DE102013019537A1

DE102013019537A1 - Prosthesis with external spring

Info

Publication number: DE102013019537A1
Application number: DE102013019537.3A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-11-18
Filing date: 2013-11-18
Publication date: 2015-05-21
Anticipated expiration: 2033-11-19
Also published as: DE102013019537B4

Abstract

Es wird eine Prothese mit
– einem Fußteil,
– einem Schien-/Wadenbein-Element,
– eine Dämpfungseinrichtung
– einem Gelenk umfassend einen
= Ansatz für einen Oberschenkel,
= ein Schwenkelement, welches um eine Achse schwenkbar verbunden ist mit dem Schien-/Wadenbein-Element und einen Anlenkpunkt für ein erstes Ende eines Dämpfers aufweist,
– wobei die Dämpfungseinrichtung mit ihrem zweiten Ende verbunden ist mit dem Schien-/Wadenbein-Element sowie mit
– einer Vorspanneinrichtung,
vorgeschlagen. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass
– die Vorspanneinrichtung getrennt von der Dämpfungseinrichtung ausgebildet ist, und einerseits mit dem Schwenkelement gekoppelt und andererseits am Schien-/Wadenbein-Element angelenkt ist.There will be a prosthesis with
- a foot part,
A shin / fibula element,
- A damping device
A joint comprising one
= Approach for a thigh,
a pivot member pivotally connected about an axis to the splint / fibula member and having a pivot point for a first end of a damper;
- wherein the damping device is connected at its second end to the splint / fibula element and with
A pretensioner,
proposed. It is characterized by the fact that
- The biasing device is formed separately from the damping device, and on the one hand coupled to the pivot member and on the other hand hinged to the splint / fibula element.

Description

Die Erfindung betrifft eine Prothese gemäß des Oberbegriffs und des Anspruchs 1. Prothesen sind bekannt.The invention relates to a prosthesis according to the preamble and claim 1. Prostheses are known.

Aufbau:Construction:

Oberschenkel-Prothesen sind gemäß ihrer Funktion technische Bauteile, gedacht zur Wiederherstellung des Gehens und der damit verbundenen Unabhängigkeit amputierter Personen.Thigh prostheses are according to their function technical components, intended to restore the walking and the associated independence of amputated persons.

Beschreibung der offensichtlichen Eigenschaften.Description of the obvious characteristics.

Bei Oberschenkelprothesen werden über Dämpfungseinrichtungen die an einem Schwenkelement befestigt und an einer Achse schwenkbar gelagert sind, über eine Bewegung des noch vorhandenen Teils des Beines ein Impuls gegeben, den die Prothese mittels technischen Lösungen in eine Bewegung umwandeln muss.In femoral prostheses are about damping devices attached to a pivoting element and mounted pivotably on an axis, given by a movement of the remaining part of the leg an impulse that the prosthesis must be converted by means of technical solutions in a movement.

Das Ausführen dieser Bewegung erfordert abhängig von der gewählten Sorte der Dämpfungseinrichtung, reaktiv hohe Kraft, die vom Träger bei jedem Schritt ausgeübt werden muss. Die Dämpfungseinrichtungen reichen von pneumatischen, hydraulischen hin zu kombinierten Systemen mit elektronischen Eingriffen.The execution of this movement, depending on the selected type of damping device, requires a reactive high force which must be exerted by the wearer at each step. The damping devices range from pneumatic, hydraulic to combined systems with electronic interventions.

Die zuletzt genannten Systeme machen Prothesen unnötig teuer und für die meisten Patienten unerschwinglich, obwohl oft ein großer Teil der Kosten übernommen wird.The latter systems make prostheses unnecessarily expensive and unaffordable for most patients, although often a large part of the cost is covered.

Durch die gewählte technische Ausprägung der auf dem Markt befindlichen Oberschenkelprothesen wird eine sehr massive und komplizierte Bauweise nötig, die in vielerlei Hinsicht an Bauteile der Fahrradindustrie oder an Elemente aus dem Maschinenbau erinnern. So wiegen viele erstklassige Prothesen mehr als der zu ersetzende Beinabschnitt aus Fleisch und Blut.Due to the selected technical characteristics of the thigh prostheses available on the market, a very massive and complicated design is necessary, which is reminiscent in many ways of components of the bicycle industry or on elements of the mechanical engineering. Many first-class prostheses weigh more than the leg section of flesh and blood to be replaced.

Durch den Einsatz von Elektronik wird zusätzlich eine Batterie notwendig, die zum einen das Gewicht noch weiter steigert und zum andern auch ein großes Problem bei eventuellen Störungen erzeugt. So kann ein nicht selten auftretendes Problem mit der Batterie oder mit der Elektronik solche Prothesen völlig lahm legen oder sie nur sehr eingeschränkt funktionieren lassen. Aufgabe ist es daher eine Prothese zu erschaffen, die diese oben genannten Nachteile vermeidet.The use of electronics also requires a battery which, on the one hand, further increases the weight and, on the other hand, also creates a major problem in the event of disruptions. Thus, a problem that often occurs with the battery or with the electronics can completely disable such prostheses or make them function only to a very limited extent. The task is therefore to create a prosthesis that avoids these disadvantages mentioned above.

Zur Lösung dieser Aufgabe der oben genannten Art, Vorschläge die sich durch Merkmale des Anspruchs 1 auszeichnen.To solve this problem of the type mentioned above, proposals are characterized by features of claim 1.

Besonderheiten der entwickelten BeinprotheseSpecial features of the developed leg prosthesis

Die Vorspanneinrichtung wird getrennt ausgebildet, so dass im Zusammenhang mit der Erfindung sehr einfache Dämpfer eingebaut werden können. Zur Realisierung einer Vorwärtsbewegung ist die Vorspanneinrichtung einerseits mit dem Schwenkelement gekoppelt und andererseits am unteren Teil des Schienbein-Waden-Elements verbunden.The biasing device is formed separately, so that in connection with the invention very simple dampers can be installed. To realize a forward movement, the biasing means is coupled on the one hand with the pivoting element and on the other hand connected to the lower part of the tibial calf element.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den genannten Ansprüchen.Further advantages result from the cited claims.

Die Erfindung wird in den folgenden Zeichnungen näher erläutert.The invention will be explained in more detail in the following drawings.

Es zeigen:Show it:

1 Seitenansicht 1 sideview

2 perspektivisch (schräg hinten) 2 in perspective (diagonally behind)

3 perspektivisch (schräg vorne) 3 in perspective (diagonally in front)

4 prinzipieller Aufbau

– Funktionsstellung 1
– Funktionsstellung 2
– Funktionsstellung 3

4 Basic structure

- Function position 1
- functional position 2
- functional position 3

Fig. 1 (Seitenansicht)Fig. 1 (side view)

Zu sehen ist die Prothese (1) von der rechten Seite. An Ihrer Oberseite befindet sich der Schaft (13). Der Schaft ist ein, nach unten hin, konisch zulaufendes Rohr. Es ist an seiner Unterseite geschlossen und mir einer Haltevorrichtung ausgestattet. Der Schaft wird für jeden Patienten abhängig von der Beschaffenheit des Stumpfes individuell gefertigt. Der Stumpf des Patienten wird, unter Anwendung einer speziellen Technik, in den Schaft eingebracht und geht mit Hilfe eines Unterdruckventils (14) usw. eine stabile Verbindung ein. Die Verbindung zwischen Schaft und Schwenkelement erfolgt über ein speziell entwickeltes Pyramidenmodul (15). Das Modul ist zweiteilig aufgebaut. Der untere Teil (17) besteht aus einem bombierten Bereich aus dem sich im Zentrum ein Zapfern heraus entwickelt. Die vier Seiten dieses Zapfens sind wie bei einer umgedrehten Pyramide aus dem bombierten Bereich heraus entwickelt. Das Teil ist mit dem Schwenkelement verbunden. Das dazu gehörige obere Gegenstück (16) ist in Form eines Rings aufgebaut. Dieser Ring besitzt an seinen vier parallelen Tangenten jeweils eine seitliche Bohrung. Das Ringelement wird auf das Pyramidenmodul aufgesetzt und positioniert sich selbstständig. Madenschrauben (18), drücken beim eindrehen an jeweils eine Seite des umgekehrten Pyramiden Moduls und ermöglichen so eine feste Verbindung und eine genaue Justierung. Durch die genannten Module werden Fehlstellungen des Körpers ausgeglichen oder Anpassungen vorgenommen, die sich aus der Haltung oder Asymmetrien z. B. des Beckens ergeben. Das Schwenkelement (20) befindet sich zwischen den beiden Seitenplatten des Gelenkrahmens (19). Das Schwenkelement (20) wird über ein geschlossenes Rohr (22) in Position gehalten. Das eingesetzte Roher fungiert als Bolzenersatz. Das Rohr hat im Vergleich zu einem Bolzen einen viel größeren Durchmesser und ist hohl ausgeprägt. Das Rohr verdrängt über seine Größe und der damit notwendig werdenden großen Aussparung sowohl am Gelenkrahmen (19) als auch am Schwenkelement viel Material, das wiederrum dem Gesamtgewicht zu Gute kommt. Das Schwenkelement wird auf dem Rohr mit speziellen Kugellagern geführt. Diese Kugellager werden an beiden Seiten des Schwenkelement in genau dafür vorgesehene Aussparungen eingepresst. Die geringe Baubreite der Kugellager ermöglicht in der Mitte des Schwenkelements ebenfalls Material und Gewicht zu sparen. Durch passende Distanzscheiben zwischen Schwenkelement und Seitenplatten wird eine reibungsfreie und stabile Pendelbewegung erzeugt. Diese Scheiben liegen nur am drehenden Teil des Kugellagers und den Innenseiten der Seitenplatten des Gelenkrahmens (19) an. Sie werden über den durchlaufenden Rohrbolzen (22) in Position gehalten.You can see the prosthesis ( 1 ) from the right side. At the top is the shaft ( 13 ). The stem is a downwardly tapered tube. It is closed on its underside and equipped with a holding device. The stem is made individually for each patient depending on the nature of the stump. The stump of the patient is introduced into the shaft using a special technique and removed with the aid of a vacuum valve ( 14 ), etc. a stable connection. The connection between shaft and swivel element takes place via a specially developed pyramid module ( 15 ). The module is constructed in two parts. The lower part ( 17 ) consists of a cambered area out of which develops a tap in the center. The four sides of this pin are developed out of the cambered area like an inverted pyramid. The part is connected to the pivoting element. The corresponding upper counterpart ( 16 ) is constructed in the form of a ring. This ring has at its four parallel tangents each have a lateral bore. The ring element is placed on the pyramid module and positions itself. Grub screws ( 18 ), press one side of the inverted pyramid module as you screw in, allowing for a tight connection and accurate adjustment. By the mentioned modules malpositions of the body are compensated or made adjustments resulting from the attitude or asymmetries z. B. of the pelvis. The pivoting element ( 20 ) is located between the two side plates of the joint frame ( 19 ). The pivoting element ( 20 ) is passed through a closed tube ( 22 ) held in position. The inserted raw acts as a bolt replacement. The tube has a much larger diameter compared to a bolt and is hollow. The tube displaced over its size and thus becoming necessary large recess both on the hinge frame ( 19 ) as well as on the swivel element much material, which in turn comes to the total weight to good. The swivel element is guided on the pipe with special ball bearings. These ball bearings are pressed on both sides of the pivoting element in exactly provided recesses. The small width of the ball bearings also allows to save material and weight in the middle of the pivoting element. By appropriate spacers between the pivot element and side plates a frictionless and stable pendulum motion is generated. These discs are only on the rotating part of the ball bearing and the inner sides of the side plates of the joint frame ( 19 ) at. You are about the continuous tube bolt ( 22 ) held in position.

An dem Schwenkelement befindet sich an seiner Hinterseite der Anschluss für die Vorspanneinrichtung (2). Dieser Anschluss ist aus Stabilitätsgründen aus dem Schwenkelement direkt ausgeformt und kein separates Teil. Es besteht aus zwei auskragenden Armen mit einer parallelen Bohrung. Die Arme sind rund ausgeformt. Die Verbindung zwischen Schwenkelement und der Vorspanneinrichtung übernimmt ein Bolzen, der bei Bedarf ein schnelles Lösen ermöglicht und gleichzeitig eine sehr sichere und dauerhafte Lösung darstellt. Unterhalb des Anschlusses für das Federelement befindet sich der ebenfalls direkt ausgeformt der Anschluss für eine Dämpfervorrichtung (11). Er sitzt kurz unterhalb des Anschlusses für die Spannvorrichtung. Dabei ist der Punkt leicht nach innen versetzt, so dass er an einem etwas kleinen gedachten Radius entlang fährt als der Anschluss der Spannvorrichtung. Diese Position ist notwendig, da sonst die Möglichkeit besteht, dass sich Feder und Dämpfer berühren und die Funktion gestört wird. Die Dämpfungseinrichtung (9) liegt also seiner Lage nach mittig am Schwenkelement (20) an und passt somit auch in die für ihn vorgesehene mittige Aussparung des Gelenkrahmens (19) unterhalb des Schwenkelements. Dort wird sie von beiden Seiten mit speziell gelagerten Schrauben in Position gehalten und bleibt dabei in Abhängigkeit ihrer Befestigungsachse schwenkbar. Die Verbindung zwischen Dämpfungseinrichtung und Schwenkelement ist ebenfalls mit einem Bolzen verbunden. Diese Sicherung ist wie bei der Vorspanneinrichtung (2) gelöst.On the pivot element is located at its rear side, the connection for the biasing device ( 2 ). For reasons of stability, this connection is formed directly from the pivoting element and is not a separate part. It consists of two cantilever arms with a parallel bore. The arms are round shaped. The connection between the pivoting element and the pretensioning device adopts a bolt which, if required, enables rapid release and at the same time represents a very secure and durable solution. Below the connection for the spring element is also directly formed the connection for a damper device ( 11 ). He sits just below the connection for the tensioning device. The point is slightly offset inwards so that it moves along a slightly smaller imaginary radius than the connection of the clamping device. This position is necessary, otherwise there is a possibility that touch spring and damper and the function is disturbed. The damping device ( 9 ) is thus located in the middle of the pivot element ( 20 ) and thus fits into the intended for him central recess of the joint frame ( 19 ) below the pivot element. There, it is held in position by specially mounted screws from both sides and remains pivotable depending on its attachment axis. The connection between the damping device and pivot element is also connected to a bolt. This fuse is like the biasing device ( 2 ) solved.

Unterhalb der Verbindungsschrauben des Dämpfers endet der sichtbare Teil des Gelenkrahmens (19). Gestrichelt dargestellt weil eingesteckt, befindet sich die Haltevorrichtung (23) des Gelenkrahmens (19) mit seiner rohrförmigen Verlängerung (24). Die Haltevorrichtung (23) wird als Gegenteil einer Rohrschelle ausgebildet. Hierbei kommt eine Art Spreizmechanismus zum Einsatz der die Haltevorrichtung (23) angetrieben durch eine Schraube spreizt und so eine feste Verbindung mit der rohrförmigen Verlängerung (24) eingeht. Dieses Element fungiert als Verbindungsstück zwischen Kniegelenk und unterer Halterung. Die Verbindung zwischen dem unteren Element (25) und der rohrförmigen Verlängerung (24) sind gleich. Vorteil dieser Lösung ist es, dass man nur noch eine Schraube pro Verbindungselement benötigt und diese bis auf das kleine Loch an einer Seite der rohrförmigen Verlängerung (24), nichts von der Halterung zu sehen ist. Die rohrförmige Verlängerung (24) ermöglicht durch einfaches Absägen die Anpassung an die jeweils notwendige Höhe des der Prothese. Der untere Teil der Prothese ist von seiner Form so ausgeprägt, dass er sowohl einen Anschluss für den darin befindlichen Fußteil (27), wie auch für die Vorspanneinrichtung (3) bietet. Der Untere Teil übernimmt so gleichzeitig zwei Funktionen. Der Anschluss des Fußelements ähnelt in seiner Ausprägung dem der Verbindung zwischen Schaft (13) und Schwenkelement (20). Am Prothesenfuß befindet sich ebenfalls ein Pyramiden Modul. (gleiche Funktionsweise, wie zuvor bereits bei (15) beschrieben) Below the connecting screws of the damper ends the visible part of the joint frame ( 19 ). Dashed lines because plugged in, there is the holding device ( 23 ) of the articulated frame ( 19 ) with its tubular extension ( 24 ). The holding device ( 23 ) is formed as the opposite of a pipe clamp. Here is a kind of spreading mechanism for use of the holding device ( 23 ) propelled by a screw and so a firm connection with the tubular extension ( 24 ) received. This element acts as a connector between the knee joint and lower bracket. The connection between the lower element ( 25 ) and the tubular extension ( 24 ) are equal. Advantage of this solution is that you only need one screw per fastener and this except for the small hole on one side of the tubular extension ( 24 ), nothing is seen from the bracket. The tubular extension ( 24 ) allows by simply sawing the adaptation to the particular required height of the prosthesis. The lower part of the prosthesis is so pronounced in its shape that it has both a connection for the foot part ( 27 ), as well as for the pretensioning device ( 3 ) offers. The lower part takes on two functions at the same time. The connection of the foot element is similar in its expression to the connection between shaft ( 13 ) and pivoting element ( 20 ). The prosthetic foot also contains a pyramid module. (Same functionality as previously ( 15 ) described)

Bei der Verbindung ist es wichtig zu wissen, dass in diesem Fall der ringförmige obere Teil (vgl. 16) bereits im unteren Träger (25) eingesetzt und verbunden ist. Die Möglichkeit der genauen Justierung bleibt dabei über dafür vorgesehene Löcher an allen vier Seiten erhalten. An der Hinterseite des unteren Trägers (25) entwickelt sich der Anschluss für die Vorspanneinrichtung (3) heraus. Dieser Verläuft schräg nach unten und verjüngt sich hin zu einem Parallelogramm. Das Ende ist Rund ausgeformt. Der Platzbedarf ist der breite der Vorspanneinrichtung (2) angepasst. Dabei erzeugt die geringe Breite der hinteren Haltevorrichtung an der Vorspanneinrichtung einen verjüngenden Effekt. Dieser Effekt hat Auswirkungen auf die Stabilität der Vorspanneinrichtung. Das Federelement wird wie bereits erklärt an die dafür vorgesehenen Anschlüsse angelenkt und macht die Seitenansicht komplett. Weitere Details zur Feder und deren genaue Funktion folgen im Verkauf der Beschreibung.When connecting it is important to know that in this case the annular upper part (see. 16 ) already in the lower carrier ( 25 ) is inserted and connected. The possibility of exact adjustment remains over holes provided on all four sides. At the back of the lower beam ( 25 ) the connection for the pretensioning device ( 3 ) out. This runs diagonally downwards and tapers towards a parallelogram. The end is round shaped. The space requirement is the width of the pretensioning device ( 2 ) customized. In this case, the small width of the rear holding device on the pretensioning device produces a tapering effect. This effect affects the stability of the pretensioner. The spring element is articulated as already explained to the designated connections and makes the side view completely. Further details about the spring and its exact function follow in the sale of the description.

Fig. 2 Perspektive (schräg hinten)Fig. 2 perspective (diagonally behind)

Die Prothese zeichnet sich dadurch aus, dass Vorspanneinrichtung und Dämpfungseinrichtung getrennt voneinander ausgebildet sind und einerseits mit dem Schwenkelement gekoppelt sowie anderseits am Schien-/Wadenelement angelenkt sind (Anspruch 1).The prosthesis is characterized in that biasing means and damping means are formed separately from each other and coupled on the one hand with the pivot member and on the other hand articulated on Schien- / calf element (claim 1).

Zu sehen ist die Prothese von schräg hinten.The prosthesis can be seen from diagonally behind.

Die Vorspanneinrichtung (2) ist oben am Schwenkelement (20) und unten an der leicht auskrackenden Halterung befestigt. Sie befindet sich also ihrer Position nach an der Hinterseite zwischen dem Schien-/Wadenelement und ist über die beiden Federarme mit Ihm gekoppelt. An der (Anspruch 5) Oberseite ist Vorspanneinrichtung (2) über Bolzen mit Kunststofflager und an der Unterseite mit kleinen Kugellagern angebracht. Durch den relativ großen Abstand zwischen dem Anschluss der Vorspanneinrichtung am Schwenkelement (4) und dem unteren Anschluss (3) wird eine sehr lange Vorspanneinrichtung möglich. Die Länge ist abhängig vom Träger. Die Vorspanneinrichtung (2) weißt also ein Federelement auf (Anspruch 2) und ihre einheitliche Beschaffenheit aus Kohlefaserverbundmaterial (Anspruch 3) lässt die auftretende Kraft sehr homogen aufnehmen sowie abgeben. Belastungsspitzen durch (z. B. enge Radien o. ä.) werden vermieden. (d. h. die Feder bewegt sich an allen Stellen ihrer Ausprägung, so dass über die Kraftverteilung eine Lange Lebensdauer der Feder garantiert werden kann.) Die Vorspanneinrichtung hat in ihrer Ausprägung eine dreidimensionale Form. Sie ist darüberhinaus dadurch gekennzeichnet, dass Ihr Grundkörper mindestens zwei davon ausgehende Federarme aufweist (Anspruch 4).The pretensioner ( 2 ) is at the top of the pivoting element ( 20 ) and attached to the bottom of the slightly auskrackenden holder. So it is located in its position at the rear between the Schien- / calf element and is coupled via the two spring arms with him. At the (claim 5) top is biasing means ( 2 ) are mounted over bolts with plastic bearings and at the bottom with small ball bearings. Due to the relatively large distance between the connection of the biasing device on the pivoting element ( 4 ) and the lower connection ( 3 ) a very long pretensioner is possible. The length depends on the wearer. The pretensioner ( 2 ) So know a spring element on (claim 2) and their uniform nature of carbon fiber composite material (claim 3) can absorb the force very homogeneous and give off. Load peaks due to (eg narrow radii or the like) are avoided. (ie the spring moves at all points of its expression, so that over the distribution of force a long life of the spring can be guaranteed.) The pretensioner has in its expression a three-dimensional shape. It is also characterized in that your body has at least two outgoing spring arms (claim 4).

Die dreidimensionale Form lässt sich am Besten über verschiedene Ebenen beschreiben. Die erste Ebene (5) ist ein leicht nach oben gewölbter Teilabschnitt aus dem sich sowohl der Anschluss an das Schwenkelement (20) herausentwickelt als auch der erste Ansatz der Drehung der nach unten zeigenden Armen erahnen lässt. Die leichte Auswölbung und der in Richtung Schwenkelement laufende Anschlussteil ist über seine spezielle Form genau so ausgeformt, dass der Anschlussarm die Kraft, die das Schwenkelement (20) über die entstehende Drehbewegung weiterleitet und auf den restlichen Teil der Vorspanneinrichtung abgibt. Diese Kraft wird im Folgenden auch auf die zweite Ebene (6) übertragen und dort weiter verteilt. Diese Verteilung wird hier über eine Biegebewegung mit gleichzeitiger Drehbewegung verarbeitet. Diese konstante Verteilung endet erst im Bereich der dritten Ebene (7). An dieser Stelle ist die Drehung so weit fortgeschritten, dass eine Biegung der Vorspanneinrichtung unmöglich wird. Diese Bewegung wird über das untere Lager (3) noch verbessert und führt zu einem sehr harmonischen Bewegungsablauf.The three-dimensional shape can best be described on different levels. The first level ( 5 ) is a slightly upwardly curved portion of which both the connection to the pivoting element ( 20 ) as well as the first approach of the rotation of the downward pointing arms. The slight protrusion and the connecting part running in the direction of the pivoting element are shaped in exactly the same way by means of its special shape that the connecting arm releases the force which acts on the pivoting element (FIG. 20 ) passes on the resulting rotational movement and releases on the remaining part of the biasing device. This force is also referred to the second level ( 6 ) and distributed there. This distribution is processed here via a bending movement with simultaneous rotation. This constant distribution ends only in the area of the third level ( 7 ). At this point, the rotation has progressed so far that bending of the pretensioner becomes impossible. This movement is via the lower bearing ( 3 ) and leads to a very harmonious movement.

Durch die besondere drei dimensionale Form der Feder, wird zusätzliche ihre Stabilität erhöht so dass eine relativ geringe Materialstärke ausreicht um die nötige Kraft zu erzeugen die das Bein wieder in die Ausgangsposition bringt. Zusätzlich erzeugt die Drehung der Feder und ihre feste aber gelagerte Verbindung an der Unterseite eine hohe Stabilität die auch grobe Stöße oder versehentliche Schläge gut verkraften kann.Due to the special three-dimensional shape of the spring, additional stability is increased so that a relatively small material thickness is sufficient to generate the necessary force which brings the leg back to the starting position. In addition, the rotation of the spring and its firm but mounted connection on the underside creates a high stability which can also cope with rough impacts or accidental impacts.

Die Feder ist desweitern so ausgeformt, dass das Federelement mindestens zwei Federarme aufweist (Anspruch 4) und kann so auch an breiteren Trägern befestigt werden.The spring is further shaped so that the spring element has at least two spring arms (claim 4) and can thus be attached to wider straps.

Einschnitte in Längsrichtung (8) bilden die Feinjustierung des Vorspannelements. Die Einschnitte können in Form und Länge variieren. Sie lassen das Federelement noch feiner arbeiten und erzeugen eine differenziertere Bewegung. Das Federelement wird also an definierten Stellen zu einem Element mit zwei Hauptarmen, die durch gezielte Aussparungen einzelne Federstränge aufweisen. Die in Längsrichtung geteilten Arme des Federelements bewegen sich differenziert und genau auf den jeweiligen Träger und dessen Vorlieben angepasst. Durch die spezielle Gestaltung der Aussparungen mit Radien werden gefürchtete Sollbruchstellen ausgeschlossen.Incisions in the longitudinal direction ( 8th ) constitute the fine adjustment of the biasing element. The incisions may vary in shape and length. They let the spring element work even finer and produce a more differentiated movement. The spring element is thus at defined locations to an element with two main arms, which have individual recesses by specific recesses. The longitudinally divided arms of the spring element move differentiated and adapted to the particular carrier and its preferences. Due to the special design of the recesses with radii dreaded predetermined breaking points are excluded.

Fig. 3 Perspektive (schräg vorne)Fig. 3 perspective (diagonally in front)

Zu sehen ist die Prothese von schräg vorne. Dabei zeigt der Gelenkrahmen (19) an seiner Vorderseite im oberen Bereich eine weitere Ebene (30). Diese, der Kontur folgend und über die Breite des Schwenkelements definierte Fläche, ist ein wichtiges Detail des Gelenkrahmens. Die Fläche ist gebogen und transformiert sich nach unten hin zu einer Rundung bis sie am Ende des Gelenkrahmens (19) mit dem rohrförmigen Element (24) verschmolzen ist. Die obere Seite der Ebene (30) ist parallel zum Rohrbolzen (22) angelegt und erzeugt so eine optimal Fläche beim Knien. Diese Funktion muss bei einer Prothese zwingend gegeben sein, da dadurch die Alltagstauglichkeit weiter verbessert wird. Der untere Teil der Prothese (25) ist hohl ausgeformt und so dimensioniert dass sowohl alle bereits genannten Anschlüsse in ihm Platz finden und auch an den Seiten genug Spielraum für Anpassungen des Pyramidenmoduls (siehe 15–18) bleibt. Die Seitenarme des Elements (25) sind an den Seiten weit nach unten gezogen und imitieren in einem abstrakten Sinne die Form eines Knöchels. Dabei wird das sich darin befindliche Fußelement (27, 28) weitestgehend verdeckt. Die Vorderseite des Elements ist durch eine elliptische Aussparung gekennzeichnet, die über ihre Form und dem Winkel zum Schuh so beschnitten iat, dass die Bewegungsfreiheit beim Federn des Fußteils (27, 28) garantiert wird.You can see the prosthesis diagonally from the front. The hinged frame ( 19 ) at its front in the upper area another level ( 30 ). This, following the contour and over the width of the pivot member defined surface is an important detail of the hinge frame. The surface is bent and transforms down towards a curve until it reaches the end of the frame ( 19 ) with the tubular element ( 24 ) is merged. The upper side of the plane ( 30 ) is parallel to the pipe bolt ( 22 ) creates an optimal surface when kneeling. This function must be given with a prosthesis necessarily, since thereby the everyday suitability is further improved. The lower part of the prosthesis ( 25 ) is hollow shaped and dimensioned so that both all mentioned connections find space in it and also on the sides enough space for adjustments of the pyramid module (see 15 - 18 ) remains. The side arms of the element ( 25 ) are pulled down at the sides and imitate in an abstract sense the shape of an ankle. In doing so, the foot element located therein ( 27 . 28 ) largely obscured. The front of the element is characterized by an elliptical recess cut over its shape and angle to the shoe so that the freedom of movement of the foot part ( 27 . 28 ) is guaranteed.

Funktion function

Fig. 4 Funktionsstellung 1 (Stehen)Fig. 4 functional position 1 (standing)

Zu sehen ist das Schwenkelement (20), die Vorspanneinrichtung (2) und eine Dämpfungseinrichtung (9), sowie die Aussparung für den am Gelenkrahmen innen laufenden Anschlag (21). (vgl. 1) Das Schwenkelement liegt am innen angebrachten Anschlag (21) an. Die Vorspanneinrichtung (2) ist in einer Lage, in der sie eine genau definierte aber geringe Vorspannung aufweist und damit einen gewissen Haltemoment erzeugt. Dieser Haltemoment kommt über die ausgeübte Kraft der Vorspanneinrichtung (2) in Y-Richtung zustande. Die Vorspanneinrichtung (2) drückt in dieser Lage das Schwenkelement (20) nach oben und damit an den Anschlag (21). Die Dämpfungseinrichtung (9) ist vollständig ausgezogen. Diese Position nimmt die Prothese beim stehen ein. Der Träger kann stehen, da der untere Teil das Pyramidenelement (17) an dem später der Schaft befestigt wird, im vorliegenden Fall, genau acht Millimeter vor dem gedachten Drehpunkt in X-Richtung (d. h. in Abhängigkeit des gedachten Mittelpunkts des Rohrbolzens) angebracht ist. Diese Position ist variabel und einstellbar. Bei der entstehenden Belastung von oben, drückt das eigene Körpergewicht folglich nur gegen den Anschlag (21) und nicht gegen die Vorspanneinrichtung (2). Das Gelenk verhält sich in dieser Situation steif. Das vorliegende Verhältnis von Befestigungspunkt und Drehpunkt wird in Fachkreisen als „sicheres Gelenk” bezeichnet weil die Gefahr des Abknickens im Sand recht klein gehalten wird. Bislang verrichten weder die Vorspanneinrichtung noch die Dämpfungseinrichtung eine weiter nennenswerte Funktion.You can see the swivel element ( 20 ), the pretensioner ( 2 ) and a damping device ( 9 ), as well as the recess for the hinge on the inside running stop ( 21 ). (see. 1 ) The swivel element is located on the inside stop ( 21 ) at. The pretensioner ( 2 ) is in a position in which it has a well-defined but low bias and thus produces a certain holding torque. This holding torque comes about the applied force of the biasing device ( 2 ) in the Y direction. The pretensioner ( 2 ) presses in this position, the pivoting element ( 20 ) upwards and thus to the stop ( 21 ). The damping device ( 9 ) is completely undressed. This position takes the prosthesis while standing. The carrier can stand, since the lower part of the pyramid element ( 17 ) is attached to the later the shaft, in the present case, exactly eight millimeters before the imaginary pivot point in the X direction (ie, depending on the imaginary center of the pipe bolt) is mounted. This position is variable and adjustable. With the arising load from above, the own body weight expresses consequently only against the stop ( 21 ) and not against the pretensioner ( 2 ). The joint behaves stiffly in this situation. The present relationship of attachment point and pivot point is referred to in professional circles as a "safe joint" because the risk of kinking in the sand is kept very small. So far, neither the pretensioner nor the damping device perform a further significant function.

Fig. 4 Funktionsstellung 2 (Sitzen)Fig. 4 functional position 2 (sitting)

Bei dieser Bewegung wird das Schwenkelement (20) über den Schaft (13) nach hinten gebracht. Bei diesen durchaus komplexen Abläufen wird die Vorspanneinrichtung (2) im selben Moment gespannt indem sie durch die entstandene Drehbewegung in Richtung Vorspanneinrichtung (2) bewegt wird. Die Bewegung erzeugt an der Vorspanneinrichtung (2) zunächst eine Bewegung nach unten dann nach Außen bevor die Vorrichtung nach Innen läuft und gleichzeitig die maximale Spannung erreicht hat. Wichtig ist in diesem Zusammenhang ist, dass die Vorspanneinrichtung (2) auch die passende Funktion beim Sitzen erzeugt. So ist es eine elementare Voraussetzung, dass die Prothese beim Sitzen nicht in die Ausgangsposition schnellen kann. Inadäquate Lösung hätten zur Folge, dass der Träger entweder mit gestrecktem Bein sitzt, oder dass Kraft aufgewendet werden muss um die Prothese in der abgewinkelten Stellung zu halten. Dies gilt es bedingungslos zu vermeiden. Die Eigenschaft diese Position, nämlich mindestens 90 Grad (meist mehr) im Sitzen ohne Kraftaufwand des Trägers zu halten, wird ebenfalls über die Lage der Befestigung am Schwenkelement in Abhängigkeit zum Drehpunkt des Rohrbolzens erzeugt. So entsteht an der Vorspanneinrichtung (2) ab dem Überschreiten (in Richtung gedachter Kniescheibe), des Scheitels des gedachten Drehpunkt des Gelenks kein Druck nach oben, sondern Druck nach Vorne in Richtung der gedachten Kniescheiben, so dass eine sichere Lage beim Sitzen garantiert wird. Die Vorspanneinrichtung hilft also Quasi noch mit, dass das Bein im Sitzen gehalten wird. Bei allen bisher genannten Bewegungsabläufen ist die Dämpfungseinrichtung (9) nicht in Aktion getreten (d. h. es wurde von der Dämpfungseinrichtung (9) keine Kraft ausgeübt). Dazu muss man wissen, dass bei dieser Art der Vorspanneinrichtung, eine Druckstufe des Dämpfers
(d. h. die Kraft, die der Dämpfer beim Ein federn der Federstange nach oben und damit gegen, das nach unten drückende Schwenkelement (20))
überflüssig und nicht wie bei anderen System zum elementaren Gegenstand der Funktion gebraucht wird. Vielmehr ist es so, dass die Vorspannung der Feder gebremst werden muss. Die Vorspanneinrichtung (2) ist von Ihrer Beschaffenheit so ausgelegt, dass sie immer zu viel Druck liefert und damit das Schwingen nach vorne immer zu schnell erzeugt. Diese Auslegung ist wichtig, um verschiedene Geschwindigkeiten beim Laufen ermöglichen zu können. Allerdings bedarf die Auslegung der Spannung, genaue Justierung da das Bein sich bei der Bewegung abknicken lassen muss, und zwar genau so, wie es das gesunde Bein auch bei jedem Schritt vormacht. Diese Voraussetzung ist zwingend für die gesamte Funktion. Bei zu stabiler Auslegung würde die Feder eine zu starke Vorspannung erzeugen und der Träger würde die Prothese im Rahmen seiner eingeschränkten Möglichkeiten nicht mehr abwinkeln können. Ein steifes Gelenk wäre die Folge.During this movement, the pivoting element ( 20 ) over the shaft ( 13 ) brought back. In these quite complex processes, the pretensioning device ( 2 ) at the same moment tensioned by the resulting rotational movement in the direction biasing device ( 2 ) is moved. The movement is generated at the pretensioning device ( 2 ) first a movement downwards then outward before the device runs inwards and at the same time has reached the maximum tension. It is important in this context that the pretensioning device ( 2 ) also produces the appropriate function when sitting. So it is an elementary prerequisite that the prosthesis can not move to the starting position when sitting. Inadequate solution would result in the wearer either sitting with his leg stretched or having to use force to keep the prosthesis in the angled position. This is to be avoided unconditionally. The property of this position, namely at least 90 degrees (usually more) to hold sitting without effort of the wearer, is also generated by the position of attachment to the pivoting element in dependence on the pivot point of the tube pin. This results in the pretensioning device ( 2 ) from the crossing (in the direction of imaginary kneecap), the apex of the imaginary pivot point of the joint no pressure upward, but pressure forward in the direction of the imaginary kneecaps, so that a secure position is guaranteed when sitting. The preloading device thus virtually helps to keep the leg sitting. In all previously mentioned movements, the damping device ( 9 ) has not been put into action (ie it has been replaced by the damping device ( 9 ) exercised no force). In addition you have to know that in this type of pretensioner, a pressure stage of the damper
(ie, the force that the damper springs up the spring rod and thus against, the downwardly pressing pivot element ( 20 ))
superfluous and not, as in other systems, the elementary object of function is needed. Rather, it is so that the bias of the spring must be braked. The pretensioner ( 2 ) is designed by its nature that it always delivers too much pressure and thus always generates the swinging forward too fast. This design is important to enable different speeds while running. However, the interpretation of the tension, precise adjustment because the leg must be bent in the movement, just as the healthy leg pretends with each step. This requirement is mandatory for the entire function. Too stable a design, the spring would generate too much bias and the wearer would not be able to bend the prosthesis within its limited possibilities. A stiff joint would be the result.

Bei der Bewegung zurück (d. h. aus der sitzenden hin zur stehenden Lage) gibt die Vorspanneinrichtung ihre Kraft genau umgekehrt ab. Sie bewegt sich linear an dem vorgegebenen Radius des Schwenkelements (20) entlang und drückt in die Ausgangslage. Dabei ist wichtig, dass diese Bewegung ohne Dämpfungseinrichtung (9) wenig kontrollierbar und vermutlich einfach zu schnell ablaufen würde. So kommt wie im Folgenden Beispiel genauer erklärt eine Dämpfungseinrichtung (9) ins Spiel. Sie übernimmt bei allen Bewegungen, die wieder in die Ausganslage führen, die Funktion einer kontrollierenden Bremsanlage. Die auf den Träger abgestimmte Zug-Stufe (d. h. die Kraft die entsteht wenn der Stab der Dämpfungseinrichtung aus dem Zylinder gezogen wird) übernimmt diese Aufgabe und zwar genauso, dass die Geschwindigkeit der Vorspanneinrichtung dem eines normalen Gangs nahe kommt und sich gut in das Individuelle Gang-Bild einfügt. Im optimalsten Fall funktioniert das so gut, dass die Verwendung einer Prothese zum Erzeugen dieses Gang-Bilds für den Betrachter unerkannt bleibt.During the movement back (ie from the seated to the stationary position), the biasing device gives its power exactly the opposite. It moves linearly at the predetermined radius of the pivoting element ( 20 ) along and presses in the starting position. It is important that this movement without damping device ( 9 ) would be less controllable and probably just too fast to expire. Thus, as explained in more detail below, a damping device ( 9 ) in the game. It assumes the function of a controlling brake system for all movements that lead back to the initial position. The train level tuned to the carrier (ie, the force created when the rod of the damper is pulled out of the cylinder) takes on this role, as well as in that the speed of the pretensioner approaches that of a normal gear and fits well into the individual gear Picture inserts. In the most optimal case, this works so well that the use of a prosthesis to create this gait image remains unrecognized to the viewer.

Wichtig in diesem Zusammenhang ist, dass der genannte Bremsvorgang von sehr vielen und vor allem auch preiswerten Dämpfern ausgeführt werden kann, die über die geringere Belastung eine deutlich verlängerte Lebensdauer haben und folglich seltener gewartet werden müssen. Solche Dämpfungseinrichtungen, die diese Aufgabe erfüllen können sind auf dem Markt erhältlich und müssen nicht mehr wie bislang extra für einen gewissen Prothesentyp produziert werden.Important in this context is that said braking process can be performed by very many, and above all, inexpensive dampers, which have a much longer life on the lower load and consequently must be maintained less frequently. Such damping devices that can fulfill this task are available on the market and no longer need to be produced as before for a certain prosthesis type.

Fig. 4 Funktionsstellung 3 (Gehen)Fig. 4 functional position 3 (walking)

Das Schwenkelement (20) bewegt sich angetrieben von Winkeländerung des Schafts (und des damit verbundenen Stumpfes darin), einem Wechselspiel von Be- und Entlastung, Verlagerung des Körperschwerpunkts, sowie durch das Eigengewicht der Prothese, nach hinten.The pivoting element ( 20 ) is driven by angular change of the shaft (and the associated stump therein), an interplay of loading and unloading, displacement of the body center of gravity, as well as by the weight of the prosthesis, to the rear.

Damit ist gemeint, dass während das gesunde Bein den Schritt nach vorne ausübt, die Prothese das bewegungstechnisch richtige Gegenstück liefern muss. Der Bewegungsablauf wird im Folgenden erklärt.By this it is meant that while the healthy leg is stepping forward, the prosthesis must deliver the corrective motion counterpart. The movement sequence is explained below.

Das Körpergewicht wird über das Gelenk in eine Drehbewegung umgewandelt. Um die Bewegung ausführen zu können, wird die Prothese zu einem Element, das alle dafür relevanten Einflussfaktoren die vom Träger ausgeführt werden, (wie oben aufgezählt) so verarbeitet, dass die gewünschte Lage zum rechten Zeitpunkt zur Verfügung gestellt werden kann. Das Schwenkelement (20) bewegt sich also, über Gewichtsverlagerung und dem Eigengewicht, nach hinten. Bei diesem Vorgang, wird über die Drehbewegung die Vorspanneinrichtung (2) gespannt, die Dämpfungseinrichtung (9) verändert dabei die Lage in Abhängigkeit seines Drehpunkts nach vorne. Beim vorschwingen entlädt die gespannte Vorspanneinrichtung (9) die Kraft in Y-Richtung nach oben. Das Schwenkelement (20) wird dabei in die Ausgansposition zurück gedrückt und das Schien-/Wadenelement bewegt sich in X-Richtung nach vorne. Diese Bewegung wird dabei von der Dämpfungseinrichtung (9) abgebremst und eine flüssige Bewegung entsteht. Beim Gehen werden abhängig von der Geschwindigkeit kleinere Winkel am Gelenk erzeugt (d. h. das Schwenkelement im Gelenkrahmen bewegt sich im Vergleich zum Sitzen nicht so weit nach hinten). Beim normaler Belastung beim Gehen wird der Verschleiß also sehr klein ausfallen.The body weight is converted into a rotational movement via the joint. In order to be able to perform the movement, the prosthesis is processed into an element that processes all relevant influencing factors that are carried out by the wearer (as listed above) so that the desired position can be provided at the right time. The pivoting element ( 20 ) moves so, about weight transfer and the dead weight, backwards. During this process, the pretensioning device ( 2 ), the damping device ( 9 ) changes the position depending on its fulcrum forward. When pre-swinging, the tensioned pretensioner ( 9 ) the force in Y-direction upwards. The pivoting element ( 20 ) is pressed back into the starting position and the rail / calf element moves in the X direction forward. This movement is thereby by the damping device ( 9 ) slowed down and a liquid movement is created. When walking, smaller angles are generated at the joint depending on the speed (ie, the pivoting element in the articulated frame does not move so far backwards compared to sitting). During normal loading while walking, the wear will be very small.

Claims

A prosthesis with - a foot part, - a splint / fibula element, - a damping device - a joint comprising a = approach to a thigh, = a pivot member which is pivotally connected about an axis with the splint / fibula element and a Anchoring point for a first end of the damping device, - wherein the damping device is connected at its second end to the splint / fibula element and with - a biasing device, characterized in that - the biasing device is formed separately from the damping device and on the one hand with the Pivoting element coupled and on the other hand hinged to the splint / fibula element.

Prosthesis according to claim 1, characterized in that the biasing means comprises a spring element.

Prosthesis according to claim 2, characterized in that the spring element contains or consists of carbon fiber composite material.

Prosthesis according to claim 2 or 3, characterized in that the spring element comprises a base body and at least two spring arms emanating therefrom.

Prosthesis according to claim 4, characterized in that the base body with the pivoting element and the two spring arms are coupled to the splint / fibula element.

Prosthesis according to one of the preceding claims 2 to 5, characterized in that the spring element is connected to the splint / fibula element in an area in the vicinity of the foot part.