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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein Vorrichtungen zum Schienen
von Gelenken und insbesondere eine Mehrfunktions-Gelenkstütze, die
das Gelenk vor inneren und äußeren Kräften schützt und Ruhigstellen,
abwechselndes statisches Dehnen des Gelenks in Flexion und Extension
und die freie Bewegung des Gelenks in einem geregelten Bewegungsbereich
ermöglicht.
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2. Stand der Technik
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Im
Bereich der Gesundheitsfürsorge
dienen Vorrichtungen zum Schienen von Gelenken zum Schutz und zur
Förderung
der Heilung von beschädigten
Gelenken. In der Branche ist eine große Vielfalt von extern angewendeten
Schienen und Stützen bekannt
und in Verwendung. Eine Reihe von Vorrichtungen schützt Gelenke
durch Ruhigstellen. Diese Vorichtungen können auch das Gelenk schützen, indem
sie eine starre Oberfläche
bereitstellen, welche die Energie von einer externen Kraft ablenkt.
Ein traditioneller Gipsverband ist eine Vorrichtung zum Schienen
von Gelenken, die schützt,
indem sie das Gelenk ruhigstellt und eine harte Schale bietet.
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Eine
weitere Reihe von Vorrichtungen fördert die Heilung beschädigter Gelenke
dadurch, dass sie geregeltes Dehnen eines Gelenks in einer gebeugten oder
gestreckten Stellung bereitstellt. Eine derartiger Stützentyp
stellt das Gelenk in einer gestreckten oder gebeugten Position ruhig
und verleiht dem Gelenk durch eine Feder, die ein konstantes Drehmoment gegen
das Gelenk ausübt,
dynamische Dehnung, während
sich das Gelenk in die gebeugte oder gestreckte Position entspannt.
Der Flexions- oder
Extensionswinkel kann während
der Heilung des Gelenks über
einen Bereich von Winkeln hinweg allmählich verstellt werden. Derartige
Vorrichtungen zur dynamischen Dehnung werden z. B. in
US 5 399 154 und
US 5 437 619 gezeigt.
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Ein
weiterer Typ von Vorrichtung bewirkt statisches anstatt dynamisches
Dehnen eines Gelenk bei Flexion oder bei Extension. Die Vorrichtung
wird auf einen vorbestimmten Flexions- oder Extensionswinkel eingestellt
und dann in ihrer Lage arretiert, um ein statisches Dehnen des Gelenks
zu bewirken, das die Muskeln und Sehnen um das Gelenk stärkt, aber ohne
die Verwendung von Federn oder anderen Mitteln, die ein konstantes
Drehmoment gegen das Gelenk ausüben.
Der Flexions- oder Extensionswinkel kann mit zunehmender Heilung
des Gelenks nach und nach verstellt werden. Eine derartige Vorrichtung wird
z. B. in
DE 196 06
092 A1 ,
US 5 885 235 ,
US 5 938 629 ,
US 6 039 709 und
US 6 375 632 gezeigt.
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Noch
eine weitere Reihe von Vorrichtungen fördert die Heilung eines beschädigten Gelenks,
indem sie ein Gelenk sich entlang seiner natürlichen Bewegungsachse frei
bewegen lassen, während
sie Drehungs- oder
Torsionsbewegungen des Gelenks außerhalb seiner natürlichen
Bewegungsachse begrenzen. Die freie Bewegung entlang der natürlichen Bewegungsachse
des Gelenks kann auf einen vorbestimmten Flexions- oder Extensionsbereich
begrenzt werden. Die freie Bewegung entlang diesem geregelten Bewegungsbereich
kann die Sehnen und Muskeln in einem beschädigten Gelenk stärken und gleichzeitig
verhindern, dass das geschwächte
Gelenk dadurch beschädigt
wird, dass es sich außerhalb
seiner natürlichen
Bewegungsachse verdreht oder bewegt.
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Die
Kosten und Unannehmlichkeiten der Reparatur und Rehabilitation eines
Gelenks sind höher, wenn
während
des Heilungsprozesses mehr als eine Stütze verwendet werden muss.
Zum Beispiel könnte ein
gebrochenes Gelenk zuerst mit einem starren Gipsverband versehen
werden, um das Gelenk für eine
Weile ruhigzustellen. Dann könnte
es sein, dass nach dem Abnehmen des starren Gipsverbands eine Stütze, die
eine statische Flexion des Gelenks vorsieht, benötigt wird, und außerdem könnte noch
eine weitere Stütze,
die eine statische Extensionsdehnung des Gelenks vorsieht, erforderlich
sein. Um ein beschädigtes
Gelenk noch weiter zu rehabilitieren, könnte eine Stütze benötigt werden,
die die geregelte freie Bewegung des Gelenks zulässt. Die Verwendung verschiedener
Stützen
im Verlauf des Rehabilitationsprozesses kann für den Gesundheitsdienstleister
und den Patienten unpraktisch sein und die erforderliche(n) Zeit
und Ausgaben bis zur vollständigen
Heilung eines beschädigten
Gelenks vergrößern bzw.
erhöhen.
Aktuell erhältliche
Vorrichtungen zum Schienen von Gelenken vereinigen nicht verschiedene
Rehabilitationsmerkmal in einer Vorrichtung.
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Es
ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen einzelnen Gelenkstützapparat
bereitzustellen, der mehr als eine Rehabilitationsfunktion an einem beschädigten Gelenk
durchführt.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen leichten, rationalisierten
Gelenkstützapparat
bereitzustellen, der bequemer als Apparate vom Stand der Technik
ist.
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Viele
der aktuell erhältlichen
Gelenkstützapparate
lassen sich nicht leicht für
Gelenke auf der linken wie auf der rechten Körperseite verwenden und lassen
sich nicht leicht für
verschieden große
Personen verwenden. Es ist daher eine weitere Aufgabe der Erfindung,
einen Gelenkstützapparat
bereitzustellen, der an einem Gelenk auf jeder Seite des Körpers verwendet
werden kann und der an Patienten verschiedener Größen verwendet
werden kann.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung überwindet
die Nachteile beim Stand der Technik, indem sie einen leichten und
rationalisierten Gelenkstützapparat
vorsieht, der verschiedene Rehabilitationsfunktionen durchführen kann.
Die hierin beschriebene Gelenkstütze
erzielt aufgrund ihrer einzigartigen Konstruktion Fortschritte gegenüber dem
Stand der Technik. Die Gelenkstütze
enthält
robuste Schienen, die dem Träger
Stabilität
verleihen. In einer bevorzugten Ausgestaltung halten Luftzellen
enthaltende Bänder
die Stütze
sicher in ihrer Solllage am Körper
des Benutzers, während
sie gleichmäßig Druck
auf den Bereich der Luftzelle verteilen, um Unbehagen oder Verletzung
seitens des Benutzers zu verhüten.
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Die
hierin beschriebene Gelenkstütze
umfasst einen gelenkigen Bewegungsarm, ein Mittel zum Zulassen geregelter
freier Bewegung durch das Bewegungsarmgelenk um einen vorbestimmten
Bewegungsbereich, einen gelenkigen Antriebsarm, ein Mittel zum lösbaren Sperren
des genannten Antriebsarmgelenks in einem bestimmten Winkel und ein
einstellbares Mittel zum Verbinden des genannten Bewegungsarms mit
dem genannten Antriebsarm, so dass ihre Gelenke aufeinander ausgerichtet sind.
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Das
Mittel zum Zulassen geregelter freier Bewegung durch das Bewegungsarmgelenk
kann eine mit dem Bewegungsarmgelenk assoziierte Bewegungsbereichbaugruppe
umfassen. Das Mittel zum lösbaren
Sperren des Antriebsarms kann einen mit dem Antriebsarmgelenk assoziierten
neuartigen Sperrmechanismus umfassen, der zum Immobilisieren eines
Gelenks durch Arretieren der Stütze
in einer festen Position verwendet werden kann. Der neuartige Sperrmechanismus
kann leicht, ohne irgendwelche zeitraubenden Verfahren, die das
Einsetzen und/oder Entfernen von Stiften in die Stütze beinhalten,
aus einer gesperrten auf eine entsperrte Position umgeschaltet werden.
In der gesperrten Position kann die Stütze das Gelenk in Flexion oder
Extension statisch dehnen. Die Stütze umfasst ein Winkeleinstellmittel,
das eingestellt werden kann, so dass die Stütze den gewünschten Flexions- oder Extensionswinkel
erreicht. Das Winkeleinstellmittel kann eine detaillierte Skala
aufweisen, so dass der Extensions- und Flexionsgrad genau überwacht
werden kann. Das Merkmal zum statischen Dehnen bietet Vorteile bezüglich Stabilität und Schutz,
während
es das Gelenk auf die endliche Bewegung vorbereitet.
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Ein
Vorteil der neuen Gestaltung der Stütze ist, dass der Sperrmechanismus
außer
Eingriff gebracht werden kann, während
die Stütze
an einem Träger
angelegt ist, um dem Träger
freie Bewegung des Gelenks innerhalb der natürlichen Bewegungsachse zu gewähren und
gleichzeitig das Gelenk daran zu hindern, sich in einer Richtung
außerhalb
der natürlichen
Bewegungsachse des Gelenks zu bewegen. Die Bewegungsbereichbaugruppe
kann zum Festlegen des größten und
kleinsten möglichen
Winkels, um den sich das Gelenk in Flexion und/oder Extension bewegen
kann, eingestellt werden. Begrenzen des größten und kleinsten möglichen
Bewegungswinkels gewährleistet,
dass der Träger
nicht über
vorbestimmte Grenzen hinausgeht, was sein Gelenk verletzen könnte. Die
Stütze
führt vorteilhaft
die mehreren Funktionen Schützen,
Ruhigstellen, statisches Dehnen und geregelte freie Bewegung eines
Gelenks durch.
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Die
Stütze
kann leicht eingestellt werden, so dass sie an die rechte oder linke
Seite des Körpers eines
Trägers
passt und einem Träger
von kleiner oder großer
Körpergröße passt.
Ferner enthält
der neue Sperrmechanismus keine sperrigen Motoren oder schweren
Federn und in einer bevorzugten Ausgestaltung kann der Einstellknopf
des Sperrmechanismus je nach Bedarf für den Komfort des Trägers leicht
abgenommen und wiederangebracht werden.
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Die
Stütze
umfasst auch ein Übersteuerungsmittel,
das eine Beschädigung
des Sperrmechanismus verhindert, wenn die Stütze einer großen externen
Krafteinwirkung ausgesetzt wird.
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Diese
und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung treten bei Untersuchung
der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausgestaltungen und der
Begleitzeichnungen umfassender zum Vorschein.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Für ein besseres
Verständnis
der Erfindung wird im Folgenden eine spezifischere Beschreibung der
Erfindung durch Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen gegeben.
Diese Zeichnungen liefern nur Informationen, die typische Ausgestaltungen der
Erfindung betreffen, und dürfen
nicht als ihren Umfang begrenzend betrachtet werden. Die Erfindung
wird durch die Verwendung der Begleitzeichnungen mit zusätzlicher
Spezifizierung und zusätzlichem
Detail beschrieben und erläutert,
wobei:
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1 eine
isometrische Darstellung einer Ausgestaltung der Stütze in der
gestreckten 180°-Position
ist, wobei die Haltebänder
zwecks Deutlichkeit weggelassen wurden;
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2 eine
teilweise auseinandergezogene isometrische Darstellung der Stütze von 1 ist.
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3 eine
auseinandergezogene isometrische Darstellung des Antriebsarms und
des Sperrmechanismus der Stütze
von 1 ist.
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3a eine
isometrische Darstellung des Nockenschafts des Sperrmechanismus
von 3 ist.
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3b eine
isometrische Darstellung des Außenzahnrads
des Sperrmechanismus von 3 ist;
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3c eine
isometrische Darstellung des Keilprofilscheibenelements des Sperrmechanismus von 3 ist;
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3d eine
Rückseitenansicht
der konkaven Seite des Daumenhebels des Sperrmechanismus von 3 ist;
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3e eine
isometrische Darstellung der konkaven Seite des Gelenk-/Keilprofil-Schnittstellenelements
des Sperrmechanismus von 3 ist,
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3f eine
Querschnittansicht einer Ausgestaltung eines Knopfes des Sperrmechanismus
von 3 ist;
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3g eine
isometrische, teilweise im Schnitt gezeigte Darstellung des Sperrmechanismus in
der gesperrten Position ist;
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3h eine
Querschnittansicht des Sperrmechanismus in der gesperrten Position
ist;
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3i eine
isometrische, teilweise im Schnitt gezeigte Darstellung des Sperrmechanismus in
der entsperrten Position ist;
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3j eine
Querschnittansicht des Sperrmechanismus in der entsperrten Position
ist;
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4 eine
Draufsicht des mit der Stütze
verwendeten Endbands ist;
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5 eine
Draufsicht einer Luftblase ist, die bei der Stütze der vorliegenden Erfindung
nützlich
ist;
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6 eine
Draufsicht des mit der Stütze
von 1 verwendeten Durchziehbands ist;
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7 eine
Darstellung einer Ausgestaltung der Stütze der vorliegenden Erfindung
ist, die am Arm eines Trägers
angebracht wird, wobei die Endbänder befestigt
sind und die Durchziehbänder
nicht befestigt sind;
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8 eine
Darstellung der Stütze
von 7 ist, die am Arm positioniert ist und wobei die
Durchziehbänder
eingestellt werden, um die richtige Stützenausrichtung auf das Ellbogengelenk
des Trägers zu
erhalten.
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BESTE AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
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Die
folgende ausführliche
Beschreibung ist eine Ausgestaltung der Erfindung, bei der die Mehrfunktionsstütze zur
Verwendung mit einem Ellbogen ausgeführt ist. Es ist aber zu beachten,
dass die Erfindung nicht darauf begrenzt ist. Zum Beispiel werden
fachkundige Personen verstehen, wie die hierin beschriebenen Grundsätze der
Erfindung sich auf die Herstellung einer Mehrfunktionsstütze zur
Verwendung mit einem Knie oder einem beliebigen anderen Gelenk anwenden
lassen.
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Im
Folgenden wird nun Bezug genommen auf die Figuren, in denen gleiche
Teile durchgehend mit den gleichen Nummern bezeichnet sind. Eine Mehrfunktionsellbogenstütze 10 gemäß der vorliegenden
Erfindung, speziell unter Bezugnahme auf 1, umfasst
einen gelenkigen Bewegungsarm 12 und einen gelenkigen Antriebsarm 14.
Einstellbare Mittel zum Verbinden des gelenkigen Bewegungsarms 12 und
des gelenkigen Antriebsarms 14 umfassen einstellbare Querbügel 16.
Stütze 10 umfasst
einen proximalen Teil 11 und einen distalen Teil 13.
In einigen Ausgestaltungen können
die proximalen Teile des gelenkigen Bewegungsarms 12 und
des gelenkigen Antriebsarms 14 breiter als ihre distalen
Teile sein.
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Der
gelenkige Bewegungsarm 12, jetzt Bezug nehmend auf 2,
umfasst ein erstes Armelement 18 und ein zweites Armelement 20,
die durch ein Mittel zum Zulassen geregelter freier Bewegung des
Bewegungsarms durch einen vorbestimmten Bewegungsbereich verbunden
sind, wobei ein derartiges Mittel die Form einer Bewegungsbereichbaugruppe 21 haben
kann. Das erste Armelement 18 umfasst radial vergrößertes Ende 19,
in dem ein bogenförmiger
Hohlraum 22 ausgebildet ist. Das zweite Armelement 20 umfasst
ein radial vergrößertes Ende 23 mit
einer in ihm ausgebildeten Reihe von Löchern 24, die vorzugsweise
in einem Kreis oder einer anderen bogenförmigen Konfiguration angeordnet
sind. Das erste und das zweite Armelement 18, 20 umfassen
jeweils zwei Bandschlitze 26, ein Achsenverbindungsloch 28,
ein Bügelverbindungsloch 30 und
zwei Bügelvorsprünge 32 an
ihren einwärts
gekehrten Oberflächen.
Die Vorsprünge 32 können die
Form kleiner Stifte haben, die durch Stiftlöcher in den Armen verlaufen,
so dass sich die vorspringenden Enden der Stifte aus den Innenflächen der
Arme erstrecken. Das erste Armelement 18 ist mit dem zweiten Armelement 20 durch
ein axiales Verbindungsmittel, das ein Mittel wie eine Schraube,
einen Bolzen oder in der dargestellten Ausgestaltung eine Achsniete 33 in
Kombination mit Achsscheibe 31 umfassen kann, verbunden.
Wie zu sehen ist, wird die Achsniete 33 durch das Achsenverbindungsloch 28 im
ersten Armelement 18, durch Achsscheibe 31 und
in das Achsverbindungsloch 28 im zweiten Armelement 20 gesteckt.
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Bewegungsbereichbaugruppe 21 umfasst radial
vergrößertes Ende 19 des
ersten Arms 18, radial vergrößertes Ende 23 des
zweiten Arms 20, ihr Verbindungsmittel 33, bogenförmigen Hohlraum 22, Löcher 24 und
wenigstens einen Bereichsbegrenzungsstift (nicht abgebildet), der
durch den bogenförmigen
Hohlraum 22 in eines bzw. mehrere der Löcher 24 gesteckt werden
kann. Bei Flexion oder Extension des Körperglieds des Benutzers schlägt der Bereichsbegrenzungsstift
an dem einen oder dem anderen Ende des bogenförmigen Hohlraums 22 an, wodurch
ein Weiterbewegen verhindert wird. In Abwesenheit von Bereichsbegrenzungsstiften
gäbe es eine
uneingeschränkte
Volldrehung zwischen dem ersten Armelement 18 und dem zweiten
Armelement 20. Man wird erkennen, dass in der illustrierten
Ausgestaltung der bogenförmige
Hohlraum 22 sich zwar in Ende 19 des ersten Arms 18 befindet
und Löcher 24 sich
in Ende 23 des zweiten Arms 20 befinden, die Konstruktion
aber umgekehrt sein könnte,
so dass sich der bogenförmige
Hohlraum in Ende 23 des zweiten Arms 20 befinden
kann und die Löcher 24 sich
in Ende 19 des ersten Arms 18 befinden können.
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Ein
einstellbares Mittel zum Verbinden von Bewegungsarm 12 und
Antriebsarm 14 kann proximale und distale einstellbare
Bügel 16 umfassen.
In der illustrierten Ausgestaltung umfasst jeder einstellbare Bügel 16 ein
nicht verstellbares inneres L-förmiges
Flanschelement 34 mit Schenkeln 34a, 34b und ein
einstellbares äußeres L-förmiges Flanschelement 36 mit
Schenkeln 36a, 36b. Schenkel 34a des
inneren Flanschelements 34 umfasst ein Einstellschraubenloch 38 und
zwei sich nach außen
erstreckende Einstellvorsprünge 40.
Schenkel 34b des inneren Flanschelements 34 umfasst
einen Stützenverbindungsvorsprung 42 mit
einem mit Gewinde versehenen Inneren, zwei Vorsprungaufnahmelöcher 44 und ein
Bandverbindungsloch 46. Das äußere Flanschelement 36 umfasst
vorzugsweise zehn Einstellvorsprungaufnahmelöcher 48 und Stützeneinstellschlitz 50 an
seinem Schenkel 36a und einen Stützenverbindungsvorsprung 42 mit
einem mit Gewinde versehenen Inneren und zwei Vorsprungaufnahmelöchern 44 an
seinem Schenkel 36b.
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Inneres
Flanschelement 34 ist durch Stützeneinstellschraube 52,
die durch eine Scheibe 45, durch Stützeneinstellschlitz 50 und
dann in das in Schenkel 34a des oberen Flanschelements 34 ausgebildete
Einstellschraubenloch 38 verläuft, verstellbar mit dem äußeren Flanschelement 36 verbunden. Die
Breite des einstellbaren Bügels 16 kann
durch Einsetzen der sich nach außen erstreckenden Einstellvorsprünge 40 von
Schenkel 34a in die verschiedenen Einstellvorsprungaufnahmelöcher 48 in Schenkel 36a vor
Festziehen der Stützeneinstellschraube 52 variiert
werden. Die Breite von Bügel 16 kann
daher passend zum Durchmesser eines Glieds des Trägers eingestellt
werden.
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Der
gelenkige Antriebsarm 14 (2) umfasst
ein drittes Armelement 54 und ein viertes Armelement 56,
die durch ein Mittel zum lösbaren
Sperren des genannten gelenkigen Antriebsarms in einem vorbestimmten
Winkel miteinander verbunden sind; ein derartiges lösbares Sperrmittel
kann die Form von Sperrmechanismus 57 haben. Wie in 3 gezeigt
wird, hat das dritte Armelement 54 an einem Ende einen
vergrößerten kreisförmigen ausgesparten
Abschnitt 53. Viertes Armelement 56 hat an einem
Ende einen vergrößerten kreisförmigen Abschnitt 55.
Sowohl das dritte als auch das vierte Armelement 54, 56 umfasst
Armbandverbindungslöcher 58,
einen Bügelverbindungsschlitz 60 und
zwei Bügelvorsprünge 32.
Wenn das dritte und das vierte Armelement 54, 56 als
Antriebsarm 14 miteinander verbunden sind, bilden die kreisförmigen Abschnitte 53 und 55 Teil
des Sperrmechanismus 57, der unten ausführlich beschrieben wird.
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Einstellbare
Bügel 16 verbinden
den Bewegungsarm 12 und den Antriebsarm 14. Das
innere L-förmige
Flanschelement 34 jedes einstellbaren Bügels 16, wobei wieder
auf 2 Bezug genommen wird, wird am Antriebsarm 14 befestigt,
indem Stützenverbindungsvorsprung 42 am
Bügelschenkel 34b in
den Bügelverbindungsschlitz 60 gesteckt
wird und die Bügelvorsprünge 32 am
dritten und vierten Arm des Antriebsarms 20 in die Vorsprungaufnahmelöcher 44 gesteckt
werden. Bügelverbindungsschraube 62 wird
durch den Bügelverbindungsschlitz 60 und in
das mit Gewinde versehene Innere des Stützenverbindungsvorsprungs 42 eingefügt. Das äußere Flanschelement 36 des
einstellbaren Bügels 16 wird am
Bewegungsarm 12 angebracht, indem der Stützenverbindungsvorsprung 42 in
das Bügelverbindungsloch 30 gesteckt
wird und die Bügelvorsprünge 32 in
die Vorsprungaufnahmelöcher 44 gesteckt
werden. Die Bügelverbindungsschraube 62 wird
durch das Bügelverbindungsloch 30 und
in das mit Gewinde versehene Innere des Stützenverbindungsvorsprungs 42 eingefügt. Man
kann sehen, dass die zusammengebaute Stütze 10 am rechten
oder linken Körperglied
eines Benutzers und mit dem Sperrmechanismus auf der medialen oder
der lateralen Seite des Körperglieds
angewendet werden kann. Insbesondere können die einstellbaren Bügel 16,
bevor die Stütze
am Benutzer angewendet wird, um 180° geschwenkt werden, so dass
die Bügel 16 nach
unten anstatt wie in 2 gezeigt nach oben gekehrt
sind. Die Stütze 10 kann
dann umgekehrt und auf das gegenüberliegende
Glied des Benutzers angewendet werden, während ihr proximaler Teil 11 immer
noch proximal zum Benutzer ist und ihr distaler Teile 13 immer
noch distal zum Benutzer ist und wobei der Sperrmechanismus 57 vom
Körper
des Benutzers weg angeordnet ist. Auf diese Weise kann die gleiche Stütze auf
ein linkes oder ein rechtes Körperglied
und mit dem Sperrmechanismus auf der medialen Seite oder auf der
lateralen Seite an beiden Gliedmaßen angewendet werden, wie
vom Benutzer bevorzugt wird.
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Der
Sperrmechanismus 57, jetzt mit Bezug auf 3 und 3a–3j,
befindet sich an der Drehachse zwischen dem dritten Armelement 54 und dem
vierten Armelement 56. Ein Innenzahnrad 64 hat auf
einer Seite nahe seinem Außenrand
Vorsprünge 66,
wobei diese Vorsprünge
in Innenzahnrad-Vorsprungaufnahmelöchern 68,
die sich auf der Innenseite des ausgesparten kreisförmigen Abschnitts 53 des
dritten Armelements 54 befinden, eingreifen. Ein Außenzahnrad 70,
wobei jetzt auf 3b Bezug genommen wird, umfasst äußere Zähne 88,
ein inneres Sperrrad 96 und einen axialen rohrförmigen Teil 76, der
satt anliegend auf dem Teil mit größerem Durchmesser 74 des
Nockenschafts 72 sitzt, der in 3a gezeigt
wird. Der Nockenschaftvorsprung am gegenüberliegenden Ende des Teils
mit größerem Durchmesser 74 von
Nockenschaft 72, mit Bezug auf 3, 3h und 3j,
ist im axialen Loch 78 des dritten Armelements 54 und
in ein Schulterlager 82 hinein aufgenommen. Schraube 84 ist
durch Scheibe 86 und Schulterlager 82 und in eine
mit Gewinde versehene Öffnung
im Nockenschaftvorsprung eingesetzt. Die äußeren Zähne 88 am Außenzahnrad 70 sitzen
im Innenzahnrad 64, wodurch ein Taumelgetriebe gebildet
wird. Es sind nur jeweils einige der äußeren Zähne 88 mit den Zähnen des
Innenzahnrads 64 in Eingriff. Das Taumelgetriebeübersetzungsverhältnis kann
im Bereich von 20:1 bis etwa 30:1 liegen. In einer bevorzugten Ausgestaltung
entsteht durch das Zusammenfügen
des Innenzahnrads 64 und des Außenzahnrads 70 ein
Taumelgetriebe mit einem Übersetzungsverhältnis von
24:1. Wenn sich das Außenzahnrad 70 also
vierundzwanzigmal dreht, bewirkt dies eine Drehung des Innenzahngetriebes 64 um
volle 360°.
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Der
axiale rohrförmige
Teil 76 von Außenzahnrad 70 sitzt
in einem Getriebeelement in der Form eines ringförmigen Keilprofilscheibenelements 92,
wobei eine Schraubenfeder 90 dazwischen angeordnet ist.
Das ringförmige
Keilprofilscheibenelement 92, wobei jetzt auf 3c Bezug
genommen wird, umfasst axial vorstehende Keilprofilscheibenzähne 94,
die dem inneren Sperrgetriebe 96 des Außenzahnrads 70 zugekehrt
sind. Schraubenfeder 90 spannt das ringförmige Keilprofilscheibenelement 92 vom
Außenzahnrad 70 weg
vor, so dass die vorstehenden Keilprofilscheibenzähne 94 nicht
im inneren Sperrgetriebe 96 des Außenzahnrads 70 in
Eingriff kommen, wenn kein Gegendruck angewendet wird. Das ringförmige Keilprofilscheibenelement 92 umfasst
gegenüber
den vorstehenden Keilprofilscheibenzähnen 94 vier rampenförmige Nockenflächen 97,
wobei jede rampenförmige
Nockenfläche 97 eine Rampensperrnut 99 umfasst.
Das Keilprofilscheibenelement 92 umfasst ferner um seinen
Rand vier axial gerichtete Aussparungen 100. Das kreisförmige Ende 55 des
vierten Armelements 56 hat eine im Wesentlichen kreisförmige Ausnehmung
mit vier axial verlaufenden Ansätzen 98 entlang
ihrem Rand. Das Keilprofilscheibenelement 92 kommt mittels
der vier axial verlaufenden Ansätze 98,
die in die vier axial gerichteten Aussparungen 100 der
Keilprofilscheibe passen, mit dem vierten Armelement 56 in
Eingriff. Der Nockenschaft 72 einschließlich der Sicherungsstückaussparung 75 in
ihm verläuft
durch Außenzahnrad 70,
durch die Mitte der ringförmigen
Keilprofilscheibe 92 und durch die Ausnehmung im kreisförmigen Ende 55 des
vierten Armelements 56.
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Ein
konkaver ringförmiger
Daumenhebel 104, wobei jetzt auf 3d und 3e Bezug
genommen wird, umfasst zwei einander genau gegenüberliegende schnittstelleneinspannende
Ansätze 105 an
seinem inneren Umfang und einen Daumenknopf 107 an seinem äußeren Umfang.
Ein in 3e gezeigtes konkaves ringförmiges Hebel/Keilprofil-Schnittstellenelement 106 umfasst
zwei axiale Nuten 108, die einander an seinem äußeren Umfang
genau gegenüber
liegen, und vier Rampeneingriffsansätze 110 an seinem
inneren Umfang. (Es wird darauf hingewiesen, dass das Schnittstellenelement 106 in 3e in
einer Ausrichtung gezeigt wird, die der in 3 entgegengesetzt
ist, so dass die Struktur innerhalb der konkaven Oberfläche für den Betrachter leichter
zu verstehen ist.) Eine Übersteuerungsvorrichtung
ist vorgesehen, wobei die Übersteuerungs vorrichtung
in der illustrierten Ausgestaltung als Wellenfeder 102 gezeigt
wird. Wellenfeder 102 kann in den inneren Umfang des Daumenhebels 104 eingesetzt
werden. Das Hebel/Keilprofil-Schnittstellenelement 106 ist
so in den inneren Umfang des Daumenhebels 104 eingesetzt,
dass die Wellenfeder 102 zwischen dem Daumenhebel 104 und
dem Hebel/Keilprofil-Schnittstellenelement 106 liegt.
Die Außennuten 108 am
Hebel/Keilprofil-Schnittstellenelement 106 nehmen
die schnittstelleneinspannenden Ansätze 105 am inneren
Umfang des Daumenhebels 104 auf. Sowohl der Daumenhebel 104 als
auch das Hebel/Keilprofil-Schnittstellenelement 106 sind
mit ihrer konkaven Innenfläche
zum Außenzahnrad 70 hin ausgerichtet.
Der ringförmige
Rand des Daumenhebels 104 steht mit dem kreisförmigen Ende 55 des vierten
Armelements 56 in Berührung.
Der ringförmige
Rand des Hebel/Keilprofil-Schnittstellenelements 106 ist
mit den rampenförmigen
Nockenflächen 97 des
Keilprofilscheibenelements 92 in Eingriff. Der Träger kann
den Daumenknopf 107 zum Drehen des Daumenhebels 104 zwischen
einer gesperrten und einer entsperrten Position drücken, wie
unten noch ausführlicher
beschrieben wird.
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Der
Winkel zwischen dem dritten Armelement 54 und dem vierten
Armelement 56 des Antriebsarms 14 und der entsprechende
Winkel zwischen dem ersten Armelement 18 und dem zweiten Armelement 20 des
Bewegungsarms 12 kann durch Einrasten des Sperrmechanismus 57 gesperrt
werden. Der Sperrmechanismus 57 wird betätigt, indem der
Daumenknopf 107 zum Drehen des Daumenhebels 104 betätigt wird.
Da die schnittstelleneinspannenden Ansätze 105 am Inneren
des Daumenhebels 104 in Außennuten 108 am Schnittstellenelement 106 aufgenommen
sind, wird beim Drehen des Daumenhebels 104 mittels des
Daumenknopfes 107 auch das Hebel/Keilprofil-Schnittstellenelement 106 gedreht.
Beim Drehen des Hebel/Keilprofil-Schnittstellenelements 106 bewegen
sich die Rampeneingriffsansätze 110 an
seiner Innenfläche
an den rampenförmigen
Nockenflächen 97 entlang,
die sich am Keilprofilscheibenelement 92 befinden. Die
von den Rampeneingriffsansätzen 110 gegen
die rampenförmigen
Nockenflächen 97 ausgeübte Kraft
drängt
das Keilprofilscheibenelement 92 in Richtung auf das Außenzahnrad 70.
Die von den Rampeneingriffsansätzen 110 ausgeübte Kraft überwindet
die von der Schraubenfeder 90 ausgeübte Gegenkraft, bis die vorstehenden
Keilprofilscheibenzähne 94 mit
dem inneren Sperrgetriebe 96 des Außenzahnrads 70 in Eingriff
sind. Wenn sich die Rampeneingriffsansätze 110 weit genug
entlang den rampenförmigen
Nockenflächen 97 bewegt
haben, bewegen sich die Rampeneingriffsansätze 110 gegen die
Rampensperrnuten 99 des Keilprofilscheibenelements 92. Die
von der Schraubenfeder 90 gegen die entgegengesetzte Oberfläche des
Keilprofilscheibenelements 92 ausgeübte Gegenkraft hält die Rampensperrnuten 99 des
Keilprofilscheibenelements 92 mit den Rampeneingriffsansätzen 110 von
Schnittstelle 106 in Eingriff. Wenn die vorstehenden Keilprofilscheibenzähne 94 mit
dem inneren Sperrgetriebe 96 in Eingriff kommen, können sich
das dritte Armelement 54 und das vierte Armelement 56 nicht
frei umeinander drehen und der Winkel zwischen den beiden ist nicht
verstellbar. Drehen des Daumenhebels 104 in der entgegengesetzten
Richtung bringt die vorstehenden Keilprofilscheibenzähne 94 außer Eingriff
mit dem inneren Sperrgetriebe 96 und das dritte Armelement 54 kann
sich mit Bezug auf das vierte Armelement 56 frei um die
Achse zwischen den beiden drehen. Dies findet statt, weil die Drehung
des Daumenhebels 104 die Schnittstelle 106 dreht,
die die auf das Keilprofilscheibenelement 92 wirkende Kraft
der Rampeneingriffsansätze 110 aufhebt,
während
sie sich an den rampenförmigen
Nockenflächen 97 entlang
bewegen. Wenn der Winkel zwischen den Armen entsperrt ist, kann
die Therapie im freien Bewegungsbereich, geregelt von der Bewegungsbereichbaugruppe 21,
am Gelenk des Trägers
durchgeführt werden,
obwohl der Träger
die Stütze
nicht abnimmt. Wenn der Winkel zwischen den Armen durch Betätigung des
Daumenhebels 104 gesperrt wird, kann die statische Dehnungstherapie
am Gelenk des Trägers in
Flexion oder Extension durchgeführt
werden. Für die
angemessene Dehnungstherapie kann die Stütze in jedem gewünschten
Winkel gesperrt werden, darüber
hinaus kann dieser Winkel entsprechend den Anforderungen für die efffektive
Therapie von Zeit zu Zeit nachgestellt werden.
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Die
hierin beschriebene Erfindung umfasst ferner ein Winkeleinstellmittel,
mit dem der Winkel für die
statische Dehnungstherapie eingestellt werden kann, selbst wenn
der Sperrmechanismus 57 blockiert ist. Wie in 3f gezeigt,
weist ein Knopf 112 einen Knopfschaft 114 auf.
Wie in 3 gezeigt, ist der Knopfschaft 114 durch
Haltering 116, Scheibe 118, ringförmigen Daumenhebel 104,
Wellenfeder 102 und ringförmiges Hebel/Keilprofil-Schnittstellenelement 106 gesteckt
und in ein Knopfverbindungsmittel eingefügt, das funktionell mit Nockenschaft 72 verbunden
ist. In der illustrierten Ausgestaltung hat das Knopfverbindungsmittel
die Form eines Sicherungsstücks 120.
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Wenn
der Sperrmechanismus 57 in der gesperrten Position ist,
kann der feste Winkel zwischen dem dritten Armelement 54 und
dem vierten Armelement 56 geändert werden, indem der Knopf 112 in der
gewünschten
Richtung gedreht wird. Weil der Knopf 112 funktionell mit
dem Nockenschaft 72 verbunden ist, dreht das Drehen des
Knopfes 112 den Nockenschaft 72 in die gleiche
Richtung. Die Drehung des Nockenschafts 72 dreht das Außenzahnrad 70 als
Taumelgetriebe im Innenzahnrad 64. In der bevorzugten Ausgestaltung
erfordert ein Verhältnis
von 24:1 des Außenzahnrads 70 zum
Innenzahnrad 64 vierundzwanzig Umdrehungen des Knopfes 112,
um das vierte Armelement 56 in einem 360°-Bogen um das
dritte Armelement 54 zu drehen. Die Einstellung des Winkels
erlaubt die Erhöhung
oder Verringerung der statischen Dehnung des Gelenks bei Flexion oder
Extension. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung hat das vierte
Armelement 56 an seinem kreisförmigen Ende 55 eine
kalibrierte Skala und das dritte Armelement 54 hat eine
Kalibrierungsmarke. Die Skala und die Marke vermitteln den Winkel
zwischen dem vierten Armelement 56 und dem dritten Armelement 54.
Mithilfe dieser Skala und Marke kann der Benutzer den Extensions-
und Flexionsgrad des Gelenks überwachen.
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Wenn
der gewünschte
Flexions- oder Extensionswinkel ausgewählt worden ist und die Stütze in Solllage
arretiert worden ist, kann der Knopf 112 für Annehmlichkeit
und Komfort des Trägers
von der Stütze 10 abgenommen
werden. Der Knopf 112 wird dadurch mit der Stütze 10 verbunden,
dass der Knopfschaft 114 in das Sicherungsstück 120 gesteckt
wird, welches wiederum in die Sicherungsstückaussparung 75 des
Nockenschafts 72 gesteckt wird. Das Sicherungsstück 120 reicht
aus, um während
des normalen Gebrauchs der Ellbogenstütze eine Verbindung zwischen
dem Knopfschaft 114 und dem Nockenschaft 72 aufrecht
zu erhalten. Wenn eine Kraft in der dem Nockenschaft 72 entgegengesetzten
Richtung auf den Knopf 112 ausgeübt wird, hält das Sicherungsstück 120 die
Verbindung zwischen dem Knopfschaft 114 und dem Nockenschaft 72 nicht
länger
aufrecht. Entfernen des Knopfes 112 kann mehr Komfort und
Annehmlichkeit für
den Träger
schaffen. Insbesondere ermöglicht
das Entfernen des Knopfes 112 es dem Träger, den Daumenhebel 104 ohne
Verletzung durch einen freiliegenden Schaft an den Körper des
Trägers
zu halten. Der Knopf 112 kann leicht wieder an der Stütze angebracht
werden, indem der Knopfschaft 114 in das Sicherungsstück 120 an
der Sicherungsstückaussparung 75 am
Nockenschaft 72 eingesetzt wird und Kraft in Richtung auf
den Nockenschaft 72 ausgeübt wird. Auf dem mechanischen
Gebiet fachkundigen Personen werden auch andere Mittel zum leichten mechanischen
Abtrennen und Wiederanbringen des Knopfes gut bekannt sein. In der
in den 3h und 3i gezeigten
Ausgestaltung hat der Knopf 112a keinen Schaft, sondern
ist stattdessen auf einem vorstehenden Schaft 119 aufgenommen.
Diese Ausgestaltung führt
zwar genau die gleiche Funktion bezüglich dem Betätigen des
Sperrmechanismus wie unten beschrieben durch, das mögliche Entfernen
des Knopfes 112a ist aber eventuell nicht so erwünscht, da
das freigelegte Verbindungsmittel 119 keine Oberfläche mit
niedrigem Profil bietet und für
den Träger beschwerlich
sein kann.
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Ein Übersteuerungsmittel,
dass die Beschädigung
des Sperrmechanismus 57 durch auf die Stütze ausgeübte Kraft,
während
sich der Sperrmechanismus 57 in der gesperrten Position
befindet, verhindert, umfasst Wellenfeder 102. Die Wellenfeder 102 lässt zu,
dass die in Eingriff befindlichen vorstehenden Keilprofilscheibenzähne 94 vorübergehend
außer
Eingriff mit dem Innensperrgetriebe 96 gebracht werden,
wenn eine bedeutende äußere Kraft
auf die Ellbogenstütze
ausgeübt
wird. Das Außereingriffbringen
findet statt, wenn das Hebel/Keilprofil-Schnittstellenelement 106 sich
gegen die Kraft der Wellenfeder 102 und in den Daumenhebel 104 bewegt,
was zulässt,
dass die Rampeneingriffsansätze 110 sich aus
den Rampensperrnuten 99 herausbewegen, so dass die Schraubenfeder 90 das
Keilprofilscheibenelement 92 vom Außenzahnrad 70 wegdrücken kann. Dieses
Außereingriffbringen
schützt
die vorstehenden Keilprofilscheibenzähne 94 und das Innensperrgetriebe 96 vor
Bruch im Fall, dass eine größere Kraft als
der Ausfallpunkt der Vorrichtung ausgeübt wird.
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Die
teilweise von dem Hohlraum 22 und den Löchern 24 gebildete
Bewegungsbereichbaugruppe 21 kann den Winkelbereich der
freien Bewegung des distalen Teils 13 der Stütze relativ
zum proximalen Teil 11 begrenzen. Dieser Winkelbereich
kann durch Einsetzen von Bereichsbegrenzungsstiften (nicht abgebildet)
durch den Hohlraum 22 und in eines oder mehrere der Löcher 24 begrenzt
werden. Beim Drehen kommt ein Bereichsbegrenzungsstift mit dem oberen
oder unteren Rand des Hohlraums 22 in Kontakt, wodurch
weiteres Drehen verhindert wird. Die Bewegungsbereichbaugruppe 21 kann
den größten und
kleinsten möglichen
Winkel begrenzen, ob der Sperrmechanismus 57 nun ge- oder
entsperrt ist. Die Bewegungsbereichbaugruppe 21 kann durch
entsprechendes Einsetzen von Bereichbegrenzungsstiften auch die
Ellbogenstütze
in einem Winkel blockieren.
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In
der bevorzugten Ausgestaltung wird die Stütze 10 mit Bändern (Gurten)
am Träger
angebracht. Zum Beispiel können
in der Ausgestaltung, in der die Stütze zur Verwendung am Arm eines
Trägers ausgeführt ist,
vier Bänder
jeweils an Handgelenk, Unterarm, Bizeps und Oberarm des Trägers positioniert
sein. Der Bizeps und Oberarm des Trägers werden an den proximalen
Teil 11 der Stütze
gelegt, der das erste Armelement 18 und das dritte Armelement 54 umfasst,
während
das Handgelenk und der Unterarm des Trägers an den distalen Teil 13 der
Stütze gelegt
werden, der das zweite Armelement 20 und das vierte Armelement 56 umfasst.
In der illustrierten Ausgestaltung werden zwei Typen von Bändern verwendet.
Endbänder 122 werden
an den Enden der Stütze,
d. h. an Handgelenk- und Oberarmpunkten, verwendet, wo sich die
einstellbaren Querbügel
befinden. An Bizeps- und Vorderarmteilen der Stütze werden Durchziehbänder 128 verwendet.
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Ein
Endband 122, wobei jetzt auf 4 Bezug
genommen wird, ist vorgesehen, das eine Bandverstärkung 124 umfasst,
die nahe einem Ende eines Streifens 123 aus Schlingen tragendem
Material angeschweißt
ist, das an seinem anderen Ende einen Zungenteil 126 aus
Häkchen
tragendem Material hat. Endband 122, Bezug nehmend auf 2,
wird durch Einsetzen einer Niete, nicht abgebildet, durch Bandverstärkung 124 und
Bandverbindungsloch 46 in Schenkel 34b des Bügels 16 hindurch
am dritten Armelement 54 angebracht. Ein D-Ring, nicht
abgebildet, wird an der Außenfläche des
ersten Arms 18 befestigt; für diesen Zweck kann die Bügelverbindungsschraube 62,
die in das Bügelverbindungsloch 30 des ersten
Arms 18 passt, verwendet werden. Die gleichen Mittel werden
zum Anbringen eines zweiten Endbands 122 am Handgelenkteil
des vierten Arms 56 verwendet. Weil die einstellbaren Querbügel 16 an
diesen Stellen unter dem Arm des Trägers verlaufen, brauchen die
Endbänder 122 sich
nur über
die Oberseite des Oberarms bzw. Handgelenks des Trägers zu
erstrecken. Wenn die Stütze 10 an
einen Benutzer angelegt worden ist, werden die Endbänder 122 durch
die D-Ringe geschlungen und die Häkchen tragende Zunge 126 kommt
mit dem Schlingen tragenden Streifen 123 in Eingriff, so
dass die Stütze 10 bequem
am Benutzer befestigt wird.
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Ein
längliches
Durchziehband 128, jetzt mit Bezug auf 6,
umfasst eine Bandverstärkung 124,
die etwas außermittig
an einem Streifen 123 von Schlingen tragendem Material
angeschweißt
ist. An jedem Ende des Schlingen tragenden Streifens 123 befinden
sich Häkchen
tragende Zungen 126. Die Durchziehbänder 128, jetzt Bezug
nehmend auf 2, werden mit einem Verbindungsmittel
wie z. B. einer Niete, nicht abgebildet, das durch die Verstärkung 124 und
dann in Armbandverbindungsloch 58 hinein verläuft, das
sich am dritten Armelement 54 und am vierten Armelement 56 befindet,
am dritten Armelement 54 und am vierten Armelement 56 befestigt.
Aufgrund der außermittigen
Anordnung von Verstärkung 124 hat
jedes Durchziehband 128 einen längeren Abschnitt und einen
kürzeren
Abschnitt. Allgemein verläuft
der längere
Abschnitt des Durchziehbands 128 über den Bizeps des Trägers, während der
kürzere
Abschnitt unter dem Arm des Trägers verläuft. Die
Häkchen
tragenden Enden 126 jedes Durchziehbands 122 werden
durch die Bandschlitze 26 gezogen, die sich am ersten Armelement 18 bzw. am
zweiten Armelement 20 befinden. Jedes Durchziehband 128 wird
dann auf sich selbst zurückgelegt und
durch Anpressen der Häkchen
tragenden Zunge 126 auf den Schlingen tragenden Streifen 123 befestigt.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung ist eine mit Luft gefüllte Luftzelle
oder -blase 130 mit den Endbändern 122 und/oder
den Durchziehbänder 128 verbunden.
Eine vorgefüllte
Luftblase 130, wobei jetzt auf 5 Bezug
genommen wird, umfasst zwei Stücke
aus flexiblem luftundurchlässigem
Plastik 131, 133, die an ihren Rändern z.
B. mit einer HF-Schweißung 135 verschweißt sind.
Eine vorgefüllte
Luftblase kann vorteilhaft ein Stück weichen Schaumstoffs 137 zwischen
Kunststoff 131 und 133 haben, um die Herstellung
zu erleichtern, die Befüllung
der Blase beizubehalten und den Komfort des Benutzers weiter zu
fördern.
Ein Textilbezug 138 auf wenigstens einem der Kunststoffstücke 133 ist
mit Schlitzen 139 zum Aufnehmen von Bändern 122 oder 128 nach
Gürtelschlaufenweise
versehen. Die Verwendung von derartigen Luftblasen ist in den 7 und 8 dargestellt.
Die Luftblase 130 trägt
dazu bei, den Komfort des Trägers
zu vergrößern, und
hilft, die Stütze
am Glied des Trägers
zu befestigen, indem sie die Last des Bandes verteilt.
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Diese
Erfindung wurde zwar in Verbindung mit einer bevorzugten Ausgestaltung
beschrieben, es versteht sich aber eindeutig, dass dies nur beispielhaft
und nicht als Begrenzung des Umfangs unserer Erfindung erfolgt,
wie er in den Aufgaben davon und in den angehängten Ansprüchen dargelegt wird. Zum Beispiel
wird man verstehen, dass die offenbarte Stütze zur Verwendung mit einem
Knie oder anderen Gelenk modifiziert werden kann.