereinfachten Fügen des Aufnahmeelementes mit dem Verbindungselement ist die Aufnahme in dem Aufnahmeelement korrespondierend zu dem Konnektor ausgebildet. Soll eine nachträgliche Justierung nach dem Fügen erfolgen, sieht die Aufnahme eine Ausgestaltung vor, die eine relative Verlagerung des Aufnahme- elementes zu dem Verbindungselement ermöglicht, bevor die jeweils gewünschte Position endgültig fixiert wird.

Um eine justierbare und in der jeweils gewünschten Stellung fixierbare Montage von Aufnahmeelement und Verbindungselement und damit der orthopädietechni- schen Komponenten zueinander zu ermöglichen, weist das Aufnahmeelement zu- mindest ein Spannelement, bevorzugt mehrere Spannelemente auf, die aus einer Einführstellung, in der der Konnektor in die Aufnahme einführbar ist, in eine Verrie- gelungsstellung, in der der Konnektor in der Aufnahme festgelegt ist, bringbar sind. Diese Spannelemente können insbesondere als Stellschrauben, Knebel,

Raststifte oder Keile ausgebildet sein. Die Spannelemente sind so angeordnet und ausgebildet, dass eine Verbindung zwischen dem Aufnahmeelement und dem Verbindungselement hergestellt wird, über die Zugkräfte, Druckkräfte und Mo- mente übertragbar sind. Über das Verbindungselement und das Aufnahmeele- ment werden die mechanischen Kräfte, die durch die beiden orthopädietechni- schen Komponenten durchgeleitet werden, dauerhaft und sicher übertragen. Die Spannelemente wirken bevorzugt quer oder in einem Winkel zwischen 80° und 90° zu der Kontaktoberfläche zwischen dem Spannelement und dem Konnektor. Die Spannelemente können auch in den Konnektor eindringen und dort eine form- schlüssige Verriegelung gegen eine Relativverlagerung von Verbindungselement und Aufnahmeelement ausbilden. So können beispielsweise Stifte, Zapfen oder Schrauben in den Konnektor eingeführt werden.

Eine Variante der Erfindung sieht vor, dass das Verriegelungselement und das Aufnahmeelement ein Kugelgelenk ausbilden, wobei eine Pfanne an dem Aufnah- meelement und eine Kugelkalotte an dem Verbindungselement ausgebildet ist, so dass eine Winkeieinsteilbarkeit von Aufnahmeelement und Verbindungselement zueinander in allen Drehrichtungen gegeben ist. Je nach Ausgestaltung des Konnektors, der auf der Kugelkalotte aufgesetzt ist, kann auch eine freie Drehung um die Längserstreckung des Konnektors ermöglicht werden. Je nach Ausgestal- tung der Aufnahme kann auch bei einer geradwandigen Ausgestaltung des Konnektors eine beliebige Drehung des Verbindungselementes relativ zu dem

Aufnahmeelement um eine Achse parallel zur Längserstreckung des Konnektors durchgeführt werden, bis eine Festlegung über Spannelemente wie z.B. Stell schrauben erfolgt ist. Neben rotatorischen Freiheitsgraden ist durch die Koppelung des Konnektors in der Aufnahme auch eine Verschieblichkeit der Komponenten vor der Fixierung der gewünschten Stellung gegeben.

Die Kontakte können an Oberflächenbereichen des Verbindungselementes und dem Aufnahmeelement angeordnet oder ausgebildet sein. Das Verbindungsele- ment und das Aufnahmeelement sind bevorzugt aus Metall, insbesondere Leicht- metall, hergestellt. An voneinander insbesondere elektrisch isolierten Oberflächen- teilbereichen sind die Kontakte angeordnet oder ausgebildet, so dass eine elektri sche Kontaktierung oder eine datenübertragende Kontaktierung an mehreren Kon- taktflächen gemeinsam mit der Verbindung zwischen dem Verbindungselement und dem Aufnahmeelement erfolgt. Umgekehrt wird die Trennung der elektrischen oder datenübertragenden Kontakte bei dem Lösen der mechanischen Verbindung zwischen dem Verbindungselement und dem Aufnahmeelement bewirkt. Die meh- reren elektrischen und/oder datenübertragenden Kontakte, die voneinander ge- trennt sind, sind bevorzugt an den Stirn- und Seitenflächen des Konnektors ange- ordnet oder ausgebildet. Ebenso können sie an anderen, aneinander anliegenden Oberflächen des Verbindungselementes und des Aufnahmeelementes angeordnet oder ausgebildet sein, beispielsweise bei einer Ausgestaltung des Verbindungs- elementes und des Aufnahmeelementes als Kugelgelenk auf der Pfanne und der Kugelkalotte. Die Kontakte sind dann als Oberflächenkontakte ausgebildet, die durch Aufeinanderpressen die gewünschte Verbindung hersteilen. Die Kontakte können als Steckkontakte ausgebildet sein, die zusammen mit dem Verbinden von Verbindungselement und Aufnahmeelement miteinander einen Steckkontakt ausbilden.

Die Kontakte können in einem Stecker und einer Buchse angeordnet sein, die an oder in dem Verbindungselement und dem Aufnahmeelement angeordnet sind.

Dadurch ist es möglich, die Steckerkontakte separat von dem Aufnahmeelement und dem Verbindungselement zu fertigen und in einem Montageverfahren nach- träglich mit dem Verbindungselement und Aufnahmeelement zu verbinden oder darin zu integrieren. Die elektrischen und/oder datenübertragenden Kontakte kön- nen dann über Leitungen oder Kabel mit weiteren elektrischen oder datenverarbei- tenden Einrichtungen in dem orthopädietechnischen System oder der orthopädie- technischen Komponente verbunden werden. Die Stecker können schwimmend an oder in dem Verbindungselement und dem Aufnahmeelement gelagert sein, um ein Montagespiel zu tolerieren oder bei einer Justierung des Verbindungsele- mentes relativ zu dem Aufnahmeelement weiterhin eine sichere Steckerkontaktie- rung bereitzustellen. Der Stecker und die Buchse können über eine Magnetkopp- lung miteinander verbunden werden, so dass eine selbstständige Kontaktierung und eine zusätzliche Sicherung des Kontaktes zur Übertragung von Energie und Daten gegeben sind. Die Zuleitung der Energie oder Daten zu den Kontakten erfolgt bevorzugt über Ka- bel, die längenflexibel sind und/oder in einer Gliederkette geführt sind. Eine län genveränderliche Leitung ist beispielsweise eine spiralförmig aufgewickelte Lei tung mit einer elastischen Ummantelung, über die besonders die Montage erleich- tert wird. Ist eine Steckerkontaktierung vorgesehen, bei der der Stecker und/oder die Buchse schwimmend gelagert ist/ sind, wird durch eine längenflexible Anbin- dung die ausreichende Leitungslänge bereitgestellt, um die Kontakte sicher herzu- stellen. Nach der Montage steht die Leitung unter einer geringen Zugspannung, so dass die jeweilige Leitung an Ort und Stelle gehalten bleibt. Die Steckerkontaktie- rung bleibt beispielsweise über Reibkräfte oder eine Magnetkopplung aufrecht- erhalten. Durch die Spannung in der Leitung wird verhindert, dass die Leitung lose innerhalb der orthopädietechnischen Komponente im gefügten Zustand angeord- net ist. Die Führung in einer Gliederkette oder Gelenkkette ist insbesondere dann sinnvoll, wenn eine der orthopädietechnischen Komponenten ein Gelenk ist, so dass eine Relativverlagerung von orthopädietechnischen Komponenten zueinan- der erfolgen soll.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass in dem Aufnahmeele- ment und in dem Verbindungselement zumindest ein Durchgang zur Durchführung einer Leitung von einer ersten Komponente zu einer zweiten Komponente ausge- bildet ist. Durch diesen Durchgang ist es möglich, dass beispielsweise Kabel oder Hydraulik- oder Pneumatikleitungen von einer ersten Komponente zu einer zwei- ten Komponente durch die Verbindungsstelle zwischen den beiden Komponenten geleitet wird. Durch diesen Durchgang kann eine Leitungsführung innerhalb der Komponenten erfolgen, was zu einem verbesserten Knickschutz und zu einem verbesserten Schutz gegenüber äußeren Einflüssen führt. Der Durchgang ist be- vorzugt durch Ausnehmungen und/oder Bohrungen innerhalb des Verbindungsele- mentes und dem Aufnahmeelement ausgebildet. Bei einer Ausgestaltung des Ver- bindungselementes mit einem Konnektor, beispielsweise einem Pyramiden kon- nektor oder Pyramidenadapter und dem Aufnahmeelement als ein Rohradapter zur Aufnahme des Konnektors oder Pyramidenadapters sind Bohrungen in dem Rohradapter und in dem Pyramidenadapter fluchtend zueinander ausgebildet, so dass nach der Montage ein freier Durchgang von einer distalen Komponente zu ei- ner proximalen Komponente möglich ist. Die jeweilige Bohrung wird dann weiter- geführt, beispielsweise durch einen Rohranschluss oder einen Rohrabschnitt, der an dem Rohradapter angeformt oder befestigt ist und durch das Verbindungsele- ment, beispielsweise eine Pelotte zur Aufnahme des Pyramidenadapters. Die Aus- gestaltung eines Durchganges in dem Aufnahmeelement und in dem Verbin- dungselement zur Durchführung einer Leitung von einer ersten Komponente zu ei- ner zweiten Komponente innerhalb des Aufnahmeelementes und dem Verbin- dungselement kann auch ohne energieübertragende und/oder datenübertragende Kontakte an dem Verbindungselement und dem Aufnahmeelement ausgebildet sein. Die Durchführung von Leitungen wie Kabeln oder hydraulischen Elementen kann als eigenständige Lösung ausgebildet sein.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 - ein Prothesenbein;

Figur 2 - eine schematische Schnittdarstellung durch ein Aufnahmeelement und ein Verbindungselement gemäß Detail II;

Figur 3 - eine Einzeldarstellung eines Verbindungselementes mit elektrischer

Kontaktierung;

Figur 4 - eine Einzeldarstellung eines elektrischen Verbindungselementes;

Figur 5 - eine Montagevariante des elektrischen Verbindungselementes gemäß

Figur 4;

Figur 6 - eine Variante gemäß Figur 2 ohne elektrische Kontaktierung mit einer

Durchführung, sowie Figur 7 - eine Variante der Figur 6 mit einer Steckerverbindung.

Figur 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Prothese einer unteren Ext- remität in Gestalt eines Prothesenbeines mit mehreren orthopädietechnischen Komponenten 10, 20, 30, die miteinander verbunden sind. Die erste orthopädie- technische Komponente 10 ist ein Oberschenkelschaft, an dem über ein Aufnah- meelement 50, das später näher erläutert wird, ein Rohrabschnitt 40 befestigt ist. An dem dem Oberschenkelschaft 10 abgewandten Ende des Rohrabschnittes 40 ist ein zweites Aufnahmeelement 50 angeordnet, das mit einem später näher er- läuterten Verbindungselement 80 wechselwirkt, um die erste Komponente 10 mit einer zweiten Komponente 20 in Gestalt eines Unterschenkelteils formschlüssig und Kräfte übertragend sowie Momente übertragend zu verbinden. Das Unter- schenkelteil 20 ist um eine Schwenkachse 12 schwenkbar mit dem Oberschenkel- schaft 10 gekoppelt. Innerhalb des Unterschenkelteils 20 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Flydraulikaktuator 25 angeordnet, der elektrische und/o- der elektronische Einrichtungen aufweist. Der Hydraulikaktuator 25 kann als eine passive Komponente ausgebildet sein und einen Hydraulikdämpfer aufweisen, der Stellantriebe beinhaltet, über die Ventile geöffnet und geschlossen werden, um ei- nen Extensionswiderstand und/oder Flexionswiderstand einstellen zu können. Bei einer Ausgestaltung des Hydraulikaktuators 25 als Antrieb kann eine Pumpeinrich- tung oder ein mechanischer Energiespeicher, beispielsweise in Gestalt einer Fe- der oder eines Druckspeichers, dem Hydraulikaktuator 25 zugeordnet sein, so dass es möglich ist, eine Bewegung des Oberschenkelschaftes 10 relativ zu dem Unterschenkelteil 20 zu bewirken oder zumindest zu unterstützen. Ebenfalls kön- nen in dem Unterschenkelteil 20 Sensoren, Rechnereinrichtungen, Steuerungsein- richtungen sowie Einrichtungen zum Empfang von Daten oder zur Übertragung von Daten und Energie vorgesehen sein.

In dem distalen Bereich des Unterschenkelteils 20 ist ein weiterer Rohrabschnitt 40 vorgesehen, an dessen distalem Ende ein drittes Aufnahmeelement 50 ange- ordnet ist, über das in Wechselwirkung mit einem weiteren Verbindungselement 80 eine Verbindung zu einem Prothesenknöchelgelenk 30 hergestellt wird. Über das Prothesenknöchelgelenk 30 ist es möglich, ein Fußteil 35, das um eine

Schwenkachse 23 an dem Prothesenknöchelgelenk 30 angeordnet ist, zu ver- schwenken. Das Prothesenknöchelgelenk 30 kann als ein elektrischer und/oder hydraulischer Aktuator ausgebildet sein und eine Plantarflexion und/oder Dor- salflexion des Fußteils 35 dämpfen oder unterstützen oder bewirken. Dazu können in dem Prothesenknöchelgelenk 30 Speichereinrichtungen für elektrische und/oder mechanische Energie angeordnet sein, die über eine Steuereinrichtung und ent- sprechende Aktuatoren aktiviert oder deaktiviert werden können. Die Aktivierung oder Deaktivierung erfolgt auf Basis vorteilhafterweise einer sensorbasierten Steu- erung.

Innerhalb der Aufnahmeelemente 50 sind bevorzugt Schrauben, insbesondere Madenschrauben angeordnet, über die eine mechanische Verriegelung mit dem Verbindungselement 80 erfolgt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei orthopädietechnische Komponenten 10, 20, 30 vorhanden, wobei die erste Kom- ponente 10 mit dem Unterschenkelteil als zweite Komponente 20 über das Auf- nahmeelement 50 an dem Rohrstück und das Verbindungselement 80 mit dem Oberteil des Prothesenkniegelenkes verbunden ist. Das Unterschenkelteil 20 bil- det für die Verbindung mit dem Prothesenknöchelgelenk 30 die erste Kompo- nente, während das Prothesenknöchelgelenk 30 die zweite Komponente ausbil- det. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass das Aufnahmeelement 50 an der dis- talen Komponente der Komponentenverbindung angeordnet ist, während das Ver- bindungselement 80 an der proximalen Komponente angeordnet ist. Figur 2 zeigt eine Schnittdarstellung gemäß Detail II in der Figur 1. Das Rohrstück 40 ist mit dem Aufnahmeelement 50 in Gestalt eines Rohradapters verbunden o- der einstückig damit ausgebildet. Das Aufnahmeelement 50 ist bevorzugt aus ei- nem rigiden Metall ausgebildet, insbesondere einem Leichtmetall wie Titan oder einer Aluminiumlegierung. Grundsätzlich sind auch andere Werkstoffe möglich, beispielsweise Stahl, Kunststoffe oder faserverstärkte Verbundwerkstoffe. Inner- halb des Aufnahmeelementes 50 ist eine Aufnahme 55 in Gestalt eines Hohlrau- mes ausgebildet, in den seitliche Bohrungen münden. Diese Bohrungen sind mit Gewinden versehen, über die Schrauben 90 radial von außen einschraubbar sind. Das Aufnahmeelement 50 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem runden Querschnitt versehen, die Aufnahme 55 weist beispielsweise einen quad- ratischen oder runden Querschnitt auf.

Innerhalb der Aufnahme 55 ist ein Konnektor 60 in Gestalt eines Pyramidenadap- ters eingeführt. Der Konnektor 60 ist pyramidenartig oder kegelartig ausgebildet, wobei die Spitze der Pyramide oder des Kegels in einer Richtung von dem Rohr 40 weg weist, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel in distale Richtung. In dem Bereich der Pyramidenspitze oder Kegelspitze schließt sich das Verbin- dungselement 80 an, das eine kalottenartige Oberfläche aufweist, so dass in ei- nem gelösten Zustand, wenn die Schrauben 90 nicht angezogen sind, das Verbin- dungselement 80 gegenüber dem Aufnahmeelement 50 verlagert werden kann. Dazu ist der Konnektor 60 etwas kleiner als die Aufnahme 55 ausgebildet, so dass eine Verschwenkung und ein Verdrehen der orthopädietechnischen Komponenten 10, 20 über die Verbindung mit dem Aufnahmeelement 50 und dem Verbindungs- element 80 erfolgen kann. Nach einer entsprechenden Verschwenkung oder Ver- drehung und Ausrichtung der einzelnen Komponenten 10, 20, 30 zueinander wer- den die Schrauben 90 angezogen, bis sie an dem Konnektor 60 anliegen. Über die schräge Ausgestaltung der Konnektorseitenflächen wird das Aufnahmeele- ment 50 in Richtung auf das Verbindungselement 80 gepresst und eine stabile, kraft- und momentenübertragende Verbindung hergestellt. Der Konnektor 60 kann an dem Verbindungselement 80 angeformt oder daran befestigt sein. Die Befesti- gung kann reversibel und formschlüssig oder stoffflüssig, beispielsweise durch Verschweißen erfolgen.

An der Außenseite des Konnektors 60 sind energieübertragende und datenüber- tragende Kontaktflächen 70 angeordnet oder ausgebildet, die über Kabel oder Lei- tungsbahnen innerhalb der zweiten Komponente über das Verbindungselement 80 eine Weiterleitung von Daten und/oder elektrischer Energie ermöglichen. Die Kon- taktflächen 70 können an allen Seiten des Konnektors 60 angeordnet oder ausge- bildet sein, wobei der Konnektor 60 selbst entweder nichtleitend ist oder eine iso- lierende Beschichtung aufweist, so dass kein Kurzschluss auftritt oder die Daten- leitung gestört wird. Eine Weiterleitung von den Kontaktflächen 70 erfolgt über die Schrauben 90, die als leitfähige Schrauben ausgebildet sind und gleichzeitig die Spannelemente ausbilden, mit denen der Konnektor 60 in der Aufnahme 55 fest- gelegt wird. Die Schrauben 90 als Spannelemente können herausgedreht werden, so dass sich der Konnektor 60 in einer Einführstellung befindet. Nach dem Einfüh- ren des Konnektors 60 in die Aufnahme 55 werden die als Schrauben ausgebilde- ten Spannelemente 90 eingeschraubt und in eine Verriegelungsstellung gebracht, die in der Figur 2 dargestellt ist, in der der Konntektor 60 formschlüssig festgelegt ist.

Bei einer Ausgestaltung des Konnektors 60 als vierseitiger Pyramidenadapter sind vier Kontaktflächen 70 vorhanden, so dass über vier leitfähige Schrauben 90, die auch Kontakte bilden, entsprechende Daten und/oder Energien übertragen wer- den können. Die Schrauben 90 sind elektrisch isoliert von dem Rohradapter 50 und mit Stromleitungen und/oder Datenleitungen verbunden, um eine entspre- chende Verbindung von dem Oberteil oder der ersten Komponente 10 zur zweiten Komponente 20 zu ermöglichen und durchzuführen.

Figur 3 zeigt eine Darstellung eines Konnektors 60 in einer Einzeldarstellung. Der Konntektor 60 ist als Pyramidenadapter ausgebildet und besteht aus einem nicht leitfähigen Material oder ist mit einer isolierenden Beschichtung versehen. Die Kontaktfläche 70 an einer Außenseite ist über ein elektrisches Verbindungsele- ment 77 zu einem Stirnseitenbereich 61 des Konnektors 60 weitergeleitet. Über eine stirnseitige Kontaktierung ist es möglich, eine elektrische Kontaktierung auf einer korrespondierenden Gegenfläche innerhalb der Aufnahme 55 eine elektri sche Kontaktierung zur Übertragung von Daten und/oder Energie vorzunehmen. Dazu ist in der Grundfläche der Aufnahme 55 ein korrespondierender Kontakt an- geordnet oder ausgebildet. So kann neben oder statt einer elektrischen Kontaktie- rung über die leitfähigen Schrauben 90 eine Kontaktierung über die Stirnflächen bzw. Bodenflächen des Konnektors 60 und der Aufnahme 55 erfolgen. Die Weiter- leitung von Energie oder Daten erfolgt dann durch das Aufnahmeelement 50 in Gestalt des Rohradapters über isolierte Leitungen, Kontaktbereiche oder ähnli ches.

Eine Variante einer Ausgestaltung eines Kontaktfeldes mit einer Vielzahl von elektrischen Kontakten 70 ist in der Figur 4 dargestellt. Zur Anwendung an einen vierseitigen Konnektor sind vier Kontakte 70 oder Kontaktplatten 70 vorgesehen, die sternförmig angeordnet sind. Die einzelnen Kontakte 70 sind über ein kreuzar- tiges elektrisches Verbindungselement 77 mechanisch miteinander verbunden.

Das elektrische Verbindungselement 77 kann einzelne Bereiche isolieren vonei- nander, so dass Kontakte 70 nicht miteinander elektrisch gekoppelt sind. Ebenfalls ist es möglich, dass beispielsweise zwei Kontakte 70 miteinander über das elektri sche Verbindungselement 77 miteinander elektrisch verbunden sind, so dass bei- spielsweise über zwei einander gegenüberliegende Kontakte 70 elektrische Ener- gie und über die beiden anderen Kontakte Daten übertragen werden können. Zur Montage wird das elektrische Verbindungselement mit der Zentralausnehmung o- der Zentralbohrung auf die Stirnseite 61 des Konnektors 60 aufgelegt und die Kon- takte 70 an die Seitenwände des Konnektors 60 angelegt. Das elektrische Verbin- dungselement 77 kann plastisch verformbar sein. Alternativ oder ergänzend kann an den Kontakten 70 eine Befestigungseinrichtung, beispielsweise ein Klebstoff o- der ähnliches angeordnet sein, um die Kontakte 70 an den Seitenwänden des Konnektors 60 zu halten. Der montierte Zustand der Kontakte 70 mit dem Verbin- dungselement 77 an dem Konnektor 60 ist in der Figur 5 gezeigt.

Eine weitere Variante der Erfindung ist in der Figur 6 dargestellt, bei der der me- chanische Aufbau dem der Figur 2 entspricht. Auch hier ist ein Rohrstück 40 mit einem Aufnahmeelement 50 verbunden oder einstückig damit ausgebildet. Über Schrauben 90, im dargestellten Ausführungsbeispiel als Madenschrauben ausge- bildet, wird ein Konnektor 60 in Gestalt eines Pyramidenadapters innerhalb einer Ausnehmung 55 des Aufnahmeelementes 50 mechanisch festgelegt. Der Konnek- tor 60 ist an dem Verbindungselement 80 befestigt oder daran ausgebildet. So- wohl in dem Rohrstück 40 als auch in dem Aufnahmeelement 50 sind Bohrungen 41 , 51 ausgebildet, die korrespondierend zu Bohrungen 81 , 61 in dem Konnektor 60 und dem Verbindungselement 80 ausgerichtet sind. Durch die zueinander fluchtenden Bohrungen 41 , 51 , 61 , 81 ist es möglich, einen Durchgang 85 von der ersten Komponente 10 zur zweiten Komponente 20 zu ermöglichen, so dass ein Daten- oder Energiekabel 100 oder eine andere Leitung von der ersten Kompo- nente 10 zur zweiten Komponente 20 hindurchgeführt werden kann. Die Durchfüh- rung der Leitung oder der Kabel 100 kann auch von der zweiten Komponente 20 zu der dritten Komponente 30 erfolgen, beispielsweise um Sensordaten aufzuneh- men, Motoren anzutreiben oder um Ventile zu verstellen. An den Außenseiten des Pyramidenadapters oder Konnektors 60 müssen keine elektrischen Kontakte an- geordnet sein, sie können aber angeordnet sein. Ebenfalls ist es möglich, dass an den Stirnseiten des Aufnahmeelementes 50 elektrische Kontakte 70 angeordnet sind, die zu Kontaktbereichen 87 korrespondierend angeordnet sind, die an den Stirnseiten der kalottenförmigen Oberfläche des Verbindungselementes 80 ange- ordnet sind. Dadurch ist es möglich, durch Aufsetzen des Aufnahmeelementes 50 auf das Verbindungselement 80 eine elektrische und/oder Daten übertragende Verbindung von der ersten Komponente 10 zu der zweiten Komponente 20 zu etablieren. Eine mechanische Festlegung erfolgt dann über die Schrauben 90 und den Konnektor 60 in der Aufnahme 55.

Eine Kombination der Ausführungsformen der Figuren 2 und 6 ist ebenfalls mög- lich und Gegenstand der Erfindung, so dass sowohl Kontakte 70 an den Seiten- wänden des Konnektors 60 als auch an den Stirnseiten des Aufnahmeelementes 50 und des Verbindungselementes 80 über Kontakte 70 und/oder Kontaktbereiche 87 vorhanden sind und eine Kontaktierung an einer Vielzahl von Kontaktstellen er- folgt. In der Figur 7 ist eine weitere Variante der Erfindung dargestellt, die in ihrem Auf- bau im Wesentlichen dem der Ausführungsform gemäß Figur 6 entspricht. Statt der radial nach innen gerichteten Schrauben 90, die den Konnektor innerhalb der Ausnehmung 55 fixieren, ist in dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7 in der Ausnehmung 55 der Konnektor 60 über mehrere Verriegelungselemente 95 fest- gelegt, die über ein Federelement 96 in Richtung auf den Konnektor 60 vorge- spannt sind. Über die elastische Vorspannung durch die Federn 96, die als

Schraubenfedern oder als Elasto-merelemente ausgebildet oder auch in anderer Gestalt konstruiert sein können, werden die Verriegelungselemente 95 gegen die Außenwand des Konnektors 60 gepresst. Sowohl das Verriegelungselement 95 als auch die Feder 96 können elektrisch leitend ausgebildet sein und statt der Schrauben in dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 eingesetzt werden. Auf- grund der Schrägstellung der Außenwand des Konnektors 60 ergibt sich eine

Kraftkomponente, über die das Aufnahmeelement 50 in Richtung auf das Verbin- dungselement 80 gepresst wird. In dem Durchgang 85 ist durch die Bohrung 41 ein Kabel oder eine Leitung 100 geführt, die an ihrem Ende einen Stecker 110 auf- weist, in dem zumindest ein Kontakt zur Übertragung von elektrischer Energie und/oder Daten angeordnet ist. Der Stecker 110 ist in einer Ausnehmung in der

Grundfläche der Aufnahme 55 angeordnet und gegebenenfalls dort festgelegt. Auf der gegenüberliegenden Stirnseite des Konnektors 60 ist eine Vertiefung angeord- net, in der eine Buchse 120 mit korrespondierenden Kontakten oder Aufnahmen für die Kontakte des Steckers 110 angeordnet und festgelegt ist. Von der Buchse 120 führt eine Leitung 100 durch die Bohrung 81 zu einer weiteren elektrischen und/oder elektronischen Komponente. Der Stecker 110 und die Buchse 120 sind so angeordnet, dass sie bei einem Verbinden des Aufnahmeelementes 50 mit dem Verbindungselement 80 und dem gegebenenfalls vollständigen Einführen des Konnektors 60 in die Aufnahme 55 eine elektrische und/oder datenübertragende Verbindung hersteilen. Die Kabel 100 dienen als Leitung zur elektrischen und da- tentechnischen Verbindung zwischen mehreren elektrischen und/oder elektroni- schen Einrichtungen.

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Festlegen zweier orthopädietechnischer Komponenten (10, 20, 30) aneinander, mit einem an einer ersten orthopädietechnischen Kom- ponente (10; 20) angeordneten Aufnahmeelement (50) mit einer Aufnahme (55) und einem an einer zweiten orthopädietechnischen Komponente (20;

30) angeordneten Verbindungselement (80) mit einem Konnektor (60), der in der Aufnahme (55) einführbar und mit dem Aufnahmeelement Zugkräfte, Druckkräfte und Momente übertragend gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein ström- und/oder datenübertragender Kontakt (70, 90) an dem Verbindungselement (80) und dem Aufnahmeelement (50) zuei- nander korrespondierend angeordnet sind, die in einem aneinander festge- legten Zustand der orthopädietechnischen Komponenten (10, 20, 30) eine elektrische und/oder datenübertragende Verbindung miteinander ausbilden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Konnektor (60) als Zapfen oder mit ihrer oder seiner Spitze zum Verbindungselement (80) weisende Pyramide oder Kegel ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Konnektor (60) zumindest ein federbelastetes oder vorgespanntes Verriege- lungselement (95) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Aufnahme (55) korrespondierend zu dem Konnektor (60) ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Aufnahmeelement (50) zumindest ein Spannelement (90) aufweist, das aus einer Einführstellung, in der der Konnektor (60) in die Auf- nahme (55) einführbar ist, in eine Verriegelungsstellung, in der der Konnektor (60) in der Aufnahme (55) festgelegt ist, bewegbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Verbindungselement (80) und das Aufnahmeelement (50) ein Kugelgelenk mit einer Pfanne und einer Kalotte oder umgekehrt ausbil- den.

7. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass der zumindest ein Kontakt (70) an Oberflächenbereichen des Verbindungselementes (80) und des Aufnahmeelementes (50) angeordnet oder ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass der zumindest eine Kontakt (70) als Steckkontakt ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass der zumindest eine Kontakt (70) in einem Stecker (110) und einer Buchse (120) angeordnet ist, die an oder in dem Verbindungselement (80) und dem Aufnahmeelement (50) angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Kontakte (70) über Kabel (100) mit zumindest einer elektri schen und/oder elektronischen Einrichtung (25) verbunden sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kabel (100) längenflexibel ausgebildet und/oder in einer Gelenkkette geführt sind.

12. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass in dem Aufnahmeelement (50) und dem Verbindungselement (80) ein Durchgang (85) zur Durchführung einer Leitung (100) von einer ers- ten Komponente (10, 20) zu einer zweiten Komponente (20; 30) ausgebildet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Durch- gang (85) durch zwei zueinander korrespondierend ausgerichteten Bohrun- gen oder Ausnehmungen (51 , 61 , 81 ) in dem Aufnahmeelement (50) und dem Verbindungselement (80) ausgebildet ist.