DE102023135841A1

DE102023135841A1 - Orthopaedic equipment and hydraulic system

Info

Publication number: DE102023135841A1
Application number: DE102023135841.3A
Authority: DE
Inventors: Thomas West Pickerill; Andreas Bohland; Danijel Djordjevic; Roland Auberger
Original assignee: Otto Bock Healthcare Products GmbH
Current assignee: Otto Bock Healthcare Products GmbH
Priority date: 2023-12-19
Filing date: 2023-12-19
Publication date: 2025-06-26
Also published as: WO2025132398A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine orthopädietechnische Einrichtung (2) mit einem Hydrauliksystem (4) mit einer ersten Hydraulikkammer (6) mit einer ersten Hülle (8), die ein erstes Kammervolumen (9) der ersten Hydraulikkammer (6) begrenzt, und einer zweiten Hydraulikkammer (10), die eine zweite Hülle (12) aufweist, die ein zweites Kammervolumen (13) der zweiten Hydraulikkammer (10) begrenzt, und mit der ersten Hydraulikkammer (6) durch eine Fluidleitung (14) verbunden ist, wobei die erste Hülle (8) einen ersten Abschnitt (16) aufweist, der elastisch ausgebildet ist.

The invention relates to an orthopaedic device (2) with a hydraulic system (4) with a first hydraulic chamber (6) with a first sleeve (8) which delimits a first chamber volume (9) of the first hydraulic chamber (6), and a second hydraulic chamber (10) which has a second sleeve (12) which delimits a second chamber volume (13) of the second hydraulic chamber (10) and is connected to the first hydraulic chamber (6) by a fluid line (14), wherein the first sleeve (8) has a first section (16) which is designed to be elastic.

Description

Die Erfindung betrifft eine orthopädietechnische Einrichtung mit einem Hydrauliksystem mit einer ersten Hydraulikkammer mit einer ersten Hülle, die ein erstes Kammervolumen der ersten Hydraulikkammer begrenzt, und einer zweiten Hydraulikkammer, die eine zweite Hülle aufweist, die ein zweites Kammervolumen der zweiten Hydraulikkammer begrenzt, und mit der ersten Hydraulikkammer durch eine Fluidleitung verbunden ist. Zudem betrifft die Erfindung ein Hydrauliksystem für eine orthopädietechnische Einrichtung.The invention relates to an orthopedic device comprising a hydraulic system with a first hydraulic chamber having a first shell defining a first chamber volume of the first hydraulic chamber, and a second hydraulic chamber having a second shell defining a second chamber volume of the second hydraulic chamber, and connected to the first hydraulic chamber by a fluid line. Furthermore, the invention relates to a hydraulic system for an orthopedic device.

Aus dem Stand der Technik sind orthopädietechnischen Einrichtungen mit einem Hydrauliksystem bekannt. Das Hydrauliksystem weist beispielsweise einen Hydraulikzylinder auf, in dem ein Kolben geführt wird, der eine erste Hydraulikkammer von einer zweiten Hydraulikkammer räumlich trennt. Das Hydrauliksystem kann dabei als Linearhydraulik oder Rotationshydraulik ausgebildet sein. In anderen Hydrauliksystemen sind die beiden Hydraulikkammern in unterschiedlichen Zylindern angeordnet und werden vorzugsweise von jeweils einem bewegbaren Kolben begrenzt. Eine Hydraulikkammer weist ein Kammervolumen auf, dessen Größe in der Regel von wenigstens einem Kolben begrenzt wird und das mit Hydraulikfluid gefüllt ist. Das Kammervolumen wird von einer Hülle begrenzt, die auch als Wand oder Wandung bezeichnet werden könnte. Der Teil des Kolbens, der mit dem Hydraulikfluid in Kontakt kommt, dass sich im Kammervolumen der Hydraulikkammer befindet, bildet einen Teil dieser Hülle. Der Kolben ist vorzugsweise relativ zu einem anderen Teil der Hülle bewegbar, wodurch das Kammervolumen vergrößert oder verkleinert werden kann.Orthopedic devices with a hydraulic system are known from the prior art. The hydraulic system has, for example, a hydraulic cylinder in which a piston is guided, spatially separating a first hydraulic chamber from a second hydraulic chamber. The hydraulic system can be designed as a linear hydraulic system or a rotary hydraulic system. In other hydraulic systems, the two hydraulic chambers are arranged in different cylinders and are preferably each delimited by a movable piston. A hydraulic chamber has a chamber volume, the size of which is usually limited by at least one piston and which is filled with hydraulic fluid. The chamber volume is delimited by a casing, which could also be referred to as a wall or partition. The part of the piston that comes into contact with the hydraulic fluid located in the chamber volume of the hydraulic chamber forms part of this casing. The piston is preferably movable relative to another part of the casing, whereby the chamber volume can be increased or decreased.

Die US 7,572,299 B2 zeigt einen Prothesenfuß mit einem ersten Vorfußelement und einem zweiten Vorfußelement sowie einem ersten Fersenelement und einem zweiten Fersenelement. Zwischen dem ersten Vorfußelement und dem zweiten Vorfußelement ist eine erste Hydraulikkammer mit einer ersten Hülle angeordnet. Zwischen dem ersten Fersenelement und dem zweiten Fersenelement ist eine zweite Hydraulikkammer mit einer zweiten Hülle angeordnet. Die erste Hydraulikkammer und die zweite Hydraulikkammer sind strömungstechnisch miteinander verbunden. Die erste Hülle und die zweite Hülle werden jeweils durch flexible Blasen gebildet. Dadurch können innerhalb der orthopädietechnischen Einrichtung vorhandene Volumina besonders effizient ausgenutzt werden, da sich die geometrische Form der Hülle und damit der entsprechenden Hydraulikkammer an die Volumina anpassen lässt. Sollten sich diese Volumina wie im Stand der Technik bekannt bei der Verwendung der orthopädietechnischen Einrichtung verändern, kann die Hülle aufgrund ihrer Flexibilität dieser Veränderung folgen, solange das vorhandene Volumen ausreichend ist.The US 7,572,299 B2 shows a prosthetic foot with a first forefoot element and a second forefoot element as well as a first heel element and a second heel element. A first hydraulic chamber with a first sleeve is arranged between the first forefoot element and the second forefoot element. A second hydraulic chamber with a second sleeve is arranged between the first heel element and the second heel element. The first hydraulic chamber and the second hydraulic chamber are fluidically connected to one another. The first sleeve and the second sleeve are each formed by flexible bladders. This allows the existing volumes within the orthopedic device to be used particularly efficiently, since the geometric shape of the sleeve and thus of the corresponding hydraulic chamber can be adapted to the volumes. Should these volumes change during use of the orthopedic device, as is known in the prior art, the sleeve can follow this change due to its flexibility, as long as the available volume is sufficient.

Die US 6,820,866 B2 betrifft eine Dämpfungsvorrichtung mit einem äußeren Gehäuse mit einer elastischen Hülle, die mit einem Fluid gefüllt ist und sich in eine mit einem Gas gefüllte Kammer erstreckt. Die Vorrichtung verfügt über einen Kolben, der relativ zur Hülle verschiebbar ist so einen Druck auf das Fluid in der Hülle ausüben kann. Mit steigendem Druck wird das Fluid und damit die Hülle in die gasgefüllte Kammer gedrückt, wodurch das Gas komprimiert wird. Auf diese Weise wird elastisch die wirkende Kraft gedämpft.The US 6,820,866 B2 relates to a damping device comprising an outer housing with an elastic sleeve filled with a fluid and extending into a gas-filled chamber. The device has a piston that can be displaced relative to the sleeve, thus exerting pressure on the fluid in the sleeve. As the pressure increases, the fluid, and thus the sleeve, is forced into the gas-filled chamber, compressing the gas. In this way, the acting force is elastically dampened.

Nachteilig an den bekannten Systemen ist, dass Hydrauliksystems an sich keine elastischen Eigenschaften, wie beispielsweise Federungen oder Dämpfungen, erreichen und deswegen diese Funktionen mit erheblichem konstruktiven und apparativen und damit kostenintensivem Aufwand bereitgestellt werden müssen.A disadvantage of the known systems is that hydraulic systems themselves do not achieve elastic properties, such as suspension or damping, and therefore these functions have to be provided with considerable design and equipment effort and thus cost-intensive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine orthopädietechnische Einrichtung zu entwickeln, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden oder zumindest zu vermindern.The invention is based on the object of developing an orthopaedic device which avoids or at least reduces the disadvantages of the prior art.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch eine orthopädietechnische Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, die sich dadurch auszeichnet, dass die erste Hülle einen ersten Abschnitt aufweist, der elastisch ausgebildet ist.The invention solves the stated problem by an orthopaedic device according to the preamble of claim 1, which is characterized in that the first cover has a first section which is elastic.

Die Kammervolumina sowie die Fluidleitung sind vorzugsweise mit einem Hydraulikfluid gefüllt. Hydrauliksysteme werden in der Regel in einer von zwei Ausgestaltungen verwendet. In der ersten Ausgestaltung, die als passive Ausgestaltung bezeichnet werden kann, wird durch die Bewegung zweier Bauteile der orthopädietechnischen Einrichtung relativ zueinander das Volumen einer der beiden Hydraulikkammern vergrößert und gleichzeitig das Volumen der jeweils anderen Hydraulikkammer verringert. Dadurch wird Hydraulikfluid aus der sich verkleinernden Hydraulikkammer herausgedrückt und in die sich vergrößernde Hydraulikkammer geleitet. Oftmals ist es ausreichend, wenn durch die Bewegung der beiden Bauteile nur das Volumen einer der Hydraulikkammern verkleinert wird. Das dadurch aus der Hydraulikkammer herausgedrückt Hydraulikfluid verschiebt dann in der jeweils anderen Hydraulikkammer einen Teil der Hülle, beispielsweise einen Kolben, und vergrößert so das Kammervolumen der anderen Hydraulikkammer. In diesen passiven Ausgestaltungen ist oftmals ein Ventil in der Fluidleitung angeordnet, durch das ein Strömungswiderstand, den die Fluidleitung dem fließenden Fluid entgegenstellt, eingestellt werden kann. Dadurch wird der Bewegung der beiden Bauteile der orthopädietechnischen Einrichtung ein Widerstand entgegengesetzt, der beispielsweise einstellbar ist, indem die durchströmbare Querschnittsfläche des Ventils einstellbar ist.The chamber volumes and the fluid line are preferably filled with a hydraulic fluid. Hydraulic systems are generally used in one of two configurations. In the first configuration, which can be referred to as a passive configuration, the movement of two components of the orthopedic device relative to one another increases the volume of one of the two hydraulic chambers and simultaneously reduces the volume of the other hydraulic chamber. As a result, hydraulic fluid is forced out of the shrinking hydraulic chamber and into the expanding hydraulic chamber. It is often sufficient if the movement of the two components only reduces the volume of one of the hydraulic chambers. The hydraulic fluid thus forced out of the hydraulic chamber then displaces a part of the casing, for example a piston, in the other hydraulic chamber, thereby increasing the chamber volume of the other hydraulic chamber. In these passive configurations, a valve is often arranged in the fluid line, through which a flow resistance that the fluid line offers to the flowing fluid can be adjusted. This Movement of the two components of the orthopaedic device is counteracted by a resistance which can be adjusted, for example, by adjusting the flow-through cross-sectional area of the valve.

In einer zweiten Ausgestaltung, die als aktive Ausgestaltung bezeichnet werden kann, wird das Fluid aus einer der Hydraulikkammern in die andere Hydraulikkammer durch eine Pumpeinrichtung gepumpt. Dadurch kann beispielsweise durch einen Motor angetrieben das Volumen einer Hydraulikkammer verkleinert und das Volumen der anderen Hydraulikkammer vergrößert werden. Dadurch können zwei gelenkig miteinander verbundene Bauteile bewegt werden. Das Volumen einer Hydraulikkammer wird in der Regel vergrößert oder verkleinert, indem ein Kolben, der einen Teil der Hülle der jeweiligen Hydraulikkammer bildet, verschoben wird. Dieser Kolben ist mit einem der Bauteile der orthopädietechnischen Einrichtung verbunden und sorgt so für die Bewegung. In orthopädietechnischen Einrichtungen gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist das Hydrauliksystem ein aktives oder ein passives Hydrauliksystem.In a second embodiment, which can be referred to as an active embodiment, the fluid is pumped from one of the hydraulic chambers into the other hydraulic chamber by a pumping device. This allows the volume of one hydraulic chamber to be reduced and the volume of the other hydraulic chamber to be increased, for example driven by a motor. This allows two articulated components to be moved. The volume of a hydraulic chamber is generally increased or decreased by displacing a piston, which forms part of the shell of the respective hydraulic chamber. This piston is connected to one of the components of the orthopedic device and thus ensures the movement. In orthopedic devices according to embodiments of the present invention, the hydraulic system is an active or a passive hydraulic system.

Ein Hydrauliksystem, dass über eine Pumpeinrichtung verfügt und dementsprechend als aktive Ausgestaltung angesehen werden kann, kann selbst verständlich auch passiv betrieben werden, indem es das Hydrauliksystem erlaubt, durch die Bewegung zweier Bauteile der orthopädietechnischen Einrichtung die Kammervolumina der beiden Hydraulikkammern zu verändern.A hydraulic system that has a pumping device and can therefore be regarded as an active design can of course also be operated passively, in that the hydraulic system allows the chamber volumes of the two hydraulic chambers to be changed by moving two components of the orthopaedic device.

Bei Hydrauliksystem aus dem Stand der Technik kann eine Bewegung der Kolben oder anderer beweglicher Bauteile relativ zueinander, durch deren Bewegung die Größe eines Kammervolumens oder beider Kammervolumina verändert werden kann, dadurch verhindert werden, dass die Fluidleitung verschlossen wird. Wenn es nicht möglich ist, Hydraulikfluid aus einer Hydraulikkammer in die andere Hydraulikkammer zu leiten, können die Kammervolumina sich nicht verändern und eine Bewegung ist ausgeschlossen. Bei einer erfindungsgemäßen Einrichtung ist dies zumindest für die erste Hydraulikkammer anders. Sie verfügt über eine Hülle mit einem ersten Abschnitt, der elastisch ausgebildet ist. Eine von außen auf die Hülle wirkende Kraft, beispielsweise eine Druckkraft, kann also eine elastische Verformung dieses ersten Abschnittes zur Folge haben, wodurch die geometrische Form und/oder die Größe des Kammervolumens der ersten Hydraulikkammer veränderbar ist. Vorzugsweise wird ein Teil der ersten Hülle der ersten Hydraulikkammer durch einen Kolben gebildet, der relativ zu einem anderen Teil der ersten Hülle, vorzugsweise relativ zum Rest der ersten Hülle, verschieblich ist. Er ist beispielsweise mit einem Gelenkteil der orthopädietechnischen Einrichtung verbunden. Wirkt nun von außen eine Kraft, beispielsweise in Form eines Kraftstoßes, auf den Kolben oder auf das mit ihm verbundene Gelenkteil, kann der Kolben relativ zum anderen Teil der ersten Hülle verschoben werden, da der erste Abschnitt der ersten Hülle durch seine Elastizität das durch die Verschiebung des Kolbens verdrängte Fluid aufnehmen kann. Da der erste Abschnitt elastisch ausgebildet ist, entsteht dadurch eine Rückstellkraft, die den Kolben wieder in seine ursprüngliche Position zurückbewegt, sobald die von außen wirkende Kraft nicht mehr vorhanden ist.In prior art hydraulic systems, movement of the pistons or other movable components relative to one another, by whose movement the size of one or both chamber volumes can be changed, can be prevented by closing the fluid line. If it is not possible to conduct hydraulic fluid from one hydraulic chamber into the other, the chamber volumes cannot change and movement is excluded. In a device according to the invention, this is different, at least for the first hydraulic chamber. It has a casing with a first section that is elastic. An external force acting on the casing, for example a compressive force, can therefore result in an elastic deformation of this first section, whereby the geometric shape and/or the size of the chamber volume of the first hydraulic chamber can be changed. Preferably, a part of the first casing of the first hydraulic chamber is formed by a piston that is displaceable relative to another part of the first casing, preferably relative to the remainder of the first casing. It is connected, for example, to a joint part of the orthopedic device. If an external force, for example in the form of an impulse, acts on the piston or the joint part connected to it, the piston can be displaced relative to the other part of the first sleeve, since the elasticity of the first section of the first sleeve allows it to absorb the fluid displaced by the piston's displacement. Since the first section is elastic, this creates a restoring force that moves the piston back to its original position as soon as the external force is no longer present.

Eine solche Kombination aus Hydrauliksystem und elastischen Eigenschaften konnte bisher nur durch einen hohen konstruktiven Aufwand erreicht werden, wie dies beispielsweise in der DE 10 2021 132 201 A1 beschrieben ist. Dort werden mehrere Hydraulikkammern, die aufwendig miteinander verbunden werden müssen, verwendet, um eine elastische bewegbare um eine hydraulisch feststehende Grundstellung eines Gelenkes zu erreichen. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer orthopädietechnischen Einrichtung und deren Hydrauliksystems ist dies durch deutlich einfachere Mittel möglich.Such a combination of hydraulic system and elastic properties could previously only be achieved through a high level of design effort, as is the case, for example, in the DE 10 2021 132 201 A1 There, several hydraulic chambers, which require complex interconnection, are used to achieve an elastically movable joint around a hydraulically fixed basic position. The inventive design of an orthopedic device and its hydraulic system makes this possible using significantly simpler means.

Der elastisch ausgebildete Abschnitt ist vorzugsweise aus einem elastischen Material, beispielsweise Elastomere, insbesondere Polyurethanschäume, Polymere oder Schäume hergestellt. Elastische Materialien weisen vorzugsweise einen Elastizitätsmodul von höchstens 5000 MPa, vorzugsweise höchstens 4500 MPa, besonders bevorzugt höchstens 4000 MPa auf. Vorzugsweise beträgt der Elastizitätsmodul wenigstens 10 MPa, bevorzugt wenigsten 50 MPa, besonders bevorzugt wenigstens 100 MPa. Der elastisch ausgebildete Abschnitt ist beispielsweise aus einem elastomerbasierten Faserverbundwerkstoff hergestellt. Bei diesen Werkstoffen kann die Elastizität durch die verwendeten Fasern begrenzt werden, so dass ein progressives Federverhalten erreicht werden kann.The elastically configured section is preferably made of an elastic material, for example, elastomers, in particular polyurethane foams, polymers, or foams. Elastic materials preferably have a modulus of elasticity of at most 5000 MPa, preferably at most 4500 MPa, particularly preferably at most 4000 MPa. The modulus of elasticity is preferably at least 10 MPa, preferably at least 50 MPa, particularly preferably at least 100 MPa. The elastically configured section is made, for example, of an elastomer-based fiber composite material. With these materials, the elasticity can be limited by the fibers used, so that a progressive spring behavior can be achieved.

Alternativ dazu wird als Material, aus dem der elastisch ausgebildete Abschnitt hergestellt ist, ein Material mit einem Elastizitätsmodul von mehr als 5000 MPa, bevorzugt mehr als 7500 MPa, besonders bevorzugt mehr als 10000 MPa verwendet.Alternatively, a material having a modulus of elasticity of more than 5000 MPa, preferably more than 7500 MPa, particularly preferably more than 10000 MPa, is used as the material from which the elastically formed portion is made.

Vorzugsweise erstreckt sich der erste Abschnitt über die gesamte erste Hülle, sodass die erste Hülle der ersten Hydraulikkammer vollständig elastisch ausgebildet ist. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die erste Hydraulikkammer beispielsweise als Ausgleichsvolumen ausgebildet ist und somit kein Kolben vorhanden ist, der einen Teil der ersten Hülle bildet und dessen Verschiebung eine Veränderung der Größe des Kammervolumen zur Folge hat. Selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, die erste Hülle vollständig elastisch auszubilden und dennoch einen Kolben zu verwenden, der einen Teil dieser Hülle bildet. Vorzugsweise ist der Teil der Hülle, der durch den Kolben gebildet wird, nicht elastisch ausgebildet. Dann ist nur der Teil der Hülle, der nicht durch den Kolben gebildet wird, elastisch. Die gesamte erste Hülle kann auch dann elastisch ausgebildet sein, wenn kein Kolben vorhanden ist, der Teil der Hülle ist, sondern die Verringerung oder Vergrößerung des jeweiligen Kammervolumens durch von außen auf die Hülle wirkende Bauteile erreicht wird. So ist es beispielsweise möglich, eine Hydraulikkammer zwischen zwei Bauteilen zu positionieren, die sich beim Bewegen eines Gelenkes aufeinander zu bewegen und so das Kammervolumen der sich zwischen den beiden Bauteilen befinden Hydraulikkammer reduzieren.Preferably, the first section extends over the entire first shell, so that the first shell of the first hydraulic chamber is completely elastic. This is particularly advantageous if the first hydraulic chamber is designed, for example, as a compensating volume and thus there is no piston that forms part of the first shell and whose displacement results in a change in the size of the chamber volume. Of course, however, it is also It is possible to make the first shell completely elastic and yet use a piston that forms part of this shell. Preferably, the part of the shell that is formed by the piston is not elastic. Then only the part of the shell that is not formed by the piston is elastic. The entire first shell can be elastic even if there is no piston that is part of the shell, but rather the reduction or increase in the respective chamber volume is achieved by components acting on the shell from the outside. For example, it is possible to position a hydraulic chamber between two components that move towards each other when a joint is moved, thus reducing the chamber volume of the hydraulic chamber located between the two components.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die zweite Hülle einen zweiten Abschnitt auf, der elastisch ausgebildet ist. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die orthopädietechnische Einrichtung Bauteile aufweist, deren Bewegung relativ zueinander dazu führt, dass Hydraulikfluid aus einer Hydraulikkammer in die andere Hydraulikkammer geleitet wird, weil das Volumen einer Hydraulikkammer zunimmt und das Volumen der anderen Hydraulikkammer abnimmt. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn sowohl ein Teil der ersten Hülle als auch ein Teil der zweiten Hülle durch einen verschiebbaren Kolben gebildet werden. Vorzugsweise sind diese Kolben mit den beiden beschriebenen Bauteilen verbunden sind. In einer besonders einfachen Ausgestaltung befinden sich die beiden Hydraulikkammern in einem gemeinsamen Gehäuse, in dem sich ein verschiebbarer Kolben befindet, der einen Teil beider Hüllen bildet und somit sowohl die erste Hydraulikkammer als auch die zweite Hydraulikkammer begrenzt. Wird in einer solchen Ausgestaltung die Fluidleitung beispielsweise durch ein Ventil geschlossen, ist es nicht ausreichend, wenn nur die erste Hülle einen elastisch ausgebildeten ersten Abschnitt aufweist, um den Kolben zu verschieben. Dadurch könnte zwar der Kolben so verschoben werden, dass der erste Abschnitt elastisch aufgeweitet oder komprimiert wird. Da dies jedoch gleichzeitig eine Veränderung des Volumens der zweiten Hydraulikkammer zur Folge hätte, muss auch hier ein elastischer Abschnitt, in diesem Fall der zweite elastische Abschnitt, vorhanden sein. Soll nur eine elastische Verformbarkeit der ersten Hülle erreicht werden, ist es selbstverständlich ausreichend, nur diese mit einem elastischen Anteil auszustatten.In a preferred embodiment, the second sleeve has a second section that is elastically designed. This is particularly advantageous when the orthopedic device has components whose movement relative to one another leads to hydraulic fluid being directed from one hydraulic chamber into the other hydraulic chamber because the volume of one hydraulic chamber increases and the volume of the other hydraulic chamber decreases. This is the case, for example, when both a part of the first sleeve and a part of the second sleeve are formed by a displaceable piston. These pistons are preferably connected to the two described components. In a particularly simple embodiment, the two hydraulic chambers are located in a common housing in which a displaceable piston is located, which forms a part of both sleeves and thus delimits both the first hydraulic chamber and the second hydraulic chamber. If, in such a configuration, the fluid line is closed, for example by a valve, it is not sufficient if only the first sleeve has an elastically designed first section to displace the piston. This could indeed displace the piston in such a way that the first section is elastically expanded or compressed. However, since this would simultaneously result in a change in the volume of the second hydraulic chamber, an elastic section, in this case the second elastic section, must also be present here. If only elastic deformability of the first shell is to be achieved, it is of course sufficient to equip only this with an elastic component.

Wird die Fluidleitung durch ein Ventil geschlossen, ist es nicht mehr möglich, Hydraulikfluid aus der ersten Hydraulikkammer in die zweite Hydraulikkammer oder umgekehrt zu leiten. Dadurch wird eine Null-Position des Hydrauliksystems und vorzugsweise auch von mit dem Hydrauliksystem verbundenen Bauteilen, die vorzugsweise schwenkbar miteinander verbunden sind, definiert. Durch von außen auf die Bauteile wirkende Kräfte können diese Bauteile relativ zueinander bewegt und die elastischen Abschnitte entsprechend aufgeweitet oder komprimiert werden. Durch die Elastizität entstehen Rückstellkräfte, die die Bauteile nach dem Wegfall der von außen wirkenden Kraft in die Null-Position des Hydrauliksystems zurück bewegen.If the fluid line is closed by a valve, it is no longer possible to direct hydraulic fluid from the first hydraulic chamber into the second hydraulic chamber or vice versa. This defines a zero position of the hydraulic system and preferably also of components connected to the hydraulic system, which are preferably pivotally connected to one another. External forces acting on the components can move these components relative to one another, and the elastic sections can be expanded or compressed accordingly. This elasticity creates restoring forces that move the components back to the zero position of the hydraulic system once the external force is removed.

Vorzugsweise erstreckt sich der zweite Abschnitt über die gesamte zweite Hülle, sodass die zweite Hülle der zweiten Hydraulikkammer vollständig elastisch ausgebildet ist. Vorzugsweise ist der Teil der Hülle, der durch den Kolben gebildet wird, nicht elastisch ausgebildet. Dann ist nur der Teil der Hülle, der nicht durch den Kolben gebildet wird, elastisch.Preferably, the second section extends over the entire second shell, so that the second shell of the second hydraulic chamber is completely elastic. Preferably, the part of the shell formed by the piston is not elastic. Then, only the part of the shell not formed by the piston is elastic.

Vorzugsweise ist der erste Abschnitt und/oder der zweite Abschnitt aus einem nichtlinear elastischen Material, besonders bevorzugt aus einem visko-elastischen Material, hergestellt. Je nach elastischem Verhalten, beispielsweise dem Verlauf der Spannung-Dehnungs-Kennlinie, kann für die jeweilige Anwendung das möglichst geeignete elastische Material ausgewählt werden.Preferably, the first section and/or the second section are made of a nonlinear elastic material, particularly preferably a viscoelastic material. Depending on the elastic behavior, for example, the stress-strain curve, the most suitable elastic material can be selected for the respective application.

Bevorzugt weist das Hydrauliksystem einen Linearaktuator mit einem Kolben, der die erste Hydraulikkammer und die zweite Hydraulikkammer voneinander trennt, oder eine Rotationshydraulik mit einem Schwenkkolben, der die erste Hydraulikkammer und die zweite Hydraulikkammer voneinander trennt, auf.Preferably, the hydraulic system comprises a linear actuator with a piston that separates the first hydraulic chamber and the second hydraulic chamber from each other, or a rotary hydraulic system with a pivoting piston that separates the first hydraulic chamber and the second hydraulic chamber from each other.

Vorteilhafterweise weisen der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt unterschiedliche Steifigkeiten auf. Dadurch wird erreicht, dass die elastische Verformung des ersten Abschnittes und des zweiten Abschnittes bei identischer von außen wirkender Kraft unterschiedlich groß ist. Dies ist beispielsweise von Vorteil, wenn die orthopädietechnische Einrichtung ein Prothesenfuß ist und die Verformung des ersten Abschnittes und des zweiten Abschnittes auftritt, wenn eine von außen wirkende Kraft einen Fußteil des Prothesenfußes relativ zum Unterschenkelteil des Prothesenfußes verschwenkt. Dazu ist es von Vorteil, für den ersten Abschnitt und den zweiten Abschnitt unterschiedliche elastisch Materialien zu verwenden. Alternativ dazu weisen der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt die gleiche Steifigkeit auf.Advantageously, the first section and the second section have different stiffnesses. This ensures that the elastic deformation of the first section and the second section is different when the external force is identical. This is advantageous, for example, if the orthopedic device is a prosthetic foot and the deformation of the first section and the second section occurs when an external force pivots a foot part of the prosthetic foot relative to the lower leg part of the prosthetic foot. For this purpose, it is advantageous to use different elastic materials for the first section and the second section. Alternatively, the first section and the second section have the same stiffness.

Vorzugsweise ist in der Fluidleitung wenigstens ein steuerbares Ventil angeordnet, durch das ein Strömungswiderstand durch die Fluidleitung bevorzugt stufenlos einstellbar ist. Bevorzugt ist der Strömungswiderstand für unterschiedliche Strömungsrichtungen unterschiedlich einstellbar. Vorzugsweise weist die orthopädietechnische Einrichtung eine Einstelleinrichtung auf, die eingerichtet ist zum Einstellen des Strömungswiderstandes des wenigstens einen Ventils in wenigstens einer Richtung. Bevorzugt ist der Strömungswiderstand mittels eines Elektromotors einstellbar. Alternativ oder ergänzend dazu ist der Strömungswiderstand manuell einstellbar.Preferably, at least one controllable valve is arranged in the fluid line, by means of which a flow resistance through the fluid line can be adjusted, preferably continuously. Preferably, the flow resistance can be adjusted differently for different flow directions. Preferably, the orthopedic device comprises an adjustment device configured to adjust the flow resistance of the at least one valve in at least one direction. Preferably, the flow resistance is adjustable by means of an electric motor. Alternatively or additionally, the flow resistance can be adjusted manually.

Vorteilhafterweise ist das Ventil in eine geschlossene Position bringbar. In dieser geschlossenen Position ist auch die Fluidleitung geschlossen und es ist nicht mehr möglich, Fluid aus einer der Hydraulikkammern in die jeweils andere Hydraulikkammer durch die Fluidleitung zu leiten. Dennoch ist es aufgrund der elastischen Eigenschaften des ersten Abschnittes und/oder des zweiten Abschnittes möglich, die geometrische Gestalt des Kammervolumen und der Hydraulikkammer zu verändern und so beispielsweise eine Bewegung von Bauteilen der orthopädietechnischen Einrichtung relativ zueinander zu ermöglichen. Aufgrund der elastischen Ausgestaltung des ersten Abschnitts der ersten Hülle und/oder des zweiten Abschnitts der zweiten Hülle kommt es zu der bereits beschriebenen Rückstellkraft, die die entsprechenden Bauteile der orthopädietechnischen Einrichtung in die Ausgangsposition zurückbewegt.Advantageously, the valve can be brought into a closed position. In this closed position, the fluid line is also closed and it is no longer possible to conduct fluid from one of the hydraulic chambers into the other hydraulic chamber through the fluid line. Nevertheless, due to the elastic properties of the first section and/or the second section, it is possible to change the geometric shape of the chamber volume and the hydraulic chamber and thus, for example, enable movement of components of the orthopedic device relative to one another. Due to the elastic design of the first section of the first sleeve and/or the second section of the second sleeve, the previously described restoring force occurs, which moves the corresponding components of the orthopedic device back to their original position.

Alternativ oder ergänzend dazu ist in der Fluidleitung ein nicht steuerbares Ventil und/oder eine nicht steuerbare Drossel angeordnet. Es besteht auch die Möglichkeit, dass in der Fluidleitung kein Ventil und keine Drossel angeordnet sind.Alternatively or additionally, a non-controllable valve and/or a non-controllable throttle is arranged in the fluid line. It is also possible for no valve or throttle to be arranged in the fluid line.

Bevorzugt ist das wenigstens eine Ventil als Drosselventil, Sperrventil oder Magnetventil ausgeführt. Vorzugsweise ist das wenigstens eine Ventil elektronisch ansteuerbar. Alternativ dazu ist das wenigstens eine Ventil manuell ansteuerbar. Dem Ventil ist vorzugsweise eine mechanisch und/oder elektronisch einstellbare Drossel vorgeschaltet.Preferably, the at least one valve is designed as a throttle valve, shut-off valve, or solenoid valve. Preferably, the at least one valve is electronically controllable. Alternatively, the at least one valve is manually controllable. A mechanically and/or electronically adjustable throttle is preferably connected upstream of the valve.

Bevorzugt ist in der Fluidleitung wenigstens ein zu dem wenigstens einen Ventil parallel geschaltetes Rückschlagventil angeordnet. Durch diese Ausgestaltung wird ein richtungsabhängiger Strömungswiderstand realisiert. Besonders bevorzugt sind in der Fluidleitung zwei Ventile mit jeweils einem parallel geschalteten Rückschlagventil angeordnet. Die beiden Rückschlagventile wirken dabei in unterschiedliche Richtungen. Eines der beiden Rückschlagventile erlaubt den Durchfluss von der ersten Hydraulikkammer in die zweiten Hydraulikkammer, verhindert jedoch einen Durchfluss in die entgegengesetzte Richtung. Das andere der beiden Rückschlagventile wirkt in die entgegengesetzte Richtung. Es erlaubt also den Durchfluss von der zweiten Hydraulikkammer in die erste Hydraulikkammer und verhindert den Durchfluss in die entgegengesetzte Richtung. In die von dem jeweiligen Rückschlagventil nicht erlaubte Durchflussrichtung muss das Fluid also durch das parallel geschaltete Ventil fließen und damit gegen den von diesem Ventil erzeugten Strömungswiderstand.Preferably, at least one check valve connected in parallel to the at least one valve is arranged in the fluid line. This configuration creates a direction-dependent flow resistance. Particularly preferably, two valves, each with a check valve connected in parallel, are arranged in the fluid line. The two check valves act in different directions. One of the two check valves allows flow from the first hydraulic chamber into the second hydraulic chamber, but prevents flow in the opposite direction. The other of the two check valves acts in the opposite direction. It therefore allows flow from the second hydraulic chamber into the first hydraulic chamber and prevents flow in the opposite direction. In the flow direction not permitted by the respective check valve, the fluid must therefore flow through the parallel-connected valve and thus against the flow resistance generated by this valve.

Vorteilhafterweise ist die erste Hydraulikkammer oder die zweite Hydraulikkammer oder eine weitere Hydraulikkammer als Kompensationsvolumen ausgebildet. Ein Kompensationsvolumen dient beispielsweise als Auffangbehälter für Hydraulikfluid. Es ist beispielsweise dann von Vorteil, wenn sich das Gesamtvolumen des restlichen Hydrauliksystems, also des Hydrauliksystems ohne das Kompensationsvolumen, ändert. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn sich ein Kolben verschiebt, der eine Kolbenstange aufweist, die durch eine Hydraulikkammer verläuft. Dadurch kann das Volumen einer Hydraulikkammer stärker zunehmen als das Volumen einer anderen Hydraulikkammer abnimmt, oder umgekehrt. Im ersten Fall nimmt das Gesamtvolumen des restlichen Hydrauliksystems zu und es wird Hydraulikfluid aus dem Kompensationsvolumen entfernt und das restliche Hydrauliksystem eingespeist. Im zweiten Fall nimmt das Gesamtvolumen des restlichen Hydrauliksystems zu und es wird Fluid in das Kompensationsvolumen eingelagert.Advantageously, the first hydraulic chamber or the second hydraulic chamber or a further hydraulic chamber is designed as a compensation volume. A compensation volume serves, for example, as a collecting container for hydraulic fluid. It is advantageous, for example, if the total volume of the rest of the hydraulic system, i.e. the hydraulic system without the compensation volume, changes. This is the case, for example, if a piston moves which has a piston rod that runs through a hydraulic chamber. This can cause the volume of one hydraulic chamber to increase more than the volume of another hydraulic chamber decreases, or vice versa. In the first case, the total volume of the rest of the hydraulic system increases and hydraulic fluid is removed from the compensation volume and fed into the rest of the hydraulic system. In the second case, the total volume of the rest of the hydraulic system increases and fluid is stored in the compensation volume.

Das Kompensationsvolumen ist zudem von Vorteil, wenn sich beispielsweise aufgrund thermischer Ausdehnung das Gesamtvolumen des im restlichen Hydrauliksystem befindlichen Hydraulikfluids ändert.The compensation volume is also advantageous if, for example, the total volume of the hydraulic fluid in the rest of the hydraulic system changes due to thermal expansion.

Eine Weiterbildung der Erfindung weist wenigstens ein Überlastschutzelement auf, das derart angeordnet und eingerichtet ist, dass es die maximale Dehnung des ersten Abschnitts begrenzt, indem es die Ausdehnung der ersten Hydraulikkammer in wenigstens einer Richtung limitiert. Das Überlastschutzelement ist beispielsweise als Gehäuse ausgebildet, in dem sich die erste Hülle zumindest teilweise, vorzugsweise jedoch vollständig, befindet. Das Gehäuse ist beispielsweise aus einem Metall hergestellt. Bevorzugt ist eine elastische Hydraulikkammer in einem Innenraum eines Überlastschutzelementes angeordnet, wobei das Überlastschutzelement in diesem Fall vorzugsweise wenigstens eine Entlüftungsöffnung zum Entlüften des Innenraums aufweist. Alternativ oder ergänzend dazu weist das Überlastschutzelement wenigstens einen Anschlag zum Begrenzen der Ausdehnung der ersten Hydraulikkammer in wenigstens einer Richtung auf. Durch ein Überlastschutzelement wird zudem die maximale mechanische Belastung des ersten Abschnittes der ersten Hydraulikkammer konstruktiv limitiert.A further development of the invention has at least one overload protection element which is arranged and configured such that it limits the maximum expansion of the first section by limiting the expansion of the first hydraulic chamber in at least one direction. The overload protection element is designed, for example, as a housing in which the first shell is located at least partially, but preferably completely. The housing is made, for example, from a metal. An elastic hydraulic chamber is preferably arranged in an interior space of an overload protection element, wherein the overload protection element in this case preferably has at least one vent opening for venting the interior space. Alternatively or additionally, the overload protection element has at least one stop for limiting the expansion of the first hydraulic chamber in at least one direction. An overload protection element also structurally limits the maximum mechanical load on the first section of the first hydraulic chamber.

Vorzugsweise weist die orthopädietechnische Einrichtung wenigstens ein weiteres Überlastschutzelement auf, das derart angeordnet und eingerichtet ist, dass es die maximale Dehnung des zweiten Abschnitts begrenzt. Vorzugsweise begrenzt es die, Ausdehnung der zweiten Hydraulikkammer in wenigstens einer Richtung.Preferably, the orthopaedic device has at least one further overload protection element which is arranged and inserted in such a way is designed to limit the maximum expansion of the second section. Preferably, it limits the expansion of the second hydraulic chamber in at least one direction.

Vorzugsweise ist der erste Abschnitt und/oder der zweite Abschnitt in einem unbelasteten Zustand der orthopädietechnischen Einrichtung vorgespannt. Bevorzugt ist die Vorspannung des ersten Abschnittes und/oder des zweiten Abschnittes einstellbar. Vorzugsweise ist die Vorspannung des ersten Abschnittes und/oder des zweiten Abschnittes automatisch einstellbar. Alternativ oder ergänzend dazu ist die Vorspannung des ersten Abschnittes und/oder des zweiten Abschnittes manuell einstellbar.Preferably, the first section and/or the second section are prestressed in an unloaded state of the orthopedic device. Preferably, the prestress of the first section and/or the second section is adjustable. Preferably, the prestress of the first section and/or the second section is automatically adjustable. Alternatively or additionally, the prestress of the first section and/or the second section is manually adjustable.

Bevorzugt weist die orthopädietechnische Einrichtung eine Fußprothese mit einer Federanordnung auf, die sich von einem Fersenbereich bis zu einem Vorfußbereich erstreckt. Die Federanordnung weist eine Distalfeder und eine Proximalfeder auf, die proximal zu der Distalfeder angeordnet ist. Die erste Hydraulikkammer ist vorzugsweise im Fersenbereich zwischen der Distalfeder und der Proximalfeder angeordnet ist. Bei einem Fersenauftritt wird daher ein Druck auf die erste Hydraulikkammer ausgeübt. Vorzugsweise sind die Proximalfeder und/oder die Distalfeder als Blattfedern ausgebildet oder weisen jeweils wenigstens eine Blattfeder auf. Bevorzugt sind die Proximalfeder und die Distalfeder in einem anterioren Bereich, beispielsweise im Vorfußbereich aneinander festgelegt. Die erste Hydraulikkammer ist vorzugsweise an der Proximalfeder und/oder der Distalfeder befestigt, beispielsweise formschlüssig oder kraftschlüssig befestigt oder angeklebt. Es kann vorteilhaft sein, wenn die erste Hydraulikkammer nicht an der Proximalfeder befestigt ist, sodass die Proximalfeder von der ersten Hydraulikkammer abheben kann.The orthopedic device preferably comprises a foot prosthesis with a spring arrangement that extends from a heel region to a forefoot region. The spring arrangement comprises a distal spring and a proximal spring arranged proximally to the distal spring. The first hydraulic chamber is preferably arranged in the heel region between the distal spring and the proximal spring. When the heel strikes, pressure is therefore exerted on the first hydraulic chamber. The proximal spring and/or the distal spring are preferably designed as leaf springs or each have at least one leaf spring. The proximal spring and the distal spring are preferably fixed to one another in an anterior region, for example in the forefoot region. The first hydraulic chamber is preferably attached to the proximal spring and/or the distal spring, for example, fastened or adhesively bonded in a form-fitting or force-fitting manner. It can be advantageous if the first hydraulic chamber is not attached to the proximal spring, so that the proximal spring can lift off from the first hydraulic chamber.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist um einen Fersenbereich der Proximalfeder und der Distalfeder ein Gurt geführt, der einen maximalen Abstand, den der Fersenbereich der Proximalfeder von dem Fersenbereich der Distalfeder einnehmen kann, begrenzt. Damit ist auch die maximale Ausdehnung des ersten Abschnittes in zumindest einer Richtung, vorzugweise jedoch in allen Richtungen vorgegeben und begrenzt. Vorzugsweise ist die Länge des Gurtes und die Menge des in dem Hydrauliksystem enthaltenen Fluids so gewählt, dass in der ersten Hydraulikkammer, vorzugsweise in dem gesamten Hydrauliksystem, ein vorbestimmter Druck herrscht. Dies hat zur Folge, dass der erste Abschnitt der ersten Hülle der ersten Hydraulikkammer eine vorbestimmte Vorspannung aufweist, die durch den vorbestimmten Druck hervorgerufen wird.In a preferred embodiment, a belt is guided around a heel region of the proximal spring and the distal spring, which belt limits the maximum distance that the heel region of the proximal spring can assume from the heel region of the distal spring. This also predetermines and limits the maximum extension of the first section in at least one direction, but preferably in all directions. Preferably, the length of the belt and the quantity of fluid contained in the hydraulic system are selected such that a predetermined pressure prevails in the first hydraulic chamber, preferably in the entire hydraulic system. This results in the first section of the first shell of the first hydraulic chamber having a predetermined pretension caused by the predetermined pressure.

Die zweite Hydraulikkammer ist vorzugsweise nicht im Fersenbereich zwischen der Proximalfeder und der Distalfeder angeordnet und besonders bevorzugt auch nicht von dem Gurt umgeben. Sie ist bevorzugt im Fersenbereich des Prothesenfußes angeordnet, jedoch auf der der ersten Hydraulikkammer abgewandten Seite der Proximalfeder. Steht der Prothesenfuß auf einem horizontalen Boden, ist die erste Hydraulikkammer in diesem Ausführungsbeispiel unterhalb und die zweite Hydraulikkammer oberhalb der Proximalfeder angeordnet, wobei jedoch beide Hydraulikkammern im Fersenbereich der Proximalfeder angeordnet sind.The second hydraulic chamber is preferably not located in the heel area between the proximal spring and the distal spring, and particularly preferably is not surrounded by the strap. It is preferably located in the heel area of the prosthetic foot, but on the side of the proximal spring facing away from the first hydraulic chamber. If the prosthetic foot is on a horizontal floor, the first hydraulic chamber in this embodiment is located below the proximal spring and the second hydraulic chamber is located above it, although both hydraulic chambers are located in the heel area of the proximal spring.

In dieser Ausgestaltung ist es von Vorteil, wenn ein Ventil, das in der Fluidleitung zwischen den beiden Hydraulikkammern angeordnet ist, beim Überrollen über den Vorfuß geöffnet ist, so dass Fluid aus der ersten Hydraulikkammer in die zweite Hydraulikkammer geleitet wird. So wird der zweite Abschnitt der zweiten Hülle der zweiten Hydraulikkammer gedehnt und es wird zusätzliche Energie gespeichert. Bei einer Entlastung strömt das Hydraulikfluid wieder in die erste Hydraulikkammer und gibt diese zusätzliche Energie für den „Push-off“ frei. Beim Fersenauftritt kann in der beschriebenen Ausgestaltung ebenfalls das Ventil geöffnet sein, so dass Fluid aus der ersten Hydraulikkammer in die zweite Hydraulikkammer geleitet wird, so dass auch in diesem Fall zusätzliche Energie in Form elastischer Verformung des zweiten Abschnittes der zweiten Hülle der zweiten Hydraulikkammer gespeichert wird.In this embodiment, it is advantageous if a valve arranged in the fluid line between the two hydraulic chambers is opened when rolling over the forefoot, so that fluid is directed from the first hydraulic chamber into the second hydraulic chamber. In this way, the second section of the second shell of the second hydraulic chamber is expanded and additional energy is stored. When the load is relieved, the hydraulic fluid flows back into the first hydraulic chamber and releases this additional energy for the "push-off". In the described embodiment, the valve can also be open when the heel strikes, so that fluid is directed from the first hydraulic chamber into the second hydraulic chamber, so that in this case too, additional energy is stored in the form of elastic deformation of the second section of the second shell of the second hydraulic chamber.

Vorzugsweise weist die Proximalfeder eine erste Teilfeder und eine zweite Teilfeder auf. Diese erstrecket sich vorzugsweise vom Fersenbereich bis in den Vorfußbereich. Die beiden Teilfedern sind vorzugsweise über einander angeordnet, so dass die erste Teilfeder als distale (untere) Teilfeder und die zweite Teilfeder als proximale (obere) Teilfeder bezeichnet werden kann. Vorzugsweise ist die zweite Hydraulikkammer anterior der ersten Hydraulikkammer und zwischen der ersten Teilfeder der Proximalfeder und der zweiten Teilfeder der Proximalfeder angordnet. Vorzugsweise weist die zweite Hülle in dieser Ausgestaltung den zweiten Abschnitt auf, der elastisch ausgebildet ist. Der zweite Abschnitt wird dann insbesondere bei einer Vorfußbelastung gestaucht, wodurch eine elastische Rückstellkraft bereitgestellt wird.The proximal spring preferably has a first partial spring and a second partial spring. This preferably extends from the heel area into the forefoot area. The two partial springs are preferably arranged one above the other, so that the first partial spring can be referred to as the distal (lower) partial spring and the second partial spring as the proximal (upper) partial spring. The second hydraulic chamber is preferably arranged anterior to the first hydraulic chamber and between the first partial spring of the proximal spring and the second partial spring of the proximal spring. In this embodiment, the second sleeve preferably has the second section, which is elastic. The second section is then compressed, in particular when the forefoot is loaded, thereby providing an elastic restoring force.

Bevorzugt ist zwischen der ersten Teilfeder und der zweiten Teilfeder, vorzugsweise posterior der zweiten Hydraulikkammer, beispielsweise im Fersenbereich des Prothesenfußes, ein Kontaktelement angeordnet. Besonders bevorzugt sind die erste Teilfeder und die zweite Teilfeder so ausgebildet und angeordnet, dass sich die zweite Teilfeder bei einer Vorfußbelastung, die beispielsweise während des Abrollens, dem sogenannten Roll-Over, auftritt, von der ersten Teilfeder wegbewegt. In diesem Zustand hebt die zweite Teilfeder dann im Fersenbereich von dem Kontaktelement ab.Preferably, a contact element is arranged between the first partial spring and the second partial spring, preferably posterior to the second hydraulic chamber, for example in the heel region of the prosthetic foot. Particularly preferably, the first partial spring and the second partial spring are designed and arranged such that the second partial spring is able to move under forefoot loading, for example, during the so-called rollover. occurs, is moved away from the first partial spring. In this state, the second partial spring then lifts off the contact element in the heel area.

Eine Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die orthopädietechnische Einrichtung ein Gelenk mit einem ersten Gelenkteil und einem zweiten Gelenkteil, das um eine Schwenkachse schwenkbar an dem ersten Gelenkteil angeordnet ist, aufweist, wobei das Hydrauliksystem derart angeordnet und eingerichtet ist, dass ein Fluid von der ersten Hydraulikkammer in die zweite Hydraulikkammer oder umgekehrt fließt, wenn das erste Gelenkteil relativ zu dem zweiten Gelenkteil verschwenkt wird.A further development of the invention is characterized in that the orthopaedic device has a joint with a first joint part and a second joint part which is arranged on the first joint part so as to be pivotable about a pivot axis, wherein the hydraulic system is arranged and configured such that a fluid flows from the first hydraulic chamber into the second hydraulic chamber or vice versa when the first joint part is pivoted relative to the second joint part.

Vorzugsweise ist das Gelenk ein Hüftgelenk, ein Kniegelenk oder ein Knöchelgelenk einer Orthese oder einer ProthesePreferably, the joint is a hip joint, a knee joint or an ankle joint of an orthosis or a prosthesis

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe zudem durch ein Hydrauliksystem für eine erfindungsgemäße orthopädietechnische Einrichtung.The invention also solves the problem by a hydraulic system for an orthopaedic device according to the invention.

Vorzugsweise sind die erste Hülle der ersten Hydraulikkammer und die zweite Hülle der zweiten Hydraulikkammer einstückig ausgebildet. Alternativ dazu sind die erste Hülle und die zweite Hülle als separate Bauteile ausgeführt.Preferably, the first shell of the first hydraulic chamber and the second shell of the second hydraulic chamber are formed integrally. Alternatively, the first shell and the second shell are designed as separate components.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die erste Hydraulikkammer, die zweite Hydraulikkammer und/oder wenigstens eine weitere Hydraulikkammer als Blattfederkammer in einem Blattfederelement angeordnet ist. Vorzugsweise weist die orthopädietechnische Einrichtung eine Fußprothese mit einem solchen Blattfederelement auf.A further development of the invention provides that the first hydraulic chamber, the second hydraulic chamber, and/or at least one further hydraulic chamber is arranged as a leaf spring chamber in a leaf spring element. The orthopedic device preferably comprises a foot prosthesis with such a leaf spring element.

Ein solches Blattfederelement stellt unabhängig von einer Verwendung in einer orthopädietechnischen Einrichtung eine eigene separate Erfindung dar. Ein solches Blattfederelement ist vorzugsweise eingerichtet zur Verwendung in einer hier beschriebenen orthopädietechnischen Einrichtung.Such a leaf spring element represents a separate invention independent of its use in an orthopedic device. Such a leaf spring element is preferably designed for use in an orthopedic device described here.

Das Blattfederelement weist einen Grundkörper auf. Innerhalb dieses Grundkörpers ist wenigstens ein Hohlraum angeordnet, der die jeweilige Hydraulikkammer bildet. Das den Hohlraum umgebende Material des Grundkörpers bildet die Hülle dieser Hydraulikkammer und ist, da es sich um den Grundkörper eines Blattfederelementes handelt, elastisch ausgebildet. Der Hohlraum ist vorzugsweise ein einzelner Hohlraum, der innerhalb des Grundkörpers angeordnet ist. In einer alternativen Ausgestaltung wird der Hohlraum aus mehreren Teilkammern gebildet, die miteinander fluidtechnisch verbunden sind und gemeinsam die jeweilige Hydraulikkammer bilden. Die einzelnen Teilkammern sind vorzugsweise identisch ausgebildet. Alternativ dazu ist es jedoch auch möglich, unterschiedlich geformte Teilkammern zu verwenden. Die Teilkammern verlaufen vorzugsweise parallel zueinander und entlang der Längserstreckung der Blattfeder. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung verlaufen die Teilkammern äquidistant zueinander, wodurch eine besonders gleichmäßige Beeinflussung der elastischen Eigenschaften des Blattfederelementes hervorgerufen wird.The leaf spring element has a base body. Within this base body, at least one cavity is arranged, which forms the respective hydraulic chamber. The material of the base body surrounding the cavity forms the shell of this hydraulic chamber and, since it is the base body of a leaf spring element, is elastic. The cavity is preferably a single cavity arranged within the base body. In an alternative embodiment, the cavity is formed from several sub-chambers that are fluidically connected to one another and together form the respective hydraulic chamber. The individual sub-chambers are preferably identical. Alternatively, however, it is also possible to use differently shaped sub-chambers. The sub-chambers preferably run parallel to one another and along the longitudinal extent of the leaf spring. In a particularly preferred embodiment, the sub-chambers run equidistant from one another, thereby resulting in a particularly uniform influence on the elastic properties of the leaf spring element.

Vorzugsweise befindet sich der Hohlraum unabhängig davon, ob er als einzelner Hohlraum oder in Form mehrerer Teilkammern ausgebildet ist, auf einer Seite der neutralen Faser. Die neutrale Faser einer Blattfeder ist die gedachte Linie, deren Länge sich beim Biegen der Blattfeder nicht verändert, in der das Material also weder gedehnt noch gestaucht wird. Beim Biegen der Blattfeder verändert sich die Krümmung und der Krümmungsradius der Blattfeder. Dies bedeutet, dass sich für alle gedachten Linien parallel zur neutralen Faser, die sich bezüglich dieses Krümmungsradius radial innen zur neutralen Faser befinden, deren Länge bei steigender Biegung, also abnehmendem Krümmungsradius, abnimmt. Für alle gedachten Linien parallel zur neutralen Faser, die sich radial außen zur neutralen Faser befinden, steigt hingegen in dieser Situation die Länge. Ist der Hohlraum folglich radial innen oder radial außen zur neutralen Faser angeordnet, wird sich beim Biegen der Blattfeder das Volumen des Hohlraums und damit das Kammervolumen der jeweiligen Hydraulikkammer verändern.Preferably, the cavity is located on one side of the neutral fiber, regardless of whether it is designed as a single cavity or in the form of several sub-chambers. The neutral fiber of a leaf spring is the imaginary line whose length does not change when the leaf spring is bent, i.e., the material is neither stretched nor compressed along it. When the leaf spring is bent, the curvature and radius of curvature of the leaf spring change. This means that for all imaginary lines parallel to the neutral fiber that are located radially inward to the neutral fiber with respect to this radius of curvature, their length decreases with increasing bending, i.e. decreasing radius of curvature. For all imaginary lines parallel to the neutral fiber that are located radially outward to the neutral fiber, however, the length increases in this situation. Therefore, if the cavity is located radially inward or radially outward to the neutral fiber, the volume of the cavity and thus the chamber volume of the respective hydraulic chamber will change when the leaf spring is bent.

Wird das Blattfederelement elastisch verformt, kommt es zu einer Veränderung des Volumens wenigstens einer Blattfederkammer, also wenigstens einer in dem Blattfederelement vorhandenen Hydraulikkammer. Dadurch wird entweder Hydraulikfluid aus dieser Kammer herausgedrückt oder in sie hineingezogen. Dazu ist die Blattfederkammer mit einer anderen Hydraulikkammer fluidtechnisch verbunden, die ebenfalls eine Blattfederkammer sein kann, also ebenfalls innerhalb des Blattfederelementes angeordnet sein kann. Es ist auch möglich, eine Hydraulikkammer außerhalb der Blattfeder anzuordnen. Die fluidtechnische Verbindung ist eine Fluidleitung, in der vorzugsweise ein einstellbares Ventil, beispielsweise ein Drosselventil, das auch als Drossel bezeichnet wird, angeordnet ist. Durch eine Betätigung des Drosselventils wird der Strömungswiderstand, der von dem Ventil aufgebaut und dem Fluid entgegengesetzt wird, verändert. Dadurch wird die Federkonstante des Blattfederelementes verändert.If the leaf spring element is elastically deformed, the volume of at least one leaf spring chamber, i.e. at least one hydraulic chamber present in the leaf spring element, changes. This either pushes hydraulic fluid out of this chamber or draws it into it. For this purpose, the leaf spring chamber is fluidically connected to another hydraulic chamber, which can also be a leaf spring chamber and can therefore also be arranged within the leaf spring element. It is also possible to arrange a hydraulic chamber outside the leaf spring. The fluidic connection is a fluid line in which an adjustable valve, for example a throttle valve, which is also referred to as a throttle, is arranged. Actuating the throttle valve changes the flow resistance that is created by the valve and opposes the fluid. This changes the spring constant of the leaf spring element.

Bevorzugt ist ein Grundkörper des Blattfederelementes aus einem faserverstärkten Kunststoff, beispielsweise kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff oder glasfaserverstärktem Kunststoff, hergestellt ist. Vorliegend wird unter einem Blattfederelement eine Blattfeder verstanden, die sich bei den in der Orthopädietechnik, insbesondere der Prothetik und Orthetik, auftretenden Kräften verformt. Diese Kräfte werden durch den Träger der orthopädietechnischen Einrichtung und insbesondere durch sein Körpergewicht und seine Bewegung hervorgerufen.Preferably, a base body of the leaf spring element is made of a fiber-reinforced plastic, for example carbon fiber-reinforced plastic or glass fiber-reinforced plastic. In the present case, a leaf spring element A leaf spring is understood to be a leaf spring that deforms under the forces encountered in orthopedic technology, particularly prosthetics and orthotics. These forces are caused by the wearer of the orthopedic device, particularly by their body weight and movement.

Vorzugsweise ist ein Kammervolumen der wenigstens einen Blattfederkammer zu mehr als 50%, vorzugsweise jedoch vollständig proximal oder distal einer neutralen Faser des Blattfederelementes angeordnet.Preferably, a chamber volume of the at least one leaf spring chamber is arranged more than 50%, but preferably completely, proximal or distal to a neutral fiber of the leaf spring element.

Vorzugsweise ist die wenigstens eine Blattfederkammer durch eine Fluidleitung strömungstechnisch mit einem Kompensationsvolumen verbunden. Vorteilhafterweise ist dann ein Ventil in der Fluidleitung angeordnet. Vorteilhaft an dieser Ausgestaltung ist, dass die Steifigkeit des Blattfederelementes davon abhängig ist, ob sich das Ventil in einer geöffneten Position oder einer geschlossenen Position befindet. Das Blattfederelement stellt eine höhere Steifigkeit bereit, wenn sich das Ventil in der geschlossenen Position befindet, da dann kein Strömen des in dem Kammervolumen der Blattfederkammer befindlichen Fluids in Richtung des Kompensationsvolumens erfolgen kann. Wenn sich das Ventil hingegen in der geöffneten Position befindet, stellt das Blattfederelement eine geringere Steifigkeit bereit.Preferably, the at least one leaf spring chamber is fluidly connected to a compensation volume via a fluid line. Advantageously, a valve is then arranged in the fluid line. The advantage of this configuration is that the stiffness of the leaf spring element depends on whether the valve is in an open or a closed position. The leaf spring element provides greater stiffness when the valve is in the closed position, since then the fluid in the chamber volume of the leaf spring chamber cannot flow towards the compensation volume. When the valve is in the open position, however, the leaf spring element provides less stiffness.

Vorzugsweise sind die erste Hydraulikkammer und die zweite Hydraulikkammer als Blattfederkammern in dem Blattfederelement angeordnet.Preferably, the first hydraulic chamber and the second hydraulic chamber are arranged as leaf spring chambers in the leaf spring element.

Vorzugsweise erstreckt sich das Blattfederelement von einem Fersenbereich bis zu einem Vorfußbereich. Bevorzugt erstreckt sich wenigstens eine Blattfederkammer in dem Blattfederelement von einem Fersenbereich bis zu einem Vorfußbereich. Alternativ oder ergänzend dazu ist wenigstens eine Blattfederkammer im Fersenbereich oder im Vorfußbereich angeordnet.Preferably, the leaf spring element extends from a heel region to a forefoot region. Preferably, at least one leaf spring chamber in the leaf spring element extends from a heel region to a forefoot region. Alternatively or additionally, at least one leaf spring chamber is arranged in the heel region or in the forefoot region.

Das Blattfederelement kann insbesondere die Proximalfeder oder die Distalfeder sein oder eine Teilfeder der Proximalfeder oder der Distalfeder.The leaf spring element can in particular be the proximal spring or the distal spring or a partial spring of the proximal spring or the distal spring.

Vorzugsweise weist wenigstens eine Blattfederkammer in dem Blattfederelement in der Frontalebene einen rechteckigen oder runden Querschnitt auf.Preferably, at least one leaf spring chamber in the leaf spring element has a rectangular or round cross-section in the frontal plane.

Bevorzugt sind zumindest zwei Blattfederkammern, vorzugsweise zwei, vier, sechs oder acht, in dem Blattfederelement angeordnet, wobei vorzugsweise jeweils zwei Blattfederkammern im gleichen Abstand zur neutralen Faser auf gegenüberliegenden Seiten der neutralen Faser angeordnet. Vorzugsweise sind die zwei Blattfederkammern, die im gleichen Abstand zur neutralen Faser auf gegenüberliegenden Seiten der neutralen Faser angeordnet sind, jeweils durch eine Fluidleitung strömungstechnisch miteinander verbunden. Vorzugsweise ist in der Fluidleitung ein Ventil angeordnet, das besonders bevorzugt einstellbar ausgebildet ist, so dass der Durchflusswiderstand durch die Fluidleitung einstellbar ist.Preferably, at least two leaf spring chambers, preferably two, four, six, or eight, are arranged in the leaf spring element, wherein preferably two leaf spring chambers are arranged at the same distance from the neutral fiber on opposite sides of the neutral fiber. Preferably, the two leaf spring chambers, which are arranged at the same distance from the neutral fiber on opposite sides of the neutral fiber, are each fluidically connected to one another by a fluid line. Preferably, a valve is arranged in the fluid line, which valve is particularly preferably adjustable, so that the flow resistance through the fluid line is adjustable.

Vorzugsweise weist die orthopädietechnische Einrichtung mehrere Blattfederelemente mit darin angeordneten Blattfederkammern auf. Bevorzugt sind die erste Hydraulikkammer und die zweite Hydraulikkammer in verschiedenen Blattfederelementen angeordnet. Derartige Blattfederelemente sind bevorzugt als Dorsalfedern in Unterschenkelorthesen eingesetzt.The orthopedic device preferably comprises a plurality of leaf spring elements with leaf spring chambers arranged therein. The first hydraulic chamber and the second hydraulic chamber are preferably arranged in different leaf spring elements. Such leaf spring elements are preferably used as dorsal springs in lower leg orthoses.

Insbesondere für orthopädietechnische Einrichtungen, die zwei zueinander bewegbare, beispielsweise zueinander schwenkbare Bauteile aufweisen, lässt sich der Tragekomfort mit der vorliegenden Erfindung deutlich steigern. Dies soll am Beispiel eines prothetischen Knöchelgelenkes beschrieben werden.Particularly for orthopedic devices that have two components that can be moved relative to one another, for example, pivoted relative to one another, the present invention significantly increases wearing comfort. This will be described using the example of a prosthetic ankle joint.

Knöchelgelenke aus dem Stand der Technik verfügen über eine Hydraulik mit zwei Hydraulikkammern, die durch eine Fluidleitungen verbunden sind, in der sich ein steuerbares Ventil befindet, um den Strömungswiderstand, der dem fließenden Fluid entgegengesetzt wird, einstellen zu können. Das Knöchelgelenk verbindet ein Unterschenkelelement, dass in der Regel als starres Rohr ausgebildet ist, mit einem Fußteil, der in der Regel wenigstens ein Federelement, vorzugsweise jedoch eine Distalfeder und eine Proximalfeder aufweist. Wird ein solches Knöchelgelenk mit der vorliegenden Erfindung ausgestattet, ergeben sich neue Möglichkeiten.Prior art ankle joints feature a hydraulic system with two hydraulic chambers connected by a fluid line containing a controllable valve for adjusting the flow resistance to the flowing fluid. The ankle joint connects a lower leg element, usually designed as a rigid tube, to a foot section, which typically has at least one spring element, but preferably a distal spring and a proximal spring. Equipping such an ankle joint with the present invention opens up new possibilities.

Zu Beginn einer Startphase eines Schrittzyklus wird die Ferse des Fußteils auf den Boden aufgesetzt. Befindet sich die erste Hydraulikkammer zwischen der Distalfeder und der Proximalfeder im Fersenbereich, wird durch den Fersenauftritt ein Druck auf die erste Hydraulikkammer, durch den Hydraulikfluid aus der ersten Hydraulikkammer herausgedrückt wird, sofern das Ventil geöffnet ist. Über den Strömungswiderstand, der diesem fließenden Hydraulikfluid durch das Ventil entgegengesetzt wird, lässt sich die Dämpfung dieser Bewegung einstellen. Vorzugsweise befindet sich die zweite Hydraulikkammer zwischen den beiden Teilfedern der Proximalfeder. Durch das aus der ersten Hydraulikkammer in die zweite Hydraulikkammer gedrückte Fluid dehnt sich die zweite Hydraulikkammer aus und übt so einen Druck auf die beiden Teilfedern der Proximalfeder aus. Dadurch wird die Steifigkeit der Proximalfeder, die durch die beiden Teilfedern gebildet wird, erhöht.At the beginning of the starting phase of a step cycle, the heel of the foot section is placed on the ground. If the first hydraulic chamber is located between the distal spring and the proximal spring in the heel area, the heel strike puts pressure on the first hydraulic chamber, forcing hydraulic fluid out of the first hydraulic chamber if the valve is open. The damping of this movement can be adjusted via the flow resistance that the valve opposes to this flowing hydraulic fluid. Preferably, the second hydraulic chamber is located between the two partial springs of the proximal spring. The fluid forced from the first hydraulic chamber into the second hydraulic chamber causes the second hydraulic chamber to expand and thus exerts pressure on the two partial springs of the proximal spring. This increases the stiffness of the proximal spring, which is formed by the two partial springs.

Vorzugsweise verfügt das Knöchelgelenk, besonders bevorzugt der Fußteil, über wenigstens einen Sensor, durch den ein Bewegungszustand des Trägers des Knöchelgelenkes ermittelt werden kann. Dabei geht es nicht darum, den Bewegungszustand einzelner Bauteile zu erfassen, sondern um den sich über einen längeren Zeitraum erstreckenden Bewegungszustand des Trägers. Dieser kann beispielsweise „Stehen“, „bergauf Gehen“ oder „bergab Gehen“ sein. Diese Bewegungszustände sind aus Sensordaten, beispielsweise Drehmomenten, Knöchelwinkeln und Kräften ermittelbar, was aus dem Stand der Technik prinzipiell bekannt ist. Dazu wird eine elektrische Steuerung, beispielsweise eine elektronische Datenverarbeitungseinrichtung verwendet, die Teil der orthopädietechnischen Einrichtung, vorzugsweise des Knöchelgelenkes ist.Preferably, the ankle joint, particularly preferably the foot part, has at least one sensor by which the movement state of the wearer of the ankle joint can be determined. This does not involve detecting the movement state of individual components, but rather the movement state of the wearer extending over a longer period of time. This can be, for example, "standing,""walkinguphill," or "walking downhill." These movement states can be determined from sensor data, such as torques, ankle angles, and forces, which is known in principle from the prior art. For this purpose, an electrical control system, such as an electronic data processing device, is used, which is part of the orthopedic device, preferably the ankle joint.

Wird erkannt, dass der Träger der orthopädietechnischen Einrichtung steht, wird vorzugsweise das Ventil geschlossen. Anders als bei Einrichtungen aus dem Stand der Technik hat dies nicht mehr zur Folge, dass eine Bewegung des Knöchelgelenkes unmöglich ist. Da sowohl die erste Hydraulikkammer als auch die zweite Hydraulikkammer einen Abschnitt aufweisen, der elastisch ausgebildet ist, ist eine Bewegung des Unterschenkelteils relativ zum Fußteil weiterhin möglich, wenn auch in deutlich geringerem Umfang. Es ist daher möglich, für den Träger der orthopädietechnischen Einrichtung, vor- und zurückzuwippen, wie dies auch ein gesundes Knöchelgelenk erlaubt. Erkennt die elektrische Steuerung, dass der Träger der Einrichtung beginnt zu gehen, beispielsweise in dem die Vorfußbereich einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, wird das Ventil geöffnet, damit das Fluid aus der zweiten Hydraulikkammer zurück in die erste Hydraulikkammer strömen kann, und sich so eine Steifigkeit der Proximalfeder einstellt, die für das Gehen, insbesondere für das Gehen in der Ebene, was einen weiteren Bewegungszustand bildet, geeignet ist.If it is detected that the wearer of the orthopedic device is standing, the valve is preferably closed. Unlike with prior art devices, this no longer means that movement of the ankle joint is impossible. Since both the first hydraulic chamber and the second hydraulic chamber have an elastic section, movement of the lower leg section relative to the foot section is still possible, albeit to a significantly lesser extent. It is therefore possible for the wearer of the orthopedic device to rock back and forth, just as a healthy ankle joint allows. If the electrical control detects that the wearer of the device is starting to walk, for example by the forefoot area exceeding a predetermined limit, the valve is opened so that the fluid from the second hydraulic chamber can flow back into the first hydraulic chamber, thus establishing a stiffness of the proximal spring that is suitable for walking, in particular for walking on level ground, which constitutes another state of movement.

Erkennt die elektrische Steuerung hingegen den Bewegungszustand „bergauf Gehen“, wird vorzugsweise während der Vorfußbelastung das Ventil geöffnet, sodass durch den auf die zweite Hydraulikkammer wirkenden Druck Fluid aus der zweiten Hydraulikkammer in die erste Hydraulikkammer gepumpt wird. Anschließend wird das Ventil geschlossen. Dies hat zur Folge, dass die Ferse als steifer empfunden wird und so einen den Träger stärker antreibenden Fersenhebel bewirkt. Da die zwischen der Proximalfeder unter Dorsalfeder angeordnete zweite Hydraulikkammer in diesem Zustand weniger Fluid enthält, wird gleichzeitig der Vorfuß als weicher empfunden, da die Steifigkeit der Proximalfeder reduziert ist. Somit wird ein leichteres Überrollen und damit ein größerer erreichter Überrollwinkel generiert. Das Verhältnis der Steifigkeit wird solange aufrechterhalten, bis ein neuer Bewegungszustand erkannt wird. Dazu wird das Ventil geschlossen gehalten.If, on the other hand, the electrical control detects the movement state "walking uphill", the valve is opened, preferably during forefoot loading, so that the pressure acting on the second hydraulic chamber pumps fluid from the second hydraulic chamber into the first hydraulic chamber. The valve is then closed. This results in the heel being perceived as stiffer, thus creating a heel lever that drives the wearer more strongly. Since the second hydraulic chamber located between the proximal spring and dorsal spring contains less fluid in this state, the forefoot is simultaneously perceived as softer, as the stiffness of the proximal spring is reduced. This generates easier rollover and thus a greater rollover angle. This stiffness ratio is maintained until a new movement state is detected. For this purpose, the valve is kept closed.

Erkennt die elektrische Steuerung hingegen den Bewegungszustand „bergab Gehen“, wird vorzugsweise sowohl eine weiche Ferse als auch eine weicher Vorfuß gewünscht. Dazu ist es von Vorteil, das Ventil über den gesamten Gangzyklus geöffnet zu halten. Zudem wird durch den dem strömenden Fluid entgegengesetzten Strömungswiderstand Energie dissipiert, womit der Anwender gebremst wird.If, however, the electrical control detects the movement state "walking downhill," both a soft heel and a soft forefoot are preferred. To achieve this, it is advantageous to keep the valve open throughout the entire gait cycle. Furthermore, the flow resistance against the flowing fluid dissipates energy, thus slowing the user down.

Mit Hilfe der beiliegenden Zeichnungen werden nachfolgend Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Es zeigen

1 - die schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen orthopädietechnischen Einrichtung in einer ersten Ausführungsform,
2 - die schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen orthopädietechnischen Einrichtung in einer zweiten Ausführungsform,
3 - die schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen orthopädietechnischen Einrichtung in einer dritten Ausführungsform,
4 - die schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen orthopädietechnischen Einrichtung in einer vierten Ausführungsform,
5 - die schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen orthopädietechnischen Einrichtung gemäß der vierten Ausführungsform in einem zweiten Zustand,
6 - die schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Hydrauliksystems für eine erfindungsgemäße orthopädietechnische Einrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform,
7 - die schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Hydrauliksystem gemäß der fünften Ausführungsform in einem zweiten Zustand,
8 - die schematische Schnittdarstellung eines Blattfederelementes,
9 - die schematische Schnittdarstellung eines Blattfederelementes gemäß einer zweiten Ausführungsform,
10 - eine weitere Schnittdarstellung des Blattfederelementes gemäß der zweiten Ausführungsform,
11 - die schematische Schnittdarstellung eines Blattfederelementes gemäß einer dritten Ausführungsform,
12 - die schematische Schnittdarstellung eines Blattfederelementes gemäß einer vierten Ausführungsform und.
13 - die schematische Ansicht eines Teils eines Hydrauliksystems.

With the help of the accompanying drawings, exemplary embodiments of the present invention are explained in more detail below.

1 - the schematic representation of an orthopaedic device according to the invention in a first embodiment,
2 - the schematic representation of an orthopaedic device according to the invention in a second embodiment,
3 - the schematic representation of an orthopaedic device according to the invention in a third embodiment,
4 - the schematic representation of an orthopaedic device according to the invention in a fourth embodiment,
5 - the schematic representation of an orthopaedic device according to the invention according to the fourth embodiment in a second state,
6 - the schematic representation of a hydraulic system according to the invention for an orthopaedic device according to the invention according to a fifth embodiment,
7 - the schematic representation of the hydraulic system according to the invention according to the fifth embodiment in a second state,
8 - the schematic sectional view of a leaf spring element,
9 - the schematic sectional view of a leaf spring element according to a second embodiment,
10 - a further sectional view of the leaf spring element according to the second embodiment,
11 - the schematic sectional view of a leaf spring element according to a third embodiment,
12 - the schematic sectional view of a leaf spring element according to a fourth embodiment and.
13 - the schematic view of part of a hydraulic system.

1 zeigt eine orthopädietechnische Einrichtung 2 in Gestalt einer Fußprothese mit einem Hydrauliksystem 4. Die orthopädietechnische Einrichtung 2 weist ein Gelenk mit einem ersten Gelenkteil 32 und einem zweiten Gelenkteil 34 auf. Das zweite Gelenkteil 34 ist über eine Schwenkachse 36 schwenkbar an dem ersten Gelenkteil 32 angeordnet. An dem proximalen Ende weist das zweite Gelenkteil 34 eine Anschlusseinrichtung 38 in Gestalt eines Pyramidenadapters zum Anschließen an eine weitere Prothesenkomponente auf. Das Hydrauliksystem 4 weist eine erste Hydraulikkammer 6 mit einer ersten Hülle 8, die ein erstes Kammervolumen 9 der ersten Hydraulikkammer 6 begrenzt, und eine zweite Hydraulikkammer 10 mit einer zweiten Hülle 12, die ein zweites Kammervolumen 13 der zweiten Hydraulikkammer 10 begrenzt, auf. Die erste Hydraulikkammer 6 und die zweite Hydraulikkammer 10 sind durch eine Fluidleitung 14 strömungstechnisch miteinander verbunden. Die erste Hydraulikkammer 6, die zweite Hydraulikkammer 10 sowie die Fluidleitung sind mit einem Fluid befüllt. 1 shows an orthopedic device 2 in the form of a foot prosthesis with a hydraulic system 4. The orthopedic device 2 has a joint with a first joint part 32 and a second joint part 34. The second joint part 34 is pivotally arranged on the first joint part 32 via a pivot axis 36. At the proximal end, the second joint part 34 has a connection device 38 in the form of a pyramid adapter for connecting to another prosthetic component. The hydraulic system 4 has a first hydraulic chamber 6 with a first sleeve 8, which delimits a first chamber volume 9 of the first hydraulic chamber 6, and a second hydraulic chamber 10 with a second sleeve 12, which delimits a second chamber volume 13 of the second hydraulic chamber 10. The first hydraulic chamber 6 and the second hydraulic chamber 10 are fluidly connected to one another by a fluid line 14. The first hydraulic chamber 6, the second hydraulic chamber 10 and the fluid line are filled with a fluid.

Die erste Hülle 8 weist einen ersten Abschnitt 16 auf, der elastisch ausgebildet ist und sich in der gezeigten Ausführungsform über die gesamte erste Hülle 12 erstreckt. Die zweite Hülle 12 weist einen zweiten Abschnitt 18 auf, der elastisch ausgebildet ist und sich in der gezeigten Ausführungsform über die gesamte zweite Hülle 12 erstreckt. Mit anderen Worten sind die erste Hülle 8 und die zweite Hülle 12 in der gezeigten Ausführungsform vollständig elastisch ausgebildet.The first sheath 8 has a first section 16, which is elastic and, in the embodiment shown, extends over the entire first sheath 12. The second sheath 12 has a second section 18, which is elastic and, in the embodiment shown, extends over the entire second sheath 12. In other words, the first sheath 8 and the second sheath 12 are completely elastic in the embodiment shown.

In der Fluidleitung 14 ist ein steuerbares Ventil 20 angeordnet, durch das ein Strömungswiderstand durch die Fluidleitung einstellbar ist. Insbesondere ist das Ventil 20 in eine geöffnete Position und eine geschlossene Position bringbar.A controllable valve 20 is arranged in the fluid line 14, by means of which a flow resistance through the fluid line can be adjusted. In particular, the valve 20 can be moved to an open position and a closed position.

Das Hydrauliksystem 4 ist derart angeordnet und eingereicht, dass ein Fluid von der ersten Hydraulikkammer 6 in die zweite Hydraulikkammer 10 oder umgekehrt fließt, wenn das erste Gelenkteil 32 relativ zu dem zweiten Gelenkteil 34 verschwenkt wird und das Ventil 20 sich nicht in der geschlossenen Position befindet. Wenn sich das Ventil 20 in der geschlossenen Position befindet, kann das Fluid nicht mehr von der ersten Hydraulikkammer 6 in die zweite Hydraulikkammer 10 oder umgekehrt fließen. Ein Verschwenken des ersten Gelenkteils 32 relativ zu dem zweiten Gelenkteil 34 ist aufgrund der elastischen Ausgestaltung des ersten Abschnitts 16 und des zweiten Abschnitts 18 weiterhin möglich, wenn das Ventil 20 sich in der geschlossenen Position befindet. Beim Verschwenken des ersten Gelenkteils 32 relativ zu dem zweiten Gelenkteil 34 erfolgt dann eine elastische Volumenänderung des ersten Kammervolumens 9 und des zweiten Kammervolumens 13. Ob und wie weit eine solche Verschwenkung bei geschlossenem Ventil 20 möglich ist, hängt unter anderem von der Elastizität des ersten Abschnittes 16 und/oder des zweiten Abschnittes 18 ab. Die gezeigte Anordnung erlaubt eine sehr kompakte Anordnung, da auf bestimmte Bauteile, die in anderen Ausführungsformen nötig sind, beispielsweise eine Kolbenstange, verzichtet werden kann.The hydraulic system 4 is arranged and configured such that fluid flows from the first hydraulic chamber 6 into the second hydraulic chamber 10 or vice versa when the first joint part 32 is pivoted relative to the second joint part 34 and the valve 20 is not in the closed position. When the valve 20 is in the closed position, the fluid can no longer flow from the first hydraulic chamber 6 into the second hydraulic chamber 10 or vice versa. Pivoting the first joint part 32 relative to the second joint part 34 is still possible due to the elastic design of the first section 16 and the second section 18 when the valve 20 is in the closed position. When the first joint part 32 pivots relative to the second joint part 34, an elastic volume change of the first chamber volume 9 and the second chamber volume 13 occurs. Whether and to what extent such pivoting is possible with the valve 20 closed depends, among other things, on the elasticity of the first section 16 and/or the second section 18. The arrangement shown allows for a very compact arrangement, since certain components that are necessary in other embodiments, such as a piston rod, can be omitted.

Die orthopädietechnische Einrichtung 2 weist eine Federanordnung 22 auf, die sich von einem Fersenbereich bis zu einem Vorfußbereich erstreckt und eine Distalfeder 24 und eine Proximalfeder 26 aufweist, die proximal zu der Distalfeder 24 angeordnet ist. Die Proximalfeder 26 weist eine erste Teilfeder 28 und eine zweite Teilfeder 30 auf. Die Distalfeder 24 und die Proximalfeder 26 sowie die Teilfedern 28, 30 sind in einem nicht gezeigten anterioren Bereich aneinander festgelegt. Das erste Gelenkteil 32 ist proximal an der zweiten Teilfeder 30 der Proximalfeder 26 angeordnet.The orthopedic device 2 has a spring arrangement 22 extending from a heel region to a forefoot region and comprising a distal spring 24 and a proximal spring 26 arranged proximally to the distal spring 24. The proximal spring 26 has a first partial spring 28 and a second partial spring 30. The distal spring 24 and the proximal spring 26, as well as the partial springs 28, 30, are secured to one another in an anterior region (not shown). The first joint part 32 is arranged proximally on the second partial spring 30 of the proximal spring 26.

2 zeigt eine orthopädietechnische Einrichtung 2 in einer zweiten Ausführungsform in Gestalt einer Fußprothese mit einem Hydrauliksystem 4 mit einer ersten Hydraulikkammer 6 und einer zweiten Hydraulikkammer 10, die über eine Fluidleitung 14 miteinander verbunden sind. Die orthopädietechnische Einrichtung weist eine Federanordnung 22 auf, die sich von einem Fersenbereich bis zu einem Vorfußbereich erstreckt und eine Distalfeder 24 sowie eine Proximalfeder 26 aufweist, die proximal zu der Distalfeder 24 angeordnet ist. Die Proximalfeder weist in der gezeigten Ausführungsform eine erste Teilfeder 28 und eine zweite Teilfeder 30 auf. Die erste Hydraulikkammer 6 ist als Fersenkammer im Fersenbereich zwischen der Distalfeder 24 und der Proximalfeder 26 angeordnet und über eine Fluidleitung 14 mit der zweiten Hydraulikkammer 10 strömungstechnisch verbunden. Ein in der Fluidleitung vorhandenes Ventil ist der besseren Übersichtlichkeit wegen in 2 nicht dargestellt. 2 shows an orthopedic device 2 in a second embodiment in the form of a foot prosthesis with a hydraulic system 4 having a first hydraulic chamber 6 and a second hydraulic chamber 10, which are connected to one another via a fluid line 14. The orthopedic device has a spring arrangement 22, which extends from a heel region to a forefoot region and has a distal spring 24 and a proximal spring 26, which is arranged proximal to the distal spring 24. In the embodiment shown, the proximal spring has a first partial spring 28 and a second partial spring 30. The first hydraulic chamber 6 is arranged as a heel chamber in the heel region between the distal spring 24 and the proximal spring 26 and is fluidly connected to the second hydraulic chamber 10 via a fluid line 14. A valve present in the fluid line is shown in the 2 not shown.

Die orthopädietechnische Einrichtung weist ein Gelenk mit einem ersten Gelenkteil 32 und einem zweiten Gelenkteil 34 auf, das über eine Schwenkachse 36 schwenkbar an dem ersten Gelenkteil 32 angeordnet ist. Die zweite Hydraulikkammer 10 ist zwischen der Proximalfeder 26 und dem ersten Gelenkteil 32 angeordnet. Das Hydrauliksystem 4 ist so angeordnet und eingerichtet, dass ein Fluid von der ersten Hydraulikkammer 6 in die zweite Hydraulikkammer 10 oder umgekehrt fließt, wenn das erste Gelenkteil 32 relativ zu dem zweiten Gelenkteil 34 verschwenkt wird. Darüber hinaus ist eine Feder 40 zwischen dem ersten Gelenkteil 32 und dem zweiten Gelenkteil 34 so angeordnet, dass die Feder 40 gestreckt oder gestaucht wird, wenn das erste Gelenkteil 32 relativ zu dem zweiten Gelenkteil verschwenkt wird.The orthopedic device comprises a joint with a first joint part 32 and a second joint part 34, which is pivotably arranged on the first joint part 32 via a pivot axis 36. The second hydraulic chamber 10 is arranged between the proximal spring 26 and the first joint part 32. The hydraulic system 4 is arranged and configured such that a fluid flows from the first hydraulic chamber 6 into the second hydraulic chamber 10 or vice versa when the first joint part 32 is pivoted relative to the second joint part 34. In addition, a spring 40 is arranged between the first joint part 32 and the second joint part 34 such that the spring 40 is stretched or compressed when the first joint part 32 is pivoted relative to the second joint part.

Die erste Hydraulikkammer 6 weist eine erste Hülle 8 auf, die ein erstes Kammervolumen 9 begrenzt. Die zweite Hydraulikkammer 10 weist eine zweite Hülle 12 auf, die ein zweites Kammervolumen 13 begrenzt. Die erste Hülle 8 weist einen elastisch ausgebildeten ersten Abschnitt 16 auf, der sich in dem gezeigten Beispiel über die gesamte erste Hülle 8 erstreckt. Die zweite Hülle 12 weist einen elastisch ausgebildeten zweiten Abschnitt 18 auf, der sich in dem gezeigten Beispiel über die gesamte zweite Hülle 12 erstreckt.The first hydraulic chamber 6 has a first shell 8 that defines a first chamber volume 9. The second hydraulic chamber 10 has a second shell 12 that defines a second chamber volume 13. The first shell 8 has an elastically configured first section 16, which in the example shown extends over the entire first shell 8. The second shell 12 has an elastically configured second section 18, which in the example shown extends over the entire second shell 12.

An dem proximalen Ende weist das zweite Gelenkteil 34 eine Anschlusseinrichtung 38 in Gestalt eines Pyramidenadapters auf.At the proximal end, the second joint part 34 has a connection device 38 in the form of a pyramid adapter.

Die 3 zeigt eine orthopädietechnische Einrichtung 2 in Gestalt einer Fußprothese gemäß einer dritten Ausführungsform. Die orthopädietechnische Einrichtung 2 der 3 unterscheidet sich von der orthopädietechnischen Einrichtung 2 dadurch, dass sie kein Gelenk und auch keine Feder aufweist. Die erste Hydraulikkammer 6 ist als Fersenkammer ausgeführt. Die zweite Hydraulikkammer 10 ist als Kompensationsvolumen ausgeführt. In der Fluidleitung 14 sind ein Ventil 20 und ein Rückschlagventil 42 angeordnet. Das Rückschlagventil 42 ist zu dem Ventil 20 parallel geschaltet, sodass in Richtung der ersten Hydraulikkammer ein geringerer Strömungswiderstand auftritt als in Richtung der zweiten Hydraulikkammer.The 3 shows an orthopedic device 2 in the form of a foot prosthesis according to a third embodiment. The orthopedic device 2 of the 3 differs from the orthopedic device 2 in that it has no joint and no spring. The first hydraulic chamber 6 is designed as a heel chamber. The second hydraulic chamber 10 is designed as a compensation volume. A valve 20 and a check valve 42 are arranged in the fluid line 14. The check valve 42 is connected in parallel to the valve 20, so that there is less flow resistance towards the first hydraulic chamber than towards the second hydraulic chamber.

4 zeigt eine orthopädietechnische Einrichtung 2 in Gestalt einer Fußprothese gemäß einer vierten Ausführungsform in einem unbelasteten Zustand. In dieser Ausführungsform ist die zweite Hydraulikkammer 10 zwischen der ersten Teilfeder 28 und der zweiten Teilfeder 30 der Proximalfeder 26 angeordnet. In der Fluidleitung ist ein steuerbares Ventil 20 angeordnet. Die erste Hydraulikkammer 6 ist erneut als Fersenkammer ausgeführt. Die zweite Hydraulikkammer 10 ist anterior der ersten Hydraulikkammer 6 angeordnet. Bei einem geöffneten Ventil fließt somit bei einer Fersenbelastung das Fluid von der ersten Hydraulikkammer 6 in die zweite Hydraulikkammer 10 und bei einer Vorfußbelastung von der zweiten Hydraulikkammer 10 in die erste Hydraulikkammer 6. 4 shows an orthopedic device 2 in the form of a foot prosthesis according to a fourth embodiment in an unloaded state. In this embodiment, the second hydraulic chamber 10 is arranged between the first partial spring 28 and the second partial spring 30 of the proximal spring 26. A controllable valve 20 is arranged in the fluid line. The first hydraulic chamber 6 is again designed as a heel chamber. The second hydraulic chamber 10 is arranged anterior to the first hydraulic chamber 6. When the valve is open, the fluid flows from the first hydraulic chamber 6 into the second hydraulic chamber 10 when the heel is loaded, and from the second hydraulic chamber 10 into the first hydraulic chamber 6 when the forefoot is loaded.

Posterior der zweiten Hydraulikkammer 10 ist im Fersenbereich ein Kontaktelement 44 zwischen der ersten Teilfeder 28 und der zweiten Teilfeder 30 angeordnet.Posterior to the second hydraulic chamber 10, a contact element 44 is arranged in the heel area between the first partial spring 28 and the second partial spring 30.

5 zeigt die Ausführungsform der 4, wobei die orthopädietechnische Einrichtung 2 einer Vorfußbelastung ausgesetzt ist, die beispielsweise während des Abrollens, dem sogenannten Roll-Over, auftritt. Die zweite Teilfeder 30 ist im Fersenbereich von dem Kontaktelement abgehoben. Zudem weist die zweite Hydraulikkammer 10 in diesem Zustand eine geringere Höhe auf als in dem unbelasteten Zustand. Dadurch hat sich die Systemsteifigkeit verändert, in diesem Fall vergrößert, was in diesem Abschnitt des Schrittzyklus vorteilhaft ist. 5 shows the design of the 4 , wherein the orthopedic device 2 is subjected to a forefoot load, which occurs, for example, during the so-called rollover. The second partial spring 30 is lifted from the contact element in the heel area. Furthermore, the second hydraulic chamber 10 has a lower height in this state than in the unloaded state. As a result, the system stiffness has changed, in this case increased, which is advantageous in this section of the gait cycle.

6 zeigt ein erfindungsgemäßes Hydrauliksystem 4 für eine erfindungsgemäße orthopädietechnische Einrichtung in einem unbelasteten Zustand. Das Hydrauliksystem 4 weist eine erste Hydraulikkammer 6 und eine zweite Hydraulikkammer 10 auf. Die erste Hydraulikkammer 6 ist als Blattfederkammer in einem Blattfederelement 46 mit einem Grundkörper 50 angeordnet. Die zweite Hydraulikkammer 10 ist als Kompensationskammer ausgeführt, die bei Bedarf auch mit einem Vordruck beaufschlagt sein kann, um das Gesamtsystem zu versteifen. Die beiden Hydraulikkammern 6, 10 sind über eine Fluidleitung 14 miteinander strömungstechnisch verbunden, wobei in der Fluidleitung 14 ein Ventil 20 angeordnet ist. 6 shows a hydraulic system 4 according to the invention for an orthopedic device according to the invention in an unloaded state. The hydraulic system 4 has a first hydraulic chamber 6 and a second hydraulic chamber 10. The first hydraulic chamber 6 is arranged as a leaf spring chamber in a leaf spring element 46 with a base body 50. The second hydraulic chamber 10 is designed as a compensation chamber, which can also be pressurized if necessary to stiffen the entire system. The two hydraulic chambers 6, 10 are fluidly connected to one another via a fluid line 14, with a valve 20 arranged in the fluid line 14.

Die erste Hydraulikkammer 6 weist eine erste Hülle auf, die ein erstes Kammervolumen 9 begrenzt und einen elastisch ausgebildeten ersten Abschnitt aufweist. Die Hülle kann beispielsweise durch den Grundkörper 50 ausgebildet sein oder durch ein in den Grundkörper 50 eingesetztes Rohr. Das erste Kammervolumen 9 ist in der gezeigten Ausführungsform unterhalb einer neutralen Faser 48 des Blattfederelementes 46 angeordnet. Es besteht auch die Möglichkeit das erste Kammervolumen oberhalb der neutralen Faser 48 des Blattfederelementes 46 anzuordnen.The first hydraulic chamber 6 has a first shell that defines a first chamber volume 9 and has an elastically configured first section. The shell can be formed, for example, by the base body 50 or by a tube inserted into the base body 50. In the embodiment shown, the first chamber volume 9 is arranged below a neutral fiber 48 of the leaf spring element 46. It is also possible to arrange the first chamber volume above the neutral fiber 48 of the leaf spring element 46.

Die 7 zeigt das Hydrauliksystem 4 der 6 in einem belasteten Zustand. Das Blattfederelement 46 befindet sich in einem biegebelasteten Zustand. Da das erste Kammervolumen 9 der ersten Hydraulikkammer 6 unterhalb der neutralen Faser 48 des Blattfederelementes 46 angeordnet ist, hat sich das erste Kammervolumen 9 verändert, wodurch, sofern die Fluidleitung 14 nicht durch das Ventil 20 gesperrt ist, ein Fluidstrom zwischen der ersten Hydraulikkammer 6 und der zweiten Hydraulikkammer 10 erfolgt ist. Durch Blockieren der Fluidleitung, indem das Ventil 20 geschlossen wird, kann somit das Blattfederelement versteift werden.The 7 shows the hydraulic system 4 of the 6 in a loaded state. The leaf spring element 46 is in a bending-loaded state. Since the first chamber volume 9 of the first hydraulic chamber 6 is located below the neutral fiber 48 of the leaf spring element 46, the first chamber volume 9 has changed, whereby, provided the fluid line 14 is not blocked by the valve 20, a fluid flow has occurred between the first hydraulic chamber 6 and the second hydraulic chamber 10. By blocking the fluid line by closing the valve 20, the leaf spring element can thus be stiffened.

Die 8 zeigt ein Blattfederelement 46 mit einem Grundkörper 50, einer neutralen Faser 48, einer ersten Hydraulikkammer 6 und einer zweiten Hydraulikkammer 10 als Blattfederkammern, wobei die erste Hydraulikkammer 6 unterhalb der neutralen Faser 48 und die zweite Hydraulikkammer 10 oberhalb der neutralen Faser 48 angeordnet ist.The 8 shows a leaf spring element 46 with a base body 50, a neutral fiber 48, a first hydraulic chamber 6 and a second hydraulic chamber 10 as leaf spring chambers, wherein the first hydraulic chamber 6 is arranged below the neutral fiber 48 and the second hydraulic chamber 10 is arranged above the neutral fiber 48.

Die erste Hydraulikkammer 6 weist eine erste Hülle auf, die ein erstes Kammervolumen 9 begrenzt und einen elastisch ausgebildeten ersten Abschnitt aufweist. Die zweite Hydraulikkammer 6 weist eine zweite Hülle auf, die ein zweites Kammervolumen 9 begrenzt und einen elastisch ausgebildeten zweiten Abschnitt aufweist. Die Hüllen können beispielsweise durch den Grundkörper 50 ausgebildet sein oder durch ein in den Grundkörper 50 eingesetztes Rohr. Die beiden Hydraulikkammern 6, 10 weisen einen rechteckigen Querschnitt auf. Andere Querschnittsformen sind denkbar. Die erste Hydraulikkammer 6 ist über eine nicht gezeigte Fluidleitung und optional über ein ebenfalls nicht dargestelltes Ventil strömungstechnisch mit der zweiten Hydraulikkammer 10 verbunden.The first hydraulic chamber 6 has a first shell which delimits a first chamber volume 9 and has an elastically designed first section. The second hydraulic chamber 6 has a second shell which delimits a second chamber volume 9 and has an elastically designed second section. The shells can be formed, for example, by the base body 50 or by a tube inserted into the base body 50. The two hydraulic chambers 6, 10 have a rectangular cross-section. Other cross-sectional shapes are conceivable. The first hydraulic chamber 6 is fluidly connected to the second hydraulic chamber 10 via a fluid line (not shown) and optionally via a valve (likewise not shown).

9 zeigt ein Blattfederelement 46 mit einer ersten Hydraulikkammer 6 und einer zweiten Hydraulikkammer 10, die jeweils als Blattfederkammer ausgeführt sind. Die erste Hydraulikkammer 6 ist unterhalb der neutralen Faser 48 angeordnet. Die zweite Hydraulikkammer 10 ist oberhalb der neutralen Faser 48 angeordnet. Die Hydraulikkammern 6, 10 weisen jeweils vier Teilkammern 52 auf, die nebeneinander angeordnet sind und einen runden Querschnitt aufweisen und strömungstechnisch miteinander kommunizierend verbunden sind. Die erste Hydraulikkammer 6 ist über eine nicht gezeigte Fluidleitung und optional über ein ebenfalls nicht dargestelltes Ventil strömungstechnisch mit der zweiten Hydraulikkammer 10 verbunden. 9 shows a leaf spring element 46 with a first hydraulic chamber 6 and a second hydraulic chamber 10, each designed as a leaf spring chamber. The first hydraulic chamber 6 is arranged below the neutral fiber 48. The second hydraulic chamber 10 is arranged above the neutral fiber 48. The hydraulic chambers 6, 10 each have four sub-chambers 52, which are arranged next to one another and have a round cross-section and are fluidically connected to one another. The first hydraulic chamber 6 is fluidically connected to the second hydraulic chamber 10 via a fluid line (not shown) and optionally via a valve (likewise not shown).

10 zeigt das Blattfederelement 46 den 8 und 9 in einer Längsschnittdarstellung. Die erste Hydraulikkammer 6 ist über eine Fluidleitung 14 strömungstechnisch mit der zweiten Hydraulikkammer 10 verbunden. In der Fluidleitung 14 ist ein Ventil 20 angeordnet, durch das der Strömungswiderstand, gegen den das Fluid aus einer Hydraulikkammern in die jeweils andere Hydraulikkammer gelang, einstellbar ist. Damit lässt sich somit die Steifigkeit des Blattfederelements 46 beeinflussen. 10 the leaf spring element 46 shows the 8 and 9 in a longitudinal section. The first hydraulic chamber 6 is fluidly connected to the second hydraulic chamber 10 via a fluid line 14. A valve 20 is arranged in the fluid line 14, through which the flow resistance against which the fluid flows from one hydraulic chamber into the other hydraulic chamber can be adjusted. This allows the stiffness of the leaf spring element 46 to be influenced.

Die 11 zeigt ein Blattfederelement 46 mit sechs Hydraulikkammern 6, 10, 54 in Gestalt von Blattfederkammern, nämlich die erste Hydraulikkammer 6, die zweite Hydraulikkammer 10 sowie vier weitere Hydraulikkammern 54. Die Blattfederkammern 6, 10, 54 weisen jeweils eine Hülle auf, die ein Kammervolumen begrenzt und einen elastisch ausgebildeten Abschnitt aufweist. Die Hüllen können beispielsweise durch den Grundkörper 50 des Blattfederelementes 46 ausgebildet sein oder durch ein in den Grundkörper 50 eingesetztes Rohr.The 11 shows a leaf spring element 46 with six hydraulic chambers 6, 10, 54 in the form of leaf spring chambers, namely the first hydraulic chamber 6, the second hydraulic chamber 10, and four additional hydraulic chambers 54. The leaf spring chambers 6, 10, 54 each have a sleeve that defines a chamber volume and has an elastically configured section. The sleeves can be formed, for example, by the base body 50 of the leaf spring element 46 or by a tube inserted into the base body 50.

Es sind jeweils zwei Hydraulikkammern im gleichen Abstand zur neutralen Faser auf gegenüberliegenden Seiten der neutralen Faser angeordnet. Diese zwei Hydraulikkammern sind jeweils über eine Fluidleitung 14 miteinander verbunden, in der jeweils ein Ventil 20 angeordnet ist. Durch Öffnen und Schließen der Ventile 20 kann die Steifigkeit der Struktur inkrementell manipuliert werden.Two hydraulic chambers are arranged at the same distance from the neutral fiber on opposite sides of the neutral fiber. These two hydraulic chambers are each connected to each other via a fluid line 14, each of which contains a valve 20. By opening and closing the valves 20, the stiffness of the structure can be incrementally manipulated.

Die 12 zeigt ein Blattfederelement 46 mit sechs Hydraulikkammern 6, 10, 54 in Gestalt von Blattfederkammern nämlich die erste Hydraulikkammer 6, die zweite Hydraulikkammer 10 sowie vier weitere Hydraulikkammern 54, sowie einer weiteren Hydraulikkammer 54 in Gestalt eines Kompensationsvolumens. Auch hier sind jeweils zwei Hydraulikkammern im gleichen Abstand zur neutralen Faser auf gegenüberliegenden Seiten der neutralen Faser angeordnet. Diese zwei Hydraulikkammern sind jeweils über eine Fluidleitung 14 miteinander verbunden, in der jeweils ein Ventil 20 angeordnet ist. Die Fluidleitungen 14 sind mit dem Kompensationsvolumen strömungstechnisch verbunden, das optional mit einem Vordruck beaufschlagt ist. Durch Öffnen und Schließen der Ventile 20 kann die Steifigkeit der Struktur inkrementell manipuliert werden.The 12 shows a leaf spring element 46 with six hydraulic chambers 6, 10, 54 in the form of leaf spring chambers, namely the first hydraulic chamber 6, the second hydraulic chamber 10 and four further hydraulic chambers 54, as well as a further hydraulic chamber 54 in the form of a compensation volume. Here, too, two hydraulic chambers are arranged at the same distance from the neutral fiber on opposite sides of the neutral fiber. These two hydraulic chambers are each connected to one another via a fluid line 14, in each of which a valve 20 is arranged. The fluid lines 14 are fluidly connected to the compensation volume, which is optionally pressurized. By opening and closing the valves 20, the stiffness of the structure can be incrementally manipulated.

13 zeigt schematisch eine Schnittdarstellung durch einen Teil eines Hydrauliksystems wie es in einer orthopädietechnischen Einrichtung, beispielsweise einem künstlichen Kniegelenk, verwendet werden kann. Sie verfügt über eine erste Hydraulikkammer 6 und eine zweite Hydraulikkammer 10, die beide einen Boden 56 aufweisen, der aus einem starren Material, bevorzugt einem Metall, beispielsweise Aluminium, hergestellt ist. Der Rest der beiden Hydraulikkammern 6, 10 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem elastischen Material hergestellt und bildet somit bei der ersten Hydraulikkammer 6 den ersten Abschnitt 16 und bei der zweiten Hydraulikkammer 10 den zweiten Abschnitt 18. Die beiden Böden 56, die an einem Zwischenboden 58 befestigt sind, beinhalten die in 13 nicht dargestellten Anschlüsse der beiden Hydraulikkammern. 13 shows a schematic sectional view through part of a hydraulic system as it can be used in an orthopedic device, for example an artificial knee joint. It has a first hydraulic chamber 6 and a second hydraulic chamber 10, both of which have a base 56 made of a rigid material, preferably a metal, for example aluminum. The remainder of the two hydraulic chambers 6, 10 is made of an elastic material in the illustrated embodiment and thus forms the first section 16 in the first hydraulic chamber 6 and the second section 18 in the second hydraulic chamber 10. The two bases 56, which are attached to an intermediate base 58, contain the 13 connections of the two hydraulic chambers not shown.

Der Zwischenboden 58 ist verschiebbar im Zylinder 60 befestigt. Beide Hydraulikkammern 6, 10 weisen einen Deckel 62 aus, der entlang eine Führungsschiene 64 verschiebbar ist und der die maximale Ausdehnung des ersten Bereichs und des zweiten Bereichs begrenzt.The intermediate floor 58 is slidably mounted in the cylinder 60. Both hydraulic chambers 6, 10 have a cover 62 that is slidable along a guide rail 64 and that limits the maximum expansion of the first area and the second area.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

22: orthopädietechnische Einrichtungorthopedic facility
44: HydrauliksystemHydraulic system
66: erste Hydraulikkammerfirst hydraulic chamber
88: erste Hüllefirst shell
99: erstes Kammervolumenfirst chamber volume
1010: zweite Hydraulikkammersecond hydraulic chamber
1212: zweite Hüllesecond shell
1313: zweites Kammervolumensecond chamber volume
1414: FluidleitungFluid line
1616: erster Abschnittfirst section
1818: zweiter Abschnittsecond section
2020: Ventilvalve
2222: FederanordnungSpring arrangement
2424: DistalfederDistal spring
2626: ProximalfederProximal spring
2828: erste Teilfederfirst partial spring
3030: zweite Teilfedersecond partial spring
3232: erstes Gelenkteilfirst joint part
3434: zweites Gelenkteilsecond joint part
3636: SchwenkachseSwivel axis
3838: AnschlusseinrichtungConnection device
4040: FederFeather
4242: Rückschlagventilcheck valve
4444: KontaktelementContact element
4646: BlattfederelementLeaf spring element
4848: neutrale Faserneutral fiber
5050: GrundkörperBasic body
5252: Teilkammersubchamber
5454: weitere Hydraulikkammeradditional hydraulic chamber

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES CONTAINED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 7,572,299 B2 [0003]
US 6,820,866 B2 [0004]
DE 10 2021 132 201 A1 [0012]

Claims

Orthopaedic device (2) with a hydraulic system (4) with a first hydraulic chamber (6) with a first sleeve (8) which delimits a first chamber volume (9) of the first hydraulic chamber (6), and a second hydraulic chamber (10) which has a second sleeve (12) which delimits a second chamber volume (13) of the second hydraulic chamber (10) and is connected to the first hydraulic chamber (6) by a fluid line (14), characterized in that the first sleeve (8) has a first section (16) which is designed to be elastic.

Orthopaedic technical facility (2) according to Claim 1 , characterized in that the second sheath (12) has a second portion (18) which is elastic.

Orthopaedic technical facility (2) according to Claim 2 , characterized in that the first section (16) and the second section (18) have different stiffnesses.

Orthopaedic device (2) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one controllable valve (20) is arranged in the fluid line (14), by means of which a flow resistance through the fluid line (14) can be adjusted, preferably continuously.

Orthopaedic device (2) according to one of the preceding claims, characterized in that one of the hydraulic chambers (6, 10) or a further hydraulic chamber is designed as a compensation volume.

Orthopaedic device (2) according to one of the preceding claims, characterized by at least one overload protection element which is arranged and configured such that it limits the maximum extension of the first section (16) by limiting the extension of the first hydraulic chamber (6) in at least one direction.

Orthopaedic device (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the first section (16) is prestressed in an unloaded state of the orthopaedic device (2).

Orthopaedic device (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the orthopaedic device (2) has a foot prosthesis with a spring arrangement (22) which extends from a heel region to a forefoot region and has a distal spring (24) and a proximal spring (26) which is arranged proximal to the distal spring (24), wherein the first hydraulic chamber (6) is arranged in the heel region between the distal spring (24) and the proximal spring (26).

Orthopaedic technical facility (2) according to Claim 8 , characterized in that the proximal spring (26) has a first partial spring (28) and a second partial spring (30) and the second hydraulic chamber (10) is arranged anterior to the first hydraulic chamber (6) between the first partial spring (28) and the second partial spring (30).

Orthopaedic device (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the orthopaedic device (2) has a joint with a first joint part (32) and a second joint part (34), which is arranged on the first joint part (32) so as to be pivotable about a pivot axis (36), wherein the hydraulic system (4) is arranged and set up such that a fluid flows from the first hydraulic chamber (6) into the second hydraulic chamber (10) or vice versa when the first joint part (32) is pivoted relative to the second joint part (34).

Orthopaedic device (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the device (2) is a foot prosthesis, a knee prosthesis, an orthotic ankle joint or an orthotic knee joint.

Hydraulic system (4) for an orthopaedic device (2) according to one of the preceding claims.