Часть протеза с зажимной муфтой свободного хода

РЕФЕРАТ

В муфте свободного хода со втулкой (5), которая охватывает вал (7, 9), и в которой вал (7, 9) установлен с возможностью осевого перемещения, с роликовыми телами (6), которые расположены в камерах между валом (7, 9) и втулкой (5), отформованных таким образом, что они при относительном вращении между валом (7, 9) и втулкой (5) катятся в одном направлении, в то время как действующий в противоположном направлении момент вращения вызывает зажим роликового тела в своей камере, с передаточным элементом (11), расположенным на валу (7, 9), и исполнительным элементом (16) для осевого перемещения передаточного элемента (11), расположенного на валу (7, 9), функция осевого перемещения отделена от функции зажима за счет того, что вал (7, 9) состоит из полой части вала (7) и установленной с возможностью осевого перемещения, но без возможности проворачивания внутренней части (9), и что исполнительный элемент (16) и передаточный элемент (11) расположены на внутренней части (9). Благодаря этому осевое смещение происходит независимо от усилия зажима.

Предпочтительной областью применения зажимной муфты свободного хода является устройство для создания фиксации линейно перемещаемой части протеза.

(Фиг. 1, 2).

2420-148622RU/041

ЧАСТЬ ПРОТЕЗА С ЗАЖИМНОЙ МУФТОЙ СВОБОДНОГО ХОДА

ОПИСАНИЕ

Полезная модель касается выполненной с возможностью осевого перемещения части протеза с зажимной муфтой свободного хода, содержащей втулку, которая охватывает вал и в которой вал установлен с возможностью осевого перемещения, с роликовыми телами, которые расположены в камерах между валом и втулкой, отформованных таким образом, что они при относительном вращении между валом и втулкой катятся в одном направлении, в то время как действующий в противоположном направлении момент вращения вызывает зажим роликового тела в своей камере, с расположенным на валу передаточным элементом и исполнительным элементом для осевого перемещения передаточного элемента, расположенного на валу, причем вал состоит из полой части вала и установленной в ней внутренней части, имеющей возможность осевого перемещения, но не имеющей возможности проворачивания, причем исполнительный элемент и передаточный элемент расположены на внутренней части, причем передача движения этой части протеза зажимной муфте свободного хода осуществляется с помощью элемента связи, взаимодействующего с передаточным элементом зажимной муфты свободного хода, и причем вывод из зацепления передаточного элемента и элемента связи осуществляется посредством осевого перемещения внутренней части вала.

Зажимные муфты свободного хода такого типа известны в качестве стандартных конструктивных элементов и предназначены для обеспечения минимально возможного сопротивления вращению вала в одном направлении и по возможности мгновенного зажима, в случае создания передаточным элементом момента вращения в противоположном направлении, в результате чего предотвращается относительное перемещение между валом и втулкой.

Из DE 605 879 известна зажимная муфта свободного хода в качестве обгонной муфты для грузовых автомобилей, а из АТ 125 797 известна такая муфта в качестве муфты переключения для коробки передач.

Далее, из DE 874 684 известна включаемая и выключаемая муфта, у которой передача усилий осуществляется с помощью шариков, которые могут прилегать к наклонным дорожкам качения ведущего и ведомого валов, причем осевое смещение валов друг к другу влечет за собой зажим шариков, в результате которого передается момент вращения. Подобное решение, при котором передача вращения посредством шариков осуществляется с помощью осевого перемещения с использованием конических дорожек качения, известно из JP 2004 125 140.

Из US 3,279,571 известна конструкция муфты, при которой приводной вал без возможности проворачивания соединен с конически сужающимся цилиндром, боковая поверхность которого образует дорожки качения для шариков. При осевом перемещении валов друг к другу шарики выжимаются из камер приводимого вала наружу и вступают во взаимодействие со стенкой камеры, которая выполнена таким образом, что осуществляется передача вращения в одном направлении и свободный ход в другом направлении. При этом стенка камеры в приводимом валу может сужаться, чтобы способствовать зажиму с движущимся в камере шариком в одном направлении вращения, в то время как шарик имеет свободный ход при другом направлении вращения. При вращении с помощью конического цилиндра ведущего колеса шарики могут быть отключены от функции передачи вращения.

Далее из WO 99/04 178 известно применение цилиндрических роликов в качестве передаточного элемента в храповой муфте свободного хода.

Областью применения подобного рода зажимной муфты свободного хода является их применение в фиксирующем устройстве (Shuttle Lock) в протезах. В протезах культя ампутированной конечности вставляется в специальный чехол из мягкого эластомера, в так называемый вкладыш. Для фиксирования вкладыша в протезе он снабжен на дистальном конце жестким колпачком с ввинченным штифтом. Штифт имеет идущие по периметру канавки, которые взаимодействуют с зубчатым колесом, служащим передаточным элементом муфты свободного хода, при этом вал муфты свободного хода расположен перпендикулярно к продольной оси штифта. Таким образом конец вкладыша может смещаться только от центра тела, обратному смещению препятствует муфта свободного хода. Для устранения блокировки вал муфты смещается по оси, в результате чего зубчатое колесо выходит из зацепления и перестает взаимодействовать со штифтом, так что штифт может быть втянут обратно. Известные зажимные муфты свободного хода этого рода оснащены игольчатыми роликами, которые хорошо подходят к малому пространству. На практике, однако, оказывается, что в состоянии фиксации муфты возникают повышенные усилия сжатия, которые затрудняют осевое перемещение вала в муфте. Усилия, которые

должны быть приложены для осевого перемещения, могут стать настолько большими, что необходимое размыкание не может быть осуществлено пациентом. Причиной этого может стать неудовлетворительная форма верхней части протеза, вследствие чего может деформироваться дистальная тарелка вкладыша в части протеза, в которую вставляется культя. В положении сидя за счет эффекта рычага, создаваемого культей, сила, необходимая для снятия фиксации, может существенно повыситься.

Зажимная муфта свободного хода рассматриваемого типа известна из US 6,267,787 В1. В этой зажимной муфте вал выполнен из двух частей, так что происходит разделение функций «осевого перемещения» и «фиксации». Собственно функция свободного хода реализуется на внешней стороне полой части вала в соединении со втулкой, тогда как осевое перемещение осуществляется на внутренней части относительно полой части вала. При применении зажимной муфты свободного хода для фиксации детали протеза снятие фиксации может надежно осуществляться самим пациентом при сохраняющихся, по существу, постоянными усилиях разгрузки. Зашита от проворачивания между внутренней частью и полой частью вала обеспечивается за счет того, что перпендикулярно к оси в соосные отверстия в полой части вала и во внутренней части устанавливается штифт. Это техническое решение принято за прототип.

Задачей полезной модели является создание выполненной с возможностью осевого перемещения части протеза с улучшенной зажимной муфтой свободного хода рассмотренного выше рода, с помощью которой уменьшается усилие для осевого перемещения передаточного элемента, расположенного на валу.

Для решения этой задачи в зажимной муфте свободного хода со втулкой, которая охватывает вал и в которой вал установлен с возможностью осевого перемещения, с роликовыми телами, которые расположены в камерах между валом и втулкой, отформованных таким образом, что при относительном вращении между валом и втулкой обеспечивается качение роликовых тел в одном направлении, в то время как действующий в противоположном направлении момент вращения вызывает зажим роликового тела в своей камере, с расположенным на валу передаточным элементом и исполнительным элементом для осевого перемещения передаточного элемента, расположенного на валу, причем вал состоит из полой части вала и установленной в ней внутренней части, имеющей возможность осевого перемещения, но не имеющей возможности проворачивания, причем исполнительный элемент и передаточный элемент расположены на внутренней части, согласно полезной модели решается тем, чтовнутренняя часть имеет внешний профиль в форме многогранника, а полая часть вала имеет внутренний профиль, соответствующий внешнему профилю внутренней части.

Зажимная муфта свободного хода согласно полезной модели гораздо проще в изготовлении и более эффективно выполняет функцию защиты от проворачивания с сохранением возможности перемещения в осевом направлении, чем известный из уровня техники механизм из штифта и продольного паза, поскольку за счет больших взаимодействующих поверхностей опасность заклинивания значительно ниже. Таким образом исключается причинение вреда пациентам или угрозы их здоровью.

Фиксация вращения может осуществляться и другим способом, например, с помощью призматической шпонки.

В другом предпочтительном варианте выполнения внутренняя часть для осевого перемещения в полой части вала установлена на шариках. Установка на шариках может использоваться для обеспечения фиксации вращения, причем, по меньшей мере, один шарик расположен в, по меньшей мере, одной линейной направляющей.

Зажимная муфта свободного хода согласно полезной модели находит применение предпочтительно для фиксации части протеза, имеющей возможность линейного перемещения, которое может быть передано на муфту с помощью элемента связи, взаимодействующего с передаточным элементом муфты, при этом при осевом перемещении внутренней части вала передаточный элемент и элемент связи выводятся из зацепления.

Ниже полезная модель более подробно поясняется с помощью представленного на чертежах примера выполнения. Где показывают:

фиг.1 - детальное изображение зажимной муфты свободного хода согласно полезной модели,

фиг.2 - разрез собранной муфты по фиг.1,

фиг.3 - схематическое изображение разреза узла фиксации для части протеза с муфтой по фиг.1,

фиг.4 - разрез по фиг.3, повернутый на угол 90°.

Представленная на фиг.1 и 2 зажимная муфта свободного хода имеет корпус 1, выполненный в виде полого цилиндра, который на одной своей стороне имеет кольцевой буртик 2, отформованный в виде шестигранника 3, а на другой стороне снабжен наружной резьбой 4. В корпусе 1 установлена втулка 5, которая на своей внутренней стенке имеет камеры, в которых установлены игольчатые цилиндры 6 (фиг.2) в качестве роликового тела известной муфты свободного хода. Втулка 5 образует муфту свободного хода вместе с внешней стенкой полой части вала 7, устанавливаемой во втулке. Полая часть вала 7 имеет внутренний профиль 8 в форме четырехугольника, в котором неподвижно устанавливается внутренняя часть 9, имеющая внешний профиль 10 соответственно в форме четырехугольника. Перемещение внутренней части 9 во внутренний профиль 8 полой части вала 7 ограничивается расположенным на конце внутренней части 9 зубчатым колесом 11, диаметр вершин зубьев которого и внутренний диаметр впадин больше, чем внешний диаметр полой части вала 7.

Другой конец корпуса 1 снабжен кольцевой упорной шайбой 12, спиральной пружиной, установленной в качестве пружины сжатия 13, и устанавливаемой с возможностью поворота головной частью 14. Головная часть 14 с помощью запрессовки, защелки или резьбового соединения соединена без возможности проворачивания с насадкой 15 внутренней части 9. На головной части 14 с помощью соединения с защелкиванием может быть установлен грибок 16, для чего служат канавка 17 и выступ 18 под фиксатор, причем головная часть 14 снабжена соответственно ответными канавкой 19 и выступом 20.

Как можно видеть на фиг.2, в корпусе 1 выше запрессованной в корпус 1 втулки 5 предусмотрена кольцевая, проходящая по оси камера 21, в которой размещаются пружина сжатия 13, а также головная часть 14. Головная часть 14 может перемещаться по оси внутри корпуса, преодолевая возвратное усилие пружины сжатия 13, до тех пор, пока идущий по периметру выступающий край 22 головной части 14 не войдет в контакт с краем корпуса 1, и таким образом будет ограничено ее вдвижение.

Вдвижение головной части 14, включая исполнительный элемент 16, влечет за собой соответствующее осевое перемещение зубчатого колеса 11, служащего в качестве передаточного механизма, за которым следует выход из зацепления с соответствующим элементом связи, например, с продольно перемещаемым штифтом, проходящим со своей продольной осью перпендикулярно плоскости изображения на фиг.2 и снабженного соответствующими канавками.

Также видно, что осевое перемещение зубчатого колеса 11 осуществляется за счет перемещения внутренней части 9 относительно полой части вала 7, в то время как зажим происходит с помощью роликовых тел, выполненных в приведенном примере выполнения в виде игольчатых роликов, между внешней стенкой полой части вала 7 и внутренней стенкой втулки 5, так что осевое смещение не зависит от зажима игольчатых роликов 6.

На фиг.3 и 4 показана выполненная традиционно в виде воронки верхняя часть протеза 23 с замкнутым в виде стакана дистальным концом, в котором установлен адаптер 24 части, в которую вставляется культя, служащий для крепления фиксирующего корпуса 23. Соединение ампутационной культи с верхней частью протеза 23 осуществляется с помощью надеваемого на культю вкладыша 26 из мягкого, щадящего кожу внутреннего материала 27 и с внешним материалом 28, снабженным поверхностью, способной сопротивляться слипанию, который в области дистального конца снабжен усилением материала 29. По центру вкладыш 26 на дистальном конце имеет

винтовую втулку 30, в которую ввинчен фиксирующий штифт 31 с внешней резьбой. Фиксирующий штифт выполнен в виде длинного болта, который снабжен идущими радиально по окружности параллельно друг другу канавками 32. Фиксирующий штифт 31 установлен с возможностью перемещения в осевом направлении в центральное направляющее отверстие 31 корпуса 25. Фиксирующий корпус 25 имеет горизонтальное отверстие 33, в которое установлена зажимная муфта свободного хода, описанная на фиг.1 и 2, причем установлена таким образом, что зубчатое колесо 11 в рабочем состоянии входит во взаимодействие с канавками 32 фиксирующего штифта 31, как это показано на фиг.3. В результате действия зажимной муфты свободного хода фиксирующий штифт 31 может перемещаться под действием давления на вкладыш 26 в дистальном направлении, тогда как обратному перемещению в проксимальном направлении препятствует зажимная муфта свободного хода.

На фиг.4 показано сечение вдоль вертикальной плоскости, повернутой относительно плоскости сечения по фиг.3 на 90°, и в области зажимной муфты свободного хода отклонено вбок так, что сечение проходит по середине через горизонтальное отверстие 33 и зажимную муфту свободного хода. Видно, что внутренняя часть 9 зажимной муфты свободного хода с расположенным на конце зубчатым колесом 11 установлена в камере 34, которая позволяет вдавливание внутренней части 9 посредством грибка 16 до тех пор, пока зубчатое колесо 11 не выйдет из зацепления с канавками 32 фиксирующего штифта 31, благодаря чему путем вдавливания грибка 16 происходит высвобождение фиксирующего штифта 31, который не может, тем самым, выйти из своего направляющего отверстия 31 в корпусе 25. В описанной предложенной конструкции разблокировка возможна независимо от зажимных усилий, создаваемых игольчатым цилиндром 6, при этом не возникает проблем и в состоянии, когда осуществляется зажим.

1. Выполненная с возможностью линейного перемещения часть протеза с муфтой свободного хода, содержащей втулку (5), которая охватывает вал (7, 9) и в которой вал (7, 9) установлен с возможностью осевого перемещения, с роликовыми телами (6), которые расположены в камерах между валом (7, 9) и втулкой (5), отформованных таким образом, что они при относительном вращении между валом (7, 9) и втулкой (5) катятся в одном направлении, в то время как действующий в противоположном направлении момент вращения вызывает зажим роликового тела (6) в своей камере, с расположенными на валу (7, 9) передаточным элементом (11) и исполнительным элементом (16) для осевого перемещения передаточного элемента (11), расположенного на валу (7, 9), причем вал (7, 9) состоит из полой части (7) вала и установленной в ней внутренней части (9), имеющей возможность осевого перемещения, но не имеющей возможности проворачивания, причем исполнительный элемент (16) и передаточный элемент (11) расположены на внутренней части (9), причем передача движения этой части протеза зажимной муфте свободного хода осуществляется с помощью элемента связи (31), взаимодействующего с передаточным элементом (11) зажимной муфты свободного хода, и причем вывод из зацепления передаточного элемента (11) и элемента связи (31) осуществляется посредством осевого перемещения внутренней части (9) вала (7, 9), отличающаяся тем, что внутренняя часть (9) имеет внешний профиль в форме многогранника, а полая часть (7) вала имеет внутренний профиль (8), соответствующий внешнему профилю внутренней части (9).

2. Часть протеза по п.1, отличающаяся тем, что осевое перемещение внутренней части (9) осуществляется при преодолении возвратного усилия пружины (13).

3. Часть протеза по п.1 или 2, отличающаяся тем, что для осевого перемещения внутренняя часть (9) установлена в полой части вала (7) с помощью шариков.

4. Часть протеза по п.3, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один шарик расположен в, по меньшей мере, одной линейной направляющей.

5. Часть протеза по одному из пп.1-4, отличающаяся тем, что передаточный элемент представляет собой зубчатое колесо (11).