Die Erfindung betri f ft einen Stellantrieb mit einer Abtriebswelle , die mithil fe eines elektrischen Antriebsmotors drehantreibbar i st , wobei die Abtriebswelle des Stellantriebe mit der Antriebswelle eines Stellgliedes verbunden kuppelbar ist , wobei der Antriebsmotor einen Rotor und einen Stator hat , wobei ein Permanentmagnet ausgeprägt ist , welcher in Wirkverbindung mit dem Rotor steht .

Solche Stellantriebe , die in der einschlägigen Norm ISO DIS 5210 (E ) auch als Aktuatoren bezeichnet werden, werden für insbesondere auch automatische Steuerungen und Regelungen verwendet . Diese Stellantriebe stehen mit Ventilen, Hähnen, Schiebern oder dergleichen Stellgliedern in Antriebsverbindung, die beispielsweise als Rohrleitungsarmaturen zur Veränderung des Massenstroms vorgesehen sind . Diese Stellantriebe werden als Steuer- oder als Regelantriebe verwendet . Während Steuerantriebe , die als letztes Glied einer Steuerkette arbeiten, im Wesentlichen für Auf-/ Zu-Betätigungen der Ventile oder der gleichen Stellglieder verwendet werden, sind die in einem Regelkreis eingebundenen Regelantriebe dazu vorgesehen, die Stellbefehle eines Reglers derart auf das Stellglied zu übertragen, dass der Massenstrom auf ein bestimmtes Volumen eingeregelt wird .

Solche Stellantriebe weisen regelmäßig einen schnell drehenden Elektromotor als Antriebsmotor auf , dessen Drehbewegungen über zumindest ein Untersetzungsgetriebe , beispielsweise ein Planetengetriebe , derart reduziert werden, dass die Drehzahl ausreichend vermindert ist . Uber ein weiteres Getriebe wird anschließend eine Schneckenwelle bewegt , die mit einem Schneckenrad kämmt , welches den Abtrieb des vorbekannten Stellantriebes darstellt . Solche Stellantriebe werden für die verschiedensten Aufgaben und mit den unterschiedlichsten Drehzahlen angeboten . Dazu können die elektrischen Antriebsmotoren solcher Stellantriebe mit einem Zwischenplanetengetriebe in Antriebsverbindung stehen, welches die Drehzahl reduziert . Über ein weiteres Getriebe wird anschließend eine Schneckenwelle bewegt , die mit einem Schneckenrad kämmt , welches den Abtrieb des Stellantriebes darstellt . In dem meist aus mehreren Gussteilen bestehenden Antriebsgehäuse , welches den Antriebsmotor und die erforderlichen Getriebe in sich aufnimmt , ist regelmäßig auch eine Steuereinheit untergebracht . Da solche Stellantriebe in Umgebungstemperaturen von - 60 ° C bis zu + 80 ° C eingesetzt werden, ist an die Temperaturf estigkeit der Steuereinheit solcher Stellantriebe ein hoher Anspruch zu stellen . Die vorbekannten Stellantriebe sind daher regelmäßig mit einem entsprechend hohen Konstruktions- und Herstellungsaufwand verbunden .

Es besteht daher die Aufgabe , einen Stellantrieb der eingangs erwähnten Art zu schaf fen, der mit einem vergleichsweise geringen Konstruktions- und Herstellungsaufwand kostengünstig herstellbar ist und der sich mit vergleichsweise geringem Aufwand auch an die verschiedensten Anwendungen anpassen lässt . Die Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst . Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben .

Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängigen Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren . Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert , wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden .

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung die Merkmale von Anspruch 1 vor . Insbesondere wird somit erfindungsgemäß bei einem Stellantrieb der eingangs beschriebenen Art zur Lösung der genannten Aufgabe vorgeschlagen, dass der Permanentmagnet in einem Adapter zwischen dem Rotor und dem Stator angeordnet ist . Somit kann der Permanentmagnet positionsgenau platziert werden und seine volle Wirkung entfalten .

Bei einer vortei lhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Adapter aus einem Blechpaket gebildet ist . Bevorzugt weist das Blechpaket Bleche auf , die quer zur Abtriebswelle ausgerichtet sind . Somit kann eine einfache und kostengünstige konstruktive Alternative bereitgestellt werden . Der Adapter kann alternativ auch aus einem metallischen Vollmaterial hergestellt werden .

Der Adapter kann alternativ auch aus einem Kunststof f gefertigt sein .

Bei einer vortei lhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das Blechpaket als Stanz-Abfallprodukt des ( ebenfalls aus Blech gefertigten) Stators gebildet ist . Somit kann ein Abfallprodukt der Statorf ertigung verwendbar sein, was den Ausschuss verringert .

Bei einer vortei lhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass Wickelköpfe radial an dem Stator angeordnet sind . Somit kann eine konstruktive Alternative bereitgestellt werden .

Bei einer vortei lhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass zwei Kontakt flächen zwischen dem Stator und dem Adapter gleich groß sind . Somit kann der Permanentmagnet , welcher in dem Adapter angeordnet ist , seine volle Wirkfähigkeit auf den Stator ausüben . Hierbei können die Kontakt flächen beispielsweise übereinstimmende axiale Abmessungen aufweisen .

Bei einer vortei lhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass zwei Flansche ausgeprägt sind, welche den Stator zwischen sich einspannen . Bevorzugt kann eine oder mehrere vorzugsweise durch ein Blechpaket des Stators geführte Spannschraube/n die zwei Flansche gegeneinanderdrücken . Somit kann eine erhöhte mechanische Stabilität der Anordnung erreichbar sein .

Bei einer vortei lhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Rotor zwischen den zwei Flanschen gelagert ist . Somit kann eine erhöhte mechanische Stabilität der Anordnung erreicht werden .

Bei einer vortei lhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die zwei Flansche j eweils ein Lager der Motor- oder Abtriebswelle tragen . Dies hat den Vorteil , dass eine Konstruktionsalternative bereitgestellt wird .

Bei einer vortei lhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Adapter stof f schlüssig, formschlüssig und/oder kraf tschlüssig mit der Abtriebswelle verbunden ist . Somit können alternative Verbindungstechniken des Adapters mit der Abtriebswelle verwendet werden, welche auch die Konstruktion der Bauteile erleichtern können .

Bei einer vortei lhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Antriebsmotor des Stellantriebes ein langsam laufender elektrischer Direktantrieb ist .

Der erfindungsgemäße Stellantrieb, der als elektrischer

Aktuator für ein industrielles Ventil , beispielsweise einem Stellventil , verwendbar ist , kann einen elektrischen Antriebsmotor aufweisen, der als ein langsam laufender elektrischer Direktantrieb ausgebildet ist . Da der elektrische Antriebsmotor des erfindungsgemäßen Stellantriebes als langsam laufender Elektromotor ausgebildet sein kann, weist dieser Antriebsmotor ein ausreichend hohes Drehmoment zur Durchführung der erforderlichen Stellbewegungen auf . Da der Antriebsmotor al s Direktantrieb ausgebildetsein kann, kann auf aufwändige und wartungsbedürftige Untersetzungsgetriebe verzichtet werden . Da auf solche Untersetzungsgetriebe verzichtet werden kann, ist eine mit Wartungsintervallen verbundene Schmierung des Getriebes nicht notwendig und auch ein Verschleiß miteinander kämmender Getriebeteile wird vermieden .

Bei einer vortei lhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Direktantrieb als Außenläufer ausgebildet sein kann, bei dem der innenliegende Stator vom außenliegenden bewegten Rotor umschlossen ist . Eine bevorzugte Aus führungs form gemäß der Erfindung s ieht j edoch vor, dass der Antriebsmotor als Innenläufer ausgebildet ist . I st der Antriebsmotor als Innenläufer mit innenliegendem Rotor und außenliegenden Stator ausgebildet , können die Drehbewegungen des Rotors über die den Rotor tragende Motorwelle direkt auf die koaxial dazu angeordnete Spindel oder dergleichen Antriebswelle des Stellventils oder dergleichen Stellgliedes übertragen werden .

Als langsam laufender elektrischer Direktantrieb kann vorzugsweise ein sogenannter Torquemotor vorgesehen sein .

Es ist ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass der Stellantrieb und dessen Antriebsmotor unmittelbar und ohne Zwischenschaltung eines Getriebes mit der Antriebswelle des Stellventils oder dergleichen Stellgliedes in Antriebsverbindung steht . Alternativ kann der Stellantrieb und dessen Antriebsmotor auch mit Zwischenschaltung eines Getriebes mit der Antriebswelle des Stellventils oder dergleichen Stel lgliedes in Antriebsverbindung stehen . Da somit auf ein Getriebe im erfindungsgemäßen Stellantrieb verzichtet werden kann, zeichnet sich der erfindungsgemäße Stellantrieb durch einen geringen Wartungsaufwand und einen geringen Verschleiß aus . Da der erfindungsgemäße Stellantrieb keine miteinander kämmenden und insbesondere keine selbsthemmenden Getrieberäder benötigt , wird auch eine ungünstige Aufhei zung des Stellantriebes während seines Betriebes vermieden .

Um die Motor- oder Abtriebswelle des im Stellantrieb vorgesehenen Antriebsmotors direkt an die Spindel oder dergleichen Antriebswelle des Stellgliedes anflanschen zu können, ist es vorteilhaft , wenn die den Motor tragende Motorwelle entweder als Hohlwelle oder auch als Vollwelle ausgebildet ist . Während eine Vollwelle sich durch eine hohe Stabilität und Belastbarkeit aus zeichnet , begünstigt eine als Hohlwelle ausgebildete Motorwelle das geringe Gewicht des getriebelosen Stellantriebes noch zusätzlich, ohne dass damit wesentliche Stabilitätseinbußen verbunden sein müssen .

Besonders vortei lhaft ist es , wenn die den Rotor tragende Motorwelle unmittelbar mit der Antriebswelle des Stellventiles oder dergleichen Stellgliedes in Antriebsverbindung steht .

Um die Drehbewegung des im erfindungsgemäßen Stellantrieb vorgesehenen Antriebsmotors als Stellbewegung auf den Ventilkörper, den Schieber, den Hahn oder dergleichen Stellgliedes übertragen zu können, ist es vorteilhaft , wenn die Antriebswelle des Stellventils als Stellspindel ausgebildet ist . Es ist ein besonderer Vorteil des insbesondere als Torquemotor ausgebildeten langsam laufenden Direktantriebes , dass das Drehmoment des Antriebsmotors eine Funktion vom Strom ist und dass dessen Drehzahl eine Funktion der Spannung ist . Da die Drehzahl des Antriebsmotors über die Spannung und dessen Drehmoment somit über den Strom veränderbar ist , kann auf diese Weise die für den Antriebsmotor erforderliche Steuerung vergleichsweise einfach und platzsparend ausgebildet sein, so dass auf ein auch die Steuereinheit umschließendes aufwändiges Druckgussgehäuse verzichtet werden kann und die Steuerung auch in einem weitreichenden Temperaturbereich störungs frei arbeitet .

Die aufgenommene Leistung des Antriebsmotors ist bevorzugt eine Funktion der Spannung und des Stroms . Das Drehmoment des Antriebsmotors wird nach der abgegebenen Leistung abgeschaltet , dadurch wird das Drehmoment eingestellt / geregelt .

Weiterbildungen gemäß der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung in Verbindung mit den Ansprüchen sowie der Beschreibung . Nachstehend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Aus führungsbeispiele noch näher beschrieben .

In der einzigen Figur ist ein erfindungsgemäßer Stellantrieb 1 in einem Teil-Längsschnitt dargestellt , der als elektrischer Aktuator für ein industrielles Stellventil vorgesehen ist . Der Stellantrieb 1 , der mit einem Ventil , einem Hahn, einem Schieber oder einem anderen, hier nicht weiter gezeigten Stellglied zur Veränderung des Massenstroms in der Fluidleitung in Antriebsverbindung steht , weist einen elektrischen Antriebsmotor 2 auf , mittels dem eine Motor- oder Abtriebswelle 3 des Stellantriebs 1 drehantreibbar ist . Der Antriebsmotor 2 ist dazu als sogenannter Torquemotor ausgebildet , der als langsam laufender elektrischer Direktantrieb dient . Da der elektrische Antriebsmotor 2 des Stellantriebs 1 als langsam laufender Elektromotor ausgebildet ist , weist dieser Antriebsmotor 2 ein ausreichend hohes Drehmoment zur Durchführung der erforderlichen Stellbewegungen auf . Da der Antriebsmotor 2 als getriebeloser Direktantrieb ausgebildet ist , kann auf aufwändige und wartungsbedürftige Untersetzungsgetriebe verzichtet werden .

Der Antriebsmotor 2 des Stellantriebes 1 kann als Außenläufer ausgebildet sein, bei dem der innenliegende Stator vom außenliegenden bewegten Rotor umschlossen ist . Bei der hier dargestellten bevorzugten Aus führung ist der Antriebsmotor 2 des Stellantriebes 1 als Innenläufer ausgebildet , der einen innenliegenden Rotor 4 und einen außenliegenden Stator 5 hat . Somit können die Drehbewegungen des Rotors 4 über die als Abtrieb des Stel lantriebes 1 dienende Motorwelle 3 direkt auf eine koaxial dazu angeordnete Spindel oder dergleichen Antriebswelle eines Stellventiles oder dergleichen Stellgliedes übertragen werden . Um die Motorwelle 3 direkt mit der Spindel oder dergleichen Antriebswelle des Stellgliedes zu verbinden, kann es vorteilhaft sein, wenn die Motorwelle als Vollwelle oder - wie hier - als Hohlwelle ausgebildet ist . Somit steht die den Rotor 4 tragende Motor- oder Abtriebswelle 3 des Antriebsmotors 2 unmittelbar mit der Antriebswelle des Stellgliedes in Antriebsverbindung .

Es ist ein besonderer Vorteil des hier als langsam laufender elektrischer Direktantrieb vorgesehenen Torquemotors , dass das Drehmoment des Antriebsmotors 2 eine Funktion vom Strom und dessen Drehzahl eine Funktion der Spannung ist . Da somit die Drehzahl des Antriebsmotors 2 über die Spannung und dessen Drehmoment über den Strom veränderbar ist , kommt ein solcher, als Torquemotor ausgebildeter Antriebsmotor 2 daher auch ohne eine Motorsteuerung aus . In der einzigen Figur ist erkennbar, dass der innenliegende Rotor 4 an seinem Außenumfang eine Mehrzahl von Permanentmagneten 11 oder einen Permanentmagneten 11 trägt . Der wenigstens eine Permanentmagnet 11 ist in einem Adapter 12 zwischen dem Rotor 4 und dem Stator 5 angeordnet . Der Adapter 12 ist aus einem Blechpaket 13 gebildet . Vorzugsweise weist das Blechpaket 13 Bleche 14 aus , die quer zur Abtriebswelle 3 ausgerichtet und ringförmig ausgebildet sind . Die Bleche 14 bilden somit j eweils eine Stapelanordnung . Bevorzugt ist das Blechpaket 13 al s Stanz-Abfallprodukt des Stators 5 gebildet , der ebenfalls aus Blechen 14 zusammengesetzt sein kann . Der Adapter 12 kann alternativ aus einem metallischen Vollmaterial oder alternativ auch aus einem anderen Material , beispielsweise Kunststof f , gefertigt sein . Der Rotor 4 wird von dem Stator 5 umhüllt , an den beidseits die Wickelköpfe 6 der Motorwicklungen vorstehen . Die Wickelköpfe 6 sind axial an dem Stator 5 angeordnet . Zwei Kontakt flächen 15 , 16 zwischen dem Stator 5 und dem Adapter 12 sind gleich groß . Somit kann der Permanentmagnet 11 , welcher in dem Adapter 12 angeordnet ist , seine volle Wirkleistung abgeben . Der Adapter 12 ist stof f schlüssig, formschlüssig und/oder kraf tschlüssig mit der Abtriebswelle 3 verbunden . Der Stator 5 des Antriebsmotors 2 ist zwischen Flanschen 7 , 8 gehalten, die den Stator 5 zwischen sich einspannen . Der Rotor 4 ist zwischen den zwei Flanschen 7 , 8 gelagert . Die zwei Flansche 7 , 8 tragen j eweils ein Lager der Motor- oder Abtriebswelle 3 . Die Flansche 7 , 8 des Antriebsmotors 2 umgrei fen die als Motor- oder Abtriebswelle 3 des Antriebsmotors 2 vorgesehene Hohlwelle , auf welcher der Rotor 4 angeordnet ist . Dabei ist die Motorwelle 3 des Antriebsmotors 2 zwischen den Flanschen 7 , 8 drehbar gelagert . Auf einem der Flansche 7 , 8 kann ein gegebenenfalls auch aus dünnem Blech bestehendes Gehäuse 9 aufgesetzt sein, das in seinem Innenraum 22 weitere elektrische Komponenten des Antriebsmotors 2 und insbesondere die Leiterplatte 10 einer für den Antriebsmotor 2 vorgesehenen Steuereinheit in sich aufnimmt .

Der Rotor 4 bildet außenseitig eine Kontakt fläche 15 zum Stator 5 aus , der Stator 5 bildet innenseitig eine Kontakt fläche 16 zum Rotor 4 aus . Beide Kontakt flächen 15 , 16 zwischen dem Stator 5 und dem Adapter 12 sind - zumindest hinsichtlich ihrer j eweiligen axialen Länge - gleich groß .

Die zwei Flansche 7 , 8 spannen den Stator 5 zwischen sich ein .

Spannschrauben 19 sind durch das Blechpaket 13 des Stators 5 geführt . Sie pressen die zwei Flansche 7 , 8 gegeneinander und drücken somit auch die Bleche 14 des Stators 5 zusammen .

Der Rotor 4 ist zwischen den zwei Flanschen 7 , 8 gelagert .

Hierzu weisen die zwei Flansche 7 , 8 j eweils ein Lager 21 auf , das die Motor- oder Abtriebswelle 3 aufnimmt und lagert .

Der Adapter 12 stof f schlüssig, beispielsweise durch Schweißen, und/oder formschlüssig, beispielsweise über eine Pass feder 18 , und/oder kraf tschlüssig, beispielsweise durch Auf schrumpf en und/oder über eine Presspassung, mit der Abtriebswelle 3 verbunden .

Eine mechanische Schnittstelle 19 , hier mit wenigstens einem Sackloch, am Flansch 8 dient zur Befestigung des Stellantriebs 1 an einem festen Punkt .

Eine mechanische Schnittstelle 20 , hier mit wenigstens einem Sackloch, am Flansch 7 dient zur Befestigung der Leiterplatte Die Abtriebswelle 3 lässt sich bei Bedarf alternativ oder zusätzlich aus dem Flansch 8 heraus führen .

An der Schnittstelle 19 lässt sich auch eine Bremse , beispielsweise eine Fliehkraftbremse und/oder eine Haltebremse , montieren, die auf die Abtriebswelle einwirkt .

Die Erfindung betri f ft einen Stellantrieb 1 mit einer Abtriebswelle 3 , die mithil fe eines elektrischen Antriebsmotors 2 drehantreibbar ist , wobei die Abtriebswelle 3 des Stellantriebs 1 mit einer Antriebswelle eines Stellgliedes , insbesondere Stellventils , verbunden oder kuppelbar ist , wobei der Antriebsmotor 2 einen Rotor 4 und einen Stator 5 hat , wobei ein Permanentmagnet 11 ausgeprägt ist , welcher in Wirkverbindung mit dem Rotor 4 steht . Für den erfindungsgemäßen Stellantrieb 1 ist kennzeichnend, dass der Permanentmagnet 11 in einem Adapter zwischen dem Rotor 4 und dem Stator 5 angeordnet ist .

/ Bezugszeichenliste

Bezugszeichenliste Stellantrieb elektrischer Antriebsmotor Motor- oder Abtriebswelle Rotor Stator Wickelköpfe Flansch Flansch Gehäuse Leiterplatte einer Motor-Steuereinheit Permanentmagnete , Permanentmagnet Adapter Blechpaket Blech Kontakt fläche Kontakt fläche Spannschraube Pass federl 9 Schnittstelle Schnittstelle Lager Innenraum

/ Ansprüche