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Die Erfindung betrifft Rotationspumpen, welche auf Grund ihrer geringen Aussenmasse und auf Grund ihrer integrierten Antriebseinheit überall dort eingesetzt werden können, wo der mini- male Platzbedarf dieser Pumpen eine funktionelle Notwendigkeit darstellt oder diese als wünschenswert erscheinen lässt.
Da diese Rotationspumpen bei zweckmässiger Ausgestaltung - im Sinne der Erfindung - in der Lage sind, auch über berührungslose Dichtstellen das Fördergut in Form einer Spaltdichtung abzudichten, können sowohl Emulsionen als auch Suspensionen bei Pumpfrequenzen von 200 Umdr/min unter minimalem Stress weitergefördert werden. Diese schonende Pumpweise ergibt eine spezielle
Einsatzmöglichkeit solcher Rotationspumpen zu deren Verwendung als Blut- oder Herzpumpen. Diese Pumpen können auf dem Gebiet der Herztechnologie weiters als pneumatische Gaspumpen oder als hydraulische Flüssigkeitspumpen für den Antrieb von Membranblutpumpen verwendet werden.
Diese Blutpumpen können aber auch als implantierbare Herzpumpen eingesetzt werden, um in Verbindung mit der Erhaltung der Lebensfunktion Blut in einem menschlichen oder tierischen Körper zu pumpen, wobei eine oder mehrere Pumpfunktionen des Herzens zum Teil oder zur Gänze übernommen werden.
Diese Rotationspumpen sind daher sowohl allgemein auf dem gewünschten technischen Gebiet als auch speziell auf dem Gebiet der Herztechnologie als pneumatische respektive hydraulische Rotationspumpen einsetzbar.
Die Erfindung geht von einer Rotationspumpe zur Förderung gasförmiger und flüssiger Stoffe aus und ist in der Art einer Trochoidkreiskolbenpumpe ausgebildet, welche entweder bei einer 2 : 3 Übersetzung mit einer zweibogigen trochoidenförmigen Mantellaufbahn und einem auf einem Exzenter einer Exzenterwelle umlaufenden dreieckigen Kolben, der mit seinen Ecken mit der Mantellaufbahn in ständig gleitender Berührung steht, bzw.- einem auf einem Exzenter einer Exzenterwelle umlaufenden Kolben mit dreikeuligem Troehoidenquerschnitt, der innerhalb eines schmalen festen Bereiches (Dl oder D2) an der engsten Stelle des Trochoidendurchmessers der Mantellaufbahn zu dieser im wesentlichen abgedichtet in ständig gleitender Berührung steht, oder bei einer 1 :
2 Übersetzung mit einer einbogigen trochoidenförmigen Mantellaufbahn und einem auf einem Exzenter einer Exzenterwelle umlaufenden zweieckigen Kolben, der mit seinen Ecken mit der Mantellaufbahn in ständig gleitender Berührung steht, bzw. einem auf einem Exzenter einer Exzenterwelle umlaufenden Kolben mit zweikeuligem Trochoidenquerschnitt, der innerhalb eines schmalen festen Bereiches der Mantellaufbahn zu dieser im wesentlichen abgedichtet in ständig gleitender Berührung steht, ausgestattet ist, wobei als Antriebseinheit für den Kolben ein oder zwei Elektromotoren mit Getriebe vorgesehen sind.
Folgende Patentschriften beschreiben Motoren oder Pumpen in einer Trochoiddrehkolben- oder Trochoidkreiskolbenausführung : US-PS Nr. 3, 221, 664, Nr. 4, 296, 500, FR-PS Nr. 2. 250, 892, Nr. 2. 260. 008 Nr. 2. 389. 382, GB-PS Nr. 1, 35Ö, 728, DE-OS 2021513,2242247, AT-PS Nr. 355704, Nr. 355177, Nr. 351137.
Keine dieser Patentschriften beschreibt eine Rotationskolbenmaschine, in welcher ein Elektromotor samt Getriebe im Inneren des Kolbens untergebracht ist, wie es der Gegenstand dieser Erfindung offenbart.
Beim derzeitigen Stand der Herzpumpentechnik besteht die Tendenz zur Entwicklung pulsatil arbeitender und implantierbarer Blutpumpen dahingehend, dass Membranblutpumpen mittels Druckplatten mechanisch betätigt werden, wobei die Kraftübertragung zwischen der Druckplatte und der Pumpenmembran meist hydraulisch erfolgt und die mechanische Bewegung der Druckplatte durch einen elektromechanischen Antrieb erzeugt wird.
Weiters ist aus der DE-OS 2819851 eine Rotationsblutpumpe in der Art einer Trochoiddrehkolbenpumpe bekannt, welche analog der Veröffentlichung "Einteilung der Rotations-Kolbenmaschinen" von F. Wankel nichts anderes ist als eine schon lange bekannte Trochoidkreiskolbenpumpe mit einer 2 : 3 oder einer 1 : 2 Übersetzung im Schlupfeingriff mit äusserer ruhender Arbeitsraumwandung und aussenliegenden Dichtteilen. Der Antrieb dieser als "Künstliches Herz" bezeichne- ten Blutpumpe soll durch einen ausserhalb des Pumpengehäuses befindlichen Elektromotor erfolgen. Der Patentanspruch wird in dieser Offenlegungsschrift dadurch begründet, dass diese Blutpumpe nicht als schnellaufender Motor oder Verdichter, sondern als langsam laufende Herzpumpe vorgesehen ist.
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Eine weitere derzeitige Entwicklung verfolgt das Ziel, die Membranblutpumpen über Druck- platten mit Hilfe elektromagnetischer Solenoide zu betreiben.
Der Nachteil dieser Entwicklungen liegt darin, dass entweder die Antriebseinheiten zu gross geraten und sinnvoll nicht implantierfähig sind oder dass bei entsprechender Kleinheit dieser An- triebseinheiten eine zu geringe Pumpleistung entwickeln.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden.
Die Lösung des Antriebsproblems liegt hier darin, dass zur Erzielung der benötigten Energie einem kleineren hochtourigen Elektromotor mit kleinem Trägheitsmoment der Vorzug gegenüber einem grossvolumigen Langsamläufer mit grossem Trägheitsmoment gegeben wird, wodurch vorteilhaft auch das Gewicht der Pumpe verkleinert wird.
Die Aufgabe dieser Erfindung ist die Herstellung von Pumpen in raumsparender und kompak- ter Bauweise zur breiten technischen Anwendung allgemein sowie für die Möglichkeit zur Verwendung als Blutpumpen oder deren Antriebseinheiten im speziellen.
Erfindungsgemässes Kennzeichen dieser Rotationspumpen ist, dass bei Verwendung nur eines
Elektromotors die gesamte Antriebseinheit, bestehend aus Elektromotor und einem Planetengetriebe im Inneren des Rotationskolbens zentrisch in axialer Lage untergebracht ist und der Elektromotor mit seinem Gehäusemantel und Exzenter und eine nur an einer Elektromotorseite axial herausragende, mit dieser Motorseite fest verbundene und zur Motorachse des Elektromotors exzentrisch angeordnete Hohlwelle die Exzenterwelle bilden und die Exzenterführung durch eine oder zwei jeweils seitlich im Kolben mitdrehenden Exzenterscheiben gebildet wird, oder dass bei Verwendung von zwei Elektromotoren die gesamte Antriebseinheit,
bestehend aus zwei Elektromotoren und einem zweiseitig wirkenden Planetengetriebe im Innern des Rotationskolbens zentrisch in axialer Lage untergebracht ist und jeder Elektromotor mit seinem Gehäusemantel den Exzenter und je Elektromotor eine nur an einer Elektromotorseite axial herausragende, mit dieser Motorseite fest verbundene und zur Motorachse des Elektromotors exzentrisch angeordnete Hohlwelle die Exzenterwelle bilden und-bei einer etwaigen geringen Gehäusemantelbreite der Elektromotore - die Exzenterführung durch eine oder zwei jeweils seitlich im Kolben mitdrehende Exzenterscheiben zusätzlich gewährleistet werden kann.
Diese Erfindung stellt somit Pumpen dar, die sich auf Grund ihrer Konstruktionsprinzipien in sich selber bewegen, wobei sich die Aussenmasse solcher Pumpentypen mit eingebautem Antrieb von solchen Pumpentypen mit externem Antrieb nicht unterscheiden.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung können je nach Type der Rotationspumpe auf Grund der jeweiligen Kolbenform im Inneren des Rotationskolbens bei 2 : 3 im Schlupfeingriff
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der AT-PS Nr. 355177 und DE-OS 2242247 gezeigten Rotationspumpen - sowohl als Umfangs- als auch als Seiteneinlass ausgebildet sein können.
Ein weiteres Merkmal dieser Erfindung für die Anwendung dieser Pumpen als Herzpumpen betrifft die Ausbildung der Kolbenecken bei zwei- und dreieckigen Pumpentypen, wo die Kolbenecken anstatt der sonst federnden Dichtleisten mit einem festen Äquidistantenradius versehen sind, wobei dieser Radius zur Mantellaufbahn des Gehäuses ständig einen konstanten Abstand im I1m- - Bereich beibehält.
Ein weiteres Merkmal dieser Erfindung für die Anwendung dieser Pumpen als Herzpumpen besteht darin, dass die Seitenflächen des Kolbens zu den Seitenflächen des Gehäuses jeweils einen konstanten Abstand im 11m-Bereich beibehalten können.
Ein weiteres erfindungsgemässes Kennzeichen für die Verwendung dieser Pumpen als Herzpumpen oder als "Künstliches Herz" selber liegt darin, dass 2 Herzpumpen der 1 : 2 Übersetzung zu einem Körper zusammengefasst sind, wodurch der funktionelle Totalherzersatz eines natürlichen Herzens möglich wird.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung für die Verwendung dieser Pumpen als Herzpumpen oder als "Künstliches Herz" liegt weiters darin, dass bei 2 : 3 Übersetzung ein mit festen Äquidistantenradien versehener dreieckiger Kolben über die Kolbenmantelseite mit der Mantellaufbahn des Gehäuses an der engsten Stelle des Epitrochoidendurchmessers der Mantellaufbahn innerhalb eines schmalen festen Bereiches (Dl oder D2) im wesentlichen abgedichtet in ständig gleitender Berührung steht, so dass der Hohlraum in zwei Halbpumpen getrennt ist, die durch den Kolben ständig getrennt sind und dass zu beiden Seiten der festen Bereiche (Dl und D2) zwei Längsöffnungen vorhanden sind, die mit dem Venensystem bzw. Arteriensystem verbunden werden können.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Fig. 1 bis 12 erläutert und es zeigen : Fig. 1 als Ausführungsbeispiel mit einem Elektromotor eine erfindungsgemässe Rotationspumpe mit drei-
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Äquidistante vergrösserten trochoidenförmigen Mantellaufbahn, Fig. 5 die Detailansicht eines Kolbeneckes mit Dichtleiste, Fig. 6 die Detailansicht eines Kolbeneckes mit festem Äquidistantenradius, Fig. 7 eine 1 : 2 übersetzte Trochoidkreiskolbenpumpe im Radialschnitt mit dem in Totpunktstellung befindlichen Kolben, Fig. 8 eine 1 : 2 übersetzte Trochoidkreiskolbenpumpe im Radialschnitt mit dem in Draufsicht gezeigten, in Totpunktstellung befindlichen Kolben, Fig. 9 die Darstellung der Blutzirkulation bei einem natürlichen Herzen in Verbindung mit dem Einsatz erfindungsgemässer Herzpumpen in 1 :
2 Übersetzung, Fig. 10 die Darstellung der Blutzirkulation bei Verwendung von zwei Herzpumpen von 1 : 2 Übersetzung als totaler Herzersatz, Fig. 11 die Darstellung der Blutzirkulation bei Verwendung einer Herzpumpe in 2 : 3 Übersetzung mit dreieckigem Kolben als totaler Herzersatz, und Fig. 12 dieselbe Darstellung mit einer Herzpumpe in 2 : 3 Übersetzung mit einem dreikeuligen Kolben mit Hypotrochoidenquerschnitt.
Entsprechend der Fig. 1 und 2 weist die erfindungsgemässe Rotationspumpe ein Gehäuse auf, welches aus einem Gehäusemantel-l-mit trochoidenförmiger Mantelbahn --2-- und zwei Seitenteilen --3 und 4-- besteht, von denen das mit --3-- bezeichnete in Fig. 2 nicht sichtbar ist.
In dem Gehäuse läuft ein dreieckiger Kolben --5-- über eine Lagerung --6-- auf einem als Exzenter wirkenden Gehäusemantel --7-- des Elektromotors --8--, dessen Exzenterwelle mit - bezeichnet ist und die nur einseitig über ein Lager --10-- in einem Hohlritzel --11-gelagert ist.
Dieses Hohlritzel --11-- durchsetzt den Seitenteil --4-- und ermöglicht durch seine Bohrung - die Einpassung einer elektrischen Steckvorrichtung --13--, wobei deren Kontakte --14-in die Schleifkontakte --15-- der hohlen Exzenterwelle --9-- verbindend eingreifen und die elektrische Zuleitung --16-- zum Elektromotor --8-- hergestellt ist.
Da die Exzenterwelle --9-- nur einseitig ausgeführt ist und nur durch die Lagerung --10-- über das Hohlritzel --11-- einen Seitenteil --4-- durchsetzt, muss auf der theoretischen Exzenter-
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wellenachse --17-- im Seitenteil --3-- ein Lagerbolzen --18-- eingepasst sein, welcher über ein Lager --19-- mit derselben Exzentrizität des Exzenters --7-- eine Exzenterscheibe --20-- führt, welche wieder über ein Lager --21-- im Kolben --5-- radial gleitet.
Desgleichen befindet sich auf der Seite der Exzenterwelle --9-- auf dem in den Seitenteil - 4-- eingepassten Hohlritzel --11-- eine Lagerpassung --22--, über welche ein Lager --23-- eine mit der Exzentrizität des Exzenters --7-- identische Exzenterscheibe --24-- führt, welche wieder über ein Lager --25-- im Kolben --5-- radial gleitet. Durch die Konstruktion ist gewährleistet, dass trotz der unterbrochenen Exzenterwelle kein axiales Kippmoment auftritt.
Der Antrieb der Pumpe wird durch die Drehzahl des Elektromotors --8-- bestimmt, wobei das als treibendes Sonnenrad wirkende Motorritzel --26-- ein Planetenradvorgelegt --27-- antreibt und dieses wieder ein Sonnenradvorgelege --28-- antreibt, welches auf einer aus dem Seitenteil --29-- des Elektromotors --8-- herausragenden starren Sonnenradhohlwelle --30-- gleitet.
Das Sonnenradvorgelege --28-- kämmt nun mit einem weiteren Planetenradvorgelege --31--, welches wie das schneller rotierende Planetenradvorgelege --27-- auf derselben Planetenradachse --32-gleitet, wobei die Planetenradachse --32-- mit dem Kolben --5-- verbunden ist und der Kolben daher in seiner Funktion einem Planetenträger entspricht.
Das Planetenradvorgelege --31-- kämmt nun mit einem an der Seitenwand --29-- des Elektromotors --8-- befestigten Sonnenrad --33--, wodurch der Gehäusemantel --7-- des Elektromotors - die Funktion einer abtreibenden Sonnenradwelle übernimmt und zwischen dem Gehäusemantel - und dem Kolben --5-- eine gegenläufige Drehbewegung eintritt, welche durch die ent-
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dass der Kolben --5-- mit seinen Radialdichtleisten --36-- in ständigem Eingriff auf der trochoidenförmigen Mantellaufbahn --2-- gleitet.
Dichtungen --37--, welche in die Seitenteile --3 und 4-- des Gehäuses eingesenkt sind sowie beidseitig im Kolben eingelassene Dichtungen --38-- dichten über drehende Exzenterscheiben - 20 und 24-- die Kolbeninnenräume-39-vom jeweiligen Pumpeninnenraum --40-- ab.
Stirnflächendichtungen --41-- können die seitliche Abdichtung des Kolbens --5-- zusätzlich vervollständigen.
Das gesamte Planetengetriebe --42-- befindet sich voll abgekapselt im Inneren des Kolbens - -5--.
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und Ausstossöffnungen --43-- könnenSeiteneinlass ausgebildet sein.
Weiters sei erwähnt, dass abweichend von der Darstellung in Fig. l das Zahnrad des Hohlritzels --11-- auch auf dem Lagerbolzen-18-- angebracht sein kann, wobei auch das mit dem Kolben --5-- verbundene Innenzahnrad --35-- im Kolbeninnenraum --39-- neben der Exzenterscheibe --20-- untergebracht ist.
Als weiteres Ausführungsbeispiel, wobei als Antriebseinheit für den Kolben zwei Elektromotore mit Getriebe vorgesehen sind, weist in Fig. 3 die Rotationspumpe ein Gehäuse auf, welches aus einem Gehäusemantel --44-- mit trochoidenförmiger Mantelbahn --45-- und zwei Seitenteilen - 46 und 47-- besteht.
Im Gehäuse läuft ein dreieckiger Kolben --48-- über je eine Lagerung --49-- auf den als Exzentern wirkenden Gehäusemänteln --50-- der zwei Elektromotore --51--, wobei jede Exzenterwelle mit --52-- bezeichnet ist und jede Exzenterwelle --52-- nur einseitig über ein Lager--53in einem Hohlritzel --54-- gelagert ist.
Jedes Hohlritzel --54-- durchsetzt einen Seitenteil --46 und 47-- und ermöglicht durch seine Bohrung --55-- die Einpassung einer elektrischen Steckvorrichtung --56--, wobei deren Kontakte --57-- in die Schleifkontakte --58-- der hohlen Exzenterwelle --52-- verbindend eingreifen und die elektrische Zuleitung --59-- zum jeweiligen Elektromotor --51-- hergestellt ist.
Da eine durchgehende Exzenterwelle nicht vorkommt, sondern diese durch das dazwischenliegende Planetengetriebe --60-- in zwei einseitig ausgebildete Exzenterwellen --52-- aufgeteilt ist, müssen beide Exzenterwellen --52-- und die in die Seitenteile --46 und 47-- eingepassten
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Hohlritzel --54-- auf einer theoretischen Exzenterwellenachse --61-- koaxial fluchten. Weiters weist jedes Hohlritzel --54-- eine Lagerpassung --62-- auf, welche über ein Lager --63-- eine mit der Exzentrizität des Exzenters --50-- identische Exzenterscheibe --64-- radial führt, wobei jede Exzenterscheibe --64-- wieder über ein Lager --65-- im Kolben --48-- seitlich radial gleitet.
Der Antrieb der Pumpe wird durch die Drehzahl der den beiden Elektromotoren zugehörenden Rotorwelle --66-- bestimmt, wobei das als treibendes Sonnenrad wirkende Motorritzel --67-- ein beidseitiges Planetenradvorgelegt --68-- antreibt und dieses wieder je ein Sonnenradvorgelege - antreibt, welches auf einer aus dem Seitenteil --70-- des jeweiligen Elektromotors --51-herausragenden Sonnenradhohlwelle --71-- gleitet.
Jedes Sonnenradvorgelege --69-- kämmt nun mit einem weiteren Planetenradvorgelege --72--,
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--68-- auf- radial gleitet, wobei jede Planetenradachse --73-- beidseitig mit dem Kolben-48-- ver- bunden ist und der Kolben --48-- daher in seiner Funktion einem Planetenradträger entspricht.
Das Planetenradvorgelege --72-- kämmt nun mit einem an der Seitenwand --70-- des jeweiligen Elektromotors --51-- befestigten Sonnenrad --74--, wodurch der Gehäusemantel --50-- des jeweiligen Elektromotors --51-- die Funktion einer abtreibenden Sonnenradwelle übernimmt und zwischen dem jeweiligen Gehäusemantel --50-- und dem Kolben --48-- eine gegenläufige Drehbewegung eintritt, welche durch die entsprechende Getriebeübersetzung --75-- der Aussenverzahnung des Hohlritzels --54-- und der Innenverzahnung --76-- des mit dem Kolben --48-- ver- bundenen Innenzahnrades --76-- derart übersetzt wird, dass der Kolben --48-- mit seinen Radialdichtleisten --77-- in ständigem Eingriff auf der trochoidenförmigen Mantellaufbahn --45-gleitet.
Obwohl die Getriebeübersetzung-75-in Fig. 3 beidseitig dargestellt ist, kann diese selbstverständlich auch in einseitiger Ausfertigung ausgebildet sein, wenn die axiale Pumpenlänge gering ist.
Dichtungen --78--, welche in die Seitenteile-46 und 47-- des Gehäuses eingesenkt sind sowie beidseitig im Kolben --48-- eingelassene Dichtungen --79-- dichten über radial mitdrehende Exzenterscheiben --64-- die Kolbeninnenräume --80-- vom jeweiligen Pumpeninnenraum --81--
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Stirnflächendichtungen --82-- können die seitliche Abdichtung des Kolbens --48-- zusätzlich vervollständigen.
Das gesamte Planetengetriebe --60-- befindet sich abgekapselt im Inneren des Kolbens - -48---.
Entsprechend Ansaug-und Ausstossöffnungen-43-- können je nach Pumpenart über den Gehäusemantel --44-- als Umfangeinlass oder/und über die Seitenteile --46 bzw. 47-- als Seiteneinlass ausgebildet sein.
Wie aus der Fig. 2 hervorgeht, weisen diese Ausführungsbeispiele einer Rotationspumpe mit dreieckigem Kolben drei Planetenradachsen --32 bzw. 73-- auf, welche um 1200 zueinander versetzt zentrisch im Planetengetrieberaum des Kolbens --5 bzw. 48-- untergebracht sind.
Dieselbe Anordnung der Planetenradachsen gilt auch für dreikeulige Trochoidenkolbenquerschnittsformen.
Handelt es sich um eine 1 : 2 übersetzte und im Schlupfeingriff arbeitende Rotationspumpe, so gilt für diesen Pumpentyp dasselbe Beschreibungsmerkmal der unter Fig. l bis 3 ausgeführten Beispiele, der zweieckige Kolben weist allerdings nur zwei Planetenradachsen auf, welche um 180 zueinander versetzt zentrisch im Planetengetrieberaum des Kolbens untergebracht sind. Dieselbe Anordnung der Planetenradachsen gilt auch für zweikeulige Trochoidenkolbenquerschnittsformen.
Abweichend von der in Fig. 3 dargestellten Bauweise des Planetengetriebes --60-- ergibt sich für 1 : 2 übersetzte, speziell aber für 2 : 3 übersetzte Rotationspumpen der Trochoidenbauweise auf Grund des unter Umständen grossen Kolbenquerschnittes die Möglichkeit, das abtreibende Sonnenrad --74--, welches in Fig. 3 als aussenverzahntes Stirnrad dargestellt ist, als innenverzahntes Hohlrad auszubilden und dieses in der inneren Ausnehmung des Kolbens --48-- mit diesem fest zu verbinden. In diesem Falle bildet der Kolben --48-- die abtreibende Sonnenradwelle,
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Eine Dichtleiste, deren Lauffläche genau der Epitrochoide folgen würde, müsste eine Spitze aufweisen.
Um eine Dichtfläche endlicher Breite einsetzen zu können, führt man die Epitrochoide E um einen kleinen, konstanten Abstand a grösser aus, wobei a die Äquidistante zur Epitrochoide E darstellt.
Die Gleichung für die um die Äquidistante vergrösserte Trochoide Ä ist :
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Dabei tritt der Schwenkwinkel + auf, es ist dies der Winkel zwischen dem erzeugenden Radius und der Bahnnormalen. Es gilt :
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tmax ergibt sich, wenn der Winkel bei A ein rechter ist :
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Handelt es sich um eine einbogige trochoidenförmige Mantellaufbahn, so lautet die Gleichung für die um die Äquidistante vergrösserte Trochoide :
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Die Gleichung für den Schwenkwinkel t lautet :
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Fig. 5 zeigt in Detailansicht ein Kolbeneck --83--, dessen Radialdichtleiste --84-- in be- kannter Weise mit einem Äquidistantenradius a versehen ist, wobei diese Dichtleiste --84-- auf der um die Äquidistante vergrösserten Trochoidenmantelbahn-Ä-in ständig gleitender Berührung steht.
Die Art dieser Abdichtung mit Radialdichtleiste --84--, Stirnflächendichtung --85-- und
Dichtbolzen --86--, welche für die unter Fig. 1 bis 3 beschriebenen Pumpentypen allgemein zu- trifft, ist für die spezielle Verwendung dieser Pumpentypen als Blutpumpen nicht geeignet, da an den berührenden Dichtstellen eine Hämolyse des Blutes provoziert wird. Untersuchungen des
Patentinhalbers haben aber ergeben, dass der Einsatz bestimmter Trochoidkreiskolbenpumpen für eine direkte Verwendung als Blut- und Herzpumpen möglich ist, wenn das Dichtungsproblem analog der Darstellung in Fig. 6 gelöst wird.
Analog Fig. 6 besitzen Herzpumpen kreisbogenförmig ausgebildete Kolbenecken --87-- mit einem festen Äquidistantenradius a, wobei dieser Radius zur Trochoidenmantelbahn --Ä-- ständig einen konstanten Abstand im 11m-Bereich beibehält. Desgleichen weisen die Seitenflächen des Kolbens --88-- zu den Seitenflächen des Gehäuses --89-- jeweils einen konstanten Abstand im 11m-Bereich auf.
Fig. 7 und 8 zeigen eine 1 : 2 übersetzte Trochoidkreiskolbenpumpe mit der Fähigkeit zu deren Verwendung als Herzpumpe.
Fig. 7 zeigt, dass entsprechende Ansaug- und Ausstossöffnungen --90-- auf dem Gehäusemantel --91-- in Form von Längsöffnungen als Umfangseinlass ausgebildet sein können, wobei die Ansaug- und Ausstossöffnungen --90-- direkt gegenüber den Kolbenecken --92-- liegen, wenn sich der Kolben --93-- in Totpunktstellung befindet und die beiden Pumpräume --94-- je ein Maximum und Minimum bilden.
Fig. 8 zeigt die Öffnung --95-- in Form einer Längsöffnung als Umfangseinlass, die Öffnung - hingegen als Seiteneinlass ausgebildet, wobei der Seiteneinlass --96-- in Totpunktstellung des Kolbens --97-- sowohl von der vorlaufenden als auch der nachlaufenden Kolbenkante überdeckt wird. Es kann die Öffnung --96-- selbstverständlich auch beidseitig spiegelbildlich gegen- überliegend in den Seitenteilen --98-- des Pumpengehäuses untergebracht sein.
Fig. 9 zeigt den Einsatz zweier Herzpumpen mit 1 : 2 Übersetzung analog der Fig. 7 bzw. 8 in Form einer assistierten Herzunterstützung. Man sieht das menschliche Herz von vorne betrachtet, mit dem rechten Atrium --AD--, in welches die Hohlvenen-VC-münden, den rechten Ventrikel --VD--, welcher über die Lungenarterie --AP-- sauerstoffarmes Blut über den kleinen Kreislauf --99-- zu den Lungen pumpt, das linke Atrium --AS--, in welches die Lungenvenen --VP-sauerstoffreiches Blut zum Herzen leiten sowie den linken Ventrikel --VS--, von dem die Aorta - ausgeht und sauerstoffreiches Blut über den grossen Kreislauf --100-- dem gesamten Körper zuführt.
Fig. 10 zeigt die Darstellung der Blutzirkulation bei Verwendung von zwei Herzpumpen mit 1 : 2 Übersetzung analog der in Fig. 7 bzw. 8 definierten Ansaug-und Ausstossöffnungen in der Funktion eines totalen Herzersatzes.
Es können auch zwei Herzpumpen aus Gründen des für Implantate geforderten geringen Bauvolumens zu einem Körper zusammengefasst werden, der zwei zylindrische Hohlräume mit gleichem Volumen und trochoidenförmiger Mantellaufbahn begrenzt, deren Hohlräume senkrecht zur Erzeugenden getrennt sind, wobei sich in jedem Hohlraum ein eigener Kolben befindet und wobei in jedem Kolben im Sinne der in Fig. 1 bis 3 dargestellten Beispiele je ein oder/und zwei Elektromotore untergebracht sind.
Fig. 11 und 12 zeigen die gleiche Darstellung der Blutzirkulation bei Verwendung einer 2 : 3 übersetzten Herzpumpe sowohl mit einem dreieckigen als auch einem dreikeuligen Kolben in der Funktion eines totalen Herzersatzes.
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Fig. 11 zeigt einen dreieckigen Kolben, dessen Ecken analog Fig. 6 einen festen Äquidistanten- radius aufweisen und dessen Kolbenmantel so ausgebildet ist, dass er mit der Mantellaufbahn an der engsten Stelle des Epitrochoidendurchmessers innerhalb eines schmalen festen Bereiches --D1 oder D2-- im wesentlichen abgedichtet in ständig gleitender Berührung steht bzw. einen konstanten
Abstand im im-Bereich in Form einer Spaltdichtung aufweist. Der Gehäusemantel weist zu beiden
Seiten der festen Bereiche-Dl und D2-- analog Fig. 2 zwei Längsöffnungen --43-- auf, die mit dem Venen bzw. Arteriensystem des Patienten verbunden sind.
Des weiteren sei erwähnt, dass die festen Äquidistantenradien zwei- und dreieckiger Kolben von Herzpumpen im Vergleich zu den bekannten Wankelmotoren einen relativ grossen Radius aufweisen können.
Zusammenfassend sei festgehalten, dass diese erfindungsgemässen Pumpen einen grossen Fort- schritt auf dem Gebiet der Blut- und Herzpumpentechnik bilden, da das Blut ohne grosse Scher- kräfte schonend weitergepumpt wird. Als implantierbare Herzpumpen bilden diese erfindungsgemässen
Pumpen derzeit ein absolutes Novum, auch weltweit gesehen, und deren Einsatz ermöglicht auf dem Gebiete des künstlichen Herzersatzes einen bisher nicht dagewesenen Fortschritt, auch der
Einsatz eines "Künstlichen Herzens" wird erstmals sinnvoll Realität.
Da die Operationstechnik nicht Gegenstand eines Patentanspruches sein kann, wird hier nochmals auf die DE-OS 2819851 hingewiesen, wo die Möglichkeit solcher Operationstechniken aus- führlich dargelegt wird.
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