包括具有密封唇的活动主体机构的用于稳定身体区域和/或运动装置的相对彼此可移动的两个部分的移动的设备的制作方法

文档序号:31051448发布日期:2022-08-06 07:27阅读:85来源:国知局
包括具有密封唇的活动主体机构的用于稳定身体区域和/或运动装置的相对彼此可移动的两个部分的移动的设备的制作方法

1.本发明涉及一种用于稳定身体区域和/或运动装置的相对于彼此运动的两个部分的运动的装置。


背景技术:

2.众所周知,通过使自适应运动限制成为可能的装置来稳定身体的关节、肌肉和肌腱。人们还知道,能够进行剧烈运动的运动装置应提供自适应运动限制装置。
3.除其他外,这种类型的装置的适应性行为是通过两个主体相对移动的事实来实现的,填充介质被置于两个主体之间。在这里,该装置的一个主体能够形成填充有所述填充介质的容器。所述另一主体能够形成可移动地设置于所述容器中的拉出体。当两个主体相对于彼此移动时,填充介质能够在容器和拉出体之间的区域内流动。填充介质的流动速度决定性地取决于垂直于容器和拉出体的相对位移方向的横截面积。这种能够用于填充介质流动的横截面积也称为水力直径,以及在外力作用情况下最终对装置的反应行为是决定性的。
4.因此,装置对抗外力的阻力能够通过选择水力直径来指定。这些装置能够固定在可相对移动的用户的两个身体位置或运动装置的两个元件之间。
5.如果通过用户的两个身体位置将生理力或生理速度(即对于要相应稳定的身体部位或部件而言,并非关键的力)引入到装置中,则根据装置中的水力直径,允许容器和拉出体发生相应的相对运动,以及从而稳定身体部位的运动。
6.相反,如果将非生理力(即对于要相应稳定的身体部位或部件而言关键的力)引入到装置中,由于水力直径的变化,只有在非常大的作用力下,才能在拉出体和容器之间进行相对移动。装置堵塞。
7.例如,这种类型的装置已知,例如从美国专利u.s.5,712,011。us5,712,011公开了一种具有两个彼此相对可移动地主体的装置。第一主体包括充满流体的容器。第二主体至少部分地延伸到第一主体的容器中,并且被配置成与流体进入相互作用。第一主体和第二主体之间的相对运动能够通过相互作用来阻尼。
8.在堵塞状态下,装置中会产生非常高的压力负载,这些压力负载会损坏装置。容器的过硬或过脆的材料选择的缺点是,尽管容器能够承受压力负载,但它损害了装置在身体部位和关节上的磨损舒适性。另一方面,容器的过度弹性材料选择的结果是,容器在高压下向外弯曲,或膨胀,以及填充介质能够从空间中逸出,该空间在堵塞状态下被压缩,沿容器内壁经过密封件和/或活动主体和与之连接的密封圈。其结果是,装置不再按预定的堵塞,装置的工作原理受损。
9.研究表明,o形圈不能适应容器直径的变化,这是由于容器在相应压力下的弯曲所致。此外,研究表明,由于高压负载,o形圈不能始终保存其在容器中的位置。由于填充介质通过密封件逸出,及o形圈移位,甚至滑过活动主体,损害装置的功能能力,直到整体故障,
即装置切换太早或太晚或根本不切换,即不再允许装置工作原理的再现性。
10.此外,现有技术中已知的装置的缺点是它们在生理速度范围内不会堵塞,并且在以这种速度持续运动的情况下,有活动主体撞击容器的风险,因此装置能够被损坏。


技术实现要素:

11.从已知的现有技术出发,本发明的目的是提供一种改进装置,其用于稳定身体区域和/或运动装置的相对于彼此可移动的两个部分的移动。
12.该对象是通过具有权利要求1的特征的装置来实现的。
13.其从属权利要求带来有利的精细化。
14.因此,规定了一种装置,用于稳定身体区域和/或运动装置的相对于彼此可移动的两个部分的移动,身体区域的两个部分具体为两个相对可移动的身体关节;该装置包括能够固定在身体区域和/或运动装置的第一部分上的容器,该容器填充有填充介质;以及至少一个可移动地容纳在容器中并能够与填充介质相互作用的活动主体机构;力传递主体,其能够固定在相同身体区域和/或相同运动装置的第二部分上,用于向活动主体传递外力或速度,活动主体包括至少一个通道开口,填充介质能够通过该通道开口流动。根据本发明,活动主体机构具有密封唇,用于密封容器内侧和活动主体机构外侧的横向区域之间的间隙,密封唇设置在活动主体的外侧。
15.例如,密封唇在周向上设置在活动主体的外侧和/或活动主体的上侧和/或下侧。
16.在装置的容器内部,由于装置在堵塞状态下的临界位移速度和由此产生的力,在活动主体上会产生高压负载。取决于容器的直径,能够产生不同大小的压力负载。在这种情况下,直径越低,所发生的最大压力负载就越高。例如,能够出现从160到280bar的压力负载。
17.这种类型的压力负载能够通过相应的容器设计来保持在控制下,即加固壁厚。然而,这是不可取的,由于这种类型的大型结构,其反过来会降低装置在身体关节或区域上的佩戴舒适性,这种类型的大型结构不必要地增加了该装置在运动装置中的空间要求。
18.此外,需要注意的是,容器的直径越小,压力负载越难被控制,这反过来意味着必须进一步加固壁厚。因此,壁厚的加固并不适合用于该装置的特定应用目的的解决方案,由于后者要尽可能的小,以便用于运动装置或身体区域。在目前情况下,“运动装置”一词还包括运动服装诸如,例如,运动胸衣、袜子、鞋子、手套。
19.为了不损害佩戴舒适性和/或不进一步增加壁厚,容器应以这样方式配置,使其不太硬/太脆(例如,1500至1800mpa的弹性模量,测试方法din en iso 6721-1(2018-03))。该容器具体优选地由具有足够弹性特性的塑料制成。
20.结果表明,具有弹性特性的材料选择特别适合该容器。当遭受高压负载时,容器的壁向外弯曲,也就是所谓的鼓起。容器在允许的应力范围内发生轻微变形。由于容器的弹性特性,避免了容器的破裂。这种类型的容器配置也是有利的,因为容器的弹性特性不会在装置堵塞状态下突然停止不正确的关节运动,而是适度地缓冲它。由于这种缓冲效果,能够发生能量的摄入或吸收,因此,周围的身体结构/部位的负载程度较小。
21.然而,由于鼓起,容器的横截面或直径分别局部增加,由于缺乏足够的密封,导致填充介质流过间隙,并可能导致容器内部的压力损失。由于鼓起导致的压力损失,活动主体
产生相当低的反力,这导致装置不再堵塞,并且不可能提供和/或维持装置足够的保护作用。活动主体甚至能够滑动,并撞击容器的上端,从而能够导致活动主体和容器的损伤。
22.这个问题能够通过密封唇来解决。密封唇使得能够以弹性方式设计装置的容器(例如,300至700mpa的弹性模量,测试方法din en iso 6721-1(2018-03)),尽管容器在高压负载下鼓起,但填充介质不能逸出或仅通过间隙在很小程度上逸出,由于密封唇调整自身以适应容器直径的变化。
23.这个容器能够用金属生产。作为替代,该容器能够用塑料生产。
24.塑料容器的配置使容器具有弹性特性成为可能。这能够例如通过注塑成型方法来实现。在一个示例中,容器能够与其他零件(例如恢复元件,具体为密封软管)一体生产,其负责将活动主体恢复到启动状态。这里的优点在于,由于组装的零件更少,制造成本能够降低很多倍。
25.密封唇的另一个优点在于,在注塑成型方法的情况下,由于拔模角而产生的间隙尺寸的公差通过密封唇补偿。间隙尺寸的公差或方差同样导致装置的堵塞作用,但并不会始终在恒定的力和/或速度范围内发生。因此,密封唇对间隙公差/方差的调整功能确保了装置工作原理的改进的再现性。因此,密封始终适应容器内直径的变化,并确保装置的均匀切换,即在力传递主体上引入的拉力超过预定的拉力和/或速度的情况下,装置的均匀堵塞。
26.因此,圆周密封唇的优点是其补偿活动主体与容器的内壁之间的不同间隙或间距,即在容器弯曲或鼓起的情况下也变形,因此能够在装置堵塞时维持容器内的压力。
27.按压容器的直径以形成一个略微椭圆形的横截面,也能够通过密封唇的弹性来补偿。容器由于被压入而变成椭圆形。密封唇以这种方式具有弹性,使沿圆周的不同间隙尺寸能够被补偿。因此,密封唇在圆周上的某些点处被压缩,并在其他位置膨胀,以补偿增加的间隙。由于所述密封唇的自适应作用,容器能够更具弹性配置。因此,能够提高装置的佩戴舒适性。
28.此外,密封唇能够用于具有椭圆形横截面的容器中。密封唇以这种方式具有弹性,使得沿活动主体圆周的不同间隙尺寸能够被补偿。因此,密封唇能够在沿圆周的某些点上被压缩,并能够在其他位置鼓起,以补偿由于椭圆形截面造成的不同间隙尺寸。
29.填充介质能够是牛顿流体,例如油,具体为硅油。膨胀流体也能够被用作为替代品。
30.活动主体和填充介质以这样方式相互操作连接,使得在作用于活动主体上的力或速度低于预定阈值的情况下,活动主体能够通过通道开口位移填充介质,即填充介质能够相对于活动主体在容器内流动。在作用于活动主体的力或速度大于或等于预定阈值的情况下,活动主体以这样的方式作用于填充介质,使填充介质相对于活动主体通过通道开口的流动不可能或仅局部可能通过通道开口。
31.密封唇也能够被称为密封隔膜。
32.根据一个实施例,活动主体机构具有密封唇的区域,该区域与承抵容器的内侧,并相对于活动主体的外侧的横向区域以角度(α,β)延伸,角度(α,β)是可变的,为了能够补偿在容器内侧与活动主体机构的外侧的横向区域之间的间隙的尺寸波动,并且为了即使在这种类型的尺寸波动的情况下能够密封间隙。
33.在目前的情况下,尺寸波动将被理解为意味着容器的内侧和活动主体的外侧的横向区域之间的间距的变化。
34.间距的变化,具体是由于容器内径因鼓起而在截面上发生变化。
35.根据一个实施例,可变的角度(α,β)能够补偿相对于间隙的原始尺寸高达15%的间隙尺寸波动。
36.这种类型的自适应密封唇的优点是,该容器能够为弹性配置,而不损害该装置的功能能力。此外,容器能够为薄壁配置。这是特别有利的,由于该装置能够是小尺寸,因此其特别适合在运动领域使用。
37.例如,直径为8mm的容器的密封唇能够补偿由于鼓起产生的直径局部变化达到1mm,最好是1.2mm。这种类型容器的结构规划鼓起额外具有的优点为该装置还吸收了堵塞状态下不正确的关节运动。
38.此外,密封唇以这样的方式配置,使其能够在变形后再次恢复,从而使其在自适应变形后复位或大致弹性恢复到起始状态(主要依靠自身)。为此目的,密封唇应具有如上所述相应地弹性模量。
39.通道开口流体地将内部空间中的第一腔室连接到第二腔室。
40.容器的直径比活动柱体更大。这个间隙是由活动柱体和容器的不同直径形成的。
41.根据一个实施例,间隙尺寸相对于间隙的原始尺寸增加15%以上时,流体介质能够流动通过间隙,以避免容器中的临界内部压力。
42.因此,只有在一定程度上,即直到容器中产生一定的(临界)内部压力,才有意地对鼓起进行补偿。在临界内部压力下,容器鼓起至密封唇仅局部地密封间隙的程度,以抵消产生的临界内部压力。在上述示例中,直径将增加,例如,超过1mm或1.2mm。
43.根据一个实施例,密封唇和活动主体一体形成。密封唇和活动主体一起形成单件活动主体机构。因此,能够避免密封件从活动主体释放或滑动,并且能够改进容器和活动主体之间的间隙的密封作用的紧固。此外,单件配置使简化组装成为可能,这反过来对装置的制造成本有积极的影响。
44.根据一个实施例,容器包括开口,穿过开口的力传递主体,以及密封唇,该密封唇设置在活动主体的端部处,该活动主体的端部面向容器的开口。力传递主体能够沿着拉出方向移位。拉出方向实质上沿活动主体的纵轴线延伸。密封唇在活动主体上的这种设置的优点是,除了密封功能外,密封唇还提供了防止活动主体对容器的撞击的缓冲功能。
45.纵轴线被理解为沿力传递主体的拉出方向或中心线延伸的轴线。
46.作为替代,额外的密封唇也能够设置在活动主体的端部,该端部位于开口对面。因此,能够进一步提高密封效果,从而能够避免活动主体对位于开口对面的容器区域的撞击。
47.在一个示例中,密封唇至少局部地从活动主体的外圆周沿容器的内壁的方向延伸,并且能够承抵后者。因此,能够确保在起始位置接触密封唇,即在容器不鼓起的位置。密封唇是预应力的,例如,以这样的方式,密封唇在起始位置密封地抵在容器的内壁。
48.作为替代,密封唇不是预应力的,而是这样配置为,在起始位置,密封唇允许密封唇和容器的内壁之间的小间隙。如果该装置在非生理速度的范围内被激活,则填充介质作用于密封唇,结果是密封唇按压在容器的内壁上。
49.根据一个具体优选的实施例,密封唇至少局部地沿容器的开口方向延伸超过活动
主体,以在活动主体的拉出方向上形成凸起。
50.这种类型的密封唇的定向的优点是,当力传递主体沿拉出方向被拉出装置时,密封唇通过填充介质被按压在容器的内壁上。填充介质在容器的第一腔室中被压缩,即更靠近容器的开口的腔室,并且在与活动主体的拉出运动相反的方向上至少沿着容器的内壁流动。因此,填充介质被按压在密封唇上,因此,密封唇被按压在容器的内壁上,并增强了密封唇的密封作用。
51.此外,这种类型的设置的优点是,如果活动主体撞击第二端部,即设置容器开口的端部处,密封唇以缓冲方式作用。这就是下述情况,例如,当装置以生理速度被激活和/或活动主体被拉到容器的止挡部上时。通过密封唇的阻尼作用,能够避免由于对容器的撞击而导致的活动主体和/或容器的损坏。
52.具体优选地,密封唇能够被活动主体以伞状或支腿状的方式展开,以缩小活动主体机构和容器之间的间隙。这能够确保间隙的完全圆周密封。
53.在目前的情况下,伞状被理解为在空间中远离活动主体的纵轴线指向的方向。被活动主体展开的密封唇在纵轴和纵轴的垂线之间以角度α、β设置在空间中,即相对于活动主体纵轴线,角度范围大于0
°
和小于90
°
,优选大于10
°
和小于80
°
。0
°
应理解为密封唇平行于活动主体的纵轴线延伸的方向。90
°
应理解为密封唇相对活动主体的纵轴垂直延伸的方向。作为替代,密封唇也能够沿活动主体的纵轴和沿活动主体的圆周局部地偏移,即,例如,能够以花状方式设置在活动主体上。此外,活动主体也能够是圆锥形的设计。
54.从活动主体凸起的密封唇能够配置为各种形式。例如,密封唇能够是直线的或弯曲的配置。此外,密封唇的面向容器内壁的端部能够具有比密封唇的其余部分更大的横截面。因此,能够增加用于密封作用的内壁上的接触面积。由于密封唇在承抵活动主体区域内的锥形横截面是有利的,因此,密封唇更灵活,因此能够以自适应的方式补偿容器直径的变化。
55.根据一个实施例,密封唇具有在300-700mpa的范围内的弹性模量,优选在350-450mpa的范围内,具体优选的是420mpa。因此,提供了密封唇,其适用于密封活动主体和容器之间的间隙以防止在起始位置填充介质流动通过,并补偿由于鼓起或间隙尺寸公差引起的间隙尺寸变化。
56.密封唇具体优选由聚合物制成,优选由聚卤烯烃类的聚合物制成,特别优选由聚四氟乙烯(ptfe)制成。聚四氟乙烯具有特别低的摩擦力,并具有弹性特性,适合于补偿由于鼓起而导致的容器直径的变化。
57.根据另一实施例,密封唇允许填充介质在高于作用于力传递主体的力或速度的某阈值之上以及在容器内(优选地在容器的第一腔室内)的一定合成压力的情况下流动通过间隙,以避免容器中的临界内部压力。
58.例如,在密封唇中制成槽或瓣,其在施加在力传递主体上的张力的一定阈值以上膨胀,并且允许填充介质通过密封唇。在一定的阈值以下,槽和瓣通过密封唇的内应力被封闭。因此,密封唇充当了压力安全阀。这样做的优点是,在容器中不会产生过压。在一个示例中,密封唇能够配置为确保例如800n的反力,而不管激活力传递主体的力如何。如果力传递主体例如被2000n的拉力激活,密封唇通过一定量的填充介质通过间隙而用作安全阀,这在一定阈值之上是允许的,从而始终提供例如800n的反力。因此,能够改进容器的使用寿命和
安全性,例如防止容器破裂。
59.在一个例子中,活动主体具有止挡部,以取决于一定压力的方式限制在容器内侧方向上的运动。因此,密封唇在超过一定压力时不承抵容器的内侧,结果是有少量的填充介质能够通过间隙,以避免过压积聚。
60.此外,能够确保对不正确的关节运动进行软制动。从生理学上讲,这比装置的完全、突然的停止更有利。
61.根据进一步的改进,在容器上围绕容器的开口设置了端部止挡部,以避免活动主体对容器的直接撞击。
62.例如,端部止挡部是一种弹性软塑料,它作为缓冲元件或缓冲垫围绕容器开口设置在容器的内侧上。也能够使用双组分注塑方法将端部止挡部集成到容器中。
63.在另一个例子中,密封唇和端部止挡部能够组合地提供缓冲功能。当装置不堵塞时,这一点尤其重要,即运动在生理范围内。然后,活动主体能够一直经过远至容器的止挡部。如果没有缓冲器,则存在装置部件,尤其是活动主体或密封唇和容器,由于活动主体对容器的撞击而损坏的风险。此外,密封唇还能够连接到与容器开口相对的一端,以在那里形成撞击阻尼元件或缓冲元件。
64.根据另一实施例,所述活动主体包括第一活动主体和第二活动主体,所述第一活动主体和第二活动主体可移动地设置在容器中,以及它们能够与所述填充介质相互作用,其中所述力传递主体向所述第一活动主体传递外力,其中所述第二活动主体通过联接元件与第一活动主体弹性联接,其中所述第二活动主体和/或所述第一活动主体具有至少一个通道开口,所述填充介质能够通过该通道开口流动,其中,所述第一活动主体形成阀体,而所述第二活动主体形成阀座,其中,所述密封唇被设置在所述第二活动主体上。
65.因此,能够允许或阻止介质流动通过通道开口,其取决于阀门的位置。第二活动主体相对于容器的纵轴被设置得更靠近容器的第二端,第一活动主体相对于纵轴被设置得更靠近第一端。
66.在一优选改进中,第二活动主体在相对位移方向上包括至少一个接收空间,独立于第一活动主体和第二活动主体相对于彼此的相对位移,该接收空间关于相对位移方向,与第一活动主体重叠。
67.因此,能够总是提供接触,即对第一活动主体在第二活动主体上的引导。因而,当装置位于起始位置时,第二活动主体的接收空间与第一活动主体重叠,在该起始位置中没有外力作用于该装置,以及尤其是没有外力作用在第一和第二活动主体,并且在阻塞位置,第一活动主体位于第二个活动主体上,从而关闭通道开口。
68.第一活动主体和第二活动主体在相对位移方向上的重叠使得两个活动主体在由于外力作用而彼此相对移动时能够被引导。因此,通过两个活动主体的接触,通道开口完全关闭的可能性会增加,从而导致通道开口堵塞。这有助于装置的同质行为。
69.相对位移方向表示第一活动主体和第二活动主体能够通过力和/或力传递主体的外部作用的方式而彼此相对移动的方向。
70.在一个示例中,容器的直径范围为4-15毫米。直径的选择取决于应用。例如,在运动装置中,使用直径为15毫米的装置。在如服装行业等使用领域,例如鞋类,使用直径为4毫米的装置。这种类型的小直径的装置能够用于,例如,纺织或编织成纺织品。容器的直径越
小,装置在身体上的佩戴舒适性越好,和/或如果连接在运动装置上,装置的空间要求越小。
71.密封唇使该装置具有相应的小尺寸成为可能,因此它特别适合在运动领域使用。作为替代,该装置也能够用于职业安全、在军事领域或一般用于预防跌倒。
72.容器的壁厚优选在1至3mm之间,优选在1.5至2.5mm之间,具体优选为2毫米。
73.根据进一步的改进,第一活动主体和容器之间的间隙尺寸与第二活动主体和容器之间的间隙尺寸不同。
74.根据一个实施例,通过双组分注塑生产方法将密封唇模制在活动主体上,至少密封唇包含聚合物,具体是由聚卤代烯烃类的聚合物,优选聚四氟乙烯(ptfe)制成。聚四氟乙烯具有特别低的摩擦力,并具有弹性特性,它适用于补偿容器直径的变化。此外,聚四氟乙烯在生产过程中具有较高的重现性。作为替代,以取决于作用的力和速度的自适应方式,活动主体能够由部件设计或模制而成,使活动主体本身形成密封唇和弯曲状,或不形成形状。
75.在一个优选改进中,容器是中空纤维。这是有利的,例如,在将该装置集成到纺织品内的情况中,如,绷带、护垫、手套、鞋子、袜子等。该装置基于的操作原理,使特别小的整体设计成为可能。因此,集成到中空纤维中的一种用于运动限制的装置,因此能够实现,其尤其适用于运动领域。
76.用于稳定身体关节和/或运动装置的装置使具有弹性特性的容器的配置成为可能。在装置的高压负载的情况下,容器的鼓起和相关的压力损失通过密封唇来补偿,因为在鼓起的情况下,密封唇能够调整到容器的变化的横截面。
附图说明
77.通过以下附图的描述更详细地解释了本发明的优选进一步实施例和方面,其中:
78.图1a示意性地示出了根据一个实施例的装置的截面视图,其用于稳定身体区域和/或运动装置的相对于彼此运动的两个部分的运动,
79.图1b示意性地示出了图1a中装置在装置非堵塞状态的截面视图的详细视图,
80.图1c示意性地示出了图1a中的装置在堵塞状态下的截面视图的详细视图,
81.图1d示意性地示出了图1a中装置的透视图,
82.图2示意性地示出了根据另一实施例的装置的截面视图,其用于稳定身体区域和/或运动装置的相对于彼此运动的两个部分的运动,
83.图3a示意性地示出了图2中装置的第二活动主体的透视图,
84.图3b和3c示意性地示出了图2中装置的第二活动主体的侧视图,
85.图4a-4g示出了密封唇的各种实施例的透视图和截面示意图,
86.图5示意性地示出了一种装置的截面视图,其用于稳定身体区域和/或带有端部止挡部的运动装置的相对于彼此运动的两个部分的运动,以及
87.图6示意性地示出了根据另一实施例的装置的截面视图,其用于稳定身体区域和/或运动装置的相对于彼此运动的两个部分的运动。
具体实施方式
88.在以下内容中,将基于附图描述优选的示例性实施例。在这里,相同、相似或相同作用的元件用相同的参考符号表示。为了避免冗余,在以下描述中部分省去了对这些元件
的重复描述。
89.在以下内容中,将基于图1a至1c描述用于稳定身体区域和/或运动装置的相对于彼此运动的两个部分的运动的装置1。该装置包括能够固定在身体区域和/或运动装置的第一部分上的容器20,容器20充满填充介质30;以及至少一个带有活动主体的活动主体机构,该活动主体机构可位移地容纳在容器20中并且能够与填充介质相互作用;力传递主体50,其能够固定在同一身体区域和/或同一运动装置的第二部分上,用于将外力传递到活动主体35,活动主体35包括至少一个通道开口64,填充介质能够流动通过该通道开口64。活动主体机构具有密封唇33,用于密封容器20的内侧和活动主体机构35的外侧的横向区域之间的间隙31,密封唇33设置在活动主体35的外侧上。
90.活动主体35将容器20的内部空间25分成第一腔室23和第二腔室24。力传递主体50紧固在活动主体35上,活动主体35纵向通过第二腔室24,并在其第二端部22处离开容器20。力传递主体50的自由端(图1a所示)能够通过相应的附接元件连接到用户的身体部分(未示出),或者能够连接到运动装置,以通过力传递主体50将从身体部分或运动装置发出的拉力传递到活动主体35。容器20包括用于在容器20和第一主体之间(未示出)传递力的第一附接元件,并且力传递主体50包括用于在力传递主体50和第二主体(未示出)之间传递力的第二附接元件。第一附接元件设置在容器开口的区域中,用于在容器20和第一主体(未示出)之间传递力。在一个示例中,第一附接元件被配置为法兰。
91.第一附接元件充当用于在第一非装置主体和装置1之间传递力的界面。第二附接元件设置在力传递主体50的暴露部分上,该第二附接元件充当用于在第二非装置主体和装置1之间传递力的界面。因此得到了这样的结果,在负载的情况下,在第一附接元件、填充介质30、力传递主体50和第二附接元件之间产生力的流动。
92.容器20通过第一端部21区域中的封闭部26闭合(见图2),其结果是能够保留位于容器20中的填充介质。
93.密封主体29设置在容器20的第二端部22(见图2)的区域内,该密封主体29相对于力传递主体50密封容器20的内部空间。这里,容器20具有开口52,力传递主体50通过该开口从容器20的内部空间离开。
94.活动主体35能够由力传递主体50在第二端部22的方向上移动通过填充介质。这里,容器20连接到第一主体或运动装置位置,并且力传递主体50连接到第二主体或装置位置,第一主体或装置位置和第二主体或装置位置能够彼此相对移动。
95.装置1能够以特定应用的方式设定尺寸,结果是装置1允许用户的生理运动。如果活动主体35在生理运动的背景下通过力传递主体50向第二端部的方向移动,填充介质能够流动,如这里所示,通过容器20和活动主体35之间的通道开口64或通过设置在活动主体35(见图2)中的阀从第二腔室24进入第一腔室23。填充介质的流动速度决定性地取决于关于容器20和活动主体35的拉出方向b垂直的横截面积。为填充介质流动提供的横截面积也称为水力直径,最终在外作用力下对装置的反应行为具有决定作用。装置1抵消外作用力或速度的阻力,从而能够通过水力直径的选择来确定。在这里,箭头表示填充介质的流动方向s。如果力不再通过力传递主体50作用于活动主体35,则能够通过恢复元件42将主体35再次移动回起始位置(见图6),其中填充介质30从第一腔室23流入第二腔室24。
96.相比之下,如果将非生理力(即对身体部位或部件至关重要且相应地稳定的力)引
入装置中,活动主体35和容器20之间的相对运动仍是可能的,由于水力直径,只有用非常大的力。填充介质30属于牛顿流体,例如诸如硅油。作为替代,膨胀流体也能够用作填充介质。此外,也能够使用塑料。
97.如图1a的详细节选中的图1b和图1c所示,活动主体机构(即活动主体35和密封唇33)具有承抵容器20内侧的密封唇区域,该密封唇相对于活动主体外侧的横向区域以角度(α、β)延伸,角度(α、β)是可变的,为了能够补偿在容器20内侧和所述活动主体机构的外侧的横向区域之间的间隙31的尺寸波动(δs),并且为了即使在这种类型的尺寸波动的情况下密封间隙31。
98.图1b所示为装置从图1a中的详细节选。这里示出,密封唇33相对于活动主体35的纵向轴线以角度α与容器20的内壁承抵,以防止填充介质流动通过间隙31,即间隙31实质上是通过密封唇33密封或桥接。密封唇33和活动主体35能够一体形成,如这所示,并且能够形成活动主体机构。因此,能够避免密封唇33从活动主体35释放。作为替代,密封唇和活动主体也能够配置为多种零件。
99.在图1a至1c所示的实施例中,密封唇33沿容器20的开口52的方向延伸到活动主体35之外,以在活动主体35的拉出方向上形成凸起。这种密封唇33的定向具有的优点为,在力传递主体50沿拉方向b被拉出装置时,通过填充介质,密封唇33被按压在容器20的内壁上。填充介质在容器的第二腔室24中被压缩,并且填充介质至少沿容器20的内壁在与拉出方向相反的方向上(即朝向活动主体35)流动。因此,填充介质按压在密封唇33上,因此,密封唇33按压在容器20的内壁上,并增强密封唇33的密封作用。
100.图1c显示了密封唇33的状态,在该状态下,容器20由于容器内部的压力增加而弯曲或鼓起。在该装置的容器的内部,由于临界位移速度以及由此产生的作用在活动主体35上的力,能够出现高达280bar的非常高的压力。容器是由弹性材料制成的,在高压负载的情况下,容器向外弯曲或鼓起,即容器的壁呈弧形向外弯曲。
101.容器20的横截面通过容器20的鼓起而局部地增加。然而,密封唇33的弹性使得,即使容器20的横截面(即容器的直径)发生改变,也没有填充介质流过间隙31。如图1c所示,密封唇向外扩大,即向容器的内壁方向扩大,以补偿弯曲。相对于活动主体的纵轴线,密封唇此时在空间中不在处于角度α,而是位于角度β,β大于α。因此,在容器20的内部没有出现压力损失,具体是在第二腔室24中没有压力损失,从而能够保存装置1的功能。
102.圆周密封唇因此具有补偿活动主体35和容器20的内壁之间变化的间隙31或间距的优点,即在容器20弯曲或鼓起的情况下也会变形,并因此能够在装置1堵塞时维持容器20内的压力。
103.根据一个具体优选的实施例,相对于间隙31的原始尺寸,可变角度(α,β)能够补偿高达15%的间隙31尺寸波动。换言之,密封唇33以自适应设计为使得,即使在容器直径d2发生变化以及容器20和活动主体之间产生间隙尺寸波动(δs)的情况下,密封唇33也能够进行密封。图1c示出了容器20的原始直径d1和鼓起后容器20的变化直径d2,其中d2-d1对应于δs(max),即密封唇必须密封的沿着容器20鼓起的间隙31的最大尺寸波动。
104.这种类型的自适应密封唇的优点是,该容器能够为弹性配置,而不损害该装置的功能能力。例如,如图1c所示,对于直径为8mm的容器,密封唇能够补偿由于鼓起高达1mm,最好是1.2mm而导致的直径局部变化。
105.图1a示出带开口52的容器20,其中力传递主体50延伸穿过开口52,密封唇33设置在活动主体35的端部22,该端部22面向容器20的开口52。力传递主体50能够沿拉出方向b进行位移,拉出方向b基本上沿活动主体1的纵轴线延伸。作为示例,如图1b和图1c所示,密封唇33沿容器20的开口52方向延伸超过活动主体35,以在活动主体35的拉出方向上形成凸起。
106.这样做的优点是,当活动主体与第二端部接触时,密封唇具有阻尼作用。情况是这样,例如,当装置以生理速度被激活时(见图5)。通过密封唇的阻尼作用,能够避免由于对容器的撞击而造成的活动主体损伤。
107.图1d示出了装置1的透视图。力传递主体50从容器20中凸出来。在这里,容器20能够被紧固到用户的身体位置或运动装置,例如,诸如运动鞋。位于装置20外部的力传递主体50的端部能够紧固到第二主体位置。容器20为圆柱形结构。作为替代,容器也能够是长方体或椭圆形的结构。
108.图2示出了装置1的另一个优选实施例。这里,活动主体机构具有第一活动主体40和第二活动主体60,第一活动主体40和第二活动主体60可移动地设置在容器20中,能够与填充介质30相互作用,力传递主体50将外力传递到第一活动主体,第二活动主体60通过联接元件72弹性耦接到第一活动主体40,第二活动主体60和/或第一活动主体40具有至少一个通道开口64,填充介质30能够流动通过该通道开口。第二活动主体60中的通道开口64为填充介质提供了水力直径,只要第一活动主体40和第二活动主体60之间有间距,填充介质30就能够通过该水力直径流动。
109.此外,第一活动主体40形成阀体,而第二活动主体60形成阀座,密封唇33设置在第二活动主体60上。因此,能够以取决于阀位置的方式允许或阻止介质通过通道开口64的流动。通过通道开口64,能够以取决于阀位置的方式允许或阻止填充介质的流动。作用于第一活动主体40上的外力能够通过联接元件72传递到第二活动主体60。从而,第一活动主体40能够通过联接元件72推动和/或拉动第二活动主体60穿过填充介质。第二活动主体60相对于容器的纵轴线靠近容器20的第二端部22设置,第一活动主体40相对于纵轴线靠近第一端部21。
110.第二活动主体60具有容纳空间61,该容纳空间61朝向第一活动主体40延伸并与后者重叠。容纳空间61被配置为在第一活动主体40的后面接合。在这里,第一活动主体40被局部地容纳在容纳空间61中。
111.根据本实施例,第一活动主体40为阶梯形配置。第一活动主体40因此具有第一部分43和第二部分44,该第一部分43能够在第二活动主体60的容纳空间61中可移动地被容纳,以及该第二部分44的直径相对于第一部分43呈锥形,并沿运动方向b的方向延伸出容纳空间。容纳空间61以这样的方式配置使得其接合在第一活动主体40的第一部分43的后面,并在运动方向b上为第二部分44形成导向。这样,第一活动主体40能够相对于第二活动主体60居中,结果是,在第一活动主体40和第二活动主体60呈现闭合阀位置时,始终能够确保通道开口64的封闭。
112.这里,联接元件72以这样方式配置,在外力对第一活动主体作用的情况下,在生理速度范围内,其将力传递给第二活动主体60,结果是第二活动主体能够与第一活动主体40一起移动通过填充介质。
113.如果通过第一活动主体40和联接元件72作用于第二活动主体上的力导致装置中的临界相对位移速度,即非生理速度,联接元件72屈服,结果是,第一活动主体40向第二活动主体60移动。因此,水力直径减小,直到通过两个活动主体形成的阀关闭。
114.如果不再存在填充介质能够流动通过的水力直径,则第一活动主体40和第二活动主体60不能进一步移动通过填充介质。装置1堵塞。
115.因此,密封唇33可防止填充介质通过间隙31流动,并通过密封唇的自适应配置确保即使在容器20鼓起的情况下也能防止填充介质通过间隙31流动(见图1c)。
116.第二活动主体60能够通过第一活动主体40对活动主体60的撞击而变形。在第一活动主体40与第二活动主体60的接触位置处,高达1000bar的压力可以部分地作用在第二活动主体上。因此,在另一个实施例中,第二活动主体60能够具有有利的部件设计,其能够通过双组分注塑成型操作以相应的材料配对(硬部件/软部件)的形式实现。这里,第二活动主体中与第一活动主体接触的区域能够由具有高强度的材料成型(例如,弹性模量1800mpa),即第二活动主体的相对侧,即构成密封唇的侧,由具有高弹性的软部件成型(例如,弹性模量300-700mpa)。
117.作为替代,由诸如金属的硬部件制成的插入部件/衬套部件(未示出)也能够设置在容纳空间61中。
118.相应的有利设计和/或金属插入件能够防止第一活动主体40或第一部分43以破坏性的方式按压或作用于第二活动主体60。
119.图3a图3c示出了第二活动主体60的图解视图。第二活动主体60以这样方式设计使得联接传递主体、联接元件和第一活动主体被封闭在其中。第二活动主体60具有笼状的容纳空间(也见图2)。
120.密封唇33与活动主体60一起形成活动主体机构。根据这里所示的实施例,密封唇33能够通过第二活动主体60以伞状方式展开,以缩小第二活动主体60和容器之间的间隙。因此,能够确保间隙31的完全圆周密封。
121.被活动主体展开的密封唇以角度α、β在空间中设置在纵轴线和纵轴线的垂线之间,即相对于活动主体纵轴线的角度范围大于0
°
和小于90
°
,优选大于10
°
和小于80
°
。0
°
应理解为密封唇平行于活动主体的纵轴线延伸的方向。90
°
应理解为密封唇相对于活动主体的纵轴线垂直延伸的方向。
122.图4a到图4f示出了密封唇的进一步替代实施例。如这里所示,从活动主体突出的密封唇33能够配置为各种形式。例如,密封唇能够是直线的(见图4a或图4b)或弯曲的(见图4c)配置。如这里所示,密封唇33能够在活动主体35、60中以不同的方式制造。在一个优选示例中,密封唇33通过双组分注塑成型方法成型在活动主体35、60上,至少密封唇包括聚合物,具体为聚卤烯烃类,优选为聚四氟乙烯(ptfe)。
123.此外,如图4d所示,密封唇33能够通过限制元件37来限制其运动。因此,在密封唇33和容器20之间始终能够提供小的间隙。在一个示例中,限制元件37能够以这样方式形成所需尺寸(例如,具有比密封唇更高弹性模量的硬塑料),使得在容器内一定压力之上,防止密封唇在容器内的内壁方向上扩大。在启动状态下,密封唇不承抵限制元件37。在展开状态下,以虚线表征,密封唇沿容器20的内壁方向展开,但仅在限制元件37允许的范围内。结果是,能够确保一小层填充介质膜能够通过该间隙,因此能够避免临界的高压。同时,由限制
元件以这样的方式设定所提供的间隙,使得无压力损失产生,并且装置仍然堵塞。
124.图4e示出了限制元件37的进一步实施例。如图所示,限制元件能够额外具有弹性特性,这能够使密封唇33恢复到起始状态(见虚线示)。这里,恢复元件能够回弹作用,例如,密封唇在负载后立即恢复。同时,限制元件37以这样的方式配置使得密封唇33能够在扩大范围上受到限制。这里的情况是,如上所述,密封唇在达到一定压力下能够展开。一旦容器20中达到临界压力,限制元件37立即限制进一步扩大,从而确保容器20中不会出现过高的压力。
125.图4f示处了密封唇33的另一个实施例。在另一个实施例中,密封唇33以这样的方式配置使得也能够使其(也)在通道开口64的方向上明显。因此,活动主体35以这样方式配置使得密封唇33能够以阀的方式打开和闭合活动主体35中的通道开口64。通过密封唇的恢复性能或通过额外的恢复元件再次释放开口。这里,密封唇33以这样的方式配置,除了间隙31之外,密封唇33还能够密封通道开口64,即能够基本上防止填充介质流过通道开口64。虚线表示容器弯曲状态下密封唇33的扩大。通过通道开口64的额外密封,能够改善装置的堵塞情况。
126.图4g示出了用于限制密封唇33的扩大的另一实施例。在这里,活动主体35通过元件39提供,该元件39围绕活动主体延伸,例如环或套箍,例如,结果是限制密封唇的行程或变形范围。
127.套箍39围绕密封唇33附接。套箍39的形式只允许密封唇33扩大到预定的点。例如,套箍能够以这样的方式设计,套箍39允许将密封唇(见虚线)扩大到预定的压力(例如,160bar)。
128.图5示出了图2中的带端部止挡部27的装置1。端部止挡部27设置在容器20的开口52的区域内,以避免活动主体60直接撞击容器。这是当装置在生理速度范围内移动时的情况,例如,如果装置的用户故意以较慢的速度弯腰至耗尽装置的最大移动性的程度。端部止挡部27能够避免活动主体60直接与容器20的第二端部22接触。因此,活动主体对容器20的第二端部22的撞击可以通过端部止挡部27阻尼。
129.根据图5,端部止挡部27是阻尼、软塑料,其被设置为在容器的内侧上的缓冲元件,围绕着容器20的开口52。缓冲元件能够为,例如由聚合物制成的缓冲层,具体为由聚卤烯烷类,优选为聚四氟乙烯(ptfe)制成。
130.作为替代,活动主体的面向容器的第二端部的上部区域能够设置有阻尼、软塑料。例如,活动主体能够通过双组分注射模塑方法生产,密封唇33和上部区域由软阻尼材料构成,以及活动主体的剩余区域由硬质材料构成。
131.在另一个示例中,密封唇33和端部止挡部27能够组合提供活动主体的最佳阻尼。
132.在进一步的实施例中,密封唇33也能够以这样的方式配置,使得密封唇相对于活动主体的端部止挡部被偏移设置。因此,在对容器反复撞击的情况下,能够防止密封唇的磨损甚至破坏。在这里,在密封唇与容器接触之前,活动主体的一部分首先与容器或端部止挡部接触。
133.图6示出了根据另一实施例的用于稳定身体关节和/或运动装置的装置的截面视图,该装置具有设置在开口处的密封插件28和力传递主体50的覆盖层51。
134.密封插件28设置在装置1的开口处,位于密封开口的o形圈53下方。密封插件28在
容器20的上端处与容器20的尺寸相适应,使得通过非正连接(non-positive connection),具体为密封插件28与容器20之间的压配合连接,密封插件28牢固坐立在容器20上。在一个示例中,活动主体60能够用于将密封插件28压入容器20中。作为替代,密封插件28能够通过正锁定或整体结合的连接附着到容器20。例如,在制造该容器的过程中,在双组分注塑生产过程中将密封插件直接模制到容器上,并因此能够与容器一体生产。开口处的密封件53能够通过密封插件28进行改进,由于除了密封插件28的密封作用外,密封插件28同样确保o形圈53的牢固坐立。因此,避免了o形圈53的滑动。同时,改进了活动主体和密封唇的撞击保护。
135.根据另一实施例,除了上述端部止挡部之外,密封插件28还能够设置在容器20上。
136.此外,在图6所示的示例中,力传递主体50被配置作为电缆,具体为至少在与填充介质接触的区域上通过覆盖物51覆盖的钢丝缆(例如,鲍登电缆-bowden cable)。覆盖物51具有防止填充介质流入钢丝缆的编织物的效果,因此能够防止由于钢丝缆在填充介质中的移动而增加流阻(例如,发生的湍流)。因此,能够改进力传递主体50在流体介质中的滑动特性。
137.如果适用,在个别示例性实施例中示出的所有单独特征可以彼此组合和/或彼此交换,而不偏离本发明的范围。
138.附图标记
139.1 装置
140.2 容器
141.21 第一端部
142.22 第二端部
143.23 第一腔室
144.24 第二腔室
145.25 容纳的内部空间
146.26 封闭部
147.27 端部止挡部
148.28 密封插件
149.29 密封主体
150.30 填充介质
151.31 间隙
152.33 密封唇
153.35 活动主体
154.37 限制元件
155.39 套箍
156.40 第一活动主体
157.42 恢复元件
158.43 第一活动主体的第一部分
159.44 第二活动主体的第二部分
160.50 力传递主体
161.51 覆盖物
162.52 开口
163.53 o型圈
164.60 第二活动主体
165.61 第二活动主体的接收空间
166.70 第一附接元件
167.72 联接元件
168.80 第二附接元件
169.s 流动方向
170.b 拉出方向
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