用于泵的具有葉輪葉片的徑向可壓縮和擴展的轉子的制作方法

技術領域

本發明屬于機械工程和力學領域并涉及用于泵的轉子。

背景技術：

美國臨時申請序號61/364,559(代理人案號ECP 27(1)US)，美國臨時申請序號61/364,595(代理人案號ECP 27(2)US)，美國臨時申請序號61/364,578(代理人案號ECP 28 US)通過引用并入本申請。

轉子泵的使用方式廣泛，因具有相應的轉子設計和轉子速度而功能強大。轉子通常可以被設計為軸向輸送或離心輸送轉子，并具有相應的葉輪葉片。

這種泵令人特別感興趣的地方在于，相對于它們的輸送功率，它們的體積非常小，可以在運輸時被壓縮，在操作時被擴展。這種泵在醫療領域的特定應用涉及侵入式泵，它能以徑向壓縮狀態被輸送到病人體內，并可在體內擴展，以達到所期望的輸送功率。

這種泵可用作，例如，心臟輔助血液輸送泵，并可通過血管被輸送入體腔從而在那里徑向展開。典型地，為了這一目的，轉子以及容納轉子的相應的泵外殼都是可以徑向壓縮和展開的。

例如，在美國專利7,393,181 B2中已知這種泵。該泵具有一個轉子，多個葉片被制成一體，且具有一輪轂，為了使轉子可徑向壓縮，由于其材料具有彈性，從而在運輸狀態下，多個葉片可以折疊到所述輪轂上。在操作時，葉片自行豎起從而輸送功率相應增加。轉子的材料必須根據彈性性能和變形性能精心挑選，從而，一方面，能夠容易地壓到輪轂上，另一方面，能在操作時對被輸送的液體施加足夠的力。

從美國專利申請2008/0114339 A1中已知一個非常類似的泵，其相應的轉子另外與一個同樣可壓縮可擴展的外殼相配合。在轉子運行時，外殼通過豎立的轉子葉片產生的力的作用被展開。

技術實現要素：

針對在先背景技術，本發明的潛在目的是提供一個用于泵的轉子，該轉子可在盡可能小的力的作用下徑向壓縮，另一方面，在操作時可以易于展開，并且在展開狀態下具有所需要的穩定的推力作用。

根據本發明，這個目的通過權利要求1的特征實現。

為了這個目的，本發明提供了一種用于泵的徑向可壓縮可擴展的轉子，具有至少一個葉輪葉片，其中，所述葉輪葉片具有葉輪葉片本體以及至少一個加勁支柱，所述葉輪葉片本體的材料彈性可變形，所述加勁支柱至少部分嵌入葉輪葉片本體的材料中。

根據本發明，所述轉子優選地呈現一種支撐結構(即支柱)，該支撐結構沒有任何封閉的邊緣結構或邊緣曲線。這意味著，本發明中，各支柱或葉片優選地可在很大程度上相互獨立地變形，從而一方面能使轉子很好的壓縮，另一方面，還可在泵操作時提供充分的穩定性/剛度。在泵操作時，由加勁支柱局部加勁的葉輪葉片本體在形變方面具有幾何維持性能。

在這方面，支柱不穿透葉輪葉片本體的表面，這樣不會引起對流體的干擾。在葉輪葉片厚度方向測量，該葉輪葉片厚度(即葉輪葉片的總厚度，包括任何空腔)，即在壓力側和吸力側之間，優選至少為80％，特別是100％的相鄰或連接的支柱的最大厚度，有利地超過相鄰或連接的支柱的最大厚度。在設置支柱的區域，包括沿橫貫支柱軸向方向的區域，特別是在基本垂直于支柱軸向方向觀察，葉片壁厚度有利的大體上恒定或完全恒定。

支柱厚度可以設計為變化的，例如沿其軸向，在相對于轉子軸徑向向外的方向上減少。在這種情況下，葉輪葉片的厚度也可以在這個方向減小。

此外，在由支柱加強的區域之外，例如在葉輪葉片的側端部，葉輪葉片的厚度還可以增加或減少。

通過幾乎不變的葉輪葉片的厚度，實現了在沒有任何較大渦流和具有最小的葉輪葉片表面的情況下的沿著葉輪葉片的流的優化。

從而，各支柱在各個面均由葉輪葉片的塑料材料覆蓋，(不同于，例如，在覆膜金屬結構中)形成有利于流的均勻葉片表面。更加形狀穩定的轉子也根據覆膜金屬結構制成，這些轉子在流場壓力下偏轉小且更加均勻地偏轉，而對加工公差也較不敏感；還有類似的轉子，支柱之間膜的厚度很少達到10％的支柱厚度，在極端的情況下，最大50％的支柱厚度。

對轉子或葉輪葉片的不同力學要求，可以通過這種構造，分配給不同的材料或構件。可以建立和定位支柱，使它們不妨礙葉輪葉片從第一狀態壓縮到第二狀態，但它們在另一方面，在第三狀態，擴展狀態，充分穩定轉子。支柱因而吸收張力，鑒于葉輪葉片本體的材料具有所需的拉伸性。在這方面，轉子或葉輪葉片的總質量和總體積也可以通過使用復合材料減至最小。這樣，在第二狀態，壓縮狀態下，能夠具有小的直徑。

典型的，支柱通常由比葉輪葉片本體更硬的材料構成，例如硬塑料或金屬合金或金屬。

該構造如此進行設計，以使轉子在沒有外力作用時，采用能被移動的第一狀態，為了運輸的目的，通過徑向壓縮形成一個第二狀態，壓縮狀態，而它可以在操作中同樣地從第一狀態，通過豎立葉輪葉片，進入第三狀態，擴展狀態。

由于轉子的第一次狀態相對于操作狀態，已部分壓縮，最終壓縮所需的徑向力應盡可能小。此外，葉輪葉片在第一狀態優選位于提供使葉輪葉片在流體反壓的作用下豎立起來，以及，它們的位置在第二狀態，壓縮狀態為最優的位置。

有利地，轉子可以被設計為無輪轂的，支柱可以在徑向相對于轉動軸從第一軸向間距延伸至第二軸向間距。這意味著，支柱不必徑向向內延伸至轉動軸，只需在葉輪葉片中從那里開始徑向向外延伸一個有限的距離。它們可以徑向向外延伸至葉輪葉片端部，或者止于葉輪葉片端部之前的一個第二軸向間距。葉輪葉片自身可以是分離的，留出轉動軸附近的空間，或者一個單個的貫通葉片可延伸過中部區域，例如，一個單螺旋葉片。

在另一方面，可提供一輪轂與葉輪葉片連接，且該葉輪葉片以輪轂為中心轉動。在這種情況，可以以一種簡單的方式，通過輪轂將驅動力傳到葉輪葉片上，而對于沒有輪轂的轉子，驅動力需要在端面傳給葉輪葉片。

至少有一個支柱，特別的，可以是多個支柱或所有支柱，可以有利地徑向延伸入輪轂。該支柱可以，例如，作為一個個體或一個連接結構插入輪轂本體，或可被拉入輪轂本體的一個槽內以形成葉輪葉片的支撐結構。這樣一個輪轂本體的槽狀凹部通常沿外套表面螺旋延伸。在橫截面上，該槽可以，例如，形成一個燕尾狀，從而可靠地固定支柱。

然而，也可以有利的提供，至少有一個支柱，特別是多個支柱或所有支柱，從輪轂外的第一軸向間距徑向延伸至第二軸向間距。在這種情況下，例如，葉輪葉片可以容易地折疊到輪轂上。然而，折疊的一個相應的優化設計，也可能通過支柱延伸入輪轂本體，或穿過輪轂一體成型實現。

支柱可以所有都相互連接或按組相互連接，有利的是，在轉子處于展開狀態觀察時，支柱可以在靠近轉動軸的支柱徑向長度一半的范圍內，相互連接。特別地，它們也可以在其靠近轉動軸的端相互連接，只在那里連接也是有利的。支柱也可在它們遠離轉動軸的端部成對相互連接，從而形成環，各環在靠近轉動軸的區域相互連接。從而，葉輪葉片在垂直于軸向載荷的方向得到了良好的加強，并且支柱使葉輪葉片平面形成良好的形變，以使在操作狀態下，支柱也實現了良好的穩定性，但為了壓縮，在葉輪葉片的軸向遠端區域，支柱能相應地具有彼此之間的可移動性。支柱可為繩狀體，例如絲線，也可以是金屬狀薄板體的扁平部分。在一個有利的實施例中，它們可以，例如，從完整的金屬板沖壓得到或通過相應的切割技術切割得到，例如，激光切割，蝕刻或侵蝕。

有利的，支柱與葉輪葉片本體材料嵌入模塑，或是澆鑄，或是被液態本體材料浸潤，隨后相應地硬化。

可更有利地提供，支柱設置在葉輪葉片本體的凹部，該凹部在各自支柱的縱向和/或橫向方向大于支柱的外部尺寸。

由于葉輪葉片本體的凹部至少在一個方向的范圍內上比各自支柱的尺寸大，在轉子處于不同狀態時，支柱可以放置在各自凹部的不同位置。從而，在不同狀態下葉輪葉片可以實現具有不同的剛度，一方面，處于一個第一位置時，葉輪葉片在展開狀態下可以發揮很強的加勁作用，另一方面，在轉子壓縮時可以利用其凹部包圍支撐該支柱，以使壓縮時只有輕微的損傷。

也可以有利地提供，至少有一個支柱，在其表面面向葉輪葉片壓力側和/或面向吸力側而附著在葉輪葉片本體材料上。例如，當支柱只在面向吸力側的表面黏附連接到葉輪葉片本體材料上且葉輪葉片材料不是可壓縮的時候，在擴展狀態可以得到高剛度。根據構造要求，各支柱可只在面向吸力側或壓力側的表面黏附連接到葉輪葉片本體上，或者支柱可以在其所有表面都黏附至葉輪葉片本體。

在進一步的實施例中，葉輪葉片本體和支柱間的黏附可以是不同的。轉子可以，例如，被設計成，以使葉輪葉片本體在輪轂區域固定連接支柱，而在支柱遠離輪轂的區域不黏附，從而可以在壓縮時相對于支柱滑動。這可以通過例如局部使用黏附手段或分隔手段，或通過一種不同的表面設計(即表面粗糙度，形狀匹配)實現。任何期望得到的實施例在此都是可能的：例如可設計轉子以使葉輪葉片本體在輪轂區域相對于支柱滑動，并且在遠離輪轂的區域與支柱固定連接。這也可以在轉子長度上變化。

支柱可以至少部分包含超彈性材料，特別是超彈性聚合物，或是記憶合金，尤其是鎳鈦合金。在這方面，超彈性材料被理解為一種至少承受2％的拉伸彈性然后在無外力的狀態大致返回到其起始位置的材料。

葉輪葉片本體的材料也可包含超彈性材料，例如為了減少或防止裂縫的形成，特別是在葉輪葉片的徑向外端和固定在輪轂的葉輪葉片的根部區域。

支柱可以被設置為至少部分相對于轉動軸的軸線方向傾斜，從而它們與軸向方向的夾角小于90°。在這種情況下，在壓縮成第二狀態時，各葉輪葉片不只在圓周方向上被置于輪轂上，而且也可以在轉動軸方向部分折疊。

這樣做的好處是，壓縮運動部分發生在葉輪葉片平面，而通常在這個方向沒有必要用支柱對葉輪葉片加勁。因此，在具有良好的加強特性的同時，支柱可以在葉輪葉片平面有限地運動。

本發明另一個有利的實施例中，葉輪葉片具有至少一個具有抗拉強度的元件，該元件為帶狀或薄膜狀，在至少一個徑向外固定點和至少一個徑向內固定點與支柱和/或葉輪葉片本體連接。這種具有抗拉強度的元件在第三狀態，即擴展狀態穩定葉輪葉片，而不會明顯妨礙壓縮至第一狀態或使其更為困難。相應的具有抗拉強度的元件可以，直接沿徑向或者傾斜于轉動軸延伸，特別是平行或基本平行于支柱延伸。

更為有利地，轉子至少在葉輪葉片的壓力側具有至少一個具有抗拉強度的元件，該元件為帶狀或者為薄膜狀，一方面，在距離轉動軸一個徑向間隔處固定在一個支柱和/或葉輪葉片本體上，另一方面，固定在輪轂上。該具有抗拉強度的元件從而也可以被固定在輪轂上距離各自的葉輪葉片根部一定間隔的底部位置。該具有抗拉強度的元件還可以作為一個薄膜延續葉輪葉片的輪廓。

更為有利地，該具有抗拉強度的元件可以包含玻璃纖維，聚碳酸酯纖維或其它強化纖維。它們有很高的抗拉強度和耐拉伸性，并且重量輕，體積小。

進一步地，具有抗拉強度的元件至少部分地黏附在一個支柱的表面或葉輪葉片本體表面。在這種情況下，具有抗拉強度的元件成為支柱或葉輪葉片本體的一個附加層，并且局部形成一個復合體，具有理想的力學性能，如一個負荷方向的彎曲強度，和，可選的，在相反方向具有靈活性。

具有抗拉強度的元件可以，例如，有效地被黏附，噴涂模塑或印刷到支柱或葉輪葉片上。

可以使用通常的技術實現壓印，該技術也用于將光學可識別符號涂到可印刷的表面。還可以將激光焊接或激光燒入應用于具有抗拉強度的元件。

具有抗拉強度的元件可以伸展，例如，在轉子的第一狀態，以迂回的方式蜿蜒。相應的蜿蜒應具有的特點是，使得具有抗拉強度的元件在葉輪葉片拉伸進入第三狀態的過程中可以伸展，從而有效地約束葉輪葉片進一步的運動。

例如，也可以提供這樣一種模式，具有抗拉強度的元件在葉輪葉片上呈射線狀展開，所述元件開始于，例如，葉輪葉片根部一個共同的起點，沿葉輪葉片外側徑向遠離彼此。

在第三狀態下采用理想的幾何三維形狀的葉輪葉片的受力曲線也可以通過相應的計算而被算出，并且可以通過具有抗拉強度的元件的相應位置而繪制。

本發明另一個有利的實施例中，葉輪葉片可樞轉地被支撐于一個空心圓柱輪轂外套側的一個凹部內。這種設置的特點在于，在葉輪葉片在第一和第三狀態間變形時，盡可能地限制葉輪葉片根部的材料形變，從而避免材料形成裂紋和其他疲勞現象。為此，作用在葉輪葉片根部區域的拉伸力被最小化。葉輪葉片上的相應的夾持力不是通過將到葉輪葉片連接至輪轂而產生，而是通過其他結構。葉輪葉片可以通過，例如，薄膜鉸鏈或削薄輪轂區域的輪轂材料來固定。

更有利地，本發明提供了，葉輪葉片的一個內端通過開口伸入輪轂的圓柱形空腔。那么，葉輪葉片以雙臂桿的方式支撐于輪轂本體壁。

還可以是，該內端在第三狀態下與輪轂空腔內的固定凸臺相配合。

輪轂的空腔可設計有固定凸臺，這樣，在進入第三狀態后，葉輪葉片內端的運動得到限制。

在壓縮轉子和葉輪葉片時，發生一個反方向的運動，使葉輪葉片內端也在輪轂內部遠離固定凸臺運動，并且盡可能自由地運動，從而不妨礙葉輪葉片的運動。

還可以是，葉輪葉片的至少一個支柱伸入輪轂的圓柱形空腔。

葉輪葉片的支柱可在葉輪葉片本體內伸入輪轂內部或者也可以獨立地伸入。在后一種情況下，葉輪葉片本體可以止于輪轂壁，而只有支柱可伸入中空圓柱形輪轂內部。各支柱可以，例如，每個在其伸入輪轂空腔的端部有一個凸臺體，在第三狀態下，所述凸臺體與輪轂的固定凸臺相配合。

一個相應的支柱端部的凸臺體可以，在不同情況下，形成一個垂直于轉動軸的鈑金零件，也可以與各支柱連接形成一體。從而，各支柱和凸臺體可以簡單地制造成連續形式，例如，沖壓一個扁平體，如金屬片。

然而，凸臺也可以由相對設置的葉輪葉片的支柱來形成。

有利地，輪轂內的凸臺，可以制造成與輪轂結合為一體的形式。

優選地，(優選超彈性)支柱的一個實施例，無論在壓縮狀態還是操作狀態，(甚至在局部)在支柱上任意一點，都不允許超過彈性拉伸。在支柱的幾何設計中必須考慮這一點，例如，它們是彎曲類型時。

本發明的進一步的發展提供了，至少一個葉輪葉片具有一個流壓力側和流吸力側，且至少一個加勁支柱在到達第三狀態，即擴展狀態時具有一個力學凸臺。這種力學凸臺可以通過不同的方式設計。例如，加勁支柱在流吸力側被削弱。從而，在徑向壓縮轉子(進入被支撐的導入狀態)時便于壓縮，而在相對于流體壓力逆向運動時(即在輸送操作中)發生自加強效應。

這可以由，例如，可體現結構弱化的沿垂直于網絡縱向的方向設置的狹縫來保證。在出現凸臺的上述第三狀態，這些狹縫的內壁可以直接相互擠壓或，如果有塑料或其他嵌入材料，可以呈現相應的壓縮，從而凸臺情形在這里產生。唯一重要的是，轉子在流體中展開，以使這里呈現力學“凸臺”。“凸臺”在這里被理解為不均衡地施加與流體壓力方向相反的力；據此，可能在第三種狀態(工作狀態)限定一個位置。

更為有利地是，加勁支柱，優選在徑向靠近輪轂的區域，具有硬化的曲率。這可能是一個“膝”，確保在一個方向更加穩定，同時改善相反方向的變形性。這可以在本領域技術人員的能力框架內進行優化，例如，構件的伸展小于總體的8％。可以利用組成加勁支柱的材料，例如形狀記憶材料，防止出現形變的塑型區域。

進一步有利地，加勁支柱連接在轉子前邊緣區域，轉子的后邊緣區域和/或轉子的另一個點。這意味著，多個葉片不必在轉子的長度上軸向分布，但加勁支柱接觸也要足夠的，特別是，在對轉子的流體技術形狀重要的那些點。

進一步的發展提供了加勁支柱包括一個優選的環形輪轂部分以及一個徑向外伸部分。該輪轂部分可以優選地以形狀匹配的方式連接到一個軸等。此外，特別是可以防止從輪轂部分向徑向外伸部分過渡的區域出現材料聚集，從而在這里實現更高的彈性且避免塑性變形；此外，通過適合的設計避免彈性反張力。

加勁支柱一般可以由以合適方式影響成型和變形性的各種材料組成，優選金屬或塑料。

轉子的所有實施例優選具有三種狀態。第一狀態中，轉子不受外力且加勁支柱或葉輪葉片徑向伸出。第二狀態中，葉輪葉片被徑向壓縮或是處于與輪轂/軸相切的位置。

在第三狀態中，由流體反向壓力或離心力從第一狀態產生變形。在這方面，轉子/加勁支柱/葉輪葉片優選設計成，從第一狀態看，進入到第二狀態發生的變形與從第一狀態進入到第三狀態發生的變形(旋轉)方向相反。

這在前述弱化的加勁支柱的實施例中是特別有用的，因為在這里，這種弱化使得壓縮只需很小的力，另一方面，通過加強/凸臺，在操作狀態(第三狀態)呈現一個限定的工作位置，在工藝流程方面是有力的，并且能提供一個好的有關轉子/泵轉子的設計。

必須指出的是，這里提出的所有轉子/葉輪葉片特別適用于心室血泵。這些泵具有一個壓縮狀態(第二狀態，見上文)，轉子在這個狀態下被引入，例如，一個閘門。在這個“引入狀態”，血泵被引入身體的血管，例如進入人或動物的左心室。然后，在泵操作前，轉子被引導出閘門，從而在旋轉運動開始后，處于第三個狀態。泵操作結束時，重復將轉子引出閘門并將泵移除。

附圖說明

下面，參照附圖的實施例呈現和描述本發明。附圖如下：

圖1為通過空心導管將轉子血泵引入心臟左心室示意圖；

圖2為泵的詳細描述圖；

圖3為一個實施例中的一個具有輪轂的轉子示意圖；

圖4為一個實施例中的一個具有無輪轂葉輪葉片的轉子；

圖5為具有輪轂的轉子和葉輪葉片本體的強化支柱的結構；

圖6為一個轉子的一種支柱布局，支柱從轉子縱軸垂直伸出；

圖7為一種支柱布局，支柱相對于轉動軸傾斜；

圖8為具有一個實心輪轂的一個轉子的一個橫截面；

圖9為具有一個空心輪轂的一個轉子的一個橫截面；

圖10為具有一個空心輪轂和兩個懸于輪轂凹部內的葉輪葉片的轉子的橫截面；

圖11為一個轉子的橫截面，該轉子具有一個空心輪轂及凸臺體；

圖12為一個轉子的橫截面，該轉子具有一個空心輪轂，以及伸入所述空心輪轂并具有相應的凸臺結構的兩個葉輪葉片的支柱；

圖13為一個轉子的橫截面，該轉子具有兩個葉輪葉片及嵌入其中的支柱；

圖14為一個轉子的部分截面，該轉子具有兩個葉輪葉片，支柱集成在葉輪葉片的空腔內；

圖15為一個轉子的橫截面，該轉子具有一個葉輪葉片及一個集成在長于支柱的空腔內的支柱；

圖16為一個轉子的外形三維立體圖，該轉子具有葉輪葉片以及用于支撐葉輪葉片的具有抗拉強度的元件；和

圖17為一個轉子的外形三維立體圖，該轉子具有多個葉輪葉片以及多種支撐它們的抗拉元件；

圖18-20為一個實施例中的處于不同狀態的一個加勁支柱，其中支柱的流吸入側設有凹部以更好地壓縮，凹部在操作狀態大部分關閉，與嵌入的基材料共同形成凸臺；

圖21-23為一個實施例中的處于不同狀態的一個加勁支柱，支柱根據材料中均勻應力分布被優化；

圖24-26為一個實施例中的處于不同狀態的一個加勁支柱，支柱和一個彈性抗拉元件一體成型。

具體實施方式

圖1示意性地示出了心腔1的左心室1以及通入它的血管2，通過閘門3，空心導管4可以被引入血管2。泵5固定在所述空心導管的遠端，所述泵至少部分伸入心室1。泵5在其遠端具有吸籠8，血液被吸入其中，如箭頭6，7所示。所述血液通過位于心臟瓣膜后方的血管2內的流出口9被壓出。泵5具有一個轉子，該轉子具有輸送元件并由一個撓性軸11驅動繞其縱軸旋轉，撓性軸11延伸穿過空心導管4，連接到病人體外的驅動電機10。操作中，轉子的典型轉速為幾千到約50000轉每分鐘。

圖2更詳細的示出了具有轉子13的泵5。在不同情況下，轉子13在泵的外殼12內由轉子軸14在近端15處，即接近閘門3的一端，以及遠端16，被可旋轉地支撐。越過位于遠端16的軸承或在遠端和轉子13本身之間，提供有血液吸入口，例如一個吸籠的形式，即刺穿外殼12。

轉子13本身是一體的，具有輪轂和與所述輪轂一體成型的雙螺旋葉輪葉片。

流出管17開始于泵外殼12，在泵正確地位于心臟瓣膜內時，流出管17位于血管2和心室1間的過渡區，從而流出口18位于血管2內。在泵5的遠端，有一個自由端彎曲的附加間隔部分，例如螺旋形狀，以防止泵撞擊到人體組織，而且便于推送泵穿過血管。此外，該元件應該防止泵緊緊吸到血管壁或心腔內壁上。

圖3示出了一個具有雙螺旋葉輪葉片19，20的轉子13a。雙螺旋葉輪葉片19，20由塑料制成，與輪轂21一體成型，可以，例如，在其內部接納支撐支柱。葉輪葉片19，20的葉輪葉片本體可由，例如，固體形式的聚氨酯或泡沫制成，且支柱可以集成到本體內。在制造時，支柱與相應的塑料嵌入模塑而成。

圖4示意性地示出了一個具有一個葉輪葉片22的無輪轂轉子的三維視圖。相應的支柱也可以被嵌入。葉輪葉片22在其端面由驅動軸23驅動。

圖5示出了一個轉子13b，具有輪轂24以及各自呈螺旋狀環繞地分布在輪轂上并從所述輪轂徑向伸出的兩排支柱25，26，27。支柱26，26，27可以，例如，每個包括一對在遠離轉動軸的端部相互連接的兩個單獨的支柱。圖5中轉動軸由29標識。

在這種方式，支柱25，26，27形成了可易于固定在葉輪葉片上的環。

支柱可以，例如，一起固定在每個葉輪葉片各自的軌道上，軌道是柔性的并可被引入環繞輪轂24的凹部28內。

在這個實施例中，直接相鄰的支柱從而成對地相互連接，在靠近轉動軸的區域，各對相互連接。

圖7示出了，支柱30，31，32，33在遠離轉動軸29的區域，每個成對相互連接，并通過一個貫通的軌道34的方式在靠近轉動軸的區域連接。各支柱30，31，32，33相對于轉動軸29，例如以角度約30°至60°，傾斜伸出。與此相對照，圖6示出了支柱垂直于轉動軸29徑向伸出。

圖8示出了一個轉子的橫截面，該轉子具有一個實心輪轂35，在其表面，在外套側設有兩個葉輪葉片36，37，在第二狀態中示出，即處于稍微彎曲的形態。在操作時，即轉子沿箭頭38方向旋轉時，葉輪葉片36，37豎立進一步幾乎達到伸直。

相對于圖8所示的結構，轉子還可以進一步被壓縮，在于葉輪葉片被壓得更接近輪轂35。

如圖9所示，兩個葉輪葉片36a，37a伸入輪轂35a的空腔39。葉輪葉片36a，37a從而形成雙臂桿，該雙臂桿被支撐在中空輪轂35a的壁中。

圖10示出了圖9的進一步發展。在輪轂35b的區域40，41，即兩個葉輪葉片36b，37b分別穿過輪轂35b壁的區域，壁厚減小。在相應的輪轂區域，葉輪葉片由各種薄膜鉸鏈可樞轉地支撐。

圖11顯示了一個相應的形態，兩個葉輪葉片36c，37c的內端以及固定于內端的凸臺體42，43均伸入輪轂35c的空腔44。在轉子操作時，在輪轂的內部空間，凸臺體42，43沿箭頭45，46的方向與相應的凸臺47，48相互配合，使葉輪葉片36c，37c在第三狀態被支撐，從而采取期望的操作狀態。

在壓縮運動時，凸臺體42，43不受凸臺47，48的限制，葉輪葉片36c，37c可以進入圖11中虛線所示的位置。在這方面，葉輪葉片在輪轂本體35c的相應削薄區域樞轉。

圖11中箭頭49示出了操作時轉子的轉動方向，而葉輪葉片受到的流體反向壓力由箭頭50，51示出。

如圖12所示，在另一個實施例中，轉子具有一個輪轂本體35d及兩個葉輪葉片36d，37d，各葉輪葉片36d，37d具有支柱52，53。在本實施例中，葉輪葉片止于輪轂35d的外套表面，只有支柱52，53伸入輪轂內部。當轉子達到第三狀態時，支柱53在輪轂內部空間，沿箭頭54的方向與凸臺55鄰接。從而支撐相應的葉輪葉片37d。

參照葉輪葉片36d，示出了相對設置的另一種構造。一個轉子上的葉輪葉片具有的不同構造只是通過舉例的方式呈現。

葉輪葉片36d的支柱52延伸到輪轂35d內部的凸臺體52a為圓盤形狀，可與支柱52一體成型，并可以，例如，由一個金屬薄片沖壓成型。凸臺體52a的形狀可以使其，在處于第三狀態時，在相應的負荷下，與凸臺56鄰接，在這種情況下，不需要任何特別的設計來限制葉輪葉片36d的運動。

在轉子內部，多個凸臺52a也可以互相連接，為支柱52形成一種結構，在它們，例如，嵌入葉輪葉片本體材料模塑成型時，固定它們。

如圖13所示，一個轉子具有一個實心結構的輪轂35e，還具有兩個葉輪葉片36e，37e，各自的支柱547，58集成在葉輪葉片36e，37e內。支柱57從第一軸向間距，如虛線59所示，延伸到第二軸向間距，如虛線60所示。從而支柱57并不延伸至輪轂35e。

支柱58延伸至并進入輪轂35e，并止于軸向間距61，即相對于轉子軸，它在徑向短于葉輪葉片37e。支柱57、58的區別只在單個轉子中的示例方式中示出。

在這個例子中，支柱嵌入葉輪葉片本體材料模塑成型，并且部分地或在所有側附著在材料上。

如圖14所示，一個輪轂35f具有兩個示范性的葉輪葉片36f，37f，每個接納一個支柱62，63。支柱62的長度和寬度都小于其所處的葉輪葉片36f內的空腔64。支柱63在其徑向外端65由葉輪葉片37f的材料固定包圍，并且在接近于軸的區域66內移動或在葉輪葉片37f的空腔內旋轉，根據壓縮狀態或者展開狀態采取不同的位置，即靠在不同的空腔壁上。這種空腔可以設計為不對稱的。

這樣的形態使得，在一個位置，例如，轉子處于第三狀態，相應的支柱63可以支撐葉輪葉片的37f，而在支柱沒有起到支撐作用時，轉子可以被高度壓縮，因為支柱可以在葉輪葉片內逃避。相應的是，支柱也可只在其靠近軸的一端被固定包圍和固定在葉輪葉片內，只在遠離軸的區域運動。

在圖15中示出了具有一個輪轂35g的轉子以及一個內部集成支柱67的葉輪葉片36g。支柱67在徑向方向比葉輪葉片36g內的空腔68短，從而在操作時，支柱可滑動，例如通過離心力，徑向向外并能在那里支撐葉輪葉片。在壓縮運動中，例如通過位于支柱徑向外端的相應斜坡，所述支柱可以徑向向內移動，從而比位于徑向外區域較少地阻礙壓縮。示出的斜坡在支柱67的徑向外端被標記為69。轉子的轉動由箭頭70標記，作用于葉輪葉片36上的流體反向壓力用箭頭71標記。

圖16示出了一個轉子72的三維視圖，在操作中，沿箭頭73的方向旋轉。由于流體反向壓力而在葉輪葉片74上產生的力如箭頭75，76所示。

在圖中，所示的抗拉元件77，78，79，80代表固定和對齊的不同示例。抗拉元件77，78延伸，例如，從葉輪葉片74上的徑向外部點到臨近輪轂81的內部點。抗拉元件79，一方面，固定在葉輪葉片74上的一個點82；另一方面，點83固定在輪轂81表面上距離葉輪葉片底部一段距離處。抗拉元件80已形成為薄膜狀，并固定在葉輪葉片的一個點84，而底部85固定在離開葉輪葉片74底部一定間隔的位置的輪轂81的表面上。可以對齊薄膜80的位置，使其不妨礙流體流動。

在轉子壓縮的第二狀態或轉子的第一狀態，相應的抗拉元件是松弛的，不妨礙葉輪葉片74的任何運動。在第三個狀態，當葉輪葉片伸直，抗拉元件限制進一步的過度伸展從而穩定葉輪葉片。

抗拉元件可以，例如，由一個具有玻璃纖維增強的帶狀物組成或完全由玻璃纖維或聚碳酸酯纖維，如芳綸，組成，以實現厚度盡可能小，而相應的拉力和抗拉強度高。而抗拉元件可以還由一個聚合物薄膜組成，例如聚醚醚酮或金屬薄膜，例如鎳鈦合金或鈦，以達到預期的效果。基本上，這些材料或材料組合特別適合這些柔性的抗拉元件，也用于所謂的不相容氣囊導管，因為這些通常結合了這里所需的力學性能以及同樣需要的生物相容性和血液相容性。

此外，在葉輪葉片74上有兩個抗拉元件86，87，抗拉元件86以另一種方式被粘附，印在或固定在葉輪葉片74的表面上，并具有蜿蜒的形態，且只有在葉輪葉片處于第一、二狀態時才呈現這種形態。如果葉輪葉片擴展到第三狀態，該抗拉元件采用如87標記的擴展形式，用于隨后拉緊并防止葉輪葉片超過擴展狀態進一步運動。

在圖17中示出了，轉子具有多個葉輪葉片88，89，90，每個只部分環繞輪轂91，可以各自通過抗拉元件92，93，94的方法支撐。抗拉元件92可為薄膜狀，并以一種有利于流體動力的方式延續相應的葉輪葉片88的輪廓。它們被設置并拉緊，從而使它們在擴展狀態支撐葉輪葉片。此外，葉輪葉片88，89，90可以具有集成在它們內的支柱95。

本發明實施例的各種變化，單獨的或互相結合，體現了用來支撐作為復合體構建在泵轉子上的葉輪葉片的有效措施。

每個相應的轉子可以被設置在一個可壓縮可擴展的外殼內，外殼可以，例如，通過豎立的葉輪葉片而被擴展。

如圖18-20所示，為加勁支柱的另一個實施例。在這方面，圖18所示的第一狀態是不受外力的狀態。圖19所示的第二狀態是加勁支柱/葉輪葉片/轉子被徑向壓縮的狀態。

在這種情況下，主要是通過圖19中的加勁支柱向左，即逆時針方向，傾斜來實現。如圖20所示，為第三狀態，這是轉子/葉輪葉片/加勁支柱的操作狀態，在這個狀態下流體被實際輸送。在這方面，流體反向壓力為順時針方向，即轉子的旋轉方向是逆時針方向。在這方面，在流吸力側(從圖20底部，加勁支柱徑向外側看)呈現削弱。在這個例子中，流壓力側沒有被削弱。

圖18-20只示出了加勁支柱，而沒有示出任何額外的加勁支柱所嵌入的材料。在這個例子中，加勁支柱固定在轉子的軸向前流體邊緣，在圖8中向右伸出的加勁支柱的徑向外伸部分完全被嵌入材料包圍，嵌入材料在本例中為塑料。在削弱狹縫間，也是這樣的情況。在這方面，從外面看，葉輪葉片表面絲毫沒有被削弱。還必須額外指出的是，壓縮(見圖19)是特別簡單的，而如圖20所示。在這個狀態下，出現了一個“力學凸臺”。在這方面，狹縫的內壁不必互相鄰接，因為設置在這中間區域的嵌入化合物/嵌入材料/塑料被壓縮，從而保證對形變的限制。

圖21示出了支柱/轉子不受外力的第一狀態。在以下沒有另外說明的情況下，各特征根據圖18-20的上述實施例形成。在圖21-23所示的實施例中(圖22示出第二狀態；圖23示出第三狀態)，沒有狹縫形式的削弱；而是在靠近圓形輪轂的區域有一個“硬化的曲率”的彎曲。這個設計的目的在于，一方面，在彈性變形到如圖22所示的狀態時，可以有輕微的彎曲，并且另一方面，根據圖23的狀態，呈現力學凸臺，而沒有之前出現的會發生不可逆形變的材料塑性區。

圖24-26進一步示出與圖21-23相似的實施例，然而，在從環形輪轂區域向徑向伸出部分過渡的區域，位于輪轂環的徑向內側被削弱，該削弱有利于該伸出部分的彈性，尤其是在從圖24所示第一狀態到圖25所示第二狀態運動中。此外，通過適當的構造，確保了在圖26所示第三個狀態的力學凸臺，該第三狀態能夠，例如，通過將漸縮區域(100)設計為抗拉支柱，而出現。采用第一狀態時，漸縮區域(100)很容易彎曲，但在第三狀態時，采用了近似伸展形態，增加阻力抵抗流體壓力引起的偏斜。

必須再次提到，圖20，23和26中假定的每種情況下，轉子的旋轉方向都是逆時針的，從而徑向伸出部分在順時針方向伸展。圖26進一步示意性示出，本實施例中，葉輪葉片的輪廓101完全包圍支柱，流體與一個均勻的表面相接處，該表面盡可能的一致。這確保，在操作狀態下，流體加速度盡可能平穩，剪切力峰值小。

本發明的方面包括：

1.一種用于泵的徑向可壓縮可擴展轉子(13，13a，13b)，具有至少一個葉輪葉片(19，20，22，36，36a，36b，36c，36d，36e，36f，36g，37，37a，37b，37c，37d，37e，37f，74，88，89，90)，其中所述葉輪葉片具有材料可彈性變形的葉輪葉片本體，以及至少一個至少部分地嵌入葉輪葉片本體材料的加勁支柱(25，26，27，30，31，32，52，53，57，58，62，63，67，95)。

2.根據第1方面的一種轉子，其特征在于，它采用了沒有任何外力作用的第一狀態，它可以從該第一狀態通過徑向壓縮進入到第二狀態。

3.根據第1或第2方面的一種轉子，其特征在于，它采用了一個沒有任何外力作用的第一狀態，從該第一狀態開始，至少一個葉輪葉片在操作中可以特別地通過在旋轉時產生的流體反向壓力和/或離心力被豎立起來變為第三擴展狀態。

4.根據第1至3方面中的任一方面的一種轉子，其特征在于，它被制成是無輪轂的，并且所述支柱沿徑向方向相對于轉動軸從一個第一軸向間距延伸至一個第二軸向間距。

5.根據第1至3方面中的任一方面的一種轉子，其特征在于，至少一個葉輪葉片連接到輪轂(24，35，35a，35b，35c，35d，35e，35f，35g，81，91)，并可相對于它樞轉。

6.根據第5方面的一種轉子，其特征在于，至少一個支柱(52，53)延伸到并進入輪轂(35d)。

7.根據第5方面的一種轉子，其特征在于，至少一個支柱(57)從輪轂(35e)徑向外側的一個第一軸向間距(57)徑向延伸至一個第二軸向間距(60)。

8.根據第1方面或之后的任一方面的一種轉子，其特征在于多個支柱(25，25，27，30，31，32，33)彼此相互連接。

9.根據第8方面的一種轉子，其特征在于支柱(25，26，27，30，31，32，33)，靠近轉動軸在徑向長度一半的范圍內，特別是在它們靠近轉動軸的端部，彼此相互連接。

10.根據第9方面的一種轉子，其特征在于，支柱(25，26，27，30，31，32，33)只在靠近轉動軸，在徑向長度一半的范圍內彼此相互連接。

11.根據第1方面或之后的任一方面的一種轉子，其特征在于，支柱(25，26，27，30，31，32，52，53，57，58，62，63，67，95)嵌入葉輪葉片本體材料模塑成型。

12.根據第1方面或之后的任一方面的一種轉子，其特征在于，支柱(62，63)設置于所述葉輪葉片本體上的凹部(64，65)內，該凹部在各自支柱的縱向和/或橫向方向大于所述支柱的外部尺寸。

13.根據第1方面或之后的任一方面的一種轉子，其特征在于，至少一個支柱在其面向葉輪葉片壓力側的表面和/或在其面向吸力側的表面附著在葉輪葉片本體的材料上。

14.根據第1方面或之后的任一方面的一種轉子，其特征在于，各相鄰的兩個支柱(30，31，32，33)在它們的徑向外側區域成對地相互連接。

15.根據第1方面或之后的任一方面的一種轉子，其特征在于，支柱(25，26，27，30，31，32，52，53，57，58，62，63，67，95)至少部分地包括一種超彈性材料，特別是超彈性聚合物，或是記憶合金，尤其是鎳鈦合金。

16.根據第1方面或之后的任一方面的一種轉子，其特征在于，支柱(30，31，32，33)至少部分地相對轉動軸的軸向以至少90°的角度伸出。

17.根據第1方面或之后的任一方面的一種轉子，其特征在于，葉輪葉片(74)在其壓力側具有至少一個帶狀或薄膜狀的，與支柱和/或所述葉輪葉片本體上的至少一個徑向外固定點(83，85)及至少一個徑向內固定點(83，85)連接的具有抗拉強度的元件(77，78，79，80，86，87)。

18.根據第1方面或之后的任一方面的一種轉子，其特征在于，轉子在葉輪葉片的壓力側具有至少一個帶狀或薄膜狀的具有抗拉強度的元件(79，80)，一方面，固定在一個支柱和/或所述葉輪葉片本體(74)上的距離轉動軸一個徑向間隔的位置以及，另一方面，固定在一個輪轂(81)上。

19.根據第17或18方面，其特征在于，該具有抗拉強度的元件(77，78，79，80，86，87)包含玻璃纖維或聚碳酸酯纖維。

20.根據第17，18或19方面，其特征在于該具有抗拉強度的元件(86，87)至少部分地附著在一個支柱的表面上或所述葉輪葉片本體(74)的表面上。

21.根據第20方面的一個轉子，其特征在于該具有抗拉強度的元件被粘上，噴涂上或印刷上。

22.根據第17至21方面中的任一方面的一種轉子，其特征在于該具有抗拉強度的元件(86，87)在轉子的第一狀態下以蜿蜒方式延伸。

23.根據第1方面或之后的任一方面，除了第4方面，的一種轉子，其特征在于，葉輪葉片(36b，36c，36d，37b，37c，37d)可樞轉地支撐在空心圓柱輪轂(35b，35c，35d)外套側的一個凹部內。

24.根據第23方面的一種轉子，其特征在于，所述葉輪葉片的一個內端穿過凹部伸入輪轂(35c)的圓柱形空腔(44)內。

25.根據第24方面的一種轉子，其特征在于，所述內端在第三狀態與輪轂空腔內的一個凸臺(42，43，55，56)相配合。

26.根據第23，24或25方面的一種轉子，其特征在于，所述葉輪葉片的至少一個支柱伸入輪轂圓柱形空腔內。

27.根據第26方面的一種轉子，其特征在于，所述支柱(52)的端部提供一個伸入輪轂空腔內，與凸臺(56)在第三狀態相配合的凸臺體(52a)。

28.根據第1方面或之后的任一方面的一種轉子，其特征在于，一個葉輪葉片的至少一個支柱設計為，以彎曲方式延伸作為豎起形態。

29.根據第1到27方面的任一方面，除第4方面，的一種轉子，其特征在于，每個支柱(52)伸入輪轂的中部空腔，并在那里與一個被設計成垂直于轉動軸設置的鈑金零件的，特別是與各自的支柱連接成一體的凸臺(52a)連接。

30.根據前述任一方面的一個轉子，特別是第3方面，其特征在于，至少一個葉輪葉片具有一個流壓力側和流吸力側，并且至少一個加勁支柱在達到第三狀態，即擴大的狀態時具有一個力學凸臺。

31.根據第30方面的一個轉子，其特征在于，所述加勁支柱在流吸力側被削弱。

32.根據第31方面的一個轉子，其特征在于，所述削弱被設計為垂直于加勁支柱軸向方向的狹縫。

33.根據上述任一方面的一種轉子，其特征在于，所述加勁支柱在徑向靠近輪轂的區域具有硬化的曲率。

34.根據第31至33方面中任一方面的一種轉子，其特征在于，所述加勁支柱嵌入在葉輪葉片本體中，削弱和/或硬化的曲率在葉輪葉片本體外部是不可見的。

35.根據上述任一方面的一種轉子，其特征在于，加勁支柱固定在轉子前邊緣區域，轉子后邊緣區域和/或轉子的另一點。

36.根據上述任一方面的一種轉子，其特征在于，所述加勁支柱包括一個優選的環形輪轂部分及一個徑向外伸部分(在葉輪葉片本體上起到加強作用的事實上的加勁支柱)。

37.根據上述任一方面的一種轉子，其特征在于，所述加勁支柱由金屬和/或塑料組成。

38.一種用于泵的徑向可壓縮可擴展的轉子(13，13a，13b)，具有至少一個葉輪葉片(19，20，22，36，36a，36b，36c，36d，36e，36f，36g，37，37a，37b，37c，37d，37e，37f，74，88，89，90)，其中，所述葉輪葉片具有一個材料可彈性變形的葉輪葉片本體，以及至少一個至少部分地嵌入葉輪葉片本體材料的加勁支柱(25，26，27，30，31，32，52，53，57，58，62，63，67，95)，并且其中所述葉輪葉片在壓力側和吸力側間的厚度，達到至少為80％，特別是100％的所述支柱在相同方向的厚度，有利地超過所述支柱在相同方向的厚度，特別是超過支柱的各自最大厚度。

39.根據第38方面所述的轉子，其特征在于，在設置所述支柱的區域，葉輪葉片的厚度基本上或完全恒定，設置所述支柱的區域包括支柱間橫貫支柱軸向方向的區域，特別是從基本垂直于一個或多個支柱的軸向方向觀察。

40.根據第38方面所述的轉子，其特征在于，所述轉子采用沒有外力作用的第一狀態，從所述第一狀態，所述轉子可以通過徑向壓縮進入第二狀態，且從所述第一狀態，所述至少一個葉輪葉片在操作中尤其可以通過在旋轉中產生的流體反向壓力和/或離心力被豎立起來變為第三擴展狀態。

41.根據第38-40方面中任一所述的轉子，其特征在于，所述轉子是無輪轂的，并且所述支柱沿徑向方向相對于轉動軸從一個第一軸向間距延伸至一個第二軸向間距；或者，所述至少一個葉輪葉片連接到一個輪轂(24，35，35a，35b，35c，35d，35e，35f，35g，81，91)并可相對于所述輪轂樞轉。

42.根據第41方面所述的轉子，其特征在于，所述至少一個支柱(52，53)延伸到并進入所述輪轂(35d)；和/或至少一個支柱(57)從輪轂(35e)徑向外側的第一軸向間距(57)徑向延伸至第二軸向間距(60)。

43.根據第38方面或之后的任一方面所述的轉子，其特征在于，多個支柱(25，25，27，30，31，32，33)彼此相互連接。

44.根據第43方面所述的轉子，其特征在于，所述支柱(25，26，27，30，31，32，33)，在靠近轉動軸，支柱徑向長度一半的范圍內，特別是在支柱靠近轉動軸的端部，彼此相互連接。

45.根據第44方面所述的轉子，其特征在于，所述支柱(25，26，27，30，31，32，33)只在靠近轉動軸，支柱徑向長度一半的范圍內彼此相互連接。

46.根據第38方面或之后的任一方面所述的轉子，其特征在于，所述支柱(25，26，27，30，31，32，52，53，57，58，62，63，67，95)嵌入葉輪葉片本體材料模塑成型；和/或

所述支柱(62，63)設置于所述葉輪葉片本體上的凹槽(64，65)內，該凹槽在各自支柱的縱向和/或橫向方向大于所述支柱的外部尺寸；和/或

至少一個支柱在其面向所述葉輪葉片的壓力側的表面和/或在其面向吸力側的表面附著在所述葉輪葉片本體的材料上；和/或

各兩個支柱(30，31，32，33)在徑向外側區域成對地相互連接；和/或

所述支柱(25，26，27，30，31，32，52，53，57，58，62，63，67，95)至少部分地包括一種超彈性材料，特別是超彈性聚合物，或是記憶合金，尤其是鎳鈦合金；和/或

所述支柱(30，31，32，33)至少部分地相對轉動軸(29)的軸向以至少90°的角度伸出；和/或

所述葉輪葉片(74)在壓力側具有至少一個帶狀或薄膜狀的具有抗拉強度的元件(77，78，79，80，86，87)，所述元件與支柱和/或與所述葉輪葉片本體上的至少一個徑向外固定點(83，85)及至少一個徑向內固定點(83，85)連接；和/或

所述轉子在所述葉輪葉片的壓力側具有至少一個帶狀或薄膜狀的具有抗拉強度的元件(79，80)，一方面，所述元件固定在支柱和/或所述葉輪葉片本體(74)上的距離轉動軸一徑向間隔的位置以及，另一方面，固定在輪轂(81)上。

47.根據第46方面所述的轉子，其特征在于，所述具有抗拉強度的元件(77，78，79，80，86，87)包含玻璃纖維或聚碳酸酯纖維。

48.根據第46方面所述的轉子，其特征在于，所述具有抗拉強度的元件(86，87)至少部分地附著在支柱的表面上或所述葉輪葉片本體(74)的表面上。

49.根據第48方面所述的轉子，其特征在于，所述具有抗拉強度的元件被粘上，噴涂上或印刷上。

50.根據第46-49方面中任一所述的轉子，其特征在于，所述具有抗拉強度的元件(86，87)在轉子的第一狀態下以蜿蜒方式延伸。

51.根據第38方面或之后的任一方面，除第41方面所述的轉子，首選的，其特征在于，所述葉輪葉片(36b，36c，36d，37b，37c，37d)可樞轉地支撐在空心圓柱輪轂(35b，35c，35d)外套側的凹部內。

52.根據第51方面所述的轉子，其特征在于，所述葉輪葉片的內端穿過所述凹部伸入所述輪轂(35c)的圓柱形空腔(44)內。