How To - Blutpumpenentwicklung Teil 7 – Axialkraftbestimmung im Betrieb

Blutpumpen gibt es in verschiedenen Konfigurationen,welche sich u.a. durch die Lagerung des Rotors unterscheiden. Beispiele sind eine aktive magnetische Lagerung, die Lagerung über eine Welle oder das sogenannte Kugelschwenklager. Die Lagerung ist nicht nur für einen stabilen Lauf, sondern auch für Verschleiß und Blutschädigung relevant. Wir erklären am Beispiel eines Kugelschwenklagers die Bedeutung der Axialkraft im Lager einer Blutpumpe.

Die Lagerung und der Antrieb von Rotoren in Blutpumpen erfolgen in modernen Pumpen fast immer auch mithilfe von Magneten. Hierbei werden die Rotoren durch die Magnetkräfte in das physische Lager hineingezogen. Im Betrieb führen hydraulische Effekte dazu, dass sich ein Druckprofil auf Ober- und Unterseite des Rotors ergibt. Dies sorgt dafür, dass der Rotor nach oben gedrückt wird – entgegen der Magnetkraft. Die hydraulische Kraft ist hierbei stark abhängig vom Betriebspunkt der Pumpe, also welcher Fluss hindurchfließt und welcher Druck sich dadurch einstellt. Das heißt eine Charakterisierung der Gesamtkraft ist nicht nur für den statischen Fall (Rotor dreht sich nicht), sondern auch im Betrieb sinnvoll, um den Verschleiß der Lager analysieren und die Lagerung ideal auslegen zu können.

Wir haben eine Methode entwickelt, um die Axialkräfte innerhalb der Pumpe bestimmen zu können. Dadurch kann ermittelt werden, ob sich ein Rotor in einem stabilen Betriebspunkt befindet bzw. ob oder wann ein instabiler Lauf durch das Springen aus der Lagerung erwartet werden kann.

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