ПРОТЕЗ СТОПЫ
FOOT PROSTHESIS

Изобретение касается протеза стопы, имеющего структурный компонент, включающий в себя проксимальные присоединительные средства для крепления протеза стопы к трубке голени, стержню голени или протезу коленного сустава, имеющего зафиксированный или выполненный на структурном компоненте участок переднего отдела стопы и имеющий предназначенную для структурного компонента пяточную пружинную демпфирующую систему, которая при наступании на пятку сжимается и опирается на подошвенный направляющий элемент. Этот протез стопы пригоден и выполнен также для размещения в обуви.
Протезы стопы служат в качестве дистального окончания протезного устройства и могут фиксироваться на трубке голени, которая закреплена на протезе коленного сустава, непосредственно на стержне протеза или на протезе коленного сустава. Для этого на протезе стопы на проксимальном конце, как правило, предусмотрены присоединительные средства для создания прочного и постоянного соединения с проксимальным компонентом протеза. Обычно протезы стопы снабжены косметикой, которая состоит из полимера и выполнена приблизительно в форме естественной стопы.
Конструктивно простейшей формой протеза стопы является жесткая стопа, которая, однако, имеет значительные недостатки в отношении упругих свойств или свойств обкатывания.
Для демпфирования импульса при наступании на пятку могут быть предусмотрены демпфирующие элементы или пяточные пружины, также возможно, чтобы в области переднего отдела стопы была расположена пружина, чтобы облегчать обкатывание стопы на протяжении всей опорной фазы и, кроме того, в конечной опорной фазе снова отдавать поглощенную ранее энергию деформации, чтобы поддерживать пользователя протеза стопы при ходьбе.
US 7,172,630 B2 касается протеза стопы, имеющего два листовых пружинных элемента, которые соединены друг с другом в области переднего отдела стопы. На одной листовой пружине установлен эксцентрик, который давит на пружину. При смещении эксцентрика пружина может напрягаться или ослабляться, так что в ходе движения обкатывания может реализовываться определенный профиль силы.
US 5,139,525 A касается протеза стопы, имеющего шарнирное крепление для трубки голени. Это шарнирное крепление расположено в области естественного голеностопного сустава. Упругая характеристика этого протеза стопы может изменяться в ходе движения обкатывания.
US 2007/0061016 A1 касается протеза стопы, имеющего пяточную пластину и пластину пальцев стопы, которые шарнирно соединены друг с другом с возможностью поворота вокруг центральной оси. Между пяточной пластиной и пластиной пальцев стопы расположена пружина и опирается на заднее продолжение пластины пальцев стопы. Также с возможностью поворота вокруг центральной оси установлена пластина адаптера. Активно возникающая при ходьбе энергия накапливается и снова высвобождается с помощью сенсорных устройств.
US 6,719,807 B2 касается протеза стопы, имеющего волнообразно изогнутую пружину переднего отдела стопы и закрепленную в области среднего отдела стопы, распространяющуюся назад пяточную пружину, которая расположена внутри косметики стопы. Пружина переднего отдела стопы и пяточная пружина оперты в рамке. Один из вариантов предусматривает, что пяточная пружина соединена с пружиной переднего отдела стопы через основную пружину, которая одной стороной закреплена на заднем конце пяточной пружины, а другой стороной - в области среднего отдела стопы на пружине переднего отдела стопы.
US 2012/0046760 A1 касается протеза стопы, имеющего цельную пружину, которая имеет нижний основной участок и дугообразно поднимающуюся вверх верхнюю часть. Основной участок и верхняя часть в области переднего отдела стопы снабжены продольной прорезью, в пяточной области расположен демпфер из эластомерного материала.
US 2014/0046456 A1 касается протеза стопы, имеющего плоскую основную пружину, дугообразную пружину переднего отдела стопы, снабженную закрепленным на ней присоединительным адаптером, и демпфирующий элемент, который в области пятки опирает основную пружину на пружину переднего отдела стопы.
Chas A Blatchford & Sons Ltd. под наименованием «endolite Blade XT» реализует протез стопы для массовых спортсменов и бегунов, имеющий пружину переднего отдела стопы, которая имеет по существу горизонтальный головной участок и цельную пружину, выполненную в выпуклой наружу форме, разделенную в нижней области надвое прорезью. В передней области пружины двумя винтами закреплена защита подошвы и пяточная пружина, твердость пяточной пружины может настраиваться с помощью клина. Применение пяточного клина приводит к менее гибкому реагированию пяточной пружины.
Задачей настоящего изобретения является предложить протез стопы, который имеет простую конструкцию, облегчает ходьбу пользователю протеза стопы и, в частности, предпочтительно применим при спортивных занятиях.
В соответствии с изобретением эта задача решается с помощью протеза стопы с признаками основного пункта формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления и усовершенствования изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения, описании, а также на фигурах.
Предлагаемый изобретением протез стопы, имеющий структурный компонент, включающий в себя проксимальные присоединительные средства для крепления протеза стопы к трубке голени, стержню голени или протезу коленного сустава, имеющий зафиксированный или выполненный на структурном компоненте участок переднего отдела стопы и имеющий предназначенную для структурного компонента пяточную пружинную демпфирующую систему, которая при наступании на пятку сжимается и опирается на подошвенный направляющий элемент, предусматривает, что этот структурный компонент выполнен в виде листовой пружины, которая распространяется от проксимальных присоединительных средств в заднем направлении, образует дугу и проведена в переднем и дистальном направлении, причем эта дуга сзади выступает за направляющий элемент. С помощью пяточной пружинной демпфирующей системы, которая соединена через направляющий элемент с опорной структурой, можно при нагрузке на пятку обеспечивать направление движение смещения пружинной демпфирующей системы и предназначенного для пружинной демпфирующей системы направляющего элемента. При этом по меньшей мере уменьшается движение пронации и супинации при постановке ноги, благодаря чему может реализовываться точное направление протеза стопы во время ходьбы. Кроме того, при обкатывании с пятки на передний отдел стопы передача энергии, накопленной в пружинной демпфирующей системе, на структурный компонент происходит таким образом, что пружинная демпфирующая система ослабляется, высвобождает энергию и при этом вызывает замедление деформации структурного компонента. Благодаря исполнению структурного компонента в виде листовой пружины можно накапливать энергию, поглощаемую при ходьбе, в частности при беге, и обеспечивать длинный путь деформации, так чтобы во время опорной фазы могла обеспечиваться большая способность к накоплению энергии. Благодаря дуге, выступающей назад за направляющий элемент, получается значительное увеличение эффективной длины пружины, так что обеспечена высокая степень деформации и деформируемости структурного компонента в виде листовой пружины. Кроме того, дуга, несмотря на большую эффективную длину пружины, позволяет достигать низкой высоты протеза стопы и одновременно, благодаря выступанию назад в области естественного голеностопного сустава, обеспечивает возможность ношения в обуви.
Дуга структурного компонента выдается за естественное положение лодыжки в заднем направлении и расположена приблизительно на высоте естественного положения лодыжки, или несколько выходя за него, так что точка вершины дуги лежит за постериорным, задним концом направляющего элемента. Направляющий элемент предпочтительно расположен на нижней стороне пружинной демпфирующей системы и неподвижно оперт на нее в виде листовой пружины в участке переднего отдела стопы структурного компонента. При этом направляющий элемент предпочтительно выполнен тоньше, чем листовая пружина структурного компонента, имеющего участок переднего отдела стопы, при необходимости в виде листовой пружины, или может быть цельно отформован на структурном компоненте, чтобы по возможности уменьшить предварительное напряжение участка переднего отдела стопы при наступании на пятку. Благодаря тонкому исполнению направляющего элемента обеспечивается более высокая деформируемость при толчке пяткой, так что в участок переднего отдела стопы передается только небольшая доля силы и поступающей энергии. Направляющий элемент может опираться на опорную структуру с возможностью свободного движения или почти свободного движения вокруг оси, ориентированной поперек к продольной протяженности протеза стопы, например, когда в направляющем элементе выполнен своего рода шарнир. При этом под осью понимается не шинный элемент, а некоторая воображаемая линия, на которой компоненты могут поворачиваться друг относительно друга. Ось имеется также, например, тогда, когда предусмотрен пленочный шарнир, эластомерный элемент или полицентрическая опора, посредством которой эти два компонента соединены друг с другом. Для образования оси поворота направляющий элемент может иметь пленочный шарнир, который, с одной стороны, обеспечивает возможность поворота вокруг оси, параллельной полу, подобно откидной крышке, с другой стороны, предотвращает или уменьшает скручивание вокруг продольной оси стопы и вертикальной оси стопы.
Опора направляющего элемента может осуществляться непосредственно на структурный компонент, так что ось, вокруг которой обладает возможностью свободного движения или почти свободного движения направляющий элемент или части направляющего элемента, зафиксирована непосредственно на опорной структуре или образуется направляющим элементом.
Наряду с вариантом осуществления направляющего элемента в виде листовой пружины, он может быть выполнен также в виде планки или в виде откидной крышки, благодаря чему дополнительно уменьшается передача силы в участок переднего отдела стопы.
Пружинная демпфирующая система предпочтительно выполнена в виде элемента из пенистого материала или эластомерного элемента, благодаря чему можно получить множество форм из недорогих материалов, имеющих каждая различную характеристику пружинного демпфера, так что возможна легкая адаптация протеза ступни к желаниям или потребностям пользователя протеза. Можно также легко реализовывать различные высоты каблука. С помощью некоторого ассортимента материалов могут без больших затрат настраиваться желаемые пружинящие или демпфирующие свойства. Благодаря исполнению пружинной демпфирующей системы в виде элемента из пенистого материала или эластомерного элемента возможно возникновение лишь небольших сил среза или их полное отсутствие, так чтобы в направляющий элемент не передавались силы растяжения или силы сжатия. Предпочтительным образом пружинная демпфирующая система в области естественной лодыжки опирается на нижнюю сторону структурного компонента, предпочтительно в области, в которой начинается дуга, так что опирание осуществляется при опирании в переходе от дуги к участку переднего отдела стопы. Это дополнительно препятствует поступлению энергии при толчке пяткой в участок переднего отдела стопы.
Пружинная демпфирующая система может быть реверсивно установлена между нижней стороной опорной структуры и верхней стороной направляющего элемента, например, с помощью закрепленного на нижней стороне структурного компонента, предпочтительно наклеенного держателя, в который с геометрическим замыканием может передаваться пружинно-демпфирующая система из элемента из пенистого материала или эластомерного элемента. На верхней стороне направляющего элемента тоже может быть установлен элемент геометрического замыкания, так что путем простого вдвигания и застопоривания пружинно-демпфирующей системы может осуществляться адаптация к желаемой жесткости или замена при работах по уходу.
Направляющий элемент предпочтительно выполнен в виде планки или откидной крышки и может быть выполнен из металла, в частности легкого металла или полимерного материала. При этом ось поворота, на которую оперт направляющий элемент в виде планки или откидной крышки, лежит на опорной структуре, так что может реализовываться относительно большая длина направляющего элемента, благодаря чему возможна точная настройка пружинной демпфирующей системы.
На нижней стороне направляющего элемента может быть установлен подошвенный элемент из упругого материала, который благодаря своим геометрическим размерам и прочностным свойствам создает дополнительную пружину и демпфирование, так что пружинная демпфирующая система является не единственным податливым элементом между опорной структурой и направляющим элементом. Благодаря упругости подошвенного элемента может предотвращаться и демпфироваться восприятие ударной нагрузки и передача нагрузки на пружинную демпфирующую систему.
На нижней стороне направляющего элемента может быть установлен подошвенный элемент из упругого материала, который благодаря своим геометрическим размерам и прочностным свойствам выполнен так, чтобы COP (center of pressure, англ. центр давления) или точка приложения силы при обкатывании как можно дольше оставалась в области пятки, во избежание преждевременной нагрузки или деформации пружины переднего отдела стопы.
Участок переднего отдела стопы может быть жестко зафиксирован на структурном компоненте и предпочтительно выполнен в виде листовой пружины или имеет по меньшей мере одну листовую пружину или листовой пружинный элемент. Благодаря жесткой привязке к опорной структуре можно достигать точного направления участка переднего отдела стопы, благодаря чему облегчается контроль над протезом стопы при ходьбе. Исполнение участка переднего отдела стопы в виде пружины позволяет поглощать энергию во время ходьбы. Кроме того, возможно, после наступания участком переднего отдела стопы после толчка пяткой передавать накопленную энергию от пружинного демпфирующего элемента на передний отдел стопы, при этом общая высота протеза ступни остается постоянной, так что передача силы осуществляется через пол или, соответственно, подошвенную структуру. Тогда накопленная в пружинном демпфирующем элементе энергия отдается через участок переднего отдела стопы и облегчает отталкивание пользователя в конце опорной фазы.
Между направляющим элементом и опорной структурой может быть установлен упор от перегрузки с целью предотвращения слишком сильного сжатия пружинной демпфирующей системы при массивном поступлении энергии, из-за чего может возникать неустойчивость во время ходьбы.
Направляющий элемент может быть оперт без возможности смещения вокруг оси, проходящей в передне-заднем направлении и/или оси, проходящей в проксимально-дистальном направлении, так чтобы было невозможно движение отклонения направляющего элемента и, в частности, предотвращалась супинация и пронация направляющего элемента после того, как ставится нога. Жесткая опора вокруг оси, которая проходит в передне-заднем направлении, при ходьбе препятствует подгибанию пятки протеза стопы в сторону, что, в частности, предпочтительно при применении в качестве стопы в спорте.
На свободном конце направляющего элемента может быть выполнен уступ в проксимальном направлении или выпуклый изгиб для обеспечения возможности легкого обкатывания, а также адаптации подошвенной структуры, например, к весу тела или к манере ходьбы пациента.
Сам структурный компонент может быть выполнен упругим, в частности быть выполнен неразъемным или цельным, так чтобы получалась сплошная листовая пружина от проксимальных присоединительных средств до переднего конца структурного компонента, в частности до переднего конца протеза стопы.
На заднем конце направляющего элемента и нижней стороне структурного компонента может быть зафиксировано по элементу геометрического замыкания для фиксации пружинной демпфирующей системы, в частности, эти элементы геометрического замыкания наклеены. Установленный на направляющем элементе элемент геометрического замыкания может быть выполнен в виде пяточного колпачка и в виде заднего нижнего окончания протеза стопы и одновременно создавать демпфирование или подушечку в пяточной области, а также профилирование, в случае если надо носить протез стопы не в обуви, так чтобы уменьшалась опасность поскользнуться до надевания обуви. Также верхний элемент геометрического замыкания для блокировки с геометрическим замыканием на нижней стороне структурного компонента может быть зафиксирован или привернут к нему, так чтобы мог осуществляться простой монтаж и монтаж пружинно-демпфирующей системы, которая может быть выполнена цельно и может состоять из различных материалов.
Выступающая назад за направляющий элемент дуга структурного компонента выступает в передне-заднем направлении за пружинную демпфирующую систему на некоторое расстояние, которое составляет от 10% до 30%, в частности предпочтительно от 12,5% до 25% длины стопы. При этом длина стопы - это та длина протеза стопы, которая измеряется от переднего, антериорного конца до заднего, постериорного конца направляющего элемента, при необходимости до заднего конца элемента геометрического замыкания, установленного на направляющем элементе.
На верхней стороне структурного компонента в области переднего отдела стопы может быть расположена контурообразующая подушечка, благодаря которой возможно формообразующее заполнение обуви, в которую вставляется протез стопы. Поэтому нет необходимости в накладывании вокруг протеза стопы дополнительной косметики. Более того, предлагаемый изобретением протез стопы можно носить непосредственно в обуви.
В одном из усовершенствований изобретения предусмотрено, что на протезе стопы закреплена подошва, так что его можно носить также без обуви.
От проксимальных присоединительных средств структурный компонент проходит по дуге вогнуто искривленным образом, в области опирания пружинной демпфирующей системы на нижней стороне структурного компонента имеется выпуклая кривизна, которая предпочтительно имеет больший радиус кривизны по сравнению с дугой. К области выпуклой кривизны в участке переднего отдела стопы примыкает снова вогнутая кривизна, при этом предполагается вид структурного компонента, если смотреть в плане в области проксимальных присоединительных средств на первоначальной поверхности по ходу от верхних присоединительных средств до мыска стопы, то есть сначала в направлении взгляда сверху вниз, а после конца дуги - в направлении взгляда снизу вверх.
Направляющий элемент может быть выполнен в виде листовой пружины, имеющей форму, проходящую от пятки до мыска стопы вогнуто, выпукло, вогнуто, чтобы, с одной стороны, воспроизводить естественный свод стопы, а с другой стороны, мягкое обкатывание после наступания на пятку. Причем это вид с нижней стороны направляющего элемента.
Одно из усовершенствований изобретения предусматривает, что участок переднего отдела стопы и направляющий элемент присоединены друг к другу через установочное устройство. Это установочное устройство служит одновременно формой для клеевого соединения и, кроме того, защитой компонентов от внешних влияний или обуви от листовых пружин, при известных условиях имеющих острые кромки, так как это установочное устройство приклеивается вместе со структурным компонентом и направляющим элементом и остается на протезе стопы.
Участок переднего отдела стопы, направляющий элемент и установочное устройство могут быть приклеены друг к другу и тем самым скреплены друг с другом постоянным соединением.
Протез стопы выполнен и предназначен для размещения в обуви, в частности, благодаря исполнению структурного компонента, имеющего продленные назад дуги в области или выше естественного положения лодыжки и направляющий элемент, который во время опорной фазы выполняет функцию подошвы.
Ниже один из примеров осуществления изобретения поясняется подробнее с помощью фигур. Показано:
фиг.1: вид в перспективе протеза стопы;
фиг.2: вид сбоку фиг.1;
фиг.3: один из вариантов, имеющий модифицированный структурный компонент;
фиг.4: один из вариантов фиг.3;
фиг.5: схематичное изображение компенсации боковой силы;
фиг.6: вид сбоку ортопедического компонента во время изготовления;
фиг.7: вид в перспективе с подводящими и выпускными устройствами;
фиг.8: вид сечения части ортопедического компонента;
фиг.9: вид в перспективе установочного устройства;
фиг.10: другой вид установочного устройства с фиг.9;
фиг.11: частичное изображение ортопедического компонента наискосок сзади;
фиг.12: один из вариантов фиг.11;
фиг.13: частичное изображение в перспективе второго варианта осуществления;
фиг.14: другой вид варианта осуществления с фиг.13;
фиг.15: общий вид установочного устройства второго варианта осуществления;
фиг.16: изображение сечения фиг.15;
фиг.17: изображение сечения фиг.14; а также
фиг.18: другой вид фиг.17.
На фиг.1 показан вид сбоку в перспективе протеза 1 стопы, имеющего структурный компонент 10 в виде цельной листовой пружины, на проксимальном конце которой с помощью винтов закреплено присоединительное средство 2 в виде адаптерного пилона. Крепление осуществляется в опорном участке 14, который ориентирован по существу горизонтально и параллельно полу при обычной установке протеза 1 стопы. От присоединительного средства 2 распространяется структурный компонент 10 по дуге 16, которая ориентирована в заднем направлении, назад, с выпуклой кривизной, чтобы затем в соединительном участке 18, который выполнен вогнуто, распространяться в переднем направлении. К вогнутому соединительному участку 18 примыкает, в свою очередь, имеющий выпуклую форму участок 20 переднего отдела стопы, который выдается до области пальцев стопы протеза 1 стопы. На область пальцев стопы наклеено установочное устройство 4 в виде колпачка, которое имеет на нижней стороне подошвенный элемент 60 или на нижней стороне которого выполнен подошвенный элемент 60. Установочное устройство 4 служит, с одной стороны, для помещения и крепления участка 20 переднего отдела стопы структурного компонента 10, его защиты на переднем конце, а также на боковых кромках, а также для ориентации по отношению к направляющему элементу 30, который зафиксирован на установочном устройстве под участком 20 переднего отдела стопы на расстоянии от него. Вид и способ крепления, а также исполнение установочного устройства 4 в деталях поясняется ниже.
Направляющий элемент 30 распространяется по существу параллельно полу в заднем направлении, причем этот направляющий элемент 30 выполнен в виде листовой пружины, которая, проходя спереди назад, имеет выпукло, вогнуто и затем снова выпукло проходящий контур. На заднем конце направляющего элемента 30 установлен элемент 5 геометрического замыкания в виде пяточного колпачка, на нижней стороне которого также установлена или выполнена подошвенная структура 60. Элемент 5 геометрического замыкания может быть зафиксирован на направляющем элементе 30 с геометрическим замыканием, например, путем насаживания, защелкивания или привертывания, альтернативно или дополнительно может выполняться приклеивание или приваривание к направляющему элементу 30.
На нижней стороне структурного компонента 10, в области соединительного участка 18, установлен второй элемент 6 геометрического замыкания, предпочтительно наклеен, наварен или закреплен на нем с помощью элементов геометрического замыкания, таких как винты или тому подобное. Второй элемент 6 геометрического замыкания вместе с первым элементом 5 геометрического замыкания служит для реверсивного помещения пружинной демпфирующей системы в виде тела из пенистого материала или эластомерного элемента, который вставляется между структурным компонентом 10 и направляющим элементом 30. Для этого направляющий элемент 30 отодвигается от структурного компонента 10, в увеличивающийся промежуток между нижней стороной структурного компонента 10 и верхней стороной направляющего элемента 30 вставляется пружинная демпфирующая система 40, смещается назад и удерживается, например, с помощью выступов и пазов с геометрическим замыканием между этими двумя пружинящими компонентами протеза 10 стопы.
На фиг.1 уже можно видеть, что структурный компонент 10 выполнен цельно и выполнен в виде листовой пружины, предпочтительно из упрочненного волокном полимерного композита, и дуга 16, которая имеет сводчатую выпукло наружу форму, в заднем направлении выдается за задний конец направляющего элемента 30. При этом пружинная демпфирующая система 40 имеет такие размеры, что выдающаяся за задний конец направляющего элемента 30 часть структурного компонента 10 проходит выше или в области естественной лодыжки, так что протез 1 стопы без затруднений может вставляться в обувь.
Благодаря увеличенной в заднем направлении длине пружины, можно при одновременно плоском протезе стопы создавать увеличенную общую длину пружины, так чтобы накапливалось большее количество энергии и могло осуществляться более глубокое оседание при толчке пяткой, без необходимости чрезмерного увеличения толщины материала структурного компонента 10, при котором неизбежно страдала бы либо носкость, либо возможность регулирования и упругость при толчке пяткой.
Направляющий элемент 30 по существу тоньше, чем структурный компонент 10, чтобы обеспечивать легкую деформируемость, когда осуществляется толчок пяткой. Это позволяет направляющему элементу 30 легко поворачиваться вокруг оси, проходящей перпендикулярно направлению бега и в плоскости направляющего элемента, так чтобы осуществлялась только небольшая передача энергии или, соответственно, небольшая передача силы при толчке пяткой через направляющий элемент 30 на область 20 переднего отдела стопы. Поворот вокруг вертикальной оси или вокруг оси, ориентированной в продольной протяженности протеза 1 стопы, вследствие структуры направляющего элемента в виде листовой пружины невозможен или возможен только очень ограниченно, так что движение супинации или движение пронации направляющего элемента 30 при прогибе или, соответственно, сжатии пружинной демпфирующей системы предотвращается.
Установленный на заднем конце направляющего элемента 30 элемент 5 геометрического замыкания, называемый также пяточным колпачком, может образовывать уступ, так чтобы на заднем конце направляющего элемента 30 имелось увеличенное свободное пространство относительно пола. Этот уступ может быть образован подошвенным элементом 60, который может состоять из сжимаемого упругого материала, для осуществления мягкой передачи силы в направляющий элемент 30 при толчке пяткой.
Участок 20 переднего отдела стопы выполнен в виде листовой пружины и допускает деформацию под нагрузкой переднего отдела стопы. Направляющий элемент 30 в саггитальной плоскости присоединен к структурному компоненту 10 с небольшим моментом. При этом подошвенный элемент 60 выполнен так, что при нагрузке в области пятки наряду со сжатием пружинной демпфирующей системы 40 устанавливается подходящее для этой нагрузки смещение результирующей силы реакции пола, так что точка передачи силы как можно более равномерно во время движения обкатывания перемещается по продольной протяженности протеза 1 стопы. При перекатывании с пятки на передний отдел стопы происходит передача энергии, накопленной в пружинной демпфирующей системе 40 после начального толчка пяткой, на участок 20 переднего отдела стопы, за счет того, что не только сжимается пружина переднего отдела стопы, но также разжимается пружинная демпфирующая система 40, высвобождает накопленную в ней энергию, и благодаря этому уменьшается замедляющее действие вследствие деформации участка 20 переднего отдела стопы.
На структурном компоненте 10 предусмотрен упор 70 от перегрузки, который ограничивает путь прогиба направляющего элемента 30, например, при пиковых нагрузках в особых ситуациях, напр., при прыжке с возвышения или тому подобном. Упор 70 от перегрузки выполнен в виде выступа верхнего элемента 6 геометрического замыкания, так что при чрезмерной нагрузке упор 70 от перегрузки может вступать в прямой контакт с нижним элементом 5 геометрического замыкания и предотвращает дальнейшую деформацию и сжатие пружинной демпфирующей системы 40.
На фиг.2 показан на виде сбоку один из вариантов осуществления в соответствии с фиг.1, имеющий расположенную на верхней стороне в области участка 20 переднего отдела стопы подушечку 90, которая может реверсивно фиксироваться на верхней стороне, например, посредством иппликаторной застежки или тому подобного. На виде сбоку можно различить, что участок 20 переднего отдела стопы распространяется до области мыска стопы протеза 1 стопы и свободно опирается на верхнюю сторону установочного устройства 4. Боковые кромки структурного компонента 10 по меньшей мере частично покрываются боковыми стенками, которые выдаются вверх от установочного устройства 4, так что обеспечена защита чувствительных боковых кромок при усиленных волокном листовых пружинах, также как и защита окружающих материалов от кромок листовой пружины. Кроме того, подушечка 90 может давать дополнительную защиту.
Внутри установочного устройства 4 предусмотрено не изображенное вводное отверстие, в которое вводится направляющий элемент 30, выполненный тоже в виде листовой пружины. Направляющий элемент 30 почти полностью вдается внутрь установочного устройства 4, только маленькая область мыска служит передним окончанием и для защиты от толчковых нагрузок. Установочное устройство 4 предпочтительно выполнено из упругого материала и приклеивается как к структурному компоненту 10, так и к направляющему элементу 30 постоянным соединением. Для этого внутри установочного устройства расположена по меньшей мере одна полость, которая заполняется клеем. На нижней стороне установочного устройства 4 может быть расположен или выполнен передний подошвенный элемент 60, для обеспечения возможности легкого обкатывания аналогично подошвенному элементу 60 у пяточного колпачка 5.
Пяточный колпачок 5 или, соответственно, элемент 5 геометрического замыкания имеет также посадочную прорезь для направляющего элемента 30, направляющий элемент введен в эту прорезь и либо посредством элементов геометрического замыкания, либо посредством приклеивания или приваривания удерживается внутри элемента 5 геометрического замыкания.
На виде сбоку видно, что направляющий элемент 30 имеет изогнутую спереди назад форму, имеющую сначала выпуклую, затем вогнутую и затем снова выпуклую конфигурацию. Благодаря этому увеличивается общая длина пружины и облегчается движение обкатывания как при толчке пяткой, так и при конечной опорной фазе. Вогнутая область направляющего элемента 30 расположена в области среднего отдела стопы протеза 1 стопы и моделирует естественный свод стопы.
Кроме того, видно, что верхний элемент 60 геометрического замыкания и вместе с тем также верхняя контактная поверхность пружинной демпфирующей системы 40, имеющей соединительный участок на нижней стороне структурного компонента 10, лежит приблизительно в одной плоскости с задним концом направляющего элемента 20(30?). Назад выступающая за элемент 6 геометрического замыкания, а также за задний конец направляющего элемента 30 дуга 16 имеет выступающую часть R, которая составляет приблизительно одну восьмую от общей длины FL стопы, то есть всей длины от мыска стопы до заднего конца пяточного колпачка 5. За счет ориентированной назад выступающей части R значительно увеличивается эффективная длина пружины протеза 1 стопы, так что может достигаться более высокая способность накопления энергии при одновременно большем пути прогиба пружины и в то же время узкой конфигурации пружины, так как накопленная энергия получается за счет увеличенной длины пружины, а не за счет утолщения материала в листовой пружине структурного элемента 10. Чем тоньше выполнена листовая пружина из волокнистого композитного материала, тем она является более ноской, так как внутри листовой пружины возникают меньшие силы среза.
Контактная поверхность пружинной демпфирующей системы 40 со структурным компонентом 10 получается предпочтительно в области соединительного участка 18, то есть в той области, в которой выпуклая конфигурация дуги 16 переходит в вогнутую форму соединительного участка 18. Пружинная демпфирующая система 40 из пенистого материала или эластомерного элемента при начальном толчке пяткой передает силы, которые возникают при наступании, прямо в направлении присоединительного адаптера 2, вследствие ориентации пружинного демпфирующего элемента в направлении присоединительного адаптера 2. Вследствие передачи сил в соединительную область прогиб пружины во время толчка пяткой происходит по проксимально присоединяющемуся участку структурного компонента 10, то есть в дуге 16 и присоединительном участке 14, так что передача силы и накопление энергии в участке 20 переднего отдела стопы не происходит. То есть участок 20 переднего отдела стопы при толчке пяткой не испытывает негативную нагрузку, так как передача силы в участок 20 переднего отдела стопы не осуществляется. Вследствие малой толщины материала направляющего элемента 30 и упрощенного изгиба вокруг фиктивной оси 50 поворота перпендикулярно плоскости листа через направляющий элемент 30 не будет также осуществляться поступление энергии в участок 20 переднего отдела стопы. При исполнении пружинной демпфирующей системы 40 из пены или соответствующего эластомерного элемента внутри пружинного демпфирующего элемента не возникают силы среза, так что и силы растяжения в направляющем элементе 30 не передаются.
Пружинный демпфирующий элемент 40, который может быть выполнен с возможностью замены, предпочтительно имеет прогрессивную пружинную демпфирующую характеристику и может, например, содержать двухкомпонентный пенистый материал, двухкомпонентный эластомер или комбинацию нескольких материалов и/или нескольких плотностей одинаковых материалов, чтобы обеспечивать желаемые пружинные демпфирующие свойства. Пружинный демпфирующий элемент 40 с геометрическим замыканием удерживается в элементах 5, 6 геометрического замыкания, в элементах 5, 6 геометрического замыкания предусмотрены поднутрения, которые вставляются в выемки или пазы в пружинной демпфирующей системе 40.
На виде сбоку фиг.2 видно также, что структурный компонент 10 выполнен как бесшарнирный протез 1 стопы в виде цельной листовой пружины и в области лодыжки имеет продолжение пружины для увеличения эффективной длины пружины. Вследствие увеличенной эффективной длины пружины облегчена возможность вертикальной деформации протеза 1 стопы, при этом точка вершины дуги 16 вступает за естественную общую длину FL стопы, то есть за задний конец выполненного в виде основной пружины направляющего элемента 30. Протез 1 стопы обладает возможностью непосредственного введения в обувь и не требует никакой косметики стопы. Протез 1 стопы благодаря его исполнению обладает высокой способностью к деформации, большой энергоемкостью во время опорной фазы, обеспечивает высокую носкость вследствие сравнительно малой толщины материала компонентов листовой пружины и позволяет получить малую высоту протеза стопы. Кроме того, это исполнение пяточного компонента позволяет получить возможность ношения протеза 1 стопы также при обычных видах деятельности. Кроме того, этот протез 1 стопы предпочтительно пригоден для спортивных занятий, таких как оздоровительный бег или тому подобное. Известные из уровня техники спортивные стопы, как правило, нельзя носить в обуви и, как правило, не пригодны для стояния. Хотя обычные бесшарнирные протезы стопы для ежедневного применения могут вставляться непосредственно в косметику стопы или при необходимости даже в обувь, но не позволяют получить ту высокую степень деформируемости, которую позволяет получить протез 1 стопы настоящего изобретения.
На виде сбоку в соответствии с фиг.2 возле присоединительного средства 2 видна сначала по существу параллельная полу листовая пружина в области присоединительного участка 14, от которых слегка опрокинутая вниз линия продолжается в заднем, постериорном направлении. В принципе, возможно также, чтобы присоединялась другая параллельная полу линия или слегка наклоненная вверх линия. К присоединительному участку 14 присоединяется задняя дуга 16, которая прибл. на одну восьмую общей длины FL стопы находится позади конца пятки протеза 1 стопы и имеет вогнутую кривизну. После конца вогнутой кривизны структурный компонент 10 переходит в выпуклую кривизну, имеющую больший радиус по сравнению с дугой 16, и оттуда снова в вогнутую кривизну, имеющую тоже больший радиус кривизны, чем дуга 16. При наступании на пятку пружинная демпфирующая система 40 и участок пружины, имеющий дугу 16 и присоединительный участок 14, включаются последовательно, благодаря задней дуге 16 возможна деформация структурного компонента 10 в виде смещения присоединительного средства 2 в направлении пола. Для этого дуга 16 выдается назад за силовую линию, которая распространяется от места наступания на пятку через пружинную демпфирующую систему к присоединительному средству 2. Чем больше задняя выступающая часть R, тем мягче становится протез 1 стопы, максимальная выступающая часть R определяется целью применения, используемыми материалами и предпочтениями пользователей протеза.
При перекатывании к средней опорной фазе пружинная демпфирующая система 40 частично разгружается, так как теперь участок 20 переднего отдела стопы и передний подошвенный элемент 60 касается пола. В результате весь структурный компонент 10 начинает деформироваться. До сих пор еще не деформированный участок 20 переднего отдела стопы сгибается, сила, введенная вертикально во время средней опорной фазы, при последующей деформации в области дуги 16 и присоединительного участка 14 преобразуется в потенциальную энергию. В результате уменьшается вертикальная толчковая нагрузка. При дальнейшем перекатывании на передний отдел стопы пружинная демпфирующая система 40 полностью разгружается, и структурный компонент 10 несет всю нагрузку. Благодаря дуге 16 она проходит при отрыве переднего отдела стопы при отдаче сначала преимущественно вертикально, а в последней трети разгрузки поворачивается в направлении бега. Точка вершины дуги лежит приблизительно в области естественной лодыжки и в заднем направлении смещена за естественное положение лодыжки. Управление жесткостью пятки происходит преимущественно с помощью пружинной демпфирующей системы, дуги 16 и присоединительного участка 14 структурного компонента 10. Точка приложения силы благодаря форме и подошвенному элементу 60 как можно дольше удерживается у пятки, чтобы получить приятный для пользователя характер деформации пятки. Благодаря узкому исполнению направляющего элемента 30 на участок 20 переднего отдела стопы действует незначительная сила, дополнительно это действие уменьшается за счет двояко искривленной формы элемента пятки.
На фиг.3 изображен другой вариант протеза 1 стопы. В изображенном примере осуществления протез 1 стопы оснащен цельной комбинацией опорной структуры 10 и элемента 20 переднего отдела стопы. Тогда на проксимальном конце опорной структуры 10 осуществляется крепление к стержню голени или другим крепежным элементам. Пластинчатый, по существу плоский направляющий элемент 30 закреплен на обращенной к полу нижней стороне в бочкообразной области элемента 20 переднего отдела стопы, например, наламинирован, наварен, навернут или наклеен. Ось 50, которая выполнена в качестве оси поворота, образуется пленочным шарниром, который обеспечивает возможность поворота вокруг оси, лежащей внутри этого пленочного шарнира, однако вращение вокруг продольной оси в передне-заднем направлении, а также вокруг оси в проксимально-дистальном направлении, вследствие жесткости направляющего элемента 30, практически предотвращается. Пружинная демпфирующая система закреплена непосредственно на опорной структуре 10 вблизи лодыжки.
Один из вариантов фиг.3 изображен на фиг.4, на которой вместо пленочного шарнира предусмотрен свободный шарнир, имеющий ось 50, который может быть выполнен в виде откидной крышки.
Общим для всех вариантов осуществления является, что пяточная пружинная демпфирующая система 40 через направляющий элемент 30 в саггитальной плоскости с небольшим моментом соединена с другими элементами структуры стопы, то есть либо с участком 20 переднего отдела стопы, либо структурным компонентом 10. Силы вне направления действия пружинного демпфирующего элемента 40 воспринимаются в направляющем элементе 30 и отводятся через шарнир, который допускает поворот вокруг оси 50. Пружинная демпфирующая система 40 на своей верхней стороне близко к лодыжке оперта на структурный компонент 10, направляющие элементы 30 выполнены по существу в виде плоской структуры и на нижней стороне опирают пружинную демпфирующую систему 40, опертую на нижнюю сторону структурного компонента. Однако при внецентренной передаче силы на пятку плоская структура направляющего элемента 30 может скручиваться, так что контактная поверхность увеличивается. Передаваемые при нагрузке на пятку горизонтальные силы, которые действуют в направлении бега или перпендикулярно к направлению бега, воспринимаются структурой направляющего элемента 30 и через шарнир, который выполнен на оси 50 поворота, передаются в близкую к лодыжке опорную структуру. Шарнирное крепление направляющего элемента 30 опирает при этом пяточную пружинную демпфирующую систему от среза при горизонтальных силах. При этом шарнирная опора выполнена так, что благодаря своей ширине она вполне в состоянии воспринимать возникающие силы среза. Могут быть также расположены несколько мест опоры на одной общей оси 50 рядом друг с другом для реализации последовательной системы шарниров.
Протезы стоп должны смягчать силу во время толчка при наступании, сообщать достаточную устойчивость при перекатывании и при отталкивании возвращать то количество энергии, с которым пользователь может хорошо справиться при ходьбе. При необходимой для этого деформации отдельных компонентов работоспособность применяемых высокоэффективных материалов доходит до своих пределов. Поэтому в протезах стопы из высокоэффективных материалов часто применяются пружинные системы, элементы которых практически жестко соединены друг с другом. Эти элементы взаимно защищают друг друга вследствие связного действия перегрузки, но, с другой стороны, не допускают независимого действия на различную передачу нагрузки, напр., пятки и переднего отдела стопы.
На фиг.5 на виде сзади показаны структурный компонент 10 и пружинный демпфирующий элемент 40, а также направляющий элемент 30. На верхнем изображении представлен ненагруженный протез стопы, можно различить, что направляющий элемент 30 через пяточную пружинную демпфирующую систему 40 соединен со структурным компонентом 10. Передача силы от направляющего элемента 30 на структурный компонент 10 должна осуществляться только в направлении действия пружинной демпфирующей системы 40, при наступании на пятку это направление силы в саггитальной плоскости и в медиальной плоскости из дистального в проксимальном направлении. Силы вне направления действия пружинной демпфирующей системы 40 воспринимаются направляющим элементом 30 и отводятся через шарнироподобную опору, либо в участок 20 переднего отдела стопы и через него в структурный компонент 10, либо прямо в структурный компонент 10. Подошвенная структура направляющего элемента 30 для направления пружинной демпфирующей системы 40 дистально выполнена так, что вследствие нагрузки на пятку, наряду со сжатием пружинной демпфирующей системы 40, устанавливается подходящее для этой нагрузки смещение результирующей силы реакции пола, например, путем скручивания направляющего элемента 30. Такая ситуация показана на левом нижнем изображении фиг.5. Боковая сила воздействует на направляющий элемент 30, что ведет к смещению направляющего элемента 30.
На правом нижнем изображении фиг.5 предусмотрен один из примеров осуществления, включающий в себя два стабилизирующих элемента 80 в виде элементов растяжения, которые расположены крестообразно. При этом опора направляющего элемента 30 выполнена так и поддерживается стабилизирующими элементами 80 таким образом, что боковая сила не только опирается, но и что оказывается противодействие силе, воздействующей сбоку, посредством движения наклона вследствие смещения точки приложения силы в сторону воздействия силы.
На фиг.6 на виде сбоку показано схематичное изображение передней части протеза 1 стопы. Протез 1 стопы имеет два структурных компонента 10, 30, которые изготовлены в виде листовых пружин из упрочненного волокном полимера. Изображена область переднего отдела стопы протеза 1 стопы, первый структурный компонент 10 представляет собой пружину переднего отдела стопы, второй структурный компонент 30 - направляющий элемент. Пружина 10 переднего отдела стопы распространяется наискосок вверх к верхней точке присоединения, в которой могут крепиться крепежные устройства или присоединительные средства для крепления к трубке голени или стержню голени. Направляющий элемент 30, называемый также основной пружиной, ведет до пяточной области, при этом пяточная пружина может распространяться от основной пружины 30 до пружины 10 переднего отдела стопы и/или верхних присоединительных средств.
Структурный компонент 10 и направляющий элемент 30 присоединены к установочному устройству 4, которое выполнено в виде полимерной детали, полученной литьем под давлением. Это установочное устройство 4 может состоять из полиуретана, технического полиэтилена, технического полиуретана, резины или другого полимера, предпочтительно эластомера. Установочное устройство 4 имеет вводную прорезь для направляющего элемента 30, а также посадочную область на верхней стороне для первого структурного компонента 10, на которую может накладываться первый структурный компонент 10. Эта область наложения обрамлена стенками, так что первый структурный компонент 10 может накладываться в определенном положении относительно установочного устройства 4, когда контур структурного компонента 10 прилегает к стенкам вокруг области наложения.
Направляющий элемент 30 вводится в не изображенную прорезь внутри установочного устройства, так чтобы нижняя сторона направляющего элемента 30 или листовой пружины была покрыта замкнутой поверхностью нижней стороны установочного устройства 4. Между структурным компонентом 10 и направляющим элементом 30 выполнен распорный элемент, который удерживает эти два компонента на расстоянии друг от друга. При вводе направляющего элемента 30 в установочное устройство 4 этот компонент также интегрирован определенным образом, например, когда он установлен в прорези или в пазу внутри посадочного устройства 4. При этом два компонента 10, 30 и посадочное устройство 4 образуют полость, которая является по существу замкнутой. В боковой стенке установочного устройства 4 предусмотрен подводящий патрубок 44, который находится в гидравлическом соединении с не изображенной полостью и через который клей может вводиться или, соответственно, закачиваться в полость. На обращенной от подводящего патрубка 44 стороне предусмотрен выпускной канал, который тоже находится в гидравлическом соединении с полостью, так что может выходить воздух, находящийся внутри полости, и полость может полностью наполняться клеем.
Компоненты 10, 30 и установочное устройство 4 удерживаются в прессе 7, который может быть выполнен в виде обычной струбцины. На прессе 7 установлены две колодки 71, 72 пресса, которые имеют контур, соответствующий сопряженному в данном случае контуру ортопедического компонента 1. В изображенном примере осуществления верхняя колодка 71 пресса снабжена выпуклым изгибом, а нижняя колодка 72 пресса - вогнутым изгибом, так что с одной стороны нижняя сторона посадочного устройства 4, а с другой стороны верхняя сторона первого структурного компонента 10 по всей поверхности могут прилегать к поверхности каждой колодки 71, 72 пресса. Когда пресс 7 смыкается и оказывает давление на колодки 71, 72 пресса, первый структурный компонент 10 прижимается к поверхности опорной площади на установочном устройстве 4, так что полость, образованная между структурным компонентом 10 и направляющим элементом 30 вверху и внизу и на боковых поверхностях установочным устройством, закрыта, и подвод клея может осуществляться только через подводящий патрубок 44, а выход воздуха и при необходимости избыточного клея - через выпускной канал.
После ввода клея давление пресса поддерживается, пока клей не затвердеет, так что достигается постоянное соединение между первым структурным компонентом 10, направляющим элементом 30 и установочным устройством 4. После затвердевания клея установочное устройство остается на ортопедическом компоненте 1 и служит, с одной стороны, в качестве защиты для структурного компонента 10 и направляющего элемента 30, а с другой стороны, в качестве функционального компонента ортопедического компонента, например, для формообразования протеза стопы, в качестве подушечки, в качестве подошвенной структуры или в других вариантах осуществления в качестве посадочного устройства или защитного устройства для других компонентов.
На фиг.7 на виде сверху в перспективе показано изготовление ортопедического компонента 1, по меньшей мере соединение структурного компонента 10 и направляющего элемента 30 с установочным устройством 4. На установочном устройстве 4 на подводящем патрубке 44 установлено подводящее устройство 51, которое в изображенном примере осуществления выполнено в виде шланга или трубки, и через которое в не изображенную полость вводится клей, как обозначено стрелкой. Полость образована и закрыта с верхней стороны и с нижней стороны структурным компонентом 10 и направляющим элементом 30, с передней стороны и на боковых кромках боковыми стенками установочного устройства 4, а с задней стороны между листовыми пружинами 10, 30 распорным элементом, который с уплотнением прилегает как к нижней стороне первого структурного компонента 10, так и к верхней стороне направляющего элемента 30. На фиг.7 пресс 7 не изображен, однако во время подвода клея взаимное расположение соответствующих компонентов 4, 10, 30 поддерживается с помощью пресса 7 или другого надлежащего фиксирующего устройства.
Клей вводится с помощью подводящего устройства 51 и подводящего патрубка 44 в полость, находящийся в полости воздух вытесняется клеем и отводится с помощью выпускного устройства 52. Выпускное устройство 52 соединено с не изображенным выпускным каналом, который находится в гидравлическом соединении с полостью внутри посадочного устройства 4, так что воздух и при необходимости избыточный клей может выходить из выпускного канала через выпускное отверстие 51, как обозначено стрелкой. Как подводящий патрубок 44, так и выпускной канал предпочтительно расположены в распорном элементе, который обеспечивает, чтобы листовые пружины 10, 30 удерживались на расстоянии друг от друга. Тем самым гарантируется, что они не будут перекрываться при установке листовых пружин 10, 30 на или в установочном устройстве 4 при этом взаимном расположении листовых пружин 10, 30 друг относительно друга.
Не изображенный пресс 7 поддерживает взаимное расположение компонентов 4, 10, 20 друг относительно друга, пока клей не затвердеет. После затвердевания подводящее устройство 51 и выпускное устройство 52 отделяется от установочного устройства 4, например, отламывается, так что может достигаться практически гладкое окончание установочного устройства 4 в области подводящего патрубка 44 и выпускного канала. Это может обеспечиваться, например, с помощью места предполагаемого разрушения на подводящем устройстве 51 и/или выпускном устройстве 52 в области подсоединения к установочному устройству 4.
На фиг.8 показано изображение сечения передней части окончательно смонтированного протеза 1 стопы, имеющего верхний, свободно опирающийся на установочное устройство 4 первый структурный компонент 10 в виде пружины переднего отдела стопы из упрочненного волокном полимерного материала, установочное устройство 4 и введенный в установочное устройство 4 направляющий элемент 30 в виде основной пружины, которая тоже выполнена как листовая пружина из упрочненного волокном полимерного материала. Верхняя листовая пружина свободно опирается на верхнюю опорную поверхность, нижняя листовая пружина на нижнюю опорную поверхность 820. На переднем, в изображенном примере осуществления правом конце установочного устройства 4 выполнен канал 48, который ведет от нижней стороны направляющего элемента 30 к полости 41, заключенной между направляющим элементом 30, первым структурным компонентом 10, а также установочным устройством 4. В опорной поверхности 820, которая образована обращенной к направляющему элементу 30 поверхностью основания установочного устройства 4, выполнены углубления 821, так что также под направляющим элементом 30 вследствие структурированной поверхности или углублений 821, которые находятся в гидравлическом соединении с полостью 41, клей 5, который полностью заполняет полость 41, может проникать в углубления 821, так что по меньшей мере нижний направляющий элемент 30 с нескольких сторон или в нескольких местах окружен клеем 5. Предпочтительно подводящий патрубок 44 во время монтажа расположен в геодезически самом низком месте установочного устройства 4, в изображенной ориентации, например, на нижней стороне установочного устройства 4, и находится в гидравлическом соединении как с углублениями 821, так и, благодаря каналу 48, также с полостью 41. Теперь если в самом низком месте подводится клей 5, он вдавливается через структурированную поверхность к верхней стороне основания установочного устройства 4 через углубления 821, через канал 48 в полость 41, при этом заключенный в ней до этого момента воздух отводится через не изображенный выпускной канал.
На фиг.8, кроме того, можно видеть вводное отверстие 420 для направляющего элемента 30, которое в изображенном примере осуществления выполнено в виде прорези и заканчивается на высоте верхней стороны основания, образующего опорную поверхность 820. Над вводным отверстием 420 расположен первый распорный элемент 490 (401?), на который наложен структурный компонент 10, так что между первым структурным компонентом 10 и направляющим элементом 30 образуется промежуточное пространство 120, которое также продолжается вперед, так как на переднем конце выполнен второй распорный элемент 402, который служит опорной поверхностью для первого структурного компонента 10. Из фиг.8 явствует, что вводное отверстие 420 имеет такие размеры, что нижняя листовая пружина, плотно прилегая, может продавливаться и вдвигаться. Тем самым при вводе клея 5 предотвращается возможность выхода клея из области вводного отверстия 420 вокруг направляющего элемента 30. Уплотнительное действие увеличивается благодаря прижатию первого структурного компонента 10 к распорному элементу 401 и вместе с тем направляющему элементу 30. Благодаря второй колодке 72 пресса опорная поверхность 820 плотно прилегает к направляющему элементу 30, так что клей не может вытекать при наполнении полости 51.
Передний конец направляющего элемента 30 полностью помещен в посадочное устройство 4 и защищается и окружается со всех сторон, оправа или обрамление верхней опорной поверхности для первого структурного компонента защищает листовую пружину по периметру, с нижней стороны защита осуществляется с помощью клея, а также опорной поверхности на установочном устройстве 4, только верхняя сторона не защищена.
На фиг.9 на изображении в перспективе показано посадочное устройство 4 по одному из вариантов осуществления предыдущих фигур. Наряду с подводящим патрубком 44, выпускным каналом 45 и нижней опорной поверхностью 820, углубление 821 изображено в несколько увеличенном виде. Канал 48, который находится в гидравлическом соединении с углублением 821, не изображен. Можно различить распорные элементы 401, 402 на задней стороне и передней стороне. Распорные элементы 401, 402 на своих верхних сторонах образуют верхнюю опорную поверхность 810 для не изображенного первого структурного компонента, который своей нижней стороной прижимается к опорной поверхности 810. Вводная прорезь или вводное отверстие 420 заканчивается на высоте нижней опорной поверхности 820. Сбоку рядом с опорной поверхностью 820 в боковых распорных элементах 403 выбран паз, в который вводится листовой направляющий элемент 30, пока он не упрется в переднее окончание установочного устройства 4.
Верхняя опорная поверхность 810 заключена между боковыми стенками 404, 405, 406, которые по своей толщине материала могут соответствовать толщине материала верхнего структурного компонента 10. Боковыми стенками 404, 405, 406 обеспечивается заданное взаимное расположение верхнего структурного компонента 10 относительно установочного устройства 4 и вместе с тем относительно нижнего направляющего элемента 30, когда передние и боковые кромки структурного компонента 10 прилегают к соответствующим боковым стенкам 404, 405, 406. Если высота боковых стенок 404, 405, 406 соответствует толщине материала верхнего структурного компонента 10, может достигаться окончание поверхностей заподлицо.
На фиг.10 показано установочное устройство 4 по предыдущим вариантам осуществления на виде наискосок сзади, на котором очень хорошо можно различить задние распорные элементы 401, передние распорные элементы 402, а также вводное отверстие 420. Также можно различить, что подводящий патрубок 44 выполнен ниже, чем выпускной канал 45, при этом как подводящий патрубок 44, так и выпускной канал 45 выполнены внутри распорных элементов 403. Под образованными распорными элементами 403 боковыми стенками посредством поднутрения выполнен паз, в который может вводиться направляющий элемент 30. Также можно различить возвышенные боковые стенки 404, 405, 406, которые выступают за верхнюю опорную поверхность 810, как и плоскую в изображенном примере осуществления опорную поверхность 820 на верхней стороне основания установочного устройства 4. Боковыми стенками 402, 403 и задним распорным элементом 401 внутри установочного устройства 4 образуется гнездо, которое может полностью заполняться клеем. При вводе нижнего направляющего элемента 30 через вводное отверстие 420 это вводное отверстие 420 закрывается, так что гнездо после ввода направляющего элемента 30 открыто только вверху. Когда не изображенный структурный компонент 10 накладывается на верхнюю опорную поверхность 810, полость 41 закрыта. После наполнения полости 41 клеем она находится в клеевом соединении как с установочным устройством 4, так и с двумя листовыми пружинами 10, 30.
На фиг.11 показана передняя часть ортопедического компонента в виде протеза 1 стопы наискосок сзади в окончательно смонтированном состоянии. Направляющий элемент 30 введен во вводное отверстие 420, верхний структурный компонент 10 с образованием промежуточного пространства 12, которое обеспечено распорным элементом 401, наложен и удерживается на не изображенной опорной поверхности 810. Выпускной канал расположен в боковой стенке, компоненты 4, 10, 30 с помощью клея постоянным соединением соединены внутри установочного устройства 4.
На фиг.12 показан вариант осуществления в соответствии с фиг.11 с другой стороны, подводящий патрубок 44 расположен на передней боковой стенке установочного устройства 4.
На фиг.13 показан один из вариантов изобретения, в котором вместо только двух структурных компонентов, как это изображено на фиг.6-12, три структурных компонента 10, 11, 30 соединены друг с другом с помощью установочного устройства 4. Ортопедический компонент 1 снова выполнен в виде протеза стопы и имеет основную пружину в качестве направляющего элемента 30. Пружина переднего отдела стопы выполнена в виде параллельно соединенной, двойной системы листовых пружин, которая имеет две листовые пружины в качестве среднего структурного компонента 11 и верхнего структурного компонента 10. Ориентация двойной пружины и основной пружины соответствует ориентации, которая была описана выше, в принципе также возможны и предусмотрены отличающиеся друг от друга ориентации и направления компонентов 10, 11, 30 друг относительно друга.
Между нижним направляющим элементом 30 и вторым, средним структурным компонентом 11 образовано промежуточное пространство 23, в то время как между первым, верхним структурным компонентом 10 и средним структурным компонентом 11 образовано второе промежуточное пространство 120. Промежуточное пространство образуется соответствующими распорными элементами внутри установочного устройства 4.
Установочное устройство 4, в противоположность предыдущему варианту осуществления, вверху закрыто, то есть верхний структурный компонент 10 не накладывается на верхнюю опорную поверхность, чтобы служить окончанием полости, более того, все структурные компоненты и направляющий элемент 30 вдвигаются в установочное устройство 4 с задней стороны через вводные отверстия.
Так как удаленное расположение данных структурных компонентов 10, 11 и направляющего элемента 30 внутри установочного устройства 4 продолжается, внутри установочного устройства 4 образуются и отделяются друг от друга по меньшей мере две полости, так что в изображенном примере осуществления предусмотрены два подводящих патрубка 44, 46, так что может осуществляться отдельное наполнение полостей. Благодаря этому возможна, например, реализация различных клеев, различных температур клеев или других технологических признаков, когда это технологически необходимо.
На фиг.14 показан вариант осуществления в соответствии с фиг.13 на виде наискосок сзади. Можно различить три вводных отверстия 410, 420, 430 на задней торцевой поверхности установочного устройства 4, а также и два подводящих патрубка 44, 46 и образованные задней стенкой задние распорные элементы 401 между листовыми пружинами 10, 11, 30.
Вводное отверстие 430 для направляющего элемента 30 лежит, как в предыдущем варианте осуществления, на уровне нижней опорной поверхности 820, также могут быть предусмотрены паз, предпочтительно окружной паз в боковой стенке и имеющееся при необходимости структурирование опорной поверхности. Вместо открытого вверху исполнения в изображенном примере осуществления в соответствии с фиг.14 предусмотрено покрытие 440, так что также верхняя сторона верхнего структурного компонента 10 закрывается материалом установочного устройства 4. Таким образом, передние концы структурных компонентов 10, 20 и направляющего элемента 30 полностью окружены установочным устройством 4 и соединены друг с другом и с установочным устройством 4 с помощью клея.
На фиг.15 показано установочное устройство 4 по второму примеру осуществления на отдельном изображении. Также можно различить три вводных отверстия 410, 420, 430 на задней стороне, как и два боковых подводящих патрубка 44, 46, которые обеспечивают доступ к промежуточным пространствам или, соответственно, возникающим при вводе листовых пружин 10, 11, 30 полостей внутри установочного устройства 4. Верхнее покрытие 440 образует верхнее окончание, основание установочного устройства 4 образует нижнее окончание и своего рода подошву при исполнении ортопедического компонента в виде протеза стопы.
На фиг.16 показан вид сечения установочного устройства 4, на котором можно различить вводные отверстия 410, 420, 430, задние распорные элементы 401, а также передние и боковые распорные элементы 402, 403. Также выполнен проходящий сквозь передние распорные элементы 402 канал, так что клей может впускаться через подводящие патрубки 44, 46 сбоку в полости 41, 42, которые образуются установочным устройством 4 и помещенными в нем структурными компонентами. Альтернативно варианту осуществления, изображенному на фиг.13-15, возможно, чтобы только нижнее отверстие 44 было выполнено как подводящий патрубок, в то время как верхнее отверстие выполнено как выпускной канал, так что клей через подводящий патрубок 44, через полость 42 и канал 49 попадает в полость 41 и затем выходит через выпускной канал. Опорная поверхность 820 может быть структурирована и тоже омываться или смачиваться клеем, так что средний структурный компонент окружен клеем как с нижней стороны, так и с верхней стороны, и на каждой из двух сторон соединен с различной листовой пружиной. Также можно различить закрытое покрытие 440, как и закрытый передний мысок, вводный паз для нижнего структурного компонента, который выдается за канал 49 в переднем направлении. Подводящие патрубки 44, 46 или, соответственно, подводящий патрубок 44 и выпускной канал выполнены в боковых распорных элементах 403.
На фиг.17 показан передний конец ортопедического компонента 1 в смонтированном состоянии на схематичном изображении в сечении. Два структурных компонента 10, 11 и направляющий элемент 30 в виде листовых пружин введены через соответствующие вводные отверстия в установочное устройство 4, и задние распорные элементы 401, не изображенные распорные элементы 403 и передние распорные элементы 402 на расстоянии друг от друга удерживаются в установочном устройстве 4. Клей 5 введен через не изображенный подводящий патрубок 44 в полость 41, через канал 49 проник в верхнюю полость 42 и выведен через не изображенный выпускной канал 45. Благодаря уплотняющему окончанию вводных отверстий 410, 420, 430 вокруг листовых пружин 10, 11, 30 клей 5 не вышел обратно во время изготовления. Клей окружает второй структурный компонент 11 с верхней стороны, с передней стороны, а также с нижней стороны.
На фиг.18 показан вид сбоку смонтированного протеза стопы или, соответственно, ортопедического компонента 1, на котором вместо двух подводящих патрубков предусмотрены один нижний подводящий патрубок 44 и один верхний выпускной канал 45 в установочном устройстве 4. Можно различить три введенных структурных компонента 10, 11, 30, как и задние распорные элементы 401, промежуточные пространства или полости 41, 42, которые сзади уплотняются введенными структурными компонентами 10. 20, 30, и верхнее покрытие 440, которым также полностью закрывается от установочного устройства 4 и защищается верхняя листовая пружина или верхний структурный компонент 10.
Клей выдавливается через подводящий патрубок 44 в нижнюю полость 42 через канал 49 в верхнюю полость 41 и через выпускной канал 45, как только клей выступит из находящегося вверху выпускного канала 45, подвод клея через подводящий патрубок 44 прекращается, компоненты 10, 11, 30 удерживаются в желаемом взаимном расположении и ожидается, пока клей не затвердеет, так чтобы все компоненты 10, 11, 30, 4 были соединены друг с другом постоянным соединением.
Другой вариант изобретения включает в себя вариант осуществления, при котором установочное устройство 4 выполнено без дна с нижней стороны. Установочное устройство 4 выполнено здесь в виде рамки, имеющей опорные поверхности для накладываемых вверху и внизу структурных компонентов 10, или, соответственно, направляющих элементов 30. Эта рамка является окружной и имеет заключенное в ней отверстие, комплектуемое листовыми пружинами 10, 30 с получением полости, в которую вводится клей 5, так чтобы нижняя сторона верхнего структурного компонента 10 и верхняя сторона направляющего элемента 30, находясь друг напротив друга, смачивались клеем 5 и приклеивались друг к другу за установочное устройство 4. Две листовые пружины 10, 30 прижимаются каждая к собственной опорной поверхности и удерживаются в прижатом состоянии, пока клей 5 не затвердеет, вследствие прижатия к опорным поверхностям образовавшаяся полость уплотняется, избыточный клей 5 выходит только через расположенный в распорном элементе выпускной канал, предпочтительно через выпускное устройство, так что компонент не загрязняется клеем 5. В остальном эта конструкция соответствует конструкции фиг.8.
С помощью также относящегося к изобретению, описанного выше способа и предлагаемого изобретением ортопедического компонента можно склеивать два структурных компонента, таких как листовые пружины, в частности два волокнистых композитных материала жидким клеем и одновременно окружать эти структурные компоненты, чтобы таким образом создавать защищающую оболочку. Установочное устройство адаптировано для или к соединяемым компонентам и образует между ними пустоту, образующую пространство для помещения жидкого клея. Чтобы ввести клей в эту пустоту или полость и одновременно удалить из пустоты воздух, в установочное устройство или форму и оболочку интегрированы сравнительно небольшие отверстия в виде подводящих каналов или выпускных каналов. В эти подводящие патрубки и выпускные каналы могут вставляться шланговые соединители, которые могут соединяться с подводящим шлангом и шлангом для удаления воздуха. Для обеспечения надежного уплотнения полости или пустоты структурные компоненты могут сжиматься или прижиматься к посадочному устройству 4, при этом оно может реализовываться с помощью гибких материалов. Предпочтительно материал установочного устройства 4 представляет собой гибкий, упругий материал, так что прилегание с уплотнением к структурным компонентам может обеспечиваться за счет оказания давления в направлении структурных компонентов. После ввода клея и затвердевания шланговые соединители удаляются с установочного устройства или формы-оболочки, и способ соединения закончен. Форма служит уже не только в качестве ограничения для клея, но и используется в качестве кожуха или оболочки структурных компонентов, для защиты структурных компонентов от получения повреждений и, кроме того, для защиты других компонентов, например, оболочки или косметики, от повреждений соединенными друг с другом структурными компонентами, которые могут иметь острые кромки.
С помощью этого устройства и этого способа возможно создание формы для жидкого клея для соединения двух структурных компонентов. Установка соединяемых компонентов обеспечена установочным устройством 4, соединяемые компоненты также защищаются, этот способ изготовления является чистым, и нет необходимости в дополнительной обработке места склеивания. Расход клея ограничивается, так как выход избыточного клея невозможен, и объем, определенный соответствующими полостями, может служить основой для расчета подводимого количества клея. Так путем количественно управляемого подвода клея обеспечивается, с одной стороны, использование минимального количества клея, а с другой стороны, предоставление всегда достаточного количества клея для полного заполнения полости.