血泵的制作方法

1.本发明涉及一种血管内血泵，具体地涉及一种用于经皮插入患者的血管中的血管内血泵，以支持患者的血管中的血液流动。该血泵具有改进的驱动单元。


背景技术：

2.不同的类型的血泵是已知的，例如轴流式血泵、离心(即径向)式血泵或混合型血泵，在混合型血泵中血液流动由轴向力和径向力二者引起。血管内血泵借助于导管被插入到患者的诸如主动脉的血管中。血泵典型地包括具有被通路连接的血液流动入口和血液流动出口的泵壳。为了引起沿着通路从血液流动入口至血液流动出口的血液流动，叶轮或转子可旋转地被支撑在泵壳内，其中叶轮设置有用于输送血液的叶片。
3.血泵典型地被驱动单元驱动，该驱动单元可以是电动机。例如，wo 2017/162619 a1公开了一种血管内血泵，其具有磁耦合至电动机的叶轮。叶轮包括邻接电动机中的电磁区布置的磁铁。由于叶轮中的磁铁和电动机中的电磁区之间的吸引力，电动机的旋转被传递至叶轮。即，驱动单元具有围绕叶轮的旋转轴线排列的多个定子柱，并且每个柱承载线圈绕组并用作磁芯。控制单元依次地向线圈绕组供应电压以产生旋转磁场，这使磁耦合的叶轮旋转。
4.更具体地，wo 2017/162619 a1中的血管内血泵包括具有血液流动入口和血液流动出口的泵壳、叶轮和用于旋转叶轮的驱动单元。通过叶轮的在泵壳内围绕旋转轴线的旋转，血液可以被叶轮的叶片从血液流动入口输送到血液流动出口。驱动单元包括六个柱和连接柱的后端以用作磁轭的背板。在垂直于旋转轴线的平面中观察，柱围绕旋转轴线布置成圆形，其中每个柱均具有平行于所述旋转轴线的纵向轴线。每个柱都具有杆部和在杆部的指向叶轮的叶轮侧的端部倾斜的头部部分，该头部部分径向延伸超出杆部以形成肩部，该肩部可以用作围绕每个柱布置的线圈绕组的轴向止挡。控制单元依次地向线圈绕组供应电压以产生旋转磁场。叶轮包括磁性结构，该磁性结构布置成与旋转磁场相互作用，从而使叶轮跟随其旋转。
5.在操作中，相邻的柱可能具有不同的磁化。结果，穿过柱的磁通量趋向于在那些相邻的柱之间流动而避开叶轮。这样的磁通量对于产生转矩而言是损失。现有技术的缺点是径向延伸超出杆部的头部部分彼此之间的距离特别小。因此，在头部部分之间存在相当大的寄生磁通量，这对于产生转矩而言是损失。虽然可以通过在头部部分之间放置诸如磁体的磁绝缘材料来抵消这种寄生磁通，但可用空间会非常有限，并且磁体的极化将必须周期性地改变以实现合理的绝缘，这很困难。本发明的一个目的是在这方面改进驱动单元。


技术实现要素：

6.本发明的血泵可以对应于上述的血泵。因此，它可以是轴流式血泵或或部分地轴向地并且部分地径向地泵送的对角血泵(纯离心式血泵的直径对于血管内应用通常过大)。然而，根据本发明的一个方面，至少一个柱的——优选地每个柱的——叶轮侧端部的前表
面包括凹面，在该凹面中，前表面朝向前表面的中心区域向下倾斜，以使穿过前表面的磁场线的至少部分集中。
7.从由磁性材料制成的部件的表面流出和进入该表面的磁通量的磁场线垂直于该表面延伸，即它们垂直地流出和进入该表面平面。通过为柱的前表面设置凹面，即具有在其中前表面朝向前表面的中心向下倾斜的区域的凹陷，通过前表面进入和离开柱的磁场线被迫朝向柱的中心轴线更靠近地延伸。由于磁场线从不相互交叉，结果它们被集中在柱的叶轮侧端部的前面，并作为一束指向叶轮。相邻柱之间的寄生通量因此而减少。
8.凹面的倾斜度相对于表面平面小于90
°
，优选地在0
°
和30
°
之间。
9.优选地，凹面延伸至前表面的外周。换言之，凹面可以从前表面的外边界开始。这具有的效果是，最外侧的磁场线也会受到凹面倾斜的影响。最外侧的磁场线是那些最趋于衔接相邻柱的磁场线。因此，如果凹面延伸到柱的前表面的外周，则凹面是最有效的。
10.凹面在前表面的至少两个、优选正好两个相对侧面上，即在最靠近相邻柱的那些侧面上延伸到柱的前表面的外周可能就足够了。这可能是有利的，特别是当柱例如为圆柱形，因而截面为圆形时。也就是说，磁场线衔接相邻柱的危险在柱彼此之间几乎没有距离的情况下是最大的。因此，如果凹面仅在位于最靠近各自相邻柱的两侧面上延伸到柱的前表面的外周，则该凹面就足够有效。
11.然而，优选的是凹面的外周与前表面的外周重合。这样，由于凹面的倾斜，最外侧的磁场线沿着前表面的整个外周指向前表面的中心。如前所述，最外侧的磁场线是最容易避开叶轮而转向的磁场线。因此，如果凹面的外周与前表面的外周重合，则该凹面最有效。
12.凹面可以具有平直底部，因为它可足以将最外侧的磁场线引向中心。因此，在凹面的外周至少有一个区域是向下倾斜的。在这种情况下，当在竖向穿过前表面的截面平面中观察时，凹面可以具有直线倾斜的侧壁，或者当在竖向穿过前表面的截面平面中观察时，凹面可以具有弯曲的倾斜侧壁。具有向凹面的外周增加的倾斜度的弯曲的倾斜侧壁具有最大化最外侧磁场线的束集效果的效果。
13.可替代地，当在竖向穿过前表面的截面平面中观察时，凹面可以具有带有弯曲底部、而不是平直底部的弯曲截面。这样，对磁场线的集中效果从凹面的外周向其中心逐渐减小。
14.进一步可替代地，当在竖向穿过前表面的截面平面中观察时，凹面可以具有三角形的截面。这样，可以增加凹面的最大深度。凹面越深，柱的前表面的对应部分与叶轮的磁性结构之间的距离越大，从而导致在柱与叶轮之间产生的轴向磁力减小。特别地，通过减小轴向磁力可以增加磁转矩和轴向磁力之间的比率，所述比率是磁驱动式血管内血泵开发中的重要指标。所述比率很重要，因为可以产生的磁通量通常是有限的，因此希望尽可能多地使用它来产生转矩。凹面的技术效果是减小了在轴向作用在转子上的轴向力而不损失电机功率，或者说，在总磁通量相同的情况下增加了电机功率。
15.根据本发明的优选方面，该比率甚至可以通过使凹面内的前表面(除了朝向其中心区域向下倾斜之外还)在径向向外方向向下倾斜而进一步增加。因此，相对于旋转轴线，凹面中的前表面的径向靠内区域轴向凸出于凹面中的前表面的径向靠外区域。同样，其结果是增加了凹面的最大深度。如前所述，凹面越深，柱的前表面的对应部分与叶轮的磁性结构之间的距离越大，从而导致柱与叶轮之间产生的轴向磁力减小。因此，通过使凹面中的前
表面在径向向外方向向下倾斜，能够进一步增大磁转矩与轴向磁力之间的比率。
16.与水平前表面相比，通过前表面在径向向外方向向下倾斜实现的另一个重要效果是被集中的磁场线的线束指向径向向外，因此对叶轮的磁性结构的影响也是径向向外的。这对可实现的磁转矩具有积极影响。同样，这使得磁转矩和轴向磁力之间的比率得到提高。因此，凹面内的前表面在径向向外方向的向下倾斜对磁转矩和轴向磁力之间的比率的积极影响是双重的。
17.根据本发明的优选实施例，凹面中的前表面在中心和径向向外两个方向上的倾斜的组合，导致凹面朝向柱的侧表面开放，即朝向相对于旋转轴线在径向向外处的侧表面开放。优选地，柱具有有三个侧表面的三角形截面，其中三个侧表面中的一个与其他两个侧表面相比相对于旋转轴线在径向向外处。在这种情况下，凹面朝向三个侧表面中位于柱的径向外侧的那个开放。
18.在所有前述变型中，凹面的最大深度可以优选地在0.05mm至0.3mm之间。
19.根据本发明的另一方面，柱的叶轮侧端部不径向延伸超过设置在柱周围的相应线圈绕组的叶轮侧端部，其中术语“径向”涉及横向于，优选地垂直于相应柱的纵向轴线的方向。换言之，柱没有特定的头部部分。相反，柱优选地至少在它们的叶轮侧端部区域，更优选地沿着它们的整个长度，具有恒定的截面。
20.不具有头部部分的柱的优势在于，由于相邻柱之间的寄生通量导致的磁损失通过柱之间的更大距离而减少。与在wo 2017/162619 a1中描述的柱以其叶轮侧端部径向超过相应线圈绕组的叶轮侧端部的泵相比，结果同样是，可实现的磁转矩与驱动单元和叶轮之间的轴向磁力之间的比率增加了。
21.根据本发明的另一方面，柱均可以包括软磁性材料，该软磁性材料在横向于、优选垂直于相应柱的纵向轴线的截面上不连续，所述轴线优选平行于旋转轴线，如在wo 2019/057636 a1中进一步详细描述的。本发明意义上的“不连续”是指当在横切纵向轴线的任意截面中观察，软磁性材料被绝缘材料或其他材料或间隙中断、分离、横穿等，以形成软磁性材料的严格分隔区域或被中断但在不同位置被连接的区域。换言之，柱的软磁性材料在横向、优选垂直于由柱中的相应线圈绕组引起的磁通量方向的截面上不连续。在横向于磁通量方向的截面平面上设置不连续软磁性材料减少了涡流。这进一步提高了血管内血泵的有效性。
22.优选地，在不连续软磁性材料的表面(811)处设置至少一个焊接部，该焊接部将不连续软磁性材料中在导电性方面的至少一个不连续衔接起来。焊接部使得能够容易地用不连续软磁性材料制造磁芯或其一部分。即，当从较大的不连续软磁性材料工件中分离磁芯或用于磁芯的柱时，不连续软磁性材料可能由于在分离处理期间中施加在工件上的加工力而分层或以其他方式失去其完整性。由于磁芯特别是磁芯的柱的尺寸非常小，这特别关键，并且甚至可在放电加工，特别是通过线切割的放电加工用于将磁芯或磁芯的柱分离出工件时发生。凭借在分离步骤之前施加在工件上的焊接部，不连续材料的机械稳定性得到改善。在放电加工用于将磁芯或磁芯的柱切割出工件的情况下，电流向切割部位的流动也得到改善。焊接部或数个焊接部随后可形成磁芯或柱的一部分。特别地，取向为横向于旋转轴线的柱的叶轮侧端部表面露出了不连续材料。因此，焊接部或数个焊接部可布置在柱的叶轮侧表面上。
23.驱动单元可以包括连接柱的后端的背板。与柱一样，背板可以包括不连续软磁性材料。由于背板中的磁通量基本横向于或垂直于旋转轴线，可以使背板的软磁性材料在平行于旋转轴线的截面上不连续。或者，柱和背板可以由单块不连续软磁性材料制成，使得背板的软磁性材料和柱的不连续软磁性材料在相同方向不连续，优选地在垂直于旋转轴线的截面上不连续。除此之外，基本上上述关于柱的不连续材料的所有特征和说明也适用于背板。然而，背板也可以可选地由连续的，即实心的软磁性材料制成。
24.根据包括连接柱的后端的背板的驱动单元的一个优选实施例，至少一个柱的材料与背板的中间区域的材料是一体的，其中背板的中间区域是背板位于柱之间的区域。优选的是，所有的柱都以这种方式与背板整体连接。换言之，至少一个柱和背板，优选驱动单元的整个磁芯，可以由单块材料制成，其也可以称为单块。这种磁芯的优势是可以使柱和背板之间的过渡处的磁阻最小，从而提高了磁通量。此外，柱和背板之间的过渡处可以实现良好的机械刚度。
25.根据包括连接柱的后端的背板的驱动单元的另一优选实施例，至少一个柱，优选地所有柱，用各自柱的后端部表面接触背板。这样的优势是柱和背板之间的磁性连接的质量可以不依赖于柱和背板的机械连接的质量。例如，柱可以被机械地固定在背板中的相应凹部中，或通过围绕柱的后端设置的胶水来固定。因此，可以直接通过柱的后端部表面进入背板实现良好的磁连接，从而实现良好的磁通量，而无需被迫接受有关柱和背板之间机械连接的机械性能的限制。此外，在柱的后端被接收到背板中的适当尺寸的凹部中的情况下，建立了用于传递磁通量的磁路，这可在磁通量的周向传递之外存在。
26.因此，在这种情况下，柱可以在背板的相应接触平面处与背板磁性连接。该接触平面优选地布置为平行于柱的后端部表面。该接触平面优选地垂直于旋转轴线布置。优选地，柱的后端部表面的全部表面区域与背板接触。这显著降低了柱和背板之间连接的磁阻。后端部表面和背板的接触平面的不平整度最好能使产生的间隙不超过10μm。
27.背板，与柱类似，优选地由软磁性材料制成，例如电工钢(磁钢)或其他的适合于封闭磁通回路的材料，优选地钴钢。背板的直径可以在3mm至9mm的范围内，例如5mm或6mm至7mm。背板的厚度可以在0.5mm至2.5mm的范围内，例如1.5mm。血泵的外径可以在4mm至10mm的范围内，优选地为7mm。多个柱的布置的外径可以在3mm至8mm的范围内，例如4mm至7.5mm，优选地为6.5mm。
28.如上所述，柱由诸如电工钢(磁钢)的软磁性材料制成。柱和背板可以由相同的材料制成。优选地，驱动单元的磁芯，包括柱和背板，由钴钢制成。钴钢的使用有助于减小泵的尺寸，特别是直径。在所有磁钢中，钴钢具有最高的磁导率和最高的磁饱和磁通密度，在使用相同数量的材料时，钴钢产生的磁通量最多。
29.柱的尺寸，特别是长度和截面面积，可以变化并且取决于各种因素。与取决于血泵的应用的血泵的尺寸(例如外径)相反地，柱的尺寸被电磁性质决定，其被调整以实现驱动单元的期望的性能。因素中的一个是待实现的通过柱的最小的截面面积的通量密度。截面面积越小，实现期望的磁通量所必需的电流越高。然而，由于电阻，更高的电流在线圈的电线中产生更多的热量。更重要的是，如果柱的截面太小，定子材料会快速地磁饱和。这意味着，虽然“细的”柱是优选的以减小整体尺寸，但这将需要高电流并且因此导致非期望的热量。电线中产生的热量还取决于用于线圈绕组的电线的长度和直径。短的电线长度和大的
电线直径是优选的以最小化绕组损耗(如果铜线被使用的话，被称为“铜损耗”或“铜功率损耗”，这是通常的情况)。换言之，如果电线直径小，那么与较粗的电线比较，在相同的电流下更多的热量被产生，优选的电线直径是例如0.05mm至0.2mm，例如0.1mm。影响柱尺寸和驱动单元的性能的其他因素是线圈的绕组的数目和绕组(即包括绕组的柱)的外径。很多绕组可以围绕每个柱被排列在多于一个层中，例如，可以设置两个或三个层。然而，层的数目越高，那么由于在具有更大的绕组直径的外层中的电线的增加的长度，越多的热量将被产生。与较短的电线相比，由于长电线的较高的电阻，电线的增加的长度可能会产生更多的热量。因此，具有小绕组直径的绕组的单一的层将是优选的，但由于所需的功率，通常设置多于一个绕组。
30.进而取决于柱的长度的绕组的典型的数目可以是约50至约150，例如56或132。与绕组的数目相独立，线圈绕组由导电性材料制造，特别是金属，例如铜或银。银可以是比铜优选的，因为银具有比铜的电阻小约5％的电阻。
31.优选地，至少一个柱，更优选地每个柱，具有横向于柱的纵向轴线的三角形截面。优选地，柱的截面在其整个长度上是三角形的。三角形的柱可以高比例地利用泵壳内的可用空间，因为这样的柱可以围绕旋转轴线密集地填充。优选地，三角形的一侧背离旋转轴线并且是弯曲的。弯曲部分围绕旋转轴线弯曲。弯曲部分的半径优选地对应于由围绕旋转轴线布置的多个柱所限定的外径的半径。通过这种弯曲部分，可以实现进一步增加对圆柱形泵壳内部空间的使用。
附图说明
32.上文的发明内容和下文的具体实施方式将在结合附图阅读时被更好地理解。出于说明本公开内容的目的，参考了附图。然而，本公开内容的范围不限于在附图中公开的具体的实施方式。在附图中：
33.图1示出了血管内血泵的截面图；
34.图2示出了驱动单元-叶轮的布置的第一实施例的截面图；
35.图3a和3b示出了根据图1和图2的驱动单元-叶轮的布置的驱动单元的磁芯的侧视图和立体图；
36.图4示意性地示出了图3a和图3b的磁芯的六个柱的绕组；
37.图5a至图5d分别示出了根据四个不同实施例的柱的叶轮侧端部的侧视图；
38.图6a以立体图示出了用于根据图2的驱动单元-叶轮的布置的间隔件；
39.图6b示出了图3a的间隔件的主视图；
40.图6c示出了图3a和图3b的间隔件的侧视图；
41.图7a示出了具有用于根据图2的布置的驱动单元的柱的开口的第一层背板的立体图；
42.图7b示出了不具有用于根据图2的布置的驱动单元的柱的开口的第二层背板的立体图；
43.图7c示出了包括图7a的第一层和图7b的第二层的组装好的背板的截面图；
44.图8a至图8d示出了用于进一步制造根据图2的布置的驱动单元的柱的中间产品的制造阶段；
45.图9a至图9c示出了根据图5c的中间产品上的焊接部；
46.图10示出了从根据图8a至图9c所制备的中间产品分离出的柱的立体图；
47.图11示出了图9a的中间产品的平面上的主视图，该平面具有两个焊缝和要从中间产品切割出的柱的两个截面；
48.图12示出了具有焊接部的柱的端部表面的主视图；
49.图13示出了驱动单元-叶轮的布置的第二实施例的截面图；以及
50.图14a至14c示出了制造用于根据图13的驱动单元的一体式磁芯的步骤。
具体实施方式
51.参考图1，其示出了血泵1的截面图。血泵1包括具有血液流动入口21和血液流动出口22的泵壳2。血泵1被设计为血管内血泵，也被称为导管泵，并且借助于导管25被布置入患者的血管中。血液流动入口21在柔性套管23的端部，柔性套管23可以在使用期间经过心脏瓣膜例如主动脉瓣被放置。血液流动出口22位于泵壳2的侧表面中并且可以被放置在心脏血管例如主动脉中。血泵1与电线26电连接，其中电线26延伸穿过导管25以向血泵1供应电力从而借助于驱动单元4驱动泵1，如在下文更详细地解释的。
52.如果血泵1被期望用于长期应用，即在血泵1被植入患者体内长达数周甚至数月的情况下，优选地借助于电池供应电力。这允许患者是可移动的，因为患者不通过线缆连接至基站。电池可以被患者承载并且可以例如无线地将电能供应至血泵1。
53.血液被沿着连接血液流动入口21和血液流动出口22的通路24输送(箭头指示血液流动)。叶轮3设置用于将血液沿着通路24输送，并且安装成借助于第一轴承11和第二轴承12在泵壳2内围绕旋转轴线10可旋转。旋转轴线10优选地是叶轮3的纵向轴线。在本实施例中轴承11、12二者都是接触型轴承。然而，轴承11、12中的至少一个可以是非接触型轴承，例如磁性轴承或流体动力轴承。第一轴承11是具有允许旋转运动以及一些程度的枢转运动的球形轴承表面的枢轴轴承。设置销钉15，从而形成轴承表面中的一个。第二轴承12被布置在支撑构件13中以稳定叶轮3的旋转，支撑构件13具有用于血液流动的至少一个开口14。叶片31被设置在叶轮3上以用于叶轮3一旋转就输送血液。叶轮3的旋转由磁耦合至在叶轮3的端部部分的磁体32的驱动单元4引起。所图示的血泵1是混合型血泵，其中主要流动方向是轴向。可以理解，血泵1也可以是纯轴流式血泵，据叶轮3特别是叶片31的布置而定。
54.血泵1包括叶轮3和驱动单元4。驱动单元4包括多个柱40，例如六个柱40，其中仅有两个是在图1的截面图中可见的。柱40被布置为平行于旋转轴线10，更具体地，柱40中的每个的纵向轴线平行于旋转轴线10。柱40的一端420被布置为邻接叶轮。线圈绕组44绕柱40布置。线圈绕组44被控制单元依次地控制以产生旋转磁场。控制单元的一部分是连接到电线26的印刷电路板6。叶轮具有磁体32，磁体32在本实施例中形成为多件式磁体。磁体32被布置在叶轮3的面向驱动单元4的端部。磁体32被布置为与旋转磁场相互作用从而引起叶轮3的围绕旋转轴线10的旋转。
55.为了封闭磁通量路径，背板50定位在柱40的与柱的叶轮侧相反的端部。柱40用作磁芯并且由合适的材料制造，特别是软磁性材料，例如钢或合适的合金，特别是钴钢。同样地，背板50由合适的软磁性材料制造，例如钴钢。背板50增强了磁通量，这允许血泵1的总体直径减少，这对于血管内血泵是重要的。为了相同的目的，磁轭37，即另外的叶轮背板，在磁
体32的背向驱动单元4的一侧设置在叶轮3中。磁轭37在本实施例中具有圆锥形的形状以引导沿着叶轮3的血液流动。磁轭37也可以由钴钢制成。朝向中央轴承11延伸的一个或更多个冲洗通道可以形成在磁轭37或磁体32中。
56.图2示出了用于根据图1的血泵的驱动单元-叶轮布置的第一优选实施例的截面图。从图2中可以看出，柱40的叶轮侧端部420不径向地延伸超出绕组44。而是，柱40的截面在柱40的纵向轴线la的方向上是恒定的。因此避免了柱40彼此靠近，因为这会引起部分磁短路并因此导致血泵的电动机功率降低。
57.根据图2的驱动单元可以包括至少两个柱40。柱的数量优选地是三的倍数，因此可以是三、九或十二。或者，柱40的数量可以是二的倍数，例如二、四、六、八、十或十二。更多数量的柱40可以是可能的。柱40的数量优选地是六个。由于截面视图，只有两个柱40是可见的。柱40和背板50形成驱动单元4的磁芯400，其可以具有小于10mm的直径。
58.如图所示，柱40可以由在导电性方面不连续的不连续软磁性材料组成。不连续软磁性材料包括由铁磁材料制成并且彼此层叠的多个片材85。叠层方向布置在柱40的纵向轴线la的方向上并且由箭头dl标记。如图所示，柱40被布置为平行于旋转轴线10。
59.间隔件7围绕柱40设置。它由非磁致材料制成，并且具有使在柱40的叶轮侧端部使柱40间的距离保持不变的作用。间隔件7将关于图6a至图6c进一步详细描述。线圈绕组44的叶轮侧端部424延伸至间隔件7。在柱40的另外的端部设置有背板50。根据图2所示的实施例，背板50具有凹部，用于在其中接收柱40。更具体地，它包括具有用于柱40的后端部450的开口511的第一层51。背板50将关于图7a至图7c进一步详细地描述。
60.可以想到实现具有上述三个特征的任意组合的血泵1的实施例：柱的叶轮侧端部424不径向地延伸超出绕组44的叶轮侧端部，在柱40之间设置非磁致间隔件7，以及背板50具有凹部以用于接收柱40的后端部450。
61.图3a和图3b示出了根据图1和2的驱动单元-叶轮的布置的驱动单元4的磁芯400的侧视图和立体图。磁芯400的柱40和背板50被示出为与叶轮3的磁性结构32有一定距离。如可以看出的，柱40的叶轮侧端部420中的每个的前表面42都设置有凹面。在这个特定的实施例中，以及在后文描述的所有实施例中，凹面在整个前表面42上延伸，使得凹面的外周与前表面42的外周重合。
62.因此，凹面的斜面延伸至前表面42的外周。当在竖向穿过前表面42的截面平面中观察时，该凹面具有三角形的截面，所述平面在所示的实施例中垂直于相应柱40的纵向轴线。这与如wo2017/162619a1中所述的每个柱40的前表面42是倾斜的以便一起形成磁芯400的锥形前侧的实施例是不同的。也就是说，在wo2017/162619a1中，每个柱都具有杆部和在杆部的叶轮侧端部倾斜的头部部分。另外，那些头部部分尽管是倾斜的，但其前表面可以设置前述的凹面，在凹面中，前表面朝向前表面的中心区域向下倾斜并且在竖向穿过前表面的截面平面中观察时具有三角形的截面。
63.前表面42在该凹面内朝向前表面的中心区域向下的倾斜用于集中并因此束集贯穿前表面的磁场线，如下文将结合图4进一步解释的。然而，在凹面内，前表面42不仅朝向前表面42的中心区域向下倾斜，而且在相对于旋转轴线10的径向向外方向上进一步向下倾斜。换言之，凹面中的前表面42的径向靠内区域在轴向上凸出于凹面中的前表面42的径向靠外区域。径向向外向下倾斜具有将磁场线朝向叶轮的磁性结构32的外围引导的作用，从
而增加使叶轮3旋转的杠杆臂，进而增加转矩。因此，凹面的既朝向前表面42的中心又为径向向外的倾斜对于具有三角形截面的柱40造成凹面朝向柱40的相对于旋转轴线位于径向向外的侧表面开放。因此，前表面42的最大深度点位于相应柱40的外周并且可以在0.05mm至0.3mm之间的范围内，优选地在0.1mm至0.2mm之间的范围内，最优选为约0.2mm。
64.图4示意性地示出了磁芯400(例如图3a和图3b中所示的磁芯400)的六个柱40a、40b的绕组。为了产生旋转磁场，有两个方面是重要的。首先，一些柱必须在正方向被磁化，而其他柱则在负方向上被磁化，以便磁通量的磁场线从正磁化柱穿过叶轮32的磁性结构延伸到负磁化柱中，并进一步通过背板50回到正磁化柱以产生闭合磁场。其次，柱的磁化方向必须从在周向方向的一个柱到另一个柱依次改变，以便拖动叶轮3的磁性结构32围绕旋转轴线10旋转。为了实现这一点，通过围绕每个柱40设置的线圈绕组44中流通适当的定向电流，相邻的柱在相反的方向被磁化。例如，第一个柱可以被正向磁化，相邻的第二个柱被负向磁化，相邻的第三个柱可被正向磁化，相邻的第四个柱再次被负向磁化，诸如此类。然而，在一个优选实施例中，总有两个相邻的柱在一个方向上被磁化以拖动叶轮3的磁性结构32，并且只有一个紧接着的柱被相反地磁化。在有六个柱的情况下，四个柱40b在一个方向上被磁化，两个柱40a在相反的方向被磁化，如示意性地示出了六个柱的绕组的图4所示。从图4中可以进一步看出，延伸穿过凹形的前表面42的磁场线500由于凹面中的倾斜面而被集中，使得磁场线形成束状。因此，从磁场线500在相邻的柱40a和40b之间衔接的意义上说，短路的危险被最小化了。
65.图5a至图5d分别示出了根据四个不同实施例的柱的叶轮侧端部420的侧视图。图5a所示的实施例对应于前述具有凹面的实施例，凹面具有与前表面的外周重合的外周，并且具有如上所述的既朝向前表面42的中心区域向下倾斜又相对于旋转轴线径向向外倾斜的两个倾斜侧壁42a。因此，当在竖向穿过前表面42的任何截面平面中观察时，凹面具有三角形的截面，并且在柱的径向外侧是开放的。
66.图5b所示的实施例基本上对应于图5a的实施例，除了它有平直底部42b。因此，凹面的三角形截面在相对于旋转轴线的柱的径向内侧受到限制。进一步径向向外，截面呈梯形。因此，底部42b是平的并且平行于前表面42的一般平面，而侧壁42a是具有相反倾斜取向的直线侧壁。
67.在图5c所示的实施例中，凹面具有弯曲的倾斜侧壁42a，使得凹面的倾斜度在前表面42的外周处最大。
68.图5d所示的实施例是图5b和5c所示的实施例的组合。即凹面具有平直底部42b和弯曲的倾斜侧壁42a。
69.图6a至图6c分别示出了间隔件7的立体图、主视图和侧视图。间隔件7总体上具有中间有通孔75的盘或轮的形式。间隔件7包括用于柱的每一个的开口71。对于具有六个柱40的实施例，如图所示有六个开口71。在开口71之间布置有间离辐条72。当柱40被插入开口71中时，间离辐条72使柱40之间的距离保持不变。进一步，间隔件7包括连接相邻的间离辐条72并使间隔件稳定的外圈73和内圈74。间隔件7由钛制成，钛是顺磁性材料，避免了当布置在柱40的叶轮侧端部420之间时的磁短路。钛提供了高机械强度使得允许制造厚度小的间隔件7。考虑到占据的构造空间，这是有利的。另外，钛的导电率低，使得涡流损耗最小，而且钛易于加工。然而，任何其他非磁性材料也同样可以使用，只要它是稳定的、可高精度加工
的、不容易导电的。使用抗磁性材料也是可能的，因为它可以对抗外部磁场。
70.图7a示出了背板50的第一层51的立体图。第一层51总体为具有中心孔515的盘或轮的形状。第一层52包括开口511，柱40的后端部450将布置到开口511中。第一层51包括布置在开口511之间的间离辐条512。间离辐条512的一个作用是使柱40的后端部450间的距离保持不变。进一步，第一层51包括分别在开口511的径向外端部和径向内端部连接间离辐条512的外圈513和内圈514。第一层51可由在导电性方面不连续的不连续软磁性材料制成。如图7a所示，它可以包括若干铁磁性片材85，具体是三个片材。片材85与不导电材料叠层在一起以形成不连续软磁性材料。叠层方向dl总体上平行于片材85，并且片材的主延伸方向限定了叠层平面。在背板50内，片材85垂直于旋转轴线10。在第一层51的中间，布置有孔515。其作用为使第一层51与第二层52容易组装，例如使第一层51和第二层52对中心。
71.在图7b中，示出了背板50的第二层52的立体图。第二层52基本上具有在中间有对应于第一层51中的孔515的孔525的盘的形式。第二层52不具有用于柱40的后端部的任何开口。代替地，第二层52具有面朝柱40的后端部450的接触平面526。柱的后端部450在驱动单元的组装状态下与背板50的第二层52的接触平面526接触以在柱40的后端部450与背板50之间传递磁通量。由于柱40的所有后端部450都与接触平面526接触，磁通量可以在柱40之间交换，并且磁零点可形成在第二层52中。为了能够这样，第二层52由软磁性材料制成。软磁性材料可为在导电性方面不连续的不连续软磁性材料并且可以包括叠层在一起的片材85，类似于上文所述的关于第一层51的结构。作为一个示例，如图7b所示的三个片材85可以形成第二层52。在第二层52中，叠层方向d垂直于旋转轴线10。片材85是铁磁性的并且是导电的，而片材85之间的中间层(未明确示出)是非铁磁性的并且不导电。此类型的不连续软磁性材料减少了涡流，否则会因为磁通量的改变而产生更大量的涡流。在第二层52的中间的孔525具有使第一层51与第二层52容易组装的作用，例如使第一层51和第二层52对中心。
72.图7c示出了背板50的截面。其由第一层51和第二层52组成，两层在它们的具有最大延伸的主表面彼此结合。背板50的第一层51与第二层52之间的结合可以以与第一层51和第二层52的片材85之间的相同方式建立。第一层51的通孔515和第二层52的通孔525彼此对准以使第一层51和第二层52对中心。通过堆叠第一层51和第二层52，开口511在一个端部被第二层52封闭使得形成凹部501以容纳柱40的后端部450。凹部501的底部形成接触平面526。当柱40插入到凹部501中时，其后端部450接触接触平面526。而且，柱40的位置被一起环绕柱40中的每个的间离辐条512以及外圈513和内圈514固定。这样，在接触平面526处建立了第二层52与柱40的后端部表面45之间的磁连接，另外，在柱40与第一层51的上述环绕部分之间建立了第二磁连接。然而，磁通量的主要部分经由接触平面526被转移。优选地，柱40的后端部450处的表面和接触平面526均具有预先限定的平整度。这样，柱40的后端部450处的表面45与接触平面526之间的间隙可保持在优选小于10μm的一定值以下。这改善了磁通量在柱40与背板50之间的转移。优选地，在柱40的后端部450处的表面45与接触平面526之间不存在另外的材料。在本发明的此实施例中，磁通量经由表面45和背板50的转移不依赖于柱40紧固至背板50的方式。
73.图8a至图8d示出了用于生产柱40的制备步骤。图8a示出了由在导电性方面不连续的不连续软磁性材料制成的板件8的立体图，其在下文也称作工件。
74.在图8a中，板件8被标示了宽度w，以用于从板件8切割出工件杆81。工件杆81的宽
度w等于将由工件杆81制造的柱40的长度。图8a中的矩形r所标示的部分的放大视图在图8b中示出。这里，能看见堆叠的不连续软磁性材料的片材85。叠层方向dl沿着板件8的主平面延伸，并因此形成了叠层平面。
75.图8c示出了从板件8切割出作为不连续材料的分离件的工件杆81。图8c中的矩形r所标示的部分的放大视图在图8d中示出。工件杆81的片材85在此视图中能看见。
76.图9a示出了图8c和图8d的工件杆81，其形成了将柱40从杆81切割出的制备中的焊接步骤的基础。在杆81的指向图9a中的左侧的侧平面中，绘出了要由杆81制造的柱40的多个截面84。柱40通过从杆81切割出来这些截面84而制造。因为杆81的宽度w对应于柱40的长度，所以杆81的侧面811和812成为了柱40的叶轮侧端部420处和后端部450处的端部表面。
77.图9b示出了在切割出柱40之前的下一个制备步骤。两个焊缝82和83彼此存在距离地焊接在杆81的面811上，并且穿过柱40的要被切割出的截面84中的每个。焊缝82和83垂直于片材85的叠层方向dl延伸。以此方式，不连续材料的片材彼此连接。代替两个焊缝，可设置单个焊缝。除此之外，类似的焊缝可设置在杆81的相反侧面812上。片材85由于焊缝82和83而具有与彼此的更好的机械连接，并且也被电连接。后者的优点是电流可以从不连续软磁性材料的被期望成为柱40的任何位置流动到杆81的可为例如放电加工所需的每个电连接的位置。这样，放电加工显著地变容易。而且，因为被切割出的柱40不会分层，实现了更高的加工可靠性。优选地，施加激光焊接。向相同焊接部施加两次或更频繁的焊接功率可能是有利的。杆81的由矩形r所标示的部分的在图9c中放大示出。
78.因此，图9c示出了柱40的要从杆81切割出的多个截面84。截面84具有基本上三角形的形状。如图所示，角部可被倒圆。三角形的在图9c中示出在截面84的左侧的凸侧边842具有凸形式。此类型的截面84对于充分利用圆柱形泵壳2内部的可用构造空间是有利的。与截面84的凸侧边842相对的角841的截面84的平分线与叠层方向dl对准。这样，片材85对称地延伸穿过截面84。
79.图10示出了已从杆81切割出的柱40。如可以看到的，焊缝82和83仍存在于杆81的后端部450处的表面45。柱40具有沿着它的全长度不变的截面84。如果需要，焊缝82和83在切割出柱40之后可被去毛刺。同时或在随后的步骤中，在柱40的相对的端部的表面上切出具有如图5a至图5d中任一个所示的结构或具有不同结构的凹面，所述表面之后将形成柱40的叶轮侧端部420的前表面42。可替换地，可以在设置焊接部和从杆81切出柱40之前形成凹面，例如通过电线放电加工。
80.图11示出了工件杆81的侧面811上的两个截面84的另一布置。与图9a至图9c中所示的工件杆81相对照，图11的工件杆81的侧表面811所具有的大小允许在垂直于叠层方向dl的方向设置在彼此旁边的两个截面84。截面84相对于叠层方向dl取向为使得每个截面84的与其各自的凸侧边842相对的角的平分线b与叠层方向dl对准。这种沿着杆81设置截面84的方式节省了材料。产生的废弃材料更少。可以想到在垂直于叠层方向dl的方向堆叠甚至更多柱40的截面84，依据杆81的厚度和柱40的所需截面尺寸而定。焊缝82和83中的每个均穿过截面84中的每个。焊缝82、83在垂直于叠层方向dl的方向穿过杆81的整个侧面811。以此方式，杆81的不连续软磁性材料的所有片材85彼此连接。
81.图12示出了从已焊接的杆81切割出的柱40的一个示例，即在柱40的后端部表面45的主视图。如图12所示，具有可覆盖大于三角形截面84的高度的约三分之一的相当大宽度
的单个焊缝86沿着截面84的凸侧边842延伸。焊缝86垂直于叠层方向dl延伸以连接其所有片材。然而，如图11所示的两个焊缝比单个焊缝更优选。与凸侧边842相反的角841的平分线b还是与叠层方向dl对准。
82.图13示出了用于根据图1的血泵1的驱动单元-叶轮的布置的第二实施方式。类似于图2中所示的第一实施方式，叶轮侧端部420的前表面42具有凹面，该凹面远离叶轮3的磁性结构32在径向向外的方向上逐渐变细。并且，柱40的叶轮侧端部420径向不延伸超出绕组44。而是，柱40的截面在柱40的纵向轴线la的方向不变。因此避免了柱40彼此靠近，因为这会引起局部磁短路并因此减少血泵的电动机的功率。
83.同样，根据图13的驱动单元可以包括至少两个柱40。柱的数量优选地是三的倍数，因此，可以是三、九或十二。或者，柱的数量可以是二的倍数，如两、四、六、八、十或十二。柱40的更多数量也是可能的。柱40的数量优选地是六个。由于是截面图，只能看见两个柱40。柱40和背板50形成驱动单元4的磁芯400，其可具有小于10mm的直径。
84.第二实施例与图2中所示的第一实施例的不同在于磁芯的不同结构。这里，磁芯400包括作为一个单件或单块的驱动单元4的磁性部件，磁性部件是柱40和背板50。该单块由不连续软磁性材料组成。该不连续软磁性材料在导电性方面是不连续的。如图所示，它包括铁磁性材料的多个片材85，片材85叠层在一起以形成如图14c所示的单块9。叠层方向dl平行于旋转轴线10。
85.线圈绕组44延伸至柱40的叶轮侧端部420。这具有可以沿着整个柱40产生磁动势的优点。磁芯400包括在柱40的后端部450在径向远离柱40凸出的凸出部401。此凸出部401形成线圈绕组44的朝向背板50的止挡。因为一体的磁芯400以高刚性连接背板50与柱40，所以柱40之间的在柱的叶轮侧端部420处的间隔件可以被省略。一体的磁芯400提供了实现柱40与背板50之间的最佳磁连接的优势。磁芯400可以具有小于10mm的直径。
86.图14a至图14c示出了制造用于如图13中所示的驱动单元-叶轮的布置的驱动单元4的磁芯400的步骤。图14a以立体图示出了立方体形状的单块9，其形成用于制造磁芯400的工件。单块9由在导电性方面不连续的不连续软磁性材料组成。它包括取向为叠层方向dl的片材85，叠层方向dl沿着片材85的主平面延伸。片材85均通过不导电材料的结合层结合至其各自的相邻片材，这在图14a至图14c中未明确示出。
87.图14b示出了处于已被从立方体单块9加工成基本为圆柱形的本体94的半制造状态的磁芯400。在此加工步骤中，凸出部401被制造。本体94的形成磁芯400的柱40的外周表面的直径减少的区段404，被制造成具有与柱40的最外凸侧表面842的外径相对应的直径。
88.然后，本体94被进一步制造以生产如图14c中所示的磁芯400。对于此生产步骤，可以使用放电加工。例如，可以施加通过线切割的放电加工以产生将柱40彼此分开的缝隙49。在缝隙内部，为线圈绕组44提供了空间。在缝隙49的底部，一体式的背板50的中间区域59在柱40的后端部之间延伸。中间区域59与柱40且与背板50为整体。因此，整个磁芯由单块9形成。
89.磁芯400中的叠层方向dl是这样的：它平行于旋转轴线10。可接受底板50中的叠层方向dl相对于底板50中的柱40之间的磁流动不平行。也可以由被不导电层分开的卷绕的软磁性片材材料制造磁芯400。那么，底板50中的叠层方向dl总是在周向方向，这对避免底板50中的磁通量的涡流是有利的。
90.图15a至图15c示出了在如根据图14a至图14c所制造的一体式磁芯的表面上可以如何设置一个或更多个焊接部。据此，在示出的实施例中，三个焊缝82、83设置在立方体单块9的一个侧面上。焊缝82、83彼此存在距离地并且穿过要从单块9切割出的本体94的截面而焊接。焊缝82、83垂直于片材85的叠层方向dl延伸。以此方式，不连续软磁性材料的片材彼此连接。代替三个焊缝，可设置更多焊缝或单个更宽焊接部。除此之外，类似的焊缝可设置在单块9的相反侧上(未示出)。替换焊接部在相反侧面上或除焊接部在相反侧面上之外，一个或更多个焊缝可在背板50的位面处设置在单块9的侧表面上以完全地或至少部分地环绕背板50。片材85由于焊缝82和83而更好地与彼此机械连接，并且也被电连接。后者的优点是电流可以从不连续软磁性材料的任何位置流动到本体94中的可能为例如放电加工所需的每个电连接的位置。这样，放电加工显著地变容易。而且，实现了更高的加工可靠性，因为要从本体94切割出的背板-柱单元不会分层。优选地，施加激光焊接。向相同焊接部施加两次或更频繁的焊接功率可能是有利的。
91.随后，主体94被加工以形成图15c中所示的磁芯400。在该第二实施例中，柱40的前表面42中的凹面具有三个而不是两个倾斜的侧壁，侧壁均具有朝向前表面的中心的向下的倾斜。凹面的外周边与柱40的前表面42的外周边重合。然而，凹面不向柱40的任何侧表面开放。值得注意的是，如图14c中所示的仅具有两个倾斜的侧壁实施例更有效的，因此是优选的。