AT379511B

AT379511B - Rotationspumpe zur foerderung gasfoermiger und fluessiger stoffe, insbesondere zur verwendung als blut- und herzpumpe sowie kuenstliches herz

Info

Publication number: AT379511B
Application number: AT0336482A
Authority: AT
Inventors: Walter Mag Schwab
Original assignee: Walter Mag Schwab
Priority date: 1982-09-09
Filing date: 1982-09-09
Publication date: 1986-01-27
Also published as: ATA336482A

Description


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   Die Erfindung betrifft eine weitere Ausbildung einer Rotationspumpe zur Förderung gasförmiger und flüssiger Stoffe, in der Art einer Trochoidkreiskolbenpumpe, die 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 Trochoidenquerschnitt, 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, wobei 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 den 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 mitdrehende Exzenterscheiben gebildet wird oder bei Verwendung von zwei Elektromotoren die gesamte Antriebseinheit, bestehend aus den zwei Elektromotoren und einem zweiseitig wirkenden Planetengetriebe im Inneren 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 Elektromotoren - die Exzenterführung durch eine oder zwei jeweils seitlich im Kolben mitdrehende Exzenterscheiben zusätzlich gewährleistet werden kann, nach Patent Nr. 376885. 



   Bei der Rotationspumpe nach dem Stammpatent Nr. 376885 besteht der Nachteil, dass bei den angeführten Beispielen die Exzenterwelle meist als "fliegende Exzenterwelle" ausgebildet ist, also nur einen Seitenteil des Pumpengehäuses durchsetzt. Es können dadurch am Kolben einseitige Kippmomente auftreten, deren Behebung eine spezielle konstruktive Auslegung erfordert, was sich wieder in höheren Herstellungskosten niederschlägt. 



   Ein weiterer Nachteil der Rotationspumpe nach dem Stammpatent Nr. 376885 besteht darin, dass der Abtrieb des Kolbens und somit seine Rotation dadurch erfolgt, dass das am Kolben befindliche Innenzahnrad und das am Gehäuseseitenteil befindliche Aussenzahnrad gegeneinander als Absperrräder wirken. Diese Zahnräder werden dadurch   stärker   belastet und das Modul muss grösser gewählt werden. 



   Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Rotationspumpe gemäss dem Stammpatent so zu verbessern, dass die gesamte Exzenterwelle einschliesslich dem Exzenter in ihrer äusseren Form einen einheitlichen Teil bildet und die Exzenterwelle beide Seitenteile des Pumpengehäuses durchsetzt, wodurch sich diese Pumpentypen auch herstellungsmässig von herkömmlichen Kreiskolbenpumpen wenig unterscheiden und somit eine preisgünstige Serienfertigung bei der geforderten Massgenauigkeit der Pumpenteile möglich ist. 



   Eine weitere Verbesserung liegt noch darin, dass der Abtrieb des Kolbens und somit seine Rotation durch die Exzenterwelle erfolgt, wodurch das am Kolben befindliche Innenzahnrad und das am Gehäuseseitenteil befindliche Aussenzahnrad zueinander im Schlupfeingriff laufen und somit kaum belastet werden. Dadurch kann das Modul kleiner gewählt werden. 



   Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass bei Verwendung nur eines Elektromotors die Antriebseinheit, bestehend aus Elektromotor und Getriebe, innerhalb des Rotationskolbens im Inneren des Exzenters in axialer Lage verdrehungsfest mit diesem verbunden untergebracht ist und die Exzenterwelle beidseitig als Hohlwelle ausgebildet ist, wobei auf der einen Seite die axiale Bohrung der Exzenterhohlwelle zur Transmission der elektrischen Energie zum Elektromotor 

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   In Fig. 3 und 4 durchsetzt die Exzenterwelle --7-- zur Gänze den   Gehäuseseitenteil --3--   und ist ausserhalb des Seitenteiles --3-- mit einem festen Ritzel --25-- versehen. Weiters durchsetzt auf derselben Seite die abtreibende Getriebewelle --13-- zur Gänze die Bohrung --11-- der Exzenterwelle --7-- und ist ausserhalb des Exzenterwellenritzels --25-- ebenfalls mit einem festsitzenden   Ritzel --26-- versehen. Umlenkräder --27-- stellen   eine Verbindung der Ritzel --25 und 26-- her, wodurch bei laufendem Getriebe --10-- ebenfalls die Exzenterwelle --7-- in Drehung versetzt wird. 



   Weiters sei erwähnt, dass abweichend von der Darstellung in Fig. 1 bis 4 die abtreibende Getriebewelle --13-- sich natürlich auch auf der   Gehäuseseite --4-- des Zahnradgetriebes --8--   befinden kann und die Zuleitung zum Motoranschluss auf der andern   Gehäuseseite --3--.   



   Analog Fig. 1 und 2 weist in diesem Fall das Zahnrad --17-- keine durchgehende Bohrung - auf, dafür aber eine verdrehungssichere Steckverbindung --24-- zur Koppelung mit der Getriebewelle --13--, während die Zuleitung zum   Motoranschluss --18,   19,20 und 21-- sich am   Gehäuseseitenteil --3-- befindet.    



   Analog Fig. 3 und 4 weist in diesem Fall das Zahnrad --17-- eine Bohrung --16-- auf, da diese Bohrung zur Gänze von der Exzenterwelle --7-- durchsetzt wird, wobei ausserhalb des Gehäu-   seseitenteiles --4-- die Exzenterwelle --7-- mit   einem festen Ritzel --25-- versehen ist. Weiters durchsetzt auf derselben Seite --4-- die abtreibende Getriebewelle --13-- zur Gänze die Bohrung   - -12-- der Exzenterwelle --7-- und   ist ausserhalb deren Ritzel --25-- ebenfalls mit einem festsitzenden Ritzel --26-- versehen, wobei   Umlenkräder --27-- deren   Verbindung herstellen. Die Zuleitung zum   Motoranschluss --18,   19,20 und 21-- befindet sich in diesem Fall ebenfalls am Gehäuseseitenteil-3-. 



     Dichtungen --28-- können   in die Seitenteile --3 und 4-- des Gehäuses eingesenkt sein. Im Exzenter --6-- eingelassene Dichtungen --29-- oder im Kolben --5-- eingelassene Dichtungen - dichten gegebenenfalls die   Kolbeninnenräume --31-- vom   jeweiligen Pumpeninnenraum --32-ab.   Radialdichtleisten --33-- dichten   gegebenenfalls den Kolben --5-- zur trochoidenförmigen Man-   tellaufbahn --2-- ab, Stirnflächendichtungen --34-- können   die seitlichen Abdichtungen des Kolbens --5-- zu den   Gehäuseseiten --3 und 4-- vervollständigen.   



   Da die Pumpleistung einer Herzpumpe je nach Fördervolumen und Pulsschlag zirka 3 bis 12 W beträgt, ist es erfindungsgemäss von Vorteil, wenn das in Fig. 3 dargestellte Umlenkgetriebe --35-für grössere Übersetzungen mehrstufig ausgebildet ist und der   Elektromotor --9-- einen grösseren   Raum im Inneren des   Exzenters --6-- der Exzenterwelle --7-- ausfüllen   kann und der Elektromotor mit seinem Mantel den Exzentermantel bilden kann, wodurch auftretende Wärme gleichmässig über die Oberfläche des Kolbens --5-- an das vorbeiströmende Blut abgeleitet werden kann. 



   Es ist weiters selbstverständlich, dass der Raum --36-- des Umlenkgetriebes --35-- und die gesamte elektrische Installation --37-- der betreffenden Pumpenteile sowohl zu den bluterfüllten   Pumpeninnenräumen --32-- als   auch zum umgebenden Organismus bei Herzpumpen vollkommen abgedichtet sein muss. Weiters muss die gesamte elektrische Anlage der Herzpumpe gegen Kriechströme vollkommen isoliert sein. 



   Hinsichtlich der Operationstechnik wird hier nochmals auf die DE-OS 2819851 (ident mit FR-PS Nr.   2. 389. 382   sowie US-PS Nr.   4, 296, 500) hingewiesen.   

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Claims

PATENTANSPRÜCHE : 1. Rotationspumpe zur Förderung gasförmiger und flüssiger Stoffe, in der Art einer Trochoidkreiskolbenpumpe, die 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 Trochoidenquerschnitt, der innerhalb eines schmalen festen Bereiches (D1 oder D2) an der engsten Stelle des Trochoidendurchmessers der Mantellaufbahn zu dieser im wesentlichen abgedichtet in ständiger Berührung steht, oder bei einer 1 :

2 Übersetzung mit einer einbogigen trochoidenförmigen Mantellaufbahn und <Desc/Clms Page number 4> 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, wobei 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 den 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 mitdrehende Exzenterscheiben gebildet wird oder bei Verwendung von zwei Elektromotoren die gesamte Antriebseinheit, bestehend aus den zwei Elektromotoren und einem zweiseitig wirkenden Planetengetriebe im Inneren 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 Elektromotoren - die Exzenterführung durch eine oder zwei jeweils seitlich im Kolben mitdrehende Exzenterscheiben zusätzlich gewährleistet werden kann, nach Patent Nr.

376885, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung nur eines Elektromotors die Antriebseinheit, bestehend aus Elektromotor (9) und Getriebe (10) innerhalb des Rotationskolbens (5) im Inneren des Exzenters (6) in axialer Lage verdrehungsfest mit diesem (6) verbunden untergebracht ist und die Exzenterwelle (7) beidseitig als Hohlwelle ausgebildet ist, wobei auf der einen Seite die axiale Bohrung (12) der Exzenterhohlwelle zur Transmission der elektrischen Energie zum Elektromotor (9) und auf der andern Seite die axiale Bohrung (11) der Exzenterhohlwelle für den Durchlass der abtreibenden Getriebewelle (13) ausgebildet ist.

2. Rotationspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die abtreibende Getriebewelle (13) im Gehäuseseitenteil (3) durch eine Verbindung (24) verdrehungssicher festgehalten wird oder dass die Exzenterwelle (7) zur Gänze den Gehäuseseitenteil (3) durchsetzt und ausserhalb des Seitenteiles (3) mit einem festen Ritzel (25) versehen ist und auf derselben Seite die abtreibende Getriebewelle (13) zur Gänze die Bohrung (11) der Exzenterwelle (7) durchsetzt und ausserhalb des Exzenterwellenritzels (25) ebenfalls mit einem festsitzenden Ritzel (26) versehen ist und beide Ritzel (25,26) durch Umlenkzahnräder (27) verbunden sind.

3. Rotationspumpe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Anschluss zum Elektromotor (9) über eine elektrische Anschlussvorrichtung (18) erfolgt, welche in die Bohrung (16) der mit dem Seitenteil (4) des Gehäuses verbundenen hohlen Ritzelwelle (17) eingepasst ist und die elektrische Anschlussvorrichtung (18) mit deren Kontakten (19) über Schleifkontakte (20) die elektrische Zuleitung (21) zum Motoranschluss (22) herstellt.

4. Rotationspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die abtreibende Getriebewelle (13) im Gehäuseseitenteil (4) durch eine Verbindung (24) mit dem Zahnradritzel (17) verdrehungssicher festgehalten wird oder dass die Exzenterwelle (7) zur Gänze im Seitenteil (4) das Hohlritzel (17) durchsetzt und ausserhalb des Seitenteiles (4) mit einem festen Ritzel (25) versehen ist und auf derselben Seite die abtreibende Getriebewelle (13) zur Gänze die Bohrung (12) der Exzenterwelle (7) durchsetzt und ausserhalb des Exzenterwellenritzels (25) ebenfalls mit einem festsitzenden Ritzel (26) versehen ist und beide Ritzel (25,26) durch Umlenkzahnräder (27) verbunden sind.

5. Rotationspumpe nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Anschluss zum Elektromotor (9) über eine elektrische Anschlussvorrichtung (18) erfolgt, welche in eine zur theoretischen Exzenterwellenachse (23) koaxial fluchtende und der Gehäuseseitenteil (3) durchsetzende Bohrung eingepasst ist und die elektrische Anschlussvorrichtung (18) mit deren Kontakten (19) über Schleifkontakte (20) die elektrische Zuleitung (21) zum Motoranschluss (22) herstellt. <Desc/Clms Page number 5>

6. Rotationspumpe nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass alle bekannten Typen von AC oder DC Elektromotoren (9) mit oder ohne Bürsten und Kommutator bzw. Kollektor vorgesehen sind.

7. Rotationspumpe nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansaugund Ausstossöffnungen (38) je nach Pumpenart über den Gehäusemantel (1) als Umfangeinlass oder/und über die Seitenteile (3,4) als Seiteneinlass ausgebildet sein können.

8. Rotationspumpe, geeignet zur Verwendung als Herzpumpe, nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenecken (33) mit ihrem Radius zur Trochoidenmantelbahn (2) ständig einen konstanten Abstand im 11m-Bereich beibehalten.

9. Rotationspumpe, geeignet zur Verwendung als Herzpumpe, nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenflächen des Kolbens (5) zu den Seitenflächen des Gehäuses (3,4) jeweils einen konstanten Abstand im 11m-Bereich aufweisen.

10. Rotationspumpe, geeignet zur Verwendung als Herzpumpe, nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Rotationspumpen der 1 : 2 Übersetzung zu einem zylindrischen Körper zusammengefasst sind, der zwei zylindrische Hohlräume mit gleichem Volumen und einbogiger trochoidenförmiger Mantellaufbahn begrenzt, deren Hohlräume senkrecht zur Erzeugenden getrennt sind, wobei sich in jedem Hohlraum ein eigener zweieckiger Kolben, einschliesslich der in den Kolben befindlichen Elektromotoren (9), mit deren Getriebe (10) befindet.

11. Rotationspumpe, geeignet zur Verwendung als Künstliches Herz, nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (38) durch entsprechende Leitungen mit den Hohlvenen bzw. der Lungenarterie für die rechte Herzhälfte und den Lungenvenen bzw. der Aorta für die linke Herzhälfte verbindbar sind.