DE112006000633T5

DE112006000633T5 - Zelle mit veränderlichem Widerstand

Info

Publication number: DE112006000633T5
Application number: DE112006000633T
Authority: DE
Inventors: Roland Christensen
Original assignee: Christensen Roland Fayette
Current assignee: Freedom Innovations LLC
Priority date: 2005-03-16
Filing date: 2006-03-16
Publication date: 2008-02-14
Also published as: US20060241783A1; WO2006099580A3; IS8667A; WO2006099580A2

Abstract

Zellenvorrichtung mit veränderlichem Widerstand, die dazu ausgebildet ist, einen veränderlichen Widerstand in Reaktion auf einen Belastungsfaktor zur Verfügung zu stellen, wobei die Vorrichtung aufweist:
a) eine Kammer;
b) einen Kolben, der sich in der Kammer bewegen kann, wobei der Kolben und die Kammer ein Volumen festlegen, das sich in Reaktion auf den Belastungsfaktor ändert;
c) zumindest eine Öffnung, die sich durch den Kolben erstreckt, und in Verbindung mit der Kammer steht;
d) ein Fluid mit veränderlicher Viskosität, das in der Kammer angeordnet ist, und durch die zumindest eine Öffnung in dem Kolben in Reaktion auf den Belastungsfaktor verschoben werden kann; und
e) wobei das Fluid mit veränderlicher Viskosität eine Viskosität aufweist, die sich in Abhängigkeit von dem Belastungsfaktor ändert, um die Fähigkeit des Fluids mit veränderlicher Viskosität zu ändern, durch die zumindest eine Öffnung zu fließen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Zelle mit veränderlichem Widerstand, und ein entsprechendes Verfahren, die eine Reaktion mit einem veränderlichen Widerstand auf einen Belastungsfaktor zur Verfügung stellen.
Stand der Technik
In verschiedenen Situationen ist es wünschenswert, einen veränderlichen Widerstand in Reaktion auf einen einwirkenden Zustand zur Verfügung zu stellen, beispielsweise eine Belastung. Eine derartige Situation kann beispielsweise eine Fußprothese umfassen, und der einwirkende Zustand kann statische Kräfte, beispielsweise das Gewicht der amputierten Person, und dynamische Kräfte umfassen, beispielsweise Stoßbelastungen im Gebrauch. Darüber hinaus ist es häufig wünschenswert, für einen stärkeren Widerstand gegenüber stärker einwirkenden Zuständen zu sorgen, und für einen geringeren Widerstand gegenüber schwächer einwirkenden Zuständen. Beispielsweise ist es unter normalen Einsatzbedingungen wünschenswert, dass eine Fußprothese sich weicher, stärker abgepuffert anfühlt, wogegen unter Bedingungen mit erheblicher Belastung es wünschenswert ist, dass die Fußprothese sich härter anfühlt. Weiterhin kann es wünschenswert sein, oder erforderlich, den Widerstand oder das Verhalten der Fußprothese infolge anderer Bedingungen zu verändern, beispielsweise bei einer Änderung des Gewichts.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es wurde erkannt, dass es wünschenswert wäre, eine Zelle mit veränderlichem Widerstand zu entwickeln, um eine Reaktion mit veränderlichem Widerstand auf einen Belastungsfaktor zur Verfügung zu stellen. Weiterhin wurde erkannt, dass es vorteilhaft wäre, eine derartige Zelle zu entwickeln, die sich um ein geringeres Ausmaß in Bezug auf einen größeren Belastungsfaktor verstellt oder zusammendrückt, aber sich in größerem Ausmaß in Reaktion auf einen niedrigeren Belastungsfaktor verstellt oder zusammendrückt.
Die Erfindung stellt eine Zelle mit veränderlichem Widerstand zur Verfügung, um eine Reaktion mit veränderlichem Widerstand auf einen Belastungsfaktor zur Verfügung zu stellen. Die Zelle weist einen Kolben auf, der beweglich in einer Kammer angeordnet ist. Der Kolben und die Kammer können ein Volumen festlegen, das sich in Reaktion auf den Belastungsfaktor ändert. Zumindest eine Öffnung erstreckt sich durch den Kolben, und steht in Verbindung mit der Kammer. Ein Fluid mit veränderlicher Viskosität ist in der Hülle angeordnet, und kann durch die zumindest eine Öffnung in dem Kolben in Reaktion auf den Belastungsfaktor verschoben werden. Das Fluid mit veränderlicher Viskosität weist eine Viskosität auf, die sich in Abhängigkeit von dem Belastungsfaktor ändert, um die Fähigkeit des Fluids mit veränderlicher Viskosität zu ändern, durch die zumindest eine Öffnung zu fließen.
Zusätzliche Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachstehenden, detaillierten Beschreibung deutlich, im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen, welche zusammen beispielhaft Merkmale der Erfindung erläutern.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Seitenquerschnittsansicht einer Zelle mit veränderlichem Widerstand gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, gezeigt mit einem relativ größeren Belastungsfaktor;
2 ist eine Seitenquerschnittsansicht der Zelle mit veränderlichem Widerstand von 1, gezeigt mit einem relativ kleineren Belastungsfaktor;
3 ist eine Seitenquerschnittsansicht einer anderen Zelle mit veränderlichem Widerstand gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wobei ein relativ größerer Belastungsfaktor einwirkt;
4 ist eine Seitenquerschnittsansicht der Zelle mit veränderlichem Widerstand von 3, wobei ein relativ kleinerer Belastungsfaktor einwirkt;
5 ist eine Seitenquerschnittsansicht einer anderen Zelle mit veränderlichem Widerstand gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei ein relativ größerer Belastungsfaktor einwirkt;
6 ist eine Seitenquerschnittsansicht der Zelle mit veränderlichem Widerstand von 5, wobei ein relativ kleinerer Belastungsfaktor einwirkt;
7 ist eine Seitenansicht einer Fußprothese mit einer Zelle mit veränderlichem Widerstand gemäß der vorliegenden Erfindung;
8 ist eine Seitenansicht einer anderen Fußprothese mit einer Zelle mit veränderlichem Widerstand gemäß der vorliegenden Erfindung;
9a ist eine Seitenansicht einer anderen Fußprothese mit einer Zelle mit veränderlichem Widerstand gemäß der vorliegenden Erfindung;
9b ist eine Perspektivansicht eines Abschnitts einer Fußprothese mit Zellen mit veränderlichem Widerstand gemäß der vorliegenden Erfindung;
10 ist eine Seitenquerschnittsansicht eines Schuhs mit einer Zelle mit veränderlichem Widerstand gemäß der vorliegenden Erfindung;
11 ist eine Seitenquerschnittsansicht einer anderen Zelle mit veränderlichem Widerstand gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei ein relativ größerer Belastungsfaktor einwirkt;
12 ist eine Seitenquerschnittsansicht der Zelle mit veränderlichem Widerstand von 11, wobei ein relativ kleinerer Belastungsfaktor einwirkt;
13 ist eine Seitenquerschnittsansicht einer anderen Zelle mit veränderlichem Widerstand gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei ein relativ größerer Belastungsfaktor einwirkt;
14 ist eine Querschnittsansicht der Zelle mit veränderlichem Widerstand von 13, wobei ein relativ kleinerer Belastungsfaktor einwirkt;
15 ist eine Querschnittsansicht einer anderen Zelle mit veränderlichem Widerstand gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei ein relativ größerer Belastungsfaktor einwirkt;
16 ist eine Querschnittsansicht der Zelle mit veränderlichem Widerstand von 15, wobei ein relativ kleinerer Belastungsfaktor einwirkt;
17a ist eine Seitenquerschnittsansicht einer anderen Zelle mit veränderlichem Widerstand gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei ein relativ größerer Belastungsfaktor einwirkt;
17b ist eine Querschnittsansicht der Zelle mit veränderlichem Widerstand von 17a, wobei ein relativ kleinerer Belastungsfaktor einwirkt;
18 ist eine Seitenquerschnittsansicht einer anderen Zelle mit veränderlichem Widerstand gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
19a ist eine Seitenquerschnittsansicht einer anderen Zelle mit veränderlichem Widerstand gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei ein relativ größerer Belastungsfaktor einwirkt; und
19b ist eine Querschnittsansicht der Zelle mit veränderlichem Widerstand von 19a, wobei ein relativ kleinerer Belastungsfaktor einwirkt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nunmehr wird Bezug auf die in den Zeichnungen dargestellten, beispielhaften Ausführungsformen genommen, und werden spezielle Bezeichnungen zu deren Beschreibung verwendet. Allerdings wird darauf hingewiesen, dass hierdurch keine Einschränkung des Umfangs der Erfindung angestrebt wird. Änderungen und weitere Modifikationen der hier erläuterten, erfindungsgemäßen Merkmale, und zusätzliche Anwendungen der Grundlagen der Erfindung, wie sie hier geschildert werden, welche Fachleuten auf diesem Gebiet auffallen würden, welche die vorliegende Anmeldung kennen, sollen vom Umfang der Erfindung umfasst sein.
Wie in den 1 und 2 gezeigt, sorgt eine Zelle oder eine Vorrichtung mit veränderlichem Widerstand, insgesamt mit 10 bezeichnet, gemäß der vorliegenden Erfindung, zur Bereitstellung eines veränderlichen Widerstands in Reaktion auf einen einwirkenden Belastungsfaktor. Eine derartige Zelle 10 mit veränderlichem Widerstand kann bei derartigen Anwendungen wie Fußprothesen und Schuhen verwendet werden. Die Zelle 10 mit veränderlichem Widerstand ermöglicht in vorteilhafter Weise, dass die Steifigkeit oder die Reaktion der Fußprothese oder von Schuhen verändert wird. Die Zelle mit veränderlichem Widerstand kann die Steifigkeit erhöhen, und/oder die Verstellung verringern, bei einer Vergrößerung eines Belastungsfaktors, der auf die Zelle einwirkt. Derartige Belastungsfaktoren können eine Belastung umfassen, eine Belastungsrate, eine mechanische Spannung, eine Rate einer mechanischen Spannung, einen Druck, eine Druckrate, eine Auslenkung, eine Auslenkungsrate, eine Beschleunigung jeder der voranstehend genannten Größen, und dergleichen. Wie nachstehend erläutert, kann der veränderliche Widerstand durch ein Fluid mit veränderlicher Viskosität zur Verfügung gestellt werden, oder durch eine veränderliche Öffnung.
Die Zelle 10 mit veränderlichem Widerstand weist vorzugsweise ein Fluid mit veränderlicher Viskosität oder ein entsprechendes Material 12 auf. Das Fluid mit veränderlicher Viskosität kann die Viskosität bei einer Erhöhung eines Belastungsfaktors erhöhen, der auf das Fluid mit veränderlicher Viskosität einwirkt. Wie nachstehend genauer erläutert wird, kann das Fluid oder das Material mit veränderlicher Viskosität ein Scherungsversteifungsmaterial sein, dessen Viskosität zunimmt, wenn eine Belastung oder eine mechanische Spannung, oder eine Belastungsrate oder eine mechanische Spannungsrate einwirkt; ein Elektro-Viskositätsfluid, dessen Viskosität sich in Abhängigkeit von einem angelegten elektrischen Feld ändert; oder ein Magneto-Viskositätsfluid, dessen Viskosität sich in Abhängigkeit von einem angelegten Magnetfeld ändert.
Die Zelle 10 kann eine Hülle 14 mit einer ersten oder zweiten Kammer 18 und 22 oder einem ersten und zweiten Vorratsbehälter 18 und 22 aufweisen. Das Fluid 12 mit veränderlicher Viskosität ist in der Hülle 14 angeordnet, und kann zwischen der ersten und der zweiten Kammer 18 bzw. 22 verschoben werden. Die zweite Kammer 22 kann ein Vorratsbehälter sein. Die Zelle 10 oder die Hülle 14 kann eine rohrförmige Muffe aufweisen, die an ihren entgegengesetzten Enden geschlossen ist, um die Hülle auszubilden. Die Muffe kann eine rohrförmige Wand aufweisen, und die Hülle, Muffe oder Wand kann flexibel sein, oder aus einem flexiblen Material bestehen. Die Hülle oder Muffe kann im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet sein, und kann auf die erste und die zweite Kammer aufgeteilt sein.
Eine Öffnung 26 kann in der Zelle 10 oder der Hülle 14 angeordnet sein, und betriebsmäßig zwischen der ersten und der zweiten Kammer 18 bzw. 22 angeordnet sein. Das Fluid 12 mit veränderlicher Viskosität kann durch die Öffnung 26 fließen, oder durch diese verschoben werden. Auf diese Weise kann das Fluid 12 zwischen den Kammern 18 und 22 über die Öffnung 26 verschoben werden. Die Öffnung 26 weist solche Abmessungen auf, dass sie einen Widerstand gegen den Fluss des Fluids durch die Öffnung zur Verfügung stellt. Die Öffnung 26 kann ringförmig ausgebildet sein. Ein Block 30 kann in der Hülle 14 angeordnet sein, und kann die Hülle in die erste und die zweite Kammer 18 bzw. 22 unterteilen. Darüber hinaus kann der Block 30 die Öffnung 26 zwischen dem Block und der Hülle bilden. Der Block und die Hülle oder Muffe können zylindrisch ausgebildet sein, wodurch eine ringförmige Öffnung zur Verfügung gestellt wird. Der Block kann in der zweiten Kammer 22 angeordnet sein, oder an einem Ende der Hülle, beispielsweise am unteren Ende. Der Block kann aus einem flexiblen und federelastischen Material hergestellt sein, und kann im Wesentlichen massiv ausgebildet sein, wie dargestellt, oder aber hohl. Der Block kann so flexibel sein, dass er sich bei einer Belastung auslenkt, aber kann steifer in Bezug auf die Hülle oder die Muffe sein.
Ein Becher 34 kann in der ersten Kammer 18 oder in einem anderen Ende der Hülle vorgesehen sein, beispielsweise im oberen Ende. Weiterhin kann der Becher 34 um die erste Kammer herum angeordnet sein, und solche Abmessungen und eine derartige Form aufweisen, dass der Block 30 aufgenommen wird. Wie der Block 30 kann der Becher 34 aus einem flexiblen und federelastischen Material hergestellt sein, und kann so flexibel sein, dass er sich bei Belastung auslenkt, aber kann steifer in Bezug auf die Hülle oder die Muffe sein.
Wie voranstehend geschildert, kann das Fluid 12 mit veränderlicher Viskosität zwischen der ersten und der zweiten Kammer 18 bzw. 22 durch die Öffnung 26 in Reaktion auf den Belastungsfaktor verschoben werden. Das Fluid 12 mit veränderlicher Viskosität weist eine Viskosität auf, die sich in Abhängigkeit von dem Belastungsfaktor ändert. Die Änderung der Viskosität des Belastungsfaktors ändert die Fähigkeit des Fluids mit veränderlicher Viskosität, durch die Öffnung 26 zu fließen. Die Viskosität des Fluids 12 kann vorzugsweise selektiv so geändert werden, dass der Fluss des Fluids durch die Öffnung 26 und zwischen den Kammern 14 und 18 geändert wird. Die Viskosität des Fluids kann in jeder der Kammern und/oder in der Öffnung geändert werden.
Wie voranstehend geschildert, können die Zelle 10 und die Hülle 14 flexibel und zusammendrückbar ausgebildet sein. Im Einsatz kann sich die Hülle 14 zwischen unterschiedlichen Positionen, wie in den 1 und 2 gezeigt, zusammendrückbar und ausdehnbar ausgebildet sein. Die Hülle 14 kann sich auf eine erste oder aufgeweitete Position aufweiten, wie in 1 gezeigt, und auf eine zweite oder zusammengedrückte Position zusammengedrückt werden, wie in 2 gezeigt ist. In der ersten Position reagiert die Zelle 10 oder Hülle 14 auf einen relativ größeren Belastungsfaktor, angedeutet durch Pfeile 38. Weiterhin weisen in der ersten Position die Zelle 10 und die Hülle 14 eine erste, größere Abmessung oder Dicke auf, und gelangt eine geringere Menge oder ein geringeres Volumen des Fluids 12 mit veränderlicher Viskosität von der ersten Hülle 18 durch die Öffnung 26 und in die zweite Kammer 22 oder den zweiten Vorratsbehälter. Daher weist die Zelle 10 eine geringere Verschiebung und eine größere Steifigkeit in Reaktion auf den größeren Belastungsfaktor 38 auf. In der zweiten Position reagiert die Zelle 10 oder Hülle 14 auf einen relativ kleineren Belastungsfaktor, angedeutet durch Pfeile 42. Weiterhin weist in der zweiten Position die Zelle 10 eine zweite, kleinere Abmessung oder Dicke auf, und geht eine größere Menge oder ein größeres Volumen des Fluids 12 mit veränderlicher Viskosität von der ersten Kammer 18 durch die Öffnung 26 und in die zweite Kammer 22 durch. Daher stellt die Zelle 10 eine stärkere Verschiebung und ein weicheres Gefühl in Reaktion auf den kleineren Belastungsfaktor 42 zur Verfügung.
Wenn ein Belastungsfaktor auf die Zelle 10 einwirkt, wird das Fluid 12 von der ersten Kammer 18 zur zweiten Kammer 22 durch die Öffnung 26 verschoben. Wenn der Belastungsfaktor zunimmt, nimmt auch die Viskosität des Fluids 12 zu, und fließt weniger Fluid durch die Öffnung 26, was zu einer geringeren Verschiebung oder einem geringeren Zusammendrücken der Hülle 12 führt, und einem steiferen Gefühl. Wenn der Belastungsfaktor abnimmt, nimmt auch die Viskosität des Fluids 12 ab, und fließt mehr Fluid durch die Öffnung 26, was zu einer stärkeren Verschiebung oder einem stärkeren Zusammendrücken der Hülle 12 führt, und einem weicheren Gefühl.
Wie voranstehend geschildert, kann der Block 30 in der zweiten Kammer 22 angeordnet sein, und kann die Hülle 14 flexibel sein. Zusätzlich verbiegt sich, wenn sich die Hülle 14 in der zweiten Position verbiegt oder zusammendrückt, auch ein Abschnitt der Hülle nach außen um den Block 30 herum, weiter weg von der zweiten Kammer 22. Die Hülle 14 oder Muffe kann sich nach außen hin aufweiten.
Weiterhin kann, wenn sich die Zelle 10 oder Hülle 14 verbiegt oder zusammendrückt, der Becher 34 zum Block 30 hin verschoben werden, so dass der Block 30 in dem Becher 34 oder in der ersten Kammer 18 aufgenommen wird. Wie voranstehend geschildert kann, während die Hülle 14 oder Muffe flexibel sein kann, der Becher 34 starr, oder starrer sein, um die Form des Bechers 34 aufrechtzuerhalten, und daher der ersten Kammer 18, während des Zusammendrückens der Hülle 14, so dass der Block 30 in den Becher 34 hineingelangen kann, ohne den Vorgang des Zusammendrückens zu stören. Bei extremer Auslenkung oder einem extremen Zusammendrücken der Hülle 14 kann ein oberes Ende der Hülle oder des Bechers einen Teil des Belastungsfaktors auf den Block 34 einwirken lassen. Daher kann, wie voranstehend geschildert, der Block 34 flexibel sein, und kann als ein Anschlag oder weiteres Polster dienen.
Die Hülle 14 oder Muffe kann federelastisch ausgebildet sein, oder kann aus einem federelastischen Material hergestellt sein, so dass die Hülle oder Muffe dazu neigt, ihre Form aufrechtzuerhalten, oder in die erste Position vorgespannt wird, ohne Belastung. Weiterhin kann die Zelle 10 ein Vorspannteil aufweisen, das mit der Hülle gekuppelt ist, und die Hülle in die erste Position vorspannt. Das Vorspannteil kann eine Feder 46 aufweisen, die in der Hülle 14 oder der ersten Kammer 18 angeordnet ist. Die Feder kann sich zwischen dem Block 30 und dem Becher 34 erstrecken, und kann eine Kraft zum Trennen des Blocks und des Bechers ausüben. Selbstverständlich drückt sich die Feder zusammen, wenn der Belastungsfaktor auf die Zelle einwirkt.
Das Fluid 12 mit veränderlicher Viskosität kann ein Scherungsversteifungsmaterial aufweisen, das die Viskosität bei einer Erhöhung des Belastungsfaktors erhöht, der auf das Scherungsversteifungsmaterial einwirkt. Ein Beispiel für ein derartiges Scherungsversteifungsmaterial ist eine Zusammensetzung aus Maisstärke und Wasser. Bei einem kleinen oder nicht vorhandenen Belastungsfaktor (angedeutet durch Pfeile 42) kann das Scherungsversteifungsmaterial weniger viskos sein, und stärker fließen, und kann daher verschoben werden, während die Zelle zusammengedrückt wird, wie in 2 gezeigt ist. Bei einem größeren Belastungsfaktor (angedeutet durch Pfeile 38) kann das Scherungsversteifungsmaterial stärker viskos sein, und weniger fließfähig, so dass es weniger leicht verschiebbar ist, und die Zelle weniger leicht zusammendrückbar ist, wie in 1 gezeigt ist. Selbstverständlich verteilt das weniger viskose Scherungsversteifungsmaterial mehr Energie oder Kraft. Entsprechend überträgt das stärker viskose Scherungsversteifungsmaterial mehr Energie oder Kraft. Das Scherungsversteifungsmaterial stellt ein Beispiel für eine Maßnahme zur Änderung der Viskosität des Fluids mit veränderlicher Viskosität in Reaktion auf den Belastungsfaktor dar.
In den 3 und 4 ist eine andere Zelle 10b mit veränderlichem Widerstand dargestellt, die in mehrfacher Hinsicht der voranstehend geschilderten Zelle ähnlich ist, wobei jedoch das Fluid oder Material 12 mit veränderlicher Viskosität ein Elektro-Viskositätsfluid 50 aufweisen kann, das auf ein angelegtes elektrisches Feld so reagiert, dass sich seine Viskosität ändert. Ein derartiges Elektro-Viskositätsfluid 50 weist eine höhere Viskosität auf, wenn ein elektrisches Feld angelegt wird. Bei einem schwachen oder keinem elektrischen Feld (angedeutet mit 54 in 4) ist das Elektro-Viskositätsfluid 50 weniger viskos und kann besser fließen, und kann daher verschoben werden, wie in 4 gezeigt ist. Bei einem stärkeren elektrischen Feld (angedeutet mit 58 in 3) ist das Elektro-Viskositätsfluid 50 viskoser, und kann schlechter fließen, und kann daher weniger leicht verschoben werden, wie in 3 gezeigt ist.
Ein Wandler 62, etwa ein Dehnungsmessstreifen, kann der Zelle 10b zugeordnet sein. Der Wandler 62 kann mit der Zelle 10b verbunden oder auf dieser, wie gezeigt, angeordnet sein, oder kann entfernt von der Zelle angeordnet sein, beispielsweise auf einer Fußprothese oder einem Schuh. Der Wandler 62 kann die mechanische Spannung oder die Kraft erfassen, oder einen anderen Belastungsfaktor, die bzw. der auf die Zelle 10b oder den Fuß oder den Schuh einwirkt. Der Wandler 62 kann betriebsmäßig an eine Steuerelektronik 66 und eine Stromversorgungsquelle 70 angeschlossen sein. Die Steuerelektronik 66 und der Wandler 62 können betriebsmäßig an das Elektro-Viskositätsfluid 50 angeschlossen sein, beispielsweise durch Elektroden, die mit der Hülle verbunden sind. So können beispielsweise der Block 30b und der Becher 34b Elektroden sein, und können betriebsmäßig an die Steuerelektronik 66, die Stromversorgungsquelle 70 und/oder den Wandler 62 angeschlossen sein. Die Steuerelektronik 66 kann eine Verstärkerschaltung aufweisen, und die Stromversorgungsquelle 70 kann eine Batterie sein. Der Wandler 62 kann eine mechanische Spannung oder eine Kraft in dem ersten und/oder zweiten Teil 18 bzw. 22 erfassen, und kann ein Signal erzeugen, das der Steuerelektronik 66 zugeführt werden kann.
Die Steuerelektronik 66 kann eine Verstärkerschaltung zum Verstärken des Signals aufweisen, um ein Steuersignal zu erzeugen. Die Steuerelektronik kann das Steuersignal auf Grundlage einer Eingabe von den Belastungsfaktoren oder auf Grundlage anderer Eingaben erzeugen. Weiterhin kann die Steuerelektronik 66 programmierbar sein, beispielsweise durch einen Computerchip, um bestimmte Signale bereitzustellen, oder um die Signale auf eine bestimmte Art und Weise abzuändern, entsprechend unterschiedlichen Einsätzen oder Aktivitäten. Beispielsweise kann die Steuerelektronik 66 mit Programmen programmiert sein, zur Bereitstellung oder Abänderung von Signalen entsprechend unterschiedlichen Aktivitäten, beispielsweise Gehen oder Laufen, wenn die Zellen bei einer Fußprothese oder bei Schuhen eingesetzt werden. Das Steuersignal kann an das Elektro-Viskositätsfluid 50 über die Elektroden angelegt werden, beispielsweise den Block 30b und den Becher 34b. Es wird darauf hingewiesen, dass die Steuerelektronik 66 Eingangssignale aufweisen kann, um die Verstärkung, Minima, und dergleichen zu ändern, zum Steuern oder Anpassen der Zelle. Der Wandler kann mit der Zelle oder der Hülle verbunden sein, welche das Fluid mit veränderlicher Viskosität aufweist. Daher kann der Wandler 62 so ausgelegt sein, dass er den Druck des Fluids mit veränderlicher Viskosität in der Hülle erfasst.
Das Elektro-Viskositätsfluid 50 kann Teilchen oder Feilspäne in einem Öl enthalten. Wenn das elektrische Feld 58 einwirkt, richten sich die Teilchen oder die Feilspäne aus, wodurch die Viskosität des Fluids 50 vergrößert wird, oder des Öls mit Teilchen oder Feilspänen. Ohne ein elektrisches Feld 54, oder bei einem schwachen elektrischen Feld, sind die Teilchen oder Feilspäne statistisch verteilt, wodurch die Viskosität des Fluids 50 oder des Öls mit Teilchen oder Feilspänen verringert wird. Das elektrische Feld, die Stromversorgungsquelle, die Elektroden und/oder Teilchen oder Feilspäne stellen Beispiele für Vorrichtungen zur Änderung der Viskosität des Fluids mit veränderlicher Viskosität in Reaktion auf den Belastungsfaktor dar.
Die Zelle 10b mit veränderlichem Widerstand kann eine ähnliche Konstruktion und Funktionsweise wie die voranstehend geschilderte Zelle 10 aufweisen, und die Hülle 14 mit einer ersten und einer zweiten Kammer oder einem ersten oder einem zweiten Vorratsbehälter 18 bzw. 22 aufweisen; sowie eine Öffnung 26, die in der Zelle 10 oder der Hülle 14 angeordnet ist, und im Betrieb zwischen der ersten und der zweiten Kammer 18 bzw. 22 angeordnet ist. Weiterhin können der Becher und der Block ähnlich ausgebildet sein.
In den 5 und 6 ist eine andere Zelle 10c mit veränderlichem Widerstand dargestellt, die in mehrfacher Hinsicht ähnlich jener ist, die voranstehend geschildert wurde, wobei jedoch das Fluid oder Material 12 mit veränderlicher Viskosität ein Magneto-Viskositätsfluid 84 sein kann, das auf ein angelegtes Magnetfeld reagiert, um die Viskosität zu ändern. Ein derartiges Magneto-Viskositätsfluid 84 erhöht die Viskosität, wenn ein Magnetfeld angelegt wird. Bein einem schwachen oder keinem Magnetfeld (angedeutet durch Linien 88) ist das Magneto-Viskositätsfluid 84 weniger viskos und kann besser fließen, und kann daher verschoben werden, wie in 6 gezeigt ist. Bei einem stärkeren Magnetfeld (angedeutet durch Linien 92) ist das Magneto-Viskositätsfluid 84 viskoser, und kann schlechter fließen, und kann daher weniger leicht verschoben werden, wie in 5 gezeigt ist.
Das Magnetfeld kann durch Magneten aufgebracht werden, die betriebsmäßig mit der Hülle 14 verbunden sind. So können beispielsweise der Block 30c und der Becher 34c magnetisch sein, oder ein magnetisches Material enthalten. Weiterhin können die Magneten Elektromagneten sein, die betriebsmäßig an Steuerelektronik angeschlossen sind, wie voranstehend unter Bezugnahme auf die 3 und 4 beschrieben, unter Verwendung des Steuersignals zur Erzeugung des Magnetfeldes. Ein derartiges Magneto-Viskositätsfluid 84 kann Teilchen oder Feilspäne in einem Öl enthalten. Wenn das Magnetfeld 92 einwirkt, richten sich die Teilchen oder Feilspäne aus, wodurch die Viskosität des Fluids oder des Öls mit Teilchen oder Feilspänen erhöht wird. Bei einem schwachen oder keinem Magnetfeld 88 sind die Teilchen oder Feilspäne statistisch angeordnet, wodurch die Viskosität des Fluids oder des Öls mit Teilchen oder Feilspänen verringert wird. Das Magnetfeld, die Magneten, und/oder Teilchen oder Feilspäne stellen ein Beispiel für eine Maßnahme dar, die Viskosität des Fluids mit veränderlicher Viskosität in Reaktion auf den Belastungsfaktor zu ändern.
Die Zelle 10 mit veränderlichem Widerstand kann eine ähnliche Konstruktion und Funktionsweise aufweisen wie die voranstehend geschilderten Zellen 10 und 10b, wobei sie die Hülle 14 mit einer ersten oder zweiten Kammer oder einem ersten oder zweiten Vorratsbehälter 18 bzw. 22 aufweist; und eine Öffnung 26, die in der Zelle 10 oder Hülle 14 vorgesehen ist, und betriebsmäßig zwischen der ersten und der zweiten Kammer 18 bzw. 22 angeordnet ist. Weiterhin können der Becher und der Block ähnlich ausgebildet sein.
Wie voranstehend geschildert können Zellen mit veränderlichem Widerstand wie jene, die voranstehend beschrieben wurden, bei Fußprothesen und Fußbekleidung eingesetzt werden. Die Zelle oder Hülle 14 kann zwischen einem ersten und einem zweiten Teil einer Fußprothese angeordnet sein. In 7 ist eine Fußprothese 100 gezeigt, mit einer oder mehreren Zellen 110 und/oder 112 mit veränderlichem Widerstand, um die Steifigkeit oder das Reaktionsvermögen des Fußes zu ändern. Der Fuß 100 kann ein oberes Vorderfußteil 118 aufweisen, das mit einem Stumpf einer amputierten Person verbunden wird, wie in diesem Gebiet üblich, und eine untere Fußplatte oder ein Fersenteil 122, das mit dem oberen Vorderfußteil 118 verbunden ist, und so angeordnet ist, dass es zwischen dem oberen Vorderfußteil und dem Erdboden arbeitet. Das obere Vorderfußteil 118 kann sich von einem Befestigungsabschnitt 126, der mit dem Stumpf einer amputierten Person verbunden ist, nach unten und nach vorn über einen Knöchelabschnitt 130, einen Bogenabschnitt 134 und einen Zehenabschnitt 138 erstrecken. Die Fußplatte oder das Fersenteil 122 kann eine sich über die gesamte Länge erstreckende Sohle sein, die sich von einem Zehenabschnitt 142 über einen Bogenabschnitt 146 zu einem Fersenabschnitt 150 erstreckt. Die Teile 118 und 122 können an den Zehenabschnitten 138 und 142 verbunden sein. Ein Zwischenraum oder Raum kann zwischen den Teilen vorhanden sein, oder zwischen dem Knöchelabschnitt 130 und dem Fersenabschnitt 150. Die Zelle 110 kann in dem Raum zwischen dem ersten und dem zweiten Teil angeordnet sein. Das erste und das zweite Teil können das obere Vorderfußteil und die untere Fußplatte sein.
Weiterhin kann der Fuß 100 ein Verstärkungsteil 152 aufweisen, ähnlich dem oberen Vorderfußteil 118, jedoch beabstandet. Das Verstärkungsteil 152 kann für eine Verstärkung des oberen Vorderfußteils dienen. Eine Zelle 112 kann zwischen dem Verstärkungsteil 152 und dem oberen Vorderfußteil 118 angeordnet sein, oder zwischen den Zehenabschnitten. Das erste und das zweite Teil können das Verstärkungsteil bzw. das obere Vorderfußteil sein. Das erste und das zweite Teil können das obere Vorderfußteil bzw. das Verstärkungsteil sein.
Der Fersenabschnitt 150 des zweiten Teils 122 kann an einem Fersenort in einem Bereich in der Nähe der Rückseite der Fußvorrichtung angeordnet sein, an welcher sich die Ferse eines natürlichen Fußes befinden würde. Entsprechend sind die Zehabschnitte 138 und 142 an einem Zehenort in einem Bereich nahe der Vorderseite der Fußvorrichtung angeordnet, an welchem sich die Zehen eines normalen Fußes befinden würden.
Die Teile 118, 122 und 152 können federelastische und Energie speichernde Fußteile sein, die sich auslenken oder verbiegen, und dabei Energie speichern, ähnlich wie eine Blattfeder. Daher können die Teile aus einem flexiblen und federelastischen Material bestehen, welches es den Fußteilen ermöglicht, sich auszulenken oder zu verbiegen. Bei einem Aspekt können die Teile aus einem faserverstärkten Harzmaterial bestehen, beispielsweise aus einem mit Graphit verstärkten Harz.
Die Zellen 110 oder 112 oder die Fußprothese 100 können einen Generator 154 aufweisen, zur Erzeugung von Energie, beispielsweise elektrischer Energie, zur Energieversorgung der Steuerelektronik, des elektrischen Signals, von Magneten, und/oder von Zellen. Beispielsweise kann der Generator 154 Spulen und Magneten aufweisen, die sich in Bezug aufeinander bewegen können, um elektrischen Strom zu erzeugen, wie dies auf diesem Gebiet bekannt ist. Die Bewegung des Fußes oder des Schuhs kann die Bewegung in Bezug auf den Generator hervorrufen. Der Generator kann elektrisch an die Steuerelektronik und die Zelle angeschlossen sein.
Der Wandler 62 kann betriebsmäßig an den Fuß 100, das obere Vorderfußteil 118, das untere Fußteil 122, oder das Verstärkungsteil 152 angeschlossen sein, um eine mechanische Spannung oder Auslenkung oder einen anderen Belastungsfaktor des Fußes oder der Teile zu erfassen. Darüber hinaus können die Steuerelektronik 66 und die Stromversorgungsquelle 70 auch an den Fuß 100 angeschlossen sein.
In 8 ist eine andere Fußprothese 160 dargestellt, mit einem Paar von Zellen 162 und 164 mit veränderlichem Widerstand. Die Fußprothese 160 kann ein erstes Teil 168 aufweisen, zur Verbindung mit dem Stumpf einer amputierten Person, und ein zweites Teil 172, das schwenkbar mit dem ersten Teil an einem Schwenkpunkt oder Schwenkstift 176 verbunden ist. Zwischenräume oder Spalte können zwischen dem ersten und dem zweiten Teil vor und hinter dem Schwenkpunkt vorhanden sein. Die Zellen 162 und 164 können zwischen dem ersten und dem zweiten Teil verschoben werden. Wenn das zweite Teil 172 um den Schwenkpunkt 176 verschwenkt wird, legt es eine Kraft an die Zellen an. Die Fußprothese 160 kann einen Generator aufweisen, wie voranstehend geschildert, und in 7 gezeigt.
In 9a ist eine weitere Fußprothese 200 dargestellt, mit einer Zelle 210 mit veränderlichem Widerstand. Der Fuß 200 ist jedoch anders ausgebildet als voranstehend geschildert. Der Fuß 200 kann ein oberes oder Vorderfußteil 218 mit einem Befestigungsabschnitt 226 aufweisen (in Horizontalrichtung mit durchgezogenen Linien dargestellt, in Vertikalrichtung mit gestrichelten Linien dargestellt), gekrümmt nach unten und nach vorn verlaufend über einen krummlinigen Feder- oder Knöchelabschnitt 230, einen Bogenabschnitt 234, und einen Zehenabschnitt 238 an dem Ort der Zehen eines natürlichen Fußes. Daher kann die Oberseite des Vorderfußteils 218 im Wesentlichen C-förmig oder J-förmig ausgebildet sein. Weiterhin kann der Fuß ein unteres Fersenteil 222 aufweisen, und einen Befestigungsabschnitt 242 aufweisen, der an dem Bogenabschnitt 234 des oberen oder Vorderfußteils 218 angebracht ist, und sich nach hinten zu einem Fersenabschnitt 246 an dem Ort der Ferse eines normalen Fußes erstreckt. Das obere oder Vorderfußteil 218 kann ein erstes Teil sein, und das untere Fersenteil 222 kann ein zweites Teil sein. Die Zelle 210 mit veränderlichem Widerstand kann zwischen dem ersten und dem zweiten Teil angeordnet sein, oder zwischen dem Vorderfußteil und dem Fersenteil 218 bzw. 222.
Ein Adapter 250 kann so an der Fußprothese 200 angebracht sein, dass der Adapter 250 das erste Teil 322 bildet, und die Fußprothese 200 das zweite Teil bildet. Mehrere Zellen 254 mit veränderlichem Widerstand können zwischen dem Adapter 250 und der Fußprothese 200 angeordnet sein. Der Adapter 250 kann horizontal an einem horizontalen Befestigungsabschnitt der Fußprothese angebracht werden, wie mit durchgezogenen Linien dargestellt, oder vertikal an einem vertikalen Befestigungsabschnitt der Fußprothese, wie mit gestrichelten Linien dargestellt. (Selbstverständlich kann der Adapter auch in jedem Winkel angebracht sein, und sind horizontal und vertikal als typische Befestigungsmöglichkeiten dargestellt).
Der Adapter 250 kann eine Befestigungsplatte 258 aufweisen, die an dem Fuß 200 angebracht ist. Der Adapter 250 kann darüber hinaus eine Stütze 262 aufweisen, die schwenkbar mit der Befestigungsplatte 258 verbunden ist (oder mit dem Fuß 200). Die Stütze 262 kann eine Basis 266 und ein Paar von Armen 270 aufweisen, die von dort aus ausgehen, wobei distale Enden schwenkbar an der Befestigungsplatte 258 oder dem Fuß 200 angebracht sind. Die Zellen 254 können zwischen dem ersten oder dem zweiten Teil angeordnet sein, also dem Adapter 250 oder der Befestigungsplatte 258 oder dem Fuß 200. Daher kann der Adapter 250 bei vorhandenen Fußprothesen eingesetzt werden, um zusätzlich Zellen vorzusehen. Hierbei kann wiederum die Fußprothese einen Generator aufweisen, wie voranstehend geschildert, und in 7 gezeigt.
Wie aus 9b hervorgeht, können mehrere Zellen 260 zwischen einem ersten und einem zweiten Teil 264 bzw. 266 einer Fußprothese angeordnet sein. Die Zellen können an Orten vorn und hinten angeordnet sein, in Bezug auf einen Schwenkpunkt 270, um veränderlich einer Bewegung zwischen den Teilen 264 und 266 in Richtung nach vorn und hinten zu widerstehen, oder um veränderlich einer ebenen Biegung und einer dorsalen Biegung zu widerstehen. Entsprechend können die Zellen an entgegengesetzten Seiten in Querrichtung in Bezug auf den Schwenkpunkt 270 angeordnet sein, um veränderlich einer Bewegung zwischen den Teilen 264 und 266 in Richtung von einer Seite zur anderen zu widerstehen, oder um veränderlich einer Umkehrung und Abweichung zu widerstehen. Eine derartige Ausbildung kann bei jeder der Fußprothesen eingesetzt werden, die in den 8 und 9 gezeigt sind.
In 10 ist ein Schuh 300 mit einer Zelle 310 mit veränderlichem Widerstand dargestellt. Die Zelle 310 kann an einer Ferse des Schuhs angeordnet sein, und kann als ein Puffer dienen. Ein Hohlraum 314 kann in der Ferse vorgesehen sein, um die Zelle 310 aufzunehmen. Die Zelle kann zwischen einer oberen und einer unteren Oberfläche einer Laufsohle angeordnet sein. Ein Generator, wie er voranstehend beschrieben und in 7 gezeigt wurde, kann in dem Schuh vorhanden sein, und betriebsmäßig mit der Zelle verbunden sein.
In den 11 und 12 ist eine andere Zelle 350 mit veränderlichem Widerstand gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, die in vielfacher Hinsicht ähnlich jenen ist, die voranstehend beschrieben wurden. Die Zelle 350 mit veränderlichem Widerstand kann einen ähnlichen Aufbau und eine ähnliche Funktionsweise aufweisen wie die Zellen 10–10c, die voranstehend beschrieben wurden, mit der Hülle mit einer ersten und zweiten Kammer oder einem ersten und zweiten Vorratsbehälter; und einer Öffnung, die in der Zelle oder Hülle angeordnet ist, und betriebsmäßig zwischen der ersten und zweiten Kammer angeordnet ist. Weiterhin können der Becher und der Block ähnlich sein. Darüber hinaus kann eine derartige Zelle 350 bei Fußprothesen und Fußbekleidung eingesetzt werden, wie dies voranstehend beschrieben wurde.
Die Zelle 350 kann eine veränderliche Öffnung 354 aufweisen, deren Größe und/oder Form veränderlich ist. Ein Stellglied 358 kann der Öffnung 354 zugeordnet sein, um die Größe der Öffnung zu verändern. Das Stellglied kann beispielsweise die Hülle umgeben, und sich zusammenziehen, um die Größe der Öffnung zu verringern, und sich aufweiten, um die Größe der Öffnung zu erhöhen. Alternativ kann ein Servoventil die Öffnung bilden, und zwischen der ersten und der zweiten Kammer angeordnet sein. Das Servoventil kann eine Öffnung aufweisen, deren Größe sich ändert. Es wird darauf hingewiesen, dass die Zelle mit der veränderlichen Öffnung bei Fluiden mit veränderlicher Viskosität eingesetzt werden kann, die voranstehend beschrieben wurden, und bei anderen Fluiden, deren Viskosität sich nicht notwendigerweise ändert, da der Fluss durch die Öffnung durch die veränderliche Öffnung eingestellt werden kann.
Die Hülle kann eine Blase zur Aufnahme des Fluids aufweisen. Der Block und der Becher, oder Magneten, können bewegbar in Bezug aufeinander angeordnet sein, wobei sich die Magneten zueinander unter Einwirkung des Belastungsfaktors bewegen.
Ein Verfahren zum veränderlichen Widerstehen gegenüber einem Belastungsfaktor gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Verschiebung eines Fluids mit veränderlicher Viskosität durch eine Zelle mit veränderlichem Widerstand. Wie voranstehend geschildert, kann die Zelle eine Hülle mit zwei Kammern und einer Öffnung aufweisen, die zwischen den beiden Kammern angeordnet ist, so dass das Fluid mit veränderlicher Viskosität zwischen den beiden Kammern durch die Öffnung fließen kann. Die Lastzelle mit veränderlichem Widerstand kann durch Einwirkung eines Belastungsfaktors auf die Zelle mit veränderlichem Widerstand zusammengedrückt werden. Die Viskosität des Fluids kann in Reaktion auf den Belastungsfaktor geändert werden, durch Erhöhung der Viskosität bei einem relativ größeren Belastungsfaktor, und Verringerung der Viskosität bei einem relativ kleineren Belastungsfaktor. Darüber hinaus kann die Steuerelektronik so programmiert sein, dass sie die Viskosität des Fluids in Reaktion auf den Belastungsfaktor und ein vorbestimmtes Programm ändert.
In den 13 und 14 ist eine weitere Zelle 450 mit veränderlichem Widerstand gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt, die in mehrfacher Hinsicht gleich jenen ist, die voranstehend beschrieben wurden. Eine derartige Zelle 450 kann bei einer Fußprothese und Fußbekleidung wie voranstehend geschildert eingesetzt werden. Die Zelle 450 kann eine Kammer 458 aufweisen, einen Kolben 464, der beweglich in der Kammer 458 angeordnet ist, und einen Vorratsbehälter 484. Der Kolben 464 kann einen Kolbenkopf 486 aufweisen, der ein Volumen in der Kammer 458 festlegen kann. Der Kolben 464 kann eine Öffnung 474 aufweisen, die sich durch den Kolbenkopf 468 erstreckt, und mit einem Fluidweg 478 verbunden ist. Ein Fluid kann in der Kammer vorgesehen werden, und kann zwischen der Kammer 458 und dem Vorratsbehälter 484 über den Fluidweg 478 fließen. Eine veränderliche Öffnung 454 kann dem Kolbenkopf 468 und/oder dem Fluidweg 478 zugeordnet sein, um den Fluss von Fluid zwischen der Kammer 458 und dem Vorratsbehälter 484 über den Fluidweg 478 zu steuern, oder diesem zu widerstehen. Die veränderliche Öffnung 454 kann in Bezug auf die Abmessung und/oder die Form veränderlich sein. Daher kann die Öffnung 454 solche Abmessungen aufweisen, dass sie einen veränderlichen Widerstand gegen den Fluss von Fluid durch die Öffnung 454 bereitstellt.
Das Volumen innerhalb der Kammer 458 ändert sich, wenn sich die Position des Kolbenkopfes 468 in Reaktion auf Änderungen eines auf die Zelle 450 einwirkenden Belastungsfaktors ändert. Wenn der Kolben 464 durch die auf die Zelle 450 einwirkenden Belastungen zusammengedrückt wird, nimmt das Volumen der Kammer 458 ab, so dass Fluid aus der Kammer 458 durch den Fluidweg 478 in den Vorratsbehälter 484 herausgedrückt wird. Die variable Öffnung 454 kann einen größeren Widerstand in Reaktion auf einen relativ größeren Belastungsfaktor zur Verfügung stellen, so dass eine geringere Flüssigkeitsmenge durch die variable Öffnung 454 hindurch und in den Vorratsbehälter 484 gelangt. Daher kann ein größerer relativer Anteil der einwirkenden Belastung, angedeutet durch einen Pfeil 420 in 13, über die Zelle 450 übertragen werden, so dass die Zelle eine steifere Reaktion auf relativ größere, einwirkende Belastungen zeigt. Im Gegensatz hierzu kann die variable Öffnung 454 einen geringeren Widerstand auf einen Fluidfluss in Reaktion auf einen relativ kleineren Belastungsfaktor zur Verfügung stellen, wodurch ermöglicht wird, dass eine größere Fluidmenge durch die variable Öffnung 454 in den Vorratsbehälter 484 gelangt, und ein größerer Anteil der relativ kleineren, einwirkenden Belastung, angedeutet durch den Pfeil 424 in 14, von der Zelle abgefangen werden kann.
Eine Abschirmung oder ein Kragen 466 kann den Kolben 464 und die Kammer 458 umgeben, um die Bewegung des Kolbens zu schützen. Weiterhin kann der Vorratsbehälter in der Abschirmung oder dem Kragen angeordnet oder durch diese festgelegt sein.
Wahlweise können die Kammer 458 und der Kolben 464 durch eine Feder 470 zu einer entlasteten Position vorgespannt werden, wenn keine Belastung auf die Zelle 450 einwirkt. Die Feder 470 kann darüber hinaus einen zusätzlichen Widerstand gegenüber dem einwirkenden Belastungsfaktor zur Verfügung stellen. Andere Vorspannvorrichtungen, wie auf diesem Gebiet üblich, können zum Vorspannen der Zelle 450 verwendet werden.
In den 15 und 16 ist eine andere Zelle 550 mit veränderlichem Widerstand gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, die in mehrfacher Hinsicht ähnlich jenen ist, die voranstehend beschrieben wurden. Die Zelle 550 mit veränderlichem Widerstand kann eine ähnliche Konstruktion und Funktionsweise aufweisen wie die Zellen 10–10c und 350, die voranstehend geschildert wurden, einschließlich der Hülle mit einer ersten und zweiten Kammer oder einem ersten und zweiten Vorratsbehälter; und mit einer Öffnung, die in der Zelle oder Hülle angeordnet ist, und betriebsmäßig zwischen der ersten und zweiten Kammer angeordnet ist. Darüber hinaus können der Becher und der Block ähnlich sein. Weiterhin kann eine derartige Zelle 350 bei einer Fußprothese und einer Fußbekleidung eingesetzt werden, wie voranstehend geschildert.
Die Zelle 550 kann eine Kammer 558 aufweisen, die in einer flexiblen Hülle 560 angeordnet ist, und ein Kolben 564 kann beweglich innerhalb der Kammer 558 angeordnet sein. Die flexible Hülle 560 kann eine flexible, rohrförmige Muffe sein, und der Kolben 564 kann ein Block sein, der in der flexiblen Hülle angeordnet ist, und die Hülle in die Kammer 558 und den Vorratsbehälter 584 unterteilt. Der Kolben 564 und die Kammer 558 können ein Volumen festlegen, das sich in Reaktion auf einen auf die Zelle einwirkenden Belastungsfaktor ändert. Die flexible Hülle 560 kann auch den Vorratsbehälter 584 enthalten. Ein Fluidweg 578 kann eine Fluidverbindung der Kammer 558 mit dem Vorratsbehälter 584 über den Kolben 564 herstellen. Ein Fluid kann in der Kammer 558 vorhanden sein, und kann zwischen der Kammer 558 und dem Vorratsbehälter 584 über den Fluidweg 578 fließen. Eine variable Öffnung 554 kann in dem Kolben 564 und dem Fluidweg 578 vorgesehen sein, um den Fluidfluss zwischen der Kammer 558 und dem Vorratsbehälter 584 zu steuern.
Ein Becher 534 kann in der Kammer 558 angeordnet sein, und kann sich um die Kammer 558 herum erstrecken. Der Becher 534 kann eine derartige Abmessung und eine derartige Form aufweisen, dass er den Kolben 564 empfangen kann. Der Becher 534 kann aus einem flexiblen federelastischen Material bestehen, und kann so flexibel sein, dass er sich unter Belastung verbiegt, aber kann starrer in Bezug auf die flexible Hülle 560 sein. Während die flexible Hülle 560 flexibel ist, kann daher der Becher 534 starr sein, oder starrer, um die Form des Bechers 534 aufrechtzuerhalten, und daher der Kammer 558, während des Zusammendrückens der flexiblen Hülle 560, so dass der Kolben 564 in den Becher 534 ohne Störung des Zusammendrückvorgangs hineingelangen kann. Bei einem extremen Auslenken oder Zusammendrücken der Hülle 560 kann ein oberes Ende der Hülle oder des Bechers 534 einen Anteil des Belastungsfaktors auf den Kolben 564 ausüben.
Das Volumen der Kammer 558 kann sich ändern, wenn einwirkende Belastungen auf die Zelle die flexible Hülle 560 zusammendrücken. Wenn die flexible Hülle 560 durch die auf die Zelle 550 einwirkenden Belastungen zusammengedrückt wird, kann das Volumen der Kammer 558 abnehmen, wodurch Fluid aus der Kammer 558 durch den Fluidweg 578 und in den Vorratsbehälter 584 gedrückt wird. Die variable Öffnung 554 kann einen höheren Widerstand in Bezug auf einen relativ höheren Belastungsfaktor 520 zur Verfügung stellen, so dass eine geringere Menge an Fluid durch die variable Öffnung 554 hindurchgeht, und in den Vorratsbehälter 584 gelangt. Daher kann ein größerer Anteil der einwirkenden Belastung, angedeutet durch einen Pfeil 520 in 15, über die Zelle 550 übertragen werden, so dass die Zelle ein steiferes Reaktionsvermögen auf relativ größere, einwirkende Belastungen zeigt. Im Gegensatz hierzu kann die variable Öffnung 554 einen geringeren Widerstand auf den Fluss des Fluids in Reaktion auf einen relativ kleineren Belastungsfaktor 524 zur Verfügung stellen, wodurch ermöglicht wird, dass eine größere Menge an Fluid durch die variable Öffnung 554 hindurch in den Vorratsbehälter 584 gelangt, und ein größerer Anteil der einwirkenden Belastung, angedeutet durch einen Pfeil 524 in 16, von der Zelle abgefangen werden kann. Daher kann die Zelle eine weichere Reaktion auf relativ kleinere, einwirkende Belastungen aufweisen.
Wahlweise können die Kammer 558 und der Kolben 564 durch eine Feder 570 zu einer unbelasteten Position vorgespannt werden, wenn keine einwirkende Belastung auf die Zelle 550 vorhanden ist. Die Feder 570 kann auch einen zusätzlichen Widerstand gegenüber dem einwirkenden Belastungsfaktor zur Verfügung stellen. Andere Vorspannvorrichtungen, wie auf diesem Gebiet üblich, können zum Vorspannen der Zelle 550 verwendet werden.
In den 17a–17b ist eine andere Zelle 650 mit veränderlichem Widerstand gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, die in mehrfacher Hinsicht den voranstehend geschilderten Zellen gleicht. Die Zelle 650 mit veränderlichem Widerstand kann eine ähnliche Konstruktion und Funktionsweise aufweisen wie die Zellen 10–10c und 350, die voranstehend beschrieben wurden, einschließlich der Hülle mit einer Kammer und einem Vorratsbehälter, und einer Öffnung, die in der Zelle oder Hülle vorgesehen ist, und betriebsmäßig zwischen der Kammer und dem Vorratsbehälter angeordnet ist. Weiterhin kann eine derartige Zelle 650 bei einer Fußprothese und Fußbekleidung eingesetzt werden, wie voranstehend geschildert.
Die Zelle 650 kann auch einen Kolben 664 aufweisen, der sich in der ersten Kammer 658 bewegen kann. Der Kolben 664 und die Kammer 658 können ein Volumen festlegen, das sich in Reaktion auf den Belastungsfaktor 620 ändert. Zumindest eine Öffnung 664 kann so ausgebildet sein, dass sie sich durch den Kolben 664 erstreckt, und in Verbindung mit der ersten Kammer 658 steht. Ein Fluid 612 mit veränderlicher Viskosität kann in der Kammer 658 vorgesehen sein, und kann durch die zumindest eine Öffnung in dem Kolben 664 in Reaktion auf den Belastungsfaktor 620 verschoben werden. Das Fluid 612 mit veränderlicher Viskosität kann eine Viskosität aufweisen, die sich in Abhängigkeit von dem Belastungsfaktor 620 ändert, um die Fähigkeit des Fluids 612 mit veränderlicher Viskosität zu ändern, durch die zumindest eine Öffnung 674 hindurch zu fließen.
Die Zelle 650 kann weiterhin eine flexible Hülle 660 aufweisen, die zumindest teilweise die Kammer 658 aufnehmen kann. Die flexible Hülle 660 kann weiterhin einen Vorratsbehälter 684 ausbilden. Der Kolben 664 kann die Hülle 660 in die Kammer 658 und den Vorratsbehälter 684 unterteilen. Die Öffnung 674 durch den Kolben 664 hindurch kann in Verbindung mit dem Vorratsbehälter 684 stehen. Weiterhin kann die zumindest eine Öffnung 674 in Fluidverbindung zwischen der Kammer 658 und dem Vorratsbehälter 684 stehen.
Die flexible Hülle 660 kann zwischen einer ersten Position in Reaktion auf einen relativ größeren Belastungsfaktor, wie in 17a gezeigt, und einer zweiten Position in Reaktion auf einen relativ kleineren Belastungsfaktor, wie in 17b gezeigt, zusammendrückbar sein. In der ersten Position kann die Kammer 658 eine erste, größere Abmessung aufweisen, bei welcher eine kleinere Menge an Fluid durch die Öffnung 674 in den Vorratsbehälter 660 gelangt. In der zweiten Position kann die Kammer 658 eine zweite, kleinere Abmessung aufweisen, bei welcher eine größere Menge an Fluid durch die Öffnung 674 in den Vorratsbehälter gelangt. Die flexible Hülle 660 kann eine flexible, rohrförmige Muffe 661 aufweisen, zur Ausbildung der Hülle. Es wird darauf hingewiesen, dass ein getrennter Vorratsbehälter 690 ebenfalls in Fluidverbindung mit dem Vorratsbehälter stehen kann, um Fluid von dem Vorratsbehälter zu empfangen, wenn sich der Kolben bewegt, wie dies in 18 dargestellt ist.
Wie wiederum aus den 17a–17b hervorgeht, und voranstehend erläutert wurde, kann die Zelle 650 auch Magneten 670 aufweisen, um ein Magnetfeld an das Fluid 612 mit veränderlicher Viskosität anzulegen, um die Viskosität des Fluids zu erhöhen. Die Magneten 670 stellen eine Maßnahme zum Ändern der Viskosität des Fluids mit veränderlicher Viskosität in Reaktion auf den Belastungsfaktor dar.
Das Fluid 612 mit veränderlicher Viskosität kann ein Magneto-Viskositätsfluid sein, das auf ein Magnetfeld reagiert, ein Elektro-Viskositätsfluid, das auf ein elektrisches Feld reagiert, oder eine Kombination aus Magneto- und Elektro-Viskositätsfluiden. Zusätzlich kann das Fluid mit veränderlicher Viskosität auch ein Scherungsversteifungsmaterial aufweisen, das die Viskosität bei einer Erhöhung des Belastungsfaktors erhöht, der auf das Scherungsversteifungsmaterial einwirkt.
Der Belastungsfaktor 620 kann zumindest ein Belastungsfaktor unter folgenden Größen sein: einer Belastung, einer Belastungsrate, einer Belastungsbeschleunigung, einer mechanischen Spannung, einer Rate einer mechanischen Spannung, einer Beschleunigung einer mechanischen Spannung, einem Druck, einer Druckrate, einer Druckbeschleunigung, einer Auslenkung, einer Auslenkungsrate, und einer Auslenkungsbeschleunigung.
Die Zelle kann auch einen Wandler 678 aufweisen, zur Erfassung eines Belastungsfaktors, und eine Energieversorgungsquelle 680, die an den Wandler angeschlossen ist, um das Fluid 612 mit veränderlicher Viskosität mit Energie zu versorgen. Eine Steuerelektronik (nicht gezeigt) kann an den Wandler 678 und das Fluid 612 mit veränderlicher Viskosität angeschlossen sein, um eine elektrisches oder magnetisches Feld in Reaktion auf den Belastungsfaktor anzulegen, der von dem Wandler erfasst wird. Die Steuerelektronik kann programmierbar sein, und die Energieversorgungsquelle kann einen Generator aufweisen.
In den 19a–19b ist eine andere Zelle 750 mit veränderlichem Widerstand gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, die in vielfacher Hinsicht ähnlich jenen ist, die voranstehend beschrieben wurden. Die Zelle 750 mit veränderlichem Widerstand kann eine ähnliche Konstruktion und Funktionsweise aufweisen wie die Zelle 650, die voranstehend beschrieben wurde, mit einer elastischen Hülle mit einer Kammer und einem Vorratsbehälter, und einer Öffnung, die in der Zelle oder Hülle vorgesehen ist, und betriebsmäßig zwischen der Kammer und dem Vorratsbehälter angeordnet ist.
Darüber hinaus kann eine derartige Zelle 750 bei einer Fußprothese und Fußbekleidung eingesetzt werden, wie voranstehend geschildert.
Die Zelle 750 kann weiterhin eine Hülle mit einer ersten und einer zweiten Kammer aufweisen. Ein Kolben kann in der Hülle angeordnet sein. Der Kolben kann die Hülle in die erste und die zweite Kammer unterteilen. Zumindest eine Öffnung kann so ausgebildet sein, dass sie sich durch den Kolben erstreckt, und in Fluidverbindung zwischen der ersten und der zweiten Kammer steht. Ein Becher kann um die erste Kammer herum vorgesehen sein, um den Kolben aufzunehmen.
Ein Fluid 712 mit veränderlicher Viskosität kann in der Hülle angeordnet sein. Das Fluid 712 kann zwischen der ersten und der zweiten Kammer verschoben werden, durch die zumindest eine Öffnung, in Reaktion auf den Belastungsfaktor. Das Fluid 712 mit veränderlicher Viskosität kann eine Viskosität aufweisen, die sich entsprechend dem Belastungsfaktor ändert, um die Fähigkeit des Fluids mit veränderlicher Viskosität zu ändern, durch die zumindest eine Öffnung zu fließen.
Die flexible Hülle 760 kann zwischen einer ersten Position in Reaktion auf einen relativ größeren Belastungsfaktor, wie in 19a gezeigt, und einer zweiten Position in Reaktion auf einen relativ kleineren Belastungsfaktor, wie in 19b gezeigt, zusammendrückbar sein. In der ersten Position kann die Kammer 758 eine erste, größere Abmessung aufweisen, bei welcher eine kleinere Menge an Fluid durch die Öffnung 774 in dem Vorratsbehälter 760 hindurchgeht. In der zweiten Position kann die Kammer 758 eine zweite, kleinere Abmessung aufweisen, bei welcher eine größere Fluidmenge durch die Öffnung 774 in dem Vorratsbehälter hindurchgeht.
Wie voranstehend geschildert, kann die Zelle 750 weiterhin eine Stromversorgungsquelle aufweisen, um ein elektrisches Feld hervorzurufen, das durch gestrichelte Linien bei 792 angedeutet ist, durch das Fluid 712 mit veränderlicher Viskosität, um die Viskosität des Fluids mit veränderlicher Viskosität in Reaktion auf den Belastungsfaktor zu ändern.
Es wird darauf hingewiesen, dass die voranstehend geschilderten Ausbildungen nur den Einsatz in Bezug auf die Grundlagen der vorliegenden Erfindung erläutern sollen. Zahlreiche Abänderungen und alternative Ausbildungsformen lassen sich ausdenken, ohne vom Wesen und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, und es wurde zwar die vorliegende Erfindung in den Zeichnungen dargestellt und vollständig voranstehend mit sämtlichen Einzelheiten im Zusammenhang damit beschrieben, was momentan als die besten und bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung in der Praxis angesehen wird, jedoch wird Fachleuten auf diesem Gebiet deutlich werden, dass zahlreiche Abänderungen vorgenommen werden können, ohne von den Grundlagen und Konzepten der Erfindung abzuweichen, die in den Patentansprüchen angegeben sind.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine Zelle (450, 550, 650, 750) mit veränderlichem Widerstand stellt eine Reaktion mit veränderlichem Widerstand gegenüber einem Belastungsfaktor zur Verfügung, und weist einen Kolben (464, 564, 664, 764) auf, der beweglich in einer Kammer (458, 558, 658, 758) vorgesehen ist. Zumindest eine Öffnung (674) erstreckt sich durch den Kolben. Ein Fluid (612, 712) mit veränderlicher Viskosität ist in der Hülle angeordnet, und kann durch die zumindest eine Öffnung in dem Kolben in Reaktion auf den Belastungsfaktor verschoben werden. Das Fluid mit veränderlicher Viskosität weist eine Viskosität auf, die sich entsprechend dem Belastungsfaktor ändert, um die Fähigkeit des Fluids mit veränderlicher Viskosität zu ändern, durch die zumindest eine Öffnung hindurch zu fließen. Eine veränderliche Öffnung (454, 554) mit veränderlicher Größe kann betriebsmäßig in einem Fluidweg angeordnet sein, um einen Widerstand gegen den Fluidfluss durch den Fluidweg zur Verfügung zu stellen.

Claims

Zellenvorrichtung mit veränderlichem Widerstand, die dazu ausgebildet ist, einen veränderlichen Widerstand in Reaktion auf einen Belastungsfaktor zur Verfügung zu stellen, wobei die Vorrichtung aufweist: a) eine Kammer; b) einen Kolben, der sich in der Kammer bewegen kann, wobei der Kolben und die Kammer ein Volumen festlegen, das sich in Reaktion auf den Belastungsfaktor ändert; c) zumindest eine Öffnung, die sich durch den Kolben erstreckt, und in Verbindung mit der Kammer steht; d) ein Fluid mit veränderlicher Viskosität, das in der Kammer angeordnet ist, und durch die zumindest eine Öffnung in dem Kolben in Reaktion auf den Belastungsfaktor verschoben werden kann; und e) wobei das Fluid mit veränderlicher Viskosität eine Viskosität aufweist, die sich in Abhängigkeit von dem Belastungsfaktor ändert, um die Fähigkeit des Fluids mit veränderlicher Viskosität zu ändern, durch die zumindest eine Öffnung zu fließen.
Zellenvorrichtung mit veränderlichem Widerstand nach Anspruch 1, welche weiterhin eine flexible Hülle aufweist, welche die Kammer enthält, und einen Vorratsbehälter festlegt, wobei der Kolben die Hülle in die Kammer und den Vorratsbehälter unterteilt, und die zumindest eine Öffnung in Verbindung mit dem Vorratsbehälter steht.
Zellenvorrichtung mit veränderlichem Widerstand nach Anspruch 2, bei welcher die flexible Hülle zusammendrückbar ist zwischen: a) einer ersten Position in Reaktion auf einen relativ größeren Belastungsfaktor, welche eine erste, größere Abmessung aufweist, und bei welcher eine kleinere Menge des Fluids durch die Öffnung in den Vorratsbehälter gelangt; und b) einer zweiten Position in Reaktion auf einen relativ kleineren Belastungsfaktor, welche eine zweite, kleinere Abmessung aufweist, und bei welcher eine größere Fluidmenge durch die Öffnung in den Vorratsbehälter hindurchgeht.
Zellenvorrichtung mit veränderlichem Widerstand nach Anspruch 3, welche weiterhin eine flexible, rohrförmige Muffe aufweist, welche die Hülle bildet.
Zellenvorrichtung mit veränderlichem Widerstand nach Anspruch 1, welche weiterhin einen Vorratsbehälter aufweist, wobei die zumindest eine Öffnung in Fluidverbindung zwischen der Kammer und dem Vorratsbehälter steht.
Zellenvorrichtung mit veränderlichem Widerstand nach Anspruch 1, welche weiterhin aufweist: eine Einrichtung zum Ändern der Viskosität des Fluids mit veränderlicher Viskosität in Reaktion auf den Belastungsfaktor.
Zellenvorrichtung mit veränderlichem Widerstand nach Anspruch 1, bei welcher der Belastungsfaktor zumindest einen Belastungsfaktor aufweist, der aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: einer Belastung, einer Belastungsrate, einer Belastungsbeschleunigung, einer mechanischen Spannung, einer Rate einer mechanischen Spannung, einer Beschleunigung einer mechanischen Spannung, einem Druck, einer Druckrate, einer Druckbeschleunigung, einer Auslenkung, einer Auslenkungsrate, und einer Auslenkungsbeschleunigung.
Zellenvorrichtung mit veränderlichem Widerstand nach Anspruch 1, bei welcher das Fluid mit veränderlicher Viskosität ein Scherungsversteifungsmaterial aufweist, dessen Viskosität bei einer Erhöhung des Belastungsfaktors zunimmt, der auf das Scherungsversteifungsmaterial einwirkt.
Zellenvorrichtung mit veränderlichem Widerstand nach Anspruch 1, bei welcher das Fluid mit veränderlichem Widerstand zumindest ein Fluid aufweist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus: einem Magneto-Viskositätsfluid, das auf ein Magnetfeld reagiert, und einem Elektro-Viskositätsfluid, das auf ein elektrisches Feld reagiert.
Zellenvorrichtung mit veränderlichem Widerstand gemäß Anspruch 9, bei welcher vorgesehen sind: a) ein Wandler zur Erfassung eines Belastungsfaktors; b) eine an dem Wandler angeschlossene Energieversorgungsquelle; c) eine Steuerelektronik, die an den Wandler und das Fluid mit veränderlicher Viskosität angeschlossen ist, um ein elektrisches oder magnetisches Feld in Reaktion auf den Belastungsfaktor anzulegen, der von dem Wandler erfasst wird.
Zellenvorrichtung mit veränderlichem Widerstand nach Anspruch 10, bei welcher die Steuerelektronik programmierbar ist.
Zellenvorrichtung mit veränderlichem Widerstand, die dazu ausgebildet ist, eine Reaktion mit veränderlichem Widerstand auf einen Belastungsfaktor zur Verfügung zu stellen, wobei die Vorrichtung aufweist: a) eine Hülle mit einer ersten und einer zweiten Kammer; b) einen in der Hülle angeordneten Kolben, der die Hülle in die erste und die zweite Kammer unterteilt; c) zumindest eine Öffnung, die sich durch den Kolben hindurch erstreckt, und in Fluidverbindung zwischen der ersten und der zweiten Kammer steht; d) einen Becher, der sich um die erste Kammer herum erstreckt, um in sich den Kolben aufzunehmen; e) ein Fluid mit veränderlicher Viskosität, das in der Hülle angeordnet ist, und zwischen der ersten und der zweiten Kammer über die zumindest eine Öffnung in Reaktion auf den Belastungsfaktor verschiebbar ist; und f) wobei das Fluid mit veränderlicher Viskosität eine Viskosität aufweist, die sich in Abhängigkeit von dem Belastungsfaktor ändert, um die Fähigkeit des Fluids mit veränderlicher Viskosität zu ändern, durch die zumindest eine Öffnung zu fließen; und g) die Hülle zusammendrückbar ist zwischen: 1) einer ersten Position in Reaktion auf einen relativ größeren Belastungsfaktor, mit einer ersten, größeren Abmessung, wobei eine geringere Menge des Fluids mit veränderlicher Viskosität durch die Öffnung in die zweite Kammer hindurchgeht; und 2) einer zweiten Position in Reaktion auf einen relativ kleineren Belastungsfaktor, mit einer zweiten, kleineren Abmessung, wobei eine größere Menge des Fluids mit veränderlicher Viskosität durch die Öffnung in die zweite Kammer hindurchgeht.
Zellenvorrichtung mit veränderlichem Widerstand nach Anspruch 12, welche weiterhin aufweist: eine Vorrichtung zur Änderung der Viskosität des Fluids mit veränderlicher Viskosität in Reaktion auf den Belastungsfaktor.
Zellenvorrichtung mit veränderlichem Widerstand nach Anspruch 12, bei welcher das Fluid mit veränderlicher Viskosität ein Scherungsversteifungsmaterial aufweist, das die Viskosität entsprechend einer Erhöhung des Belastungsfaktors erhöht, der auf das Scherungsversteifungsmaterial einwirkt.
Zellenvorrichtung mit veränderlichem Widerstand nach Anspruch 12, bei welcher das Fluid mit veränderlicher Viskosität zumindest ein Fluid ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus: einem Magneto-Viskositätsfluid, das auf ein Magnetfeld reagiert, und einem Elektro-Viskositätsfluid, das auf ein elektrisches Feld reagiert.
Zellenvorrichtung mit veränderlichem Widerstand, bei welcher vorgesehen sind: a) eine flexible, rohrförmige Muffe, die eine Hülle bildet; b) ein Kolben, der in der rohrförmigen Muffe angeordnet ist, und die Hülle in ein erstes und ein zweites Abteil unterteilt, wobei zumindest eine Öffnung in dem Kolben vorgesehen ist, die sich zwischen dem ersten und dem zweiten Abteil erstreckt; und c) ein Fluid mit veränderlicher Viskosität, das in der Hülle der rohrförmigen Muffe angeordnet ist, wobei das Fluid mit veränderlicher Viskosität eine Viskosität aufweist, die sich in Abhängigkeit von dem Belastungsfaktor ändert, um die Fähigkeit des Fluids mit veränderlicher Viskosität zu ändern, durch die zumindest eine Öffnung zu fließen; und d) ein Becher, der in der rohrförmigen Muffe angeordnet ist, um in sich den Kolben aufzunehmen, wenn die rohrförmige Muffe zusammengedrückt wird.
Zellenvorrichtung mit veränderlichem Widerstand nach Anspruch 16, bei welcher weiterhin vorgesehen ist: eine Vorrichtung zum Ändern der Viskosität des Fluids mit veränderlicher Viskosität in Reaktion auf den Belastungsfaktor.
Zellenvorrichtung mit veränderlichem Widerstand nach Anspruch 16, bei welcher das Fluid mit veränderlicher Viskosität ein Scherungsversteifungsmaterial aufweist, dessen Viskosität bei einer Erhöhung des Belastungsfaktors zunimmt, der auf das Scherungsversteifungsmaterial einwirkt.
Zellenvorrichtung mit veränderlichem Widerstand nach Anspruch 16, bei welcher das Fluid mit veränderlichem Widerstand zumindest ein Fluid aufweist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus: einem Magneto-Viskositätsfluid, das auf ein Magnetfeld reagiert, und einem Elektro-Viskositätsfluid, das auf ein elektrisches Feld reagiert.
Zellenvorrichtung mit veränderlichem Widerstand zur Bereitstellung eines veränderlichen Widerstands in Reaktion auf einen Belastungsfaktor, wobei die Vorrichtung aufweist: a) eine Kammer; b) einen Kolben, der sich in der Kammer bewegen kann, wobei der Kolben und die Kammer ein Volumen festlegen, das sich in Abhängigkeit von dem Belastungsfaktor ändert; c) einen Fluidweg, der so ausgebildet ist, dass er es einem Fluid ermöglicht, in die Kammer oder aus dieser herauszufließen; d) ein Fluid, das in der Kammer vorhanden ist, und von der Kammer durch den Fluidweg in Reaktion auf Änderungen des Volumens der Kammer verschoben werden kann; und e) eine variable Öffnung, die betriebsmäßig in dem Fluidweg angeordnet ist, mit einer variablen Größe, um einen variablen Widerstand gegen den Fluidfluss durch sie hindurch zur Verfügung zu stellen.
Zellenvorrichtung mit veränderlichem Widerstand nach Anspruch 20, welche weiterhin eine flexible Hülle aufweist, welche die Kammer aufnimmt, und einen Vorratsbehälter festlegt.
Zellenvorrichtung mit veränderlichem Widerstand nach Anspruch 21, welche weiterhin aufweist: a) einen Block, der in der flexiblen Hülle angeordnet ist, und die Hülle in die Kammer und den Vorratsbehälter unterteilt, und den Kolben bildet; und b) einen Becher, welcher der flexiblen Hülle zugeordnet ist, und die Kammer festlegt, um in sich den Block aufzunehmen.
Zellenvorrichtung mit veränderlichem Widerstand nach Anspruch 21, welche weiterhin eine Öffnung in dem Kolben aufweist, die so ausgebildet ist, dass sie es einem Fluid ermöglicht, in die Kammer oder aus dieser heraus zu fließen, wobei der Fluidweg durch den Kolben hindurchgeht, und bei welcher die veränderliche Öffnung der Öffnung in dem Kolben zugeordnet ist.
Zellenvorrichtung mit veränderlichem Widerstand nach Anspruch 21, welche weiterhin ein Stellglied aufweist, das der Öffnung zugeordnet ist.
Zellenvorrichtung mit veränderlichem Widerstand, die dazu ausgebildet ist, einen veränderlichen Widerstand in Reaktion auf einen Belastungsfaktor zur Verfügung zu stellen, wobei die Vorrichtung aufweist: a) eine Kammer; b) einen Kolben, der sich in der Kammer bewegen kann, wobei der Kolben und die Kammer ein Volumen festlegen, das sich in Reaktion auf den Belastungsfaktor ändert; c) einen Vorratsbehälter; d) einen Fluidweg, der so ausgebildet ist, dass er ermöglicht, Fluid zwischen der Kammer und dem Vorratsbehälter fließen zu lassen; e) ein Fluid, das in der Kammer vorgesehen ist, und von der Kammer durch den Fluidweg in Reaktion auf Änderungen des Volumens der Kammer verschiebbar ist; und f) eine variable Öffnung, die betriebsmäßig in dem Fluidweg angeordnet ist, mit variabler Größe, um einen veränderlichen Widerstand gegen den Fluidfluss durch sie hindurch zur Verfügung zu stellen.
Zellenvorrichtung mit veränderlichem Widerstand, die so ausgebildet ist, dass sie einen veränderlichen Widerstand in Reaktion auf einen Belastungsfaktor zur Verfügung stellt, wobei die Vorrichtung aufweist: a) eine flexible Hülle; b) eine Kammer, die in der flexiblen Hülle angeordnet ist; c) einen Kolben, der sich in der Kammer bewegen kann, wobei der Kolben und die Kammer ein Volumen festlegen, das sich in Reaktion auf den Belastungsfaktor ändert; d) einen Vorratsbehälter, der in der Hülle angeordnet ist; e) einen Fluidweg, der so ausgebildet ist, dass er es ermöglicht, dass Fluid zwischen der Kammer und dem Vorratsbehälter fließen kann; f) ein Fluid, das in der Kammer angeordnet ist, und von der Kammer über den Fluidweg in Reaktion auf Änderungen des Volumens der Kammer verschoben werden kann; und g) eine veränderliche Öffnung, die betriebsmäßig in dem Fluidweg angeordnet ist, mit einer veränderlichen Größe, um einen veränderlichen Widerstand gegen den Fluidfluss durch sie hindurch zur Verfügung zu stellen.
Zellenvorrichtung mit veränderlichem Widerstand nach Anspruch 26, welche weiterhin aufweist: a) einen Block, der in der flexiblen Hülle angeordnet ist, die Hülle in die Kammer und den Vorratsbehälter unterteilt, und den Kolben bildet; und b) einen Becher, welcher der flexiblen Hülle zugeordnet ist und die Kammer festlegt, um in sich den Block aufzunehmen.