DE9320853U1

DE9320853U1 - Prothesengelenk

Info

Publication number: DE9320853U1
Application number: DE9320853U
Authority: DE
Inventors: Manfred Krukenberg
Original assignee: Otto Bock Orthopadische Industrie KG
Current assignee: Otto Bock Orthopadische Industrie KG
Priority date: 1993-11-15
Filing date: 1993-11-15
Publication date: 1995-03-16
Anticipated expiration: 2003-11-16

Description

Die Erfindung betrifft ein Prothesengelenk insbesondere Knieoder Hüftgelenk, mit einem Gelenkoberteil, einem Gelenkunter-5 teil, einer diese beiden Gelenkteile verschwenkbar miteinander verbindenden, drehfest mit einem Gelenkteil verbundenen
Gelenkachse und einer Dämpfung der Gelenkverschwenkung.

Es ist bekannt, ein Kniegelenk hydraulisch zu dämpfen. Hier-10 für ist ein außerhalb des Gelenkes angeordneter Hydraulik-Dämpfungszylinder vorgesehen, der mit seinem einen Ende an
dem Gelenkunterteil angelenkt ist und mit seiner Kolbenstange auf einen mit dem Gelenkoberteil verbundenen Hebel wirkt.

15 Das eingangs beschriebene Prothesengelenk läßt sich in einer Ausbildung als Bremskniegelenk für Oberschenkelprothesen der DE-OS 1 766 309 entnehmen. Vorgesehen ist hier eine aus elastischem Material hergestellte geschlitzte Bremsbuchse, die
an ihrer geschlitzten Seite einen oberen und einen unteren

20 Ansatz aufweist, und eine gegen Drehung im Unterschenkelteil der Prothese fixierte Achse in ihrer ganzen Länge umfaßt. Am

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unteren Ansatz befindet sich ein mit diesem senkrecht verbundener Zapfen, der in einer Aussparung des Kniegelenkkörpers eingebracht ist. Bei Belasten des Kniegelenkkörpers setzt sich der Druck auf den oberen Ansatz der Bremsbuchse fort.

Die DE-AS 1 903 248 offenbart ein Kniegelenk für Beinprothesen, mit einer unter dem Einfluß der aufeinanderfolgenden Be- und Entlastungen im Höhensinne gesteuerten Bremse unter Verwendung eines die Bremsung am einen Beinteil beeinflussenden, vom anderen Beinteil getragenen Keils. Dieser Keil ist vom einen Beinteil umdrehbar aber höhenverschiebbar zwischen entsprechenden Schrägflächen zweier Bremssegmente gehalten, deren Bogenflächen in ihrer Sperrstellung an einem Bremshohlzylinder im anderen Beinteil anliegen.

Die EP 0 097 226 Al offenbart ein Kniegelenk mit einer Gelenkachse, um die ein Gelenkoberteil relativ zu einem Gelenkunterteil drehbar ist und mit einem Zwischengelenkoberteil und Gelenkunterteil angebrachten Hydraulik-Dämpfzylinder, der in dem gabelförmig ausgebildeten Gelenkunterteil gelagert ist.

Der DE 30 28 608 Al läßt sich ein Kunstbein mit hydraulischer Pendel- und Standphasensteuerung für Oberschenkelamputationen sowie Knie- und Hüftgelenkexartikulationen entnehmen. Vorgesehen ist bei einem einachsigen Kniegelenk ein hinter dem Kniedrehpunkt angelenkter doppelt wirkender Hydraulikzylinder, der mit nur einem Kolben und einem Arbeitszylinder zugleich die Beuge- und Streckbewegung des Unterschenkels in der Pendelphase und die Standphase der Prothese steuert und die Funktion des Kniegelenkanschlags übernimmt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschriebene Konstruktion insbesondere hinsichtlich ihrer Funktion zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Merkmale

gelöst:

a) Die Dämpfung ist in eines der beiden Gelenkteile integriert und beaufschlagt unmittelbar die mit dem Gelenkteil drehfest verbundene Gelenkachse;

b) die Dämpfung weist eine geschlossene, die Gelenkachse über ihren Umfang zumindest teilweise konzentrisch umschließende Verdrängerkammer auf, die von der als Drehkolben ausgebildeten Gelenkachse in zwei Teilkammern unterteilt ist;

c) die Teilkammern der Verdrängerkammer sind über zwei parallel geschaltete, entgegengesetzt wirkende Drosselrückschlagventile miteinander verbunden;

d) beide Drosselstellen sind separat voneinander von außen ansteuerbar.

Die erfindungsgemäße Konstruktion ermöglicht bei ihrer Ausbildung als Kniegelenk zusätzlich zu dem bekannten Bremsknie eine Schwungphasensteuerung, bei der der Verschwenkungswiderstand hinsichtlich Flexion und Extension getrennt voneinander justiert werden kann.

Die Ansteuerung der Drosseln kann grundsätzlich mechanisch oder durch elektrische Stelltriebe erfolgen. Erfindungsgemäß ist es vorteilhaft, wenn die Ansteuerung einer Drossel durch eine axial verschiebbare Drosselstange erfolgt, deren Verschiebung beispielsweise durch eine manuell verstellbare Rändelschraube vorgenommen werden kann.

Insbesondere bei einem als Kniegelenk ausgebildeten Prothesengelenk ist es vorteilhaft, wenn eine das Gelenk belastende Kraft ein vordefiniertes Schließen der Beugedrossel bewirkt. Dies läßt sich konstruktiv gestalten in Form einer Teleskop-, Kraft- oder Momentsteuerung.

Der Drehkolben weist vorzugsweise eine rechteckige Kolbenplatte auf, die an den beiden Stirnseiten und der zylindrischen Innenwandung der geschlossen ausgebildeten Verdrängerkammer über einen Dichtrahmen anliegt. Dieser kann vorzugsweise durch ein mit der Kolbenplatte verschraubtes Haltestück festlegbar sein. Man erhält dadurch eine allseits geschlossene Verdrängerkammer mit einem einzigen, im Bereich der Drehkolbendichtung vorgesehenen definierten Leck. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die die Verdrängerkammer nach außen abdichtende Drehkolbendichtung außerhalb der Drehkolbenlagerung liegt. Die Schmierung der Drehkolbenlagerung erfolgt aufgrund des in der Verdrängerkammer herrschenden Überdrucks, also durch das Hydrauliköl, das deshalb hohe Schmiereigenschaften aufweisen sollte.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und werden in Verbindung mit weiteren Vorteilen der Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

In der Zeichnung ist eine als Beispiel dienende Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Figur 1 - ein Kniegelenk in Seitenansicht;

Figur 2 - die Darstellung gemäß Figur 1 in Stirnansicht;

Figur 3 - die Darstellung gemäß Figur 1 in Draufsicht;

Figur 4 - einen Längsschnitt gemäß der Linie A-A in Figur 2;

Figur 5 - einen Längsschnitt gemäß der Linie C-C in Figur 2 und

Figur 6 - einen Querschnitt gemäß der Linie B-B in Figur 1.

Als Beispiel für ein Prothesengelenk ist ein Kniegelenk dargestellt, das aus einem Gelenkoberteil 1 und einem etwas exzentrisch hierzu angeordneten Gelenkunterteil 2 besteht. Die verschwenkbare Verbindung beider Gelenkteile 1,2 erfolgt über eine drehfest mit dem Gelenkoberteil 1 verbundene Gelenkachse 3. Dabei stützt sich das Gelenkoberteil 1 mit seiner teilzylindrisch ausgebildeten Unterseite auf der zylindrischen Oberfläche 4 des Gelenkunterteils 2 ab. Aufgrund der exzentrischen Anordnung zueinander läuft bei einer Gelenkverschwenkung das Gelenkoberteil 1 mit seiner Unterseite auf die zylindrische Oberfläche 4 auf, die somit ganzflächig als Gelenkanschlag dienst. Ein separater Gelenkanschlag kann daher entfallen.

Zur Dämpfung der Gelenkverschwenkung ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine unmittelbar in das Gelenkunterteil 2 integrierte hydraulische Dämpfung vorgesehen, die direkt auf die Gelenkachse 3 wirkt. Die hydraulische Dämpfung umfaßt eine geschlossene, die Gelenkachse 3 über ihren Umfang teilweise konzentrisch umschließende Verdrängerkammer 5, die von der als Drehkolben ausgebildeten Gelenkachse 3 in zwei Teilkammern 5a,5b unterteilt ist. Hierzu ist die Gelenkachse 3 mit einer rechteckigen, sich in axialer und radialer Richtung erstreckenden Kolbenplatte 6 bestückt, die mit ihren beiden radial verlaufenden Stirnrändern an den beiden Stirnwandungen der Verdrängerkammer 5 und mit ihrem axial verlaufenden Längsrand an der zylindrischen Innenwandung der Verdrängerkammer 5 abdichtend anliegt. Diese Abdichtung erfolgt vorzugsweise über einen Dichtrahmen 7, der durch ein mit der Kolbenplatte 6 verschraubtes in der Zeichnung nicht näher dargestelltes Haltestück auf der Kolbenplatte 6 befestigt ist.

Die Verdrängerkammer 5 ist nach außen durch eine Drehkolbendichtung 8 abgedichtet, die außerhalb der Drehkolbenlagerung 9 liegt. Die Schmierung erfolgt durch in der Verdrängerkammer 5 herrschenden Überdruck, wobei die Verdrängerkammer 5 vor-

zugsweise mit einem Hydrauliköl mit hohen Schmiereigenschaften befüllt ist.

Die Teilkammern 5a,5b sind über zwei parallel geschaltete, entgegengesetzt wirkende Drosselrückschlagventile 10 miteinander verbunden. Letztere sind in zwei im Gelenkunterteil 2 nebeneinanderliegenden Bohrungen 11 angeordnet, die senkrecht zur Gelenkachse 3 verlaufen und nach außen durch jeweils einen Dichtungsstopfen 12 verschlossen sind.

Zur Ansteuerung der Drosselstelle jedes Drosselrückschlagventils 10 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils eine Drosselstange 13 vorgesehen, die durch eine nicht näher dargestellte Justiereinrichtung, beispielsweise eine manuell betätigbare Rändelschraube, längsverschiebbar ist und mit ihrem in Figur 5 dargestellten oberen freien Ende mehr oder weniger tief in den Strömungsquerschnitt der Strömungsverbindung zwischen den beiden Teilkammern 5a und 5b ragt. Durch die mögliche separate Verstellung der beiden Drosselstangen 13 läßt sich der Verschwenkungswiderstand getrennt justieren für Flexion und Extension. Dabei ist es zusätzlich vorteilhaft, wenn eine Belastung des Knies zu einem Schließen der Beugedrossel führt. Dies wird realisiert durch eine in der Zeichnung nicht näher dargestellte Teleskop-, Kraft- oder Momentsteuerung.

Claims

Prothesengelenk, insbesondere Knie- oder Hüftgelenk, mit einem Gelenkoberteil (1), einem Gelenkunterteil (2), einer diese beiden Gelenkteile (1,2) verschwenkbar miteinander verbindenden, drehfest mit einem Gelenkteil (1) verbundenen Gelenkachse (3) und einer Dämpfung der Gelenkverschwenkung, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Die Dämpfung ist in eines (2) der beiden Gelenkteile (1/2) integriert und beaufschlagt unmittelbar die mit dem Gelenkteil (1) drehfest verbundene Gelenkachse (3);

b) die Dämpfung weist eine geschlossene, die Gelenkachse (3) über ihren Umfang zumindest teilweise konzentrisch umschließende Verdrängerkammer (5) auf, die von der als Drehkolben (3,6,7) ausgebildeten Gelenkachse (3) in zwei Teilkammern (5a,5b) unterteilt ist;

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c) die Teilkanunern (5a,5b) der Verdrängerkammer (5) sind über zwei parallel geschaltete, entgegengesetzt wirkende Drosselrückschlagventile (10) miteinander verbunden;

d) beide Drosselstellen sind separat voneinander von außen ansteuerbar.
2. Prothesengelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- net, daß die Ansteuerung einer Drosselstelle durch eine axial verschiebbare Drosselstange (13) erfolgt.
3. Prothesengelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verschiebung der Drosselstange (13) eine manuell verstellbare Rändelschraube oder dergleichen vorgesehen ist.
4. Prothesengelenk nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine das Gelenk belastende Kraft ein vordefiniertes Schließen der Beugedrosselstelle bewirkt .
5. Prothesengelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkolben (3,6,7) eine rechteckige Kolbenplatte (6) aufweist, die an den beiden Stirnseiten und der zylindrischen Innenwandung der Verdrängerkammer (5) über einen Dichtrahmen (7) anliegt.
6. Prothesengelenk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtrahmen (7) durch ein mit der Kolbenplatte (6) verschraubtes Haltestück festgelegt ist.
7. Prothesengelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüehe, dadurch gekennzeichnet, daß die die Verdrängerkaramer (5) nach außen abdichtende Drehkolbendichtung (8) außerhalb der Drehkolbenlagerung (9) liegt.
8. Prothesengelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Montage der beiden Drosselrückschlagventile (10) in dem die Verdrängerkammer (5) aufnehmenden Gelenkteil (2) zwei Bohrungen (11) vorgesehen sind, die nach außen durch einen Dichtungsstopfen (12) verschlossen sind.
9. Prothesengelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsmedium ein Hydrauliköl mit hohen Schmiereigenschaften ist.
10. Prothesengelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Gelenkoberteil (1) mit seiner teilzylindrisch ausgebildeten Unterseite auf der zylindrischen Oberfläche (4) des exzentrisch zum Gelenkoberteil angeordneten Gelenkunterteils (2) abstützt.

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