WO2014202227A1 - Pumpengehäuse aus einem magnetischen und einem nichtmagnetischen material - Google Patents

Pumpengehäuse aus einem magnetischen und einem nichtmagnetischen material Download PDF

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housing
pump
alloy
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Oliver Keitel
Jörg-Martin GEBERT
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Heraeus Precious Metals Gmbh & Co. Kg
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Definitions

  • the invention relates to a pumping device comprising i. an impeller; ii. a pump housing surrounding at least a portion of an inner portion with an inlet and an exhaust, the impeller being provided in the interior of the pump housing; wherein the wall of the pump housing in at least one plane (Q) perpendicular to the longitudinal extent of the pump housing has at least a first portion and at least two further portions; wherein the at least one first portion includes at least one non-magnetic material, the further portions each including at least one ferromagnetic material, each further portion in the plane (Q) being adjacent to at least a first portion, and the at least one first portion Subarea and the other sections are connected to each other cohesively. Furthermore, the invention relates to a housing which includes the features described for the pump housing.
  • the invention also relates to a method of manufacturing a pump housing, comprising the steps of: a providing a first material; b. Providing another material; c. Forming a Pumpengephaseusevorierirs, wherein at least a first portion of the pump housing of the first material, and wherein at least two further portions of the pump housing are formed from the further material; and d. Treat the pump housing precursor at a temperature of at least 300 ° C.
  • Pumping devices with rotors or impellers are known. Some pumping devices have as a conveying path for a fluid to be pumped on a pump housing in the form of a tube. This is often an impeller, which is driven for example by a motor located outside the conveyor line via a drive shaft.
  • the pump housing is attached to the pumping device via one or more retaining elements.
  • This type of holder may involve various disadvantages. On the one hand, an additional step for attaching the holder is needed. This increases the manufacturing costs and is resource-inefficient.
  • the connection between the pump housing and the holder due to the production or due to the connection means used, for example screws or rivets, not without tension. This is because for the mounts and / or connecting means usually other materials are selected as for the pump housing.
  • Another object is to provide a pumping device whose materials are as biocompatible as possible, easy to process, corrosion resistant and permanently connected to each other.
  • Another object is to provide a pumping device that is configured as space-saving.
  • Another object is to provide a pumping device which can be operated in an energy-saving manner.
  • a further object is to provide a tension-free pump device, in particular with a tension-free housing or pump housing, and in particular to provide a stress-free transition from the pump housing to the remaining part of the pump device.
  • an object is to provide a pump housing for a pumping device which can be easily and space-savingly incorporated into other components, e.g. a component housing of the pump device can be integrated.
  • an object is to provide a pump housing for a pumping device that can be hermetically sealed to a component housing of the pumping device. Furthermore, an object is to provide a housing or pump housing, which is as free as possible from internal and / or external stresses.
  • an object is to provide a method to produce a pump housing as possible cost and time saving.
  • Another object is to provide a housing that can be hermetically sealed to other components.
  • a first subject of the present invention is a pumping device including: i. an impeller;
  • a pump housing surrounding at least a portion of an interior area with an inlet and an outlet
  • impeller is provided in the interior of the pump housing
  • the wall of the pump housing in at least one plane perpendicular to the longitudinal extent of the pump housing has at least a first portion and at least two further portions;
  • the at least one first subregion comprises at least 60% by weight, based on the total mass of the at least one first subregion, of at least one non-magnetic material
  • At least one ferromag netic material include
  • each further subarea in the plane is adjacent to at least a first subarea
  • the pumping device according to the invention is preferably suitable for being introduced into the body of a human or an animal.
  • the pumping device according to the invention is further preferably designed for body fluids such as blood, serum, plasma, interstitial To promote fluid, saliva, or urine.
  • body fluids such as blood, serum, plasma, interstitial To promote fluid, saliva, or urine.
  • the introduction of the pump device according to the invention may, for example, include implantation in the body, placement on the body or connection to the body.
  • the pump housing of the pumping device may have any shape that would be selected by a person skilled in the art for use in a pumping device.
  • the pump housing preferably has at least one wall of the pump housing, hereinafter also referred to as pump housing wall.
  • the at least one wall of the pump housing surrounds the interior of the pump housing.
  • the pump housing has at least two ends with at least one inlet disposed at one end and at least one outlet at the other end.
  • the interior of the pump housing is completely surrounded by the wall, except at the inlet and outlet of the pump housing.
  • the pump housing may partially extend beyond the interior of the pump housing.
  • the pump housing terminates at the inlet or outlet.
  • the interior side facing away from the pump housing is referred to as the outside of the pump housing.
  • the pump housing preferably has an elongated shape.
  • the pump housing is defined in its shape by a longitudinal extent and at least one cross section.
  • a cross section of the pump housing is always determined in a plane that is perpendicular to the pump housing wall. If the pump housing wall is curved in the longitudinal extent, then a cross section is determined perpendicular to the tangent at a point on the pump housing wall.
  • the longitudinal extent is considered to be the expansion of the pump housing in the pumping direction. It is always the shortest, imaginary connection of inlet and outlet within the pump housing.
  • the pump housing wall also referred to as a wall, extends in the direction of the longitudinal extent of the pump housing.
  • the at least one wall may have one or more wall surfaces. If the pump housing has more than one wall surface, these are connected to each other via corners where the wall surfaces converge.
  • the wall, and preferably also the wall surfaces, of the pump housing preferably extend parallel to the longitudinal extent of the pump housing. A portion of the pump housing wall may extend beyond the interior of the pump housing. Preferably, the pump housing wall extends over the entire inner region of the pump housing.
  • the inlet is at the first end and the outlet is at the opposite end of the pump housing.
  • At the ends of the pump housing preferably ends at least a portion of the pump housing wall.
  • the part of the pump housing that projects beyond the interior into the environment is referred to as pump housing tongue.
  • the pump housing at the first end, the inlet, a first opening to the inner region and at the other end, the outlet, a further opening to the inner region.
  • the pump housing is fluid-conductively connected to its surroundings via inlet and outlet.
  • the openings at the ends of the pump housing allow a flow of fluid through the interior of the pump housing.
  • the fluid is, for example, a gas, a liquid, such as blood, or a mixture thereof.
  • the first opening serves as a supply line of the fluid to be conveyed into the inner region of the pump housing and the further opening serves as a discharge of the fluid to be delivered.
  • the pump housing may have further openings, for example in the wall of the pump housing.
  • the pumping device according to the invention is implanted in a body in order, for example, to support the blood circulation and thus to relieve the heart, then the pumping device according to the invention is connected via lines to blood vessels of the body.
  • the pump housing includes at least one cross-section, which is preferably selected from the group consisting of circular, rectangular or polygonal or ellipsoidal.
  • the pump housing has an elongated shape at least in a first section.
  • the pump housing may include at least one further portion whose shape deviates from the first portion of the pump housing.
  • the total length of the pump housing is 1, 5 to 10 times, preferably 2 to 9 times, or preferably 2.5 to 8.5 times longer than the diameter of the pump housing.
  • the length of the pump housing is preferably along the outer wall of the pump housing in
  • the pump housing preferably has a length in a range of 1 mm to 10 cm, or preferably in a range of 2 mm to 8 cm, or preferably in a range of 5 mm to 5 cm.
  • the pump housing preferably has an inner diameter in a range of 0.1 to 50 mm, or preferably in a range of 0.5 to 30 mm, or preferably in a range of 1 to 20 mm.
  • the wall, in particular the at least one wall surface of the pump housing is preferably smooth. Smooth means that the wall of the pump housing has a roughness in a range of 0.025 to 4 Ra, or preferably in a range of 0.05 to 3 Ra, or preferably in a range of 0.07 to 1 Ra.
  • the pump housing includes at least a first portion and at least one further portion.
  • the first and the further subarea differ by their composition.
  • the at least one first subregion preferably has at least one, particularly preferably all, of the following properties: maximum thermal stability;
  • the at least two further subregions preferably have at least one, particularly preferably all of the following properties: highest possible thermal resistance;
  • a pump housing can be obtained which combines one or more of the properties listed for the at least one first subarea and the at least two further subareas. At least a part of the at least one first partial area is connected to at least one part of the further partial areas.
  • the connection can be an immediate connection of the two subregions or an indirect one.
  • the at least one first subregion and the at least two further subregions are connected to one another in a material-locking manner. A cohesive connection is present if the material properties of the first subarea blended into the material properties of the further subarea. There is no sharp boundary between the two adjacent sections.
  • This transitional area is also referred to as a third subarea for an indirect connection.
  • both the materials of the first subarea and at least partially the materials of the further subarea are adjacent to one another and preferably form a mixture of the materials.
  • the materials of the two subregions preferably enter into compounds at the atomic or molecular level. There are forces at the atomic or molecular level of the materials of the first and further subsections.
  • Such a cohesive connection can usually be solved only by destruction of the pump housing. In most cases cohesive connections are achieved by sintering or by bonding materials.
  • the at least one first portion contains at least 60 wt .-%, preferably at least 70 wt .-%, or preferably at least 90 wt .-%, based on the total mass of the first portion of a non-magnetic material.
  • This is preferably a non-magnetic ceramic or a non-magnetic metal.
  • a non-magnetic material is understood as meaning a material which has a magnetic permeability of less than 2 ⁇ , that is to say has no ferromagnetic properties.
  • a ferromagnetic material is understood as meaning a material which has a magnetic permeability of more than 2 ⁇ .
  • the at least one first portion includes the ceramic in a range of 60 to 100 wt .-%, or preferably in a range of 70 to 100 wt .-%, or preferably in a range of 80 to 100 wt .-%, based to the total mass of the first sub-division ches. Further preferably, the at least one first portion includes the ceramic to 100 wt .-%, based on the total mass of the first portion.
  • the ceramic can be any ceramic that would be selected by a person skilled in the art for the pumping device according to the invention.
  • the ceramic is preferably selected from the group consisting of an oxide ceramic, a silicate ceramic, a non-oxide ceramic or a mixture of at least two thereof.
  • the oxide ceramic is preferably selected from the group consisting of a metal oxide, a semi-metal oxide or a mixture thereof.
  • the metal of the metal oxide may be selected from the group consisting of aluminum, beryllium, barium, calcium, magnesium, sodium, potassium, iron, zirconium, titanium or a mixture of at least two thereof.
  • the metal oxide is preferably selected from the group consisting of aluminum oxide (Al 2 O 3 ), magnesium oxide (MgO), zirconium oxide (ZrO 2 ), yttrium oxide (Y 2 O 3 ), aluminum titanate (Al 2 TiO 5 ), a piezoceramic such as lead zirconate ( PbZr0 3 ), lead titanate (PbTi0 3 ) and lead zirconate titanate (PZT) or a mixture of at least two thereof.
  • the semimetal of the semimetal oxide is preferably selected from the group consisting of boron, silicon, arsenic, tellurium or a mixture of at least two thereof.
  • the silicate ceramic is preferably selected from the group consisting of a steatite
  • the non-oxide ceramic may be selected from the group consisting of a carbide, a nitride or a mixture thereof.
  • the carbide may be selected from the group consisting of silicon carbide (SiC), boron carbide (B 4 C), titanium carbide (TiC), tungsten carbide, cementium (Fe 3 C).
  • the nitride may be selected from the group consisting of silicon nitride (Si 3 N 4 ), aluminum nitride (AIN), titanium nitride (TiN), silicon aluminum oxynitride (SIALON), or a mixture of at least two thereof.
  • the at least one first portion and the at least two further portions may be arranged in different ways within the pump housing.
  • the housing preferably has the shape of a tube with a straight inner wall.
  • protrusions may protrude, which consists of at least one the at least one first partial regions is formed or at least one of the at least two further partial regions or a combination of both types of partial regions. Examples of the arrangement of the various subregions in cross section including the protuberances are shown in FIGS. 3 and 4.
  • Each transition from one sub-area to another sub-area may be arranged at right angles or at an angle other than 90 ° with respect to a cross-section of the pump housing. Furthermore, each transition may also be irregular, i. in cross-section, no imaginary grade line can be created on the transition. Furthermore, each transition from one subarea to another subarea, as an alternative or in addition to that described above with respect to a longitudinal section through a wall of the pump housing, may be arranged at right angles or at an angle different from 90 °. Furthermore, each transition may also be irregular, i. in longitudinal section, no imaginary grade line can be created on the transition. Furthermore, combinations of the aforementioned configurations of a transition in cross-section and in longitudinal section are preferred.
  • At least one surface of the at least one first partial region points towards the inner region.
  • the at least one first partial region or the at least two further partial regions can each form the entire wall thickness in a cross section in the plane of the pump housing at at least one position along the longitudinal extent of the pump housing.
  • one part of the wall thickness may include the first part area and the other part of this wall thickness may include at least one further part area.
  • the at least one first portion and the at least two further portions are configured as sections perpendicular or parallel to the longitudinal extent of the pump housing.
  • the at least one first partial area completely surrounds at least one of the at least two further partial areas.
  • the at least one first partial area preferably completely surrounds all of the at least two further partial areas.
  • at least one surface of the first part region faces the outside of the pump housing.
  • the at least one first partial area partially surrounds at least one of the at least two further partial areas.
  • the at least one first partial area preferably partially surrounds all of the at least two further partial areas.
  • at least one surface of the first subarea and of the further subarea points to the outside of the pump housing.
  • At least the at least two further subregions in the form of protuberances in different spatial directions are away from the preferably cylindrical main body of the pump housing.
  • the pumping device also includes a rotor in the form of the impeller.
  • the impeller may be of any shape that would be selected by one skilled in the art.
  • the impeller preferably has a diameter in a range of 1 mm to 10 cm, preferably in a range of 3 mm to 5 cm, or preferably in a range of 5 mm to 3 cm.
  • the impeller preferably has a thickness in a range of 0.1 to 50 mm, preferably in a range of 0.5 to 20 mm, or preferably in a range of 1 to 15 mm.
  • the diameter of the impeller is preferably smaller than the diameter of the pump housing in the plane of the impeller.
  • the diameter of the impeller is preferably in a range of 1 to 10%, or preferably in a range of 1, 5 to 8%, or preferably in a range of 2 to 7%, based on the diameter of the pump housing in the plane of the impeller , smaller than the diameter of the pump housing.
  • the impeller preferably has at least two rotor blades, preferably at least three rotor blades, or preferably at least five rotor blades. Particularly preferably, the impeller has a number of rotor blades in a range of 2 to 20, preferably in a range of 5 to 15, or preferably in a range of 8 to 13.
  • the impeller preferably has a central axis of rotation about which the impeller can be rotated. The axis of rotation is also called the axis of rotation.
  • the at least two rotor blades are preferably arranged symmetrically about the axis of rotation of the impeller.
  • the impeller is preferably arranged in the interior of the pump housing, wherein the axis of rotation of the impeller is provided parallel to the longitudinal extent of the wall of the tube.
  • the impeller may be made of any material that would be selected by a person skilled in the art for use in the pumping device according to the invention.
  • the impeller has at least two regions: a first region in the center of the impeller around the rotation axis. This first area is also called core area. A second area, also called rotor area. This second region has at least two rotor blades which are suitable for conveying the fluid to be delivered.
  • the impeller includes at least one element, the element having hard magnetic properties.
  • a hard magnetic property means that a material obtains permanent magnetization as a result of exposure of that material in a magnetic field. The strength of a magnetizing field is chosen depending on the composition of the element. The necessary considerations and calculations are familiar to the expert.
  • the induction of the impeller is preferably saturated. After the magnetic field has dropped, the magnetization of the hard magnetic material continues. Materials with hard magnetic properties can be used as permanent magnets.
  • the at least one element is preferably arranged on the impeller so that it moves the impeller when it is alternately attracted or repelled by two independent electric or magnetic fields.
  • the impeller preferably includes at least two elements with hard magnetic properties.
  • the impeller can be controlled in its radial but also axial orientation.
  • the elements with hard magnetic properties are used to store the impeller as possible contactless in the pump housing without further aids, such as bearings or other fixings in the pump housing. This allows a particularly low-friction and particularly low-wear operation.
  • the at least one element can be realized for example by at least one rotor blade, which includes a hard magnetic material.
  • a hard magnetic element may be arranged on at least one rotor blade.
  • the hard magnetic element is provided in the core of the impeller.
  • the at least one hard magnetic element preferably contains at least one magnetizable material, such as iron, cobalt, nickel,
  • the at least one element can be arranged, for example, in the form of a coating of hard magnetic material on at least one rotor blade or in the interior of the impeller.
  • at least 50%, or preferably at least 70%, or preferably 100% of the rotor blades comprise a hard magnetic material.
  • the element contains at least 10 wt .-%, or preferably at least 20 wt .-%, or preferably at least 30 wt .-%, based on the total mass of the element, a hard magnetic metal.
  • the element comprises a cobalt-chromium alloy or a platinum-cobalt alloy, in particular a platinum-cobalt alloy (PtCo23) with a proportion of cobalt of 23 wt .-% based on the total mass of the alloy. in a range of 10 to 100% by weight, or preferably in a range of 20 to 100% by weight, or preferably in a range of 30 to 100% by weight, based on the total mass of the element.
  • PtCo23 platinum-cobalt alloy
  • the impeller may have in its core, the area around the axis of rotation, a different material than in or on the rotor blades.
  • the impeller may include a unitary material in the core and rotor blades.
  • the material of the rotor blades can be flexible or inflexible.
  • the material of the core of the impeller or the rotor blades of the impeller is in each case selected from the group consisting of a polymer, a metal, a ceramic or a combination or mixture of at least two thereof.
  • the polymer may be selected from the group consisting of a chitosan, a fibrin, a collagen, a caprolactone, a lactide, a glycolide, a dioxanone, a polyurethane, a polyimide, a polyamide, a polyester, a polymethylmethacrylate, a polyacrylate, a Teflon, a copolymer of at least two thereof or a mixture of at least two thereof.
  • the metal may be selected from the group consisting of iron (Fe), stainless steel, platinum (Pt), iridium (Ir), niobium (Nb); Molybdenum (Mo), tungsten (W), titanium (Ti), cobalt (Co), chromium (Cr), a cobalt-chromium alloy, tantalum (Ta), vanadium (V) and zirconium (Zr) or a of at least two of these, with particular preference being given to titanium, niobium, molybdenum, cobalt, chromium, tantalum, zirconium, vanadium and their alloys.
  • the ceramic may be selected from the group consisting of alumina (Al 2 O 3 ), zirconia (ZrO 2 ), hydroxilapatite, tricalcium phosphate, glass-ceramics, alumina-reinforced zirconia (ZTA), zirconia-containing alumina (ZTA-Zirconia Toughened Aluminum-Al 2 0 3 / Zr0 2 ), yttrium-containing zirconium oxide (Y-TZP), aluminum nitride (AIN), titanium nitride (TiN), magnesium oxide (MgO), piezoceramics, barium (Zr, Ti) oxide, barium (Ce, Ti) oxide and Sodium potassium niobate or a mixture of at least two thereof.
  • alumina Al 2 O 3
  • ZrO 2 zirconia
  • hydroxilapatite tricalcium phosphate
  • glass-ceramics glass-ceramics
  • ZTA zir
  • the impeller may be coated on its outside, in particular on the outer surface of the rotor blades, with a biocompatible material. Suitable biocompatible materials are described further below.
  • the impeller is preferably arranged in the inner region of the pump housing, which is surrounded by the first portion.
  • the impeller is preferably arranged with its axis of rotation parallel to the longitudinal extent of the wall.
  • the impeller can be aligned by a magnetic field in the pump housing.
  • the impeller in the interior of the pump housing is preferably aligned by magnetic fields of electric coils on the outside of the pump housing.
  • the coils preferably include an electrically conductive material.
  • the electrically conductive material of the coils is selected from the group consisting of iron (Fe), copper (Cu), gold (Au), silver (Ag), platinum (Pt), palladium (Pd), titanium (Ti), chromium (Cr), cobalt (Co), tungsten (W) or a mixture of at least two thereof.
  • the electrically conductive material includes copper (Cu).
  • the pumping device according to the invention preferably includes at least two coils, preferably at least three coils, or preferably at least four coils. The coils are preferably arranged on the outside of the pump housing, wherein the coils and the impeller preferably lie in one plane. They are then arranged on the outside of the pump housing around the impeller.
  • the pump housing includes at least as a base body a tube.
  • the tube is straight.
  • the tube may have at least one bend.
  • the tube is preferably closed except for an inlet such as an outlet. This means that the pipe has no other openings besides the two openings at the inlet and outlet.
  • the dimensions, materials and configurations preferably correspond otherwise to those of the previously described pump housing.
  • the non-magnetic material of the at least one first portion selected from the group consisting of a cermet, alumina (Al 2 0 3 ), zirconia (Zr0 2 ), an alumina-containing zirconia (ATZ), a Zirconia-containing aluminum oxide (ZTA), an yttrium-containing zirconium oxide (Y-TZP), aluminum nitride (AIN), Magnesium oxide (MgO), a piezoceramic, barium (Zr, Ti) oxide, barium (Ce, Ti) oxide and sodium potassium niobate, a platinum alloy, a titanium alloy, a niobium alloy, a tantalum Alloy, a molybdenum alloy, a stainless steel (AISI 304, AISI 316 L) or a mixture of at least two of them.
  • a cermet alumina (Al 2 0 3 ), zirconia (Zr0 2 ), an alumina-
  • a "cermet" is understood as meaning a composite material of one or more ceramic materials in at least one metallic matrix or a composite material of one or more metallic materials in at least one ceramic matrix Powder and at least one metallic powder may be used, which may for example be treated with at least one binder and optionally at least one solvent
  • a selection for the ceramic constituents and the metallic constituents of the cermet may be composed of those specified for the first portion
  • a non-magnetic cermet is a composite of a non-magnetic ceramic and a non-magnetic metal, as mentioned later.
  • the at least one first portion includes a non-magnetic metal in a range of 40 to 90 wt .-%, based on the total mass of the at least one first portion.
  • the non-magnetic metal is selected from the group consisting of platinum (Pt), iridium (Ir), niobium (Nb), molybdenum (Mo), tungsten (W), titanium (Ti), chromium (Cr), tantalum (Ta), zirconium (Zr), alloys of the aforesaid metals, palladium (Pd), gold (Au), non-magnetic stainless steel (eg AISI 304, AISI 316 L) or a mixture of at least two thereof.
  • the non-magnetic metal may preferably be selected from the group consisting of titanium (Ti), platinum (Pt), tantalum (Ta), niobium (Nb), or a mixture of at least two thereof. If the content of the non-metallic metal is less than 60% by weight of the first portion, the further non-magnetic material may preferably be at least 60% by weight of a non-magnetic ceramic or a non-magnetic cermet as described above. non-magnetic material, based on the total mass of the first sub-area to be supplemented.
  • the ferromagnetic material of the further subrange is selected from the group consisting of iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), chromium dioxide (CrO 2 ), an iron alloy, an iron Nickel alloy, iron-silicon alloy, iron-cobalt alloy, nickel alloy, aluminum-nickel alloy, cobalt alloy, cobalt-platinum alloy, cobalt-chromium alloys, a neodymium-iron-boron alloy, a samarium-cobalt alloy or a mixture of at least two thereof.
  • the at least two further portions of the pump housing preferably contain a metal content in a range of 41 to 90 wt .-%, preferably in a range of 45 to 85 wt .-%, or in a range of 60 to 80 wt .-%, based on the total mass of the other subarea.
  • At least one of the at least two further subregions further contains a component selected from a ceramic, a metal or a mixture thereof.
  • the ceramic is preferably selected from the group of ceramics which are specified for the first subregion.
  • At least one of the at least two partial regions preferably has the same ceramic as the first partial region.
  • the at least two further partial regions preferably contain the ceramic in a range from 1 to 49% by weight, or preferably in a range from 2 to
  • the further metal may include a metal that has no ferromagnetic properties. These are preferably the metals that were also specified for the first part. The sum of all components of the further sub-range always gives 100 wt .-%.
  • the pump housing includes at least a first partial area and at least two further partial areas.
  • the pump housing may have a plurality of first portions and a plurality of further portions.
  • the pump housing preferably has a number of first partial regions in a range from 1 to 10, preferably from 1 to 8, or preferably from 1 to 5.
  • the pump housing preferably has a number of further subregions in a range from 1 to 10, preferably from 2 to 8, or preferably from 2 to 5.
  • the pump housing includes a first portion and three further portions.
  • the at least one first and the at least two further subregions can be the same size or alternatively have different sizes.
  • the at least one first subarea and the at least two further partial regions preferably extend over the entire thickness of the pump housing wall.
  • the at least one first partial region preferably has a width, based on the longitudinal extent of the pump housing, in a range of 1 to 100 mm, preferably in a range of 2 to 70 mm, or preferably in a range of 3 to 50 mm.
  • the at least two further subareas preferably have a width based on the longitudinal extent of the pump housing, in a range of 0.5 to 80 mm, preferably in a range of 1 to 60 mm, or preferably in a range of 2 to 20 mm.
  • the pump housing has a volume in a range of 0.1 cm 3 to 10 cm 3 , preferably in a range of 0.2 to 9 cm 3 , or preferably in a range of 0.5 to 5 cm 3 up.
  • the dimensions such as length, diameter and wall thickness of the pump housing are preferably as already indicated above.
  • the volume of the pump housing is defined by the interior surrounded by the pump housing.
  • the wall of the pump housing preferably has a thickness in a range of 0.1 to 5 mm, or preferably in a range of 0.3 to 4 mm, or preferably in a range of 0.4 to 3 mm. In the following, either wall thickness or wall thickness is used in this context.
  • the wall thicknesses can vary in at least one of the first or the further subregions.
  • An increase in the wall thickness at at least one point of the pump housing may serve to maintain the impeller at least in one direction at its position in the pump housing.
  • the at least one first subregion contains less than 10% by weight, preferably less than 5% by weight, or preferably less than 3% by weight, based on the total mass of the first subregion on magnetic metal.
  • the sum of all components of the first sub-range always gives 100 wt .-%.
  • the metal of the first subregion is preferably selected from the group consisting of platinum (Pt), iron (Fe), stainless steel (AISI 304, AISI 316 L), iridium (Ir), niobium (Nb), molybdenum (Mo), tungsten ( W), titanium (Ti), cobalt (Co), chromium (Cr), a cobalt-chromium alloy, tantalum (Ta), and zirconium (Zr) or a mixture of at least two thereof.
  • the metal is selected from the group consisting of titanium, niobium, molybdenum, cobalt, chromium, tantalum and their alloys or a mixture of at least two thereof.
  • the third subregion has a metal content between the metal content of the first subregion and the metal content of one of the further subregions.
  • the third subregion may be located between the at least one first and the at least one further subregion due to the manufacturing process of the pump housing. Alternatively, in the manufacturing process, a third subregion may have been introduced at least between a first and a further subregion.
  • the third portion preferably includes a ceramic and a metal.
  • the ceramic is preferably selected from the ceramics listed for the first subarea.
  • the metal is preferably selected from the metals listed for the further subrange.
  • the third portion includes the ceramic preferably in a range of 10 to
  • the third subregion preferably contains the metal in a range from 10 to 89% by weight, or preferably in a range from 20 to 80% by weight or preferably in a range from 30 to 70% by weight, based on the total mass of the third subarea. The sum of all components of the third sub-range always gives 100 wt .-%.
  • the third subregion preferably has a metal content which results from the mean value of the metal content of the first subregion and of the further subregion.
  • the third subarea can serve to reduce or minimize stresses between the different materials of the first and the further subarea.
  • the connection between the first and the third portion is cohesively.
  • the connection between the second and the third portion is also cohesively.
  • the first, the further and the third portion of the same ceramic or the same ceramics and the same metal or the same metals.
  • Pumping device on a component housing which is hermetically sealed to the pump housing.
  • at least a part of the pump housing is surrounded to a part of a component housing. It is preferred that at least a part of the at least one first portion of the pumping device is connected to the component housing.
  • the connection of the component housing with at least one part of the pump housing preferably leads to a closed space between the component housing and the pump housing.
  • the interior of the component housing of the pumping device is hermetically sealed against the environment.
  • the here according to the invention proposed medically implantable Pumping device can be used in particular in a body of a human or animal user, in particular a patient. An implanted pump device is typically exposed to a fluid of body tissue of the body.
  • the component housing of the medically implantable device and thus also the component housing and the pump housing of the pumping device according to the invention, should have a complete impermeability, in particular to body fluids.
  • connection of component housing with pump housing are preferably hermetically sealed.
  • the interior of the pumping device is hermetically sealed against the outside space.
  • hermetically sealed means that, when used as intended, moisture and / or gases can not penetrate the hermetically sealed connection within a customary period of five years, a physical quantity for determining the tightness of a connection or a component Leakage tests can be performed by leak testing, and leak tests will be carried out with helium leak testers and / or mass spectrometers, and are specified in the Mil-STD-883G Method 1014.
  • the maximum allowable helium leak rate will vary depending on internal volume According to the methods specified in MIL-STD-883G, Method 1014, paragraph 3.1, and taking into account the volumes and wells of the devices under test in the application of the present invention, the maximum allowable helium leak rate for the invention Pump housing 10 7 atm * cm 3 / sec or less. This means that the device to be tested (for example the component housing and / or the pumping device according to the invention or the component housing with the connected pump housing) has a helium leak rate of less than 1 ⁇ 10 -7 atm * cm 3 / sec or less.
  • the helium leak rate of less than 1 x 10 -8 atm * cm 3 / sec, in particular less than 1 x 10 "9 atm * cm 3 / sec.
  • the helium mentioned The equivalent standard air leak rate definition and conversion are given in the ISO 3530 standard.
  • the pump device preferably has, in addition to the impeller, the pump housing with a first and the at least two further partial areas preferably a component housing. housing, in which further components of the pumping device can be located.
  • the other components of the pump device are preferably selected from the group consisting of a battery, a coil, a control unit, a vascular connection unit or a combination of at least two thereof.
  • the component housing contains titanium to at least 30 wt .-%, preferably at least 50 wt .-%, or preferably at least 80 wt .-%, each based on the total mass of the component housing. More preferably, the component housing contains titanium to at least 99 wt .-%, based on the total mass of the component housing. Furthermore, the component housing may preferably include at least one other metal. The other metal may be selected from the same group as the metal of the other part.
  • the device package may preferably contain the further metal in a range of 1 to 70 wt%, or preferably in a range of 5 to 50 wt%, or preferably in a range of 10 to 20 wt%. The sum of all components of the component housing always gives 100 wt .-%. Suitable titanium grades are given in ASTM B265-05: 201 1, for example Grade 1 to 6.
  • the at least one first portion of the pump housing has a magnetic permeability of less than 2 ⁇ , preferably less than 1, 9 ⁇ , or preferably less than 1, 8 ⁇ .
  • the magnetic permeability is determined according to ASTM 773-01: 2009.
  • the surface of the first portion which faces the interior of the pump housing, a Vickers hardness of at least 330 HV, preferably at least 350 HV, or preferably at least 370 HV.
  • the entire at least one first portion has a hardness in the specified ranges.
  • At least the surface of the at least one further subarea also has a Vickers hardness of at least 330 HV, preferably at least 350 HV, or preferably at least 370 HV. Often the hardness is not higher than 2000 HV, or preferably not higher than 1500 HV.
  • the hardness of at least the surface of the at least one first subregion is preferably in a range from 330 to 2000 HV, or preferably in a range from 350 to 1800 HV.
  • at least the surface of the at least one first partial region preferably has a hardness that is at least as great as the hardness of the rotor surfaces of the impeller.
  • at least the surface of the at least one first portion has a hardness which is at least 20 HV, or preferably by at least 30 HV, or preferably by at least 40 HV higher than the hardness of Vickers rotor surfaces of the impeller.
  • the near-surface material layer is in a range of 0.01 to 2.5 mm, preferably in a range of 0.05 to 1.0 mm, or preferred in a range of 0.1 to 0.5 mm, each perpendicular to the surface understood.
  • At least the outer surfaces of the component housing and the surface facing the inner region of the pump housing are biocompatible. This is particularly preferred when the pumping device is for implantation in a living body, such as a human or animal. Biocompatibility is determined and assessed in accordance with standard ISO 10993-4: 2002. In general, the surfaces facing the interior of the pump housing and the outer surfaces of the component housing after implanting the invention
  • Another object of the present invention is a method for producing a pump housing for a pumping device comprising the steps:
  • step a. and the other material in step b. can be done in any manner that the skilled person would choose for this purpose.
  • the formation of the pump housing precursor can be done in any manner that would be selected by those skilled in the art for the purpose of forming a first portion and at least two further portions.
  • step c. a shaping process, preferably selected from the group consisting of a lithographic process, an injection molding, a machining, an extrusion or a combination of at least two thereof.
  • various layers of one or more materials are sequentially placed in a mold.
  • the lithographic process preferably corresponds to a layered screen printing process.
  • a sieve consisting of a dimensionally stable as possible material, such as wood; Metal, preferably steel; a ceramic or a plastic with a selected mesh size on the object to be overlaid or over the object to be overlaid arranged.
  • a nozzle or from a container used for applying or superimposing pressure mass for example in the form of a paste or a powder, and pressed with a squeegee through the mesh of the sieve.
  • pressure mass for example in the form of a paste or a powder
  • a uniform film of the printing material used for overlaying can be applied or areas with little or no pressure applied for application can alternate with areas with a large amount of pressure applied for application.
  • a uniform film of the printing material used for superimposing is transferred to the surface.
  • the screen meshes can also be partially closed by suitably applied materials (copy layers, screen printing stencils) so that the printing composition is transferred only in defined areas with open meshes to the surface to be coated so as to obtain, for example, a defined structure such as a pattern.
  • screening thin films with defined openings can be used to transfer the printing mass. By repeating this process with one and the same material or different materials, 3-D structures can be obtained.
  • Injection molding is a molding process for at least one material to obtain a shaped solid.
  • the person skilled in the art is familiar with various injection molding methods as well as tools and conditions used in injection molding. conditions known from the prior art.
  • the injection molding may be selected from the group consisting of a multi-component injection molding, a powder injection molding, an injection-compression molding, an extrusion injection molding, a vacuum injection molding or a combination of at least two thereof.
  • Machining can be combined with any other molding process.
  • a solid body is structured by using cutting tools, such as a drill or a punch. During structuring, part of the material is removed.
  • massive bodies can be formed into hollow bodies, for example.
  • machining may also be a processing step after manufacturing a pump housing or housing. In addition to machining, polishing may also take place following the manufacture of the pump housing.
  • a first material for forming a first portion is brought into contact with another material for forming the further portion.
  • the contacting takes place preferably in the form of injection molding, in which successively first the further material is injected into a mold made of metal and then the first material.
  • the quantitative ratios in the first and further material preferably correspond to the proportions in the first and in the further subarea, as described above in connection with the first article, the pumping device according to the invention.
  • the first and the further material may contain additives.
  • the pump housing precursor already has the shape of the pump housing after contacting.
  • the two materials form a continuous form.
  • the contacting may involve one or more further steps.
  • a third material which preferably has a composition such as the third subregion of the pumping device according to the invention described above, can be introduced between the first material and the further material in the pump housing precursor.
  • any substance that would be selected by a person skilled in the art as an additive for the first material can be selected.
  • the additive is preferably selected from the group consisting of water, a dispersant, a binder or a mixture of at least two thereof.
  • the dispersant preferably contains at least one organic substance.
  • the organic substance preferably has at least one functional group.
  • the functional group may be a hydrophobic or a hydrophilic functional group.
  • the functional group may be selected from the group consisting of an ammonium group, a carboxylate group, a sulfate group, a sulfonate group, an alcohol group, a multiple alcohol group, an ether group or a mixture at least two of them.
  • the dispersant preferably has functional groups in a range of 1 to 100, or preferably in a range of 2 to 50, or preferably in a range of 2 to 30.
  • Preferred dispersants are from Byk-Chemie GmbH, DOLAPIX CE 64 & Zschimmer & Schwarz GmbH & Co KG under the trade name DISPERBYK ® 60th
  • the binder is preferably selected from the group consisting of a methylcellulose, a thermoplastic polymer, a thermosetting polymer and a wax or a mixture of at least two thereof.
  • the methylcellulose is preferably selected from the group consisting of hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), hydroxyethylmethylcellulose (HEMC), ethylmethylcellulose (EMC) or a mixture thereof.
  • HPMC hydroxypropylmethylcellulose
  • HEMC hydroxyethylmethylcellulose
  • EMC ethylmethylcellulose
  • HPMC hydroxypropylmethylcellulose
  • the methylcellulose contains hydroxypropylmethylcellulose in a range of 80 to 100% by weight, or preferably in a range of 90 to 100% by weight, or preferably in a range of 95 to 100% by weight .-%, based on the total mass of methylcellulose.
  • the methylcellulose has a content of -OCH 3 groups in a range of 20 to 40 wt .-%, or preferably in a range of 23 to 37 wt .-%, or preferably in a range of 25 to 35 wt .-% , based on the total mass of methyl cellulose.
  • the methylcellulose has a content of -OC 3 H 6 OH groups in a range of 1 to 12 wt .-%, or preferably in a range of 3 to 9 wt%, or preferably in a range of 4 to 8 Wt .-%, based on the total mass of methylcellulose.
  • the thermoplastic polymer may be selected from the group consisting of acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), polyamides (PA), polylactate (PLA), polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PE ), Polypropylene (PP), polystyrene (PS), polyetheretherketone (PEEK) and polyvinylchloride (PVC) or a mixture of at least two of them.
  • the thermosetting polymer may be selected from the group consisting of an aminoplast, an epoxy resin, a phenolic resin, a polyester resin or a mixture of at least two of them.
  • Waxes are hydrocarbon compounds that melt above 40 ° C without decomposition.
  • the first material preferably contains at least one of the aforementioned additives in a range of 0.1 to 10 wt%, or preferably in a range of 0.2 to 8 wt%, or preferably in a range of 0.5 to 5 wt .-%, based on the total mass of the first material.
  • the other material preferably contains at least one of the aforementioned additives in an amount in a range of 0.1 to 5 wt%, or preferably in a range of 0.2 to 2 wt%, or preferably in a range of 0 , 3 to 1 wt .-%, each based on the total weight of the other material.
  • Treating the pump housing precursor in step d. may be done in any manner that a person skilled in the art would select for the purpose of heating the pump housing precursor to at least 300 ° C.
  • at least a portion of the treatment of the pump housing precursor takes place at a temperature in a range of 300 to 2500 ° C, or in a range of 500 to 2000 ° C, or in a range of 700 to
  • the Treatment of the Pumpengephasevor innovatorrs at elevated temperature preferably escapes at least a portion of the binder.
  • the treatment of the Pumpengeophusevor essencers can be done for example in an oxidative atmosphere, a reductive atmosphere or under a protective atmosphere.
  • an oxidative atmosphere may contain oxygen, such as air or an oxygen / air mixture.
  • a reductive atmosphere may contain hydrogen.
  • a protective atmosphere preferably contains neither oxygen nor hydrogen. Examples of protective atmospheres are nitrogen, helium, argon, krypton or mixtures thereof.
  • the choice of atmosphere may be dependent on the materials to be treated. The person skilled in the appropriate choice of the atmosphere for the mentioned materials is known. It is also preferable to successively select combinations of different atmospheres for different periods of time.
  • the treatment of the pump housing precursor can be done either in one step or preferably in more than one step.
  • the pump housing precursor is in a first sub-step of step d. to a temperature in a range of 301 to 600 ° C, or preferably in a range of 350 to 550 ° C, or preferably in a range of 400 to 500 ° C.
  • This first partial step of the treatment step d. may be over a period of time in a range of 1 to 180 minutes, preferably in a range of 10 to 120 minutes, or preferably in a range of 20 to 00 minutes.
  • This sub-step can be accomplished either by introducing the pump housing precursor from step c.
  • step d. of the pump housing precursor in one step to a temperature in a range of 301 to 600 ° C made.
  • the pump housing precursor is preferably at a temperature in a range of 800 to 2500 ° C, or preferably in a range of 1000 to 2000 ° C, or preferably heated in a range of 1100 to 1800 ° C.
  • This partial step can also be achieved either by introducing the pump housing precursor from the first substep of step d. done in a preheated atmosphere or by slow stepwise or steadily increased heating of the Pumpengeophusevor organizerrs.
  • the treatment of the pump housing precursor in the second sub-step is carried out over a period of time in a range of 1 to 180 minutes, preferably in a range of 10 to 120 minutes, or preferably in a range of 20 to 100 minutes.
  • the shape of the pump housing after the manufacturing process is preferably continuous. This means that the pump housing next to the outlet and the inlet has no other openings or outlets, or other recesses.
  • the pump housing has a rectilinear outer surface.
  • the wall thicknesses can vary in at least one of the first or the further subregions. An increase in the wall thickness at at least one point of the pump housing may serve to hold the impeller at least in one direction at its position in the pump housing.
  • a pumping device according to the invention is obtainable by inserting an impeller into a pump housing, arranging electromagnets with coils around the pump housing, producing a circuit incorporating a control device and a power source, eg a battery.
  • the pump device according to the invention is surrounded by a component housing and the other portions of the pump housing with the component housing materially connected. This can be done, for example, by a solder joint along the point of contact of the pump housing and component housing.
  • Another object of the present invention is a pump housing for a pumping device obtainable by the inventive method described above.
  • a further subject of the present invention is a housing, which surrounds an inner area at least in part, with a first end and a second end,
  • the wall of the housing has in at least one plane perpendicular to the longitudinal extension of the housing at least a first portion and at least one further portion;
  • the at least one first subregion comprises at least 60% by weight, based on the total mass of the at least one first subregion, of at least one non-magnetic material
  • the at least one further subregion comprises at least 41% by weight, based on the total mass of the at least one further subregion, of at least one ferromagnetic material, wherein the at least one further subregion is adjacent in the plane and the at least one first subregion is adjacent in the plane , and wherein the at least one first partial area and the at least one further partial area are connected to one another in a material-locking manner.
  • the housing corresponds in its shape, its composition and its other configuration of the pump housing, which has been previously described in connection with the pumping device according to the invention.
  • a displaceable element is provided in the housing at least in a part of the housing. Further preferred embodiments correspond to the previously described embodiments of the pumping device according to the invention
  • the displaceable element may be selected from the group consisting of a sphere, a cylinder, an air bubble or a combination of at least two thereof.
  • the displaceable element preferably has a shape which corresponds to the diameter of the pump housing.
  • the material of the displaceable element can be any that would be used by a person skilled in the art.
  • the displaceable element includes a metal, a polymer, a ceramic or a mixture thereof.
  • the metal or polymer may be selected from a metal, a polymer or a ceramic as described for the first portion of the pump housing.
  • the displaceable element can be displaced in its position in the housing, for example by changing the fluid flow in the housing.
  • a current flow can be triggered in a coil and recorded by means of a current flow measurement .
  • Another object of the present invention is a pumping device comprising at least one previously described housing or a pump housing obtainable by a method described above.
  • test loads and materials were determined according to the standard according to DIN EN ISO 6507-March 2006. The following test loads and exposure times were used: 1 kg, 15 seconds. The test temperature was 23 ° C ⁇ 1 ° C
  • Magnetic Permeability The magnetic permeability was determined according to ASTM A773 / A773 - 01 (2009)
  • Biocompatibility will be determined according to the standard of 10993-4: 2002.
  • Leak tests will be carried out with helium leak testers and / or mass spectrometers.
  • a standard measuring method is specified in the standard MN-STD-883G Method 1014.
  • the maximum allowable helium leak rate is determined depending on the internal volume of the device to be tested. According to the methods specified in paragraph 3.1 of MIL-STD-883G, Method 1014, and taking into account the volumes and cavities of the devices to be tested in the application of the present invention, the maximum allowable helium leakage rate for the pump housings 10 7 according to the invention atm * cm 3 / sec or less.
  • the device to be tested (for example the component housing and / or the pumping device or the component housing with the connected pump housing) has a helium leak rate of less than 1 ⁇ 10 -7 atm * cm 3 / sec or less.
  • said helium leak rates can also be converted to the equivalent standard air leak rate.
  • the equivalent standard air leak rate definition and conversion are given in the ISO 3530 standard.
  • the further material contains a mixture of 45 wt .-% of a Pt-Co-23 material of the company Heraeus Holding GmbH and 45 wt .-% alumina (Al 2 0 3 ) available from CeramTech GmbH, and 10 wt .-% of the binding agent METAWAX P-50 available from Zschimmer & Schwarz GmbH & Co.KG.
  • the first material contains 50% by weight of platinum powder from Heraeus Precious Metals GmbH & Co. KG and 50% by weight of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) from CeramTech GmbH.
  • the further material contains a mixture of 50 wt .-% of a Pt-Co-23 material of the company Heraeus Holding GmbH and 50 wt .-% alumina (Al 2 0 3 ) available from CeramTech GmbH. If not specified here, the particle sizes of the materials can be found in the product data sheet, which is available from the raw materials supplier and is often attached to a delivery.
  • the first material of Example 1 is first provided in a container according to the inventive method for the preparation of a pump housing.
  • the further material from Example 2 is also provided in a container.
  • the powders of the further material and the first material may be placed in the mold as shown in Figure 5 and compressed with a die.
  • a pump housing precursor is obtained, which is first treated in a furnace at a temperature of 400 ° C and then sintered at a temperature of 1700 ° C to to obtain a pump housing with at least a first portion having the composition of Example 3 and at least one further portion having the composition of Example 4.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a pump device according to the invention
  • Figure 2 is a diagram of a method for producing a pump housing according to the invention.
  • Figure 3a-b is a schematic representation of a pump housing according to the invention with a first and a further portion directly adjacent to each other arranged;
  • Figure 4a-b is a schematic representation of a pump housing according to the invention with a first and a further portion separated by a third portion arranged; shown.
  • FIG. 1 schematically shows a pump device 10, which has a pump housing 20, in the form of a tube, and a component housing 40.
  • the outer surfaces 100 of the component housing 40 come into contact with the body, in particular for an implantable pump device 10, and are therefore preferably made biocompatible
  • the pump housing 20 has a wall 21 which surrounds an interior region 50.
  • the area of the pump housing 20 facing the inner region 50 is referred to as the facing surface 102.
  • the facing surface 102 comes into contact with the fluid and is therefore preferably made biocompatible, in particular for an implantable pump device 10.
  • In the inner region 50 of the pump housing 20 is at least one impeller 80, in this case, there are two impeller 80 in the pump housing 20.
  • the pump housing 20 has a first portion 26 in the middle of the wall 21.
  • the wall 21 or the pump housing 20 has a first further subregion 28.
  • the further end 24 On the opposite side of the pump housing 20 is the further end 24, in the form of the outlet 24, containing the further opening 25.
  • a fluid in the pumping direction 240 can be pumped from the inlet 22 to the outlet 24.
  • Further components such as a battery 120 and a control unit 130, are located between the component housing 40 and the pump housing.
  • two coils 32 and 32 ' are located in the component housing 40.
  • the coils 32 and 32 ' can either surround the at least two further ones Subregions 28, 28 'be arranged or at a located elsewhere in the component housing 40.
  • the further partial regions 28, 28 ' are designed as protuberances from the otherwise tubular pump housing 20.
  • FIG. 2 schematically shows the sequence of the method for producing a pump housing.
  • a first material 60 is provided.
  • the first material 60 is for example a mixture of at least two powders.
  • the first material contains the composition of Example 1
  • the further material 70 is provided in the form of a mixture Example 2.
  • the container may be a metal container with a sieve gangway.
  • the powder grains preferably have a round to oval extent.
  • the particle size specification D 50 means that not more than 50% of the particles are larger than the specified diameter.
  • the particle size specification D 90 means that not more than 90% of the particles are larger than the specified diameter.
  • the particle size can be determined by various methods.
  • the grain size is determined by means of laser diffraction, light microscopy, optical single particle counting or a combination of at least two thereof.
  • the determination of the particle size as well as the particle size distribution is preferably carried out on the basis of individual optical evaluation of images by means of transmission electron microscopy (TEM).
  • TEM transmission electron microscopy
  • a pump housing precursor 90 is formed from the first material 60 and the further material 70.
  • the steps c. or c) 200 are two alternatives which can be used in the formation of the pump housing precursor 90.
  • a further subregion 28 is formed by the further material 70.
  • the further material 70 is printed by means of a Teflon blade with the dimensions 10 mm * 4 mm * 2 mm and a doctor blade hardness of 50 shore in a first form of an aluminum oxide ceramic. The first form is open on one side.
  • the first material 60 is pressed into a further shape as described for the further material. The other shape is open to one side. With a stainless steel punch, the first and further materials 70 are compressed under a pressure of 10Kg.
  • FIG. 3 a shows a cross section (in a plane Q) through a pump housing 20 produced as described above.
  • the core of the tubular pump housing 20 is formed by a first portion 26, in which many other portions 28 and 28 ' protrude.
  • the further partial regions 28 and 28 ' form protuberances from the pump housing 20 in all four directions of the sky.
  • the surface of the inner region 50, consequently the surface 102 facing the inner region 50, is formed exclusively by a first partial region 26 in this embodiment.
  • FIG. 3b likewise shows a cross section (in the plane Q) through a pump housing 20 according to the invention.
  • the arrangement of the further subregions 28 and 28 ' are identical to those of Figure 3a and protrude in all directions in many directions from the tubular body of the pump housing to the outside.
  • the further subregions 28, 28 ' in the embodiment from FIG. 3b are surrounded by the first subregion 26.
  • the entire outer surface of the pump housing 20 includes the first portion 26.
  • FIG. 4 a again shows a pump housing 20 with protuberances from the tubular base body of the pump housing 20.
  • the further partial regions 28 and 28 ' all project through the wall thickness of the pump housing 20 as far as the inner region 50.
  • the inner region 50 therefore has on its facing surface 102 both parts of the first partial region 26 and parts of further partial regions 28, 28 ' .
  • the first portion 26 protrudes at the inlet 22 and the outlet 24 on the other portions 28, 28 ' addition.
  • the embodiment from FIG. 4 b has the same shape and arrangement of the first 26 and further partial regions 28, 28 ' , with the difference that the further partial regions 28 and 28 ' alternate in the circumference of the pump housing 20. This has the consequence that at the first opening 23 at the inlet 22 and at the further opening 25 at the outlet 24 both types of the partial regions, ie both at least one first partial region 26 and at least the two partial regions 28, 28 ' terminate.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Pumpvorrichtung, beinhaltend i) einen Impeller; ii) ein Pumpengehäuse, das einen Innenbereich zumindest zu einem Teil umgibt, mit einem Einlass und einem Auslass, wobei der Impeller im Innenbereich des Pumpengehäuses vorgesehen ist; wobei die Wand des Pumpengehäuses in mindestens einer Ebene (Q) senkrecht zur Längsausdehnung des Pumpengehäuses mindestens einen ersten Teilbereich und mindestens zwei weitere Teilbereiche aufweist; wobei der mindestens eine erste Teilbereich zu mindestens 60 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des mindestens einen ersten Teilbereiches, mindestens ein nichtmagnetisches Material beinhaltet, wobei die weiteren Teilbereiche zu mindestens 41 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse der weiteren-Teilbereiche, mindestens ein ferromagnetisches Material beinhalten, wobei jeder weitere Teilbereich in der Ebene (Q) zumindest einem ersten Teilbereich benachbart ist, und wobei der mindestens eine erste Teilbereich und die weiteren Teilbereiche miteinander stoffschlüssig verbunden sind. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Gehäuse, das die für das Pumpengehäuse beschriebenen Merkmale beinhaltet. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines Pumpengehäuses, beinhaltend die Schritte: a) Bereitstellen eines ersten Materials; b) Bereitstellen eines weiteren Materials; c) Bilden eines Pumpengehäusevorläufers, wobei mindestens ein erster Teilbereich des Pumpengehäuses aus dem ersten Material, und wobei mindestens zwei weitere Teilbereiche des Pumpengehäuses aus dem weiteren Material gebildet werden; und d) Behandeln des Pumpengehäusevorläufers bei einer Temperatur von mindestens 300 °C.

Description

Pumpengehäuse aus einem magnetischen und einem nichtmagnetischen Material
Die Erfindung betrifft eine Pumpvorrichtung, beinhaltend i. einen Impeller; ii. ein Pumpengehäuse, das einen Innenbereich zumindest zu einem Teil umgibt, mit einem Einlass und einem Ausläse, wobei der Impeller im Innenbereich des Pumpengehäuses vorgesehen ist; wobei die Wand des Pumpengehäuses in mindestens einer Ebene (Q) senkrecht zur Längsausdehnung des Pumpengehäuses mindestens einen ersten Teilbereich und mindestens zwei weitere Teilbereiche aufweist; wobei der mindestens eine erste Teilbereich mindestens ein nichtmagnetisches Material beinhaltet, wobei die weiteren Teilbereiche jeweils mindestens ein fer- romagnetisches Material beinhalten, wobei jeder weitere Teilbereich in der Ebene (Q) zumin- dest einem ersten Teilbereich benachbart ist, und wobei der mindestens eine erste Teilbereich und die weiteren Teilbereiche miteinander stoffschlüssig verbunden sind. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Gehäuse, das die für das Pumpengehäuse beschriebenen Merkmale beinhaltet.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines Pumpengehäuses, beinhaltend die Schritte: a Bereitstellen eines ersten Materials; b. Bereitstellen eines weiteren Materials; c. Bilden eines Pumpengehäusevorläufers, wobei mindestens ein erster Teilbereich des Pumpengehäuses aus dem ersten Material, und wobei mindestens zwei weitere Teilbereiche des Pumpengehäuses aus dem weiteren Material gebildet werden; und d. Behandeln des Pumpengehäusevorläufers bei einer Temperatur von mindestens 300 °C.
Pumpvorrichtungen mit Rotoren oder Impellem sind bekannt. Manche Pumpvorrichtungen weisen als Förderstrecke für ein zu förderndes Fluid ein Pumpengehäuse in Form eines Rohres auf. Darin befindet sich oftmals ein Impeller, der zum Beispiel von einem außerhalb der Förderstrecke gelegenen Motor über eine Antriebswelle angetrieben wird. Das Pumpengehäuse ist über ein oder mehrere Halteelemente an der Pumpvorrichtung befestigt. Diese Art der Halterung kann verschiedene Nachteile beinhalten. Zum einen wird ein zusätzlicher Arbeitsschritt zum Anbringen der Halterung benötigt. Das erhöht die Herstellungskosten und ist ressourcen- ineffizient. Weiterhin ist die Verbindung zwischen dem Pumpengehäuse und der Halterung herstellungsbedingt oder aufgrund der eingesetzten Verbindungsmittel, z.B. Schrauben oder Nie- ten, nicht ohne Spannung. Dies liegt daran, dass für die Halterungen und/oder Verbindungsmittel meist andere Materialien ausgewählt werden als für das Pumpengehäuse. Durch diese Spannungen verschlechtern sich die Verbindungen der Halterung mit dem Pumpengehäuse mit der Zeit. Darüber hinaus ist es vor allem für sehr kleine Pumpen äußerst wichtig platzsparend hergestellt zu werden. Dies gilt insbesondere für Pumpen, die in einen Körper implantiert werden sollen. Eine platzsparende Konstruktion ist für Pumpen mit einer Vielzahl von Einzelteilen schwerer realisierbar als bei einer Pumpe mit einer kleineren Anzahl von Einzelteilen.
Allgemein liegt eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die sich aus dem Stand der Technik ergebenden Nachteile zumindest teilweise zu überwinden.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine Pumpvorrichtung bereitzustellen deren Materialien möglichst biokompatibel, leicht verarbeitbar, korrosionsbeständig und dauerhaft miteinander verbindbar sind.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine Pumpvorrichtung bereitzustellen, die möglichst platzsparend ausgestaltet ist.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine Pumpvorrichtung bereitzustellen, die energiesparend betrieben werden kann.
Weiterhin besteht eine Aufgabe darin, eine möglichst spannungsfreie Pumpvorrichtung bereit- zustellen, insbesondere mit einem möglichst spannungsfreien Gehäuse bzw. Pumpengehäuse, und insbesondere einen möglichst spannungsfreien Übergang vom Pumpengehäuse zum restlichen Teil der Pumpvorrichtung bereitzustellen.
Es besteht zudem eine Aufgabe darin, eine Pumpvorrichtung bereitzustellen, die einen mög- liehst geringen Abrieb der beweglichen Teile und deren Halterungen bei Benutzung aufweist.
Darüber hinaus besteht eine Aufgabe darin, ein Pumpengehäuse für eine Pumpvorrichtung bereitzustellen, die einfach und platzsparend in andere Bauteile, z.B. ein Bauteilgehäuse der Pumpvorrichtung integrierbar ist.
Darüber hinaus besteht eine Aufgabe darin, ein Pumpengehäuse für eine Pumpvorrichtung bereitzustellen, das hermetisch dicht mit einem Bauteilgehäuse der Pumpvorrichtung verbunden werden kann. Weiterhin besteht eine Aufgabe darin, ein Gehäuse oder Pumpengehäuse bereitzustellen, das möglichst frei von inneren und / oder äußeren Spannungen ist.
Weiterhin besteht eine Aufgabe darin, ein Verfahren bereitzustellen, um ein Pumpengehäuse möglichst kosten- und zeitsparend herstellen zu können.
Es ist weiterhin eine Aufgabe, ein Bauteilgehäuse bereitzustellen, das möglichst platzsparend ausgestaltet ist.
Eine weitere Aufgabe ist ein Gehäuse bereitzustellen, das hermetisch dicht mit anderen Bauteilen verbunden werden kann.
Ein erster Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Pumpvorrichtung, beinhaltend: i. einen Impeller;
ii. ein Pumpengehäuse, das einen Innenbereich zumindest zu einem Teil umgibt, mit einem Einlass und einem Auslass,
wobei der Impeller im Innenbereich des Pumpengehäuses vorgesehen ist;
wobei die Wand des Pumpengehäuses in mindestens einer Ebene senkrecht zur Längsausdehnung des Pumpengehäuses mindestens einen ersten Teilbereich und mindestens zwei weitere Teilbereiche aufweist;
wobei der mindestens eine erste Teilbereich zu mindestens 60 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des mindestens einen ersten Teilbereiches, mindestens ein nicht-magnetisches Material beinhaltet,
wobei die weiteren Teilbereiche zu mindestens 41 Gew.-%, bezogen auf die
Gesamtmasse der weiteren Teilbereiche, mindestens ein ferromag netisches Material beinhalten,
wobei jeder weitere Teilbereich in der Ebene zumindest einem ersten Teilbereich benachbart ist, und
wobei der mindestens eine erste Teilbereich und die weiteren Teilbereiche miteinander stoffschlüssig verbunden sind.
Die erfindungsgemäße Pumpvorrichtung ist bevorzugt dazu geeignet in den Körper eines Menschen oder eines Tieres eingebracht zu werden. Die erfindungsgemäße Pumpvorrichtung ist ferner bevorzugt dazu ausgelegt, Körperflüssigkeiten wie Blut, Serum, Plasma, Interstitielle Flüssigkeit, Speichel oder Urin zu fördern. Insbesondere ist es bevorzugt, die erfindungsgemäße Pumpvorrichtung zum Fördern von Blut in den Blutkreislauf eines Menschen oder Tieres einzubringen. Das Einbringen der erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung kann beispielsweise ein Implantieren in den Körper, ein Aufsetzen auf den Körper oder ein Verbinden mit dem Kör- per beinhalten.
Das Pumpengehäuse der erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung kann jede Form aufweisen, die der Fachmann für den Einsatz in einer Pumpvorrichtung auswählen würde. Das Pumpengehäuse weist bevorzugt mindestens eine Wand des Pumpengehäuses, im Folgenden auch als Pum- pengehäusewand bezeichnet, auf. Die mindestens eine Wand des Pumpengehäuses umgibt den Innenbereich des Pumpengehäuses. Das Pumpengehäuse weist mindestens zwei Enden auf, wobei mindestens ein Einlass an dem einen Ende und mindestens ein Auslass an dem anderen Ende angeordnet sind. Der Innenbereich des Pumpengehäuses ist, außer an dem Einlass und Auslass des Pumpengehäuses, von der Wand vollständig umgeben. Das Pumpenge- häuse kann sich zum Teil über den Innenbereich des Pumpengehäuses hinaus erstrecken. Bevorzugt endet das Pumpengehäuse an dem Einlass bzw. Auslass.
Die dem Innenbereich abgewandte Seite des Pumpengehäuses wird als Außenseite des Pumpengehäuses bezeichnet. Das Pumpengehäuse weist bevorzugt eine längliche Form auf. Das Pumpengehäuse wird in seiner Form durch eine Längsausdehnung und mindestens einen Querschnitt definiert. Ein Querschnitt des Pumpengehäuses wird immer in einer Ebene bestimmt, die senkrecht zu der Pumpengehäusewand steht. Ist die Pumpengehäusewand in der Längsausdehnung gekrümmt, so wird ein Querschnitt senkrecht zur Tangente an einem Punkt auf der Pumpengehäusewand ermittelt. Als Längsausdehnung wird die Ausdehnung des Pum- pengehäuses in Pumprichtung angesehen. Es gilt stets die kürzeste, gedachte Verbindung von Einlass und Auslass innerhalb des Pumpengehäuses. Die Pumpengehäusewand, auch als Wand bezeichnet, erstreckt sich in Richtung der Längsausdehnung des Pumpengehäuses. Die mindestens eine Wand kann eine oder mehrere Wandflächen aufweisen. Weist das Pumpengehäuse mehr als eine Wandfläche auf, sind diese über Ecken, an denen die Wandflächen zu- sammenlaufen, miteinander verbunden. Die Wand, sowie bevorzugt auch die Wandflächen, des Pumpengehäuses verlaufen bevorzugt parallel zur Längsausdehnung des Pumpengehäuses. Ein Teil der Pumpengehäusewand kann sich über den Innenbereich des Pumpengehäuses hinaus erstrecken. Bevorzugt erstreckt sich die Pumpengehäusewand über den gesamten Innenbereich des Pumpengehäuses. Ist das Pumpengehäuse röhrenförmig ausgestaltet, befinden sich der Einlass an dem ersten Ende und der Auslass an dem gegenüberliegenden Ende des Pumpengehäuses. An den Enden des Pumpengehäuses endet bevorzugt mindestens ein Teil der Pumpengehäusewand. Der Teil des Pumpengehäuses, der über den Innenbereich in die Umgebung hinaus ragt, wird als Pumpengehäusezunge bezeichnet. In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung weist das Pumpengehäuse an dem ersten Ende, dem Einlass, eine erste Öffnung zu dem Innenbereich und an dem weiteren Ende, dem Auslass, eine weitere Öffnung zu dem Innenbereich auf. Über Einlass und Auslass ist das Pumpengehäuse mit seiner Umgebung fluidleitend verbunden. Die Öffnungen an den Enden des Pumpengehäuses ermöglichen ein Durchfließen eines Fluids durch den Innenbereiches des Pumpengehäuses. Das Fluid ist beispielsweise ein Gas, eine Flüssigkeit, wie Blut, oder einer Mischung hieraus. Bevorzugt dient die erste Öffnung als Zuleitung des zu fördernden Fluids in den Innenbereich des Pumpengehäuses und die weitere Öffnung als Ableitung des zu fördernden Fluids. Das Pumpengehäuse kann weitere Öffnungen aufweisen, beispielsweise in der Wand des Pumpengehäuses. Diese weiteren Öffnungen können zum zusätzlichen Zuleiten von Fluid oder auf der anderen Seite zum verzweigten Ableiten von Fluid dienen. Wird die erfindungsgemäße Pumpvorrichtung in einen Körper implantiert, um beispielsweise den Blutkreislauf zu unterstützen und damit das Herz zu entlasten, so wird die erfindungsgemäße Pumpvorrichtung über Leitungen an Blutgefäße des Körpers angeschlossen.
Das Pumpengehäuse beinhaltet mindestens einen Querschnitt, der bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus kreisförmig, rechteckig oder vieleckig oder ellipsoid. Bevorzugt weist das Pumpengehäuse eine längliche Form mindestens in einem ersten Abschnitt auf. Weiterhin kann das Pumpengehäuse mindestens einen weiteren Abschnitt beinhalten, dessen Form von dem ersten Abschnitt des Pumpengehäuses abweicht.
Bevorzugt ist die Gesamtlänge des Pumpengehäuses 1 ,5- bis 10-mal, bevorzugt 2- bis 9-mal, oder bevorzugt 2,5- bis 8,5-mal länger als der Durchmesser des Pumpengehäuses. Die Länge des Pumpengehäuses wird bevorzugt entlang der Außenwand des Pumpengehäuses in
Pumprichtung bestimmt. Das Pumpengehäuse weist bevorzugt eine Länge in einem Bereich von 1 mm bis 10 cm, oder bevorzugt in einem Bereich von 2 mm bis 8 cm, oder bevorzugt in einem Bereich von 5 mm bis 5 cm auf. Das Pumpengehäuse weist bevorzugt einen Innendurchmesser in einem Bereich von 0,1 bis 50 mm, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,5 bis 30 mm, oder bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 20 mm auf. Die Wand, insbesondere die mindestens eine Wandfläche des Pumpengehäuses, ist bevorzugt glatt. Glatt bedeutet, dass die Wand des Pumpengehäuses eine Rauheit in einem Bereich von 0,025 bis 4 Ra, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,05 bis 3 Ra, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,07 bis 1 Ra aufweist.
Das Pumpengehäuse beinhaltet mindestens einen ersten Teilbereich und mindestens einen weiteren Teilbereich. Der erste und der weitere Teilbereich unterscheiden sich durch ihre Zusammensetzung. Der mindestens eine erste Teilbereich weist bevorzugt mindestens eine, besonders bevorzugt alle der folgenden Eigenschaften auf: möglichst hohe thermische Beständigkeit;
möglichst hohe Druckbeständigkeit;
möglichst hohe Härte;
möglichst hohe Beständigkeit gegen Säuren und Basen;
- möglichst geringe Rauigkeit;
möglichst spannungsfreie Verbindbarkeit mit einem Metall-Keramik-Gemisch (Cermet); möglichst gute Versinterbarkeit mit einem Metall-Keramik-Gemisch (Cermet);
möglichst gute Verbindbarkeit mit einem Metall;
möglichst gute Verschweißbarkeit mit einem Metall,
- möglichst geringe elektrische Leitfähigkeit;
möglichst geringe magnetische Permeabilität.
Die mindestens zwei weiteren Teilbereiche weisen bevorzugt mindestens eine, besonders bevorzugt alle der folgenden Eigenschaften auf: möglichst hohe thermische Beständigkeit;
möglichst hohe Druckbeständigkeit;
möglichst hohe Härte;
möglichst hohe Beständigkeit gegen Säuren und Basen;
- möglichst geringe Rauigkeit;
möglichst gute Versinterbarkeit mit einem keramischen Material oder einem Metall- Keramik-Gemisch (Cermet) ;
möglichst hohe elektrische Leitfähigkeit;
möglichst hohe magnetische Permeabilität. Werden der mindestens eine erste und die weiteren Teilbereiche bei der Herstellung des Pumpengehäuses zusammengebracht, so kann ein Pumpengehäuse erhalten werden, das die für den mindestens einen ersten Teilbereich und die mindestens zwei weiteren Teilbereiche eine oder mehrere der aufgelisteten Eigenschaften vereinigt. Mindestens ein Teil des mindestens einen ersten Teilbereiches ist mit mindestens einem Teil der weiteren Teilbereiche verbunden. Die Verbindung kann eine unmittelbare Verbindung der beiden Teilbereiche sein oder eine mittelbare. Der mindestens eine erste Teilbereich und die mindestens zwei weiteren Teilbereiche sind stoffschlüssig miteinander verbunden. Eine stoffschlüssige Verbindung liegt vor, wenn die stofflichen Eigenschaften des ersten Teilbereiches fließend in die stofflichen Eigenschaften des weiteren Teilbereiches übergehen. Es liegt keine scharfe Grenze zwischen den beiden angrenzenden Teilbereichen vor. Vielmehr besteht ein Übergangsbereich in dem sich die Eigenschaften der beiden angrenzenden Teilbereiche mischen. Dieser Übergangsbereich wird bei einer mittelbaren Verbindung auch als dritter Teil- bereich bezeichnet. In diesem dritten Teilbereich liegen sowohl die Materialien des ersten Teilbereiches als auch mindestens zum Teil die Materialien des weiteren Teilbereiches nebeneinander vor und bilden bevorzugt eine Vermischung der Materialien. Bevorzugt gehen die Materialien der beiden Teilbereiche Verbindungen auf atomarer oder molekularer Ebene ein. Es wirken Kräfte auf atomarer oder molekularer Ebene der Materialien der ersten und weiteren Teilbe- reiche. Eine solche stoffschlüssige Verbindung kann in der Regel nur durch Zerstörung des Pumpengehäuses gelöst werden. Meist werden stoffschlüssige Verbindungen durch Sintern oder durch Verkleben von Materialien erreicht.
Der mindestens eine erste Teilbereich beinhaltet zu mindestens 60 Gew.-%, bevorzugt zu min- destens 70 Gew.-%, oder bevorzugt zu mindestens 90 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des ersten Teilbereiches ein nicht magnetisches Material. Dies ist bevorzugt eine nichtmagnetische Keramik oder ein nicht-magnetisches Metall. Unter einem nicht-magnetischen Material wird ein Material verstanden, das eine magnetische Permeabilität von weniger als 2 μ aufweist, also keine ferromagnetischen Eigenschaften aufweist. Unter einem ferromagnetischen Material wird ein Material verstanden, das eine magnetische Permeabilität von mehr als 2 μ aufweist.
Bevorzugt beinhaltet der mindestens eine erste Teilbereich die Keramik in einem Bereich von 60 bis 100 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 70 bis 100 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 80 bis 100 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des ersten Teilberei- ches. Weiterhin bevorzugt beinhaltet der mindestens eine erste Teilbereich die Keramik zu 100 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des ersten Teilbereiches.
Die Keramik kann jede Keramik sein, die der Fachmann für die erfindungsgemäße Pumpvorrichtung auswählen würde. Die Keramik ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Oxidkeramik, einer Silikatkeramik, einer Nichtoxid-Keramik oder einer Mischung aus mindestens zwei davon.
Die Oxidkeramik ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Metalloxid, einem Halbmetalloxid oder einer Mischung davon. Das Metall des Metalloxids kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Beryllium, Barium, Calcium, Magnesium, Natrium, Kalium, Eisen, Zirkonium, Titan oder einer Mischung von mindestens zwei davon. Das Metalloxid ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminiumoxid (Al203), Magnesiumoxid (MgO), Zirkoniumoxid (Zr02), Yttriumoxid (Y2O3), Aluminiumtitanat (AI2Ti05), einer Piezokeramik wie Blei-Zirkonat (PbZr03), Blei-Titanat (PbTi03) sowie Blei-Zirkonat-Titanat (PZT) oder einer Mischung von mindestens zwei hiervon. Das Halbmetall des Halbmetalloxids ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Bor, Silicium, Arsen, Tellur oder einer Mischung von mindestens zwei davon.
Die Silikatkeramik ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Steatit
(Mg3[Si4O10(OH)2]), Cordierit (Mg, Fe2+)2(AI2Si)[Al2Si4018]), Mullit
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mit x = Sauerstoffleerstellen pro Elementarzelle), Feldspat (Ba,Ca,Na,K,NH4)(AI,B,Si)408) oder einer Mischung aus mindestens zwei davon.
Die Nichtoxid-Keramik kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem Carbid, einem Nitrid oder einer Mischung daraus. Das Carbid kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Siliciumcarbid (SiC), Borcarbid (B4C), Titancarbid (TiC), Wolframcarbid, Zemen- tit (Fe3C). Das Nitrid kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Siliciumnitrid (Si3N4), Aluminiumnitrid (AIN), Titannitrid (TiN), Siliciumaluminiumoxinitrid (SIALON) oder einer Mischung aus mindestens zwei davon.
Der mindestens eine erste Teilbereich und die mindestens zwei weiteren Teilbereiche können auf unterschiedliche Weise innerhalb des Pumpengehäuses angeordnet sein. Bevorzugt weist das Gehäuse die Form eines Rohres mit gerade verlaufender Innenwand auf. An der Außenwand des Gehäuses können Ausstülpungen herausragen, die entweder aus mindestens einem der mindestens einen ersten Teilbereiche gebildet wird oder aus mindestens einem der mindestens zwei weiteren Teilbereiche oder aus einer Kombination aus beiden Arten von Teilbereichen. Beispiele für die Anordnung der verschiedenen Teilbereiche im Querschnitt inklusive der Ausstülpungen sind in Figuren 3 und 4 gezeigt.
Jeder Übergang von einem Teilbereich zu einem anderen Teilbereich kann in Bezug auf einen Querschnitt des Pumpengehäuses rechtwinklig oder in einem von 90 ° verschiedenen Winkel angeordnet sein. Ferner kann jeder Übergang auch unregelmäßig ausgebildet sein, d.h. im Querschnitt kann keine gedachte grade Linie auf dem Übergang angelegt werden. Weiterhin kann jeder Übergang von einem Teilbereich zu einem anderen Teilbereich alternativ oder zusätzlich zu dem vorstehend beschriebenen in Bezug auf einen Längsschnitt durch eine Wand des Pumpengehäuses rechtwinklig oder in einem von 90 ° verschiedenen Winkel angeordnet sein. Ferner kann jeder Übergang auch unregelmäßig ausgebildet sein, d.h. im Längsschnitt kann keine gedachte grade Linie auf dem Übergang angelegt werden. Ferner sind Kombinatio- nen der vorstehend genannten Konfigurationen eines Übergangs im Querschnitt und im Längsschnitt bevorzugt.
Bevorzugt weist mindestens eine Oberfläche des mindestens einen ersten Teilbereichs zum Innenbereich hin. Der mindestens eine erste Teilbereich oder die mindestens zwei weiteren Teilbereiche können jeweils die gesamte Wandstärke in einem Querschnitt in der Ebene des Pumpengehäuses an mindestens einer Position entlang der Längsausdehnung des Pumpengehäuses bilden. Alternativ kann ein Teil der Wandstärke den ersten Teilbereich beinhalten und der andere Teil dieser Wandstärke mindestens einen weiteren Teilbereich beinhalten. Bevorzugt sind der mindestens eine erste Teilbereich und die mindestens zwei weiteren Teilbereiche als Abschnitte senkrecht oder parallel zur Längsausdehnung des Pumpengehäuses ausgestaltet.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Pumpengehäuses der erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung umgibt der mindestens eine erste Teilbereich mindestens einen der mindestens zwei weiteren Teilbereiche vollständig. Bevorzugt umgibt der mindestens eine erste Teilbereich alle der mindestens zwei weiteren Teilbereiche vollständig. In einer bevorzugten Ausgestaltung des Pumpengehäuses der erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung weist mindestens eine Oberfläche des ersten Teilbereiches zur Außenseite des Pumpengehäuses. In einer bevorzugten Ausgestaltung des Pumpengehäuses der erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung umgibt der mindestens eine erste Teilbereich mindestens einen der mindestens zwei weiteren Teilbereiche teilweise. Bevorzugt umgibt der mindestens eine erste Teilbereich alle der mindestens zwei weiteren Teilbereiche teilweise. In einer bevorzugten Ausgestaltung des Pum- pengehäuses der erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung weist mindestens eine Oberfläche des ersten Teilbereiches und des weiteren Teilbereiches zur Außenseite des Pumpengehäuses.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Pumpengehäuses der erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung weisen mindestens die mindestens zwei weiteren Teilbereiche in Form von Ausstülpungen in verschiedene Raumrichtungen von dem bevorzugt zylindrischen Grundkörper des Pumpengehäuses weg.
Die erfindungsgemäße Pumpvorrichtung beinhaltet zudem einen Rotor in Form des Impellers. Der Impeller kann jede Form aufweisen, die der Fachmann hierfür auswählen würde.
Der Impeller weist bevorzugt einen Durchmesser in einem Bereich von 1 mm bis 10 cm, bevorzugt in einem Bereich von 3 mm bis 5 cm, oder bevorzugt in einem Bereich von 5 mm bis 3 cm auf. Der Impeller weist bevorzugt eine Dicke in einem Bereich von 0,1 bis 50 mm, bevorzugt in einem Bereich von 0,5 bis 20 mm, oder bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 15 mm auf. Der Durchmesser des Impellers ist bevorzugt kleiner als der Durchmesser des Pumpengehäuses in der Ebene des Impellers. Der Durchmesser des Impellers ist bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 10 %, oder bevorzugt in einem Bereich von 1 ,5 bis 8 %, oder bevorzugt in einem Bereich von 2 bis 7 %, bezogen auf den Durchmesser des Pumpengehäuses in der Ebene des Impellers, kleiner als der Durchmesser des Pumpengehäuses.
Der Impeller weist bevorzugt mindestens zwei Rotorblätter auf, bevorzugt mindestens drei Rotorblätter, oder bevorzugt mindestens fünf Rotorblätter. Besonders bevorzugt weist der Impeller eine Anzahl von Rotorblättern in einem Bereich von 2 bis 20, bevorzugt in einem Bereich von 5 bis 15, oder bevorzugt in einem Bereich von 8 bis 13 auf. Der Impeller weist bevorzugt eine zentrale Drehachse auf, um die der Impeller gedreht werden kann. Die Drehachse wird auch als Rotationsachse bezeichnet. Die mindestens zwei Rotorblätter sind bevorzugt symmetrisch um die Drehachse des Impellers angeordnet. Der Impeller ist bevorzugt im Innerbereich des Pumpengehäuses angeordnet, wobei die Rotationsachse des Impellers parallel zur Längsausdehnung der Wand des Rohres vorgesehen ist. Der Impeller kann aus jedem Material hergestellt sein, das der Fachmann für einen Einsatz in der erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung auswählen würde. Bevorzugt weist der Impeller mindestens zwei Bereiche auf: Einen ersten Bereich im Zentrum des Impellers um die Rotationsachse herum. Dieser erste Bereich wird auch Kernbereich genannt. Einen zweiten Bereich, auch Rotorbereich genannt. Dieser zweite Bereich weist mindestens zwei Rotorblätter auf, die zur Förderung des zu fördernden Fluids geeignet sind.
Der Impeller beinhaltet mindestens ein Element, wobei das Element hartmagnetische Eigenschaften aufweist. Eine hartmagnetische Eigenschaft bedeutet, dass ein Material eine dauerhaf- te Magnetisierung in Folge von Aussetzen dieses Materials in einem Magnetfeld erhält. Die Stärke eines magnetisierenden Feldes wird in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Elementes gewählt. Die dazu notwendigen Überlegungen und Berechnungen sind dem Fachmann geläufig. Bevorzugt wird beim Magnetisieren die Induktion des Impellers gesättigt. Nach Abfall des Magnetfeldes besteht die Magnetisierung des hartmagnetischen Materials weiter. Materialien mit hartmagnetischen Eigenschaften können als Dauermagnete eingesetzt werden. Das mindestens eine Elemente ist bevorzugt so an dem Impeller angeordnet, dass es den Impeller bewegt, wenn es alternierend von zwei voneinander unabhängigen elektrischen bzw. magnetischen Feldern angezogen oder abgestoßen wird. Der Impeller beinhaltet bevorzugt mindestens zwei Elemente mit hartmagnetischen Eigenschaften. Weiterhin kann durch mindes- tens ein optionales Element der Impeller in seiner radialen aber auch axialen Ausrichtung gesteuert werden. Bevorzugt werden die Elemente mit hartmagnetischen Eigenschaften dazu genutzt, den Impeller ohne weitere Hilfsmittel, wie Lagerungen oder sonstige Fixierungen in dem Pumpengehäuse möglichst kontaktlos im Pumpengehäuse zu lagern. Dies ermöglicht einen besonders reibungsarmen und besonders verschleißarmen Betrieb.
Das mindestens eine Element kann beispielsweise durch mindestens ein Rotorblatt verwirklicht werden, das ein hartmagnetisches Material beinhaltet. Alternativ kann an mindestens einem Rotorblatt ein hartmagnetisches Element angeordnet sein. Bevorzugt ist das hartmagnetische Element im Kern des Impellers vorgesehen. Das mindestens eine hartmagnetische Element beinhaltet bevorzugt mindestens ein magnetisierbares Material, wie Eisen, Kobalt, Nickel,
Chromdioxid oder eine Mischung von mindestens zwei hiervon. Das mindestens eine Element kann beispielsweise in Form einer Beschichtung aus hartmagnetischem Material auf mindestens einem Rotorblatt oder im Innern des Impellers angeordnet sein. Bevorzugt beinhalten mindestens 50 %, oder bevorzugt mindestens 70 %, oder bevorzugt 100 % der Rotorblätter ein hartmagnetisches Material. Bevorzugt beinhaltet das Element zu mindestens 10 Gew.-%, oder bevorzugt zu mindestens 20 Gew.-%, oder bevorzugt zu mindestens 30 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des Elementes ein hartmagnetisches Metall. Weiterhin bevorzugt beinhaltet das Element eine Kobalt-Chrom-Legierung oder eine Platin-Kobalt-Legierung, insbesondere eine Platin-Kobalt-Legierung (PtCo23) mit einem Anteil an Kobalt von 23 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmasse der Legierung. in einem Bereich von 10 bis 100 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 20 bis 100 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 30 bis 100 Gew.- %, bezogen auf die Gesamtmasse des Elementes.
Der Impeller kann in seinem Kern, dem Bereich um die Drehachse herum, ein anderes Material aufweisen als in oder an den Rotorblättern. Alternativ kann der Impeller ein einheitliches Material im Kern und den Rotorblättern beinhalten. Das Material der Rotorblätter kann flexibel oder unflexibel sein. Bevorzugt ist das Material des Kerns des Impellers oder der Rotorblätter des Impellers jeweils ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Polymer, einem Metall, einer Keramik oder einer Kombination oder Mischung aus mindestens zwei hiervon.
Das Polymer kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem Chitosan, einem Fibrin, einem Collagen, einem Caprolacton, einem Lactid, einem Glycolid, einem Dioxanon, einem Polyurethan, einem Polyimid, einem Polyamid, einem Polyester, einem Polymethylmethacrylat, einem Polyacrylat, einem Teflon, einem Copolymer aus mindestens zwei hieraus oder einer Mischung aus mindestens zwei hiervon.
Das Metall kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Eisen (Fe), Edelstahl, Platin (Pt), Iridium (Ir), Niob (Nb); Molybdän (Mo), Wolfram (W), Titan (Ti), Kobalt (Co), Chrom (Cr), eine Kobalt-Chrom-Legierung, Tantal (Ta), Vanadium (V) und Zirkonium (Zr) oder einer Mi- schung aus mindestens zwei hiervon, wobei insbesondere bevorzugt sind Titan, Niob, Molybdän, Kobalt, Chrom, Tantal, Zirkonium, Vanadium und deren Legierungen.
Die Keramik kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Aluminiumoxid (Al203), Zirkoniumdioxid (Zr02), Hydroxilapatit, Tricalciumphosphat, Glaskeramik, Aluminiumoxid verstärk- tes Zirkoniumoxid (ZTA), Zirkoniumoxid enthaltendes Aluminiumoxid (ZTA - Zirconia Toughened Aluminum - Al203/Zr02), Yttrium enthaltendes Zirkoniumoxid (Y-TZP), Aluminiumnitrid (AIN), Titannitrid (TiN), Magnesiumoxid (MgO), Piezokeramik, Barium(Zr, Ti)oxid, Barium(Ce, Ti)oxid und Natrium-Kalium-Niobat oder einer Mischung aus mindestens zwei hiervon. Weiterhin bevorzugt kann der Impeller an seiner Außenseite, insbesondere an der Außenfläche der Rotorblätter, mit einem biokompatiblen Material beschichtet sein. Geeignete biokompatible Materialien werden weiter im Folgenden beschrieben. Der Impeller ist bevorzugt in dem Innenbereich des Pumpengehäuses angeordnet, das von dem ersten Teilbereich umgeben ist. Der Impeller ist bevorzugt mit seiner Rotationsachse parallel zur Längsausdehnung der Wand angeordnet. Weiterhin kann der Impeller durch ein Magnetfeld in dem Pumpengehäuse ausgerichtet werden. Der Impeller in dem Innenbereich des Pumpengehäuses wird bevorzugt von magnetischen Feldern von elektrischen Spulen an der Au- ßenseite des Pumpengehäuses ausgerichtet. Die Spulen beinhalten bevorzugt ein elektrisch leitendes Material. Bevorzugt ist das elektrisch leitende Material der Spulen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Eisen (Fe), Kupfer (Cu), Gold (Au), Silber (Ag), Platin (Pt), Palladium (Pd), Titan (Ti), Chrom (Cr), Kobalt (Co), Wolfram (W) oder einer Mischung aus mindestens zwei hiervon. Weiterhin bevorzugt beinhaltet das elektrisch leitende Material Kupfer (Cu). Die erfindungsgemäße Pumpvorrichtung beinhaltet bevorzugt mindestens zwei Spulen, bevorzugt mindestens drei Spulen, oder bevorzugt mindestens vier Spulen. Die Spulen sind bevorzugt an der Außenseite des Pumpengehäuses angeordnet, wobei die Spulen und der Impeller bevorzugt in einer Ebene liegen. Sie sind dann an der Außenseite des Pumpengehäuses um den Impeller herum angeordnet.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung ist zumindest ein Teil jedes weiteren Teilbereichs von jeweils mindestens einer elektrischen Spule umgeben. In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung beinhaltet das Pumpengehäuse mindestens als einen Grundkörper ein Rohr. Bevorzugt ist das Rohr gerade. Alternativ kann das Rohr mindestens eine Biegung aufweisen. Das Rohr ist bevorzugt bis auf einen Einlass wie einen Auslass geschlossen. Das bedeutet, dass das Rohr außer den beiden Öffnungen am Einlass und Auslass keine weiteren Öffnungen aufweist. Die Dimensionen, Materialien und Ausgestaltungen entsprechen bevorzugt ansonsten denen des zuvor beschriebenen Pumpengehäuses.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung ist das nichtmagnetische Material des mindestens einen ersten Teilbereichs ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Cermet, Aluminiumoxid (Al203), Zirkoniumdioxid (Zr02), einem ein Aluminiumoxid enthaltendes Zirkoniumoxid (ATZ), einem ein Zirkoniumoxid enthaltendes Alumini- umoxid (ZTA), einem ein Yttrium enthaltendes Zirkoniumoxid (Y-TZP), Aluminiumnitrid (AIN), Magnesiumoxid (MgO), einer Piezokeramik, Barium(Zr, Ti)oxid, Barium(Ce, Ti)oxid und Natri- um-Kalium-Niobat, einer Platin-Legierung, einer Titan-Legierung, einer Niob-Legierung, einer Tantal-Legierung, einer Molybdän-Legierung, einem Edelstahl (AISI 304, AISI 316 L) oder einer Mischung aus mindestens zwei hiervon.
Im Rahmen der Erfindung wird als„Cermet" ein Verbundwerkstoff aus einem oder mehreren keramischen Werkstoffen in mindestens einer metallischen Matrix oder ein Verbundwerkstoff aus einem oder mehreren metallischen Werkstoffen in mindestens einer keramischen Matrix verstanden. Zur Herstellung eines Cermets kann beispielsweise ein Gemisch aus mindestens einem keramischen Pulver und mindestens einem metallischen Pulver verwendet werden, welches beispielsweise mit mindestens mit einem Bindemittel und gegebenenfalls mindestens einem Lösungsmittel versetzt werden kann. Eine Auswahl für die keramischen Bestandteile und die metallischen Bestandteile des Cermets können sich aus denen zusammensetzen, die für den ersten Teilbereich angegeben sind. Ein nicht-magnetisches Cermet ist ein Verbundwerk- stoff aus einer nicht-magnetischen Keramik und einem nicht-magnetischen Metall, wie später noch erwähnt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung beinhaltet der mindestens eine erste Teilbereich ein nicht-magnetisches Metall in einem Bereich von 40 bis 90 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des mindestens einen ersten Teilbereiches.
Weiterhin bevorzugt ist das nicht-magnetische Metall ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Platin (Pt), Iridium (Ir), Niob (Nb), Molybdän (Mo), Wolfram (W), Titan (Ti), Chrom (Cr), Tantal (Ta), Zirkonium (Zr), Legierungen aus den vorgenannten Metallen, Palladium (Pd), Gold (Au), nicht-magnetischer Edelstahl (z.B. AISI 304, AISI 316 L) oder einer Mischung aus mindestens zwei hiervon. Das nicht-magnetische Metall kann bevorzugt ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Titan (Ti), Platin (Pt), Tantal (Ta), Niob (Nb) oder einer Mischung von mindestens zwei hiervon. Liegt der Gehalt des nicht-metallischen Metalls unterhalb von 60 Gew.-% des ersten Teilbereichen, kann das weitere nicht-magnetische Material bevorzugt durch eine nicht-magnetische Keramik oder ein nicht-magnetisches Cermet, wie zuvor beschrieben auf mindestens 60 Gew.- % nicht-magnetisches Material, bezogen auf die Gesamtmasse des erstens Teilbereiches ergänzt werden. In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung ist das ferromag- netische Material des weiteren Teilbereichs ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend Eisen (Fe), Kobalt (Co), Nickel (Ni), Chromdioxid (Cr02), eine Eisen-Legierung, eine Eisen-Nickel- Legierung, eine Eisen-Silizium-Legierung, eine Eisen-Kobalt-Legierung, eine Nickel-Legierung, eine Aluminium-Nickel-Legierung, eine Kobalt-Legierung, eine Kobalt-Platin-Legierung, eine Kobalt-Chrom-Legierungen, eine Neodym-Eisen-Bor-Legierung, eine Samarium-Kobalt- Legierung oder eine Mischung aus mindestens zwei hiervon.
Die mindestens zwei weiteren Teilbereiche des Pumpengehäuses beinhalten bevorzugt einen Metallgehalt in einem Bereich von 41 bis 90 Gew.-%, bevorzugt in einem Bereich von 45 bis 85 Gew.-%, oder in einem Bereich von 60 bis 80 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des weiteren Teilbereiches.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung beinhaltet min- destens einer der mindestens zwei weiteren Teilbereiche weiterhin eine Komponente ausgewählt aus einer Keramik, einem Metall oder einer Mischung hieraus. Die Keramik ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe der Keramiken, die für den ersten Teilbereich angegeben sind. Bevorzugt weist mindestens einer der mindestens zwei Teilbereiche die gleiche Keramik auf wie der erste Teilbereich. Die mindestens zwei weiteren Teilbereiche beinhalten die Keramik bevor- zugt in einem Bereich von 1 bis 49 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 2 bis
45 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 5 bis 40 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des jeweiligen weiteren Teilbereiches. Das weitere Metall kann ein Metall beinhalten, das keine ferromagnetischen Eigenschaften aufweist. Dies sind bevorzugt die Metalle, die auch für den ersten Teilbereich angegeben wurden. Die Summe aller Bestandteile des weiteren Teil- bereiches ergibt stets 100 Gew.-%.
Das Pumpengehäuse beinhaltet erfindungsgemäß mindestens einen ersten Teilbereich und mindestens zwei weitere Teilbereiche. Das Pumpengehäuse kann mehrere erste Teilbereiche und mehrere weitere Teilbereiche aufweisen. Bevorzugt weist das Pumpengehäuse eine An- zahl an ersten Teilbereichen in einem Bereich von 1 bis 10, bevorzugt von 1 bis 8, oder bevorzugt von 1 bis 5 auf. Bevorzugt weist das Pumpengehäuse eine Anzahl an weiteren Teilbereichen in einem Bereich von 1 bis 10, bevorzugt von 2 bis 8, oder bevorzugt von 2 bis 5 auf. Bevorzugt beinhaltet das Pumpengehäuse einen ersten Teilbereich und drei weitere Teilbereiche. Der mindestens eine erste und die mindestens zwei weiteren Teilbereiche können gleich groß sein oder alternativ unterschiedliche Größen aufweisen. Der mindestens eine erste Teilbereich und die mindestens zwei weiteren Teilbereiche erstrecken sich bevorzugt über die gesamte Dicke der Pumpengehäusewand. Der mindestens eine erste Teilbereich weist bevorzugt eine Breite, bezogen auf die Längsausdehnung des Pumpengehäuses, in einem Bereich von 1 bis 100 mm, bevorzugt in einem Bereich von 2 bis 70 mm, oder bevorzugt in einem Bereich von 3 bis 50 mm auf. Die mindestens zwei weiteren Teilbereiche weisen bevorzugt eine Breite bezogen auf die Längsausdehnung des Pumpengehäuses, in einem Bereich von 0,5 bis 80 mm, bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 60 mm, oder bevorzugt in einem Bereich von 2 bis 20 mm auf.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung weist das Pumpengehäuse ein Volumen in einem Bereich von 0,1 cm3 bis 10 cm3 , bevorzugt in einem Bereich von 0,2 bis 9 cm3, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,5 bis 5 cm3 auf. Bevorzugt sind die Dimensionen wie Länge, Durchmesser und Wanddicke des Pumpengehäuses wie bereits oben angegeben. Das Volumen des Pumpengehäuses ist durch den vom Pumpengehäuse umgebenen Innenraum definiert. Die Wand des Pumpengehäuses weist bevorzugt eine Stärke bzw. Dicke in einem Bereich von 0,1 bis 5 mm, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,3 bis 4 mm, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,4 bis 3 mm auf. Im Folgenden wird in diesem Zusammenhang entweder von Wandstärke oder Wanddicke gesprochen. An der Innenfläche des Pumpengehäuses können in mindestens einem der ersten oder der weiteren Teilbereiche die Wanddicken variieren. Eine Erhöhung der Wanddicke an mindestens einem Punkt des Pumpengehäuses kann dazu dienen, den Impeller mindestens in eine Richtung an seiner Position im Pumpengehäuse zu halten.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung beinhaltet der mindestens eine erste Teilbereich weniger als 10 Gew.-%, bevorzugt von weniger als 5 Gew.- %, oder bevorzugt von weniger als 3 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des ersten Teilbereiches, an magnetischem Metall. Die Summe aller Bestandteile des ersten Teilbereiches ergibt stets 100 Gew.-%.
Das Metall des ersten Teilbereiches ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Platin (Pt), Eisen (Fe), Edelstahl (AISI 304, AISI 316 L), Iridium (Ir), Niob (Nb), Molybdän (Mo), Wolfram (W), Titan (Ti), Kobalt (Co), Chrom (Cr), eine Kobalt-Chrom-Legierung, Tantal (Ta), und Zirkonium (Zr) oder einer Mischung aus mindestens zwei hiervon. Bevorzugt ist das Metall ausgewählt aus der Gruppe bestehen aus Titan, Niob, Molybdän, Kobalt, Chrom, Tantal und deren Legierungen oder einer Mischung aus mindestens zwei hiervon. In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung weist der dritte Teilbereich einen Metallgehalt zwischen dem Metallgehalt des ersten Teilbereiches und dem Metallgehalt eines der weiteren Teilbereiche auf. Der dritte Teilbereich kann sich aufgrund des Herstellprozesses des Pumpengehäuses zwischen dem mindestens einen ersten und dem mindestens einen weiteren Teilbereich befinden. Alternativ kann beim Herstellungsprozess ein dritter Teilbereich mindestens zwischen einem ersten und einem weiteren Teilbereich eingebracht worden sein. Der dritte Teilbereich beinhaltet bevorzugt eine Keramik und ein Metall. Die Keramik ist bevorzugt ausgewählt aus den für den ersten Teilbereich aufgelisteten Keramiken. Das Metall ist bevorzugt ausgewählt aus den für den weiteren Teilbereich aufgelisteten Metallen. Der dritte Teilbereich beinhaltet die Keramik bevorzugt in einem Bereich von 10 bis
90 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 20 bis 80 Gew.-% oder bevorzugt in einem Bereich von 30 bis 70 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des dritten Teilbereiches. Der dritte Teilbereich beinhaltet das Metall bevorzugt in einem Bereich von 10 bis 89 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 20 bis 80 Gew.-% oder bevorzugt in einem Bereich von 30 bis 70 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des dritten Teilbereiches. Die Summe aller Bestandteile des dritten Teilbereiches ergibt stets 100 Gew.-%. Der dritte Teilbereich weist bevorzugt einen Metallgehalt auf, der sich aus dem Mittelwert des Metallgehaltes des ersten Teilbereiches und des weiteren Teilbereiches ergibt. Der dritte Teilbereich kann dazu dienen Span- nungen zwischen den unterschiedlichen Materialien des ersten und des weiteren Teilbereiches abzubauen oder zu minimieren. Bevorzugt ist die Verbindung zwischen dem ersten und dem dritten Teilbereich stoffschlüssig. Weiterhin bevorzugt ist die Verbindung zwischen dem zweiten und dem dritten Teilbereich ebenfalls stoffschlüssig. Bevorzugt weisen der erste, der weitere und der dritte Teilbereich die gleiche Keramik oder die gleichen Keramiken und das gleiche Me- tall oder die gleichen Metalle auf.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung weist die
Pumpvorrichtung ein Bauteilgehäuse auf, das mit dem Pumpengehäuse hermetisch dicht verbunden ist. Bevorzugt ist zumindest ein Teil des Pumpengehäuses zu einem Teil von einem Bauteilgehäuse umgeben. Es ist bevorzugt, dass mindestens ein Teil des mindestens einen ersten Teilbereiches der Pumpvorrichtung mit dem Bauteilgehäuse verbunden ist. Die Verbindung des Bauteilgehäuses mit mindestens einem Teil des Pumpengehäuses führt bevorzugt zu einem abgeschlossenen Raum zwischen dem Bauteilgehäuse und dem Pumpengehäuse. Bevorzugt ist das Innere des Bauteilgehäuses der Pumpvorrichtung hermetisch gegen die Umwelt abgeschlossen. Die hier erfindungsgemäß vorgeschlagene medizinisch implantierbare Pumpvorrichtung kann insbesondere in einen Körper eines menschlichen oder tierischen Benutzers, insbesondere eines Patienten, eingesetzt werden. Eine implantierte Pumpvorrichtung ist in der Regel einer Flüssigkeit eines Körpergewebes des Körpers ausgesetzt. Somit ist es in der Regel von Bedeutung, dass weder Körperflüssigkeit in die medizinisch implantierbare Vor- richtung eindringt, noch das Flüssigkeiten aus der medizinisch implantierbaren Vorrichtung austreten. Um dieses sicherzustellen, sollte das Bauteilgehäuse der medizinisch implantierbaren Vorrichtung, und somit auch das Bauteilgehäuse sowie das Pumpengehäuse der erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung, eine möglichst vollständige Undurchlässigkeit aufweisen, insbesondere gegenüber Körperflüssigkeiten.
Die erfindungsgemäße Pumpvorrichtung, insbesondere Verbindungen von Bauteilgehäuse mit Pumpengehäuse sind bevorzugt hermetisch dicht. So ist der Innenraum der Pumpvorrichtung hermetisch dicht gegenüber dem Außenraum abgedichtet. Im Rahmen der Erfindung bedeutet der Begriff„hermetisch dicht", dass bei einem bestimmungsgemäßen Gebrauch innerhalb eines üblichen Zeitraums von 5 Jahren keine Feuchtigkeit und/oder Gase die hermetisch dichte Verbindung durchdringen können. Eine physikalische Größe zum Bestimmen der Dichtheit einer Verbindung oder eines Bauteils ist die Leckrate. Dichtheiten können durch Lecktests bestimmt werden. Entsprechende Lecktests werden mit Heliumlecktestern und/oder Massenspektrome- tern durchgeführt werden und sind im Standard Mil-STD-883G Method 1014 spezifiziert. Die maximal zulässige Helium-Leckrate wird dabei abhängig vom internen Volumen der zu prüfenden Vorrichtung festgelegt. Nach den in MIL-STD-883G, Method 1014, in Absatz 3.1 spezifizierten Methoden, und unter Berücksichtigung der in der Anwendung der vorliegenden Erfindung vorkommenden Volumina und Kavitäten der zu prüfenden Vorrichtungen, beträgt die maximal zulässige Helium-Leckrate für die erfindungsgemäßen Pumpengehäuse 10 7 atm*cm3/sec oder weniger. Das bedeutet, dass die zu prüfende Vorrichtung (beispielsweise das Bauteilgehäuse und/oder die erfindungsgemäße Pumpvorrichtung oder das Bauteilgehäuse mit dem verbundenen Pumpengehäuse) eine Helium-Leckrate von weniger als 1 x 10~7 atm*cm3/sec oder weniger aufweist. In einer besonders vorteilhaften Ausführung beträgt die Helium-Leckrate weniger als 1 x 10~8 atm*cm3/sec, insbesondere weniger als 1 x 10"9 atm*cm3/sec. Zum Zweck der Standardi- sierung können die genannten Helium-Leckraten auch in die äquivalente Standard-Luft- Leckrate konvertiert werden. Die Definition für die äquivalente Standard-Luft-Leckrate (Equiva- lent Standard Air Leak Rate) und die Umrechnung sind im Standard ISO 3530 angegeben.
Die erfindungsgemäße Pumpvorrichtung weist bevorzugt neben dem Impeller, dem Pumpenge- häuse mit einem ersten und den mindestens zwei weiteren Teilbereichen bevorzugt ein Bauteil- gehäuse auf, in dem sich weitere Bauteile der Pumpvorrichtung befinden können. Die weiteren Bauteile der Pumpvorrichtung sind bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Batterie, einer Spule, einer Steuereinheit, einer Gefäßverbindungseinheit oder einer Kombination aus mindestens zwei hieraus.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung beinhaltet das Bauteilgehäuse Titan zu mindestens 30 Gew.-%, bevorzugt mindestens 50 Gew.-%, oder bevorzugt mindestens 80 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Gesamtmasse des Bauteilgehäuses. Weiter bevorzugt beinhaltet das Bauteilgehäuse Titan zu mindestens 99 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des Bauteilgehäuses. Weiterhin kann das Bauteilgehäuse bevorzugt mindestens ein anderes Metall beinhalten. Das andere Metall kann aus der gleichen Gruppe ausgewählt sein, wie das Metall des weiteren Teilbereiches. Das Bauteilgehäuse kann das weitere Metall bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 70 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 5 bis 50 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 10 bis 20 Gew.-% beinhalten. Die Summe aller Bestandteile des Bauteilgehäuses ergibt stets 100 Gew.-%. Geeignete Titanqualitäten sind in ASTM B265-05:201 1 angegeben, zum Beispiel Grade 1 bis 6.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung weist der mindestens eine erste Teilbereich des Pumpengehäuses eine magnetische Permeabilität von we- niger als 2 μ, bevorzugt weniger als 1 ,9 μ, oder bevorzugt weniger als 1 ,8 μ auf. Die magnetische Permeabilität wird gemäß der Norm ASTM 773-01 :2009 bestimmt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung weist die Oberfläche der erste Teilbereich, die dem Innenbereich des Pumpengehäuses zugewandt ist, eine Härte nach Vickers von mindestens 330 HV, bevorzugt mindestens 350 HV, oder bevorzugt mindestens 370 HV auf. Bevorzugt weist der gesamte mindestens eine erste Teilbereich eine Härte in den angegeben Bereichen auf. Mindestens die Oberfläche des mindestens einen weiteren Teilbereiches weist ebenfalls eine Härte nach Vickers von mindestens 330 HV, bevorzugt mindestens 350 HV, oder bevorzugt mindestens 370 HV auf. Oftmals ist die Härte nicht höher als 2000 HV, oder bevorzugt nicht höher als 1500 HV. Bevorzugt liegt die Härte mindestens der Oberfläche des mindestens einen ersten Teilbereiches in einem Bereich von 330 bis 2000 HV, oder bevorzugt in einem Bereich von 350 bis 1800 HV. Weiterhin bevorzugt weist mindestens die Oberfläche des mindestens einen ersten Teilbereiches eine Härte auf, die mindestens so groß ist wie die Härte der Rotoroberflächen des Impellers. Bevorzugt weist mindestens die Oberfläche des mindestens einen ersten Teilbereiches eine Härte auf, die um mindestens 20 HV, oder bevorzugt um mindestens 30 HV, oder bevorzugt um mindestens 40 HV höher liegt als die Härte nach Vickers der Rotoroberflächen des Impellers. Als Oberfläche des mindestens einen Teilbereiches, des mindestens einen weiteren Teilbereiches sowie des Impellers wird die oberflächennahe Materieschicht in einem Bereich von 0,01 bis 2,5 mm, bevorzugt in einem Be- reich von 0,05 bis 1 ,0 mm, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,1 bis 0,5 mm, jeweils senkrecht zur Oberfläche verstanden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung sind zumindest die Außenflächen des Bauteilgehäuses und die dem Innenbereich des Pumpengehäuses zu- gewandte Oberfläche biokompatibel. Dies ist insbesondere bevorzugt, wenn die Pumpvorrichtung für die Implantation in einen lebenden Körper, wie beispielsweise den eines Menschen oder Tieres. Die Biokompatibilität wird ermittelt und beurteilt gemäß der Norm ISO 10993- 4:2002. In der Regel kommen die dem Innenbereich des Pumpengehäuses zugewandten Oberflächen und die Außenflächen des Bauteilgehäuses nach Implantieren der erfindungsgemäßen
Pumpvorrichtung in einen lebenden Körper mit dessen Körperflüssigkeit in Kontakt. Die Biokompatibilität der mit Körperflüssigkeit in Berührung kommenden Oberflächen trägt dazu bei, dass der Körper beim Kontakt mit diesen Oberflächen keinen Schaden nimmt.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Pumpengehäuses für eine Pumpvorrichtung beinhaltend die Schritte:
a. Bereitstellen eines ersten Materials;
b. Bereitstellen eines weiteren Materials
c. Bilden eines Pumpengehäusevorläufers, wobei mindestens ein erster Teilbereich des Pumpengehäuses aus dem ersten Material, und
wobei mindestens zwei weitere Teilbereiche des Pumpengehäuses aus dem weiteren Material gebildet werdend;
d. Behandeln des Pumpengehäusevorläufers bei einer Temperatur von mindestens 300 °C.
Das Bereitstellen des ersten Materials in Schritt a. und des weiteren Materials in Schritt b. kann auf jede beliebige Art und Weise erfolgen, die der Fachmann für diesen Zweck auswählen würde. Das Bilden des Pumpengehäusevorläufers kann auf jede beliebige Art und Weise erfolgen, die der Fachmann für den Zweck der Bildung eines ersten Teilbereiches und mindestens zweier weiterer Teilbereiche auswählen würde. In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens beinhaltet Schritt c. einen Formgebungs- prozess, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem lithographischen Pro- zess, einem Spritzgießen, einem Zerspanen, einem Extrudieren oder einer Kombination von mindestens zwei hiervon. In einem lithographischen Prozess werden verschiedene Schichten eines oder mehrerer Materialien nacheinander in einer Form gebracht. Der lithographische Prozess entspricht bevorzugt einem schichtweisen Siebdruckverfahren. Beim Siebdruckverfahren wird ein Sieb, bestehend aus einem möglichst formstabilen Material, wie Holz; Metall, bevorzugt Stahl; einer Keramik oder einem Kunststoff mit einer ausgewählten Maschenweite auf das zu überlagernde oder über dem zu überlagernden Objekt, angeordnet. Auf dieses Sieb wird über eine Düse oder aus einem Behälter die zum Aufbringen oder Überlagern verwendete Druckmasse, beispielsweise in Form eine Paste oder eines Pulvers, aufgebracht und mit einer Rakel durch die Maschen des Siebs gedrückt. Dabei kann aufgrund eines Musters in dem Sieb an unterschiedlichen Stellen unterschiedlich viel, zum Aufbringen oder Überlagern verwendete Druckmasse aufgebracht werden. So kann durch die Geometrie und Anordnung der Maschen entweder ein gleichmäßiger Film der zum Überlagern verwendeten Druckmasse aufgebracht werden oder Bereiche mit keiner oder wenig zum Aufbringen verwendeten Druckmasse mit Bereichen mit viel zum Aufbringen verwendeten Druckmasse abwechseln. Bevorzugt wird ein gleichmäßiger Film der zum Überlagern verwendeten Druckmasse auf die Oberfläche übertragen. Die Siebmaschen können auch durch entsprechend aufgebrachte Materialien (Kopierschichten, Siebdruckschablonen) teilweise geschlossen sein, so dass die Druckmasse nur in definierten Bereichen mit offenen Maschen auf die zu beschichtende Oberfläche übertragen wird, um so beispielsweise eine definierte Struktur wie ein Muster zu erhalten. Weiterhin können statt Sieben auch dünne Filme mit definierten Öffnungen (Stencil) zum Übertragen der Druckmasse verwendet werden. Durch Wiederholung dieses Vorgangs mit ein und demselben Material oder auch unterschiedlichen Materialien können 3-D Strukturen erhalten werden.
Das Spritzgießen, oder auch Spritzgussverfahren genannt, ist ein Formungsprozess für mindestens ein Material, um einen geformten Festkörper zu erhalten. Dem Fachmann sind unter- schiedliche Spritzgießverfahren sowie bei Spritzgießen verwendeten Werkzeuge und Bedin- gungen aus dem Stand der Technik bekannt. Das Spritzgießen kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem Mehrkomponenten-Spritzgießen, einem Pulverspritzgießen, einem Spritzprägen, einem Extrusionsspritzgießen, einem Unterdruckspritzgießen oder einer Kombination aus mindestens zwei hiervon.
Das Zerspanen kann mit jedem anderen Formgebungsprozess kombiniert werden. Beim Zerspanen wird ein massiver Körper durch Einsatz von Zerspanungshilfsmitteln, wie einem Bohrer oder einem Stempel strukturiert. Bei dem Strukturieren wird ein Teil des Materials abgetragen. Hierdurch können massive Körper beispielsweise zu Hohlkörpern geformt werden. Beispiels- weise kann durch Zerspanen in den Pumpengehäusevorläufer ein Hohlraum geformt werden, wenn der Pumpengehäusevorläufer massiv ausgestaltet ist. Das Zerspanen kann jedoch auch ein Bearbeitungsschritt nach der Herstellung eines Pumpengehäuses oder Gehäuses sein. Zusätzlich zum Zerspanen kann im Anschluss an die Herstellung des Pumpengehäuses auch ein Polieren stattfinden.
Bei dem Bilden des Pümpengehäusevorläufers in Schritt c. wird ein erstes Material zum Bilden eines ersten Teilbereiches mit einem weiteren Material zum Bilden des weiteren Teilbereiches in Kontakt gebracht. Das Inkontaktbringen findet bevorzugt in Form eines Spritzgießens statt, bei dem nacheinander zunächst das weitere Material in eine Form aus Metall gespritzt wird und anschließend das erste Material. Die Mengenverhältnisse im ersten und weiteren Material entsprechen bevorzugt den Mengenverhältnissen im ersten und im weiteren Teilbereich, wie sie oben im Zusammenhang mit dem ersten Gegenstand, der erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung, beschrieben wurden. Weiterhin können das erste und das weitere Material Additive enthalten. Bevorzugt weist der Pumpengehäusevorläufer nach dem Inkontaktbringen bereits die Form des Pumpengehäuses auf. Bevorzugt bilden die beiden Materialien eine kontinuierliche Form. Das Inkontaktbringen kann noch einen oder mehrere weitere Schritte beinhalten. So kann ein drittes Material, das bevorzugt eine Zusammensetzung wie der dritte Teilbereich der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung, zwischen dem ersten Material und dem weiteren Material in den Pumpengehäusevorläufer eingebracht werden.
Als Additiv kann jede Substanz ausgewählt sein, die der Fachmann als Zusatz für das erste Material auswählen würde. Das Additiv ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasser, einem Dispergiermittel, einem Bindemittel oder einer Mischung von mindestens zwei hiervon. Das Dispergiermittel beinhaltet bevorzugt mindestens eine organische Substanz. Die organische Substanz weist bevorzugt mindestens eine funktionale Gruppe auf. Die funktionale Gruppe kann ein hydrophobe oder eine hydrophile funktionale Gruppe sein. Die funktionale Gruppe kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einer Ammonium-Gruppe, einer Car- boxylat-Gruppe, einer Sulfat-Gruppe, einer Sulfonat-Gruppe, einer Alkohol-Gruppe, einer Mehrfachalkohol-Gruppe, einer Ether-Gruppe oder einer Mischung aus mindestens zwei hiervon. Das Dispergiermittel weist funktionale Gruppen bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 100, oder bevorzugt in einem Bereich von 2 bis 50, oder bevorzugt in einem Bereich von 2 bis 30 auf. Bevorzugte Dispergiermittel sind unter den Handelsnamen DISPERBYK® 60 von Byk-Chemie GmbH, DOLAPIX CE 64 von Zschimmer & Schwarz GmbH & Co KG erhältlich.
Das Bindemittel ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Methylcellulose, einem thermoplastischen Polymer, einem duroplastischen Polymer und einem Wachs oder einer Mischung von mindestens zwei hiervon.
Die Methylcellulose ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Hydroxypropylme- thylcellulose (HPMC), Hydroxyethylmethylcellulose (HEMC), Ethylmethylcellulose (EMC) oder einer Mischung daraus. Die Methylcellulose beinhaltet bevorzugt Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) Weiterhin bevorzugt beinhaltet die Methylcellulose Hydroxypropylmethylcellulose in einem Bereich von 80 bis 100 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 90 bis 100 Gew.- %, oder bevorzugt in einem Bereich von 95 bis 100 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse an Methylcellulose. Bevorzugt weist die Methylcellulose einen Anteil an -OCH3 Gruppen in einem Bereich von 20 bis 40 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 23 bis 37 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 25 bis 35 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse an Methyl- cellulose auf. Weiterhin bevorzugt weist die Methylcellulose einen Anteil an -OC3H6OH Gruppen in einem Bereich von 1 bis 12 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 3 bis 9 Gew.- %, oder bevorzugt in einem Bereich von 4 bis 8 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse an Methylcellulose auf. Das thermoplastische Polymer kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Acrylnitril- Butadien-Styrol (ABS), Polyamide (PA), Polylactat (PLA), Polymethylmethacrylat (PMMA), Po- lycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polystyrol (PS), Polyetheretherketon (PEEK) und Polyvinylchlorid (PVC) oder einer Mischung von mindestens zwei davon. Das duroplastische Polymer kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einem Aminoplasten, einem Epoxidharz, einem Phenolharz, einem Polyester-Harz oder einer Mischung aus mindestens zwei davon. Wachse sind Kohlenwasserstoffverbindungen, die oberhalb 40 °C ohne Zersetzung schmelzen. Hierunter können sich auch Polyester, Paraffine, Polyethylene oder Copolymere aus mindestens zwei daraus befinden. Der erste Material beinhaltet mindestens eines der vorgenannten Additive bevorzugt in einem Bereich von 0,1 bis 10 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,2 bis 8 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des ersten Materials. Der weitere Material beinhaltet mindestens eines der vorgenannten Additive bevorzugt in einer Menge in einem Bereich von 0,1 bis 5 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,2 bis 2 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,3 bis 1 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des weiteren Materials. Das Behandeln des Pumpengehäusevorläufers in Schritt d. kann auf jede beliebige Art und Weise erfolgen, die der Fachmann für den Zweck der Erwärmung des Pumpengehäusevorläufers auf mindestens 300 °C auswählen würde. Bevorzugt findet mindestens ein Teil des Behandeins des Pumpengehäusevorläufers bei einer Temperatur in einem Bereich von 300 bis 2500 °C, oder in einem Bereich von 500 bis 2000 °C, oder in einem Bereich von 700 bis
1800 °C statt. Bei der Behandlung des Pumpengehäusevorläufers bei erhöhter Temperatur entweicht bevorzugt mindestens ein Teil des Bindemittels. Es sind verschiedene Temperaturprofile beim Behandeln in Schritt d. des Pumpengehäusevorläufers aus Schritt c. möglich. Das Behandeln des Pumpengehäusevorläufers kann beispielsweise in einer oxidativen Atmosphäre, einer reduktiven Atmosphäre oder unter einer Schutzatmosphäre erfolgen. Eine oxidative At- mosphäre kann beispielsweise Sauerstoff enthalten, wie Luft oder ein Sauerstoff/Luft Gemisch. Eine reduktive Atmosphäre kann beispielsweise Wasserstoff enthalten. Eine Schutzatmosphäre beinhaltet bevorzugt weder Sauerstoff noch Wasserstoff. Beispiele für Schutzatmosphären sind Stickstoff, Helium, Argon, Krypton oder deren Gemische. Die Wahl der Atmosphäre kann abhängig von den zu behandelnden Materialien sein. Dem Fachmann ist die geeignete Wahl der Atmosphäre für die erwähnten Materialien bekannt. Es können auch bevorzugt nacheinander Kombinationen von unterschiedlichen Atmosphären für verschiedene Zeiträume gewählt werden.
Das Behandeln des Pumpengehäusevorläufers kann entweder in einem Schritt erfolgen oder bevorzugt in mehr als einem Schritt. Bevorzugt wird der Pumpengehäusevorläufer in einem ersten Teilschritt des Schrittes d. auf eine Temperatur in einem Bereich von 301 bis 600 °C, oder bevorzugt in einem Bereich von 350 bis 550 °C, oder bevorzugt in einem Bereich von 400 bis 500 °C behandelt. Dieser erste Teilschritt des Behandlungsschrittes d. kann über einen Zeitraum in einem Bereich von 1 bis 180 min, bevorzugt in einem Bereich von 10 bis 120 min, oder bevorzugt in einem Bereich von 20 bis 00 min erfolgen. Dieser Teilschritt kann entweder durch Einbringen des Pumpengehäusevorläufers aus Schritt c. in eine vorgeheizte Atmosphäre erfolgen oder durch langsames schrittweises oder stetig erhöhtes Erhitzen des Pumpengehäusevorläufers. Bevorzugt wird das Behandeln in dem ersten Teilschritt des Schritt d. des Pumpengehäusevorläufers in einem Schritt auf eine Temperatur in einem Bereich von 301 bis 600 °C vor- genommen.
In einem zweiten Teilschritt des Behandeins aus Schritt d., der sich bevorzugt an den ersten Teilschritt anschließt, wird der Pumpengehäusevorläufer bevorzugt auf eine Temperatur in einem Bereich von 800 bis 2500 °C, oder bevorzugt in einem Bereich von 1000 bis 2000 °C, oder bevorzugt in einem Bereich von 1100 bis 1800 °C erhitzt. Auch dieser Teilschritt kann entweder durch Einbringen des Pumpengehäusevorläufers aus dem ersten Teilschritt des Schritt d. in eine vorgeheizte Atmosphäre erfolgen oder durch langsames schrittweises oder stetig erhöhtes Erhitzen des Pumpengehäusevorläufers. Bevorzugt wird das Behandeln in dem zweiten Teilschritt des Schritt d. des Pumpengehäusevorläufers in einem Schritt auf eine Temperatur in einem Bereich von 800 bis 2500 °C vorgenommen. Die Behandlung des Pumpengehäusevorläufers in dem zweiten Teilschritt wird über einen Zeitraum in einem Bereich von 1 bis 180 min, bevorzugt in einem Bereich von 10 bis 120 min, oder bevorzugt in einem Bereich von 20 bis 100 min vorgenommen. Die Form des Pumpengehäuses nach dem Herstellungsprozess ist bevorzugt kontinuierlich. Das bedeutet, dass das Pumpengehäuse neben dem Auslass und dem Einlass keine weiteren Öffnungen oder Auslässe, oder sonstige Aussparungen aufweist. Bevorzugt weist das Pumpengehäuse eine geradlinige Außenfläche auf. An der Innenfläche des Pumpengehäuses können in mindestens einem der ersten oder der weiteren Teilbereiche die Wandstärken variieren. Eine Erhöhung der Wandstärke an mindestens einem Punkt des Pumpengehäuses kann dazu dienen, den Impeller mindestens in eine Richtung an seiner Position im Pumpengehäuse zu halten. Die Verdickung der Wandstärke kann dabei entweder bereits während des Herstellprozesses stattfinden oder im Anschluss daran. Ergänzend oder alternativ kann das Pumpengehäuse Einschnürungen aufweisen. Eine erfindungsgemäße Pumpvorrichtung ist erhältlich durch Einsetzen eines Impellers in ein Pumpengehäuse, Anordnen von Elektromagneten mit Spulen um das Pumpengehäuse, Herstellen eines Stromkreises unter Einbeziehen einer Steuervorrichtung und einer Stromquelle, z.B. einer Batterie. Bevorzugt wird die erfindungsgemäße Pumpvorrichtung von einem Bauteil- gehäuse umgeben und die weiteren Teilbereiche des Pumpengehäuses mit dem Bauteilgehäuse stoffschlüssig verbunden. Dies kann zum Beispiel durch eine Lötverbindung entlang der Berührungspunkt von Pumpengehäuses und Bauteilgehäuse durchgeführt werden.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Pumpengehäuse für eine Pumpvor- richtung erhältlich nach dem zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Gehäuse, das einen Innenbereich zumindest zu einem Teil umgibt, mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende,
wobei die Wand des Gehäuses in mindestens einer Ebene senkrecht zur Längsaus- dehnung des Gehäuses mindestens einen ersten Teilbereich und mindestens einen weiteren Teilbereich aufweist;
wobei der mindestens eine erste Teilbereich zu mindestens 60 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des mindestens einen ersten Teilbereichs, mindestens ein nicht-magnetisches Material beinhaltet,
wobei der mindestens eine weitere Teilbereich zu mindestens 41 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des mindestens einen weiteren Teilbereichs, mindestens ein ferromagnetisches Material beinhaltet, wobei der mindestens eine weitere Teilbereich in der Ebene und der mindestens eine erste Teilbereich in der Ebene benachbart ist, und wobei der mindestens eine erste Teilbereich und der mindestens eine weitere Teilbereich miteinander stoffschlüssig verbunden sind.
Das Gehäuse entspricht in seiner Form, seiner Zusammensetzung und seiner sonstigen Ausgestaltung dem Pumpengehäuse, das zuvor im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung beschrieben wurde.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Gehäuses ist in dem Gehäuse zumindest in einem Teil des Gehäuses ein verschiebbares Element vorgesehen ist. Weitere bevorzugte Ausführungsformen entsprechen den zuvor beschriebenen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung Das verschiebbare Element kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einer Kugel, einem Zylinder, einer Luftblase oder einer Kombination aus mindestens zwei hiervon. Das verschiebbare Element weist bevorzugt eine Form auf, die dem Durchmesser des Pumpengehäu- ses entspricht. Das Material des verschiebbaren Elements kann jedes sein, das der Fachmann hierfür verwenden würde. Bevorzugt beinhaltet das verschiebbare Element ein Metall, ein Polymer, eine Keramik oder eine Mischung hieraus. Das Metall oder das Polymer kann ausgewählt sein aus einem Metall, einem Polymer oder einer Keramik wie sie für den ersten Teilbereich für das Pumpengehäuse beschrieben wurde. Das verschiebbare Element kann dazu die- nen beispielsweise durch eine Änderung des Fluidstroms in dem Gehäuse in seiner Position in dem Gehäuse verschoben zu werden. Bei Änderung der Position des verschiebbaren Elements kann ein Stromfluss in einer Spule ausgelöst und mittels einer Stromflussmessung aufgezeichnet werden.. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Pumpvorrichtung beinhaltend mindestens ein zuvor beschriebenes Gehäuse oder ein Pumpengehäuse erhältlich nach einem zuvor beschriebenen Verfahren.
Messmethoden
1. Bestimmung der Härte nach Vickers (HV):
Die Prüfkräfte und Materialien wurden gemäß der Norm nach DIN EN ISO 6507-März 2006 bestimmt. Es wurden folgende Prüfkräfte und Einwirkdauern verwendet: 1 kg, 15 Sekunden. Die Prüftemperatur betrug 23 °C ± 1 °C
2. Bestimmung der magnetischen Permeabilität: Die magnetische Permeabilität wurde gemäß der Norm ASTM A773 / A773 - 01 (2009)
3. Bestimmung der Biokompatibilität."
Die Biokompatibilität wird gemäß der Norm nach 10993-4:2002 bestimmt werden.
4. Bestimmung der Hermetischen Verbindung:
Lecktests werden mit Heliumlecktestern und/oder Massenspektrometern durchgeführt werden. Ein Standardmessverfahrenist im Standard MN-STD-883G Method 1014 spezifiziert. Die maximal zulässige Helium-Leckrate wird dabei abhängig vom internen Volumen der zu prüfenden Vorrichtung festgelegt. Nach den in MIL-STD-883G, Method 1014, in Absatz 3.1 spezifizierten Methoden, und unter Berücksichtigung der in der Anwendung der vorliegenden Erfindung vorkommenden Volumina und Kavitäten der zu prüfenden Vorrichtungen, beträgt die maximal zulässige Helium-Leckrate für die erfindungsgemäßen Pumpengehäuse 10 7 atm*cm3/sec oder weniger. Das bedeutet, dass die zu prüfende Vorrichtung (beispielsweise das Bauteilgehäuse und/oder die Pumpvorrichtung oder das Bauteilgehäuse mit dem verbundenen Pumpengehäuse) eine Helium- Leckrate von weniger als 1 x 10~7 atm*cm3/sec oder weniger aufweist. Für Vergleichszwecke können die genannten Helium-Leckraten auch in die äquivalente Standard-Luft- Leckrate konvertiert werden. Die Definition für die äquivalente Standard-Luft-Leckrate (Equivalent Standard Air Leak Rate) und die Umrechnung sind im Standard ISO 3530 angegeben.
5. Bestimmung der Rauheit: DIN EN ISO 4288. Weitere Parameterangaben: Maximaler Tastspitzenradius = 2 μηη; Messstrecke = 1 ,25 mm; Grenzwellenlänge = 250 μιτι. Beispiele
Beispiel 1 für erstes Material:
Das erste Material enthält 45 Gew.-% Platinpulver der Firma Heraeus Precious Metals GmbH & Co. KG mit einer Korngröße D50 = 50 μηι und 45 Gew.-% Aluminiumoxid (Al203) der Firma CeramTech GmbH mit einer Korngröße von D90 = 2 μηι sowie 10 Gew.-% eines Bindemittels METAWAX P-50 erhältlich bei der Firma Zschimmer & Schwarz GmbH & Co.KG. Beispiel 2 für weiteres Material:
Das weitere Material enthält eine Mischung aus 45 Gew.-% eines Pt-Co-23 Materials der Firme Heraeus Holding GmbH sowie 45 Gew.-% Aluminiumoxid (Al203) erhältlich bei der Firma CeramTech GmbH, sowie 10 Gew.-% des Bindemittels METAWAX P-50 erhältlich bei der Firma Zschimmer & Schwarz GmbH & Co.KG.
Beispiel 3 für ersten Teilbereich:
Das erste Material enthält 50 Gew.-% Platinpulver der Firma Heraeus Precious Metals GmbH & Co.KG und 50 Gew.-% Aluminiumoxid (Al203) der Firma CeramTech GmbH. Beispiel 4 für weiteren Teilbereich:
Das weitere Material enthält eine Mischung aus 50 Gew.-% eines Pt-Co-23 Materials der Firme Heraeus Holding GmbH sowie 50 Gew.-% Aluminiumoxid (Al203) erhältlich bei der Firma CeramTech GmbH. Falls hier nicht spezifiziert können die Korngrößen der Materialien dem Produktdatenblatt entnommen werden, das beim Rohstofflieferanten verfügbar und oftmals einer Lieferung beigefügt ist.
Das erste Material aus Beispiel 1 wird gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren für die Her- Stellung eines Pumpengehäuses zunächst in einem Behälter bereitgestellt. Das weitere Material aus Beispiel 2 wird ebenfalls in einem Behälter bereitgestellt. In abwechselnder Reihenfolge können die Pulver des weiteren Materials und des ersten Materials in die Form, wie in Figur 5 gezeigt gegeben werden und mit einem Stempel zusammengedrückt werden. Auf diese Weise erhält man einen Pumpengehäusevorläufer, der in einem Ofen zunächst bei einer Temperatur von 400 °C behandelt und anschließend bei einer Temperatur von 1700 °C gesintert wird, um ein Pumpengehäuse mit mindestens einem ersten Teilbereich mit der Zusammensetzung gemäß Beispiel 3 und mindestens einem weiteren Teilbereich mit der Zusammensetzung aus Beispiel 4 zu erhalten.
Figuren
Im Folgenden wird in Figur 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung;
Figur 2 ein Schema eines Verfahrens zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Pumpengehäuses;
Figur 3a-b eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Pumpengehäuses mit einem ersten und einem weiteren Teilbereich direkt benachbart zueinander an- geordnet;
Figur 4a-b eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Pumpengehäuses mit einem ersten und einem weiteren Teilbereich getrennt durch einen dritten Teilbereich angeordnet; gezeigt.
In Figur 1 ist schematisch eine Pumpvorrichtung 10 gezeigt, die ein Pumpgehäuse 20, in Form eines Rohres aufweist, sowie ein Bauteilgehäuse 40. Die Außenflächen 100 des Bauteilgehäuses 40 kommen insbesondere für eine implantierbare Pumpvorrichtung 10 mit dem Körper in Kontakt und sind daher bevorzugt biokompatibel ausgestaltet Das Pumpengehäuse 20 weist eine Wand 21 auf, die einen Innenbereich 50 umgibt. Die zum Innenbereich 50 weisende Fläche des Pumpengehäuses 20 wird als zugewandte Oberfläche 102 bezeichnet. Die zugewandte Oberfläche 102 kommt mit dem Fluid in Kontakt und ist daher insbesondere für eine implantierbare Pumpvorrichtung 10 bevorzugt biokompatibel ausgestaltet. In dem Innenbereich 50 des Pumpengehäuses 20 befindet sich mindestens ein Impeller 80, in diesem Fall befinden sich zwei Impeller 80 in dem Pumpengehäuse 20. Das Pumpengehäuse 20 weist einen ersten Teilbereich 26 in der Mitte der Wand 21 auf. An dem ersten Ende 22, das gleichzeitig den Einlass 22 durch die Öffnung 23 definiert, weist die Wand 21 bzw. das Pumpengehäuse 20 einen ersten weiteren Teilbereich 28 auf. Auf der gegenüberliegenden Seite des Pumpengehäuses 20 befindet sich das weitere Ende 24, in Form des Auslasses 24, beinhaltend die weitere Öffnung 25. Mittels des Impellers 80 kann ein Fluid in Pumprichtung 240 von dem Einlass 22 zum Ausläse 24 gepumpt werden. Zwischen dem Bauteilgehäuse 40 und dem Pumpgehäuse befinden sich weitere Bauteile, wie eine Batterie 120 sowie eine Steuereinheit 130. Weiterhin befinden sich zwei Spulen 32 und 32' in dem Bauteilgehäuse 40. Die Spulen 32 und 32' können entwe- der um die mindestens zwei weiteren Teilbereiche 28, 28' angeordnet sein oder sich an einer anderen Stelle im Bauteilgehäuse 40 befinden. Die weiteren Teilbereich 28, 28' sind als Ausstülpungen aus dem ansonsten röhrenförmigen Pumpengehäuse 20 ausgestaltet.
In Figur 2 ist schematisch der Ablauf des Verfahrens zur Herstellung eines Pumpengehäuses gezeigt. In dem Schritt a. bzw. a) 200 wird ein erstes Material 60 bereitgestellt. Das erste Material 60 ist beispielsweise eine Mischung aus mindestens zwei Pulvern. Das erste Material enthält die Zusammensetzung aus Beispiel 1
Das weitere Material 70 wird in Form einer Mischung Beispiel 2 bereitgestellt. Der Behälter kann ein Metallbehälter mit einem Siebausgang sein. Bevorzugt weisen die Pulverkörner eine runde bis ovale Ausdehnung auf. Die Korngrößenangabe D50 bedeutet, dass nicht mehr als 50 % der Teilchen größer sind als der angegebene Durchmesser. Die Korngrößenangabe D90 bedeutet, dass nicht mehr als 90 % der Teilchen größer sind als der angegebene Durchmesser Die Korngröße kann mit verschiedenen Methoden bestimmt werden. Bevorzugt wird die Korn- große mit Hilfe von Laserbeugung, Lichtmikroskopie, optische Einzelpartikelzählung oder einer Kombination mindestens zwei hiervon bestimmt. Weiterhin bevorzugt wird die Bestimmung der Korngröße so wie der Korngrößenverteilung anhand von optischer Einzelauswertung von Aufnahmen mittels Transmissions-Elektronen-Mikroskopie (TEM) vorgenommen. In einem Schritt c bzw. c) 220 wird aus dem ersten Material 60 und dem weiteren Material 70 ein Pumpengehäusevorläufer 90 gebildet.
Die Schritte c. bzw. c) 200 sind zwei Alternativen nach denen bei der Bildung des Pumpenge- häusevorläufers 90 verfahren werden kann. In der ersten Alternative des Schrittes c. wird zu- nächst ein weiterer Teilbereich 28 durch das weitere Material 70 gebildet. Hierbei wird das weitere Material 70 mit Hilfe einer Teflonrakel mit den Dimensionen 10 mm * 4 mm * 2 mm und einer Rakelhärte von 50 shore in eine erste Form aus einer Aluminiumoxidkeramik, gedruckt. Die erste Form ist an einer Seite offen. Anschließend wird das erste Material 60 in eine weitere Form, wie für das weitere Material beschrieben gedrückt. Auch die weitere Form ist zu einer Seite hin offen. Mit einem Stempel aus Edelstahl werden das erste und das weitere Material 70 unter einem Druck von einem Gewicht von 10Kg zusammengedrückt. Es entstehen zwei Rohlinge, die bei einer Temperatur von 400 °C in einem Heizofen von Heraeus Holding GmbH für 10 Stunden behandelt werden. Anschließend werden die beiden Rohlinge zu einem Pumpengehäusevorläufer 90 an den offenen Seiten der Form zusammengefügt. Der Pumpengehäusevorläufer wird bei einer Temperatur von 400 °C an Luft behandelt. Diese Behandlung findet in einem Heizofen der Firma Hera- eus Holding GmbH für einen Zeitraum von 160 min statt. Direkt im Abschluss an diesen Be- handlungsschritt wird der Pumpengehäusevorläufers 90 bei einer Temperatur von 1700 °C in dem gleichen Ofen für 180 min behandelt, wobei die Teilbereiche 26, 28 zusammen sintern und ein Pumpengehäuse entsteht. Es entsteht ein Pumpengehäuse in Form eines runden Rohres aus mindestens einem ersten Teilbereich und Ausstülpungen mindestens aus zwei weiteren Teilbereichen. Der Innendurchmesser des Pumpengehäuses beträgt 9 mm.
In Figur 3a ist ein Querschnitt (in einer Ebene Q) durch ein wie zuvor hergestelltes Pumpengehäuse 20 dargestellt. Der Kern des rohrförmigen Pumpengehäuses 20 wird durch einen ersten Teilbereich 26 gebildet, in den viel weitere Teilbereiche 28 sowie 28' hineinragen. Die weiteren Teilbereiche 28 und 28' bilden Ausstülpungen aus dem Pumpengehäuse 20 in alle vier Himmel- richtungen. Die Oberfläche des Innenbereichs 50, folglich die dem Innenbereich 50 zugewandte Oberfläche 102 wird in dieser Ausführungsform ausschließlich durch einen ersten Teilbereich 26 gebildet.
In Figur 3b wird ebenfalls ein Querschnitt (in der Ebene Q) durch ein erfindungsgemäßes Pum- pengehäuse 20 gezeigt. Die Anordnung der weiteren Teilbereiche 28 und 28' sind identisch zu denen aus Figur 3a und ragen in alle viel Himmelrichtungen von dem rohrförmigen Grundkörper des Pumpengehäuse nach außen weg. Im Unterschied zu den weiteren Teilbereichen 28, 28' sind die weiteren Teilbereiche 28, 28'in der Ausführungsform aus Figur 3b von dem ersten Teilbereich 26 umgeben. Daraus resultiert, dass die gesamte äußere Oberfläche des Pumpenge- häuses 20 den ersten Teilbereich 26 beinhaltet.
In Figur 4a ist wiederum ein Pumpengehäuse 20 mit Ausstülpungen aus dem rohrförmigen Grundkörper des Pumpengehäuses 20 gezeigt. Hier ragen die weiteren Teilbereiche 28 und 28' alle durch die Wandstärke des Pumpengehäuses 20 hindurch bis zum Innenbereich 50. Der Innenbereich 50 weist folglich an seiner zugewandten Oberfläche 102 sowohl Teile von erstem Teilbereich 26 als auch Teile von weiteren Teilbereichen 28, 28' auf. Der erste Teilbereich 26 ragt dabei an dem Einlass 22 und dem Auslass 24 über die weiteren Teilbereiche 28, 28' hinaus. Die Ausführungsform aus Figur 4b weist die gleiche Form und Anordnung der ersten 26 und weiteren Teilbereiche 28, 28' auf, mit dem Unterschied, dass die weiteren Teilbereiche 28 und 28' sich im Umfang des Pumpengehäuses 20 abwechseln. Dies hat zur Folge, dass an der ersten Öffnung 23 am Einlass 22 und an der weiteren Öffnung 25 am Auslass 24 beide Arten der Teilbereiche, also sowohl mindestens ein erster Teilbereich 26 als auch mindestens die beiden Teilbereiche 28, 28'enden.
Bezugszeichenliste
10 Pumpvorrichtung Pumprichtung
20 Gehäuse, Pumpengehäuse Querschnittsebene
21 Wand
22 erstes Ende / Einlass
23 erste Öffnung
24 weiteres Ende /Auslass
25 weitere Öffnung
26, 26' erste Teilbereich
28, 28' weiterer Teilbereich
32, 32' Spule
40 Bauteilgehäuse
50 Innenbereich
60 erstes Material
70 weiteres Material
80 Impeller
90 Vorläufer/Pumpengehäusevorläufer
100 Außenfläche
102 zugewandte Oberfläche
110 elektrisches Bauteil
120 Batterie
130 Steuereinheit
200 Schritt a. / Schritt a)
210 Schritt b. / Schritt b)
220 Schritt c. / Schritt c)
230 Schritt d. / Schritt d)

Claims

Patentansprüche
1. Eine Pumpvorrichtung (10), beinhaltend: einen Impeller (80);
ein Pumpengehäuse (20), beinhaltend eine Wand (21 ), die einen Innenbereich (50) umgibt, mit einem Einlass (22) und einem Auslass (24);
wobei der Impeller (80) im Innenbereich (50) des Pumpengehäuses (20) vorgesehen ist,
wobei die Wand (21) des Pumpengehäuses (20) in mindestens einer Ebene (Q) senkrecht zur Längsausdehnung des Pumpengehäuses (20) mindestens einen ersten Teilbereich (26, 26') und mindestens zwei weitere Teilbereiche (28, 28') aufweist;
wobei der mindestens eine erste Teilbereich (26, 26') zu mindestens 60 Gew.- %, bezogen auf die Gesamtmasse des mindestens einen ersten Teilbereiches (26, 26), mindestens ein nicht-magnetisches Material beinhaltet, wobei die weiteren Teilbereiche (28, 28') zu mindestens 41 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse der weiteren Teilbereiche (28, 28'), mindestens ein ferromagnetisches Material beinhalten,
wobei jeder weitere Teilbereich (28, 28') in der Ebene (Q) zumindest einem ersten Teilbereich (26, 26') benachbart ist, und
wobei der mindestens eine erste Teilbereich (26, 26') und die weiteren Teilbe- reiche (28, 28') miteinander stoffschlüssig verbunden sind.
2. Die Pumpvorrichtung (10) nach Anspruch 1 , wobei zumindest ein Teil jedes weiteren Teilbereichs (28, 28') von jeweils mindestens einer elektrischen Spule (32, 32') umgeben ist.
3. Die Pumpvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das nicht-magnetische Material des mindestens einen ersten Teilbereichs (26, 26') ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Cermet, Aluminiumoxid (Al203), Zirkoniumdioxid (Zr02), einem ein Aluminiumoxid enthaltendes Zirkoniumoxid (ATZ), einem ein Zirkoniumoxid enthaltendes Aluminiumoxid (ZTA), einem ein Yttrium enthaltendes Zirkoniumoxid (Y-TZP), Alumini- umnitrid (AIN), Magnesiumoxid (MgO), einer Piezokeramik, Barium(Zr, Ti)oxid, Bari- um(Ce, Ti)oxid und Natrium-Kalium-Niobat, einer Platin-Legierung, einer Titan- Legierung, einer Niob-Legierung, einer Tantal-Legierung, einer Molybdän-Legierung, einem Edelstahl (AISI 304, AISI 316 L) oder einer Mischung aus mindestens zwei hiervon.
4. Die Pumpvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine erste Teilbereich (26, 26') ein nicht-magnetisches Metall in einem Bereich von 40 bis 90 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des mindestens einen ersten Teilbereiches (26, 26'), beinhaltet.
5. Die Pumpvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das fer- romagnetische Material des weiteren Teilbereichs (28, 28') ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend Eisen (Fe), Kobalt (Co), Nickel (Ni), Chromdioxid (Cr02), Ferrit (Fe203) eine Eisen-Legierung, eine Eisen-Nickel-Legierung, eine Eisen-Silizium- Legierung, eine Eisen-Kobalt-Legierung, eine Nickel-Legierung, eine Aluminium-Nickel- Legierung, eine Kobalt-Legierung, eine Kobalt-Platin-Legierung, eine Kobalt-Chrom- Legierungen, eine Neodym-Eisen-Bor-Legierung, eine Samarium-Kobalt-Legierung oder eine Mischung aus mindestens zwei hiervon.
6. Die Pumpvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens einer der mindestens zwei weiteren Teilbereiche (28, 28') weiterhin eine Komponente ausgewählt aus einer Keramik, oder einem Metall oder einer Mischung hieraus beinhaltet.
7. Die Pumpvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Anspruch, wobei der mindestens eine erste Teilbereich (26, 26') weniger als 10 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des ersten Teilbereiches (26, 26'), an magnetischem Metall beinhaltet.
8. Die Pumpvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Pumpengehäuse (20) ein Volumen in einem Bereich von 0,1 cm3 bis 0 cm3 aufweist.
9. Die Pumpvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die
Pumpvorrichtung ein Bauteilgehäuse (40) aufweist, das mit dem Pumpengehäuse (20) dicht verbunden ist.
10. Die Pumpvorrichtung (10) nach Anspruch 9, wobei das Bauteilgehäuse (40) mindestens 30 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des Bauteilgehäuses (40) Titan beinhaltet.
11. Die Pumpvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest die Außenfläche (100) des Bauteilgehäuses (40) und die dem Innenbereich (50) des Pumpengehäuses (20) zugewandte Oberfläche (102) biokompatibel sind.
12. Ein Verfahren zur Herstellung eines Pumpengehäuses (20) beinhaltend die Schritte: a. Bereitstellen eines ersten Materials (60);
b. Bereitstellen eines weiteren Materials (70)
c. Bilden eines Pumpengehäusevorläufers (90),
wobei mindestens ein erster Teilbereich (26, 26') des Pumpengehäuses (20) aus dem ersten Material (60), und
wobei mindestens zwei weitere Teilbereiche (28, 28') des Pumpengehäuses (20) aus dem weiteren Material (70) gebildet werden;
d. Behandeln des Pumpengehäusevorläufers (90) bei einer Temperatur von mindestens 300 °C.
13. Das Verfahren nach Anspruch 12, wobei Schritt c. einen Formgebungsprozess beinhaltet, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem lithographischen Pro- zess, einem Spritzgießen, einem Zerspanen, einem Extrudieren oder einer Kombination von mindestens zwei hiervon.
14. Ein Pumpengehäuse erhältlich nach einem Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 12 oder 13.
15. Ein Gehäuse (20), beinhaltend eine Wand (21), die einen Innenbereich (50) umgibt, wobei das Gehäuse einen Einlass (22) und einen Auslass (24) aufweist,
wobei die Wand des Gehäuses (20) in mindestens einer Ebene (Q) senkrecht zur Längsausdehnung des Gehäuses (20) mindestens einen ersten Teilbereich (26, 26') und mindestens einen weiteren Teilbereich (28, 28') aufweist;
wobei der mindestens eine erste Teilbereich (26, 26') zu mindestens 60 Gew.- %, bezogen auf die Gesamtmasse des mindestens einen ersten Teilbereichs (26, 26'), mindestens ein nicht-magnetisches Material beinhaltet, wobei der mindestens eine weitere Teilbereich (28, 28') zu mindestens 41 Gew.- %, bezogen auf die Gesamtmasse des mindestens einen weiteren Teilbereichs (28, 28'), mindestens ein ferromagnetisches Material beinhaltet, wobei der mindestens eine weitere Teilbereich (28, 28') in der Ebene (Q) und der mindestens eine erste Teilbereich (26, 26') in der Ebene (Q) benachbart ist, und
wobei der mindestens eine erste Teilbereich (26, 26') und der mindestens eine weitere Teilbereich (28, 28') miteinander stoffschlüssig verbunden sind.
16. Das Gehäuse (20) gemäß Anspruch 15, wobei in dem Gehäuse (20) zumindest in einem Teil des Gehäuses (20) ein verschiebbares Element vorgesehen ist.
17. Eine Pumpvorrichtung (10) beinhaltend mindestens ein Gehäuse (20) nach Anspruch 5 oder 16, oder ein Gehäuse (20) erhältlich nach einem Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 12 oder 13.
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