Person

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum kraftunterstützen Aufrichten eines geneigten Oberkörpers einer Person, mit einem am Schulterbereich der Person abnehmbar fest anbringbaren Schulterteilt sowie einem am Hüftbereich der Person abnehmbar fest anbringbaren Hüftteil, die beide über eine Anordnung verbunden sind, die eine Vielzahl seriell angeordnete Wirbelkörper umfasst, die jeweils längs wenigstens eines mit dem Schulter- und Hüftteil jeweils endseitig verbundenen, strangartigen, elastischen oder elastisch gelagerten Zugelementes geführt sind, wobei wenigstens zwei benachbarte Wirbelkörper jeweils wenigstens einen zueinander gegenkonturiert ausgebildeten Oberflächenbereich aufweisen.

Stand der Technik

Vorrichtungen, die vornehmlich dem Schutz des menschlichen Rückgrades bzw. der Wirbelsäule vor lastbedingten Überbeanspruchungen dienen, stellen so genannte Orthesen dar, die meist eine Anordnung aus einer Vielzahl beweglich miteinander verbundener, sogenannter Wirbelkörper aufweist, die einerseits die

Oberkörperbeweglichkeit nicht allzu sehr einschränken und andererseits eine Last aufnehmende Funktion besitzen soll, um wenigstens einen die menschliche

Wirbelsäule entlastenden extrakorporalen Kraftpfad zu bilden, über den äußere, auf den Oberköper einwirkende Kräfte und Momenten abgefangen und so von der Wirbelsäule fern gehalten werden können. Ein derartiger den Rücken vor

unfallbedingten Krafteinwirkungen schützender Rückenprotektor, insbesondere für Motorradfahrer geht bspw. aus der Druckschrift DE 195 27 036 A1 hervor, die zumindest eine vorstehend bezeichnete Anordnung besitzt, die unter die

Motorradjacke zu Zwecken einer körpernahen Fixierung getragen wird. Der bekannte Rückenprotektor verfügt über eine serielle Aneinanderreihung von jeweils

plattenförmig ausgebildeten Abstützkörpern, die jeweils über elastische

Verbindungselemente miteinander verbunden sind und damit eine vornüber orientierte Beugung des Oberkörpers ermöglichen, jedoch eine rückwärts gerichtete Beugung sowie auch eine beidseits orientierte Neigung des Oberkörpers zumindest stark einschränken.

Rückprotektoren der vorstehenden Art vermögen lediglich auf den Lendenbereich und unteren Schulterblattbereich beschränkte Schutzfunktionen zu entfalten, gilt es hingegen einen Schutz möglichst über die gesamte Länge der Wirbelsäule, d.h. von der Schulter bis zum Steißbein einschließlich, zu realisieren, so bedarf es eines zusätzlichen am Oberkörper lösbar fest anbringbaren Befestigungssystems zumeist in Form eines im Schulter- und Beckenbereich anbringbaren Gurt- oder

Stützschalensystems. Eine derartige Rückenorthese ist in der Druckschrift DE 195 43 566 A1 beschrieben, die über ein an der Schulter sowie am Becken abstützendes Befestigungsmittel sowie einen beide Befestigungsmittel miteinander verbindende Verbindungseinheit, die eine Vielzahl von entlang der Wirbelsäule übereinander angeordnete, begrenzt gelenkig miteinander verbundene und schlagfest

ausgebildete Wirbelkörper umfasst, die allesamt durch ein strangartiges, elastisches Zugelement miteinander verbunden sind. Zur Gewährleistung der

Relativbeweglichkeit zwischen jeweils zwei benachbart angeordneten Wirbelkörpern ist jeweils wenigstens eine elastisch verformbare Distanzscheibe zwischen zwei Wirbelkörpern eingebracht. Der durch die Distanzscheibe axiale Abstand zweier Wirbelkörper definiert eine maximale Kippbeweglichkeit zweier Wirbelkörper.

Eine aktiv ansteuerbare Orthese zum Zwecke des Schutzes der menschlichen Wirbelsäule vor unerwartet impulsiv auftretenden Überbelastungen, wie sie bspw. im militärischen Einsatz auftreten, ist in der Druckschrift US 2014/0224849 A1 beschrieben. Grundsätzlich ähnelt der Protektoraufbau dem vorstehend beschriebenen Protektor gemäß DE 195 43 566 A1 , jedoch weisen die Wirbelkörper an den jeweils sich gegenüberliegenden axialen Stirnseiten sphärisch konkav ausgebildete Ausnehmungen auf, in die jeweils ein separater Kugelkörper eingreift, der als Gelenk- sowie als Distanzkörper zwischen zwei Wirbelkörpern dient. Durch die Kugelgelenkartige Lagerung der einzelnen Wirbelkörper aufeinander wird eine weitgehend freie Beweglichkeit der Rückenprotektoranordnung erreicht. Zudem sorgen drei parallel verlaufende und die einzelnen Wirbelkörper jeweils

durchsetzende Zugseile, für eine räumlich eingeschränkte Drehbeweglichkeit der Wirbel körper relativ zueinander, wobei die jeweils zwischen einem Wirbel körperpaar beidseits eingeschlossenen Kugeln zur Vorkehrung gegen ein seitliches Entweichen stets zugkraftbeaufschlagt von zwei Wirbelkörpern kontaktierend eingeschlossen werden. Im Falle einer sensoriell erfassbaren auf den Menschen einwirkenden mechanischen Überbelastung sieht das bekannte Protektorsystem einen impulsiv ansprechenden Aktor vor, der in Wirkverbindung mit den Zugelementen steht und diese zu straffen vermag, wodurch die Anpresskraft zwischen den Wirbelkörpern maximiert wird und Wirbelkörper gegeneinander versteifen. Auf diese Weise bildet sich ein parallel zur menschlichen Wirbelsäule verlaufender Last abführender Kraftpfad aus, wodurch die Wirbelsäule situativ geschützt wird.

Die vorstehend erläuterten Orthesen sind vornehmlich zum Wirbelsäulenschutz konzipiert, vermögen jedoch nicht oder nur in einem sehr eingeschränkten Umfang bewegungsunterstützend und muskelentlastend Bewegungsvorgänge im

Oberkörperbereich zu unterstützen, so insbesondere das Aufrichten eines vornüber geneigten Oberkörpers zur erleichtern. Hierzu finden sich jedoch in den

Druckschriften US 1 384 299 sowie WO 99/45863 die Aufrichtbeweg ung des Oberkörpers unterstützende Vorrichtungen, die einen am Oberkörper sowie am Oberschenkelbereich anbringbaren Hebelmechanismus umfassen, der ein Arbeiten in gebeugter Haltung muskulär entlastend zu unterstützen vermag. Die bekannten Vorrichtungen sind allerdings nicht alltagstauglich, zumal bspw. ein Hinsetzen der Person konstruktionsbedingt nicht möglich ist. Aus den Druckschriften DE 297 05 124 sowie US 4 829 989 gehen gleichsam

Vorrichtungen zur aktiven Unterstützung einer den Oberkörper aufrichtenden

Bewegung hervor, die jeweils ein federkraftbeaufschlagtes, gelenkig miteinander verbundenes Bügelpaar vorsehen, mit einem ersten, am Brustbereich anlegbaren Bügelteil und einem zweiten am vorderen Oberschenkelbereich anlegbaren zweiten Bügelteil. Beugt sich die Person nach vorne, zu nähern sich beide Bügelteile einander an und das Federgelenkt erfährt eine rotationsbedingte mechanische Federspannung, wodurch ein auf den Oberkörper wirkendes Aufrichtmoment erzeugt wird.

Ähnliche Orthesenvorrichtungen zur aktiven Unterstützung des Aufrichtens eines nach vorn geneigten Oberkörpers einer Person sind zudem aus den Druckschriften DE 196 52 416 A1 sowie der DE 10 2004 008 509 B1 zu entnehmen.

Die Druckschrift JP 2004-358196 offenbart eine Vorrichtung zur Vermeidung von Rückenschmerzen, wie beispielsweise Hexenschuss, die mit Hilfe eines Hüftgurtes sowie eines Schultergurtes am Körper einer Person befestigt wird. Die Vorrichtung verfügt über eine Vielzahl jeweils paarweise ineinander greifende Wirbelkörper, die über gegenkonturiert ausgebildete Oberflächenbereiche verfügen, die jeweils geradzylinderförmig ausgebildet sind und auf diese Weise ausschließlich eine nach vorn sowie rückwärtig orientierte Oberkörperbeugung erlaubt. Da die einzelnen Wirbelkörper über sich rückwärtig erstreckende quaderförmige Fortsätze verfügen, ist eine aus einer aufrechten Körperhaltung nach hinten gerichtete

Rückwärtsbeugung verunmöglicht. Die Fortsätze bilden somit eine mechanische Begrenzung. Durch die speziell ausgebildeten Wirbelkörper 1 sind zudem weder eine Lateralflexion, das heißt ein bidirektionales seitliches Neigen des Oberkörpers, noch eine Rotation des Oberkörpers um die Hochachse möglich.

Die Druckschrift WO 2009/050302 A1 beschreibt eine Gliederkette bestehend jeweils aus kegelartig ausgebildeten Einzelgliedern, wobei jedes Einzelglied in Art einer Flasche ausgebildet ist, die über einen sphärisch ausgebildeten Flaschenkopf sowie über einen offen ausgebildeten Flaschenboden verfügt. Der sphärisch ausgebildete Flaschenkopf eines zweiten Einzelgliedes ragt in das Innere des offen ausgebildeten Flaschenbodens und wird von diesem derart umschlossen, so dass jeweils zwei Einzelglieder untrennbar miteinander verbunden sind, jedoch eine

Relativbeweglichkeit zueinander besitzen.

Die Druckschrift FR 2825265 A1 offenbart ein orthopädisches Korsett mit einer Vielzahl ineinander greifender Wirbelkörper, die jeweils einen zentralen

Durchgangskanal aufweisen, durch den ein sämtliche Wirbelkörper relativ

zueinander zusammenhaltendes Kabel geführt ist. Ähnliche Anordnungen sind in der DE 103 59 105 A1 und DE 10 201 1 076 843 A1 erläutert, die zur Entlastung der menschlichen Wirbelsäule und in erster Linie als Schutz für die Wirbelsäule im Falle eines Sturzes oder Unfalles dienen sollen.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung zum kraftunterstützen Aufrichten eines geneigten Oberkörpers einer Person, mit einem am Schulterbereich der Person abnehmbar fest anbringbaren Schulterteilt sowie einem am Hüftbereich der Person abnehmbar fest anbringbaren Hüftteil, die beide über eine Anordnung verbunden sind, die eine Vielzahl seriell angeordnete Wirbelkörper umfasst, die längs wenigstens eines mit dem Schulter- und Hüftteil jeweils endseitig verbundenen, strangartigen, elastischen oder elastisch gelagerten Zugelementes geführt sind, derart weiterzubilden, so dass zum einen der Tragekomfort, die Alltagstauglichkeit und die damit verbundene Akzeptanz zur Anwendung sowie auch die mechanische Aufrichtfunktion verbessert werden sollen. Die Vorrichtung sollte somit die

Bewegungsfreiheit einer Person nicht oder möglichst wenig einschränken. Die Vorrichtung soll darüber hinaus möglichst kompakt, leichtgewichtig und effizient in der unterstützenden Funktion für die Aufrichtung eines vorn über oder auch seitlich gebeugten Oberkörpers einer Person sein. Darüber hinaus soll die Vorrichtung mit möglichst einfachen und kostengünstig herzustellenden Mitteln realisierbar sein und einen robusten und störungsfreien Einsatz ermöglichen. Die Anzahl der zur

Realisierung einer derartigen Vorrichtung nötigen Einzelkomponenten sollte möglichst gering sein. Auch gilt es Sorge dafür zu tragen, dass die Vorrichtung einen wartungsfreiten und möglichst verschleißarmen und daher langlebigen Einsatz ermöglicht.

Die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Den Erfindungsgedanken in vorteilhafter Weise weiterbildende

Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der weiteren Beschreibung insbesondere unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele zu entnehmen.

In Abkehr zu üblichen Orthesen, die dem Zwecke der kraftunterstützten Aufrichtung eines nach vornüber gebeugten Oberkörpers einer Person dienen und ein

Aufrichtmoment durch eine mechanische Abstützung im Beinbereich generieren und dieses vermittels einer Drehgelenk basierten Drehmomentübertragungskinematik auf den Oberkörper übertragen, beruht die lösungsgemäße Vorrichtung auf dem prinzipiellen Aufbau eines Rückenprotektors, wie eingangs erläutert, der ein am Körper der Person abnehmbar fest anbringbares Schulter- und Hüftteil vorsieht. Schulter- und Hüftteil sind über eine Anordnung mit einer Vielzahl einzelner beweglich zueinander gelagerter Wirbelkörper verbunden, die ihrerseits über wenigstens ein strangartiges, elastisches oder elastisch gelagertes Zugelement seriell miteinander verbunden sind. Lösungsgemäß weisen wenigstens zwei seriell benachbarte Wirbelkörper längs der Anordnung jeweils wenigstens einen zueinander sphärisch bzw. kugelig, bzw. kugelförmig gegenkonturiert ausgebildeten

Oberflächenbereich auf, über den jeweils die wenigstens zwei Wirbelkörper unmittelbar lose und einander selbstzentrierend unter ausschließlicher Einwirkung einer vermittels des wenigstens einen Zugelementes generierbaren, zwischen beiden Wirbelkörpern wirkenden Anpresskraft anliegen, wobei das Zugelement elastisch ausgebildet oder zumindest mit einem elastischen Element mechanisch gekoppelt ist.

In vorteilhafter Weise ist das wenigstens eine strangartig ausgebildete, elastische oder elastisch gelagerte Zugelement einerseits am Schulterteil und andererseits am Hüftteil befestigt. Das strangartig ausgebildete Zugelement besteht in vorteilhafter Weise aus einem elastischen Gummiband, Gummiseil oder allgemein aus einem Elastomerstrang-Gebilde. Gleichfalls ist es möglich das Zugelement in Form eines biegsamen aber längsstabilen Stranggutes bspw. eines Stahlseils oder eines starren Stabes, bspw. in Form eines Kunststoffstabes auszubilden, längs dessen

Erstreckung, vorzugsweise an der Verbindung mit dem Schulter- sowie Hüftteil, wenigstens ein längenvariables elastisches Element, vorzugsweise in Form einer Feder oder eines Elastomerelementes, vorgesehen ist und mit diesem in

Wirkverbindung steht. Stellvertretend für die vorstehenden diversen

Ausbildungsformen für ein strangartig ausgebildetes, elastisches oder elastisch gelagertes Zugelement ist aus Gründen einer vereinfachten weiteren Beschreibung nur von Zugelement die Rede.

Die vorzugsweise aus einer Vielzahl einzelner Wirbelkörper bestehende Anordnung dient zum einen der gegenseitigen Beabstandung zum anderen der relativen Beweglichkeit von Schulter- und Hüftteil. Anzahl, Form und Größe der einzelnen, die Anordnung zusammensetzenden Wirbelkörper sind nach Maßgabe der

Oberkörperbeweglichkeit sowie von Form und Größe des Rückenbereiches der Person zu wählen. Mit Ausnahme eines mit dem Schulterteil und eines mit dem Hüftteil jeweils fest verbundenen End-Wirbel köpers reiht sich eine Vielzahl von Wirbelkörpern in serielle Abfolge zwischen den beiden End-Wirbelkörper ein, die allesamt nur über das wenigstens eine Zugelement getragen bzw.

zusammengehalten werden. Die einzelnen, bevorzugt identisch ausgebildeten Wirbelkörper kontaktieren sich jeweils paarweise, stirnseitig über ihre jeweils gegenkonturiert ausgebildeten Oberflächenbereiche. Die Wirbelkörper stellen allesamt dreidimensionale Gebilde dar, die bevorzugt aus einem leichtgewichtigen, jedoch abriebfesten Kunststoffmaterial, vorzugweise mittels generativer

Herstellungstechnik gefertigt sind. Jeder Wirbelkörper verfügt über zwei sich einander gegenüberliegende Oberflächenbereiche, über die jeweils zwei in der Anordnung benachbart angeordnete Wirbelkörper in unmittelbaren Flächenkontakt gelangen. Aufgrund der bevorzugten Form-Identität aller Wirbelkörper sind die zwei Oberflächenbereiche pro Wirbelkörper, die jeweils lokal begrenzte Flächenbereiche an dem Wirbelkörper darstellen, in Form und Größe gegenkonturiert ausgebildet. Zu Zwecken einer selbstzentrierenden Wirkung des Flächenkontaktes zwischen zwei benachbarten Wirbelkörper sind die Oberflächenbereiche nicht plan, sondern konkav bzw. konvex ausgebildet.

Nimmt eine die Vorrichtung tragende Person eine aufrechte Körperhaltung ein, so befinden sich das Schulter- und Hüftteil durch die orthopädisch vorgegebene

Körperhaltung weitgehend vertikal übereinander. In dieser Konstellation ist die längs des wenigstens einen Zugelementes wirkende Zugkraft, die zwischen dem Schulter- und Hüftteil wirkt, derart gewählt, dass die Wirbelkörper über ihre

Oberflächenbereiche gemäß ihrer seriellen Anordnung jeweils paarweise in einem Flächenkontakt stehen. Sobald die Person eine nach vornüber gebeugte

Oberkörperhaltung einnimmt, erfährt das Zugelement eine dehnungsbedingte Längung. Da die Wirbelkörper vorzugsweise lose mit dem Zugelement in

Wirkverbindung stehen, wandern die Wirbelkörper in Längsrichtung zur Wirbelsäule auseinander, d. h. zwischen den Oberflächenbereichen der Wirbelkörper bildet sich ein Spalt, der mehrere mm bzw. cm betragen kann. Es liegt auf der Hand, dass durch die beugungsbedingte Längung des wenigstens einen Zugelementes die zwischen dem Schulterteil und dem Hüftteil wirkende Zugkraft mit zunehmendem Beugungswinkel gleichfalls zunimmt. Durch die Wirbelkörper, die das Zugelement einige Zentimeter vom Rücken der Person beabstanden und parallel zur Wirbelsäule führen vermag das Zugelement ein auf den Oberkörper wirkendes, entgegen der nach vorn orientierten Beugung rückstellendes Aufrichtmoment auf den Oberkörper auszuüben, wodurch eine Aufrichtbewegung der Person vermittels der längs des Zugelementes zwischengespeicherten Spannenergie signifikant unterstützt wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform sieht die das Schulter- und Hüftteil miteinander verbindende Anordnung eine Vielzahl vorzugsweise gleichförmig ausgebildete Wirbelkörper vor, die in serieller Anordnung sich jeweils paarweise an jeweils gegenkonturiert ausgebildeten Oberflächenbereichen berühren, d. h. der Oberflächenbereich eines der sich berührenden Wirbel körperpaare besitzt eine konkave und der Oberflächenbereich des jeweils anderen Wirbelkörpers besitzt eine konvexe Oberflächenkontur, die vorzugsweise innerhalb des jeweiligen Oberflächenbereiches flächendeckend aneinander liegen. Besonders geeignet sind Oberflächenbereiche, die jeweils axialsymmetrisch ausgebildet sind. Eine maximale relative Beweglichkeit jeweils zweier seriell aneinander grenzender Wirbelkörper zueinander bieten jeweils gegenkonturiert sphärisch ausgebildete

Oberflächenbereiche, die keine oder lediglich eine minimale

Bewegungseinschränkung in der Oberkörperbeweglichkeit einer Person hervorrufen. Alternativ sind auch Wirbelkörper mit jeweils gerad-zylindrisch, doppel kegelförmig oder elliptisch geformten Oberflächenbereichen denkbar. Die jeweils den einzelnen nicht sphärisch ausgebildeten Geometrien zuordenbaren Symmetrieachsen verlaufen allesamt parallel zueinander und sind orthogonal zur Längserstreckung der Wirbelsäule orientiert, um auf diese Weise ein Beugen des Oberkörpers nach vorne zu ermöglichen, jedoch ein seitliches Neigen des Oberkörpers zu verhindern bzw. signifikant einzuschränken.

Um die Relativbeweglichkeit zweier jeweils seriell benachbart angeordneter

Wirbelkörper, die im Wesentlichen durch die Form der Oberflächenbereiche, über die jeweils zwei Wirbelkörper miteinander in unmittelbarem gleitenden Kontakt stehen, vorgegeben ist, nicht oder nicht zu sehr einzuschränken, empfiehlt es sich, dass das wenigstens eine sämtliche Wirbelkörper miteinander verbindende Zugelement die Oberflächenbereiche möglichst nicht durchsetzt. In vorteilhafter Weise sind sämtliche Wirbelkörper über jeweils zwei, drei oder mehr jeweils parallel zueinander

verlaufende Zugelemente miteinander verbunden, die jeweils endseitig sowohl mit dem Schulter- als auch mit dem Hüftteil verbunden sind. Je nach Anzahl der vorhandenen, parallel zueinander verlaufenden Zugelemente sind die einzelnen Wirbelkörper mit entsprechenden Hohlkanälen durchsetzt, durch die die

Zugelemente verlaufen und die Wirbelkörper gegenseitig stabilisieren. Hierzu sind die durch die Wirbelkörper ragenden Hohlkanäle jeweils parallel zueinander orientiert und schließen in serieller Abfolge jeweils zweier benachbarter Wirbelkörper bündig für die Durchführung der einzelnen Zugelemente einander an. Zudem sind die jeden einzelnen Wirbelkörper durchsetzenden Hohlkanäle jeweils um die

Oberflächenbereiche angeordnet, ohne diese zu durchsetzen, um auf diese Weise eine möglichst uneingeschränkte Relativbeweglichkeit zwischen zwei unmittelbar benachbarten Wirbelkörpern zu ermöglichen.

In vorteilhafter Weise durchragen die Zugelemente die einzelnen Hohlkanäle der Wirbelkörper lose, so dass die Wirbelkörper in serieller Anordnung gleichsam Perlen längs einer Kette beweglich angeordnet sind. Durch Beugen der Person nach vorne erfahren die Zugelemente eine Längung, wodurch sich die Wirbel körper frei längs der Zugelemente verteilen können.

Die Anzahl der zwischen dem Schulter- und Hüftteil vorzusehenden Wirbelkörper richtet sich nach Form und Gestalt der einzelnen Wirbelkörper sowie auch der individuellen Rückenlänge der jeweiligen Person. Vorzugsweise sind sämtliche Wirbelkörper identisch ausgebildet, wie dies aus der weiteren Erläuterung unter Bezugnahme auf illustriertes Ausführungsbeispiel zu entnehmen ist. Gleichsam können die einzelnen Wirbelkörper eine individuelle form- und größenspezifische Ausprägung besitzen, um in Längserstreckung der aus einer Vielzahl einzelner Wirbelkörper bestehenden Anordnung individuell einstellbare bzw. vorgebbare Beweglichkeit sowie aber auch Möglichkeiten der Längenveränderung zu

ermöglichen. So ist in einer bevorzugten Ausführungsform wenigstens ein

Wirbelkörper geteilt ausgebildet und weist darüber hinaus einen Spreizmechanismus auf, durch den die zwei Wirbelkörperteile längs des wenigstens einen, beide

Wirbelkörperteile durchsetzenden Zugelementes in einen vorgebbaren Abstand überführbar sind. Für die Realisierung eines derartigen Spreizmechanismus eignet sich vorzugsweise eine Gewindestange, die beidseitig in Gegengewinde eingreift, die jeweils in den sich gegenüberliegenden Wirbelkörperteilen integriert sind. Durch entsprechende Relativdrehung der Gewindestange gegenüber beiden

Wirbelkörperteilen kann ein individueller Abstand zwischen beiden Wirbelkörperteilen eingestellt werden, gleichsam dem Gewindemechanismus eines sog.

Wantenspanners zur Straffung von Stahlseilzügen, die der Befestigung von Masten auf einem Segelboot dienen. Neben einer individuellen Längenanpassung dient der vorstehend erläuterte Spreizmechanismus auch einer variablen Anpassung der Zugspannung längs des Zugelementes, dessen Längung zur einer Erhöhung der zwischen dem Schulter- und Hüftteil wirkenden Zugspannung führt.

Eine alternative Möglichkeit zur Beeinflussung der längs des Zugelementes wirkenden Zugspannung bzw. Zugkraft, mit der sowohl die zwischen den einzelnen Wirbelkörpern wirkende Anpress- bzw. Kontaktkraft aber insbesondere die das Aufrichten des geneigten Oberkörpers unterstützende Rückstellkraft variabel eingestellt werden kann, stellt ein Spindelmechanismus dar, der am Hüft- und/oder am Schulterteil vorgesehen ist, um den das Zugelement zu Zwecken der einseitigen Befestigung umwickelbar ist. Der Spindelmechanismus, der vergleichbar mit einer an einem Gitarrenkopf angebrachten Spannvorrichtung für eine Gitarrenseite

ausgebildet ist, kann motorisch oder manuell bedienbar ausgelegt sein. Durch ein wiederholtes Umwickeln wenigstens eines Endbereiches des Zugelementes um die Spindel des Spindelmechanismus kann die effektive Länge des Zugelementes verändert und somit die längs des Zugelementes wirkende Zugkraft vorgegeben und somit personen- und anwendungsspezifisch eingestellt werden.

Denkbar ist es überdies, dass im Falle einer elektromotorischen Aktivierung des Spindelmechanismus die Längenvariation des wenigstens einen Zugelementes situationsbedingt und automatisch vorgenommen werden kann, bspw. durch geeignet vorhandene Sensoren, die die Körperhaltung einer Person zu erfassen vermögen. In Abhängigkeit von der Körperhaltung kann so die künstlich auf den Rücken der Person einwirkende Rückstell kraft, die die Person in eine aufrechte Haltung überzuführen vermag, individuell im Wege einer Regelung oder Steuerung automatisch eingestellt werden.

Das Schulter- und Hüftteil können in an sich bekannter Weise ausgebildet werden, bspw. in Form eines an sich bekannten Gurtsystems oder eines geeignet an die Ergometrie der Person angepassten und ggf. gepolsterten Schalensystems. Beide Elemente sind vornehmlich unter Maßgabe von Bequemlichkeit und geringem Gewicht auszubilden und an die jeweilige Person anzupassen, um Druckstellen zu vermeiden und die Alltagstauglichkeit der Vorrichtung zu gewährleisten. Das vornehmliche Ziel der lösungsgemäßen Vorrichtung dient dem kraftunterstützten Aufrichten des Oberkörpers einer Person, die ggf. zusätzlich schwere Lasten anzuheben hat. Zur Kraftunterstützung dienen die zwischen dem Schulter- und Hüftteil längs der Wirbelsäule, d.h. längs des Rückens von dem Halswirbel- bis zu dem Lendenwirbelbereich verlaufenden, vorzugsweise als Gummibänder

ausgebildeten Zugelemente, die als Federn wirken und den Oberkörper

kraftunterstützt aufzurichten vermögen. Die Vorrichtung dient einer biomechanischen Entlastung des Oberkörpers, wodurch die Person zudem eine biomechanisch optimalere Haltung einzunehmen vermag.

Neben dem Aspekt eines kraftunterstützten Aufrichtens des Oberkörpers kann die lösungsgemäße Vorrichtung aufgrund der Möglichkeit die Vorspannung des

Zugelementes variabel einzustellen, auch als Trainings- oder Rehabilitationsgerät eingesetzt werden. Dabei kann bspw. die Rückenmuskulatur beim Durchführen eines Beugetrainings durch variables Einstellen der längs der Zugelemente wirkenden Zugkräfte gezielt trainiert werden.

Auch ist es denkbar die lösungsgemäße Vorrichtung als Teil eines Exoskeletts einzusetzen, bspw. im Rahmen eines Exoskelettroboters, der gezielt Hebeaufgaben zu übernehmen hat. Weitere Einzelheiten können in der Beschreibung im Weiteren unter Bezugnahme auf konkrete Ausführungsbeispiele entnommen werden.

Kurze Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen

Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 a-d Schematische Darstellung der an einer Person getragenen Vorrichtung,

Fig. 2 a, b, c Perspektivische Zweiseitendarstellung der Vorrichtung sowie

Wirbelkörperalternative Fig. 3a, b Detaildarstellung eines Wirbelkörpers

Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche Verwendbarkeit

Die Figuren 1 a und 1 b stellen eine schematische Vorder- und Rückansicht einer Person P dar, die eine bevorzugte Ausführungsform der lösungsgemäßen

Vorrichtung am Körper trägt. Figur 1 c zeigt eine vergrößerte Detailansicht der Rückenansicht gemäß Figur 1 b.

Die Vorrichtung zum kraftunterstützten Aufrichten eines vornüber geneigten

Oberkörpers einer Person P ist abnehmbar fest am Oberkörper der Person P anbringbar und umfasst ein Schulterteil 1 sowie ein Hüftteil 2, die beide über eine Anordnung 4 miteinander verbunden sind. Die Anordnung 4 weist eine Vielzahl in serieller Abfolge angeordnete Wirbelkörper 5 auf, die mit Hilfe, vorzugsweise als Gummibänder ausgebildete Zugelemente 6 längs zwischen dem Schulterteil 1 sowie dem Hüftteil 2 feder- bzw. spannkraftbeaufschlagt gegeneinander verspannt sind. Das Schulterteil 1 sieht eine am Rücken der Person anzuordnende starre Platte 1 1 vor, die dem Rücken der Person P zugewandt gepolstert ist und mit einem

Schultergurtsystem 12, das in Art eines Tragegurtsystems eines konventionellen Wanderrucksackes ausgebildet, mit Hilfe einer Schließe 13 eng anliegend am Oberkörper der Person lösbar fest anbringbar.

Das Hüftteil 2 besteht im gezeigten Ausführungsbeispiel aus einer ergonomisch an den Hüftbereich der Person P angepassten Haibschalenanordnung 21 , die über eine entsprechende Polsterung 22 am Hüftbereich der Person passgenau anliegt. Das Hüftteil 2 ist gleichsam dem Schulterelement 1 über ein Gurtsystem 23, das in Art eines Klettergurtes ausgebildet ist, lösbar fest am Hüft- bzw. Gesäßbereich anbringbar. Das Gurtsystem 23 des Hüftteils 2 umfasst die Oberschenkel der Person, um auf dieser Weise ein nach oben orientiertes Verrutschen des Hüftteils 2 längs des Körpers zu verhindern. Sowohl die starr ausgebildete Schulterplatte 1 1 des Schulterteils 1 sowie auch die starr ausgebildete Haibschalenanordnung 21 des Hüftteils 2, die vorzugsweise aus einem faserverstärkten Kunststoff oder Metall gefertigt sind, dienen zur jeweils einseitigen Befestigung der aus einer Vielzahl einzelner Wirbelkörper 5 bestehenden Anordnung 4 sowie auch zur jeweils endseitigen Befestigung der Zugelemente 6. In einer bevorzugten Weiterbildung der Vorrichtung können darüber hinaus an der Schulterplatte 1 1 und/oder der Haibschalenanordnung 21 weitere funktionale Komponenten modulartig montiert werden, wie beispielsweise Komponenten für den Aufbau eines komplex ausgebildeten Exoskelettes.

Die aus Figur 1 c entnehmbare schematische Darstellung der aus einer Vielzahl einzelner Wirbelkörper 5 bestehenden Anordnung 4 verdeutlicht zum einen die räumlich nahe Anbringung der Anordnung 4 am Rücken der Person längs des Wirbelsäulenverlaufes. Im Falle einer aufrechten, d.h. geraden Körperhaltung sind die Wirbelkörper 5 längs einer Geraden angeordnet und bilden somit die kürzeste Verbindung zwischen der Schulterplatte 1 1 und der Haibschalenanordnung 21 . Die jeweils sowohl mit der Schulterplatte 1 1 als auch mit der Haibschalenanordnung 21 verbundenen Zugelemente 6 verlaufen zur gegenseitigen Halterung und

Stabilisierung aller Wirbelkörper 5 durch entsprechende, in den Wirbelkörpern 5 eingebrachte Hohlkanäle und vermögen die jeweils lose aneinandergrenzenden Wirbelkörper 5 gegeneinander zu pressen. Grundsätzlich ist es möglich lediglich ein zwischen der Schulterplatte 1 1 und der Haibschalenanordnung 21 verspanntes Zugelement 6 vorzusehen, aus Symmetriegründen sowie auch aus Gründen einer sicheren stabilisierten Lagerung aller lose seriell aneinandergrenzenden

Wirbelkörper 5 sind zwei, drei oder mehr parallel zueinander verlaufende

Zugelemente 6 vorteilhaft.

Jedes einzelne Zugelement 6 kann in Art eines Gummiseils bzw. Gummibandes ausgebildet sein, das jeweils endseitig sowohl an der Schulterplatte 1 1 als auch der Haibschalenanordnung 21 befestigt ist. Ebenso ist es möglich, das Zugelement 6 jeweils aus einem nicht längenelastischen Material, beispielsweise in Form eines Stahlseils oder eines biegsamen aber ansonsten längenformstabilen

Kunststoffstabes auszubilden. Im letzteren Fall gilt es in Längsstreckung zu jedem Zugelement ein elastisch verformbares Element einzubringen, beispielsweise in Form einer Feder oder eines Elastomers. Die Längenelastizität jedes einzelnen zwischen dem Schulter- und Hüftteil verspannten Zugelementes ist erforderlich, zumal eine Oberkörperbeugung nach vorne eine Krümmungsbedingte

Abstandsvergrößerung zwischen dem Schulter- und Hüftteil zur Folge hat. Um dieser Abstandsvergrößerung zu folgen, sind die Zugelemente längselastisch ausgebildet.

Die Wirbelkörper 5 sind vorzugsweise jeweils identisch zueinander ausgebildet und liegen jeweils paarweise in der seriellen Abfolge lose einander an. Im Beispiel gemäß Figur 1 c weist ein Wirbelkörper 5 die in Figur 1 d schematisiert dargestellte

dreidimensionale Form auf, die einen oberen kelchförmigen Abschnitt 51 sowie einen einstückig mit diesem verbundenen kugelförmig ausgebildeten unteren Abschnitt 52 besitzt. Der kelchförmige Abschnitt 51 weist einen sphärisch konkav ausgebildeten Oberflächenbereich 53 auf, wohingegen der untere kugelförmige Abschnitt 52 einen sphärisch konvex ausgebildeten Oberflächenbereich 54 aufweist, der in Figur 1 d schraffiert dargestellt ist. Bei der in Figur 1 b,c illustrierten seriellen Anordnung 4 münden jeweils die sphärisch konvex ausgebildeten Oberflächenbereiche 54 eines Wirbelkörpers in den gegenkonturiert sphärisch konkav ausgebildeten

Oberflächenbereich 53 des jeweils benachbart angeordneten Wirbelkörpers 5. Zur gegenseitigen Stabilisierung und Sicherung der einzelnen Wirbelkörper 5 weisen diese Hohlkanäle 7 auf, die jeweils außerhalb der Oberflächenbereiche 53, 54 verlaufen und der Durchführung der jeweils zwischen der Schulterplatte 1 1 und der Haibschalenanordnung 21 gespannten Zugelemente 6 dienen. Mit Ausnahme des obersten Wirbelkörpers 5o, der fest mit der Schulterplatte 1 1 sowie des untersten Wirbelkörpers 5u, der fest mit der Haibschalenanordnung 21 verbunden ist, sind alle übrigen Wirbelkörper 5 lose gleitend aneinander gefügt. Auch die Zugelemente 6 durchlaufen lose die jeweils in den Wirbelkörpern 5 eingebrachten Hohlkanäle 7. Dies hat zur Folge, dass sich die Wirbelkörper 5 bei einer gekrümmten Körperhaltung voneinander beabstanden. Bei einer Rückbewegung in eine aufrechte Körperhaltung sorgen die jeweils gegenkonturiert ausgebildeten Oberflächenbereiche 53, 54 zur gegenseitigen Selbstzentrierung der Wirbelkörper 5.

Bei dem in Figur 1 b,c entnehmbaren Ausführungsbeispiel sind zusätzlich zu den Zugelementen 6 weitere elastische Spannmittel 8, 9 und 10 vorgesehen, die zusätzliche stabilisierende Spannkräfte in die am Rücken getragene Vorrichtung einzuleiten vermögen. So üben die vorzugsweise aus vorgeformten Gummibändern bestehenden Spannmittel 8 zwischen der Anordnung 4 und dem Schultergurtsystem 12 wirkende Zugkräfte aus, durch die eine ergonomisch korrekte und aufrecht geradlinige Oberkörperhaltung unterstützt wird. Die parallel zur seriellen Anordnung 4 verlaufenden Spannmittel 9 unterstützen die parallel zur Wirbelsäule wirkenden Zugkräfte im Lendenbereich der Person. Hierfür sind die Spannmittel 9 einseitig mit der Halbschalenanordnung 21 und andererseits mittel- oder unmittelbar am mittleren Wirbelkörper 5m angelenkt. Zur weiteren, insbesondere den Lendenbereich der Person P stabilisierenden bzw. entlastenden Krafteinleitung dienen die Spannmittel 10, die einerseits an der Halbschalenanordnung 21 und andererseits mit einem unteren Wirbelkörper 5u verbunden sind.

Nicht in Figur 1 b,c ist eine Einheit illustriert, mit der die Zugkraft längs der jeweiligen Zugelemente 6 gezielt beeinflusst bzw. eingestellt werden kann. Eine derartige Einheit ist in Verbindung mit einer weiteren bevorzugten Ausführungsform illustriert, die in den Figuren 2a und b dargestellt ist. Die Figuren 2a und b zeigen schematisiert eine Ausführungsform zur Realisierung der Vorrichtung zum kraftunterstützenden Aufrichten eines geneigten Oberkörpers einer Person, bei der auf die Illustration des in Figur 1 a und b gezeigten Gurtsystems 12 und 23 verzichtet ist. Zwischen dem als starre Schulterplatte 1 1 ausgebildeten Schulterteil 1 und dem Hüftteil 2 ist eine Anordnung 4 bestehend aus einer Vielzahl einzelner Wirbelkörper 5 angeordnet. Das Hüftteil 2 weist eine gabelartig ausgebildete Struktur 24 auf, deren

Öffnungsbreite 24b individuell an das Hüftmaß der Person anpassbar ist, siehe Figur 2b. Gleichsam wie im vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel sind der oberste Wirbelkörper 5o mit der Schulterplatte 1 1 und der unterste Wirbelkörper 5u mit dem Hüftteil 2 fest angeordnet. Die einzelnen Wirbelkörper 5, auf deren spezielle räumliche Ausbildung im Weiteren eingegangen wird, weisen jeweils drei Hohlkanäle 7 für die Durchführung der nicht in den Figuren 2a, b dargestellten Zugelemente auf. Die Zugelemente sind einseitig im Bereich des untersten Wirbelkörpers 5u fixiert und umschlingen mit ihrem oberen Ende eine Spindel 1 1 1 eines Spindelmechanismus 1 12. Der Spindelmechanismus 1 12 ist gleichsam dem Spannmechanismus einer Gitarrenseite ausgebildet und weist in einer bevorzugten Ausführungsform ein manuell bedienbares Griffteil 1 13 auf, mit dem die Spindel 1 1 1 zur Spannung oder Lockerung der vorzugsweise aus elastischen Gummibändern ausgebildeten

Zugelementen beliebig oft um die Spindelachse gedreht werden kann. Ein nicht weiter dargestellter, lösbarer Rastmechanismus sorgt für die Vermeidung einer unkontrollierten rückwärtsorientierten Spindeldrehung.

Mit Hilfe des Spindelmechanismus 1 12 der in einer weiteren bevorzugten

Ausführungsform auch mit Hilfe eines Elektromotors angetrieben werden kann, lässt sich die Zugspannung längs der Zugelemente 6 variabel einstellen.

Eine alternative Möglichkeit zur Längenvariation der Zugelemente und somit einer Einflussnahme auf die längs der einzelnen Zugelemente wirkenden Zugkraft ist in Figur 2c illustriert. In Figur 2c ist ein Wirbelkörper 5 schematisiert dargestellt, der zweigeteilt ausgebildet ist und einen oberen Teil 51 ' und einen unteren Teil 52' besitzt. In beiden Wirbelkörperteilen 51 ', 52' ist jeweils ein Innengewinde 5i eingearbeitet, das jeweils mit einem Schraubgewindestift 5st in Eingriff steht.

Zusätzlich sind zwei Führungsstifte 5f vorgesehen, die in entsprechende in den Wirbel körperhälften 51 ', 52' eingebrachte Sacklöcher 5s lose hineinragen und für eine stabile Längsführung beider Wirbelkörperhälften 51 ', 52' sorgen. Der

Schraubgewindestift 5st ist über eine Stelleinheit 5v manuell oder elektromotorisch drehbar, wodurch der axiale Abstand a zwischen beiden Wirbel körperhälften 51 ', 52' variabel einstellbar ist.

Gemäß Figuren 2a, b weisen die Wirbelkörper 5 jeweils eine modifizierte Kugelform auf, die eine dem Rücken der Person zugewandte abgeflachte Seitenfläche 55 besitzt. In den Figuren 3a, b ist eine perspektivische Ober- und Unteransicht zweier bevorzugt ausgebildeter Wirbelkörper 5 illustriert. Die dem Rücken zugewandte Seitenfläche 55 kann individuell ergonomisch an den Rücken angepasst ausgebildet sein. Zur gegenseitigen Kontaktierung der seriell längs der Anordnung 4

angeordneten Wirbelkörper 5, weist jeder Wirbelkörper 5 einen sphärisch konkav ausgebildeten Oberflächenbereich 53 (siehe Figur 3a) sowie einen diesem

gegenüberliegenden sphärisch konvex ausgebildeten Oberflächenbereich 54 (siehe Figur 3b) auf. Der Wirbelkörper 5 weist darüber hinaus drei Hohlkanäle 7 auf, die jeweils außerhalb der Oberflächenbereiche 53, 54 verlaufen. Zur Zwecken der Gewichtsreduzierung sieht der Wirbelkörper 5 Materialausnehmung 56 vor, längs der optional weitere Zugelemente verlaufen können. Alternativ bietet es sich

beispielsweise an, die Oberflächenbereiche 53, 54 abweichend von den in den Figuren 3a, b illustrierten sphärischen Konturen gerad-zylinderförmig,

doppel kegelförmig oder elliptisch auszubilden, um auf diese Weise die

Relativbeweglichkeit zwischen zwei Wirbelkörpern auf Drehbewegungen um eine Achse zu beschränken.

Im Falle der einer nach vornüber gebeugten Oberkörperhaltung liegen die einzelnen Wirbelkörper am Rücken der Person an, wobei sich jeweils benachbarte

Wirbelkörper aufgrund der beugungsbedingten Streckung voneinander beabstanden. In diesem Zustand sind die Zugelemente maximal gedehnt und üben eine auf den Oberkörper nach hinten gerichtete maximale Aufrichtkraft aus. Durch die jeweils gegenkonturiert ausgebildeten Oberflächenbereiche 53, 54 zweier unmittelbar aneinandergrenzender Wirbelkörper 5 werden diese durch gegenseitige Berührung selbstzentriert und nehmen die längs der Wirbelsäule ausgerichtete

Ausgangsstellung selbständig ein.

Die lösungsgemäße Vorrichtung lässt sich vollständig aus leichtgewichtigem

Kunststoffmaterial fertigen und verfügt bei geeignet ergonomischer Anpassung an den Oberkörper einer Person über eine hohe Alltagstauglichkeit, zumal keinerlei Bewegungseinschränkungen, bspw. beim Sitzen, auftreten. Bezugszeichenliste

Schulterteil

1 Gurtsystem

3 Lösbare Gurtschnalle

Hüftteil

1 Haibschalenanordnung

2 Polsterung

3 Hüftgurt

4 Struktur

4b Öffnungsbreite

Anordnung

Wirbel körper

1 ,51 ' Oberer Wirbelkörperteil

2,51 ' Unterer Wirbel körperteil

3 Konkaver Oberflächenbereich

4 Konvexer Oberflächenbereich

5 Seitenfläche

6 Materialausnehmung

o Oberster Wirbel körper

m Mittlerer Wirbel körper

u Unterster Wirbel körper

i Innengewinde

st Schraubgewindestift 5v Stelinnechanisnnus

5f Führungsstift

5s Sackloch

a Axialer Abstand

6 Zugelement

7 Hohlkanal

8,9,10 Spannmittel

111 Spindel

112 Spindelmechanisnnus

113 Griffteil