DE102023134136B3

DE102023134136B3 - Schaftventil

Info

Publication number: DE102023134136B3
Application number: DE102023134136.7A
Authority: DE
Inventors: René Kunze; André Müller; Titus Schinkel; David Brand; Michael De Bortoli
Original assignee: Ottobock SE and Co KGaA
Current assignee: Ottobock SE and Co KGaA
Priority date: 2023-12-06
Filing date: 2023-12-06
Publication date: 2025-02-13
Anticipated expiration: 2043-12-07
Also published as: US20250186184A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schaftventil zum Belüften und Entlüften eines Prothesenschaftes mit einem Grundkörper (10), der Grundkörper (10) weist eine Durchgangsbohrung (12) auf, an dem Grundkörper (10) ist ein um eine Drehachse (5) drehbar an dem Grundkörper (10) gelagerter Dichtungsträger (30) befestigt, der in strömungstechnischer Verbindung zu der Durchgangsbohrung (12) steht und einen in strömungstechnischer Verbindung mit der Durchgangsbohrung (12) stehenden Lüftungskanal (14) verschließt oder freigibt, wobei in dem Grundkörper (10) der verschließbare Lüftungskanal (14) ausgebildet ist, der über eine zwischen dem Dichtungsträger (30) und dem Grundkörper (10) angeordnete Dichtung (50) in einer ersten Stellung des Dichtungsträgers (30) gegenüber der Durchlassbohrung (12) abgedichtet und in einer zweiten Stellung des Dichtungsträgers (30) mit der Durchlassbohrung (12) unabgedichtet in strömungstechnischer Verbindung steht und die Dichtung (50) geneigt zu der Drehachse (5) orientiert positioniert ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaftventil zum Be- und Entlüften eines Prothesenschaftes mit einem Grundkörper, der eine Durchgangsbohrung aufweist und an dem ein um eine Drehachse drehbar an dem Grundkörper gelagerter Dichtungsträger befestigt ist, der in strömungstechnischer Verbindung mit der Durchgangsbohrung steht und einen in strömungstechnischer Verbindung mit der Durchgangsbohrung stehenden Lüftungskanal verschließt oder freigibt. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Schaftventil als ein druckaktiviertes Ausstoßventil ausgebildet.
Prothesen ersetzen nicht oder nicht mehr vorhandene Gliedmaße über Funktionskomponenten, die unterschiedlich komplex ausgebildet sein können. Prothesen können an oberen und unteren Gliedmaßen angeordnet sein und werden auf verschiedene Arten und Weisen an der Gliedmaße festgelegt. Anfänglich wurden Prothesen, insbesondere Prothesen der unteren Extremität, über Gurte, Bänder oder flexible Zugmittel an dem Rumpf oder der Gliedmaße befestigt. Zur Aufnahme des Gliedmaßenstumpfes wird ein Prothesenschaft verwendet, der Befestigungseinrichtungen für die eigentliche Prothesenkomponente, z.B. ein Prothesenkniegelenk und/oder einen Prothesenfuß aufweist oder auch einstückig mit einer solchen Prothesenkomponente ausgebildet ist. Neben einer Befestigung über in einem Knochen festgelegten Befestigungselement erfolgt die weit überwiegende Anzahl an prothetischen Versorgungen über einen Prothesenschaft, der einen Aufnahmeraum für den Gliedmaßenstumpf ausbildet. Zwischen dem formstabilen Prothesenschaft und dem Gliedmaßenstumpf wird ein sogenannter Liner angeordnet, der aus einem flexiblen und elastischen Kunststoff, beispielsweise Silikon oder einem anderen Polymer, besteht oder eine solche Komponente aufweist. Die Innenseite des Liners haftet auf der Hautoberfläche. Neben einer mechanischen Verriegelung über ein sogenanntes Pin-Lock-System oder ergänzend dazu erfolgt die Befestigung des Prothesenschaftes an dem Liner über die sogenannte Saugschaft-Technologie, bei der der Prothesenschaft becherförmig ausgebildet und luftdicht gegenüber dem Liner abgedichtet ist. Wird der Liner zusammen mit dem Stumpf in den Aufnahmeraum des Prothesenschaftes eingeführt, wird die darin befindliche Luft über ein Ausstoßventil herausgedrückt. Bei einer vollständigen oder nahezu vollständigen Entleerung des Aufnahmeraumes und einer hinreichend dichten Abdichtung wird auf diese Art und Weise eine wirksame Festlegung des Liners innerhalb des Prothesenschaftes erreicht. Alternativ kann der Schaft ohne Liner getragen werden. Diese sogenannten Vollkontaktschäfte haben ggf. einen Silikoninnenschaft, es sind aber auch Varianten ohne Innenschaft bekannt.
Um die Verbindung zwischen dem Prothesenschaft und dem Liner auflösen zu können, muss ein Druckausgleich zwischen der Umgebung und dem Zwischenraum zwischen dem Prothesenschaft und dem Liner möglich sein. Dies kann über ein separates Einlassventil oder ein Ausstoßventil erfolgen, dass zwischen zwei Schaltstellungen geschaltet werden kann. Beim Gehen wird während einer Belastungsphase Luft aus dem Prothesenschaft unterhalb einer Abdichtung zwischen dem Prothesenschaft und dem Liner herausgedrückt. Dadurch wird kontinuierlich ein ausreichender Unterdruck bereitgestellt, um ein sicheres Halten des Prothesenschaftes an dem Liner zu gewährleisten. Das wiederholte Ausstoßen von Luft durch das Ausstoßventil ist notwendig, um eventuell eindringende Luft aufgrund von Undichtigkeiten während der Benutzung abzutransportieren.
Das Einlassen von Luft in den Zwischenraum zwischen dem Liner dem Prothesenschaft unterhalb einer Abdichtung und einer Dichtlippen ist notwendig, um ein Aussteigen des Anwenders zu ermöglichen. Aus der US 2 790 180 A ist eine künstliche Gliedmaße mit einem Prothesenschaft mit einer Ausnehmung für eine im Wesentlichen luftdichte Aufnahme eines Gliedmaßenstumpfes mit einer Vielzahl von Auslassöffnungen zwischen dem Innenraum des Schaftes und der Umgebung bekannt. Jeder dieser Auslasskanäle verfügt über einen unterschiedlichen Strömungswiderstand und über ein Ventil, um ausgewählt einen Kanal zu öffnen oder zu schließen. In einem eingeschraubten Ventil sind eine Bohrung und ein Ventilsitz ausgebildet, in dem ein federbelasteter Ventilkörper mit einer Längsbohrung angeordnet ist. Der Ventilkörper in dem Ventilsitz verschließt eine Querbohrung, die mit der Längsbohrung im geöffneten Zustand in strömungstechnischer Verbindung steht. Der Ventilkörper kann in dem Ventilsitz verschiedenen Stellungen verdreht werden, um unterschiedliche Strömungswiderstände oder eine Verschlussstellung einzustellen.
Die US 7 993 413 B2 betrifft ein Ventilsystem für Prothesen mit einem formstabilen Prothesenschaft, in dessen distalem Bereich ein Ausstoßventil angeordnet ist. Das Ausstoßventil weist einen federbelasteten Ventilkörper auf, mit der in einen Ventilsitz gepresst wird, der in strömungstechnischer Verbindung mit dem Innenraum des Prothesenschaftes steht. Sobald die Kraft auf den Ventilkörper, bedingt durch den Luftdruck innerhalb des Prothesenschaftes größer als die Federkraft ist, wird der Ventilkörper aus dem Ventilsitz abgehoben und Luft kann entweichen. Der Ventilsitz kann in unterschiedliche Stellungen gebracht werden, so dass in einer geöffneten Stellung Umgebungsluft in den Prothesenschaft einströmen kann.
US 9 615 946 B2 betrifft eine Prothesenvorrichtung mit einem Prothesenschaft und einem daran befestigten Prothesenfuß mit zwei relativ zueinander beweglichen Platten. Eine Vakuumpumpe wird über zumindest eine Relativbewegung der beiden Platten angetrieben und saugt Luft aus dem Prothesenschaft. An dem Schaft ist ein Ventil angeordnet, das ein Ausstoßen, einen Vakuumsbypass und ein Belüften ermöglicht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Schaftventil mit einer Belüftungsfunktion und Entlüftungsfunktion bereitzustellen, das eine kompakte Bauform aufweist und keinen oder nur einen geringen Höhenhub zum Belüften des Ventils erfordert.
Diese Aufgabe wird durch ein Schaftventil mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie den Figuren offenbart.
Das Schaftventil zum Belüften und Entlüften eines Prothesenschaftes mit einem Grundkörper, der eine Durchgangsbohrung aufweist und an dem ein um eine Drehachse drehbar an dem Grundkörper gelagerter Dichtungsträger befestigt ist, der in strömungstechnischer Verbindung mit der Durchgangsbohrung steht und einen in strömungstechnischer Verbindung mit der Durchgangsbohrung stehenden Lüftungskanal verschließt oder freigibt, zeichnet sich dadurch aus, dass in dem Grundkörper der verschließbare Lüftungskanal ausgebildet ist, der über eine zwischen dem Dichtungsträger und dem Grundkörper angeordnete Dichtung in einer ersten Stellung des Dichtungsträgers gegenüber der Durchgangsbohrung abgedichtet und in einer zweiten Stellung des Dichtungsträgers mit der Durchgangsbohrung unabgedichtet in strömungstechnischer Verbindung steht, wobei die Dichtung geneigt zu der Drehachse des Dichtungsträgers orientiert positioniert ist. Insbesondere ist die Dichtung in einer Ebene angeordnet, die geneigt zu der Drehachse orientiert ist, sodass beispielsweise ein O-Ring geradlinig in einer Ebene eingebaut werden kann und einen Zwischenraum zwischen der Durchgangsbohrung und dem Dichtungsträger einfach abgedichtet werden kann. Durch die geneigt zu der Drehachse des Dichtungsträgers orientierte Dichtung wird die gesamte Bauhöhe verringert, bei gleichzeitiger einfacher Konstruktion. Die Dichtung kann statisch innerhalb des Grundkörpers angeordnet sein, alternativ ist die Dichtung an dem Dichtungsträger in einer entsprechenden Aufnahme oder Dichtungsnut angeordnet und dreht sich zusammen mit dem Dichtungsträger um die Drehachse relativ zu dem Grundkörper. In einer ersten Stellung des Dichtungsträgers ist die Durchgangsbohrung gegenüber dem verschließbarer Lüftungskanal abgedichtet, sodass keine Luft von außen durch den Lüftungskanal und die Durchgangsbohrung in den Prothesenschaft gelangen kann.
Innerhalb des Dichtungsträgers ist in einer Ausgestaltung ein Auslasskanal ausgebildet, der in strömungstechnischer Verbindung mit der Durchgangsbohrung steht, wobei innerhalb des Auslasskanals ein Ventilkörper angeordnet ist. Der Ventilkörper innerhalb des Dichtungsträgers verschließt die Durchgangsbohrung, insbesondere gegenüber einem Differenzdruck zwischen dem Prothesenschaft und der Umgebung, vorteilhafterweise dergestalt, dass bei einem Druck innerhalb des Prothesenschaftes größer als der Außendruck Luft entweichen kann, umgekehrt jedoch ein Einströmen von Luft durch den Ventilkörper in den Prothesenschaft verhindert wird.
In einer Ausgestaltung und Weiterbildung ist der Dichtungskörper ohne Axialhub entlang der Drehachse an dem Grundkörper gelagert, sodass bei einer Verdrehung des Dichtungsträgers relativ zu dem Grundkörper der Dichtungsträger sich nicht von dem Grundkörper wegbewegt und weiter absteht. Dadurch wird die Bauhöhe in den unterschiedlichen Stellungen einerseits konstant gehalten und andererseits gegenüber einer gewindebasierten Lagerung verringert.
In einer Ausgestaltung und Weiterbildung des Schaftventils als Ausstoßventil ist der Ventilkörper in einem Ventilsitz angeordnet, der insbesondere an dem Dichtungsträger ausgebildet ist. Der Ventilkörper wird über eine Ventilfeder in einer geschlossenen Stellung vorgespannt gehalten, sodass erst bei Überschreiten eines Schwellwertes des Differenzdruckes Luft aus dem Prothesenschaft durch das Schaftventil, das dann als Ausstoßventil ausgebildet ist, entweicht. Die Ventilfeder stellt sicher, dass der Ventilkörper nach Wegfall des Überdruckes wieder in den Ventilsitz bewegt wird und die Durchgangsbohrung abgedichtet, unabhängig von der Stellung des Dichtungsträgers relativ zu dem Grundkörper. Alternativ ist der Ventilkörper als ein Schnabelventil oder Membranventil ausgebildet, das eine Rückstellkraft inherent aufweist oder aufgrund des elastischen Aufbaus ein Rückschlagventil ausbildet. Der Ventilkörper kann somit durch jede Bauart eines Rückschlagventils ausgebildet sein. Wesentlich ist, dass der Ventilkörper bei einem Differenzdruck geöffnet und als Ausstoßventil arbeitet und umgekehrt ein Eindringen von Luft durch die Durchgangsbohrung und den Auslasskanal verhindert.
Der Dichtungsträger ist in einer Ausgestaltung über zumindest einen Lagerkörper an dem Grundkörper gelagert, wobei der Lagerkörper in einer Lagernut bei einer Verdrehung entlangläuft. Die Lagernut stellt die Zuordnung des Lagerkörpers bei der Verdrehung und in den einzelnen Stellungen des Dichtungsträgers relativ zu dem Grundkörper sicher, wobei die Lagernut insbesondere in einer Ebene senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu der Drehachse orientiert ist. Die senkrecht zu der Drehachse gerichtete Orientierung der Lagernut gewährleistet, dass der Dichtungsträger sich bei der Verstellung von der ersten Stellung in die zweite Stellung in axialer Richtung nicht relativ zu dem Grundkörper bewegt. Die Lagernut muss dabei über den Umfang keinen konstanten Radius aufweisen, sondern kann in ihrem Umfang variieren. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn der Radius der Lagernut im geschlossenen Zustand am geringsten ist, wenn die Lagernut in dem Dichtungsträger ausgebildet ist. Dadurch wird bei einem Verdrehen in die erste, geschlossene Stellung eine Vorspannung zwischen dem Dichtungsträger und dem Grundkörper erreicht und die geschlossene Stellung gesichert. Bei einer Ausgestaltung der Lagernut innerhalb des Grundkörpers ist der Radius in der ersten Stellung bevorzugt am größten.
In einer Weiterbildung ist der Lagerkörper in dem Grundkörper federnd gelagert, was einerseits die Montage erleichtert und andererseits eine dauerhafte und verschleißarme Zuordnung von Dichtungsträger und Grundkörper gewährleistet. Die federnde Lagerung der Lagerkörper oder des Lagerkörpers in dem Grundkörper führt insbesondere bei einer Veränderung des Radius zu einer erhöhten Anpresskraft des Lagerkörpers in der Lagernut. Die Anordnung des Lagerkörpers oder der Lagerkörper in dem Grundkörper erfolgt bevorzugt innerhalb einer Ausnehmung oder Bohrung, die im Wesentlichen radial nach außen orientiert ist und in der der Lagerkörper eingeführt werden kann. Durch eine federnde Lagerung ist es möglich, bei der Montage den Lagerkörper radial nach innen zu drücken und den Dichtungsträger über die Lagerkörper hinweg zu bewegen. Befinden sich die Lagerkörper oder der Lagerkörper auf der Lagernut, werden die Lagerkörper in die Lagernut durch die federnde Lagerung gedrückt. Umgekehrt ist es möglich, den Lagerkörper innerhalb des Dichtungsträgers elastisch anzuordnen. Bei einer Ausgestaltung des Dichtungsträgers als eine Kappe, die über dem Grundkörper angeordnet ist, ist die Lagerung innerhalb des Grundkörpers aufgrund der gegebenen Platzverhältnisse einfacher.
In einer Weiterbildung ist in der Lagernut zumindest eine Rastausnehmung für den Lagerkörper ausgebildet. Die Rastausnehmung stellt insbesondere sicher, dass der Dichtungsträger in der ersten, geschlossenen Stellung gehalten wird. Darüber hinaus ergibt sich über die Rastausnehmung eine haptische Rückmeldung und eine spürbare Erhöhung der notwendigen Kraft, den Dichtungsträger aus der ersten Stellung in die zweite Stellung zu bewegen. Es können mehrere Rastausnehmungen für mehrere Lagerkörper vorgesehen sein. Die Rastausnehmungen können so orientiert sein, dass die jeweiligen Lagerkörper in der ersten Stellung einrasten, insbesondere alle Lagerkörper einrasten. Rastausnehmungen können auch für die zweite, geöffnete Stellung vorhanden sein. Weiterhin können Rastausnehmungen in der Position vorhanden sein, in der der Grundkörper und der Dichtungsträger voneinander getrennt werden können.
In einer Ausgestaltung weist der Dichtungsträger eine den Grundkörper zumindest teilweise außen umgebende Wand mit einem radial nach innen ragenden Vorsprung auf. Der nach innen ragende Vorsprung kann einen Hinterschnitt ausbilden, sodass eine formschlüssige Verbindung mit dem Grundkörper bei gleichzeitiger Drehbarkeit erreicht werden kann. Der nach innen ragenden Vorsprung hintergreift eine Unterkante oder eine Nut innerhalb des Grundkörpers und legt damit den Dichtungsträger axial an dem Grundkörper fest. Der Vorsprung kann beispielsweise an radial nach außen federnden Wandabschnitten ausgebildet oder angeordnet sein. Bei einer geschlossenen, umlaufenden Wand ist in einer Ausgestaltung in dem Vorsprung zumindest eine Ausnehmung ausgebildet, durch die zur Montage zumindest einer der Lagerkörper hindurchgeführt werden kann. Nach dem Montieren wird der Dichtungsträger verdreht, so dass der Lagerkörper zusätzlich gesichert ist.
In einer Ausgestaltung entspricht die Anzahl der Lagerkörper der Anzahl der Ausnehmungen. Vorteilhafterweise entspricht die Größe der Lagerkörper der Größe der Ausnehmungen, sodass eine Montage des Dichtungsträgers auf dem Grundkörper nur dann erfolgen kann, wenn alle Ausnehmungen korrespondierend zu dem jeweiligen Lagerkörper ausgerichtet sind. Vorteilhafterweise ist eine Montage nur in genau einer Stellung des Dichtungsträgers relativ zu dem Grundkörper mit radial federnden, axial im Wesentlichen ortsfest gelagerten Lagerkörpern möglich. Die korrespondierenden Dimensionen von Lagerkörper und Ausnehmungen verbessern die Zuordnung der Komponenten zueinander und stellen eine präzise Montage sicher.
Zwischen dem Grundkörper und dem Dichtungsträger ist in einer Ausgestaltung ein Anschlag zur Begrenzung des Drehwinkels um die Drehachse des Dichtungsträgers relativ zu dem Grundkörper ausgebildet. Der Anschlag ist beispielsweise als ein Stift, Bolzen oder Vorsprung, insbesondere als federnd gelagerter Bolzen oder Vorsprung, ausgebildet und greift in eine Nut innerhalb des Dichtungsträgers oder des Grundkörpers ein. Aufgrund der beengten Platzverhältnisse ist der Anschlag insbesondere in dem Grundkörper angeordnet, während eine korrespondierende Nut oder ein anderes Formschlusselement in oder an dem Dichtungsträger angeordnet oder ausgebildet ist.
Zwischen dem Ventilkörper und dem Ventilsitzsitz ist in einer Ausgestaltung eine Dichtung angeordnet, um ein Rückströmen von Luft durch den Auslasskanal in den Prothesenschaft zu vermeiden.
Zur Montage des Schaftventils ist in einer Weiterbildung vorgesehen, dass der Grundkörper ein die Durchgangsbohrung umgebendes Außengewinde aufweist, sodass der Grundkörper in den Prothesenschaft eingeschraubt oder daran angeschraubt werden kann. Der Grundkörper weist in einer Ausgestaltung ein Formschlusselement auf, beispielsweise ein Innensechskant, eine Polygonalverzahnung, ein Schlitz, ein Innenmehrkant oder Außenmehrkant oder dergleichen auf, zum in Eingrifftreten mit einem Montagewerkzeug. Dadurch kann die Montage des Grundkörpers an dem Prothesenschaft erleichtert werden.
In einer Ausgestaltung ist der Grundkörper in einer Basis mit einem Pumpenanschluss eingesetzt, sodass das Schaftventil mit weiteren Komponenten zum Einstellen des Innendruckes innerhalb des Prothesenschaftes verbunden werden kann. Alternativ oder ergänzend kann an dem Dichtungsträger eine Befestigungseinrichtung für einen Sauganschluss angeordnet sein, wobei die Befestigungseinrichtung beispielsweise ein Gewinde, ein Karabineranschluss oder eine Klemmverbindung sein kann. Der Sauganschluss ist an dem Dichtungsträger und bei einer Ausgestaltung mit einem Ventilkörper in Strömungsrichtung hinter dem Ventilkörper angeordnet, sodass bei Anlegen eines Unterdruckes oder beim Absaugen von Luft aus dem Prothesenschaft die Luft durch den Lüftungs- oder Auslasskanal abgesaugt wird. Bei der Ausgestaltung mit einem Pumpenanschluss an der Basis ist dieser Pumpenanschluss in Strömungsrichtung vor dem Ventilkörper oder Rückschlagventil beziehungsweise Lüftungskanal ausgebildet und weist eine strömungstechnische Verbindung zu der Durchgangsbohrung auf.
Zur Sicherstellung einer stabilen Position der Dichtung bei einer beweglichen Lagerung bei einer Verdrehbarkeit der Dichtung relativ zu dem Grundkörper ist in einer Ausgestaltung in einer Außenseite eines Zapfens des Dichtungsträgers eine Dichtungsnut ausgebildet, in der die Dichtung gelagert ist. Alternativ ist die Dichtungsnut in dem Grundkörper ausgebildet und die Dichtung gleitet auf dem Dichtungskörper ab. Die Dichtung kann mit einer reibungsverringernden Beschichtung versehen sein, beispielsweise eine PTFE-Beschichtung oder eine CVD- Beschichtung, beispielsweise Parylene. Der Zapfen ist in der Durchgangsbohrung eingesetzt und wird über die Dichtung abgedichtet.
Alle Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Schaftventils können in Kombination miteinander einzeln oder gemeinsam eingesetzt werden, sofern sich diese technisch nicht ausschließen.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Komponenten, nicht in allen Figuren sind alle Bezugszeichen eingezeichnet, um die Übersichtlichkeit zu gewährleisten. Es zeigen:

1 - ein Schaftventil in Schnittdarstellung in zwei Stellungen;
2 - ein Schaftventil gemäß 1 in einem anderen Schnitt;
3 - eine Explosionsdarstellung des Schaftventils;
4 - einen Horizontalschnitt durch das Schaftventil in unterschiedlichen Stellungen;
5 - einen Horizontalschnitt in einer anderen Ebene;
6 - eine Variante mit einer Basis und einem Pumpenanschluss in Schnittdarstellung;
7 - eine perspektivische Ansicht der Ausführungsform gemäß 6;
8 - eine Variante mit einem Sauganschluss in perspektivischer Darstellung;
9 eine Querschnittsansicht der 8;
10 - eine Darstellung der 9 in nicht montiertem Zustand;
11 bis 13 - eine Variante im Querschnitt;
14 - einen Horizontalschnitt;
15 - eine weitere Variante im Vertikalschnitt;
16 - Untenansichten in unterschiedlichen Stellungen;
17 - eine Variante im Vertikalschnitt;
18 - ein Ventilkörper gemäß 17 in perspektivischer Einzeldarstellung;
19 - einen Dichtungsträger in perspektivischer Darstellung von schräg unten;
20 - einen Grundkörper in perspektivischer Einzeldarstellung;
21 eine Variante eines Dichtungsträgers in Querschnittsdarstellung;
22 - der Dichtungsträger gemäß 21 in perspektivischer Darstellung; 23 - eine Variante eines Ventilkörpers; sowie
24 und 25 - Schnittdarstellungen eines Schaftventils.

1 zeigt in einer Querschnittsansicht ein Schaftventil zum Belüften und Entlüften eines Prothesenschaftes in Gestalt eines Ausstoßventils in zwei Stellungen. In der linken Stellung der 1 ist das Schaftventilventil in einer ersten Stellung mit einem abgedichteten Lüftungskanal 14 und in der rechten Darstellung in einer zweiten Stellung mit einem geöffneten Lüftungskanal 14 dargestellt. Das Schaftventil weist einen Grundkörper 10 auf, der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen scheibenförmigen Kopf mit einem nach unten ragenden Zapfen aufweist, an dem ein Außengewinde 16 ausgebildet ist. Innerhalb des Grundkörpers 10 und des Zapfens ist eine Durchgangsbohrung 12 ausgebildet, die zentral angeordnet ist. An der Unterseite des Kopfes des Grundkörpers 10 ist eine Dichtung 64 in einer Nut angeordnet, die dazu dient, bei einem eingeschraubten Grundkörper eine Abdichtung des Schaftventils gegenüber einem Prothesenschaft oder einer Prothesenschaftkomponente bereitzustellen. Innerhalb des Grundkörpers 10 ist in der Durchgangsbohrung 12 ein zentraler Zapfen 35 eines Dichtungsträgers 30 angeordnet, der drehbar um eine Drehachse 5, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel auch die Zentralachse des Grundkörpers 10 dargestellt, gelagert ist. Der Dichtungsträger 30 ist als eine Kappe ausgebildet, die einen Deckel und eine Seitenwand 31 aufweist, die den Grundkörper 10 dargestellten Ausführungsbeispiel umfänglich umgibt. An der Unterseite der Seitenwand 31 ist ein nach innen ragender Vorsprung 33 ausgebildet. An der Innenseite der umlaufenden Seitenwand 31 ist eine Lagernut 36 für Lagerkörper 60 ausgebildet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel verläuft die Lagernut 36 in einer Ebene im Wesentlichen senkrecht zu der Drehachse 5 des Dichtungsträgers 30 orientiert ist. Der Dichtungsträger 30 wird durch die Lagerkörper 60, die beispielsweise als rollende Kugeln oder gleitender Kugelsegmente in der Lagernut 36 geführt sind, in der Lagernut 36 gehalten und innerhalb der Ebene der Lagernut 36 bewegt. Bei einer senkrechten oder nahezu senkrechten Orientierung ergibt sich bei einer Drehung des Dichtungsträgers 30 kein Axialhub in Richtung der Drehachse 5.
Innerhalb des Dichtungsträgers 30 ist ein Ventilsitz 32 für einen Ventilkörper 20 ausgebildet, der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel kegelförmig ausgebildet ist. Der Ventilkörper 20 ist innerhalb des Ventilsitzes 32 über eine Dichtung 62, die in der 2 mit dem Bezugszeichen versehen ist, abgedichtet gelagert. Eine Ventilfeder 40 belastet den Ventilkörper 20 in Richtung auf eine geschlossene Stellung, in der der Ventilkörper 20 mit der Dichtung 62 gegen den Ventilsitz 32 gepresst wird. Der Ventilkörper 20 ebenso wie die Ventilfeder 40 ist in einem Auslasskanal 13 innerhalb des Dichtungsträgers 30 angeordnet. Der Auslasskanal 13 erstreckt sich durch den Dichtungsträger 30 und den Zapfen 35 und steht in strömungstechnischer Verbindung mit der Durchgangsbohrung 12 des Grundkörpers 10. Er stellt eine strömungstechnische Verbindung zwischen dem Innenraum eines Prothesenschaftes und der offenen Umgebung her, wenn das Ausstoßventil eingeschraubt ist. Die strömungstechnische Verbindung wird bei einem geschlossenen Ausstoßventil mit einem gegen den Ventilsitz 32 gepressten Ventilkörper 20 verschlossen. Dies wird durch die Ventilfeder 40 solange bewirkt, bis der Innendruck innerhalb des Prothesenschaftes und damit innerhalb der Durchgangsbohrung 12 und dem Auslasskanal 13 größer als der Umgebungsdruck bzw. die Schließkraft der Ventilfeder 40 ist. Sobald dieser Schwellwert überschritten wird, hebt die unter Druck stehende Luft den Ventilkörper 20 aus dem Ventilsitz 32 und kann aus dem Prothesenschaft austreten. Umgekehrt wird bei einem Innendruck der kleiner als die Anpresskraft der Ventilfeder 40 oder kleiner als der Umgebungsdruck der Ventilkörper 20 in den Ventilsitz 32 bewegt, sodass keine Außenluft aus der Umgebung in den Prothesenschaft eintreten kann. Es handelt sich somit um ein federbelastetes Rückschlagventil. Die Ventilfeder 40 stützt sich einerseits an einem Absatz innerhalb des Auslasskanals 13 und andererseits auf einer Auflage 24 an dem Ventilkörper 20 ab.
Innerhalb des Grundkörpers 10 ist der Lüftungskanal 14 ausgebildet, der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als eine rinnenförmige Vertiefung ausgebildet ist, die von der Durchgangsbohrung 12 radial nach außen führt. Der Lüftungskanal 14 ist an der Oberseite des Grundkörpers 10 ausgebildet und wird in der ersten Stellung des Dichtungsträgers 30 relativ zu dem Grundkörper 10, wie die in der linken Darstellung gezeigt ist, durch eine Dichtung 50 abgedichtet. Die Dichtung 50 ist in der dargestellten Ausführungsform in einer Dichtungsnut 38 angeordnet, die an dem Zapfen 35 des Dichtungsträgers 30 ausgebildet ist. Der Zapfen 35 entspricht mit seinem Außendurchmesser im Wesentlichen dem Innendurchmesser der Durchgangsbohrung 12 in dem Bereich, in dem der Zapfen 35 in die Durchgangsbohrung 12 eingeführt ist. An der Außenseite des Zapfens 35 ist zumindest ein Kanal 350 ausgebildet, der sich in Längserstreckung des Zapfens 35 an dessen Außenseite erstreckt und eine strömungstechnische Verbindung zwischen der Durchgangsbohrung 12 und dem Lüftungskanal 14 herstellen kann. Die hergestellte strömungstechnische Verbindung zwischen der Durchgangsbohrung 12 und dem Lüftungskanal 14 ist in der rechten Darstellung der 1 gezeigt. Der Kanal 350 an der Außenseite des Zapfens 35 ist mit dem Lüftungskanal 14 in einer überdeckenden Ausrichtung gebracht worden, sodass Luft ungehindert durch den Lüftungskanal 14 unterhalb der Dichtung 15 durch den Kanal 350 in die Durchgangsbohrung 12 einströmen kann und damit einen Druckausgleich zwischen der Umgebung und dem Innenraum des Prothesenschaftes bewirkt.
In der linken Darstellung der 1 ist der Dichtungsträger 30 dergestalt verdreht, dass die Dichtung 50 den Lüftungskanal 14 abdichtet. Dies wird dadurch erreicht, dass die Dichtung 50 geneigt zu der Drehachse 5 orientiert positioniert ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Dichtung 50 als O-Ring ausgebildet und in einer Ebene angeordnet, die geneigt zu der Drehachse 5 orientiert ist. Durch Verdrehen des Dichtungsträgers 30 wandert die in der Dichtungsnut 38 angeordnet Dichtung 50 auf der Innenseite der Durchgangsbohrung 12 entlang und verschließt bzw. gibt den Lüftungskanal 14 frei. Die Dichtung 50 ist also statisch an dem Zapfen 35 des Dichtungsträgers 30 angeordnet und wird zusammen mit dem Dichtungsträger 30 relativ zu dem Grundkörper 10 verdreht. In einer alternativen Ausgestaltung ist die Dichtung in einer Nut innerhalb des Grundkörpers 10 angeordnet und statisch in dem Grundkörper 10 gelagert. Der Zapfen 35 mit dem Kanal 350 oder den Kanälen 350 dreht sich auf der Innenseite der Dichtung entlang deren Oberfläche.
In der 2 ist eine Schnittdarstellung des Ausstoßventils in einer anderen Schnittebene gezeigt, bei der Schnittebene senkrecht zu der Schnittebene der 1 gezeigt ist, was an der gleichen Höhe der Abschnitte der Dichtung 50 zu erkennen ist. Der 2 ist ebenfalls eine Nut 370 an der Unterseite des Dachabschnittes des Dichtungsträgers 30 zu erkennen. In dieser Nut 370 wird ein Anschlagselement oder ein Anschlag aufgenommen, was später erläutert wird. Die Nut 370 ist als Formschlusselement ausgebildet und dient als mechanische Begrenzung des Drehwinkels des Dichtungsträgers 30 um die Drehachse 5, sodass Dichtungsträger 30 nur über einen bestimmten Drehwinkelbereich verdreht werden kann.
In der 2 ist zudem der nach innen ragende Vorsprung 33 an der Wand 31 zu erkennen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel grenzt der innere Rand des Vorsprungs 33 an den Außenumfang des Grundkörpers 10, mit einem geringen Abstand. In einer alternativen Ausgestaltung kann der Vorsprung 33 bis unter den Kopfabschnitt des Grundkörpers 10 reichen und eine axiale Verlagerung des Dichtungsträgers 30 von dem Grundkörper 10 weg verhindern. Dazu wird der untere Rand des Dichtungsträgers 30 seitlich aufgebogen, über den Grundkörper 10 hinweg bewegt und dann zurückgebogen, insbesondere aufgrund elastischer Rückstellkräfte. Alternativ zum Aufbiegen kann an der Unterseite ein Steg oder ein Vorsprung ausgebildet oder angeordnet sein, der mit einer Abflachung oder Ausnehmung korrespondiert, so dass der Dichtungsträger an dem Grundkörper nur in genau einer Stellung montiert werden kann, wobei der Steg oder Vorsprung nach der Montage und dem ersten Verdrehen in einer Nut geführt sein kann.
In der 3 ist das Ventil gemäß der 1 und 2 der in einer Explosionsdarstellung in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Innerhalb des Dichtungsträgers 30 ist der Auslasskanal 13 ausgebildet, die Wand 31 umgibt den Dachbereich des Dichtungsträgers 30 vollständig. Die schräggestellte Dichtung 50 ist zu erkennen. Durch die Schrägstellung der Dichtung 50 zu der Drehachse 5 ergibt sich der Vorteil einer geringen axialen Bauhöhe bei gleichzeitiger Verlagerung des abgedichteten Bereiches in Umfangsrichtung bei einer Verdrehung des Dichtungsträgers 30 relativ zu dem Grundkörper 10. Der Grundkörper 10 mit dem Außengewinde 16 an dem unteren Ende und dem scheibenförmige Kopfbereich weist an seinem Außenumfang drei Bohrungen 160 auf, die radial nach innen ragen und zur Aufnahme von Lagerkörpern 60 dienen. Die Lagerkörper 60 sind als Modul ausgebildet und werden zur Montage in die Bohrungen 160 eingesetzt. In einem montierten Zustand ragen die Kugeln oder sphärischen Abschnitte der Lagerkörper 60 radial über die Außenwand des Grundkörpers 10 hinaus, wobei die Kugeln oder sphärischen Abschnitte radial federnd gelagert sind, sodass sie in Richtung auf die Drehachse 5 entgegen einer Federkraft in die Bohrungen 160 hinein bewegt werden können. Nach der Montage des Dichtungsträgers 30 über den Grundkörper 10 werden die Kugeln oder sphärischen Bereiche der Lagerkörper 60 nach außen gedrückt und in die nicht dargestellte Lagernut gepresst.
In der Oberseite des Grundkörpers 10 ist eine in Axialrichtung orientierte Bohrung 170 ausgebildet, in der ein Anschlag 70 eingesetzt wird, der über die Oberseite des Grundkörpers 10 hinaus steht. Der Anschlag 70 kann auch im Rahmen eines Urformverfahren erzeugt, herausgearbeitet und einstückig ausgebildet oder direkt mit angespritzt sein. Der Anschlag 70 greift in die Nut 370, die in der 2 gezeigt ist, ein und begrenzt den maximalen Verdrehwinkel des Dichtungsträgers 30 relativ zu dem Grundkörper 10. In dem Ausführungsbeispiel gemäß der 3 ist die Dichtungsnut 38 für die Dichtung 50 innerhalb der Durchgangsbohrung 12 in dem Grundkörper 10 ausgebildet. In dieser Ausführungsform ist die Dichtung 50 statisch innerhalb des Grundkörpers 10 positioniert.
In der 4 sind Horizontalschnitte durch das Schaftventil in zwei unterschiedlichen Stellungen gezeigt, was anhand der Position der Kanäle 350 und des Anschlages 70 erkannt werden kann. In der linken Darstellung der 4 ist der Lüftungskanal 14 geöffnet, während in der rechten Darstellung der Lüftungskanal, der nicht dargestellt ist, geschlossen ist. In der Horizontalschnittansicht sind Ausnehmungen 37 innerhalb des Vorsprunges 33 zu erkennen. Insgesamt sind drei Lagerkörper 60 gleichmäßig über dem Umfang des Grundkörpers 10 verteilt angeordnet. Die Lagerkörper 60 sind federnd innerhalb von Lagerkörperträgern gelagert, die in den Bohrungen 160 gemäß 3 eingesetzt sind. Zur vereinfachten Montage ist es vorgesehen, dass der Dichtungsträger 30 mit den Ausnehmungen 37 fluchtend zu den Lagerkörpern 60 ausgerichtet und dann nach unten bewegt wird, bis die Lagerkörper 60 in die Lagernut eingreifen. Der Anschlag 70 ist dabei so ausgerichtet, dass er in eine Ausnehmung oder Nut 370 eingreift, die an dem Dichtungsträger 30 angeordnet oder ausgebildet ist. Der Anschlag 70 begrenzt den maximalen Verdrehwinkel vorteilhafterweise auf ca. 120°, sodass bei der korrekten Ausrichtung des Anschlages 70 mit der Nut 370 die Lagerkörper 60 nicht über den Ausnehmungen 37 stehen. Dadurch wird zusätzlich verhindert, dass eine axiale Verlagerung des Lagerkörperträgers von dem Grundkörper 10 weg erfolgen kann. Die Positionierung des Lagerkörperträgers mit dem Anschlag 70 und der als Kreisbogenabschnitt ausgebildeten Nut 370 ist in der 5 gezeigt, in der auch ein Teil des Lüftungskanals 14 in dem Grundkörper 10 zu erkennen ist. In den Darstellungen der 4 sind innerhalb der Seitenwand 31 Rastausnehmungen 360 für die Lagerkörper 60 gezeigt. Die Rastausnehmungen 360 sind jeweils in den Endstellungen der ersten Stellung und der zweiten Stellung positioniert, sodass sich eine erhöhte Widerstandskraft gegen eine Verdrehung um die Drehachse 5 ergibt. Die Lagernut 36 kann über den Umfang einen unterschiedlichen Radius aufweisen, wobei in Richtung auf die Endstellungen, insbesondere auf die geschlossene Endstellung, der Radius so gewählt wird, dass die Lagerkörper 60 maximal vorgespannt sind. Bei einer Ausgestaltung der Lagernut 36 in der Wand 31 verringert sich der Radius der Lagernut 36 hin zu der geschlossenen ersten Stellung. Bei einer umgekehrten Anordnung der Lagernut innerhalb des Grundkörpers 10 vergrößert sich der Radius zu der ersten Stellung.
In der 6 ist eine weitere Variante des Ausstoßventils mit dem Grundkörper 10, dem Dichtungsträger 30 und dem Ventilkörper 20 dargestellt. Statt eines federbelasteten, in axialer Richtung entlang der Drehachse 5 beweglichen Ventilkörpers 20 mit einer umlaufenden Dichtung 62 zur Abdichtung in dem Ventilsitz 32 ist der Ventilkörper 20 als Membranventil oder sogenanntes Schnabelventil ausgebildet, durch das Luft jederzeit bei einem entsprechenden Differenzdruck aus dem Prothesenschaft durch die Durchgangsbohrung 12 und den Auslasskanal 13 in die Umgebung treten kann. Durch die Materialeigenschaften und die Formgebung des Membranventils schließt dieses bei einem umgekehrten Differenzdruck oder unterhalb eines Überdruckes, so dass keine Luft in den Prothesenschaft durch den Auslasskanal 13 eindringen kann. Die Dichtung 50 ist wiederum in der Dichtungsnut 38 an dem Zapfen 35 innerhalb des Dichtungsträgers 30 angeordnet und in einer schrägen Ebene zu der Drehachse 5 des Dichtungsträgers 30 orientiert. Über das Außengewinde 16 ist der Grundkörper 10 in einer Basis 80 eingeschraubt, an der ein Pumpenanschluss 82 ausgebildet ist, in dem eine Leitung angeordnet ist. Der Pumpenanschluss 82 stellt eine strömungstechnische Verbindung mit der Durchgangsöffnung 12 in dem Grundkörper 10 bereit und ermöglicht beispielsweise das Absaugen von Luft über eine Pumpe vor Erreichen des Ventilkörpers 20. Die Basis 80 weist wiederum Befestigungseinrichtungen, beispielsweise ein Außengewinde, auf, das in einen Prothesenschaft eingeschraubt werden kann, um über die Basis 80 mit dem Pumpenanschluss 82 aktiv Luft aus dem Prothesenschaft absaugen zu können. Die Funktionsweise des Schaftventils als Ausstoßventil bleibt davon im Wesentlichen unbeeinflusst. Innerhalb der Durchgangsöffnung 12 ist statt einer zylindrischen Bohrung ein Innensechskant als Formschlusselement 90 ausgebildet, mit dem es möglich ist, über einen entsprechenden Sechskantschlüssel oder Inbus-Schlüssel den Grundkörper 10 an der Basis 80 oder, im Fall einer direkten Montage an einem Prothesenschaft, an einem Prothesenschaft zu befestigen.
7 zeigt das Ausstoßventil mit der Basis 80 und einer Fluidleitung an dem Pumpenanschluss 82 in dem montierten Zustand. Der Ventilkörper 20 ist innerhalb des Auslasskanals 13 zentral angeordnet.
8 zeigt wiederum eine perspektivische Ansicht eines Ausstoßventils mit dem Grundkörper, von dem das Außengewinde 16 und der montierte Dichtungsträger 30 mit der Wand 31 zu erkennen ist. An der Oberseite des Dichtungsträgers 30 ist ein Sauganschluss 100 befestigt, mit dem es möglich ist, über eine entsprechende Pumpe Luft durch den Dichtungsträger hindurch aus dem Prothesenschaft abzusaugen.
In den Ausgestaltungen der 8 bis 10 ist in dem Dichtungsträger kein Ventilkörper angeordnet, so dass Luft aus dem Prothesenschaft direkt abgesaugt oder abgelassen werden kann und nicht erst durch ein Rückschlagventil oder an einem federbelasteten Ventilkörper vorbei strömen zu müssen. Sofern in dem Dichtungsträger ein Ventilkörper angeordnet ist, kann aufgrund der in Strömungsrichtung hinter dem Ventilkörper angeordneten Pumpe Luft durch den Auslasskanal aktiv abgesaugt werden kann. Dadurch wird ein allein durch die Bewegung in dem Prothesenschaft betätigbares Ausstoßventil in Verbindung mit einer aktiven Absaugung zur Bereitstellung eines gewünschten Druckniveaus in dem Prothesenschaft bereitgestellt.
In der 9 ist der montierte Zustand des Sauganschlusses 100 auf dem Dichtungsträger 30 gezeigt. Zur Festlegung des Sauganschlusses 100 sind Befestigungseinrichtungen 110 an dem Dichtungsträger 30 angeordnet oder ausgebildet, beispielsweise ein Gewinde, ein Karabinerverschluss oder eine Klemmeinrichtung, über die eine möglichst abgedichtete Befestigung des Sauganschlusses 100 auf dem Dichtungsträger 30 erfolgen kann. Vorteilhafterweise wird der Sauganschluss 100 lösbar an dem Dichtungsträger 30 festgelegt.
In der 10 ist die Schnittdarstellung gemäß 9 in einer noch nicht montierten Stellung gezeigt. Nicht alle Elemente des Schaftventils sind in der 10 gezeigt. Es ist zu erkennen, dass die umlaufende Lagernut 36 innerhalb der Seitenwand 31 des Dichtungsträgers 30 ausgebildet ist und der Sauganschluss 100 in Strömungsrichtung hinter dem in einer Variante in dem Dichtungsträger 30 montierten Ventilkörper 20 angeordnet ist. Zu Montage wird der Dichtungsträger 30 über den Grundkörper 10 aufgeschoben und die Lagerkörper 60 rasten in der Lagernut 36 ein. Zur leichteren Montage sind gegebenenfalls die Ausnehmungen 37 in dem nach innen gerichteten Vorsprung 33, der hier die untere Nutwand bildet, ausgebildet.
11 und 12 zeigen das Schaftventil in Gestalt eines Ausstoßventils in Schnittdarstellung mit einem Ventilkörper 20 als Membran oder Schnabelventil, mit einem Formschlusselement 90 innerhalb der zentralen Durchgangsbohrung in dem Zapfen mit dem Außengewinde 16 in dem Grundkörper in der geschlossenen Stellung in der 11 und in der geöffneten Stellung in der 12. Der Anschlag 70 ist innerhalb der Nut 370 in dem Dichtungsträger 30 geführt. In der 12 ist der Dichtungsträger 30 um 120° verdreht. Der Anschlag ist in der Nut 370 bis zu dem Ende der Nut entlanggeführt, so dass die Kanäle 350 eine unabgedichtete strömungstechnische Verbindung zwischen der Durchgangsbohrung 12 in dem Grundkörper 10 und dem Lüftungskanal 14, der als Lüftungskanal arbeitet, herstellen.
In der 13 ist das Ventil gemäß 11 und 12 in einem anderen Schnitt dargestellt.
14 zeigt einen Horizontalschnitt mit den beiden Kanälen 350, die in dem Zapfen 35 des Dichtungsträgers 30 ausgebildet sind. Ebenso zu erkennen sind die Lagerkörper 60, die Rastausnehmungen 360 und der Anschlag 70.
In der 15 sind der in dem Grundkörper 10 eingesetzte Anschlag 70 in Gestalt eines Bolzens sowie die Nut 370 in dem Dichtungsträger 30 zu erkennen. Weiterhin ist in der 15 ein teilweise geschnittener Lagerkörper 60 zu erkennen, mit der Außenseite in der Nut innerhalb des Dichtungsträgers 30 eingreift. Die Lagerung des Lagerkörpers 60 in eine Ausnehmung innerhalb des Körpers 10 und eine entsprechend federnde Lagerung zur Beaufschlagung mit einer nach radial außen wirkenden Vorspannkraft über ein Druckstück bewirkt eine sichere Zuordnung des Dichtungsträgers 30 an dem Grundkörper 10.
16 zeigt eine Untenansicht des Schaftventils in zwei Stellungen mit der Unterseite des Grundkörpers 10, dem Formschlusselement 90 innerhalb der Durchgangsbohrung 12 sowie den Dichtungsträger 30 mit dem nach innen ragenden Vorsprung 33 und den darin ausgebildeten Ausnehmungen 37. in der linken Darstellung in der 16 ist eine Abflachung 18 in dem Grundkörper 10 zu erkennen. Ebenfalls ist ein Steg 330 als ein nach innen ragender Vorsprung zu erkennen, der in dem verdrehten Zustand gemäß der linken Darstellung der 16 mit einem umlaufenden Steg an dem Grundkörper 10 in Überdeckung tritt. In dieser Position kann der Dichtungsträger 30 sich nicht in axialer Richtung von dem Grundkörper 10 wegbewegen. Eine Montage ist nur in der Stellung des Dichtungsträgers 30 relativ zu dem Grundkörper 10 gemäß der rechten Darstellung der 16 möglich. Somit ist eine Montage nur in einer eindeutigen Montageposition möglich, die in der rechten Darstellung der 16 gezeigt ist. Der Steg 330 liegt in Überdeckung mit der seitlichen Abflachung 18 und ist mit dieser deckungsgleich, sodass der Dichtungsträger 30 aufgesetzt und durch Verdrehen in einer Endmontage gefügt wird.
17 zeigt eine weitere Ausgestaltung des Ausstoßventils, wobei der grundsätzliche Aufbau dem der beispielsweise anhand der 1 und 2 beschriebenen Ausführungsform entspricht. Zusätzlich zu den Formschlusselementen 90 in der Durchgangsbohrung ist an dem Ventilkörper 20 an dem unteren Ende eine Auflage 24 ausgebildet, was in der 18, die eine perspektivische Gesamtdarstellung des Ventilkörpers 20 zeigt, deutlicher zu erkennen ist. Die Auflage 24 stützt das untere Ende der Ventilfeder 40 ab und stellt sicher, dass die Dichtung 62, die oberhalb des Bundes 22 angeordnet ist, dichtend an dem Ventilsitz anliegt. Die Auflage 24 wird durch insgesamt vier nach außen abstehenden Absätzen gebildet, die in der dargestellten Ausführungsform auf unterschiedlichen Höhen entlang der Längserstreckung des Ventilkörpers 20 ausgebildet sind. Dadurch ergibt sich eine schräge oder geneigte Lagerung der Ventilfeder 40, wobei die Auflageflächen des Auflagers 24 in einer Ebene liegen können, die geneigt zu der Längserstreckung des Ventilkörpers 20 ausgebildet ist. Die dadurch erreichte leichte Schiefstellung der Ventilfeder 40 bewirkt auch eine Schiefstellung des Ventilkörpers 20, wodurch die Reibung bei einer Verlagerung des Ventilkörpers 20 erhöht wird. Durch die erhöhte Reibung wird verhindert, dass bei entsprechenden Strömungsgeschwindigkeiten der austretenden Luft der Ventilkörper 20 in Resonanz versetzt wird und unangenehme Geräusche entwickelt werden. Um störende Schwingungen bei der Ausgestaltung des Schaftventils als Ausstoßventil zu vermeiden, wird bei diesem Feder-Masse-System, das durch den Ventilkörper 20 und die Ventilfeder 40 gebildet wird, ein zusätzliches Dämpferelement benötigt. Durch die schräge Auflage der Feder 40 an den in einer schrägen Ebene angeordneten Auflageabsätzen 24 des Ventilkörpers bewirkt eine zusätzliche Querkraft auf den Ventilkörper 20. Die daraus resultierende Schrägstellung und Reibung des Ventilkörpers an der Seitenwand des Dichtungsträgers 30 erzeugt das gewünschte Dämpfungsverhaltens.
In der 19 ist die Unterseite des Dichtungsträgers 30 mit der an dem Zapfen 35 ausgebildeten, geneigten Dichtungsnut 38 zu erkennen, ebenso sind der Vorsprung 33 und die gleichmäßig über den Umfang verteilten Ausnehmungen 37 in dem Vorsprung 33 zu erkennen. Die Lagernut 36 läuft auf einer gemeinsamen Ebene um und kann unterschiedliche Radien aufweisen. An der Unterseite des Deckels des Dichtungsträgers 30 ist die als Kreisbogen ausgebildete Nut 370 zu erkennen, ebenso wie die in Längserstreckung des Zapfens 35 orientierten Kanäle 350.
20 zeigt in Einzeldarstellung den Grundkörper 10 mit den Bohrungen 160 für die nicht dargestellten Lagerkörper, der Bohrung 170 für den Anschlag 70 sowie den Lüftungskanal 14. Innerhalb der Durchgangsbohrung 12, die über die Axialerstreckung unterschiedliche Durchmesser aufweisen kann, ist der Zapfen 35 des Dichtungsträgers 30 eingesetzt. Im Bereich des Lüftungskanals ist an der äußeren Seitenwand die Abflachung 18 ausgebildet, die mit dem Steg 330 des Dichtungsträgers 30 gemäß der 16 in Überdeckung gebracht werden muss, um den Dichtungsträger 30 auf dem Grundkörper 10 zu montieren.
21 zeigt eine weitere Variante des Ausstoßventils der 17, bei der statt eines schrägen oder geneigten Auflagers 24 eine im Wesentlichen ebene Auflage für die Ventilfeder ausgebildet ist. Um die Reibung anzupassen bzw. zu erhöhen, ist statt einer Schiefstellung der Feder im Bereich des oberen Endes des Auslasskanals 13 zumindest ein Kontaktabschnitt 39 angeordnet oder ausgebildet, der radial nach innen vorsteht. Der Kontaktabschnitt 39 kann auch einstückig mit dem Dichtungsträger 30 ausgebildet sein oder beim Urformen erzeugt werden.
In der 22 sind zwei Kontaktabschnitte 39 zu erkennen, die sich entlang der Längserstreckung des Auslasskanals 13 erstrecken und in Kontakt mit der Dichtung 62 treten, wenn in dem Prothesenschaft ein Überdruck herrscht. In der 22 ist zu erkennen, dass sich in die Kontaktabschnitte 39 bis zu einer radialen Verjüngung des Auslasskanals 13 erstrecken. Insbesondere sind sie symmetrisch über den Umfang verteilt angeordnet, um eine gleichmäßige Führung des Ventilkörpers 20 zu erreichen. Durch die Materialbeschaffenheit und/oder größere und/oder die radiale Erstreckung in Richtung auf die zentrale Achse der Durchgangsbohrung können unterschiedliche Anpressdrücke und damit unterschiedliche Reibungen erzeugt werden, um eine Dämpfung der Bewegung des Ventilkörpers 20 zu erreichen.
In der 23 ist der Ventilkörper 20 in einer Variante dargestellt, bei der die Absätze, die die Auflage 24 bilden, in einer Ebene angeordnet sind, die im Wesentlichen senkrecht zu der Längserstreckung oder Längsachse des Ventilkörpers 20 orientiert ist. Ein solcher Ventilkörper 20 ist in dem Dichtungsträger 30 der 24 und der 25 gezeigt. Innerhalb des Dichtungsträgers 30 ist ein Federsitz 34 ausgebildet, der in Gestalt einer schrägen Ebene ausgebildet ist. Die Ebene des Ventilsitzes 32 ist schräg zu der Längserstreckung des Ventilkörpers 20 geneigt und steht somit nicht parallel zu der Ebene der Absätze, die die Auflage 24 bilden. Durch die Schrägstellung des Federsitzes 34 wird, ähnlich wie bei der 18 erläutert, eine Querkraftkomponente erzeugt, um eine Reibung des Ventilkörpers 20 innerhalb des Dichtungsträgers 30 zu erzeugen, um einen Dämpfungsanteil in dem System bereitzustellen. Dadurch werden störende Schwingungen bei dem Ausstoßventil mit dem Ventilkörper 20 vermieden.
Bezugszeichenliste

5: Drehachse
10: Grundkörper
12: Durchgangsbohrung
13: Auslasskanal
14: Lüftungskanal
16: Außengewinde
18: Abflachung
20: Ventilkörper
22: Bund
24: Auflager
30: Dichtungsträger
31: Wand
32: Ventilsitz
33: Vorsprung
34: Federsitz
35: Zapfen
36: Lagernut
37: Ausnehmung
38: Dichtungsnut
39: Kontaktabschnitt
40: Ventilfeder
50: Dichtung
60: Lagerkörper
62: Dichtung
70: Anschlag
80: Basis
82: Pumpenanschluss
90: Formschlusselement
100: Sauganschluss
110: Befestigungseinrichtung
160: Bohrung
170: Bohrung
330: Steg
350: Kanal
360: Rastausnehmung
370: Nut

Claims

Schaftventil zum Belüften und Entlüften eines Prothesenschaftes mit einem Grundkörper (10), der Grundkörper (10) weist eine Durchgangsbohrung (12) auf, an dem Grundkörper (10) ist ein um eine Drehachse (5) drehbar an dem Grundkörper (10) gelagerter Dichtungsträger (30) befestigt, der in strömungstechnischer Verbindung zu der Durchgangsbohrung (12) steht und einen in strömungstechnischer Verbindung mit der Durchgangsbohrung (12) stehenden Lüftungskanal (14) verschließt oder freigibt, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Grundkörper (10) der verschließbare Lüftungskanal (14) ausgebildet ist, der über eine zwischen dem Dichtungsträger (30) und dem Grundkörper (10) angeordnete Dichtung (50) in einer ersten Stellung des Dichtungsträgers (30) gegenüber der Durchlassbohrung (12) abgedichtet und in einer zweiten Stellung des Dichtungsträgers (30) mit der Durchlassbohrung (12) unabgedichtet in strömungstechnischer Verbindung steht und die Dichtung (50) geneigt zu der Drehachse (5) orientiert positioniert ist.
Schaftventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Dichtungsträger (30) ein Auslasskanal (13) ausgebildet ist, der in strömungstechnischer Verbindung mit der Durchgangsbohrung (12) steht und in dem ein Ventilkörper (20) angeordnet ist.
Schaftventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (20) den Auslasskanal (13) gegenüber einem Differenzdruck verschließt.
Schaftventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (20) in einem Ventilsitz (32) angeordnet und über eine Ventilfeder (40) in einer geschlossenen Stellung vorgespannt gehalten oder als Schnabelventil ausgebildet ist.
Schaftventil nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ventilkörper (20) und dem Ventilsitz (32) eine Dichtung (62) angeordnet ist.
Schaftventil nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsträger (30) über zumindest einen Lagerkörper (60) an dem Grundkörper (10) gelagert ist, der in einer Lagernut (36) entlangläuft.
Schaftventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerkörper (60) in dem Grundkörper (10) federnd gelagert und die Lagernut (36) in dem Dichtungsträger (30) ausgebildet ist oder umgekehrt.
Schaftventil nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Lagernut (36) zumindest eine Rastausnehmung (360) für den Lagerkörper (60) ausgebildet ist.
Schaftventil nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsträger (30) eine den Grundkörper (10) zumindest teilweise außen umgebende Wand (31) mit einem radial nach innen ragenden Vorsprung (33) aufweist.
Schaftventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Vorsprung (33) zumindest eine Ausnehmung (37) ausgebildet ist.
Schaftventil nach Anspruch 6 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Lagerkörper (60) der Anzahl der Ausnehmungen (37) entspricht und/oder dass die Größe der Lagerkörper (60) korrespondierend zu der Größe der Ausnehmungen (37) ausgebildet ist.
Schaftventil nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Grundkörper (10) und dem Dichtungsträger (30) ein Anschlag (70) zur Begrenzung des Drehwinkels ausgebildet ist.
Schaftventil nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Grundkörper (10) ein die Durchgangsbohrung (12) umgebendes Außengewinde (16) ausgebildet ist.
Schaftventil nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (10) ein Formschlusselement (90) zum in Eingriff Treten mit einem Montagewerkzeug aufweist.
Schaftventil nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (10) in einer Basis (80) mit einem Pumpenanschluss (82) eingesetzt ist.
Schaftventil nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (50) an der Außenseite eines Zapfens (35) des Dichtungsträgers (30) oder an der Innenseite des Grundkörpers (10) in einer Dichtungsnut (38) gelagert ist.
Schaftventil nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Dichtungsträger (30) eine Befestigungseinrichtung (110) für einen Sauganschluss (100) angeordnet ist
Schaftventil nach einem der Ansprüche 2 bis 5 und 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauganschluss (100) in Strömungsrichtung hinter dem Ventilkörper (20) angeordnet ist.
Schaftventil nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsträger (30) ohne Axialhub entlang der Drehachse (5) an dem Grundkörper (10) gelagert ist.