Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung mit einem Radial-Gelenklager mit einem Innenring, der an einem Bolzen oder Zapfen angeordnet ist und eine kugelige Außenkontur aufweist, und einem Außenring, der eine hohlkugelige Innengeometrie zur Aufnahme des Innenrings und eine Außengeometrie zur Aufnahme in einem Lagersitz aufweist, sowie eine orthopädietechnische Einrichtung mit einer solchen Lageranordnung.

Orthopädietechnische Einrichtungen wie zum Beispiel Prothesen und Orthesen sowie Exoskelette als Sonderfälle von Orthesen, weisen häufig zueinander verlagerbare Komponenten auf, die insbesondere gelenkig aneinander gelagert sind. Um die Relativbewegung zwischen den beiden Komponenten zu beeinflussen oder zu steuern, können Aktuatoren oder Widerstandseinrichtungen zwischen den Komponenten angeordnet sein. Neben elektromotorischen Antrieben sind insbesondere Hydraulikdämpfer oder Hydraulikantriebe oder auch Pneumatikdämpfer zwischen den beiden Komponenten angeordnet. Insbesondere bei Prothesen und Orthesen der unteren Extremität werden Linearhydrauliken als Aktuatoren oder Widerstandseinrichtungen eingesetzt. Problematisch bei Linearantrieben und insbesondere Linearhydrauliken ist deren Empfindlichkeit gegenüber Biegemomenten. Zur Entkopplung von Biegemomenten ist es möglich, diese Linearhydrauliken über Gelenklager sphärisch zu lagern.

Unter einem Radial-Gelenklager werden Lager mit einem Innenring mit einem hohlkugeligen, nach außen gewölbten Außendurchmesser und einem Außenring mit einem korrespondierend zu dem Außendurchmesser des Innenring geformten, nach innen gewölbten hohlkugeligen Innendurchmesser verstanden, bei dem der Innenring in dem passend gewölbten Außenring aufgenommen ist. Gelenklager kompensieren Schwingungsbewegungen, Schwenkbewegungen und Drehbewegungen bei relativ niedrigen Drehzahlen. Ebenso kompensieren sie Ausgleichsbewegungen zwischen einer Welle oder Achse, die in dem Innenring gelagert ist, und einem Gehäuse oder Lagersitz, in dem der Außenring gelagert ist.

Aus der DE 10 2010 049 257 B4 ist ein Prothesenfuß mit einer Basisfeder und einer oberhalb der Basisfeder angeordneten Anschlusseinrichtung zur Befestigung des Prothesenfußes an einer Prothese bekannt. Die Anschlusseinrichtung ist über eine Frontalabstützung mit der Basisfeder in dessen Vorderfußbereich gekoppelt und stützt sich an dem Fersenbereich über ein Dämpferelement an der Basisfeder ab. Das Dämpferelement ist beispielsweise als Hydraulikdämpfer ausgebildet und weist zumindest ein mehrachsig bewegliches Gelenk auf.

Aus der US 8 603 190 B2 ist ein Orthesen- oder Prothesenkniegelenk mit einem distalen und einem proximalen Abschnitt bekannt, die schwenkbar aneinander gelagert sind. Zwischen dem distalen Abschnitt und dem proximalen Abschnitt ist ein Verbindungsstück, beispielsweise ein Hydraulikdämpfer, schwenkbar um alle drei rotatorischen Freiheitsgrade gelagert.

Aus der WO 2011/147039 A1 ist ein Gelenklager mit einem kugeligen Lagerkörper und einer Lagerschale bekannt, wobei die Lagerschale zumindest teilweise den Lagerkörper umschließt. Die Lagerschale ist einteilig ausgebildet und weist einen auf die Wanddicke der Lagerschale bezogenen radialen Schlitz auf, in den ein Einschiebeelement zur Einstellung des radialen Spiels zwischen der Lagerschale und dem Lagerkörper eingebracht werden kann.

Weiterhin sind aus dem Stand der Technik Gelenklager mit einem Lagerkörper als Innenring und einer mehrteiligen Lagerschale bekannt, wobei die beiden Lagerschalenteile in Axialrichtung zueinander einstellbar sind.

Die Axialrichtung ist diejenige Richtung, die sich in Längserstreckung der Achse der Welle oder des Bolzens innerhalb der Ausnehmung des Innenringes erstreckt, die Radialrichtung erstreckt sich orthogonal zu der Axialrichtung. Die Gelenklager aus dem Stand der Technik weisen grundsätzlich ein Spiel auf oder verschleißen, sodass sich während der Benutzung das vorhandene Spiel vergrößert oder sich ein Spiel einstellt. Ein solches Spiel ist hörbar und fühlbar und insbesondere bei orthopädietechnischen Einrichtungen störend. Darüber hinaus erhöht sich bei zunehmendem Spiel der Verschleiß. Eine Verringerung des radialen Lagerspiels zur Spielvermeidung hat zur Folge, dass sich die Lagerreibung erhöht und die zum Betrieb notwendige Lagerluft nicht mehr vorhanden ist. Dies kann zur Folge haben, dass die gewünschte Entkopplung von Biegemomenten nicht erreicht wird. Darüber hinaus besteht die Gefahr, dass bei erhöhter Reibung aufgrund von Verspannungen die Hauptbewegung der in dem Gelenklager gelagerten Komponente nicht mehr wie gewünscht ausgeführt werden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine verbesserte Lageranordnung mit einem Radial-Gelenklager sowie eine verbesserte orthopädietechnische Einrichtung mit einer solchen Lageranordnung bereitzustellen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Lageranordnung mit den Merkmalen des Hauptanspruches und eine orthopädietechnische Einrichtung mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie den Figuren offenbart.

Die Lageranordnung mit einem Radial-Gelenklager mit einem Innenring, der an einem Bolzen oder Zapfen angeordnet ist und eine kugelige Außenkontur aufweist, und einem Außenring, der eine hohlkugelige Innengeometrie zur Aufnahme des Innenringes und eine Außengeometrie zur Lagerung in einem Lagersitz aufweist, sieht vor, dass der Innenring und der Außenring in eine Axialrichtung über zumindest eine Vorspanneinrichtung gegeneinander vorgespannt sind. Durch die zumindest eine Vorspanneinrichtung wird eine axiale Vorspannung des Gelenklagers bewirkt, sodass die beiden kugelförmigen Lagerflächen während der Benutzung stets aneinander gedrückt werden, indem ein Lagerring in die eine Axialrichtung gedrückt oder gezogen wird, während der andere Lagerring an Ort und Stelle gehalten oder in die andere Richtung gedrückt oder gezogen wird. Dadurch besteht immer Kontakt zwischen der nach außen gewölbten Außenkontur des Innenringes und der nach innen gewölbten, korrespondierend kugelförmigen Innengeometrie des Außenringes. Durch den ständigen Kontakt der beiden Oberflächen der Außenkontur und Innengeometrie entfallen stoßartige Belastungen, sodass der Verschleiß und eine Geräuschentwicklung vermindert werden.

Durch die zumindest eine Vorspanneinrichtung ist es zudem möglich, axial wirkende Kräfte abzufangen und eine dauerhafte Anlage des Innenringes an dem Außenring zu gewährleisten. Darüber hinaus wird eine konstante Vorspannung durch die eine Vorspanneinrichtung über einen vergleichsweise langen Weg aufgebracht, sodass ein Toleranzausgleich bei zunehmendem Verschleiß oder bei Einstellungsfehlem der Lagerluft erreicht werden kann. Die Vorspannung in Axialrichtung ermöglicht einen klapperfreien Betrieb der Lageranordnung, ohne dass die Lagerluft auf ein störendes oder einschränkendes Maß reduziert werden müsste.

In einer Ausgestaltung übt eine erste Vorspanneinrichtung eine in Axialrichtung wirkende Kraft auf den Außenring oder den Innenring aus. Mit einer einzigen Vorspanneinrichtung, die entweder auf den Außenring oder auf den Innenring eine axial wirkende Kraft ausübt, wird das Spiel in Axialrichtung und damit auch in Radialrichtung zwischen dem Innenring und dem Außenring wirksam aufgehoben. Die Vorspanneinrichtung kann an dem Außenring oder dem Innenring gelagert sein und Zug- oder Druckkräfte übertragen. Die Ausgestaltung der Vorspanneinrichtung z.B. als Druckfeder ermöglicht eine raumsparende, einfache und zuverlässige Konstruktion.

In einer weiteren Ausgestaltung kann eine zweite Vorspanneinrichtung so angeordnet sein, dass eine der Kraft der ersten Vorspanneinrichtung entgegengesetzt gerichtete Axialkraft auf das jeweils andere Lagerteil ausgeübt wird, um die beiden Lagerringe gegeneinander zu verspannen. Sind zwei elastische Elemente an der Lagerordnung angeordnet, erhöht sich die Ausfallsicherheit. Darüber hinaus können größere Kräfte mit vergleichsweise kleinen Vorspanneinrichtungen aufgebracht werden.

In einer Ausgestaltung ist die Vorspanneinrichtung als ein elastisches Element, ein hydraulisches und/oder pneumatisches System ausgebildet ist und/oder einen Aktuator ausgebildet oder weist eine solche Komponente auf. Die jeweiligen Komponenten können auch miteinander kombiniert werden, je nachdem, welche Einbausituation gegeben ist und wie viel Platz zur Anordnung vorhanden ist.

Ein elastisches Element ist beispielsweise als Elastomerkörper, als Druckfeder, als Zugfeder, als Blattfeder, als Tellerfeder oder als eine Kombination daraus ausgebildet. Sofern die Vorspanneinrichtung als ein hydraulisches und/oder pneumatisches System ausgebildet ist, wirkt beispielsweise ein Druckspeicher auf das eingesetzte Fluid und beaufschlagt einen der Lagerringe gegen den anderen Lagerring mit eine Vorspannkraft. Die Kraftaufbringung erfolgt z.B. über einen mit Druck beaufschlagten Stößel, der an einem der Lagerringe anliegt oder auf ihn einwirkt. Der Druckspeicher kann als mechanischer Federspeicher und/oder als pneumatischer Druckspeicher ausgebildet sein. Ist ein Aktuator vorgesehen und eingesetzt, kann dieser mit einem Sensor gekoppelt sein, der die aufgebrachte Kraft misst. Unterschreitet der Messwert einen Grenzwert, kann über eine Regelung oder Steuerung der Aktuator aktiviert werden, um die gewünschte Vorspannkraft anzupassen. Sind zwei in einander entgegengesetzten Richtungen auf jeweils einen Lagerring einwirkende Vorspanneinrichtungen vorgesehen, können diese gleich aufgebaut sein oder unterschiedliche Ausgestaltungen aufweisen.

Die Vorspanneinrichtung oder die Vorspanneinrichtungen können mechanisch, hydraulisch, magnetisch und/oder pneumatisch auf einer Seite einen konstanten Druck oder Zug erzeugen, und während des Betriebes ohne Wartungsaufwand Toleranzen ausgleichen oder Verschleiß kompensieren, indem ein konstanter oder quasi-konstanter Druck aufgebracht wird. Insbesondere die Erzeugung einer Vorspannkraft über magnetische Komponenten ermöglicht eine Kombination mit anderen Wirkprinzipien, beispielsweise über Federn, Elastomerelemente oder anderen Vorspanneinrichtungen. Der Außenring kann gegenüber dem Lagersitz verschieblich gelagert sein, während der Lagersitz axial zu seitlichen Sicherungselementen fixiert ist. Dann kann die Vorspannkraft auch zwischen dem Lagersitz und dem Außenring bei einem axial fixierten Innenring erfolgen.

Auch zwischen dem Innenring und einem der Sicherungselemente kann die Vorspanneinrichtung wirken oder angeordnet sein, so dass die beiden Lagerflächen gegeneinander verspannt werden, wenn der Rest entsprechend fixiert ist. ln einer Ausgestaltung der Vorspanneinrichtung als elastisches Element weist das elastische Element oder weisen die elastischen Elemente eine Federkennlinie mit einer geringen Steigung auf, insbesondere kann die Federkennlinie linear ausgebildet sein und über den vorgesehenen Verlagerungsweg der Feder oder des Elastomerelementes nicht mehr als 10 % Kraftverringerung aufweisen. Grundsätzlich wird eine möglichst flache Steigung der Federkennlinie angestrebt, wobei die Einbautoleranzen und Fertigungstoleranzen berücksichtigt werden müssen, so dass auch bei einer Kraftverringerung um ungefähr 25% über den Verlagerungsweg der über das Gelenklager miteinander gekoppelten Komponenten noch von einer flachen Steigung der Federkennlinie sprechen kann. Das elastische Element oder die elastischen Elemente können vorgespannt sein, sodass auch am Ende des Ausgleichsweges oder des Nachgebens eine ausreichende Vorspannkraft in Axialrichtung wirkt und die Lagerringe zuverlässig gegeneinander verspannt sind.

In einer Ausgestaltung ist zumindest einer Vorspanneinrichtung oder einem elastischen Element eine Einstelleinrichtung zugeordnet, über die Vorspannung einstellbar ist. Dadurch ist es möglich, eine individuelle Einstellung vorzunehmen oder den Innenring mit dem Außenring zu montieren, ohne dass dabei eine Vorspannung vorliegt. Ebenso ist es möglich, die Vorspanneinrichtung nachzurüsten und über die Einstelleinrichtung die gewünschte Axialkraft aufzubringen.

In einer Ausgestaltung ist die Vorspanneinrichtung oder sind die Vorspanneinrichtungen an dem Lagersitz abgestützt. Der Lagersitz, in dem der Außenring gelagert ist, bietet sich als Widerlager an, insbesondere wenn die Vorspanneinrichtung auf den Innenring wirkt und der Außenring axial unbeweglich in dem Lagersitz gelagert ist. Alternativ kann die Vorspanneinrichtung auch an dem Außenring befestigt sein und gegen den Innenring drücken oder eine Zugkraft in Axialrichtung ausüben, um so den Innenring an den Außenring zu drücken bzw. zu ziehen. Alternativ ist es möglich, die Vorspanneinrichtung an dem in dem Innenring gelagerten Bauteil, beispielsweise einem Lagerbolzen eines Hydraulikdämpfers, abzustützen und das Bauteil als Widerlager für die Vorspanneinrichtung zu nutzen. Wenn die Vorspanneinrichtung an dem Außenring befestigt ist und sich gegenüber dem Innenring abstützt oder umgekehrt, kann das Radial-Gelenklager als eine Baueinheit oder als ein Modul gefertigt und vertrieben werden.

Die Vorspanneinrichtung kann direkt an dem Innenring und/oder dem Außenring anliegen oder über ein Kopplungselement, das beispielsweise eine reibungsvermin- dernde Oberfläche aufweist oder eine gute Reibpaarung mit dem Innenring bzw. Außenring ausbildet, mit dem jeweils anderen Lagerring gekoppelt sein. Das Kopplungselement kann beispielsweise als Rolle, Gleitfläche, abgerundetes Gleitelement oder Ähnliches ausgebildet sein.

Der Innenring kann als ein separates Bauteil ausgebildet sein und eine Bohrung aufweisen, in der der Bolzen oder Zapfen eingeführt und festgelegt ist. Die Festlegung kann durch Aufpressen, Einpressen, Schrumpfen, über mechanische Befestigungsmittel oder auch stoffschlüssig erfolgen. Alternativ ist der Innenring als ein integrales Bauteil zusammen mit dem Zapfen oder Bolzen ausgebildet, beispielsweise kann seitlich von dem Innenring jeweils ein Zapfen in Axialrichtung abstehen, um das Gelenklager auszubilden.

Die Erfindung betrifft auch eine orthopädietechnische Einrichtung, insbesondere eine Gelenkeinrichtung mit einem Oberteil und einem Unterteil und einer dazwischen angeordneten Widerstandseinrichtung oder einem Aktuator, mit einer Lageranordnung, wie sie oben beschrieben worden ist. Insbesondere Hydraulikkomponenten oder Pneumatikkomponenten mit einem Linearaktuator sind vorteilhafterweise mit einer solchen Lageranordnung ausgestattet. Die Lageranordnung kann beispielsweise an einer Kolbenstange und/oder an einem Gehäuse einer Widerstandseinrichtung oder einem Linearaktuator angeordnet sein. Der Linearaktuator kann auch als aktiver Antrieb mit einem Motor ausgebildet sein.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figur näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 - eine Detailansicht einer Lageranordnung in Schnittdarstellung;

Figur 2 - eine Variante der Lageranordnung gemäß Figur 1 ; Figur 3 - eine perspektivische Darstellung einer prothetischen Gelenkeinrichtung;

Figur 4 - eine Variante der Figur 1 ;

Figur 5 - ein Variante der Figur 2;

Figur 6 - eine Variante der Figur 5;

Figur 6a - eine Variante der Figur 6;

Figur 6b - eine Variante der Figur 6a sowie

Figur 7 - eine perspektivische Darstellung einer orthetischen Gelenkeinrichtung.

In der Figur 1 ist in einer Teilschnittdarstellung eine Lageranordnung eines Radial- Gelenklagers mit einem Innenring 10 dargestellt, der auf einem Bolzen 15 gelagert ist. Der Bolzen 15, der beispielsweise Teil eines Hydraulikaktuators ist, ist in einer Bohrung 11 des Innenringes 10 eingeführt und gegen eine Axialverlagerung entlang der Längserstreckung des Bolzens 15 durch Sicherungselemente 31 , 32 gesichert.

Der Innenring 10 ist zwischen den beiden Sicherungselementen 31 , 32 eingespannt und auf dem Bolzen 15 oder der innerhalb der Bohrung 11 aufgenommenen Achse eingespannt. Die Sicherungselemente 31 , 32 können miteinander verschraubt oder auf eine andere Art und Weise miteinander gekoppelt sein. Der Innenring 10 weist zudem eine Außenkontur 12 auf, die kugelig ist.

Weiterhin weist die Lageranordnung einen Außenring 20 mit einer ebenfalls kugeligen Innengeometrie 22 auf. Die Innengeometrie 22 ist korrespondierend zu der Außenkontur 12 des Innenringes 10 geformt, wobei zwischen dem Außenring 20 und dem Innenring 10 ein notwendiges Lagerspiel vorhanden ist, damit der Innenring 10 relativ zu dem Außenring 20 verlagert werden kann. Aufgrund der kugeligen Ausgestaltung sowohl der Außenkontur 12 als auch der Innengeometrie 22, wobei der Mit- telpunkt der kugeligen Innengeometrie 22 und der kugeligen Außenkontur 12 vorteilhafterweise zusammenfallen, ist es möglich, dass sich der Bolzen 15 relativ zu dem Außenring 20 in drei rotatorischen Freiheitsgraden drehen kann.

Der Außenring 20 ist in einem Lagersitz 30 und dort in einem Schiebesitz gelagert, sodass der Außenring in Axialrichtung verschieblich ist. Im Gegensatz dazu findet sich der Innenring 10 vorteilhafterweise in einem Presssitz auf dem Bolzen 15 und kann nicht axial verschoben auf dem Bolzen 15 werden.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel liegt ein elastisches Element als Vorspanneinrichtung 41 zur Bereitstellung einer einzelnen axialen Vorspannkraft in Richtung auf des Außenring 20 an dem Außenring 20 an und stützt sich über ein Kopplungselement 43 an einem Sicherungselement 32 ab. Das elastische Element 41 ist zwischen dem Außenring 20 und einer Komponente der Gelenkeinrichtung angeordnet, die von dem Innenring 10 oder dem Außenring 20 verschieden ist. Die Vorspannkraft wirkt nicht zwischen zwei Teilen eines geteilten Außenringes, die gegeneinander verspannt werden, um die Lagerluft einzustellen, sondern stützt sich auf einer Komponente außerhalb der Lagerringe ab. Alternativ zu der Anordnung des Kopplungselementes 43 an dem Sicherungselement 32 kann das Kopplungselement 43 auch zwischen dem Außenring 20 und dem elastischen Element 41 angeordnet sein. Das Kopplungselement 43 kann eine Relativbewegung zwischen dem elastischen Element 41 und dem Sicherungselement 32 erleichtern, beispielsweise durch Bereitstellung einer günstigen Reibpaarung. Über das Kopplungselement 43 kann auch eine Festlegung des elastischen Elementes 41 an dem Sicherungselemente 32 oder, bei umgekehrter Anordnung an dem Außenring 20 erfolgen. Ein eventuell vorhandenes Spiel erfolgt durch das vorgespannte, elastische Element 41 , das eine in Axialrichtung wirkende Kraft auf den Außenring 20 ausübt. Ein Spielausgleich erfolgt somit durch eine Verlagerung des Außenringes 20 relativ zu dem Innenring 10. Der Außenring 20 ist dasjenige Teil der Lageranordnung, das durch das elastische Element 41 aufgrund der Vorspannkraft axial verschoben wird bzw. werden kann und somit einen Spielausgleich zwischen dem Innenring 10 und dem Außenring 20 bewirkt. In der Figur 1 ist die in Axialrichtung wirkende Vorspannkraft F _v eingezeichnet, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel nach links gerichtet ist. Dadurch wird der Außenring 20 relativ zu dem Innenring 10 verlagert, sodass in der Figur 1 ein rechter Teilbereich der Außenkontur 12 gegen einen korrespondierend ausgebildeten Teilbereich der Innengeometrie 22 gedrückt wird. Auf der linken Seite vergrößert sich dadurch der Lagerspalt, was aufgrund der geringen Dimension des Lagerspiels nicht zu erkennen ist. Durch die Vorspannkraft F _v wird erreicht, dass allein durch Kompensation des Lagerspiels in Axialrichtung ein Radialspiel aufgehoben wird, ohne dass die Lagerluft zwischen dem Innenring 10 und dem Außenring 20 verringert oder verändert werden muss. Die Aufbringung einer Axialkraft ist konstruktiv leicht möglich und erfordert keine komplexen Komponenten zur Aufweitung oder Verringerung des Umfanges des Außenringes 20.

Der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel vorhandene Schiebesitz zwischen dem Außenring 20 und dem Lagersitz 30 ist nur eine von mehreren Möglichkeiten, durch die Kompensation eines Axialspiels ein Radialspiel aufzuheben. Eine Alternative Konstruktion besteht darin, dass zwischen zumindest einem der Sicherungselemente 31 , 32 und dem Lagersitz 30 ein vergrößerter Spalt ausgebildet ist und der Außenring 20 axial fixiert in dem Lagersitz 30 festgelegt ist. Das elastische Element 41 kann dann direkt auf den Außenring 20 oder den Lagersitz 30 wirken.

Alternativ kann ein elastisches Element auch an dem Außenring 20 oder dem Innenring 10 befestigt und sich an dem anderen Ring abstützen und so eine Axialkraft und eine Vorspannung zwischen den beiden Lagerringen erzeugen.

In der Figur 2 ist ein konstruktiver Aufbau vergleichbar zu der Lageranordnung in Figur 1 dargestellt. Zusätzlich zu der ersten Vorspanneinrichtung 41 in Gestalt eines ersten elastischen Elementes ist eine zweite Vorspanneinrichtung 42 vorgesehen, die eine Druckkraft F _v auf den Innenring 10 ausübt, wobei diese Vorspannkraft als Druckkraft ebenfalls in Axialrichtung gewirkt, jedoch der Vorspannkraft des ersten elastischen Elementes 41 entgegen gerichtet. Auf diese Art und Weise wird erreicht, dass die in der Figur rechte Seite des Innenringes 10 an der rechten Innenkontur des Außenringes 20 anliegt. Auch das zweite elastische Element 42 stützt sich an einem Sicherungselement 31 ab, sodass beide Kräfte sich an Komponenten außerhalb der Lagerringe 10, 20 an einem Widerlager abstützen.

Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, dass die Vorspanneinrichtung 41 , 42 an dem Außenring 20 angeordnet ist und sich an dem Innenring 10 abstützt, um so eine Verspannung und Vorspannung in Axialrichtung zu bewirken. Die Krafteinleitung der Vorspannkraft findet somit an einer Komponente statt, die von dem Innenring bzw. Außenring verschieden ist. Der Innenring liegt bei aufgebrachter axialer Vorspannkraft immer nur an einem Flächenbereich des Außenringes an, der in Axialrichtung von der m Mitte des Außenringes 20 versetzt ist.

In der Figur 3 ist in einer perspektivischen Darstellung eine orthopädietechnische Gelenkeinrichtung 1 in Gestalt eines Prothesenkniegelenkes dargestellt. Die orthopädietechnische Gelenkeinrichtung 1 weist ein Oberteil 2 und ein Unterteil 3 auf, die schwenkbar um eine Gelenkachse 4 aneinander gelagert sind. Das Unterteil 3 ist als ein dreidimensionaler Hohlkörper ausgebildet, der einen Aktuator oder eine Dämpfereinrichtung 5 mit einer Kolbenstange 16 aufweist. Das Oberteil 2 weist an seinem proximalen Ende eine Einrichtung 7 zur Befestigung einer proximalen Komponente, beispielsweise eines Oberschenkelrohres oder eines Oberschenkelschaftes auf. Die Befestigungseinrichtung 7 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Pyramidenadapter ausgebildet, andere Ausgestaltungen sind ebenfalls möglich. An dem Oberteil 2 ist weiterhin ein Kopf als Lagerstelle oder Lagersitz 30, der an einem proximalen Ende der Kolbenstange 16 angeordnet oder befestigt ist, schwenkbar um eine Achse oder Bolzen 15 gelagert, die später näher erläutert wird. Weiterhin ist das distale Ende der Dämpfereinrichtung 5 an einer distalen Lagerstelle oder einem distalen Lagersitz 36 schwenkbar um eine Achse 35 gelagert. Die Festlegung der Dämpfereinrichtung 5 sowohl an der distalen Lagerungsstelle 36 als auch an dem Kopf oder dem proximalen Lagersitz 30 kann lösbar, insbesondere über eine Schraubverbindung oder Schnappverbindung erfolgen.

Die distale Lagerungsstelle ermöglicht insbesondere eine Verschwenkung der Dämpfereinrichtung 5 ausschließlich um die Schwenkachse 35, die im Wesentlichen parallel zu der Gelenkachse 4 orientiert ist. Alternativ ist in dem distalen Lagersitz36 ein Gelenklager mit Außenring 20 und Innenring 10, wie zu den Figuren 1 oder 2 beschrieben, angeordnet. Der Kopf an der Kolbenstange 16 dient insbesondere als Lagersitz 30 für ein Gelenklager mit Außenring 20 und Innenring 10. Der Innenring 10 ist an dem Bolzen 15 gelagert ist und durch die kugelige Außenkontur und der Lagerung in der korrespondierend kugeligen Aufnahme in dem Außenring 20 kann die Kolbenstange 16 eine Verschwenkung die Längserstreckung des Bolzens 15 sowie um die beiden anderen rotatorischen Freiheitsgrade ausführen. Dadurch wird die Kolbenstange 16 von Biegemomenten bei einer Verschwenkung des Oberteils 2 um die Schwenkachse 4 entkoppelt. Entsprechendes gilt bei einer Lagerung des distalen Lagersitzes 36 in einem Radial-Gelenklager.

Die Dämpfereinrichtung 5, wie sie in der Figur 3 dargestellt st, kann als hydraulische Dämpfereinrichtung ausgebildet sein, ebenso ist eine pneumatische Dämpfereinrichtung als Alternative vorgesehen. Ebenfalls können Dämpfereinrichtungen eingesetzt werden, die auf magnetorheologischen Effekten basierend arbeiten. Die Dämpfereinrichtung 5 kann auch alternativ zu einer passiven Ausgestaltung als Aktuator ausgebildet sein, beispielsweise als Elektroantrieb, der durch eine entsprechende Verschaltung eine Verlagerung des Oberteils 2 relativ zu dem Unterteil 3 ermöglicht und zulässt und diese Verlagerung einen Widerstand entgegensetzt.

Neben einer Ausgestaltung der orthopädietechnischen Gelenkeinrichtung 1 als ein Prothesenkniegelenk kann dieses auch als ein Orthesenkniegelenk oder eine andere Gelenkeinrichtung ausgebildet sein.

In der Figur 4 ist in einer Schnittdarstellung eine Variante der Ausführungsform gemäß der Figur 1 dargestellt. Zwischen den Sicherungselementen 31 , 32 und dem Lagersitz 30 sind beidseitig Spalte 50 angeordnet bzw. ausgebildet, die im Vergleich zu der Ausführungsform gemäß Figur 1 vergrößert sind. Der Lagersitz 30 stützt sich auf dem Außenring 20 ab und kann sich um eine Schwenkachse 170 bewegen, die senkrecht zu der Blattebene orientiert ist und durch den Mittelpunkt des Radius der Außenkontur 12 bzw. der Innengeometrie 22 verläuft. Darüber hinaus kann durch die Spalte 50 eine Verschwenkung des Lagersitzes 30 um eine zweite Schwenkachse 160 erfolgen, die senkrecht zu der Längserstreckung und Längsachse 150 des Bolzens 15 verläuft und in der Blattebene liegt. Zusammen mit der Verschwenkbarkeit um die Längsachse 150 sind somit Verlagerungen des Lagersitzes 30 relativ zu dem Bolzen 15 oder den Sicherungselementen 31 , 32 um drei rotatorische Freiheitsgrade bzw. Verschwenkungen um die drei Achsen 150, 160, 170 möglich. Das Vorspannelement 41 wirkt, wie in der Figur 1 , in axialer Richtung entlang der Längsachse 150.

In dem rechten Sicherungselement 32 ist eine Einstelleinrichtung 60 in Gestalt einer Stellschraube schematisch dargestellt, die auf das Kopplungselement 43 wirkt und über die die Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung 41 verändert werden kann. Wird die Stellschraube 60 in Richtung auf den Außenring 20 hineingedreht, erhöht sich die Vorspannung, bei einer Verdrehung in entgegengesetzte Richtung verringert sich die Vorspannung. Die Einstelleinrichtung 60 kann über zumindest einen Sensor gesteuert betrieben werden und einen nicht dargestellten Aktuator aufweisen. Werden magnetische Komponenten eingesetzt, kann die Einstelleinrichtung 60 auch als eine Einrichtung zur Veränderung der magnetischen Feldstärke ausgebildet sein.

In der Figur 5 ist eine Variante der Figur 2 dargestellt, bei der ebenfalls vergrößerte Spalte 50 zwischen den Sicherungselementen 31 , 32 und dem Lagersitz 30 vorhanden sind. Die beiden Vorspannelemente 41 , 42 stützen sich an gegenüberliegenden Sicherungselementen 31 , 32 über die jeweilige Kopplungselemente 43, 44 ab und drücken den Außenring 20 bzw. den Innenring 10 in entgegengesetzte Richtungen. Dadurch werden die beiden Lagerringe 10, 20 gegeneinander in axialer Richtung entlang der Längsachse 150 des Bolzens 15 verspannt. Aufgrund der Elastizität der Vorspannelemente 41 , 42 ist weiterhin eine Drehung um alle drei Schwenkachsen 150, 160, 170 möglich.

In der Figur 6 ist eine Variante der Ausführungsform gemäß Figur 5 dargestellt. Der grundsätzliche Aufbau mit den Spalten 50 zwischen den Sicherungselementen 31 , 32 und dem Lagersitz 30 ist beibehalten. Die Querschnittsform des Vorspannelementes 42 ist jedoch verschieden zu der Ausführungsform gemäß Figur 5. In dem Innenring 10 ist an der einen Seite eine Nut eingearbeitet, in die ein ringförmiger Vorsprung des Vorspannelementes 42 eingreift. Der Querschnitt des Vorspannelementes 42 weist eine angenäherte, umgedrehte U-Form mit einem verkürzten rechten Schenkel auf, der in die Nut des Innenringes 10 hineinragt. Das Ende des anderen Schenkels liegt an dem Bolzen 15 an. An der Basis, die in der Darstellung der Figur 6 oben befindlich ist und somit den äußeren Umfang des ringförmigen Vorspannelementes 42 bildet, ist eine seitliche Verdickung ausgebildet, die an dem Kopplungselement 44 anliegt, sodass sich eine entsprechende Vorspannkraft von dem Kopplungselement 44 weg in Richtung auf das andere Vorspannelement 41 aufbauen lässt.

In der Figur 6a ist eine Variante der Ausführungsform gemäß Figur 6 dargestellt. Der grundsätzliche Aufbau mit den Spalten 50 zwischen den Sicherungselementen 31 , 32 und dem Lagersitz 30 ist beibehalten. Die Querschnittsform und die Anordnung des Vorspannelementes 42 sind jedoch verschieden zu der Ausführungsform gemäß Figur 6. In dem Innenring 10 ist an der linken Seite eine Nut eingearbeitet, in die ein ringförmiger Vorsprung oder mehrere radial nach innen zeigende Vorsprünge oder Laschen des Vorspannelementes 41 eingreift. Das Vorspannelement 41 stützt sich in der Nut ab und liegt mit einen außerhalb der Nut befindlichen Abschnitt oder mit mehreren Abschnitten an dem Kopplungselement 43 an. Dabei drückt oder zieht das Vorspannelement 41 gegen den Außenring 20 und erzeugt eine axiale Vorspannung zwischen Innenring 10 und Außenring 20. Ebenso kann auf beiden Seiten des Innenringes 10 eine Nut angeführt sein, sodass auf der eine Seite gedrückt und auf der anderen Seite gezogen wird. Der Vorteil dieser Variante ist, dass das System in einer Baugruppe ausgeführt ist. Das Vorspannelement 41 kann auch an dem Außenring 20 in einer Nut oder einer anderen Befestigungseinrichtung festgelegt sein, beispielsweise eingehakt, eingeclipst oder mit Befestigungselementen wie Klammem, Clips, Keilen oder dergleichen formschlüssig oder klemmend gehalten sein. Auch eine kraftschlüssige Festlegung über Magnete ist vorgesehen. Der radial innere Bereich des Vorspannelementes 41 stützt sich beispielsweise in einer Nut in dem Innenring oder an einem Vorsprung an dem Innenring 10 ab, so dass eine entsprechende Druck- oder Zugkraft in Axialrichtung aufgebracht wird. Auch hier können mehrere Vorspannelemente genutzt werden, die beiderseits des Außenringes 20 angeordnet sind, um entsprechende Axialkräfte aufzubringen.

In der Figur 6b ist eine Variante der Figur 6a dargestellt, bei der statt eines separaten Innenringes 10, der auf einer Achse oder einem Bolzen 15 aufgesetzt und aufgeschrumpft, aufgelöteten oder aufgeschweißt oder auf eine andere Art und Weise be- festigt ist, eine einstückige Ausgestaltung des Bolzens 15 mit dem Innenring 10 vorhanden ist. Eine solche einstückige Ausgestaltung kann auch bei allen anderen Ausführungsformen der Lageranordnung gemäß der oben beschriebenen Figuren und Varianten eingesetzt und ausgebildet werden.

Die Figur 7 zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine alternative Anwendung sowohl der Lageranordnung als auch der orthopädietechnischen Einrichtung 1 , nämlich als eine Orthesenkomponente. Ein Oberteil 2 in Gestalt eines Gehäuses zur Aufnahme eines Linearaktuators 5 ist schwenkbar um eine Gelenkachse 4 an einem Unterteil 3 angeordnet, das über eine gelenkig daran befestigte Platte 8 beispielsweise an einer Orthesenschiene befestigt werden kann. Das Oberteil 2 wird ebenfalls an einer Orthesenschiene festgelegt. Die beiden nicht dargestellten Orthesenschienen werden dann an einer Gliedmaße befestigt. Die orthopädietechnische Einrichtung 1 bildet somit ein Gelenk zwischen den beiden Orthesenschienen aus, wobei der Linearaktuator 5 als passive Dämpfereinrichtung oder als aktiver Antrieb mit einem Motor ausgebildet sein kann. Der Linearaktuator 5 weist eine Kolbenstange 16 auf, an der der Bolzen 15 gelagert ist. Auf dem Bolzen 15 ist der Innenring 10 gelagert, der sich über einen Außenring 20 an dem Lagersitz 30 abstützt. Umgekehrt stützt sich das obere Ende des Linearaktuators 5 über einen proximalen Lagersitz 36 an dem Oberteil 2 ab.

Das Vorspannelement oder die Vorspannelemente können auch als magnetische Elemente ausgebildet sein. Zwischen dem jeweiligen Vorspannelement und dem zugeordneten Lagerring können einander abstoßende oder anziehende Magnetkräfte aufgebaut werden. Dabei können die Vorspannelemente oder die Lagerringe als Permanentmagnete ausgebildet sein oder Permanentmagnete aufweisen. Die jeweils andere Komponente kann entgegengesetzt orientierte Magnetkomponenten oder ferromagnetische Elemente aufweisen. Ebenfalls besteht die Möglichkeit, dass eine Kombination aus elastischen Elementen und magnetischen Elementen eingesetzt wird, entweder als entgegengesetzt wirkende Vorspanneinrichtungen oder als einander ergänzende und unterstützende Elemente einer Vorspanneinrichtung. Über magnetische Komponenten ist es möglich, ohne mechanischen Verschleiß Kräfte zu übertragen, wodurch eine Wartung überflüssig wird oder die Wartungsintervalle verlängert werden können. Werden elektromagnetische Komponenten eingesetzt, kann durch eine entsprechende Erregung die jeweilige axiale Vorspannkraft eingestellt und angepasst werden. Verschleiß kann z.B. durch eine Erhöhung der Erregungsspannung beziehungsweise des Stromflusses in der Erregungsspule kompensiert werden.