WO2023104918A1 - Gelenk und verfahren zum einstellen einer ausgangsposition - Google Patents

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WO2023104918A1
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joint
hydraulic chamber
volume
partial
joint part
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PCT/EP2022/084857
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Martin Pusch
Johannes FLOORS
Sven Kaltenborn
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Ottobock Se & Co. Kgaa
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    • A61F2002/5073—Helical springs, e.g. having at least one helical spring

Definitions

  • the invention relates to a joint for an orthopedic device, the joint having a first joint part and a second joint part, which is arranged on the first joint part such that it can pivot about a pivot axis.
  • the pivot axis can be a fixed pivot axis, which runs along a shaft, for example, or a virtual pivot axis.
  • the joint also has a hydraulic system with a first hydraulic chamber, a second hydraulic chamber which is connected to the first hydraulic chamber by at least one fluid connection, and at least one valve which is set up to open and close the fluid connection.
  • the hydraulic system is arranged and set up in such a way that hydraulic fluid flows from the first hydraulic chamber into the second hydraulic chamber or vice versa when the first joint part is pivoted relative to the second joint part.
  • the invention also relates to a method for setting an initial position of the first joint part relative to the second joint part of such a joint and to an orthopedic device that has such a joint.
  • a technical orthopedic device within the meaning of the present invention is in particular a prosthesis or an orthosis. These are preferably designed for the lower extremity and the joint is used as a knee joint, a hip joint or an ankle joint.
  • Alternative embodiments of hydraulic joints for orthopedic devices provide that the fluid connection is not closed during operation of the joint. A movement of the two joint parts relative to each other is consequently possible. However, depending on the flow resistance generated by the fluid connection, the movement is damped to a greater or lesser extent. It is preferably possible, for example by means of a throttle valve, to make the flow resistance and therefore also the damping of the movement adjustable. Configurations of valve assemblies are known from the prior art, which have combinations of throttle valve and check valves, so that the flow resistances, which oppose a flow of hydraulic fluid from one hydraulic chamber into another hydraulic chamber, can be set individually and preferably differently for different flow directions. With such a joint, in which a cushioned movement is possible, a very natural gait pattern can be achieved on the one hand, and a high level of wearing comfort can be created on the other hand, since mechanical shocks can be cushioned.
  • An artificial ankle joint is known from US Pat. No. 9,132,023 B2, which on the one hand enables heel height adjustment and on the other hand dynamic damping.
  • the joint has four hydraulic chambers that form two interconnected pairs. If the joint is to be dynamically damped, the connection between the two chambers of the first pair is closed. The other two chambers are then in fluid communication with one another, so that movement of the joint displaces hydraulic fluid from one chamber into the other. The damping can be adjusted via the flow resistance.
  • a heel height is to be adjusted, the closed connection between the chambers of the first pair must be opened and the open connection between the chambers of the second pair must be closed or it must be ensured in some other way that no hydraulic fluid can be exchanged between the chambers of the second pair. Then, by changing the ratio of the size of the chambers of the first pair, the heel height can be adjusted.
  • the disadvantage is that the size ratio of the chambers of the second pair is not reproducible and thus the angle in the ankle joint at which the heel height is set cannot be set reproducibly.
  • the construction requires a relatively large installation space and has a high weight due to the many massive elements. This is particularly disadvantageous for the ankle joints, since they are worn away from the body and have to be accelerated considerably when walking, for example. This results in large moments of inertia that have to be overcome.
  • the invention is therefore based on the object of eliminating or at least alleviating this disadvantage.
  • the invention solves the problem set by a joint for an orthopedic device according to the preamble of claim 1, which is characterized in that the hydraulic system has at least one volume that has a first partial volume and a second partial volume, and at least one additional fluid line that has a first sub-line and a second sub-line, the first sub-volume being connected to the first hydraulic chamber via the first sub-line and the second sub-volume being connected to the second hydraulic chamber via the second sub-line, and the first sub-volume being separated from the second sub-volume by a displaceable separating device. Even if the first partial line and the second partial line are jointly referred to as a further fluid line, this does not mean that they are fluidically connected.
  • the volume with the first partial volume and the second partial volume, which are separated by the displaceable separating device is located between the two partial lines. So if fluid is conducted through the first sub-line from the first hydraulic chamber into the first sub-volume, the displaceable separating device must be displaced so that the first sub-volume is enlarged. This inevitably results in a reduction of the second partial volume, so that fluid is conducted from the second partial volume through the second partial line into the second hydraulic chamber.
  • the separating device must be able to change the size of the adjoining partial volumes. This can be done, for example, by a displaceable piston, which is also referred to as a flying piston.
  • the separating device has a membrane which is preferably stretched over the cross section of the volume. If fluid is now fed into one of the two partial volumes, the membrane bulges due to the increased pressure on one side and thus enlarges the first partial volume at the expense of the second partial volume, which is thereby reduced.
  • the separating device can be moved within the volume in the further fluid line. It is an advantage if the
  • Separating device within the volume which can be, for example, a cylinder, is movable, but the fluid itself cannot pass through the separating device.
  • the separating device is preferably in sealing contact with the inner wall of the volume.
  • Separating device and volume are preferably designed as a cylinder and a piston adapted thereto and can be designed as a longitudinally displaceable system or as rotary hydraulics. A bent or curved piston is also possible. What is important is that a displacement of the piston displaces fluid from the first hydraulic chamber into the second hydraulic chamber or vice versa.
  • the further fluid line has a first partial line, which connects the first hydraulic chamber to a first partial volume, in which the separating device is located, and a second partial line, which connects the second Connects hydraulic chamber with a second partial volume.
  • first partial volume and the second partial volume are delimited from one another by the separating device.
  • the volume in which the separating device, for example the movably mounted piston, is located is preferably smaller than the volume of the first hydraulic chamber and smaller than the volume of the second hydraulic chamber.
  • the range of motion of the joint which is also possible when the fluid connection is closed, i.e. when the first partial line and/or second partial line between the first hydraulic chamber and the second hydraulic chamber is closed, is then small in relation to the range of motion of the joint when the fluid connection is open. If the fluid connection between the first hydraulic chamber and the second hydraulic chamber is closed, fluid can only be moved from one of the two hydraulic chambers into the volume in the fluid line, where it ensures that the separating device, for example the movably mounted piston, is displaced.
  • this range of movement is limited in that the separating device, for example the piston, strikes a stop within the volume on at least one side, preferably on two sides, when a specific position is reached. From this moment is one further movement in this direction of movement is no longer possible and the range of movement in this direction of movement is limited.
  • at least one of the stops particularly preferably both stops, is provided with a spring or a damping element, which allows movement to a limited extent even if the stop has already been reached when a sufficiently large force is applied.
  • the two hydraulic chambers are preferably connected to one another via at least two fluid connections.
  • Valve arrangements are preferably arranged in the two fluid connections, each of which has a check valve, with the two check valves acting in different flow directions. In this way, the flow resistances for different directions can be selected independently of one another. Both fluid connections can preferably be closed by a valve.
  • This configuration is advantageous for knee joints, for example.
  • the valves of the fluid connections When the valves of the fluid connections are open, normal flexion and extension of the joint is possible and hydraulic fluid is conducted from one hydraulic chamber to the other hydraulic chamber via one of the two fluid connections.
  • the flexion resistance and the extension resistance can be adjusted independently of one another by the valve arrangement in the respective fluid connection. If the two valves are closed, a movement of the two joint parts relative to one another is still possible, since fluid can be routed from the hydraulic chambers into the partial volumes and vice versa. In this way, for example, a stance phase flexion of the knee can be achieved.
  • the at least first partial line and/or the second partial line preferably has at least one throttle, by means of which a flow resistance through the first partial line and/or second partial line can be adjusted.
  • a throttle in the first sub-line also changes the flow resistance of the first sub-line
  • a throttle in the second sub-line changes the flow resistance of the second sub-line.
  • the throttle which can be designed as a throttle valve, for example, is arranged in the first partial line or the second partial line.
  • At least one valve arrangement is advantageously arranged in the first partial line and/or second partial line, by means of which a flow resistance through the first partial line and/or second partial line can be set differently for different flow directions.
  • Such valve arrangements are known in principle from the prior art. They have combinations of throttle valve and non-return valve, which are arranged to act in parallel.
  • the check valve ensures that the restrictor valve is traversed in only one flow direction, namely the direction in which the check valve prevents flow, and the restrictor valve adjusts the desired flow resistance.
  • the at least one fluid line has two such combinations, with the two check valves acting in opposite directions. One combination can therefore only flow in the first flow direction and the other combination only in the second flow direction.
  • the separating device can preferably be displaced in at least one direction, particularly preferably in two opposite directions, against a spring force applied by a spring element. This also changes a resistance that opposes a displacement of the separating device within the volume and thus also a displacement of the fluid.
  • the movement of the separating device is preferably limited in at least one direction, particularly preferably in two opposite directions, by a stop which preferably has a damping element.
  • the damping element is preferably designed as an elastomer block or as a plate spring.
  • At least one of the stops, but particularly preferably both stops, is preferably designed to be adjustable, so that a range of movement of the separating device can be adjusted.
  • the first hydraulic chamber is separated from the second hydraulic chamber by a main piston which is arranged and is designed to be movable by pivoting the first joint part relative to the second joint part.
  • the designation "main piston" is only used to distinguish it from the piston in the volume of the fluid line and does not imply any size or mass ratios.
  • a particularly simple structural design can be achieved by using a single main piston.
  • the first hydraulic chamber and the second hydraulic chamber can be arranged in the same cylinder and in this case are separated from one another by the main piston.
  • the main piston can also be designed to be longitudinally displaceable or in the form of rotary hydraulics, in which case it performs a rotary movement when it is displaced.
  • the first partial line and/or second partial line preferably runs through the main piston.
  • the volume in the fluid line in which the separating device is located is particularly preferably arranged inside the main piston. More preferably, the entire fluid line is within the main piston.
  • the first hydraulic chamber and the second partial volume are preferably arranged in a common cylinder.
  • the second hydraulic chamber and the first partial volume are preferably arranged in a common cylinder.
  • the first hydraulic chamber and the second partial volume are preferably separated from one another by a first piston.
  • the second hydraulic chamber is separated from the first partial volume by a second piston.
  • Particularly preferred embodiments include a cylinder in which one of the two hydraulic chambers and the corresponding sub-volume are positioned, separated from the respective piston.
  • the volume of the respective hydraulic chamber is preferably limited by the wall of the cylinder and the piston.
  • the respective hydraulic chamber is limited by the main piston.
  • the main piston and the first or second piston preferably define the hydraulic chamber on opposite sides. Preferred different movements of the individual components relative to one another are possible, which have different effects on the hydraulic system and thus on the position of the two joint parts in relation to one another.
  • the partial lines make it possible to conduct fluid from a hydraulic chamber into the corresponding partial volume. Fluid can thus flow from the first hydraulic chamber into the first partial volume and from the second hydraulic chamber into the second partial volume.
  • the main piston moves parallel to the second piston. The movement of the main piston also reduces the volume of the first hydraulic chamber. The volume of the second partial volume remains unchanged. The two joint parts move relative to one another even though the fluid connection between the two hydraulic chambers is closed.
  • the first partial line and/or the second partial line can preferably be closed by at least one closing valve. It is particularly preferred that both sub-lines can be closed by a common closing valve.
  • the at least one closing valve is designed in such a way that it is opened when the valve by which the fluid connection between the two hydraulic chambers can be closed is closed and vice versa. Conversely, in this case means that the at least one closing valve is closed when the valve by which the fluid connection between the two hydraulic chambers can be closed is opened.
  • the valve and the at least one closing valve preferably form a single common valve.
  • the invention also solves the problem set by a method for setting an initial position of the first joint part relative to the second joint part of a joint of the type described here, the method having the following steps: - Positioning the separating device in a predetermined rest position,
  • the starting position can be easily reproduced. All that is required for this is to bring the separating device, in the present example the piston, into its rest position.
  • the starting position corresponds, for example, to a heel height if the joint is an ankle joint.
  • the starting position preferably corresponds to a predetermined joint angle between the first joint part and the second joint part.
  • the separating device is preferably displaced within the volume up to a stop.
  • a torque acting about the pivot axis is preferably applied to the first joint part and/or the second joint part. If the predetermined rest position of the separating device is consequently at a stop, it can be reached in a particularly easy manner and can also be easily adjusted by the user of the orthopedic technical device, for example a prosthesis. To do this, the user only has to apply a corresponding torque.
  • the joint is used, for example, as an ankle joint of a lower leg prosthesis between a lower leg part and a foot part
  • the user can load the forefoot, for example, so that a corresponding torque is applied and the separating device is thereby displaced into its predetermined rest position.
  • a torque can also be applied manually.
  • the disadvantage here is that after setting the starting position, the separating device can only be moved in one direction, namely away from the stop.
  • the spring elements are preferably designed and arranged in such a way that they overcome forces and torques exerted and caused by gravity and move the joint to the neutral position in which the separating device, for example the movable piston, is in the rest position.
  • the invention also solves the problem set by an orthopedic device with a joint of the type described here, which is characterized in that the joint is a hip joint, an ankle joint or a knee joint.
  • Figure 1 - a schematic circuit diagram of a hydraulic system
  • FIG. 6 shows a schematic representation of a prosthetic foot
  • Figure 7 - a schematic plan view in a sectional view
  • FIGS. 8 and 9 are schematic representations of a prosthetic foot according to a further embodiment of the present invention in two different positions
  • FIG. 10 shows the prosthetic foot from FIG. 6 in a second position
  • Figure 11 is another schematic circuit diagram
  • FIG. 18 shows the schematic representation of a prosthetic foot with rotary hydraulics
  • FIG. 1 shows the schematic representation of a circuit diagram for a hydraulic system of a joint according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • a main piston 4 is arranged in a cylinder 2 and can be displaced to the left and right in the illustration shown. It is connected to two piston rods 6 through which its movement is guided.
  • In the cylinder 2 there is a first hydraulic chamber 8 and a second hydraulic chamber 10 which are separated from one another by the main piston 4 .
  • the first hydraulic chamber 8 is connected to the second hydraulic chamber 10 via a fluid connection 12, with a valve 14 being located in the fluid connection 12, which valve can be opened and closed, so that the fluid connection 12 can thereby also be opened and closed.
  • hydraulic fluid can flow from the first hydraulic chamber 8 into the second hydraulic chamber 10 and vice versa when the main piston 4 moves.
  • the damping of this movement of the main piston 4 can be adjusted via an optionally adjustable flow resistance, which is caused by the valve 14 .
  • the fluid connection 12 is closed, the hydraulic fluid cannot flow through the fluid connection 12 .
  • the hydraulic system has a further fluid line 16.
  • This has a number of elements. It has a volume 18 in which a piston 20 is movably arranged.
  • This piston 20 can also be shown in the Move embodiment left and right. In this embodiment, however, it does not have a piston rod, but is designed as a floating piston. This is an advantage, but not necessary.
  • the piston 20 can also be designed with a piston rod.
  • the piston 20 divides the volume 18 into a first part, which is located to the left of the piston 20 in the exemplary embodiment shown, and a second part, which is located to the right of the piston 20 in the exemplary embodiment shown.
  • the first part of the volume is connected to the first hydraulic chamber 8 via a first partial line 24 .
  • the second part of the volume is connected to the second hydraulic chamber 10 via a second partial line 26 .
  • a valve arrangement 28 which has a combination of a throttle valve 30 and a check valve 32 .
  • a flow resistance, which opposes the fluid flowing through the valve arrangement 28, can thus be set in one flow direction.
  • FIG. 2 shows a joint according to an exemplary embodiment of the present invention as part of a knee prosthesis shown schematically.
  • the main piston 4 is arranged with its piston rod 6 on the second joint part 34 which is arranged on a first joint part 38 so as to be pivotable about a pivot axis 36 .
  • the piston 20 is located at the lower stop 22 and can consequently only be moved in one direction, upwards in FIG. This happens when the main piston 4 is moved downwards and pushes fluid from the first hydraulic chamber 8 through the first partial line 24 into the volume 18 .
  • This makes it possible, for example, to bend the joint in the stance phase, which means that walking with the prosthesis is easier on the wearer and the gait pattern is more natural.
  • Figure 3 shows a similar configuration.
  • the piston rod 6 is coupled to the second joint part 34 of the knee joint, which in turn is connected to the first joint part 38 about the pivot axis 36 .
  • the volume 18 and the entire fluid line 16 are now located within the main piston 4, with the fluid line 16 only being shown schematically for reasons of clarity.
  • Figures 4 and 5 show the identical embodiment.
  • the main piston 4 is located in the cylinder 2 and is connected to the piston rod 6 on the second joint part 34 fastened.
  • the spring element 40 pushes the piston 20 into the rest position.
  • connection between the hydraulic chamber and the volume 18 can be closed by the valve 14 . This makes movement of the piston 20 impossible.
  • FIG. 6 shows an embodiment of the present invention designed as an ankle joint.
  • the first joint part 38 is the prosthetic foot, which is pivotably arranged on the second joint part 34 .
  • the second joint part 34 is set up to be connected to a lower leg element.
  • the main piston 4 is designed in the form of two main pistons 4 which form so-called oscillating pistons and are each arranged pivotably on the second joint part 34 .
  • the first hydraulic chamber 8 and the second hydraulic chamber 10 are located below the main piston 4.
  • the fluid line 16 is located between the two hydraulic chambers 8, 10, which connects the two hydraulic chambers 8, 10 and in which the volume 18 with the movable piston 20 located.
  • the movable piston 20 is positioned at one of its stops 22, so that a movement of the movable piston 20 within the volume 18 is only possible in one direction. In Figure 6, this is a plantar flexion, ie a downward movement.
  • FIG. 7 shows a schematic sectional representation of a top view of the embodiment of FIG. 6.
  • the first hydraulic chamber 8 and the second hydraulic chamber 10 are connected to one another via the fluid connection 12 .
  • the Valve 14 is designed as a valve assembly and has two check valves 42, each of which can open or close the connection to one of the two hydraulic chambers 8, 10.
  • the arrangement also has a push button 44 which is designed in such a way that, if it is pressed in, it is pushed upwards in FIG. 7, actuates the two levers 46 and thus opens the two check valves 42.
  • the first partial line 24 is connected to the first hydraulic chamber 8 by a throttle valve 30 .
  • a disc spring 50 is shown on the upper stop 22, by means of which the stop 22 is damped. The preload of this plate spring 50 can be adjusted by the adjustable driver 52.
  • a pressure relief valve 54 and an opening mechanism 56 are also shown, through which the fluid connection 12 can be opened.
  • the fluid line 16 which in the exemplary embodiment shown is made up of a number of sub-lines and the volume 18.
  • the piston 20 which is biased by the spring element 40 in Figure 7 upwards.
  • the spring element 40 is set up to bring the piston 20 into its rest position when no other external forces are acting apart from gravitation.
  • movement of the joint can be achieved by opening the adjustment valve 48 slightly.
  • heel strikes when increased pressure builds up in the second hydraulic chamber 10, fluid can flow from the second hydraulic chamber 10 into the volume 18, as a result of which the piston 20 moves downwards against the spring force of the spring element 40.
  • a corresponding quantity of fluid flows from the partial volume below the piston 20 into the first hydraulic chamber 8 so that the second joint part 34 moves relative to the first joint part 38 .
  • FIGS. 8 and 9 show a prosthetic foot similar to that from FIG. 6.
  • the main difference is that the two hydraulic chambers 8 , 10 are separated by a single main piston 4 .
  • the two hydraulic chambers 8, 10 are again connected by the fluid line 16, in which the volume 18 with the movable cylinder 20 is located.
  • the movable piston 20 rests against one of its stops 22 and can therefore only be moved in one direction, downwards in FIG.
  • This position of the movable piston 20 is preferred taken when the heel height of the prosthetic foot, in the present embodiment essentially the position of the main piston 4 between the hydraulic chambers 8, 10 is fixed.
  • the fluid connection 12 which is not shown in Figures 6, 8, 9 and 10 and which is preferably open for adjusting the heel height, is preferably closed. It is then no longer possible for the fluid to flow from one hydraulic chamber 8, 10 through the fluid connection 12 into the respective other hydraulic chamber 10, 8.
  • Figure 9 shows this situation.
  • the fluid connection 12 is closed, compared to the situation in FIG. 8, the angle between the first joint part 38 and the second joint part 34 has changed, whereby the main piston 4 has shifted.
  • fluid has been displaced from the second hydraulic chamber 10 into the volume 18 .
  • This fluid is located above the movable piston 20 in FIG. 9 and has moved it downwards.
  • fluid that is located below the movable piston 20 in FIG. 8 was moved from the volume into the first hydraulic chamber 8 .
  • FIG. 10 shows the situation from FIG. 9 with a prosthetic foot from FIG. 6.
  • the movable piston 20 has moved away from its stop 22 when the angle between the first joint part 38 and the second joint part 34 has changed.
  • FIG. 11 corresponds to the representation from FIG. 1.
  • the difference, however, is that the first hydraulic chamber 8 and the second hydraulic chamber 10, which are separated from one another by the main piston 4, are no longer connected to one another only by one fluid connection 12, but by two fluid connections 12.
  • a valve 14 and a throttle valve 30 are located in both fluid connections 12.
  • the valves 14 and/or the throttle valve 30 can be designed differently in order to be able to achieve different flow resistances for different flow directions of the fluid, for example.
  • FIGS. 12 to 17 correspond to the representation from FIG.
  • FIG. 12 there is a valve arrangement in the first partial line 24 which connects the first hydraulic chamber 8 with the volume 18 via the throttle valve 30 and which contains two check valves 32 . These act in different directions, with the upper one of the two check valves 32 in FIG. 12 being spring-loaded. The fluid that flows through this first sub-line 24 must pass through the throttle valve 30 regardless of the direction of flow.
  • FIGS. 13 and 14 each show a detail from a corresponding representation.
  • one of the check valves 32 is positioned in the first partial line 24 .
  • it is the spring-loaded check valve which, given a correspondingly high pressure, allows fluid to flow from the first hydraulic chamber 8 through the throttle valve 30 through the first partial line 24 into the volume 18 . Fluid cannot pass through this check valve 32 in the opposite direction, but instead passes through the non-spring-loaded check valve 32. In the exemplary embodiment shown, however, this is arranged in a bypass so that the fluid does not have to pass through the throttle valve 30 in this direction.
  • Figure 14 shows the reverse situation.
  • the non-spring-loaded check valve 32 which allows a flow from the volume 18 in the direction of the height of the first hydraulic chamber 8, is positioned in the first sub-line 24 such that the fluid that this sub-line 24 flows in this direction, the throttle valve 30 passes.
  • the counter-acting check valve 32 which is spring-loaded, is located in the bypass so that the fluid taking this route does not pass the throttle valve 30.
  • FIGS 15 to 17 show another embodiment of the present invention.
  • the volume 18 is now divided into the two partial volumes by a membrane 58 instead of the piston 20 . This does not change the functionality.
  • Fluid from the first hydraulic chamber 8 can continue to reach the volume 18 below the membrane 58 through the first partial line 24 .
  • fluid from the The second hydraulic chamber 10 can reach the second partial volume above the membrane 58 via the second partial line 26 .
  • the membrane 58 is elastic and can thus assume different positions depending on the prevailing pressure conditions.
  • FIGS. 16 and 17 show modified embodiments which, however, are each equipped with the membrane 58 . While FIG. 16 differs from FIG. 15 only by a modified configuration of the geometric shape of the volume 18, additional spring elements 40 are shown in FIG.
  • the membrane 58 is preferably designed to be so flexible and elastic that it can rest against the wall delimiting the volume 18 on at least one side. This wall then serves as a stop 22 and thus limits the maximum effective range of the membrane 58. While the stop 22 in FIG. 16 is undamped in this case, the embodiment from FIG. The membrane 58 initially rests against the lower end of the spring elements 40 in FIG. If further fluid is fed into the first partial volume, which is shown below the membrane 58 in FIG. 17, the pressure in this area increases and ensures that the membrane compresses the spring elements 40 and further movement is thus possible.
  • FIG. 18 schematically shows a prosthetic foot with the first joint part 38 and the second joint part 34.
  • the first hydraulic chamber 8 and the second hydraulic chamber 10 are each made up of two parts which are each connected to one another.
  • the prosthetic foot in FIG. 15 has rotary hydraulics.
  • the main piston 4 also has two parts which are non-rotatably connected to one another. If the joint is moved, the two joint parts 34, 38 are pivoted relative to one another and the main piston 4 is moved relative to the hydraulic chambers.
  • the parts of the hydraulic chambers 8, 10 located in front of the main piston 4 in the direction of rotation are reduced and the parts of the hydraulic chambers 8, 10 located behind the main piston 4 in the direction of rotation are increased.
  • FIG. 18 schematically shows a prosthetic foot with the first joint part 38 and the second joint part 34.
  • the first hydraulic chamber 8 and the second hydraulic chamber 10 are each made up of two parts which are each connected to one another.
  • the prosthetic foot in FIG. 15 has rotary hydraulics.
  • the main piston 4 also has two parts
  • FIG. 19 schematically shows a circuit diagram of a further hydraulic system for a joint for an orthopedic technical device according to a further exemplary embodiment of the present invention.
  • the two hydraulic chambers 8, 10 are connected by the fluid connection 12, in which the valve 14 is located.
  • the volume 18 consists of two volumes 18.
  • a first displaceable separating device 60 is located in a first volume and a second displaceable separating device 62 is located in the second volume.
  • the first hydraulic chamber 8 is reduced in size and part of the fluid contained therein is conducted through the first partial line 24 .
  • the first separating device 60 is shifted to the right.
  • a portion of the fluid located to the right of the first separating device 60 within the corresponding volume 18 is displaced through the second partial line 26 into the second hydraulic chamber 10 .
  • the main piston 4 is displaced to the left, the second hydraulic chamber 10 is reduced in size and part of the fluid contained therein is conducted through the second partial line 26 .
  • the second displaceable separating device 62 is shifted to the right and part of the fluid located there is pumped through the first partial line 24 into the first hydraulic chamber 8 .
  • the respective flow resistance for both directions can be adjusted individually by the contained combinations of non-return and throttle valve in front of the two volumes 18, as well as the spring elements contained in the volumes 18.
  • FIG. 20 shows another circuit arrangement of a hydraulic system for a joint according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the first hydraulic chamber 8 and the second hydraulic chamber 10 are delimited at the bottom by the main piston 4 .
  • This has two individual pistons 82, one of which protrudes into a first cylinder 64 and a second cylinder 66 and thus delimits the first hydraulic chamber 8 and the second hydraulic chamber 10.
  • the two hydraulic chambers 8, 10 are separated by a first piston 68 and a second piston 70 limited.
  • the two chambers 8, 10 are connected to one another by the fluid line 16, which can be closed and opened by the valve 14.
  • first piston 68 Above the first piston 68 is the second partial volume, which is arranged together with the first hydraulic chamber 8 in the first cylinder 64 . In the situation shown in FIG. 20, it has no volume and is empty. Above the second piston 70 is the first partial volume, which is arranged together with the second hydraulic chamber 10 in the second cylinder 66 .
  • the first hydraulic chamber 8 is connected to the first partial volume by the first partial line 24 .
  • the second hydraulic chamber 10 is connected to the second partial volume by the second partial line 26 .
  • a valve arrangement 28 is located both in the first partial line 24 and in the second partial line 26.
  • the valve 14 is opened in order to adjust the heel height of a prosthetic foot equipped with the hydraulic system. If the valve 14 is opened, the first joint part can be moved relative to the second joint part, as a result of which fluid is exchanged between the first hydraulic chamber 8 and the second hydraulic chamber 10 .
  • the remaining individual valves of the two valve assemblies 28 determine the flow resistance in different situations.
  • the upper valve of the valve arrangement 28 in the second partial line 26 is a non-return valve, through which fluid can flow from the second partial volume into the second hydraulic chamber 10, as occurs, for example, during dorsiflexion when the wearer walks downhill.
  • fluid can flow through this valve only when the hydraulic pressure of the fluid is insufficient to compress the small spring shown to the left of the check valve, thus closing the valve.
  • fluid can flow in this way from the second hydraulic chamber 10 into the second partial volume. This happens, for example, when a relatively small heel load is applied for a long time, for example over several minutes.
  • the valve shown below is a check valve that allows fluid to flow in the opposite direction. This happens, for example, when after the rapid plantar flexion after heel strike is followed by a slow further plantar flexion, which can take place, for example, when walking downhill.
  • the upper of the two valves of the valve arrangement 28 in the first partial line 24 is a check valve through which fluid can flow from the first partial volume into the first hydraulic chamber 8 . This makes sense, for example, when the wearer places their foot under the seat surface while sitting, causing relatively slow dorsiflexion.
  • the check valve shown below allows the fluid to take the opposite path. This happens, for example, with dorsiflexion when walking uphill.
  • FIG. 21 corresponds to the illustration from FIG. 20, with an additional hydraulic element being present, through which the upper valve of the valve arrangement 28 in the first partial line 24 can be opened.
  • the additional element has a first cushion 72, which is mechanically compressed when the two joint components reach a specific position in relation to one another or some other criterion.
  • the criterion can, for example, be the so-called “toe lift", i.e. the moment in which the foot loses contact with the ground and enters the swing phase of a step.
  • the check valve is preferably opened mechanically, for example via a tappet 80, and fluid can flow quickly and almost unhindered from the first hydraulic chamber 8 into the first partial volume. This may be accomplished, for example, by a spring pack or single spring positioned within the second cylinder 66 between its upper limit and the second piston 70 and exerting a downward force on the second piston 70 . As a result, the second piston 70 is displaced downwards, as a result of which the second hydraulic chamber 70 is also displaced downwards.
  • FIG. 22 shows a hydraulic system similar to that from FIG. 20 in a prosthetic foot.
  • the prosthetic foot has the first joint part 34 and the second joint part 38 .
  • the main piston 4 is connected to the second joint part 38 .
  • the first cylinder 64, in which the first hydraulic chamber 8 is located, and the second cylinder 66, in which the second hydraulic chamber 10 is located, are located in the first joint part 34.
  • the two hydraulic chambers 8 , 10 are each bounded at the bottom by a cup-shaped individual piston 82 , with the individual pistons 82 each being part of the main piston 4 .
  • the first hydraulic chamber 8 is delimited by the first piston 68 and the second hydraulic chamber 10 by the second piston 70 .
  • the two pistons 68, 70 rest against the upper end of the cylinders 64, 66, so that the partial volumes located above them contain no hydraulic fluid in the illustration shown. If the first joint part 34 is moved relative to the second joint part 38, the hydraulic fluid contained in the hydraulic chambers 8, 10 is moved in accordance with the functioning of the hydraulic system from FIG.
  • FIG. 23 shows another embodiment of a prosthetic foot. It differs from the embodiment from FIG. 22 in that there is no second piston.
  • the second hydraulic chamber 10 is bounded at the bottom by the cup-shaped single piston 82 at the top by the end of the second cylinder 66 .
  • the first cylinder 64 contains the first piston 68, which is not arranged at the upper end of the first cylinder 64 in the illustration shown.
  • the first hydraulic chamber 8 underneath is likewise delimited at the bottom by a cup-shaped individual piston 82 .
  • the first piston 68 and the second piston 70 each form their own separating device.
  • FIGS. 20 to 22 there are thus two separating devices. Each of these separating devices separates a first partial volume from a second partial volume. There are therefore two first partial volumes and two second partial volumes. Each first sub-volume is connected to the first hydraulic chamber via a first sub-line and each second sub-volume is connected to the second hydraulic chamber via a second sub-line. So there are also two first partial lines and two second partial lines.
  • the first piston 68 separates the second sub-volume, located above the first piston 68 in the figures, from a first sub-volume, located below the first piston 68 . This second partial volume is connected to the second hydraulic chamber 10 via the second partial line 26 shown.
  • This first partial volume is part of the first hydraulic chamber 8 together with the first partial line.
  • the first hydraulic chamber 8 forms a first common volume with the first partial line and the first partial volume, as in the other embodiments, even if the individual components of this first common volume are not separately shown or recognizable.
  • the second piston 70 separates the first partial volume, which is located above the second piston 70 in the figures, from a second partial volume, which is located below the second piston 70 .
  • This first partial volume is connected to the first hydraulic chamber 8 via the first partial line 24 shown.
  • This second partial volume is part of the second hydraulic chamber 10 together with the second partial line.
  • the second hydraulic chamber 10 forms a second common volume with the second partial line and the second partial volume, as in the other embodiments, even if the individual components of this second common volume are not separately shown or recognizable.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gelenk für eine orthopädietechnische Einrichtung, wobei das Gelenk ein erstes Gelenkteil (38) und ein zweites Gelenkteil (34), das um eine Schwenkachse (36) schwenkbar an dem ersten Gelenkteil (38) angeordnet ist, und ein Hydrauliksystem mit - einer erste Hydraulikkammer (8), - einer zweiten Hydraulikkammer (10), die mit der ersten Hydraulikkammer (8) durch wenigstens eine Fluidverbindung (12) verbunden ist, und - wenigstens einem Ventil (14), das eingerichtet ist, die Fluidverbindung (12) zu öffnen und zu schließen, aufweist, das derart angeordnet und eingerichtet ist, dass Hydraulikfluid von der ersten Hydraulikkammer (8) in die zweite Hydraulikkammer (10) oder umgekehrt fließt, wenn das erste Gelenkteil (38) relativ zu dem zweiten Gelenkteil (34) verschwenkt wird, wobei das Hydrauliksystem wenigstens ein Volumen (18), das ein erstes Teilvolumen und ein zweites Teilvolumen aufweist, und wenigstens eine weitere Fluidleitung (16) aufweist, die eine erste Teilleitung (24) und eine zweite Teilleitung (26) aufweist, wobei das erste Teilvolumen über die erste Teilleitung (24) mit der ersten Hydraulikkammer (8) und das zweite Teilvolumen über die zweite Teilleitung (26) mit der zweiten Hydraulikkammer (10) verbunden ist und das erste Teilvolumen von dem zweiten Teilvolumen durch eine verschiebbare Trenneinrichtung getrennt ist.

Description

Gelenk und Verfahren zum Einstellen einer Ausgangsposition
Die Erfindung betrifft ein Gelenk für eine orthopädietechnische Einrichtung, wobei das Gelenk ein erstes Gelenkteil und ein zweites Gelenkteil aufweist, das um eine Schwenkachse schwenkbar an dem ersten Gelenkteil angeordnet ist. Die Schwenkachse kann eine feste Schwenkachse, die beispielsweise entlang einer Welle verläuft, oder eine virtuelle Schwenkachse sein. Das Gelenk verfügt zudem über ein Hydrauliksystem mit einer ersten Hydraulikkammer, einer zweiten Hydraulikkammer, die mit der ersten Hydraulikkammer durch wenigstens eine Fluidverbindung verbunden ist, und wenigstens einem Ventil, das eingerichtet ist, die Fluidverbindung zu öffnen und zu schließen. Das Hydrauliksystem ist dabei derart angeordnet und eingerichtet, dass Hydraulikfluid von der ersten Hydraulikkammer in die zweite Hydraulikkammer oder umgekehrt fließt, wenn das erste Gelenkteil relativ zu dem zweiten Gelenkteil verschwenkt wird. Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum Einstellen einer Ausgangsposition des ersten Gelenkteils relativ zu dem zweiten Gelenkteils eines derartigen Gelenkes und eine orthopädietechnische Einrichtung, die über ein derartiges Gelenk verfügt.
Eine orthopädietechnische Einrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist insbesondere eine Prothese oder eine Orthese. Diese sind vorzugsweise für die untere Extremität ausgebildet und das Gelenk wird als Kniegelenk, als Hüftgelenk oder als Knöchelgelenk verwendet.
Gattungsgemäße Gelenke, die auch als hydraulische Gelenke bezeichnet werden, sind aus dem Stand der Technik seit langem bekannt und können im Wesentlichen in zwei unterschiedlichen Weisen verwendet werden. Insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, für Knöchelgelenke ist es von Vorteil, wenn eine Position des ersten Gelenkteils relativ zum zweiten Gelenkteil einstellbar und in unterschiedlichen Positionen arretierbar ist. Dadurch wird es beispielsweise möglich, einen Winkel zwischen einem Unterschenkelteil und einem Fußteil einer Prothese, die in diesem Fall das erste und das zweite Gelenkteil bilden, frei einzustellen. Wechselt beispielsweise der Träger einer derartigen Prothese das Schuhwerk, führt dies in aller Regel auch zu einer Veränderung der Absatzhöhe, der durch diese Einstellbarkeit Rechnung getragen werden kann. Bei der Verwendung der Prothese ist es nach dem Einstellen der Absatzhöhe dabei nicht vorgesehen, dass Hydraulikfluid von einer Hydraulikkammer in eine andere Hydraulikkammer überführt wird. Ein solches Gelenk, dass im Betrieb keine Bewegung erlaubt, hat eine hohe Ausfallsicherheit und gibt somit auch dem Träger einer Prothese oder Orthese, die mit einem solchen Gelenk ausgerüstet ist, große Sicherheit.
Alternative Ausführungsformen hydraulischer Gelenke für orthopädietechnische Einrichtungen sehen vor, dass im Betrieb des Gelenkes die Fluidverbindung nicht geschlossen wird. Eine Bewegung der beiden Gelenkteile relativ zueinander ist folglich möglich. Je nach Strömungswiderstand, der durch die Fluidverbindung erzeugt wird, ist die Bewegung jedoch mehr oder weniger stark gedämpft. Vorzugsweise ist es möglich, beispielsweise durch ein Drosselventil, den Strömungswiderstand und daher auch die Dämpfung der Bewegung einstellbar zu machen. Aus dem Stand der Technik sind Ausgestaltungen von Ventilanordnungen bekannt, die über Kombinationen von Drosselventil und Rückschlagventilen verfügen, sodass die Strömungswiderstände, die einem Fluss von Hydraulikfluid aus einer Hydraulikkammer in eine andere Hydraulikkammer entgegengesetzt werden, für unterschiedliche Strömungsrichtungen individuell und vorzugsweise unterschiedlich eingestellt werden können. Mit einem solchen Gelenk, bei dem eine gedämpfte Bewegung möglich ist, lässt sich einerseits ein sehr naturnahes Gangbild erreichen, und andererseits ein hoher Tragekomfort erzeugen, da mechanische Stöße abgefedert werden können.
Nachteilig ist jedoch, dass eine Kombination der beiden Effekte, eines einerseits fest eingestellten Gelenkwinkels und andererseits einer gedämpften Bewegung ohne eine mechatronische Steuerung nicht möglich erscheint. Aus der US 9,132 023 B2 ist ein künstliches Knöchelgelenk bekannt, das einerseits eine Absatzhöheneinstellung und andererseits eine dynamische Dämpfung ermöglicht. Dazu verfügt das Gelenk über vier Hydraulikkammern, die zwei miteinander verbundene Paare bilden. Soll das Gelenk dynamisch gedämpft sein, wird die Verbindung zwischen den beiden Kammern des ersten Paares geschlossen. Die beiden anderen Kammern stehen dann miteinander in fluidtechnischer Verbindung, sodass eine Bewegung des Gelenkes Hydraulikfluid von einer Kammer in die andere verschiebt. Über den Strömungswiderstand kann die Dämpfung eingestellt werden. Soll hingegen eine Absatzhöhe eingestellt werden, muss die geschlossene Verbindung zwischen den Kammern des ersten Paares geöffnet und die geöffnete Verbindung zwischen den Kammern des zweiten Paares geschlossen werden oder auf andere Weise sichergestellt werden, dass zwischen den Kammern des zweiten Paares kein Hydraulikfluid ausgetauscht werden kann. Dann kann über eine Veränderung des Verhältnisses der Größe der Kammern des ersten Paares die Absatzhöhe eingestellt werden. Nachteilig ist jedoch, dass das Größenverhältnis der Kammern des zweiten Paares nicht reproduzierbar ist und somit der Winkel im Knöchelgelenk, bei dem die Absatzhöhe eingestellt wird, nicht reproduzierbar eingestellt werden kann. Zudem erfordert die Konstruktion einen relativ großen Bauraum und weist aufgrund der vielen massereichen Elemente ein hohes Gewicht auf. Dies ist gerade für Knöchelgelenke von Nachteil, da diese körperfern getragen und beispielsweise beim Gehen stark beschleunigt werden müssen. Dadurch treten große Trägheitsmomente auf, die überwunden werden müssen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beheben oder zumindest abzumildem.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch ein Gelenk für eine orthopädietechnische Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , dass sich dadurch auszeichnet, dass das Hydrauliksystem wenigstens ein Volumen, das ein erstes Teilvolumen und ein zweites Teilvolumen aufweist, und wenigstens eine weitere Fluidleitung aufweist, die eine erste Teilleitung und eine zweite Teilleitung aufweist, wobei das erste Teilvolumen über die erste Teilleitung mit der ersten Hydraulikkammer und das zweite Teilvolumen über die zweite Teilleitung mit der zweiten Hydraulikkammer verbunden ist und das erste Teilvolumen von dem zweiten Teilvolumen durch eine verschiebbare Trenneinrichtung getrennt ist. Auch wenn die erste Teilleitung und die zweite Teilleitung gemeinsam als weitere Fluidleitung bezeichnet werden, bedeutet dies nicht, dass sie fluidtechnischen Verbindung stehen. Vielmehr befindet sich zwischen den beiden Teilleitungen das Volumen mit dem ersten Teilvolumen und dem zweiten Teilvolumen, die durch die verschiebbare Trenneinrichtung getrennt sind. Wenn also Fluid durch die erste Teilleitung aus der ersten Hydraulikkammer in das erste Teilvolumen geleitet wird, muss die verschiebbare Trenneinrichtung verschoben werden, sodass das erste Teilvolumen vergrößert wird. Dies hat zwangsläufig eine Verkleinerung des zweiten Teilvolumens zur Folge, sodass Fluid aus dem zweiten Teilvolumen durch die zweite Teilleitung in die zweite Hydraulikkammer geleitet wird.
Die Trenneinrichtung muss folglich in der Lage sein, die Größe der angrenzenden Teilvolumina zu verändern. Dies kann beispielsweise durch einen verschiebbaren Kolben, der auch als fliegender Kolben bezeichnet wird, geschehen. Alternativ oder zusätzlich dazu verfügt die Trenneinrichtung über eine Membran, die vorzugsweise über den Querschnitt des Volumens gespannt ist. Wird nun in eines der beiden Teilvolumina Fluid geleitet, wölbt sich die Membran aufgrund des auf der einen Seite erhöhten Druckes und vergrößert so das erste Teilvolumen auf Kosten des zweiten Teilvolumens, das dabei verringert wird.
Selbst wenn also die Fluidverbindung zwischen den beiden Hydraulikkammern durch das Ventil geschlossen ist, kann in der weiteren Fluidleitung die Trenneinrichtung innerhalb des Volumens bewegt werden. Es ist von Vorteil, wenn die
Trenneinrichtung innerhalb des Volumens, das beispielsweise ein Zylinder sein kann, bewegbar ist, das Fluid selbst die Trenneinrichtung jedoch nicht passieren kann. Die Trenneinrichtung liegt vorzugsweise an der Innenwand des Volumens dichtend an. Trenneinrichtung und Volumen sind bevorzugt als Zylinder und daran angepasster Kolben ausgebildet und können als längsverschiebliches System oder als Rotationshydraulik ausgebildet sein. Auch ein gebogener oder ein gekrümmter Kolben ist möglich. Wichtig ist, dass eine Verschiebung des Kolbens Fluid aus der ersten Hydraulikkammer in die zweite Hydraulikkammer oder umgekehrt verschiebt. Es ist folglich ausreichend, wenn die weitere Fluidleitung eine erste Teilleitung, die die erste Hydraulikkammer mit einem ersten Teilvolumen verbindet, in dem sich die Trenneinrichtung befindet, und eine zweite Teilleitung aufweist, die die zweite Hydraulikkammer mit einem zweiten Teilvolumen verbindet. Dabei sind das erste Teilvolumen und das zweite Teilvolumen durch die Trenneinrichtung voneinander abgegrenzt.
Wenn die Fluidleitung zwischen den beiden Hydraulikkammern geschlossen ist, kann Fluid durch die erste Teilleitung zwischen der ersten Hydraulikkammer und dem ersten Teilvolumen ausgetauscht werden. Es ist ebenfalls möglich, Hydraulikfluid durch die zweite Teilleitung zwischen der zweiten Hydraulikkammer und dem zweiten Teilvolumen auszutauschen. Da das Gesamtvolumen aus erstem Teilvolumen und zweitem Teilvolumen konstant bleibt auch wenn die Trenneinrichtung bewegt wird, muss eine Menge Fluid, die in eines der beiden Teilvolumen geleitet wird, aus dem jeweils anderen Teilvolumen entfernt werden.
Bevorzugt ist das Volumen, in dem sich die Trenneinrichtung, beispielsweise der beweglich gelagerte Kolben befindet, kleiner als das Volumen der ersten Hydraulikkammer und kleiner als das Volumen der zweite Hydraulikkammer. Der Bewegungsumfang des Gelenkes, der auch bei geschlossener Fluidverbindung, also bei geschlossener erster Teilleitung und/oder zweiter Teilleitung zwischen der ersten Hydraulikkammer und der zweiten Hydraulikkammer möglich ist, ist dann im Verhältnis zum Bewegungsumfang des Gelenks bei geöffneter Fluidverbindung klein. Ist die Fluidverbindung zwischen der ersten Hydraulikkammer und der zweiten Hydraulikkammer geschlossen, kann Fluid aus einer der beiden Hydraulikkammern nur in das Volumen in der Fluidleitung bewegt werden, wo es dafür sorgt, dass die Trenneinrichtung, beispielsweise der beweglich gelagerte Kolben verschoben wird. Dadurch wird auf der gegenüberliegenden Seite der Trenneinrichtung Fluid aus dem Volumen in die jeweils andere Hydraulikkammer geleitet. Sobald die Trenneinrichtung sich in diese Richtung nicht weiter bewegen kann, ist auch das Gelenk in dieser Richtung nicht weiter bewegbar, sofern kein weiteres Volumen für das Hydraulikfluid, beispielsweise in Form eines Ausgleichsvolumens, zur Verfügung steht.
In einer bevorzugten Ausgestaltung wird dieser Bewegungsumfang dadurch begrenzt, dass die Trenneinrichtung, beispielsweise der Kolben innerhalb des Volumens an wenigstens einer Seite, bevorzugt an zwei Seiten an einen Anschlag anschlägt, wenn eine bestimmte Position erreicht ist. Ab diesem Moment ist eine weitere Bewegung in diese Bewegungsrichtung nicht mehr möglich und der Bewegungsumfang in diese Bewegungsrichtung begrenzt. Vorzugsweise ist wenigstens einer der Anschläge, besonders bevorzugt beide Anschläge mit einer Feder oder einem Dämpfungselement versehen, durch das eine Bewegung in begrenztem Umfang möglich ist, auch wenn der Anschlag bereits erreicht ist, wenn eine ausreichend große Kraft aufgebracht wird.
Bevorzugt sind die beiden Hydraulikkammern über wenigstens zwei Fluidverbindungen miteinander verbunden. In den beiden Fluidverbindungen sind vorzugsweise Ventilanordnungen angeordnet, die jeweils ein Rückschlagventil aufweisen, wobei die beiden Rückschlagventile in unterschiedliche Strömungsrichtungen wirken. So können die Strömungswiderstände für unterschiedliche Richtungen unabhängig voneinander gewählt werden. Vorzugsweise sind beide Fluidverbindungen durch ein Ventil verschließbar.
Diese Ausgestaltung ist beispielsweise für Kniegelenke von Vorteil. Wenn die Ventile der Fluidverbindungen geöffnet sind, ist eine normale Flexion und Extension des Gelenks möglich und Hydraulikfluid wird über jeweils eine der beiden Fluidverbindungen aus einer Hydraulikkammer in die jeweils andere Hydraulikkammer geleitet. Der Flexionswiderstand und der Extensionswiderstand sind durch die Ventilanordnung in der jeweiligen Fluidverbindung unabhängig voneinander einstellbar. Werden die beiden Ventile geschlossen, ist eine Bewegung der beiden Gelenkteile relativ zueinander noch immer möglich, da Fluid aus den Hydraulikkammern in die Teilvolumen und umgekehrt geleitet werden kann. Auf diese Weise lässt sich beispielsweise eine Standphasenbeugung des Knies erreichen.
Vorzugsweise verfügt die wenigstens erste Teilleitung und/oder die zweite Teilleitung über wenigstens eine Drossel, durch die ein Strömungswiderstand durch die erste Teilleitung und/oder zweite Teilleitung einstellbar ist. Es versteht sich, dass eine Drossel in der ersten Teilleitung auch den Strömungswiderstand der ersten Teilleitung und eine Drossel in der zweiten Teilleitung den Strömungswiderstand der zweiten Teilleitung verändert. Die Drossel, die beispielsweise als Drosselventil ausgebildet sein kann, ist in der ersten Teilleitung oder der zweite Teilleitung angeordnet. Selbstverständlich ist es auch möglich, mehr als eine Drossel zu verwenden, von denen bevorzugt wenigstens eine in der ersten Teilleitung und wenigstens eine in der zweite Teilleitung angeordnet ist.
Vorteilhafterweise ist in der ersten Teilleitung und/oder zweite Teilleitung wenigstens eine Ventilanordnung angeordnet, durch die ein Strömungswiderstand durch die erste Teilleitung und/oder zweite Teilleitung für unterschiedliche Strömungsrichtungen unterschiedlich einstellbar ist. Derartige Ventilanordnungen sind aus dem Stand der Technik prinzipiell bekannt. Sie verfügen über Kombinationen aus Drosselventil und Rückschlagventil, die parallel wirkend angeordnet sind. Das Rückschlagventil sorgt dafür, dass das Drosselventil nur in einer einzigen Durchflussrichtung durchlaufen wird, nämlich der Richtung, in der das Rückschlagventil einen Durchfluss verhindert, und das Drosselventil passt den gewünschten Strömungswiderstand an. In einer bevorzugten Ausgestaltung verfügt die wenigstens eine Fluidleitung über zwei derartige Kombinationen, wobei die beiden Rückschlagventile in einander entgegengesetzten Richtungen wirken. Die eine Kombination ist somit nur in die erste Strömungsrichtung und die andere Kombination nur in die zweite Strömungsrichtung durchströmbar.
Vorzugsweise ist die Trenneinrichtung in wenigstens einer Richtung, besonders bevorzugt in zwei entgegengesetzte Richtungen gegen jeweils eine von einem Federelement aufgebrachte Federkraft verschiebbar. Auch dadurch wird ein Widerstand, der einer Verschiebung der Trenneinrichtung innerhalb des Volumens und damit auch einer Verlagerung des Fluids entgegengesetzt wird, verändert.
Vorzugsweise ist die Bewegung der Trenneinrichtung in wenigstens einer Richtung, besonders bevorzugt in zwei entgegengesetzten Richtungen jeweils durch einen Anschlag begrenzt, der vorzugsweise ein Dämpfungselement aufweist. Das Dämpfungselement ist vorzugsweise als Elastomerblock oder als Tellerfeder ausgebildet. Vorzugsweise ist wenigstens einer der Anschläge, besonders bevorzugt jedoch beide Anschläge, einstellbar ausgebildet, sodass ein Bewegungsumfang der Trenneinrichtung einstellbar ist.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die erste Hydraulikkammer von der zweiten Hydraulikkammer durch einen Hauptkolben getrennt, der derart angeordnet und ausgebildet ist, dass er bewegbar ist, indem das erste Gelenkteil relativ zu dem zweiten Gelenkteil verschwenkt wird. Die Bezeichnung „Hauptkolben“ dient dabei lediglich der Unterscheidbarkeit vom Kolben im Volumen der Fluidleitung und impliziert keine Größen- oder Massenverhältnisse. Durch die Verwendung eines einzelnen Hauptkolbens lässt sich eine besonders einfache konstruktive Ausgestaltung erreichen. Erste Hydraulikkammer und zweite Hydraulikkammer können in dem gleichen Zylinder angeordnet werden und sind in diesem Fall durch den Hauptkolben voneinander getrennt. Auch der Hauptkolben kann längsverschieblich oder in Form einer Rotationshydraulik ausgebildet sein, bei der er beim Verschieben eine Drehbewegung ausführt.
Vorzugsweise verläuft die erste Teilleitung und/oder zweite Teilleitung durch den Hauptkolben. Besonders bevorzugt ist das Volumen in der Fluidleitung, in dem sich die Trenneinrichtung befindet, innerhalb des Hauptkolbens angeordnet. Weiter bevorzugt befindet sich die gesamte Fluidleitung innerhalb des Hauptkolbens. Dies hat zwar einen erhöhten konstruktiven Aufwand zur Folge, reduziert jedoch den benötigten Bauraum, der in Gelenken für orthopädietechnische Einrichtungen in der Regel knapp ist.
Vorzugsweise ist die erste Hydraulikkammer und das zweite Teilvolumen in einem gemeinsamen Zylinder angeordnet. Alternativ oder zusätzlich dazu ist vorzugsweise die zweite Hydraulikkammer und das erste Teilvolumen in einem gemeinsamen Zylinder angeordnet.
Bevorzugt ist die erste Hydraulikkammer und das zweite Teilvolumen durch einen ersten Kolben voneinander getrennt. Alternativ oder zusätzlich dazu ist die zweite Hydraulikkammer von dem erste Teilvolumen durch einen zweiten Kolben getrennt.
Besonders bevorzugte Ausgestaltungen beinhalten einen Zylinder, in dem eine der beiden Hydraulikkammern und das entsprechende Teilvolumen positioniert sind, die von dem jeweiligen Kolben getrennt sind. Vorzugsweise ist das Volumen der jeweiligen Hydraulikkammer durch die Wandung des Zylinders und den Kolben begrenzt. Zusätzlich wird die jeweilige Hydraulikkammer durch den Hauptkolben begrenzt. Der Hauptkolben und der erste oder zweite Kolben begrenzen die Hydraulikkammer vorzugsweise auf einander gegenüberliegenden Seiten. Bevorzugt sind verschiedene Bewegungen der einzelnen Bauteile relativ zueinander möglich, die unterschiedliche Effekte auf das Hydrauliksystem und damit auf die Stellung der beiden Gelenkteile zueinander haben.
Wenn die Fluidverbindung zwischen den beiden Hydraulikkammern geschlossen ist, kann Fluid nicht von einer Hydraulikkammer in die andere Hydraulikkammer gelangen. Durch die Teilleitungen ist es jedoch möglich, Fluid von einer Hydraulikkammer in das entsprechende Teilvolumen zu leiten. So kann Fluid von der ersten Hydraulikkammer in das erste Teilvolumen und von der zweiten Hydraulikkammer in das zweite Teilvolumen gelangen. Wenn Fluid aus der ersten Hydraulikkammer in das erste Teilvolumen geleitet wird, und das erste Teilvolumen und die zweite Hydraulikkammer im gleichen Zylinder angeordnet sind, wird die Fluidmenge, die sich in dem Zylinder befindet größer, das Volumen der zweiten Hydraulikkammer jedoch nicht. Daher bewegt sich in diesem Fall der Hauptkolben parallel zu dem zweiten Kolben. Durch die Bewegung des Hauptkolbens wird zudem das Volumen der ersten Hydraulikkammer kleiner. Das Volumen des zweiten Teilvolumens bleibt unverändert. Es kommt zu einer Bewegung der beiden Gelenkteile relativ zueinander, obwohl die Fluidverbindung zwischen den beiden Hydraulikkammern geschlossen ist.
Vorzugsweise ist die erste Teilleitung und/oder die zweite Teilleitung durch wenigstens ein Schließventil verschließbar. Besonders bevorzugt sind beide Teilleitungen durch ein gemeinsames Schließventil verschließbar. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das wenigstens eine Schließventil derart ausgebildet, dass es geöffnet wird, wenn das Ventil, durch das die Fluidverbindung zwischen den beiden Hydraulikkammern verschließbar ist, geschlossen wird und umgekehrt. Umgekehrt bedeutet in diesem Fall, dass das wenigstens eine Schließventil geschlossen wird, wenn das Ventil, durch das die Fluidverbindung zwischen den beiden Hydraulikkammern verschließbar ist, geöffnet wird. Vorzugsweise bildet das Ventil und das wenigstens eine Schließventil ein einziges gemeinsames Ventil.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe zudem durch ein Verfahren zum Einstellen einer Ausgangsposition des ersten Gelenkteils relativ zu dem zweiten Gelenkteil eines Gelenkes der hier beschriebenen Art, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: - Positionieren der Trenneinrichtung in einer vorbestimmten Ruheposition,
- Öffnen der Fluidverbindung durch Betätigen des Ventils,
- Verschwenken des ersten Gelenkteils relativ zu dem zweiten Gelenkteil, bis die Ausgangsposition erreicht ist, und
- Schließen der Fluidverbindung.
Da die vorbestimmte Ruheposition der Trenneinrichtung, beispielsweise des beweglich gelagerten Kolbens vor jedem Einstellen der Ausgangsposition eingenommen wird, lässt sich die Ausgangsposition leicht reproduzieren. Dazu muss lediglich die Trenneinrichtung, im vorliegenden Beispiel also der Kolben in seine Ruheposition gebracht werden. Die Ausgangsposition entspricht beispielsweise einer Absatzhöhe wenn das Gelenk ein Knöchelgelenk ist.
Die Ausgangsposition entspricht vorzugsweise einem vorbestimmten Gelenkwinkel zwischen dem ersten Gelenkteil und dem zweiten Gelenkteil.
Vorzugsweise wird zum Positionieren der Trenneinrichtung in der Ruheposition die Trenneinrichtung innerhalb des Volumens bis zu einem Anschlag verschoben. Dazu wird vorzugsweise ein um die Schwenkachse wirkendes Drehmoment auf das erste Gelenkteil und/oder das zweite Gelenkteil aufgebracht. Liegt die vorbestimmte Ruheposition der Trenneinrichtung folglich an einem Anschlag, ist sie auf besonders leichte Weise zu erreichen und auch für den Benutzer der orthopädietechnischen Einrichtung, beispielsweise einer Prothese, leicht einzustellen. Dazu muss der Benutzer lediglich ein entsprechendes Drehmoment aufbringen. Wird das Gelenk beispielsweise als Knöchelgelenk einer Unterschenkelprothese zwischen einem Unterschenkelteil und einem Fußteil verwendet, kann der Benutzer beispielsweise den Vorfuß belasten, sodass ein entsprechendes Drehmoment aufgebracht und die Trenneinrichtung dadurch in ihre vorbestimmte Ruheposition verschoben wird. Ein solches Drehmoment ist auch händisch aufbringbar. Nachteilig ist dabei jedoch, dass nach dem Einstellen der Ausgangsposition die Trenneinrichtung nur in eine Richtung, nämlich von dem Anschlag weg, bewegt werden kann.
Alternativ dazu ist es daher vorteilhaft, zum Positionieren des Kolbens in der Ruheposition kein um die Schwenkachse wirkendes Drehmoment auf das erste Gelenkteil und/oder das zweite Gelenkteil aufzubringen. Damit die Trenneinrichtung in dieser Situation in ihre vorbestimmte Ruheposition gebracht wird, ist es notwendig, dass wenigstens eine Kraft auf sie aufgebracht wird, die sie in diese Ruheposition bringt. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass innerhalb des Volumens, indem beispielsweise der Kolben beweglich gelagert ist, ein oder mehrere Federelemente angeordnet sind, die ihn mit jeweils einer Federkraft beaufschlagen. In einer Situation, in der kein äußeres Drehmoment und keine äußeren Kräfte wirken, sorgen diese Federelemente dafür, dass die Trenneinrichtung, beispielsweise der bewegbare Kolben in seine Ruheposition gebracht wird. Diese befindet sich dann in der Regel nicht an einem Anschlag, sodass nach dem Einstellen der Ausgangsposition eine Bewegung in beide Richtungen möglich ist.
Die Federelemente sind vorzugsweise derart ausgebildet und eingerichtet, dass sie Kräfte und Drehmomente, die durch die Gravitation ausgeübt und hervorgerufen werden, überwinden und das Gelenk in die neutrale Position, in der sich die Trenneinrichtung, beispielsweise der bewegbare Kolben, in der Ruheposition befindet.
Es kann von Vorteil sein, ein oder mehrere Federelemente zu verwenden, deren Federkraft ausreicht, die Trenneinrichtung an einen ihrer Anschläge zu bewegen und so die Ruhelage zu erreichen.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe zudem durch eine orthopädietechnische Einrichtung mit einem Gelenk der hier beschriebenen Art, die sich dadurch auszeichnet, dass das Gelenk ein Hüftgelenk, ein Knöchelgelenk oder ein Kniegelenk ist.
Mithilfe der beigefügten Zeichnungen werden nachfolgend Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Es zeigt:
Figur 1 - ein schematisches Schaltbild eines Hydrauliksystems
Figuren 2 bis 5 - schematische Darstellungen von Gelenken gemäß unterschiedlichen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung, Figur 6 - eine schematische Darstellung eines Prothesenfußes
Figur 7 - eine schematische Draufsicht in einer Schnittdarstellung,
Figuren 8 und 9 - schematische Darstellungen eines Prothesenfußes gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in zwei unterschiedlichen Positionen
Figur lO den Prothesenfuß aus Figur 6 in einer zweiten Position,
Figur 11 ein anderes schematisches Schaltbild,
Figuren 12-17- Draufsichten auf schematische Schnittdarstellungen unterschiedlicher Ausführungsformen
Figur 18 die schematische Darstellung eines Prothesenfußes mit einer Rotationshydraulik
Figuren 19-21- schematische Schaltbilder weiterer Hydrauliksysteme und
Figur 22 und 23- eine schematische Darstellung weiterer Prothesenfüße.
Figur 1 zeigt die schematische Darstellung eines Schaltbildes für ein Hydrauliksystem eines Gelenks gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In einem Zylinder 2 ist ein Hauptkolben 4 angeordnet, der in der gezeigten Darstellung nach links und rechts verschiebbar ist. Er ist mit zwei Kolbenstangen 6 verbunden, durch die seine Bewegung geführt ist. In dem Zylinder 2 befindet sich eine erste Hydraulikkammer 8 sowie eine zweite Hydraulikkammer 10, die durch den Hauptkolben 4 voneinander getrennt sind. Über eine Fluidverbindung 12 ist die erste Hydraulikkammer 8 mit der zweiten Hydraulikkammer 10 verbunden, wobei sich in der Fluidverbindung 12 ein Ventil 14 befindet, das geöffnet und geschlossen werden kann, sodass dadurch auch die Fluidverbindung 12 geöffnet und geschlossen werden kann. Ist die Fluidverbindung 12 geöffnet, kann Hydraulikfluid aus der ersten Hydraulikkammer 8 in die zweite Hydraulikkammer 10 und umgekehrt strömen, wenn sich der Hauptkolben 4 bewegt. Über einen gegebenenfalls einstellbaren Strömungswiderstand, der von dem Ventil 14 hervorgerufen wird, lässt sich die Dämpfung dieser Bewegung des Hauptkolbens 4 einstellen. Ist die Fluidverbindung 12 jedoch geschlossen, kann das Hydraulikfluid nicht durch die Fluidverbindung 12 strömen.
Zusätzlich verfügt das Hydrauliksystem über eine weitere Fluidleitung 16. Diese weist mehrere Elemente auf. Sie verfügt über ein Volumen 18, in dem ein Kolben 20 bewegbar angeordnet ist. Auch dieser Kolben 20 lässt sich im gezeigten Ausführungsbeispiel nach links und rechts bewegen. Er verfügt jedoch in dieser Ausgestaltung nicht über eine Kolbenstange, sondern ist als fliegender Kolben ausgebildet. Dies ist von Vorteil, jedoch nicht notwendig. Auch der Kolben 20 kann mit einer Kolbenstange ausgebildet sein. Der Kolben 20 teilt das Volumen 18 in einen ersten Teil, der sich im gezeigten Ausführungsbeispiel links vom Kolben 20 befindet, und in einen zweiten Teil, der sich im gezeigten Ausführungsbeispiel rechts vom Kolben 20 befindet. Der erste Teil des Volumens ist über eine erste Teilleitung 24 mit der ersten Hydraulikkammer 8 verbunden. Der zweite Teil des Volumens ist über eine zweite Teilleitung 26 mit der zweiten Hydraulikkammer 10 verbunden. In der zweiten Teilleitung befindet sich eine Ventilanordnung 28, die eine Kombination aus Drosselventil 30 und Rückschlagventil 32 aufweist. Damit lässt sich ein Strömungswiderstand, der dem durch die Ventilanordnung 28 strömenden Fluid entgegengesetzt wird, in einer Strömungsrichtung einstellen.
Figur 2 zeigt ein Gelenk gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung als Teil einer schematisch dargestellten Knieprothese. Der Hauptkolben 4 ist mit seiner Kolbenstange 6 am zweiten Gelenkteil 34 angeordnet, das um eine Schwenkachse 36 schwenkbar an einem ersten Gelenkteil 38 angeordnet ist. Der Kolben 20 befindet sich in der gezeigten Darstellung am unteren Anschlag 22 und kann folglich nur in eine Richtung, in Figur 2 nach oben, bewegt werden. Dies geschieht dann, wenn der Hauptkolben 4 nach unten bewegt wird und Fluid aus der ersten Hydraulikkammer 8 durch die erste Teilleitung 24 in das Volumen 18 schiebt. Damit ist beispielsweise eine Standphasenbeugung des Gelenkes möglich, wodurch das Gehen mit der Prothese für den Träger schonender und das Gangbild natürlicher gestaltet wird.
Figur 3 zeigt eine ähnliche Ausgestaltung. Auch hier ist die Kolbenstange 6 mit dem zweiten Gelenkteil 34 des Kniegelenks gekoppelt, das wieder um die Schwenkachse 36 mit dem ersten Gelenkteil 38 verbunden ist. Anders als in Figur 2 befindet sich nun jedoch das Volumen 18 und die gesamte Fluidleitung 16 innerhalb des Hauptkolbens 4, wobei die Fluidleitung 16 nur schematisch aus Gründen der Übersichtlichkeit dargestellt ist.
Die Figuren 4 und 5 zeigen das identische Ausführungsbeispiel. Der Hauptkolben 4 befindet sich im Zylinder 2 und ist mit der Kolbenstange 6 am zweiten Gelenkteil 34 befestigt. Anders als bei den Ausführungsformen der Figuren 2 und 3 befindet sich im Volumen 18 einen Federelement 40. Dieses drückt den Kolben 20 in die in Figur 4 gezeigte Ruheposition am Anschlag 22. Soll also der Kolben 20 in seine vorbestimmte Ruheposition gebracht werden, ist es ausreichend, kein Drehmoment auf das erste Gelenkteil 38 und/oder das zweite Gelenkteil 34 aufzubringen. Das Federelement 40 drückt den Kolben 20 in die Ruheposition. Wird nun das zweite Gelenkteil 34 um die Schwenkachse 36 relativ zum ersten Gelenkteil 38 verschwenkt, wird der Hauptkolben 4 im Zylinder 2 nach unten bewegt und drückt Fluid durch die erste Teilleitung 24 in das Volumen 18 und bewegt so den Kolben 20 gegen die vom Federelement 40 aufgebrachte Kraft nach oben. Diese Situation ist in Figur 5 dargestellt und beschreibt eine Standphasenbeugung.
Durch das Ventil 14 lässt sich die Verbindung zwischen der Hydraulikkammer und dem Volumen 18 schließen. Dadurch wird die Bewegung des Kolbens 20 unmöglich gemacht.
Figur 6 zeigt ein als Knöchelgelenk ausgebildetes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das erste Gelenkteil 38 ist der Prothesenfuß, der an dem zweiten Gelenkteil 34 schwenkbar angeordnet ist. Das zweite Gelenkteil 34 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel eingerichtet, mit einem Unterschenkelelement verbunden zu werden. Der Hauptkolben 4 ist in Form von zwei Hauptkolben 4 ausgebildet, die sogenannte Schwenkkolben bilden und jeweils schwenkbar am zweiten Gelenkteil 34 angeordnet sind. Jeweils unterhalb des Hauptkolbens 4 befindet sich die erste Hydraulikkammer 8 und die zweite Hydraulikkammer 10. Zwischen den beiden Hydraulikkammern 8, 10 befindet sich die Fluidleitung 16, die die beiden Hydraulikkammern 8, 10 verbindet und in der sich das Volumen 18 mit dem beweglichen Kolben 20 befindet. In der in Figur 6 gezeigten Position ist der bewegliche Kolben 20 an einem seiner Anschläge 22 positioniert, so dass eine Bewegung des beweglichen Kolbens 20 innerhalb des Volumens 18 nur in eine Richtung möglich ist. In Figur 6 ist dies eine Plantarflexion, also eine Bewegung nach unten.
Figur 7 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer Draufsicht auf die Ausgestaltung der Figur 6. Die erste Hydraulikkammer 8 und die zweite Hydraulikkammer 10 sind über die Fluidverbindung 12 miteinander verbunden. Das Ventil 14 ist als Ventilanordnung ausgebildet und verfügt über zwei Rückschlagventile 42, die jeweils die Verbindung zu einer der beiden Hydraulikkammern 8, 10 öffnen oder schließen können. Die Anordnung verfügt zudem über einen Druckknopf 44, der so ausgebildet ist, dass er, sofern er hineingedrückt, in Figur 7 also nach oben verschoben wird, die beiden Hebel 46 betätigt und so die beiden Rückschlagventile 42 öffnet. Die erste Teilleitung 24 wird durch ein Drosselventil 30 mit der ersten Hydraulikkammer 8 verbunden. Am oberen Anschlag 22 ist eine Tellerfeder 50 dargestellt, durch die der Anschlag 22 gedämpft ist. Die Vorspannung dieser Tellerfeder 50 kann durch den einstellbaren Mitnehmer 52 eingestellt werden. In der gezeigten Ausführungsform ist zudem ein Überdruckventil 54 sowie ein Öffnungsmechanismus 56 dargestellt, durch den die Fluidverbindung 12 geöffnet werden kann.
Zwischen den beiden Hydraulikkammern 8, 10 befindet sich zudem die Fluidleitung 16, die im gezeigten Ausführungsbeispiel aus mehreren Teilleitungen und dem Vol. 18 aufgebaut ist. In diesem befindet sich der Kolben 20, der durch das Federelement 40 in Figur 7 nach oben vorgespannt ist. Das Federelement 40 ist eingerichtet, den Kolben 20 in seine Ruheposition zu bringen, wenn außer der Gravitation keine weiteren externen Kräfte wirken. Ist die Fluidverbindung 12 geschlossen, wie dies in Figur 7 dargestellt ist, kann eine Bewegung des Gelenkes erreicht werden, indem das Einstellventil 48 leicht geöffnet wird. Dadurch kann beispielsweise beim Fersenauftritt, bei dem sich ein erhöhter Druck in der zweiten Hydraulikkammer 10 aufbaut, Fluid aus der zweiten Hydraulikkammer 10 in das Vol. 18 strömen, wodurch den Kolben 20 gegen die Federkraft des Federelements 40 nach unten verschiebt. Aus dem sich unterhalb des Kolbens 20 befindenden Teilvolumen strömt eine entsprechende Menge Fluid in die erste Hydraulikkammer 8, sodass sich das zweite Gelenkteil 34 relativ zum ersten Gelenkteil 38 bewegt.
Figur 8 und 9 zeigen einen Prothesenfuß ähnlich dem aus Figur 6. Der Hauptunterschied besteht darin, dass die beiden Hydraulikkammern 8, 10 durch einen einzigen Hauptkolben 4 getrennt sind. Die beiden Hydraulikkammern 8, 10 sind wieder durch die Fluidleitung 16 verbunden, in der sich das Volumen 18 mit dem beweglichen Zylinder 20 befindet. Wie in Figur 6 liegt der bewegliche Kolben 20 an einem seiner Anschläge 22 an und kann daher nur in eine Richtung, in Figur 8 nach unten, bewegt werden. Diese Position des beweglichen Kolbens 20 wird bevorzugt eingenommen, wenn die Absatzhöhe des Prothesenfußes, im vorliegenden Ausführungsbeispiel im Wesentlichen die Position des Hauptkolbens 4 zwischen den Hydraulikkammern 8, 10 festgelegt wird. Nachdem dies geschehen ist, wird vorzugsweise die Fluidverbindung 12, die in den Figuren 6, 8, 9 und 10 nicht dargestellt ist und die zum Einstellen der Absatzhöhe vorzugsweise geöffnet ist, geschlossen. Es ist dann dem Fluid nicht mehr möglich, aus der einen Hydraulikkammer 8, 10 durch die Fluidverbindung 12 in die jeweils andere Hydraulikkammer 10, 8 zu strömen.
Figur 9 zeigt diese Situation. Obwohl die Fluidverbindung 12 geschlossen ist, hat sich im Vergleich zu der Situation in Figur 8 der Winkel zwischen dem ersten Gelenkteil 38 und dem zweiten Gelenkteil 34 verändert, wobei sich der Hauptkolben 4 verschoben hat. Dadurch wurde Fluid aus der zweiten Hydraulikkammer 10 in das Volumen 18 verschoben. Dieses Fluid befindet sich in Figur 9 oberhalb des beweglichen Kolbens 20 und hat diesen nach unten bewegt. Zudem wurde Fluid, das sich in Figur 8 unterhalb des beweglichen Kolbens 20 befindet, aus dem Volumen in die erste Hydraulikkammer 8 bewegt.
Figur 10 zeigt die Situation aus Figur 9 mit einem Prothesenfuß aus Figur 6. Der bewegliche Kolben 20 hat sich von seinem Anschlag 22 weg bewegt, als sich der Winkel zwischen dem ersten Gelenkteil 38 und dem zweiten Gelenkteil 34 verändert hat.
Figur 11 entspricht der Darstellung aus Figur 1. Unterschiedlich ist jedoch, dass die erste Hydraulikkammer 8 und die zweite Hydraulikkammer 10, die durch den Hauptkolben 4 voneinander getrennt werden, nicht mehr nur durch eine Fluidverbindung 12, sondern durch zwei Fluidverbindungen 12 miteinander verbunden sind. In beiden Fluidverbindungen 12 befindet sich ein Ventil 14 sowie ein Drosselventil 30. Die Ventile 14 und/oder das Drosselventil 30 können unterschiedlich ausgebildet sein, um beispielsweise für unterschiedliche Fließrichtungen des Fluids unterschiedliche Strömungswiderstände erreichen zu können.
Die Figuren 12 bis 17 entsprechen in ihrer Darstellung der Darstellung aus Figur 7.
Um Wiederholungen zu vermeiden wird daher nur auf die Unterschiede eingegangen. In Figur 12 befindet sich im Vergleich zu Figur 7 in der ersten Teilleitung 24, die über das Drosselventil 30 die erste Hydraulikkammer 8 mit dem Volumen 18 verbindet eine Ventilanordnung, die zwei Rückschlagventile 32 beinhaltet. Diese wirken in unterschiedliche Richtungen, wobei das in Figur 12 obere der beiden Rückschlagventile 32 federbelastet ist. Das Fluid, das durch diese erste Teilleitung 24 strömt, muss unabhängig von der Strömungsrichtung das Drosselventil 30 passieren.
Dies ist anders in den Figuren 13 und 14, die jeweils einen Ausschnitt aus einer entsprechenden Darstellung zeigen. Auch hier ist in der ersten Teilleitung 24 eines der Rückschlagventile 32 positioniert. Im gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich um das federbelastete Rückschlagventil, das bei entsprechend großem Druck erlaubt, dass Fluid aus der ersten Hydraulikkammer 8 durch das Drosselventil 30 durch die erste Teilleitung 24 in das Volumen 18 fließt. In die entgegengesetzte Richtung kann Fluid dieses Rückschlagventil 32 nicht passieren, sondern durchläuft das nicht federbelastete Rückschlagventil 32. Dieses ist jedoch im gezeigten Ausführungsbeispiel in einem Bypass angeordnet, sodass in diese Richtung das Fluid nicht das Drosselventil 30 passieren muss.
Figur 14 zeigt die umgekehrte Situation. Das nicht federbelastete Rückschlagventil 32, das eine Strömung aus dem Volumen 18 in Richtung der Höhe ersten Hydraulikkammer 8 erlaubt, ist so in der ersten Teilleitung 24 positioniert, dass das Fluid, dass diese Teilleitung 24 in dieser Richtung durchströmt, das Drosselventil 30 passiert. Das in die entgegengesetzte Richtung wirkende Rückschlagventil 32, das federbelastet ist, ist in dem Bypass angeordnet, sodass das Fluid, das diesen Weg nimmt, dass Drosselventil 30 nicht passiert. Durch geschickte Wahl von Drosselventil und Feder der federbelasteten Rückschlagventile 32 ist es möglich, den Strömungswiderstand für unterschiedliche Strömungsrichtungen einfach und individuell einstellen zu können.
Die Figuren 15 bis 17 zeigen eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Volumen 18 wird nun anstelle des Kolbens 20 durch eine Membran 58 in die beiden Teilvolumina aufgeteilt. Die Funktionsweise ändert sich dadurch nicht. Fluid aus der ersten Hydraulikkammer 8 kann weiterhin durch die erste Teilleitung 24 in das Volumen 18 unterhalb der Membran 58 gelangen. Fluid aus der zweiten Hydraulikkammer 10 kann über die zweite Teilleitung 26 in das zweite Teilvolumen oberhalb der Membran 58 gelangen. Die Membran 58 ist elastisch ausgebildet und kann so unterschiedliche Positionen je nach herrschenden Druckverhältnissen annehmen.
Die Figuren 16 und 17 zeigen veränderte Ausführungsformen, die jedoch jeweils mit der Membran 58 ausgestattet sind. Während sich Figur 16 von Figur 15 nur durch eine geänderte Ausgestaltung der geometrischen Form des Volumens 18 unterscheidet, sind in Figur 17 zusätzliche Federelemente 40 dargestellt. Die Membran 58 ist vorzugsweise so flexibel und elastisch ausgebildet, dass sie sich an zumindest einer Seite an die das Volumen 18 begrenzende Wand anlegen kann. Diese Wand dient dann als Anschlag 22 und begrenzt so den maximalen Wirkungsbereich der Membran 58. Während in diesem Fall der Anschlag 22 in Figur 16 ungedämpft ausgebildet ist, verfügt die Ausgestaltung aus Figur 17 durch die Federelemente 40 über eine Dämpfung. Die Membran 58 legt sich zunächst an das in Figur 17 untere Ende der Federelemente 40 an. Wird weiteres Fluid in das erste Teilvolumen, dass in Figur 17 unterhalb der Membran 58 dargestellt ist, hineingeleitet, steigt der Druck in diesem Bereich und sorgt dafür, dass die Membran die Federelemente 40 komprimiert und so eine weitere Bewegung möglich ist.
Figur 18 zeigt schematisch einen Prothesenfuß mit dem ersten Gelenkteil 38 und dem zweiten Gelenkteil 34. Die erste Hydraulikkammer 8 und die zweite Hydraulikkammer 10 sind jeweils aus zwei Teilen aufgebaut, die jeweils miteinander in Verbindung stehen. Der Prothesenfuß in Figur 15 weist eine Rotationshydraulik auf. Der Hauptkolben 4 weist ebenfalls zwei Teile auf, die miteinander drehfest verbunden sind. Wird das Gelenk bewegt, werden die beiden Gelenkteile 34, 38 gegeneinander verschwenkt und der Hauptkolben 4 wird relativ zu den Hydraulikkammern bewegt. Die in Rotationsrichtung vor dem Hauptkolben 4 liegenden Teile der Hydraulikkammern 8, 10 werden verkleinert und die in Rotationsrichtung hinter dem Hauptkolben 4 liegenden Teile der Hydraulikkammern 8, 10 werden vergrößert. Zwischen den beiden Teilen des Hauptkolbens 4 ist in Figur 18 im Bereich der Rotationsachse des Gelenkes der Kolben 20 in dem Volumen 18 angeordnet. Figur 19 zeigt schematisch ein Schaltbild eines weiteren Hydrauliksystems für ein Gelenk für eine orthopädietechnische Einrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Hauptkolben 4, der im gezeigten Ausführungsbeispiel über zwei Kolbenstangen 6 verfügt, trennt die erste Hydraulikkammer 8 von der zweiten Hydraulikkammer 10. Die beiden Hydraulikkammern 8, 10 sind durch die Fluidverbindung 12, in der sich das Ventil 14 befindet, verbunden. Das Volumen 18 besteht in der gezeigten Ausführungsform aus zwei Volumina 18. In einem ersten Volumen befindet sich eine erste verschiebbare Trenneinrichtung 60 und in dem zweiten Volumen befindet sich eine zweite verschiebbare Trenneinrichtung 62.
Wird der Hauptkolben 4 in der gezeigten Darstellung nach rechts verschoben, wird die erste Hydraulikkammer 8 verkleinert und ein Teil des darin enthaltenen Fluids durch die erste Teilleitung 24 geleitet. Dadurch wird die erste Trenneinrichtung 60 nach rechts verschoben. Ein Teil des sich rechts von der ersten Trenneinrichtung 60 innerhalb des entsprechenden Volumens 18 befindenden Fluides wird durch die zweite Teilleitung 26 in die zweite Hydraulikkammer 10 verschoben. Wird der Hauptkolben 4 hingegen nach links verschoben, wird die zweite Hydraulikkammer 10 verkleinert und ein Teil des darin enthaltenen Fluid durch die zweite Teilleitung 26 geleitet. Dadurch wird die zweite verschiebbare Trenneinrichtung 62 nach rechts verschoben und ein Teil des sich dort befindenden Fluids wird durch die erste Teilleitung 24 in die erste Hydraulikkammer 8 gepumpt. Durch die enthaltenen Kombinationen aus Rückschlag- und Drosselventil vor den beiden Volumina 18, sowie den in den Volumina 18 enthaltenen Federelementen kann der jeweilige Strömungswiderstand für beide Richtungen individuell eingestellt werden.
Figur 20 zeigt eine weitere Schaltanordnung eines Hydrauliksystems für ein Gelenk gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die erste Hydraulikkammer 8 und die zweite Hydraulikkammer 10 werden in der gezeigten Darstellung nach unten durch den Hauptkolben 4 begrenzt. Dieser verfügt über zwei Einzelkolben 82, von denen jeweils eines in einen ersten Zylinder 64 und einen zweiten Zylinder 66 hineinragt und so die erste Hydraulikkammer 8 und die zweite Hydraulikkammer 10 begrenzt. Auf der gegenüberliegenden Seite werden die beiden Hydraulikkammern 8, 10 durch einen ersten Kolben 68 und einen zweiten Kolben 70 begrenzt. Die beiden Kammern 8, 10 sind durch die Fluidleitung 16 miteinander verbunden, die durch das Ventil 14 geschlossen und geöffnet werden kann.
Oberhalb des ersten Kolbens 68 befindet sich das zweite Teilvolumen, das mit der ersten Hydraulikkammer 8 gemeinsam in dem ersten Zylinder 64 angeordnet ist. Es hat in der in Figur 20 dargestellten Situation kein Volumen und ist leer. Oberhalb des zweiten Kolbens 70 befindet sich das erste Teilvolumen, das mit der zweiten Hydraulikkammer 10 gemeinsam in dem zweiten Zylinder 66 angeordnet ist. Die erste Hydraulikkammer 8 ist durch die erste Teilleitung 24 mit dem ersten Teilvolumen verbunden. Die zweite Hydraulikkammer 10 ist durch die zweite Teilleitung 26 mit dem zweiten Teilvolumen verbunden.
Sowohl in der erste Teilleitung 24 als auch in der zweiten Teilleitung 26 befindet sich eine Ventilanordnung 28. Das Ventil 14 wird geöffnet, um die Absatzhöhe eines mit dem Hydrauliksystem ausgestatteten Prothesenfußes einzustellen. Wird das Ventil 14 geöffnet, kann das erste Gelenkteil relativ zu dem zweiten Gelenkteil bewegt werden, wodurch Fluid zwischen der ersten Hydraulikkammer 8 und der zweiten Hydraulikkammer 10 ausgetauscht wird.
Die übrigen einzelnen Ventile der beiden Ventilanordnungen 28 legen den Strömungswiderstand bei unterschiedlichen Situationen fest. Das in der Darstellung obere der Ventile der Ventilanordnung 28 in der zweiten Teilleitung 26 ist ein Rückschlagventil, durch das Fluid aus dem zweiten Teilvolumen in die zweite Hydraulikkammer 10 strömen kann, wie dies beispielsweise bei der Dorsalflexion, wenn der Träger bergab geht, geschieht. In umgekehrter Richtung kann das Fluid nur dann durch dieses Ventil strömen, wenn der hydraulische Druck des Fluids nicht ausreicht, die kleine Feder, die links von dem Rückschlagventil dargestellt ist, zu komprimieren und so das Ventil zu schließen. In diesem Fall kann Fluid auf diesem Weg von der zweiten Hydraulikkammer 10 in das zweite Teilvolumen strömen. Dies geschieht beispielsweise wenn lange Zeit, beispielswiese über mehrere Minuten eine relativ kleine Fersenlast aufgebracht wird.
Das darunter dargestellt Ventil ist ein Rückschlagventil, durch das Fluid den umgekehrten Weg strömen kann. Dies geschieht beispielsweise dann, wenn nach der schnellen Plantarflexion nach dem Fersenauftritt eine langsame weitere Plantarflexion erfolgt, die beispielsweise beim Gehen bergab stattfinden kann.
Das obere der beiden Ventile der Ventilanordnung 28 in der ersten Teilleitung 24 ist ein Rückschlagventil, durch das Fluid aus dem ersten Teilvolumen in die erste Hydraulikkammer 8 strömen kann. Dies ist beispielsweise dann sinnvoll, wenn der Träger im Sitzen den Fuß unter die Sitzfläche stellt und dadurch eine relativ langsame Dorsalflexion hervorruft. Das darunter dargestellte Rückschlagventil erlaubt es dem Fluid, den umgekehrten Weg zu nehmen. Dies geschieht beispielsweise bei der Dorsalflexion beim Gehen bergauf.
Figur 21 entspricht der Darstellung aus Figur 20, wobei ein zusätzliches Hydraulikelement vorhanden ist, durch das das obere Ventil der Ventilanordnung 28 in der ersten Teilleitung 24 geöffnet werden kann. Das zusätzliche Element verfügt über ein erstes Kissen 72, das bei Erreichen einer bestimmten Position der beiden Gelenkbauteile zueinander oder einem anderen Kriterium mechanisch komprimiert wird. Das Kriterium kann beispielsweise der sogenannte „toe-lift“ also der Moment sein, in dem der Fuß den Kontakt mit dem Boden verliert und in die Schwungphase eines Schrittes übergeht.
Wird das Kissen 72 komprimiert, strömt darin enthaltenes Fluid durch die Leitung 74 und bewegt die Membran 76. Durch das Drosselventil 78 wird ein Strömungswiderstand aufgebaut, der zur Bewegung der Membran 76 führt, weil sich das Fluid in der Leitung 74 staut. Dadurch wird vorzugsweise mechanisch, beispielsweise über eine Stößel 80, das Rückschlagventil geöffnet und Fluid kann schnell und nahezu ungehindert aus der ersten Hydraulikkammer 8 in das erste Teilvolumen strömen. Dies kann beispielsweise durch ein Federpaket oder eine Einzelfeder erreicht werden, die innerhalb des zweiten Zylinders 66 zwischen dessen oberer Begrenzung und dem zweiten Kolben 70 positioniert ist und eine nach unten wirkende Kraft auf den zweiten Kolben 70 ausübt. Dadurch wird der zweite Kolben 70 nach unten verschoben, wodurch auch die zweite Hydraulikkammer 70 nach unten verschoben wird. Dadurch wird der Prothesenfuß in der Schwungphase angehoben. Figur 22 zeigt ein Hydrauliksystem ähnlich dem aus Figur 20 in einem Prothesenfuß. Der Prothesenfuß verfügt über das erste Gelenkteil 34 und das zweite Gelenkteil 38. Der Hauptkolben 4 ist mit dem zweiten Gelenkteil 38 verbunden. Im ersten Gelenkteil 34 befindet sich der erste Zylinder 64, in dem sich die erste Hydraulikkammer 8 befindet, sowie der zweite Zylinder 66, in dem sich die zweite Hydraulikkammer 10 befindet. Die beiden Hydraulikkammern 8, 10 werden in der gezeigten Abbildung nach unten durch jeweils einen becherförmigen Einzelkolben 82 begrenzt, wobei die Einzelkolben 82 jeweils Teil des Hauptkolben 4 sind. Am gegenüberliegenden Ende wird die erste Hydraulikkammer 8 vom ersten Kolben 68 und die zweite Hydraulikkammer 10 vom zweiten Kolben 70 begrenzt. Die beiden Kolben 68, 70 liegen am oberen Ende der Zylinder 64, 66 an, sodass die sich darüber befindlichen Teilvolumina in der gezeigten Darstellung kein Hydraulikfluid enthalten. Wird das erste Gelenkteil 34 relativ zum zweiten Gelenkteil 38 bewegt, wird das in den Hydraulikkammern 8, 10 enthaltenen Hydraulikfluid entsprechend der Funktionsweise des Hydrauliksystems aus Figur 20 bewegt.
Figur 23 zeigt eine andere Ausgestaltung eines Prothesenfuß. Sie unterscheidet sich von der Ausgestaltung aus Figur 22 darin, dass kein zweiter Kolben vorhanden ist. Die zweite Hydraulikkammer 10 wird nach unten durch den becherförmigen Einzelkolben 82 nach oben durch das Ende des zweiten Zylinders 66 begrenzt. Der erste Zylinder 64 hingegen beinhaltet den ersten Kolben 68, der in der gezeigten Darstellung nicht am oberen Ende des ersten Zylinders 64 angeordnet ist. Die darunterliegende erste Hydraulikkammer 8 wird nach unten ebenfalls durch einen becherförmigen Einzelkolben 82 begrenzt.
In den Darstellungen gemäß der Figuren 20 bis 23 bildet jeweils der erste Kolben 68 und der zweite Kolben 70 eine eigene Trenneinrichtung. In den Figuren 20 bis 22 sind also zwei Trenneinrichtungen vorhanden. Jede dieser Trenneinrichtungen trennt ein erstes Teilvolumen von einem zweiten Teilvolumen. Es sind also zwei erste Teilvolumina und zwei zweite Teilvolumina vorhanden. Jedes erste Teilvolumen ist über eine erste Teilleitung mit der ersten Hydraulikkammer verbunden und jedes zweite Teilvolumen ist über eine zweite Teilleitung mit der zweiten Hydraulikkammer verbunden. Es gibt also auch zwei erste Teilleitungen und zwei zweite Teilleitungen. Der erste Kolben 68 trennt das zweite Teilvolumen, das sich in den Abbildungen oberhalb des ersten Kolbens 68 befindet, von einem ersten Teilvolumen, das sich unterhalb des ersten Kolbens 68 befindet. Dieses zweite Teilvolumen ist über die dargestellte zweite Teilleitung 26 mit der zweiten Hydraulikkammer 10 verbunden. Dieses erste Teilvolumen ist gemeinsam mit der ersten Teilleitung Teil der ersten Hydraulikkammer 8. Die erste Hydraulikkammer 8 bildet mit der ersten Teilleitung und dem ersten Teilvolumen, wie in den anderen Ausführungsformen auch, ein erstes gemeinsames Volumen, auch wenn die einzelnen Bestandteile dieses ersten gemeinsamen Volumens nicht separat dargestellt oder erkennbar sind.
Der zweite Kolben 70 trennt das erste Teilvolumen, das sich in den Abbildungen oberhalb des zweiten Kolbens 70 befindet, von einem zweiten Teilvolumen, das sich unterhalb des zweiten Kolbens 70 befindet. Dieses erste Teilvolumen ist über die dargestellte erste Teilleitung 24 mit der ersten Hydraulikkammer 8 verbunden. Dieses zweite Teilvolumen ist gemeinsam mit der zweiten Teilleitung Teil der zweiten Hydraulikkammer 10. Die zweite Hydraulikkammer 10 bildet mit der zweiten Teilleitung und dem zweiten Teilvolumen, wie in den anderen Ausführungsformen auch, ein zweites gemeinsames Volumen, auch wenn die einzelnen Bestandteile dieses zweiten gemeinsamen Volumens nicht separat dargestellt oder erkennbar sind.
Bezugszeichenliste:
2 Zylinder
4 Hauptkolben
6 Kolbenstange
8 erste Hydraulikkammer
10 zweite Hydraulikkammer
12 Fluidverbindung
14 Ventil
16 Fluidleitung
18 Volumen
20 Kolben
22 Anschlag
24 erste Teilleitung
26 zweite Teilleitung
28 Ventilanordnung
30 Drosselventil
32 Rückschlagventil
34 zweites Gelenkteil
36 Schwenkachse
38 erstes Gelenkteil
40 Federelement
42 Rückschlagventil
44 Druckknopf
46 Hebel
48 Einstellventil
50 Tellerfeder
52 Mitnehmer
54 Überdruckventil
56 Öffnungsmechanismus
58 Membran
60 erste Trenneinrichtung
62 zweite Trenneinrichtung
64 erster Zylinder 66 zweiter Zylinder
68 erster Kolben
70 zweiter Kolben
72 erstes Kissen 74 Leitung
76 Membran
78 Drosselventil
80 Stößel
82 Einzelkolben

Claims

26 Patentansprüche
1. Gelenk für eine orthopädietechnische Einrichtung, wobei das Gelenk
- ein erstes Gelenkteil (38) und
- ein zweites Gelenkteil (34), das um eine Schwenkachse (36) schwenkbar an dem ersten Gelenkteil (38) angeordnet ist, und
- ein Hydrauliksystem mit o einer erste Hydraulikkammer (8), o einer zweiten Hydraulikkammer (10), die mit der ersten Hydraulikkammer (8) durch wenigstens eine Fluidverbindung (12) verbunden ist, und o wenigstens einem Ventil (14), das eingerichtet ist, die Fluidverbindung (12) zu öffnen und zu schließen, aufweist, das derart angeordnet und eingerichtet ist, dass Hydraulikfluid von der ersten Hydraulikkammer (8) in die zweite Hydraulikkammer (10) oder umgekehrt fließt, wenn das erste Gelenkteil (38) relativ zu dem zweiten Gelenkteil (34) verschwenkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydrauliksystem wenigstens ein Volumen (18), das ein erstes Teilvolumen und ein zweites Teilvolumen aufweist, und wenigstens eine weitere Fluidleitung (16) aufweist, die eine erste Teilleitung (24) und eine zweite Teilleitung (26) aufweist, wobei das erste Teilvolumen über die erste Teilleitung (24) mit der ersten Hydraulikkammer (8) und das zweite Teilvolumen über die zweite Teilleitung (26) mit der zweiten Hydraulikkammer (10) verbunden ist und das erste Teilvolumen von dem zweiten Teilvolumen durch eine verschiebbare Trenneinrichtung getrennt ist.
2. Gelenk nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Teilleitung (24) und/oder die zweite Teilleitung (26) wenigstens eine Drossel aufweist, durch die ein Strömungswiderstand durch die weitere Fluidleitung (16) einstellbar ist.
3. Gelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der weiteren ersten Teilleitung (24) und /oder der zweiten Teilleitung (26) wenigstens eine Ventilanordnung (28) angeordnet ist, durch die ein Strömungswiderstand durch die weitere erste Teilleitung (24) und/oder die zweite Teilleitung (26) für unterschiedliche Strömungsrichtungen unterschiedlich einstellbar ist.
4. Gelenk nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trenneinrichtung in wenigstens eine Richtung, vorzugsweise in zwei entgegengesetzte Richtungen gegen jeweils eine von einem Federelement (40) aufgebrachte Federkraft verschiebbar ist.
5. Gelenk nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung der Trenneinrichtung in wenigstens einer Richtung, vorzugsweise in zwei entgegengesetzten Richtungen jeweils durch einen Anschlag begrenzt ist, der vorzugsweise ein Dämpfungselement aufweist.
6. Gelenk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Anschlag einstellbar ist, so dass ein Bewegungsumfang der Trenneinrichtung einstellbar ist.
7. Gelenk nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Hydraulikkammer (8) und die zweite Hydraulikkammer (10) durch einen Hauptkolben (4) getrennt sind, der derart angeordnet und ausgebildet ist, dass er bewegbar ist, indem das erste Gelenkteil (38) relativ zu dem zweiten Gelenkteil (34) verschwenkt wird.
8. Gelenk nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Teilleitung (24) und/oder die zweite Teilleitung (26) durch den Hauptkolben (4) verläuft, vorzugsweise in dem Hauptkolben (4) angeordnet ist.
9. Gelenk nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Hydraulikkammer (8) und das zweite Teilvolumen und/oder die zweite Hydraulikkammer (10) und das erste Teilvolumen in einem gemeinsamen Zylinder angeordnet sind. Gelenk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Hydraulikkammer (8) und das zweite Teilvolumen durch einen ersten Kolben und/oder die zweite Hydraulikkammer (10) und das erste Teilvolumen durch einen zweiten Kolben voneinander getrennt sind. Gelenk nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Teilleitung (24) und/oder die zweite Teilleitung (26) durch wenigstens ein Schließventil verschließbar sind. Gelenk nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Schließventil so ausgebildet ist, dass es geöffnet wird, wenn das Ventil (14) geschlossen wird und umgekehrt. Verfahren zum Einstellen einer Ausgangsposition des ersten Gelenkteils (34) relativ zu dem zweiten Gelenkteil (38) eines Gelenkes nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
- Positionieren der beweglich verschiebbaren Trenneinrichtung in einer vorbestimmten Ruheposition,
- Öffnen der Fluidverbindung (12) durch Betätigen des Ventils (14),
- Verschwenken des ersten Gelenkteils (38) relativ zu dem zweiten Gelenkteil (34), bis die Ausgangsposition erreicht ist, und
- Schließen der Fluidverbindung (12). Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsposition einem vorbestimmten Gelenkwinkel zwischen dem ersten Gelenkteil (34) und dem zweiten Gelenkteil (38) entspricht. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass zum Positionieren der Trenneinrichtung in der Ruheposition, die Trenneinrichtung innerhalb des Volumens (18) bis zu einem Anschlag (22) verschoben wird, vorzugsweise indem ein um die Schwenkachse (36) wirkendes Drehmoment auf das erste Gelenkteil (38) und/oder das zweite Gelenkteil (34) aufgebracht wird. 29 Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass zum Positionieren der Trenneinrichtung in der Ruheposition kein um die Schwenkachse (36) wirkendes Drehmoment auf das erste Gelenkteil (38) und/oder das zweite Gelenkteil (34) aufgebracht wird. Orthopädietechnische Einrichtung mit einem Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk ein Hüftgelenk, ein Knöchelgelenk oder ein Kniegelenk ist.
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