Brevet FR2630642A1 — publié le 19891103

Dispositif d'articulation, de stabilisation et de freinage des mouvements d'une prothèse de genou. L'invention concerne un dispositif d'articulation, de stabilisation et de freinage des mouvements d'une prothèse de genou. On connait déjà des dispositifs d'articulation, de stabilisation et freinage des mouvements de genou. Ces dispositifs présentent les inconvénients suivants: - ils sont compliqués, encombrants et difficiles à régler en fonction du poids et du dynamisme de l'utilisateur; - ils sont très lourds ce qui présente un inconvénient majeur pour l'utilisateur; - ils sont onéreux du fait de leur complexité. Le dispositif selon l'invention a pour objet de pallier ces inconvénients. Selon une réalisation préférentielle de l'invention, le dispositif est constitué d'une chape dans laquelle est engagé et immobilisé un segment inférieur de jambe; cette chape comporte une articulation sur laquelle est monté un levier de freinage et de stabilisation'du genou par pression exercée sur une sangle de rappel élastique en extension du segment inférieur de jambe, autorisant un très léger glissement, voire un blocage de l'articulation sur une position d'appui pour permettre de transférer le centre de gravité du corps de l'utilisateur au-delà de cette position d'appui, par exemple pour monter des escaliers; le levier de freinage comporte une seconde articulation sur laquelle est monté un basculeur sur lequel est monté un dispositif de fixation et de réglage, latéral, d'angulation et de rotation du genou, ledit dispositif centrant et immobilisant le support de cuisse.Le freinage du rappel élastique du segment inférieur de jambe est assuré par une vis agissant par déformation élastique de l'alésage recevant l'axe d'articulation du basculeur. Une butée, réglable en hauteur, permet d'ajuster la pression de blocage d'une queue du levier de freinage sur la sangle de rappel élastique en extension, ladite queue coopère avec une butée fixe pour limiter, à la verticale, l'extension vers l'avant du segment inférieur de jambe. Une rondelle, centrée dans un tube constituant le segment inférieur de jambe, reçoit et immobilise les extrémités d'un tirant élastique de rappel de la sangle, assure le réglage de tension du tirant en se vissant sur l'extrémité d'une tige de réglage. Le dispositif selon l'invention présente les avantages suivants: - il est simple et relativement peu onéreux à fabriquer; - il est très facile et rapide à monter; - le réglage de freinage est très simple et rapide à effectuer de l'extérieur lorsque le genou est plié; - la tension du tirant élastique de la sangle de rappel est pré-réglée en usine, cependant il est très facile de modifier rapidement ce réglage; - le réglage de stabilisation du genou est très accessible et rapide à effectuer. L'invention est décrite dans le texte qui suit en référence aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, dans lesquels: - la fig.l montre un exemple du dispositif vu en coupe partielle en élévation, comportant également un dispositif de réglage latéral, de rotation et d'angulation; - la fig. 2 montre une coupe partielle selon BB' de la fig.l, par l'axe fixe de la première articulation du levier de freinage; - la fig. 3 montre une coupe partielle en vue de dessus; - la fig. 4 montre un exemple d'accrochage du moyen de rappel élastique du segment inférieur de jambe; - la fig. 5 montre, en vue de dessus, le moyen de fixation des tirants élastiques de la sangle de rappel;; - la fig. 6 montre, en coupe partielle, un exemple de l'axe fixe d'articulation et le moyen de réglage du levier d'immobilisation de la sangle lorsque l'articulation est pliée et soumise à une pression verticale; - la fig. 7 montre l'articulation en position pliée à un angle de 1400. Tel qu'il est montré en coupe partielle en élévation sur la fig. 1, le dispositif comporte: - une chape 1 recevant, dans un alésage épaulé 2, un tube 3 formant le segment inférieur de jambe dont l'extrémité inférieure est équipée d'une prothèse de cheville (non représentée); le tube 3 est fixé sur la chape au moyen d'une vis 4 agissant par déformation élastique de la partie inférieure de la chape, sur un bossage fendu en 5; - un levier de freinage 6 articulé sur les parois 7, 8 de la chape 1 (fig.6), sur un axe 9 immobilisé en rotation par des vis-pointeau vissées dans ladite chape, oscillant très faiblement sur deux bagues-coussinets épaulées 11, 12 en appui sur la face interne correspondante de la chape 7, 8;; - un basculeur 15 articulé en chape sur un axe de freinage 16 pivotant sur deux bagues-coussinets épaulées 17, 18 montées dans un alésage 21 du levier 6 et en appui-avec un très léger jeu latéral, sur les faces internes correspondantes du basculeur 15 sur lequel ledit axe 16 est immobilisé au moyen de deux vis 19, 20.Le pivotement de ce basculeur est freiné sur les bagues-coussinets au moyen d'une vis 22 agissant pour rapprocher élastiquement une partie fendue 23 du corps du levier en provoquant un serrage sur l'alésage 21 des baguescoussinets; un patin 24, en élastomère de rigidité appropriée, est disposé dans la fente 25 du levier 6 Il assure une fonction anti-desserrage du réglage de freinage exercé sur les bagues 17,18 par la vis 22; le levier de freinage 6 comporte une queue 26 terminée par un petit bossage B présentant une génératrice d'appui coopérant avec une surface enclume 27 correspondante de la chape 1 pour immobiliser par pression la sangle de rappel 28.Cette sangle est accrochée sur une vis 29, vissée et bloquée sur le basculeur 15 parallèlement à l'axe 'articulation 16; elle traverse l'épaulement E de la chape 1 par un trou 60 et est collée doublée en ménageant un passant 30 accroché sur la vis 29 (fig.4) dans un dégagement approprié du basculeur. Cette sangle comporte, à sa partie inférieure, un trou 31 dans lequel est engagé un tirant élastique 32 dont les extrémités sont fixées par sertissage dans des cosses verticales 33, 34. Ces cosses sont solidaires d'une plaque métallique 35, (fig.4, 5), fixée sur une rondelle de réglage (36) par une tige métallique de réglage (37) filetée à ses extrémités 38, 39 et par un écrou 40 bloquant ladite tige 37 vissée dans un taraudage de la rondelle 36; l'extrémité supérieure 39 de cette tige 37 est vissée et bloquée dans un taraudage de l'épaulement E de la chape 1. La rondelle 26 a une fonction de centrage dans le tube 3 et de réglage de la tension du tirant 32 en la vissant sur l'extrémité filetée inférieure 38 de la tige 37. - Une butée 41 de limitation de pliage en extension de l'articulation constituée par exemple par une goupille cannelée, engagée dans des trous correspondants de la chape 1, empêche le basculeur 15 de pivoter vers l'avant en arrêtant à la verticale la queue 26 du levier 6 par l'intermédiaire d'un patin d'amortissement P en élastomère. - Une butée 42 de réglage de la pression d'immobilisation de la queue 26 du levier 6 sur la sangle 28, sur laquelle s'appuie tangentiellement la surface inférieure du bossage 43 du levier 6. Cette butée 42 est constituée par une queue filetée 44 comportant un épaulement cylindrique 45 muni d'un logement supérieur dans lequel est collée une rondelle 46 en élastomère; la queue filetée 44 est vissée dans un taraudage de l'épaulement de la chape 1 suivant l'axe vertical XX' (fig.1 et 6). La queue filetée 44 est bloquée après réglage de la butée en hauteur au moyen d'un contre écrou 47: L'épaulement 45 et le contre écrou 47 sont percés radialement de trous 48 permettant le réglage en hauteur et le blocage au moyen d'une broche d'un diamètre correspondant à celui des trous 48, entre les parois de la chape 1. Le basculeur reçoit, à sa partie supérieure, un dispositif de fixation et de réglage, latéral, d'angulation et de rotation, constitué par un socle 50 sur lequel est fixé un support de cuisse SC, en appui sur une rondelle hémisphérique 51 reposant sur la surface supérieure de deux coins 52,53; le dispositif de réglage est bloqué contre une vis 54, dont la tête est en appui dans un logement anti-rotation du basculeur 15, et sur un écrou 55 en appui sphérique sur le socle 50. Le retour en extension du segment de jambe est amorti contre deux butées en élastomère 62, 63 collées sur le dessous du basculeur 15 (fig.1 et 6), venant s'appuyer sur le dessus de la chape 1. Le blocage contre les coins et l'écrou 55 s'effectue par rapprochement desdits coins 52,53 par l'intermédiaire de deux vis 56, 57 (fig.2 et 3). L'articulation de genou selon l'invention fonctionne de la façon suivante: Après les réglages, latéral, d'angulation et de rotation, selon le poids de l'utilisateur et son dynamisme, on règle la pression de serrage de la queue 26 du levier 6 sur la sangle 28 au moyen de la butée 42, en soulevant plus ou moins le patin 46 sur lequel repose le bossage 43 du levier 6 assurant la stabilité du genou, par exemple pour monter un escalier ou un trottoir. En principe, le réglage de rappel élastique en extension du segment inférieur de jambe est effectué en usine. Cependant ce réglage peut être modifié en retirant le tube 3, en débloquant l'écrou 65 et en vissant ou dévissant la rondelle 36 sur la tige 37.Pour éviter un retour trop brutal en extension contre la butée 41, on serre plus ou moins la vis de freinage 22, pour obtenir un effort de freinage adéquat par déformation élastique sur les baguescoussinets 17,18 contre l'axe 16, le patin en élastomère 24 disposé dans la fente de serrage, a pour fonction à la fois de rendre ce réglage plus précis et d'empêcher tout dérèglage intempestif. Le tube 3 constituant le segment inférieur de jambe est mis en place après blocage de l'écrou 65 sur la tige 37 maintenant la rondelle 36 de réglage de la tension du tirant 32. Lorsque le genou est plié, l'angle de pliage pouvant atteindre 1400 (fig.7), la rondelle 36 reste immobile, mais la sangle 28 monte en passant dans l'ouverture 60 de la chape 1 en allongeant le tirant 32 et en glissant sur le dessus du levier 6. Pour ramener la prothèse à un poids fonctionnel minimal, la chape 1, le levier 6, le basculeur 15 et le dispositif de fixation et de réglage du support de cuisse, le tube 3, la rondelle 36, la butée 42; et certaines vis sont réalisés en alliage léger et/ou en matériau composite. R E V E N D I C A T I O N S: 1 - Dispositif d'articulation, de stabilisation et de freinage des mouvements d'une prothèse de genou comportant un moyen d'articulation en flexion, un moyen de rappel en extension, un moyen de stabilisation du genou par blocage de l'articulation pour la prise d'appui en flexion, un moyen de freinage du rappel en extension, un dispositif de fixation et de réglage du support de cuisse, caractérisé en ce que le moyen de stabilisation du genou comporte un moyen (6,26,27) de serrage par pression sur une sangle (28) de rappel élastique en extension monté sur une chape (1), un moyen (42) de réglage de la pression de serrage sur la sangle (28), un moyen de réglage de la tension de rappel élastique de la sangle (23), un moyen de freinage permanent sur l'axe (16) d'articulation du genou en flexion 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de freinage permanent sur l'axe (16) d'articulation en flexion, est constitué par un levier (6) muni de bagues-coussinets épaulées (11,12) oscillant sur un axe (9) immobilisé en rotation sur la chape (1) et comportant des bagues-coussinets épaulées (17,18) pivotant sur l'axe d'articulation en flexion (16) immobilisé sur un basculeur (15), et en ce que le levier (6) se prolonge vers le bas par une queue (26) exerçant la pression de blocage sur la sangle (28) au moyen d'un bossage (B) contre une surface enclume (27) de la chape (1), et en ce que l'alésage (21) recevant les bagues-coussinets (17,18) est fendu radialement (25). 3 - Dispositif selon les revendications 1 et 2, dans lequel le basculeur (15), articulé en chape sur l'axe (16), reçoit un dispositif de réglage latéral, d'angulation et de rotation, sur lequel est fixé un support de cuisse selon l'axe XX', caractérisé en ce que l'extrémité, opposée à l'axe (16), comporte un dégagement traversé, parallèlement à l'axe (16), par une vis (29) sur laquelle est accrochée l'extrémité supérieure de la sangle (28), et en ce que le dessous dudit basculeur est muni de butées (62,63) d'amortissement du rappel en extension. 4 - Dispositif selon les revendications 1,2 et 3, dans lequel la- chape (1) reçoit et immobilise un tube (3) faisant fonction de segment inférieur de jambe, et comporte et immobilise l'axe (9) d'articulation du levier (6), caractérisé en ce que ladite chape comporte une butée (42) de réglage de la pression de blocage de la sangle (28) sur la surface enclume (27), ladite butée 42 est constituée d'une vis (44) vissée dans un épaulement (E) de la chape (1) suivant un axe vertical XX', bloquée par un contre écrou (47), et en ce que le dessus de la vis (44) est muni d'un patin (46) en élastomère sur lequel repose le bossage (43) du levier (6). 5 - Dispositif selon les revendications 1,3 et 4, caractérisé en ce que le moyen de freinage du rappel élastique en extension est constitué par une vis (22) vissée dans un taraudage d'une partie fendue (23) de l'alésage (21) du levier (6), coopérant avec un patin (24) en élastomère pour régler la pression de freinage sur les bagues-coussinets (17,18) pivotant sur l'axe d'articulation (16). 6 - Disppositif selon les revendications 1,2 et 3, caractérisé en ce que le moyen de rappel élastique du segment inférieur de jambe est constitué par un tirant (32) réalisé en matériau élastiquement déformable, engagé dans un trou (31) percé à l'extrémité inférieure de la sangle (28), et dont les extrémités sont immobilisées chacune dans une cosse (33,34) en tale pliée solidaire d'une plaque (35) fixée sur une rondelle (36) pàr une tige métallique (37 > vissée dans un taraudage de ladite rondelle et bloquée par un contre-écrou (40), et en ce que la tige (37) est vissée verticalement dans un taraudage de l'épaulement de la chape (1), et en ce que la rondelle (36) est engagée, avec un léger jeu, dans le tube (3) constituant le segment inférieur de jambe). 7 - Dispositif selon les revendications 1 et 7, caractérisé en ce que le réglage de la tension de rappel en extension du segment inférieur de jambe est obtenu en vissant plus ou moins la rondelle (26) sur le filetage inférieur (38) de la tige (37). 8 - Dispositif selon les revendications 1,2 et 4, caractéri#sé en ce que la limitation en extension du genou vers l'avant, au droit de l'axe vertical XX', est obtenue au moyen d'une goupille (41) engagée dans des trous correspondants de la chape (1), percés parallèlement à l'axe (9), en coopération avec la queue (26) du levier de freinage. 9 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chape (1), le levier (2) et le basculeur, ainsi que le dispositif de fixation et de réglage du support de cuisse, le tube (3), la rondelle (36) et certaines vis sont réalisés en alliage léger et/ou en matériau composite pour ramener l'ensemble de la prothèse à un poids fonctionnel minimal.