DE9321342U1

DE9321342U1 - Fastening device for a prosthesis

Info

Publication number: DE9321342U1
Application number: DE9321342U
Authority: DE
Inventors: Finn Gramnas
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-08-25
Filing date: 1993-08-25
Publication date: 1997-06-19
Anticipated expiration: 2003-08-26

Description

• · I· I

70 184 p7/bn70 184 p7/bn

Finn Grarnnäs Kinna / SchwedenFinn Grannnäs Kinna / Sweden

Befestigungsvorrichtung für eine ProtheseFixing device for a prosthesis

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die die Bewegung derselben in einer Richtung entlang eines zylindrischen Teils erlaubt, der ein Rohr, einen Stab, einen Stift oder ähnliches bildet, die aber effektiv die Bewegung der Vorrichtung in die entgegengesetzte Richtung verhindert, was nur nach dem Lösen eines Verriegelungselementes möglich ist. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine solche Vorrichtung, die ebenfalls das Drehen des zylindrischen Teils erlaubt, ohne daß die Verriegelungswirkung schlechter wird, wodurch die Vorrichtung vollkommen von dem zylindrischen Teil entfernt werden könnte und z.B. die Funktion einer Befestigungsvorrichtung hätte.The present invention relates to a device which allows the movement of the same in one direction along a cylindrical part forming a tube, rod, pin or the like, but which effectively prevents the movement of the device in the opposite direction, which is only possible after releasing a locking element. In particular, the present invention relates to such a device which also allows the rotation of the cylindrical part without the locking effect being impaired, whereby the device could be completely removed from the cylindrical part and would have the function of a fastening device, for example.

Die vorliegende Erfindung ist insbesondere entwickelt worden, um als eine Vorrichtung zum Befestigen von Prothesen, z.B. künstlichen Beinen, an einem Prothesenansatzstück, das an einem amputierten Bein befestigt ist, verwendet zu werden, aber sie kann auch in vielen anderen Verbindungen benutzt werden, wo eine Vorrichtung mit der entsprechenden Eignung und Funktion erwünscht ist. Die mit der Befestigungsvorrichtung für Prothesen verbundenen Probleme, die durch die Erfindung gelöst werden, sind, ein sicheres Befestigen und einfaches Lösen ohne Werkzeuge zu erreichen. Außerdem sollThe present invention has been developed in particular to be used as a device for fastening prostheses, e.g. artificial legs, to a prosthetic attachment attached to an amputated leg, but it can also be used in many other connections where a device with the corresponding suitability and function is desired. The problems associated with the fastening device for prostheses, which are solved by the invention, are to achieve a secure fastening and easy release without tools. In addition,

die Befestigungsvorrichtung eine bestimmte Drehbewegung erlauben und stufenlos verriegeln, ohne Umkehrlose gegen Trennbewegung unter Last und mit Druck zwischen Prothese und Prothesenansatzstück. Diese und andere Probleme werden durch eine erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung gelost, die ein Gehäuse mit einer geneigten Unterlegscheibe, die gedreht werden kann und durch eine Feder so geneigt gehalten wird, wie es aus dem detaillierten Teil der Beschreibung klar wird und einen zylindrischen Teil umfaßt, z.B. in der Form eines Stiftes auf dem Teil, mit dem der Teil mit der Befestigungsvorrichtung verbunden werden soll.the fastening device must allow a certain rotational movement and lock it steplessly, without any backlash against separation movement under load and with pressure between the prosthesis and the prosthesis attachment piece. These and other problems are solved by a fastening device according to the invention, which comprises a housing with an inclined washer that can be rotated and is kept inclined by a spring as will become clear from the detailed part of the description and a cylindrical part, e.g. in the form of a pin on the part with which the part is to be connected to the fastening device.

Es ist bekannt, geneigte, elastische oder federbelastete dünne Metallelemente zu verwenden, mit Löchern, die geringfügig größer als das Rohr oder die Stange sind, die in einer Richtung durch das Mittelelement verriegelt ist. Diese werden z.B. als Hebevorrichtungen, Türstopper etc. verwendet. In diesen Fällen sind das Metallelement und das Rohr oder die Stange oft zusammen derart geführt, daß kein relatives Drehen vorgenommen werden kann, da dies in der Regel bedeutet, daß die Verriegelungswirkung des geneigten Metallelementes enden wird. Demzufolge war es vor dem Entstehen der vorliegenden Erfindung nicht möglich, dieses einfache Verriegelungsprinzip in den Fällen zu benutzen, wo eine sichere Verriegelung auch in Verbindung mit einer Möglichkeit von relativem Drehen und Entfernen des Metallelementes mit seiner Verriegelungsfunktion von dem Rohr oder der Stange notwendig war.It is known to use inclined, elastic or spring-loaded thin metal elements, with holes slightly larger than the tube or rod, which are locked in one direction by the central element. These are used e.g. as lifting devices, door stops etc. In these cases the metal element and the tube or rod are often guided together in such a way that no relative turning can be done, since this usually means that the locking effect of the inclined metal element will end. Consequently, before the advent of the present invention it was not possible to use this simple locking principle in cases where a secure locking was also necessary in connection with a possibility of relative turning and removal of the metal element with its locking function from the tube or rod.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben werden, in denenIn the following, the invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which

Fig. 1 perspektivisch eine erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung und einen Stift, die nicht kombiniert sind,Fig. 1 shows in perspective a fastening device according to the invention and a pin, which are not combined,

Fig. 2 die mit dem Stift zusammengebrachte Befestigungsvorrichtung in einer Ansicht von oben,Fig. 2 the fastening device combined with the pin in a view from above,

Fig. 3 den Schnitt A-A aus Fig. 2 von der Seite, und Fig. 4 den Schnitt B-B aus Fig. 2 zeigt.Fig. 3 shows the section A-A of Fig. 2 from the side, and Fig. 4 shows the section B-B of Fig. 2.

Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, besteht eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung 1 aus einem hohlen Gehäuse 4 mit einem Deckel 5, wobei der Hohlraum eine Unterlegscheibe 3 enthält, einer ersten Feder 7, einer zweiten Feder 8 und einer Kugel 9. Ein Stift 2, der durch ein zentrales Loch 44 in dem Gehäuse und durch eine zentrale Öffnung oder ein zentrales Loch 31 in der Unterlegscheibe und möglicherweise weiter durch ein zentrales Loch 51 in den Deckel eingebracht wird, ist durch Wegbewegen durch die Unterlegscheibe 3 gesichert, die auf der Kugel 9 sitzt und deren mittige Öffnung 31 den Stift 2 durch die Kraft der Federn 7 und 8 sichert. Die Befestigungsvorrichtung 1 ist ebenfalls mit einer Löseeinrichtung 6 versehen, die die Unterlegscheibe gegen die Kräfte der Federn 7 und 8 bringt, um den Stift 2 vom Eingriff in dem Loch 31 der Unterlegscheibe 3 zu lösen.As can be seen from the drawings, an embodiment of a fastening device 1 according to the invention consists of a hollow housing 4 with a cover 5, the cavity containing a washer 3, a first spring 7, a second spring 8 and a ball 9. A pin 2, which is introduced through a central hole 44 in the housing and through a central opening or hole 31 in the washer and possibly further through a central hole 51 in the cover, is secured by moving away by the washer 3, which sits on the ball 9 and whose central opening 31 secures the pin 2 by the force of the springs 7 and 8. The fastening device 1 is also provided with a release device 6, which brings the washer against the forces of the springs 7 and 8, to release the pin 2 from engagement in the hole 31 of the washer 3.

Um eine sichere Funktion der Vorrichtung zu erzielen, müssen bestimmte Bedingungen erfüllt sein. Die Kugel 9 sollte in einer Position sein, die im wesentlichen diametral gegenüber der äußeren, ersten Feder 7 ist, die die Verriegelungswirkung der Unterlegscheibe sichert. Die innere, zweite Feder 8 dientIn order to achieve a safe function of the device, certain conditions must be met. The ball 9 should be in a position that is essentially diametrically opposite the outer, first spring 7, which ensures the locking effect of the washer. The inner, second spring 8 serves

dazu, die Unterlegscheibe 3 in Kontakt zu der Kugel 9 zu halten, wenn der Stift eingesetzt ist, so daß keine Umkehrlose in der Verriegelungsfunktion entstehen wird, dadurch bewirkt, daß die Unterlegscheibe von der Kugel zum Deckel hin bewegt wird, wenn der Stift eingesetzt ist. Um diese Funktion zu erfüllen, sollte die zweite Feder 8 nahe der Kugel gelegen sein, vorzugsweise zwischen der Kugel und dem Loch für den Stift und ihre Federkraft sollte wesentlich größer sein als die der ersten Feder 7. Die Federn 7 und sind Spiralfedern, die in ihrer Lage gehalten werden, indem sie in den Deckel gesenkt oder an ihm befestigt sind. Die Federn 7 und 8 können auch aus konischen Spiralfedern bestehen, um die Höhe der Befestigungsvorrichtung zu verringern. Wahlweise können eine oder beide Federn als Blattfedern ausgestaltet sein, bei denen Zungen von einem Federfuß vorspringen, der auf dem Deckel 5 liegt. Es ist ebenfalls möglich, die Federn 7 und 8 durch eine einzige Spiralfeder mit einer geeigneten Dimensionierung und Plazierung, z.B. um das Loch 31, zu ersetzen.to keep the washer 3 in contact with the ball 9 when the pin is inserted so that no backlash will arise in the locking function caused by the washer being moved from the ball to the cover when the pin is inserted. To fulfil this function, the second spring 8 should be located close to the ball, preferably between the ball and the hole for the pin and its spring force should be significantly greater than that of the first spring 7. The springs 7 and 8 are spiral springs which are held in position by being sunk into or attached to the cover. The springs 7 and 8 can also consist of conical spiral springs to reduce the height of the fastening device. Alternatively, one or both springs can be designed as leaf springs in which tongues project from a spring foot which rests on the cover 5. It is also possible to replace the springs 7 and 8 by a single spiral spring with a suitable dimensioning and placement, e.g. around the hole 31.

Darüber hinaus soll die Unterlegscheibe 3 so ausgestaltet sein, daß ihr Mittelloch 31 einen Durchmesser aufweist, der geringfügig größer als der des Stiftes 2 ist. Bei einem Durchmesser des Stiftes 2 von 8 mm und einer Dicke der Unterlegscheibe 3 von 1,5 mm ist es angemessen, daß der Durchmesser des Loches bis zu 0,1 mm größer, vorzugsweise 0,04 bis 0,05 mm größer als der des Stiftes 2 ist.In addition, the washer 3 should be designed so that its central hole 31 has a diameter that is slightly larger than that of the pin 2. With a diameter of the pin 2 of 8 mm and a thickness of the washer 3 of 1.5 mm, it is appropriate that the diameter of the hole is up to 0.1 mm larger, preferably 0.04 to 0.05 mm larger than that of the pin 2.

Es ist die Kombination von einer Kugel 9, an oder auf der die Unterlegscheibe leicht gleiten oder rollen kann, mit der im wesentlichen diametral berührenden Feder 7, an der die Scheibe ebenfalls mit geringer Reibung gleiten kann, die bewirkt, daß die Unterlegscheibe auch dann sicher verriegelt,It is the combination of a ball 9, on or around which the washer can easily slide or roll, with the essentially diametrically contacting spring 7, on which the washer can also slide with little friction, that ensures that the washer is securely locked even when

wenn der Stift mit der Unterlegscheibe relativ zu der Befestigungsvorrichtung gedreht werden. Es ist natürlich ebenfalls möglich, diese anders zu erreichen, als mit der Kugel 9. Diese kann z.B. durch jeden anderen diskreten Berührungspunkt ersetzt werden, der die gleiche Qualität mit oder ohne Schmierung gewähren kann, wie z.B. einer Gleitoberfläche, einer Walze oder ähnliches. Die Berührungspunkte der Federn an der Unterlegscheibe können durch eine Kugel hergestellt werden, eine Lageroberfläche oder auch eine weitere geeignete Ausgestaltung. Als eine Alternative innerhalb des Umfangs dieser Erfindung ist es ebenfalls möglich, obwohl dies einen komplizierteren Aufbau ergibt, die Unterlegscheibe, ihre Berührpunkte und die Federn durch ein Lager in dem Gehäuse zu umgeben, so daß sie sich mit dem Stift drehen können.when the pin with the washer is rotated relative to the fastening device. It is of course also possible to achieve this in a different way than with the ball 9. This can be replaced, for example, by any other discrete contact point that can provide the same quality with or without lubrication, such as a sliding surface, a roller or the like. The contact points of the springs on the washer can be made by a ball, a bearing surface or any other suitable design. As an alternative within the scope of this invention, it is also possible, although this results in a more complicated construction, to surround the washer, its contact points and the springs by a bearing in the housing so that they can rotate with the pin.

Das Gehäuse 4 besteht aus einem Hauptteil 41 mit einem zylindrischen Hohlraum bzw Aussparung 42, mit einem mittigen Loch 44, das sich ebenfalls durch einen mit einem Gewinde versehenen und an der Unterseite des Hauptteils angeordneten Teil 43 erstreckt. Die Wand 45 des Hauptteils erstreckt sich in der Form eines Halbkreises um eine Hälfte der Aussparung 42, bildet aber um die andere Hälfte ein rechteckiges Profil, durch das ein Kanal 48 für die Löseeinrichtung 6 läuft. Der Kanal 48 ist mit seiner Mittellinie an der Unterseite der zylindrischen Aussparung 42 derart angeordnet, daß die Gesamtheit des Kanals für ein Teil innerhalb des Umfangs der Aussparung 42 gelegen ist. Um den oberen Teil der Aussparung 42 ist eine Erweiterung 46 so vorgesehen, daß der Deckel 5 in ihr befestigt werden kann, vorzugsweise durch eine Schnappwirkung. An der Unterseite der Aussparung ist ebenfalls eine Senkung 47 für die Kugel 9 angeordnet. Die Löseeinrichtung 6 besteht aus einer Welle 61, die mitThe housing 4 consists of a main part 41 with a cylindrical cavity or recess 42, with a central hole 44 which also extends through a threaded part 43 arranged on the underside of the main part. The wall 45 of the main part extends in the form of a semicircle around one half of the recess 42, but forms a rectangular profile around the other half through which a channel 48 for the release device 6 runs. The channel 48 is arranged with its center line on the underside of the cylindrical recess 42 such that the entirety of the channel for a part is located within the circumference of the recess 42. Around the upper part of the recess 42 an extension 46 is provided so that the cover 5 can be secured in it, preferably by a snap action. At the underside of the recess there is also arranged a counterbore 47 for the ball 9. The release device 6 consists of a shaft 61, which

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zumindest einem konischen Teil 63 auf einen schmalen Teil von gleichmäßiger Dicke geschliffen ist, rechtwinklig gegenüber der Mitte der Unterlegscheibe 3 angeordnet. Ein Ende des Schaftes 61 ist mit einem Gewinde versehen und mit einer Mutter 65 ausgestattet und eine Hülse 66 und eine Spiralfeder 67 sind zwischen der Mutter 65 und dem Hauptteil 41 des Gehäuses angeordnet. Der Schaft 61 wird gegen die Wirkung der Feder 67 durch eine Schraube 68 zurückgehalten, die an dem Ende des Schaftes angeordnet ist, wobei ihr Kopf rechtwinklig auf dem Gehäuse 4 ruht. Die Funktion der Löseeinrichtung 6 ist derart, daß ihr konischer Teil 63 die Unterlegscheibe 3 anhebt, wenn der Schaft 61 axial durch das Drücken auf die Hülse 66 versetzt wird, wodurch das mittige Loch 31 der Unterlegscheibe seinen Griff auf den Stift 2 löst. Das Ende des Stiftes ist mit einem Gewinde 21 versehen, um an z.B. einem Prothesenansatzstück befestigt zu werden und das Gehäuse 4 mit seinem Gewindeteil 43 kann an einer Prothese befestigt werden, oder umgekehrt.at least one conical part 63 ground to a narrow part of uniform thickness, arranged perpendicular to the center of the washer 3. One end of the shaft 61 is threaded and fitted with a nut 65 and a sleeve 66 and a spiral spring 67 are arranged between the nut 65 and the main part 41 of the housing. The shaft 61 is retained against the action of the spring 67 by a screw 68 arranged at the end of the shaft with its head resting perpendicularly on the housing 4. The function of the release device 6 is such that its conical part 63 lifts the washer 3 when the shaft 61 is axially displaced by pressing on the sleeve 66, whereby the central hole 31 of the washer releases its grip on the pin 2. The end of the pin is provided with a thread 21 in order to be attached to e.g. a prosthetic attachment piece and the housing 4 with its threaded part 43 can be attached to a prosthesis, or vice versa.

Die Erfindung ist nun detailliert unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben worden. Es sind jedoch innerhalb des Umfangs der Erfindung einige Abänderungen möglich, die lediglich durch den Wortsinn der folgenden Ansprüche beschränkt sein sollen. Demzufolge kann, wenn es angemessen ist, der Stift durch eine lange Stange oder ein Rohr ersetzt werden und die Löseeinrichtung kann durch jeden anderen geeigneten Mechanismus ersetzt werden, der die Unterlegscheibe von ihrer geneigten Position in eine Position rechtwinklig zu dem Stift beeinflußt. Die Ausgestaltung des Gehäuses und des Deckels kann natürlich ebenfalls verändert werden.The invention has now been described in detail with reference to a preferred embodiment. However, some modifications are possible within the scope of the invention, which are intended to be limited only by the literal meaning of the following claims. Accordingly, if appropriate, the pin may be replaced by a long rod or tube and the release means may be replaced by any other suitable mechanism which influences the washer from its inclined position to a position perpendicular to the pin. The design of the housing and the cover may of course also be varied.

Claims

• · · I Sayings

1. Device for fastening a prosthesis, for example an artificial leg, to a prosthesis attachment, characterized in that the prosthesis attachment is provided with a smooth cylindrical pin, and that the device includes a fastening device (1) containing a cylindrical channel (31, 44) which can be applied to the pin (2) and a recess with an inclined washer (3) which is kept inclined by spring force in such a way that its central hole (31), which is slightly larger than the diameter of the pin (2), prevents movement of the fastening device in the direction away from the pin, even if the fastening device (1) is rotated about the pin.

2. Device according to claim 1, characterized in that the recess allows the washer (3) to rotate about the pin, and that the spring device (8, 9) which holds the washer inclined is attached to the fastening device (1).

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the fastening device (1) includes a contact point in the form of a ball (9) which can rotate in a recess in the fastening device, and that the washer is supported on the contact point and by a first spring (7) which is applied to the washer

acting mainly opposite the point of contact, is held inclined.

4. Device according to claim 3, characterized in that a second spring (8) is arranged to act on the washer (3) between the ball (9) and the center of the washer (3) with a force greater than that of the first spring.

5. Device for securely mechanically coupling a fastening device on a cylindrical part in the form of a pin, an axle, a piece of pipe or the like, characterized in that the fastening device (1) includes a cylindrical channel (31, 44) which can be applied to the cylindrical part and a recess (42) with an inclined washer (3) held inclined by spring force in such a way that its central hole (31), which is slightly larger than the diameter of the cylindrical part (2), remains permanently attached to it, even if the fastening device (1) is rotated around the cylindrical part (2).

6. Device according to claim 5, characterized in that the fastening device (1) is released by means of a release device which acts on the washer (3) against the spring force so that its inclination decreases.

7. Device according to claim 5 or 6, characterized in that one side of the washer (3) is supported on a single contact point, and that the spring force on the other side

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the washer (3) acts predominantly opposite the contact point.

8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the rotation between the washer and the fastening device takes place with low friction.

9. Device according to claim 8, characterized in that the contact point consists of a ball (9) which can rotate in a recess (47) in the fastening device.

10. Device according to claim 6, characterized in that the release device (6) consists of a shaft (61) with a conical part arranged in such a way that the conical part (63) lifts the washer (3) when the shaft (61) is axially displaced.