阅读说明：本技术 矫形技术装置 (Orthopedic device ) 是由 J·伦普勒 K·博登施泰因 J·P·梅吉亚尼诺 于 2019-01-08 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种矫形技术装置,其具有：液压阻尼装置；阀(1),所述阀具有阀座(10)和通过预紧的阀弹簧(30)朝向所述阀座(10)的方向施加关闭力的阀体(20)；以及在所述液压阻尼装置和所述阀座(10)之间的流动技术连接装置(40),其中,所述阀(1)具有用于调节所述阀弹簧(30)的预紧的调节装置(50)。(The invention relates to an orthopedic device comprising: a hydraulic damping device; a valve (1) having a valve seat (10) and a valve body (20) which exerts a closing force in the direction of the valve seat (10) by means of a pretensioned valve spring (30); and a flow-technical connection (40) between the hydraulic damping device and the valve seat (10), wherein the valve (1) has an adjusting device (50) for adjusting the pretension of the valve spring (30).)

矫形技术装置

技术领域

本发明涉及一种矫形技术装置，其具有：液压阻尼装置；阀，所述阀具有阀座和通过预紧的阀弹簧朝向阀座的方向施加关闭力的阀体；以及在液压阻尼装置和阀座之间的流动技术连接装置。

背景技术

矫形技术装置、特别是假肢或假体可以配备有液压阻尼装置，所述液压阻尼装置具有活塞和缸，其中，当液压阻尼装置布置在关节上时，则所述活塞通常将所述缸分成伸展腔和屈曲腔。根据伸展或屈曲运动，液压液从一个腔运动到另一个腔中。在另一个布置中，这两个腔称为收缩腔和伸展腔。在液压阻尼的关节装置中，可调节的阀通常构造为流量阀，通过所述流量阀可以或者可变地或者不变地调节相应的流动通道中的阻力。流量阀可以能手动地调节或者能通过马达调节。此外在液压阻尼装置中布置止回阀，所述止回阀与流动方向相关地阻断液体流。为了将阀体保持在期望的位置上，所述阀通常通过弹簧加载，所述弹簧将阀体预紧到阀座中。液压液由此可以流过止回阀，必须反向于弹簧力的方向施加压力，由此将阀体从阀座抬起。

在液压阻尼装置中部分地装入所谓的安全阀，所述安全阀在超过最大允许压力时开启，以便保护矫形技术装置、特别是液压阻尼装置避免机械损害或者也避免患者受伤。安全阀是过载保护装置，所述安全阀在达到预给定的压力时开启。特别是在具有液压阻尼装置的矫形技术装置中，结构空间是受限的。然而必须通过小的阀弹簧施加大的力，所述阀弹簧直接地或者间接地给阀体施加预紧力。特别是在阀弹簧作为机械的螺旋弹簧或盘簧的构型中存在的问题是，存在大的制造偏差，从而期望的阀开启力仅能试用大量的阀弹簧实现。

发明内容

因此，本发明的任务在于，提供一种矫形技术装置，在所述矫形技术装置中始终存在期望的阀开启力。

根据本发明，该任务通过一种具有独立权利要求的特征的装置来解决。本发明的有利的构型和进一步方案在从属权利要求中、在说明书中并且在附图中公开。

提出一种根据本发明的矫形技术装置，其具有：液压阻尼装置；阀，所述阀具有阀座和通过预紧的阀弹簧朝向阀座的方向施加关闭力的阀体；以及在液压阻尼装置和阀座之间的流动技术连接装置，所述矫形技术装置设置，所述阀具有用于调节阀弹簧的预紧的调节装置。在出自现有技术的泄压阀的情况中由于不同的弹簧刚度存在对相应的开启力的固定的调节和大的改变，而通过根据本发明的装置能实现也在存在相应的阀弹簧的不同的弹簧刚度的情况中提供阀体的始终相同的关闭力，从而可以与阀弹簧的制造公差无关地提供矫形技术装置的相同的质量。此外可能的是，进行矫形技术装置与相应的使用者或患者的个别化适配。例如在矫形技术装置、例如下肢的假体或假肢中，所需的关闭力可以随着身体重量或者随着负载重量的相应的关节改变。体重轻的患者可以需要较小的用于开启所述阀的弹簧力，从而当存在特定的负荷时关节装置弯曲，而在较重的患者的情况或者在较大的负荷的情况中，例如在患者承受负荷时，可以调节为较高的关闭力。通过改变阀弹簧预紧而调节关闭力还实现通过不同的使用目的和例如不同的模块参数使所述阀与不同的矫形技术装置相匹配。

本发明的一个进一步方案设置，调节装置具有螺纹传动装置，通过所述螺纹传动装置能够将所述阀弹簧预紧。阀弹簧自身可以构造为机械弹簧例如螺旋弹簧或盘簧并且通过特别是压力或者也通拉力将阀体压或拉到阀座中。同样可能的是，设置替换的阀弹簧、例如弹簧体元件或者预紧的、压缩的容积、例如填充气体的囊。阀体可以与阀弹簧直接接触，替换地，阀体的关闭力可以通过承载元件或者优选地不可压缩的液体施加到阀体上，以便将阀体压到阀座中。

调节装置可以具有与阀弹簧耦合的阀弹簧保持器，所述阀弹簧保持器支承在壳体中，并且在所述阀弹簧保持器上构造有第一螺纹，所述第一螺纹与第二螺纹配合，所述第二螺纹布置在所述壳体中。调节装置能够以阀弹簧保持器至少与阀弹簧和阀体一起置入单独的壳体并且构造为模块。替换地，壳体可以是矫形技术装置的壳体的一部分、例如流动通道，在所述流动通道中布置或构造有内螺纹，所述内螺纹可以与阀弹簧保持器的螺纹配合，在所述阀弹簧保持器中使阀弹簧预紧或松弛。阀弹簧保持器可以例如构造为销、套筒或类似的接收装置，阀弹簧支承在所述接收装置上或中，并且通过所述接收装置可以将阀弹簧预紧或松弛。根据调节装置沿着哪个方向运动，通过螺纹传动装置使阀弹簧预紧或松弛。

阀体可以通过预紧力朝向阀座的方向预紧，所述预紧力可以具有几乎任意的大小。根据必须提供哪个关闭力，以支持液压系统或者使液压阻尼装置与相应的患者或相应的使用条件相适配，预紧力可以设定并且通过调节装置调节。优选地，预紧力是无级可调的，以便可以补偿弹簧制造中的偏差或误差并且进行对使用者和/或使用目的的准确适配。通过无机的可调性可以明显地减小误差，并且预紧力以非常小的偏差被调节到额定值。与额定值的偏差为优选地小于10％、特别是优选地小于5％，例如在额定值为9kN的情况下能够以±0.4kN的精度调节预紧力。

调节装置可以具有调节标记，从而使用者或矫形技术人员可以根据调节标记调节相应期望的关闭力。在装入弹簧之后可以将检验力施加给阀体。如果在达到所设定的检验力之前所述阀开启，则增大预紧力，如果所述阀还未开启，则减小弹簧预紧并且由此也减小关闭力。通过将相应施加的检验力分级并且在达到期望的检验力时安置相应的调节标记可以对于每个弹簧个别地施加一个相应的调节标记或一些相应的调节标记。

调节装置优选地具有形状配合元件，通过所述形状配合元件能够操作调节装置。形状配合元件可以例如作为狭槽、十字形槽、多边形轮廓、十字头插入件、内六角螺钉或者作为对应的凸出部实现将力从工具或马达驱动装置传递到调节装置上。

在本发明的一个进一步方案中设置，调节装置具有马达驱动装置以及与马达驱动装置耦合的用于控制马达驱动装置的控制器。驱动装置特别是设计为电动马达驱动装置。替换的马达驱动装置能实现并且设置用于调节阀弹簧的预紧。通过马达驱动装置可以在不直接使用调节装置的情况下通过激活或停用驱动装置进行沿着期望的方向的相应期望的调节。

优选地，矫形技术装置具有与控制器耦合的操作元件和/或用于控制马达驱动装置的通信接口，从而通过远程操作或者通过假体、假肢或轮椅或者其他矫形技术装置上的操作元件可以轻便地实现调节相应的弹簧预紧。

本发明的一个进一步方案设置，矫形技术装置具有至少一个传感器，所述传感器与控制器耦合。通过传感器可能的是，控制器提供使用者的数据或者也提供矫形技术装置的使用数据，以便可以调节弹簧预紧并且由此调节关闭压力或下述压力，从所述压力起阀体使阀开启。在通过阻尼装置的使用者或矫形技术人员通过手动调节或者通过借助接口或操作元件由马达进行的调节的直接调节中可能的是，主动地通过传感器对于每个使用状态或者也对于特定的活动或者也对于使用者的改变可以自动地进行调节。对于特定的活动例如体育活动、重量的承载或者对于特定功能、例如下坡或下楼可以有意义的是，调节特别的关闭压力或极限值，由此使液压系统在载荷峰值时不遭受损坏或者以便阻止使过大的力通过假肢或假体装置传递给患者。相应的关节或相应的矫形技术装置则在达到极限压力时屈曲，这在下肢的关节的情况中主要在膝盖或踝关节屈曲时实现，在踝关节的情况中此外也在伸展运动中实现。

通过根据至少一个传感器值调节所述预紧的控制器进行的主动的控制可以实现改善的个别化适配并且与患者或相应的活动相适配。

在本发明的一个进一步方案中设置，控制器设置用于：借助至少一个传感器测定身体重量和/或运动参数的值；由测定的这个值或这些值计算用于驱动装置的至少一个控制参数并且自动地激活驱动装置以调节阀弹簧的预紧。例如通过轴向力传感器可以特别是测量静重，同样测量加速度、力矩或空间位置，基于所述静重、加速度、力矩或空间位置自动地调节所述阀。

附图说明

下面根据附图详细地说明本发明的实施例。附图中：

图1示出阀的示意性的截面图；

图2示出图1的具有马达调节装置的一个变体；

图3示出具有阀的液压阻尼装置的截面图；以及

图4示出一个应用实例的示意图。

具体实施方式

在图1中以示意性的截面图示出阀1的截面图，所述阀具有阀座10，所述阀座布置在液压阻尼装置的一部分或者另外的液压系统中。阀座10在所示的实施例中布置在液压活塞160中，所述液压活塞之后详细说明。在阀座10中构造有通孔40或通道，所述通道使高压侧与低压侧连接。通道40通过阀体20封闭。在所示的实施例中，阀体20具有圆锥顶，所述圆锥顶伸入到通道40中并且封闭所述通道。在阀座10中可以构造接触斜面，以便实现增大阀体20在阀座10上或中的支承面。阀体20通过弹簧30朝着阀座10施加预紧力，所述弹簧在所示的实施例中构造为螺旋弹簧或盘簧。阀体20具有凸出部或销状的凸部23，螺旋弹簧30围绕所述凸部布置。凸部23用于用于螺旋弹簧30的导向部。

螺旋弹簧30与阀体20一起在套筒70中被引导，所述套筒布置在活塞160上。套筒70可以是活塞160的部分或者固定在所述活塞上。套筒70不仅包围阀座10而且包围阀体20和弹簧30并且具有出口74，液压液或者必要时气动流体可以在阀1开启时从高压侧通过通道40通过所述出口排出。在套筒70内部布置阀弹簧保持器60，所述阀弹簧保持器同样具有销状的凸部63，螺旋弹簧30围绕所述凸部被支承。阀弹簧保持器60在其外侧具有螺纹65，所述螺纹与套筒70的内壁上的内螺纹75配合。通过螺纹65，75能实现，通过使阀保持器60沿着一个或另一个方向转动使弹簧30压缩或松弛。如果阀弹簧保持器60朝向阀体20的方向移位，则使弹簧30压缩并且增大关闭力，通过关闭力将阀体20压到阀座10并且封闭通道40。如果阀弹簧保持器60远离阀体20移位，则使弹簧30松弛并且关闭压力被减小。这意味着，在高压侧需要仅仅较小的压力，以便将阀体20从阀座10抬起并且开启通道40，从而液压液和/或气动流体可以从高压侧流过并且可以通过出口74排出。出口74可以与补偿容器、高压侧或者与至其余液压系统的连接管路耦合。

在阀弹簧保持器60内部的中心布置非圆的凹进部，调节装置50的对应成型的销与所述凹进部配合。在调节装置50的背离阀弹簧保持器60一侧构造呈内六角凹进部形式的形状配合元件56，对应成型的工具能够插入到所述内六角凹进部中。通过使调节装置50沿着一个或另一个方向转动通过与阀弹簧保持器60的形状配合耦合实现使阀弹簧30的预紧松弛或增强。在调节装置50的外侧布置标记55，调节人员通过所述标记可以识别，多大程度地实现预紧。通过标记可以识别所述预紧的分级，从而所述预紧力能够不仅定性地而且定量地可控地被调节。

图2示出根据图1的阀组件的一个变体，其中，替代机械的、手操作的调节装置50而通过工具使马达驱动的调节装置50与阀弹簧保持器60耦合。具有阀座10、阀体20、预紧弹簧30和通过螺纹65，75的预紧的原则上机械的结构保持不变。在阀弹簧保持器60的背离阀体20的端部上布置驱动装置80、特别是电动马达驱动装置80，所述驱动装置通过传动装置82与阀弹簧保持器60耦合。马达驱动装置80与控制装置85耦合，所述控制装置又可以与至少一个传感器、操作装置或通信装置耦合，以便通过相应的控制信号沿着一个或另一个方向驱动所述马达80。通过使阀弹簧保持器60在套筒80内部转动通过螺纹传动装置实现阀弹簧保持器60朝向阀体20的方向或者远离所述阀体轴向地移位并且随之实现增强所述预紧或者使弹簧30松弛。

传动装置82可以特别是布置或构造为丝杠驱动装置，从而马达80自身保持静止并且仅仅通过输出轴驱动传动装置82，以便通过阀弹簧保持器60实现使弹簧30收缩或松弛。可以同样设置另外的调节装置50、例如纯线性调节装置，所述线性调节装置在无螺纹传动的情况下是足够的。控制器85可以通过电缆或者也无线地与驱动装置80耦合。

图3示出呈液压阻尼装置100形式的液压系统的截面图，可以给所述液压阻尼装置配置出自图2的控制器85。液压执行器100具有壳体130，用于将壳体例如固定在假体或假肢上的支承接收部150固定在所述壳体上。在壳体130内部构造有缸，液压活塞160在所述缸中能纵向运动地布置在活塞杆140上。液压活塞160将屈曲腔131与伸展腔132分隔开。在活塞杆140的背离活塞160的端部上可以类似于在壳体130上的支承接收部150设置一个另外的支承装置，以便可以将液压执行器100例如固定在假体或假肢的下部分或上部分上。

在能纵向移动的活塞160内部构造阀座10，阀体20插入所述阀座中。在活塞160的活塞杆侧，横截面同样呈圆形的阀体20插入凹进部、特别是圆柱状的孔并且通过阀弹簧30朝向阀座10的方向被加载。在套筒70内部同样布置阀弹簧保持器60，所述套筒在所述实施例中是活塞160的部分并且包围所述孔，所述阀弹簧保持器在其外侧具有外螺纹65，所述外螺纹对应于套筒70中的内螺纹75构造。调节装置在其后面的端部上具有呈非圆的或多边形的凹进部形式的形状配合元件，通过调节装置50可以通过活塞杆140实现手动地调节弹簧预紧，其方式是，使调节装置50并且由此也使能通过螺纹传动装置轴向调节的阀弹簧保持器60移位。根据旋转方向使弹簧30松弛或预紧。如果在操作液压阻尼装置100的过程中在屈曲运动中出现在屈曲腔131中的过载峰值，则开启所述阀1，其方式是，阀体30从阀座10抵抗弹簧力通过弹簧30被向外压，从而通道40被开启并且液压液可以从屈曲腔131通过未示出的通道流入到伸展腔132中。原则上也可能的是，屈曲腔131和伸展腔132互换，从而在高的压力下在伸展运动中阀1可以受控地被开启。通过预紧弹簧30的可调节性能实现，一方面更准确地调节阀体20的开启压力并且另一方面通过在使用期间调节所述预紧对不同的活动、不同的行走状况或矫形技术装置的使用者中的改变作出反应并且进行相应的适配。

在图4中示出本发明的一个实施例，在所述实施例中示出用于下肢的假体。通过臀部皮带或臀部接口2实现将将假体固定在患者的躯干上。大腿护套3通过关节轴5固定在臀部接口2，所述大腿护套能够通过作为固定装置的皮带固定在大腿上。在大腿护套3远端，具有脚支架的小腿护套4铰接地通过摆动轴6支承在大腿护套3上。总共设置两个液压执行器100，所述液压执行器分别布置在假体的上部分和下部分之间。液压执行器100这样固定在臀部接口2和大腿护套3之间，以使得在绕着摆动轴5摆动时活塞杆140进入到壳体130中或者从所述壳体伸出。相应地，第二液压执行器100以壳体通过支承接收部150支承在大腿护套上并且通过活塞杆140和固定接口支承在小腿护套或小腿部分4上。绕着摆动轴6的摆动在此也导致活塞杆140和壳体130之间的相对运动并且由此导致活塞160在壳体130内部的运动。在假体上布置传感器95、例如压力传感器、加速度传感器、力传感器或角度传感器，所述传感器与控制器85耦合。同样在所示的实施例中在大腿护套3上布置例如呈触摸屏形式的操作元件90，通过所述操作元件能实现，操作控制器85并且由此由此操作马达驱动装置80以调节阀1的预紧。补充地，通信接口91布置在假体上，在所述实施例中布置在大腿护套3上，以便例如通过中心控制装置运行软件更新或者接收数据和能量并且传送到具有液压单元的矫形技术装置或者进行数据分析。