翻转稳定的转动关节和由它构成的矫形技术构件.pdf

本发明涉及一种翻转稳定的转动关节，具有一个叉形的外关节件(1)，该外关节件具有两个腿(3)，它们的彼此面对的平行的内壁面(4)构成一个预规定宽度的缝隙(5)并且它们设置有相互对准的贯通孔(6)；具有一个扁平的、伸入到所述缝隙(5)中的内关节件(2)，该内关节件具有一个贯通孔(12)；并且具有一个穿过这些贯通孔(6，12)的轴装置(15)，该轴装置以外表面构成一个转动轴承面，可以无附加费用地提高翻转稳定性，其方案是，该轴装置(15)构造有从内关节件(2)突出的区段，所述区段具有相应于腿(3)的贯通孔(6)的内径的外径，轴装置(15)与内关节件(2)不相对转动地连接并且在腿(3)的贯通孔(6)的壁面与轴装置(15)的所述区段之间构成滑动轴承。该翻转稳定的转动关节特别适用于矫形技术构件。

权利要求书
1.  翻转稳定的转动关节，具有一个叉形的外关节件(1)，该外关节件具有两个腿(3)，它们的彼此面对的平行的内壁面(4)构成一个预规定宽度的缝隙(5)并且它们设置有相互对准的贯通孔(6)；具有一个扁平的、伸入到所述缝隙(5)中的内关节件(2)，该内关节件具有一个贯通孔(12)；并且具有一个穿过这些贯通孔(6，12)的轴装置(15)，该轴装置以外表面构成一个转动轴承面，其特征在于，该轴装置(15)构造有从内关节件(2)突出的区段，所述区段具有相应于腿(3)的贯通孔(6)的内径的外径，轴装置(15)与内关节件(2)不相对转动地连接并且在腿(3)的贯通孔(6)的壁面与轴装置(15)的所述区段之间构成滑动轴承。

2.  按权利要求1所述的转动关节，其特征在于，在腿(3)的内壁面(4)与内关节件(2)的表面之间贯通孔(6)的环形边缘也构造为滑动轴承。

3.  按权利要求2所述的转动关节，其特征在于，所述环形边缘凸起地从对应的内壁面(4)的其余部分突出。

4.  按权利要求1至3之一所述的转动关节，其特征在于，腿(3)的贯通孔(6)的壁面各通过一个装入的滑动轴承套(7)构成。

5.  按权利要求4所述的转动关节，其特征在于，滑动轴承套(7)各设置有一个圆形的法兰(9)，该法兰贴靠在所属的腿(3)的内壁面(4)上。

6.  按权利要求4或5所述的转动关节，其特征在于，滑动轴承套(7)的材料厚度小于1mm。

7.  按权利要求6所述的转动关节，其特征在于，该材料厚度处于0.4与0.7mm之间。

8.  按权利要求4至7之一所述的转动关节，其特征在于，滑动轴承套(7)压入到腿(3)的贯通孔(6)内。

9.  按权利要求1至8之一所述的转动关节，其特征在于，轴装置(15)通过由一个螺钉(13)和一个螺旋套组成的旋紧装置构成。

10.  按权利要求9所述的转动关节，其特征在于，旋紧装置构造有具有较大的外径区段，该外径相应于腿(3)的贯通孔(6)的内径，该旋紧装置在旋紧状态下构成一个径向敞开的槽(26)，其槽底直径相应于内关节件(2)的贯通孔(12)的内径。

11.  按权利要求9或10所述的转动关节，其特征在于，旋紧装置(15)在最大外径的区域内设置有滑动轴承材料。

12.  按权利要求1至11之一所述的转动关节，其特征在于，旋紧装置(15)的槽(26)通过旋紧装置(15)的至少一个件(13，14)的直径的阶台(21)构成。

13.  按权利要求12所述的转动关节，其特征在于，该阶台(21)既处于螺旋套(14)上也处于螺钉(13)上。

14.  矫形技术构件，具有至少一个按权利要求1至13之一所述的翻转稳定的转动关节。

说明书翻转稳定的转动关节和由它构成的矫形技术构件
本发明涉及一种翻转稳定的转动关节，它具有一个叉形的外关节件，该外关节件具有两个腿，它们的彼此面对的平行的内壁面构成一个预规定宽度的它们设置有相互对准的贯通孔，该转动关节还具有一个伸入该缝隙内的扁平的内关节件，该内关节件具有一个贯通孔，该转动关节并且具有一个穿过该贯通孔的轴装置，该轴装置以外表面构成一个转动支承面。
本发明此外还涉及一种以这种翻转稳定的转动关节构成的矫形技术构件。
在许多应用情况下需要翻转稳定的转动关节。如果仅有限的空间可供转动关节使用并且转动关节因此必须特别构造得特别扁平以便不会过厚地加料，则翻转稳定的转动关节的构造特别有问题。
特别是在矫形技术构件中、也就是矫正或者矫形中需要这种类型的转动关节。因为转动关节在此必须满足很高的安全要求，所以它们必须具有高的翻转稳定性并且在其转动扁平以外不允许有可察觉的缝隙。
特别是矫正术所使用的这种类型的翻转稳定转动关节具有一个扁平的内关节件，在其贯通孔内压入一个由滑动金属制成的环。轴装置以旋紧装置的方式这样构成，使得螺旋套的光滑的圆柱形外表面相应于所压入的滑动金属环的直径。旋紧装置的两个件具有径向凸起的头，它们沉入贴靠在腿的外侧面上。为了使旋紧装置与叉形外关节件的腿不相对转动地连接，其中一个头及其从属的腿中凹部旋转不对称构成，从而该头防扭转地支承在其凹部内，因此旋紧装置仅需在另一侧拧紧。
转动关节的翻转稳定性来自于以旋紧装置圆柱形外表面与所压入的滑动金属环之间小的加工公差来精密制造。
本发明的任务在于，对开头所述类型转动关节在其翻转稳定性方面改进。
为了解决该任务，根据本发明，一种开头所述类型的翻转稳定的转动关节的特征在于，轴装置的从内关节件突出的区段具有与所述腿的贯通孔的内径相当的外径，该轴装置与内关节件不相对转动地连接并在所述腿的贯通孔的壁面与轴装置的所述区段之间构成滑动轴承。
在开头所述类型的传统转动关节中，转动轴承面通过内关节件的贯通孔构成，使得翻转稳定性必须仅通过由内关节件的材料厚度得到的环形轴承面产生，而在根据本发明的转动关节中，在内关节件与轴装置之间构成一个不相对转动的单元，使得关节的支承在轴装置与腿的贯通孔的壁面之间进行。该支承因此在轴装置的两个圆柱形外表面上在腿区域内产生，使得轴装置根据本发明支承在两个彼此隔开距离的滑动轴承上。由此明显增大了滑动轴承面积并提高了翻转稳定性。
在本发明的一种优选实施方式中，在腿的内壁面与内关节件的表面之间贯通孔的环形边缘也构造为滑动轴承。优选内壁面的边缘构造为滑动轴承并且凸起地从对应的内壁面的其余部分突出，从而在内壁面与内关节件之间在贯通孔的边缘上得到确定的环形的贴靠面。
优选腿的贯通孔的壁面各自通过一个装入的滑动轴承套构成。替换地也可以是，旋紧装置的表面也在最大外径的区段中设置有滑动涂层。
在装入贯通孔内的滑动轴承套的优选实施方式中，这些滑动轴承套各设置有一个圆形的法兰，它贴靠在腿的内壁面上。所装入的套因此既构成贯通孔壁面中的径向滑动轴承，也构成腿的内壁面上的轴向环形滑动轴承。
滑动轴承套的材料厚度最好小于1mm，优选处于0.4与0.7mm之间，最好为0.5mm。
滑动轴承套可以压入到腿的贯通孔内。其它连接方式如粘接或者焊接也是可以的。此外可行的是，相关表面通过化学的或者物理的表面改变构造为滑动轴承。
在本发明一种有利实施方式中，轴装置构造为具有螺钉和螺旋套的旋紧装置。在此，从内关节件突出的区段可以具有较大的外径，从而旋紧装置在旋接状态下构成一个径向敞开的槽，其槽底直径相应于内关节件的贯通孔的内径。通过旋紧装置的固定拧紧使得旋紧装置与内关节件之间产生不相对转动的连接。
旋紧装置的槽最好通过旋紧装置的两个件的直径的阶台构成，虽然也可以设想，该旋紧装置的仅一个件构造有阶台并且这样使得所述槽仅在旋紧装置的一个件中构造有槽底。
径向敞开槽的深度可以保持非常小，例如为1mm或者更小。这样构成的阶台完全足够使旋紧装置与内关节件的连接导致实际上成整体的关节件。
替换构造为旋紧装置，轴装置也可以构造有铆接装置，该设置以套筒构成用于转动轴承面的区段。
替换地，也可以在内关节件的贯通孔内压入一个销轴，它以其从内关节件突出的端部作为用于转动轴承面的区段。
不言而喻可以有大量其它变型，以便达到轴装置与内关节件之间的不相对转动的连接。可以设想所有连接方式如交错、焊接、翻转、压配合等，同样可以想到不对称构成贯通孔和轴装置的穿过贯通孔的销轴，该轴装置除了内关节件外当然还具有圆柱形的区段，以该区段的外表面构成具有外关节件的腿的滑动轴承面。
不言而喻，如果为轴装置和外关节件的腿中的贯通孔的圆柱形内壁面使用相应具有滑动能力的材料，这可通过相应的材料选择和/或相应表面的调质或者涂层进行，则可以取消上述的使用滑动轴承套。
叉形的外关节件不必一件式构成，而是可以由两个件组成，它们也可以通过轴装置固定在一起。这种设置是意义的，例如当两个内关节件构造有齿形轮廓并相互啮合，从而两个内关节件保持在一个外关节件中，该外关节件通过两个设置在内关节件两侧的盖式的件组成，它们构成叉形外关节件的腿。
轴装置的转动轴承面与外关节件的腿中的相应贯通孔构成转动轴承，这些转动轴承面出于加工技术原因最好为圆柱形。但通过例如锥形的转动轴承面和贯通孔在加工复杂的情况下可达到更高的翻转稳定性。
下面借助附图中所示的实施例对本发明进行详细说明。其中示出：
图1本发明转动关节第一实施方式的分解立体图；
图2根据图1的分解图，具有按照功能安装的内关节件；
图3安装的转动关节的剖面图；
图4安装的转动关节的侧视图；
图5安装的转动关节从前面看的视图；
图6安装的转动关节的另一侧视图；
图7安装的转动关节的立体视图；
图8本发明转动关节的第二实施方式的件的分解立体图；
图9用于说明由内关节件和轴装置构成的单元的立体图；
图10根据第二实施方式的安装的转动关节的立体图；
图11本发明转动关节的第三实施方式的件的分解立体图；
图12用于说明由轴装置和内关节件构成的单元的立体图；
图13根据第三实施方式的安装的转动关节的立体图；
图14本发明转动关节的第四实施方式的件的分解立体图；
图15用于说明由轴装置和内关节件构成的不相对转动的单元的立体图；
图16根据第四实施方式的安装的转动关节的立体图；
图17本发明转动关节的第五实施方式的件的分解立体图，该转动关节由两个相互啮合的内关节件和一个公共的外关节件组成；
图18根据第五实施方式的安装的转动关节的立体图。
图1至7中所示的本发明转动关节的第一实施例具有一个外关节件1和一个内关节件2。外关节件1在一端叉形地构成并具有两个腿3，它们具有彼此面对的平行的内壁面4，这些内壁面构成预规定恒定宽度的缝隙5。在缝隙5的区域内，腿3设置有圆形的贯通孔6，它们在两个腿3中同样大小并且相互对准。在贯通孔6内分别从缝隙侧可装入一个滑动轴承套7，它们以圆柱形的套筒部分8延伸到腿3的宽度上，也就是延伸到贯通孔6的整个长度上。此外，滑动轴承套7具有一个圆环形的法兰9，它因此贴靠在所属的腿3的内壁面4上。
内关节件2通过一个扁平的导轨件构成，它可以具有适用于相应使用情况的形状。在所示实施例中，内关节件2构造为下肢骨关节件，具有两个向相反方向弯曲的臂10、11。内关节件2可以具有任意的形状，例如也可以呈矩形固定轨形状。内关节件2由扁平材料制成，它的材料厚度在一端上的这样构成，使得内关节件2可以用该端部插入外关节件1的缝隙5内。在该端部上内关节件2具有一个贯通孔12，该贯通孔在所示实施例中圆形构成并具有比外关节件1的腿3的贯通孔6小1mm的半径。
贯通孔12可通过贯通孔6触及到并通过轴装置15相对于外关节件1固定，该轴装置为由一个螺钉13和一个螺旋套14构成的旋紧装置。
螺钉13由圆柱形的螺钉头16组成，它一体地设置有螺纹柱17。圆柱形螺钉头的外径精确配合地相应于滑动轴承套7的圆柱形套筒部分8的内径，从而滑动轴承套7与螺钉头16构成一个滑动轴承面。螺钉头16此外还具有一个通过直径减小构成的小的阶台18，螺钉头16通过它具有一个区段19，该区段的外径相应于内关节件2的贯通孔12的内径。
螺旋套14以相似方式构成一个具有用于接收螺纹柱17的内螺纹的贯通孔20和一个外圆柱形的外表面，该外表面的外径相应于滑动轴承套7的内径。圆柱形外表面的宽度相应于滑动轴承套的圆柱形套筒部分8的宽度。接着圆柱形外表面设置有一个阶台21，直径略小的圆柱形区段22与它连接。圆柱形区段22的外径精确配合地相应于贯通孔12的内径。
图2示出，通过旋紧装置构成的轴装置15与内关节件2构成一个功能上统一的件，但该件在转动关节组装时才能组合并且不能以图2中所示方式预装配。
外关节件1在其与贯通孔6相对置的端部上设置有一个矩形的凹部23，该凹部构成一个向宽面和向端面敞开的室，一个矩形扁平导轨的端部块可插入该室内。该凹部通过一个后壁24限界，两个贯通孔25位于该后壁中，用于插入凹部23内的扁平导轨的旋紧固定。
图3示出由图1中所示件组装成的转动关节的纵剖面。可以看出，内关节件2保持在旋紧装置的一个槽26内，该槽由螺钉头16和螺旋套14的阶台18、21以及与其连接的区段19、22构成。
螺钉头16和螺旋套14在其轴向端面上各自具有两个在直径上相对置的盲孔27，它们用于借助适当的工具转动螺钉13或螺旋套14。
内关节件2精确配合地径向支承在旋紧装置15的槽26内并且在轴向上贴靠在滑动轴承套7的法兰9上。旋紧装置本身以螺钉头16和螺旋套14的圆柱形外表面贴靠在滑动轴承套7的圆柱形套筒部分8上，由此构成用于内关节件2相对于外关节件1旋转运动的真正的滑动轴承。在转动运动时经常不发生内关节件2相对于旋紧装置的相对运动。内关节件2与旋紧装置之间的连接可以通过形状锁合不相对转动地构成，该旋转锁合例如可通过内关节件2中的四方孔和旋紧装置的相应构成的阶台19、21构成。在这种情况下旋紧装置必须通过附加的螺钉来完备。
在传统的这类型转动轴承中，转动轴承在内关节件2的贯通孔12内壁上相对于圆柱形旋紧装置构成，因此只能在内关节件2的材料厚度上抵抗翻转运动地支承，而在根据本发明的转动关节的所示第一实施方式中，用于旋转运动的支承在滑动轴承套7的两个套筒部分8上进行并且因此在旋紧装置的长度上或者说外具有两个腿3的关节件的总厚度上延伸，从而保证翻转稳定性明显提高。
图4示出安装的转动关节在凹部23和螺旋套14所在侧的侧视图。在螺旋套14中可看到螺纹柱17的自由端部。
图5示出安装的转动关节从前面看的视图，可看出，转动关节可以建造得具有非常窄的结构，该结构例如在作为矫正关节使用时不明显地装在人体的四肢上。
图6示出安装的转动关节在螺钉头16所在侧的侧视图。
图7以立体图表示根据第一实施方式的安装的转动关节。
图8至10中示出根据本发明转动关节的第二实施方式。该转动关节与第一实施方式的区别仅在于轴装置15的构造不同，在该实施方式中轴装置通过一个铆钉28和两个套筒29、30构成，这些套筒用具有略减小的外径的阶台31伸入内关节件2的贯通孔内，从而它们构成具有较大外径的区段，这些区段与滑动轴承套7共同构成外关节件1与内关节件2之间的滑动轴承。
图9示出，两个套筒29、30通过铆钉28保持在一起并压向内关节件2的材料，从而在套筒29、30与内关节件2之间存在不相对转动的连接。图9所示内容不是实际情况，因为只有在内关节件2配合装入外关节件1内时才能进行套筒借助铆钉28固定在内关节件2上。图9所示内容因此仅用于说明套筒29、30在图10所示安装状态下在内关节件2上的固定。
在本发明转动关节的图11至13所示第三实施方式中，轴装置15通过一个销轴32构成，它被这样确定尺寸，使得它借助压配合保持在内关节件2的贯通孔12内，其中，如图12所示，销轴的区段在内关节件2的两侧突出，这些区段与装入外关节件1的腿3中的贯通孔6内的滑动轴承套7构成图13中以安装状态示出的滑动轴承。
图14至16所示本发明第四实施方式相应于图1至7的第一实施方式，但其中放弃了使用滑动套7，因为螺钉头16和螺纹柱17以及外关节件1的腿3中的贯通孔6的内壁面构造为滑动轴承，这可通过相应的材料选择或者滑动轴承面的表面处理实现。
图17和18所示的本发明转动关节第五实施方式由两个内关节件2′和一个外关节件1′组成，该外关节件由两个构成腿3′的单个件组成。外关节件1′因此共用于两个内关节件2′。外关节件1′的腿3′因此具有两个贯通孔6，它们各与内关节件2′之一的一个贯通孔12对准。
因此转动关节通过两个轴装置15构成，该轴装置如在上述第四实施方式中那样通过一个由螺钉13和螺旋套14构成的旋紧装置组成。对于该实施方式来说，基于适当的材料选择或者材料构造也可以取消使用滑动轴承套7。
两个内关节件2′在轴装置15之间各以一个外齿部33相对撞，这些外齿部相互啮合。由此两个内关节件2′相对于外关节件1′的旋转运动同步，这对于构成例如用于矫正术的膝关节是很有意义的。为此适配内关节件2′的形状。
根据本发明的转动关节使得可以无附加费用地在转动关节结构窄的情况下提高翻转稳定性。