DE102011085739A1 - Schraubgetriebe sowie Verfahren zum Herstellen eines Schraubgetriebes - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schraubgetriebe (1) zur Umsetzung einer rotatorischen in eine translatorische Bewegung, mit einer Gewindespindel (2) und einer mit dieser zusammenwirkenden Spindelmutter (3), wobei die Gewindespindel (2) ein Außengewinde (6) und die Spindelmutter (3) ein in das Außengewinde (6) eingreifendes Innengewinde (7) aufweist. Dabei ist vorgesehen, dass – bei einer bei der Herstellung der Gewinde (6, 7) vorliegenden Referenztemperatur (Tref) – das Außengewinde (6) eine erste Steigung (S1) und das Innengewinde (7) eine von der ersten Steigung (S1) unterschiedliche zweite Steigung (S2) aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines Schraubgetriebes (1).

Description

• Die Erfindung betrifft ein Schraubgetriebe zur Umsetzung einer rotatorischen in eine translatorische Bewegung, mit einer Gewindespindel und einer mit dieser zusammenwirkenden Spindelmutter, wobei die Gewindespindel ein Außengewinde und die Spindelmutter ein in das Außengewinde eingreifendes Innengewinde aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines Schraubgetriebes.
• Stand der Technik
• Schraubgetriebe der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Üblicherweise dienen sie zur Umsetzung der rotatorischen in die translatorische Bewegung. Alternativ kann jedoch auch, falls die Gewinde der Gewindespindel und der Spindelmutter nicht selbsthemmend sind, eine translatorische in eine rotatorische Bewegung umgesetzt werden. Zur Durchführung der Umsetzung verfügt das Schraubgetriebe über die Gewindespindel und die Spindelmutter. An ersterer ist das Außengewinde und in letzterer das Innengewinde vorgesehen, wobei die beiden Gewinde beziehungsweise deren Windungen ineinander eingreifen. Auf diese Weise wird bei einer Rotation der Spindelmutter oder der Gewindespindel das jeweils andere Element in axialer Richtung verlagert.
• Insbesondere wenn das Schraubgetriebe in einer Umgebung mit hohen Umgebungstemperaturen beziehungsweise bei einer hohen Temperatur betrieben wird, greifen die Zähne der beiden Gewinde nicht mehr einwandfrei ineinander ein. Auf diese Weise kann es zu einer ungleichmäßigen Belastung der Gewindespindel und/oder der Spindelmutter beziehungsweise des jeweiligen Gewindes kommen. Eine solche ungleichmäßige Belastung kann jedoch unter Umständen zu einer lokalen Überbelastung der Gewindespindel und/oder der Spindelmutter und damit zu einer Beschädigung, insbesondere einer permanenten Verformung, führen. Das Schraubgetriebe muss nachfolgend wenigstens teilweise ausgetauscht werden, um seine Funktionsfähigkeit wieder herzustellen.
• Offenbarung der Erfindung
• Das Schraubgetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist dagegen den Vorteil auf, dass insbesondere auch bei hohen Temperaturen ein zuverlässiger Betrieb des Schraubgewindes möglich ist, wobei die vorstehend beschriebene ungleichmäßige Belastung der Gewinde wenigstens teilweise vermieden wird. Dazu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass – bei einer bei der Herstellung der Gewinde vorliegenden Referenztemperatur – das Außengewinde eine erste Steigung und das Innengewinde eine von der ersten Steigung unterschiedliche zweite Steigung aufweist. Auf diese Weise können beispielsweise unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten von Materialien der Spindelmutter und der Gewindespindel kompensiert werden. Die erste Steigung und die von dieser unterschiedliche zweite Steigung liegen bei der Referenztemperatur vor, bei welcher die Herstellung der Gewinde beziehungsweise des gesamten Schraubgetriebes erfolgt. Der eigentliche Betrieb des Schraubgetriebes erfolgt anschließend zumindest zeitweise bei einer Auslegungstemperatur, welche von der Referenztemperatur verschieden ist. Die Auslegungstemperatur ist beispielsweise eine während des Betriebs höchstens erwartete Maximaltemperatur oder eine Durchschnittstemperatur. Die erste Steigung und die zweite Steigung sind nun bevorzugt derart gewählt, dass die durch den Temperaturunterschied zwischen der Referenztemperatur und der Auslegungstemperatur verursachte Verformung der Gewindespindel und der Spindelmutter wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, kompensiert wird. Bevorzugt sind die beiden Steigungen daher derart gewählt, dass sie sich bei Vorliegen der Auslegungstemperatur größtenteils angenähert haben.
• Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Gewindespindel drehfest und axial verlagerbar und die Spindelmutter drehbar und in axialer Richtung ortsfest gelagert ist. Entsprechend soll in einer bevorzugten Ausführungsform eine rotatorische Bewegung der Spindelmutter in eine translatorische Bewegung der Gewindespindel umgesetzt werden. Die Gewindespindel ist dabei wenigstens bereichsweise in der Spindelmutter aufgenommen. Dabei greift – wie bereits vorstehend beschrieben – das Außengewinde der Gewindespindel in das Innengewinde der Spindelmutter ein, wodurch eine Wirkverbindung zwischen der Gewindespindel und der Spindelmutter vorliegt.
• Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Spindelmutter in einem Lager, insbesondere einem Kugellager, gelagert ist und mit einem Antrieb wirkverbindbar ist. Die Spindelmutter liegt insoweit in axialer Richtung fest und ist lediglich in Umfangsrichtung bewegbar, mithin also drehbar. Zu diesem Zweck ist der Spindelmutter das Lager zugeordnet, welches besonders bevorzugt als Kugellager ausgebildet ist. Die Spindelmutter kann von dem Lager wenigstens bereichsweise umgriffen sein, sodass die Spindelmutter und das Lager an wenigstens einer gemeinsamen axialen Position vorliegen. Ebenso kann es jedoch vorgesehen sein, dass das Lager in axialer Richtung benachbart, insbesondere unmittelbar benachbart, zu der Spindelmutter vorliegt. Um die Spindelmutter in rotatorische Bewegung zu versetzen beziehungsweise mit dieser zu beaufschlagen, ist sie mit dem Antrieb wirkverbindbar beziehungsweise wirkverbunden.
• Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die zweite Steigung derart gewählt ist, dass bei der von der Referenztemperatur verschiedenen Auslegungstemperatur für die Gewindespindel und die Spindelmutter eine gleichmäßige Belastung von miteinander in Eingriff stehenden Windungen der Gewinde, insbesondere eine Übereinstimmung der beiden Steigungen, erzielt ist. Der Betrieb des Schraubgetriebes ist bei einer Temperatur vorgesehen, welche der Auslegungstemperatur wenigstens näherungsweise entspricht, also in einem um die Auslegungstemperatur herumliegenden Temperaturband. Üblicherweise ist die Auslegungstemperatur höher als die Referenztemperatur. Bei niedrigen Temperaturen wirkt sich ein Abweichen der beiden Steigungen voneinander nur geringfügig aus, weil die Festigkeit der Materialien der Gewindespindel und der Spindelmutter bei diesen ausreichend hoch ist. Bei höheren Temperaturen sinkt jedoch üblicherweise die Festigkeit der verwendeten Materialien ab. Daher ist es vorteilhaft, wenn bei diesen höheren Temperaturen, also insbesondere der Auslegungstemperatur, bei einem Betrieb des Schraubgetriebes eine gleichmäßige Belastung der Gewinde beziehungsweise deren Windungen vorliegt. So ist selbstverständlich der Betrieb des Schraubgetriebes bei allen Temperaturen zulässig, insbesondere bei einer Temperatur, welche zwischen der Referenztemperatur und der Auslegungstemperatur (diese eingeschlossen) liegt.
• Bei der Referenztemperatur, welche niedriger ist als die Auslegungstemperatur, liegen somit zwar unterschiedliche Steigungen des Außengewindes und des Innengewindes vor. Bedingt durch die niedrigere Temperatur wirkt sich dies jedoch nicht nachteilig auf die Betriebsfestigkeit des Schraubgetriebes aus. Steigt die Temperatur dagegen in Richtung der Auslegungstemperatur an, so wird die Belastung der Gewinde gleichmäßiger, bis bei der Auslegungstemperatur eine vorzugsweise vollkommen gleichmäßige Belastung der Gewinde vorliegt. Entsprechend ist auch bei hohen Temperaturen die Betriebsfestigkeit des Schraubgetriebes sichergestellt. Die gleichmäßige Belastung wird besonders bevorzugt durch die Übereinstimmung der beiden Steigungen erzielt.
• Das Schraubgetriebe ist also derart ausgelegt, dass bei der Referenztemperatur das Außengewinde die erste Steigung und das Innengewinde die von der ersten Steigung unterschiedliche zweite Steigung aufweist. Bei der von der Referenztemperatur verschiedenen Auslegungstemperatur sollen dagegen die erste Steigung und die zweite Steigung im Wesentlichen übereinstimmen. Dabei ist die Auslegungstemperatur üblicherweise höher als die Referenztemperatur, wobei selbstredend auch eine kleinere Auslegungstemperatur als die Referenztemperatur vorgesehen sein kann. Die Übereinstimmung der beiden Steigungen liegt vorzugsweise für alle Windungen, insbesondere die miteinander in Eingriff stehenden Windungen, der Gewinde vor. Es kann jedoch bereits ausreichend sein, wenn lediglich ein Teil der Windungen beziehungsweise der miteinander in Eingriff stehenden Windungen der Gewinde die Übereinstimmung in den Steigungen aufweist.
• Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Gewindespindel aus Metall, insbesondere Stahl, und die Spindelmutter wenigstens teilweise aus Kunststoff, insbesondere aus einem eine Kunststoffmatrix aufweisenden Faserverbundkunststoff, bestehen. Die Gewindespindel besteht also aus einem ersten Material und die Spindelmutter aus einem von dem ersten Material verschiedenen zweiten Material. Somit ergeben sich für die Gewindespindel und die Spindelmutter häufig unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten, sodass sich die Steigung des Außengewindes der Gewindespindel und des Innengewindes der Spindelmutter in Abhängigkeit von der Temperatur in unterschiedlichem Ausmaß verändern. Das erste Material ist dabei beispielsweise Metall und das zweite Material Kunststoff.
• Die Spindelmutter muss jedoch nicht vollständig aus Kunststoff bestehen. Besonders bevorzugt ist ein Füllmaterial in dem Kunststoff der Spindelmutter eingebettet, sodass eine den Füllstoff aufnehmende Kunststoffmatrix vorliegt. Der Füllstoff besteht vorzugsweise aus Fasern, beispielsweise anorganischen oder organischen Fasern. Unter den anorganischen Fasern sind beispielsweise Glasfasern, Keramikfasern und/oder metallische Fasern zu verstehen. Die organischen Fasern umfassen beispielsweise Kohlenstofffasern und/oder Kunststofffasern. Auf diese Weise wird eine besonders hohe Festigkeit der Spindelmutter erzielt. Bei einer derartigen Wahl der Materialien für die Gewindespindel und die Spindelmutter liegen jedoch deutlich voneinander abweichende Ausdehnungskoeffizienten vor. Wird das Schraubgetriebe bei der Herstellung bei der Referenztemperatur mit Gewinden ausgestattet, welche übereinstimmende Steigungen aufweisen, so ergeben sich entsprechend bei der Auslegungstemperatur deutlich voneinander abweichende Steigungen, welche zu einer stark ungleichmäßigen Belastung der Gewinde beziehungsweise deren Windungen führen.
• Insgesamt liegt also ein Schraubgetriebe zur Umsetzung einer rotatorischen in eine translatorische Bewegung vor, welches eine Gewindespindel und eine mit der Gewindespindel zusammenwirkende Spindelmutter aufweist. Die Gewindespindel verfügt über ein Außengewinde und die Spindelmutter über ein in das Außengewinde eingreifendes Innengewinde. Dabei bestehen die Gewindespindel aus einem ersten Material und die Spindelmutter aus einem von dem ersten Material unterschiedlichen zweiten Material. Besonders vorteilhaft ist es nun, wenn – bei einer bei der Herstellung der Gewinde vorliegenden Referenztemperatur – das Außengewinde eine erste Steigung und das Innengewinde eine von der ersten Steigung unterschiedliche zweite Steigung aufweist und die zweite Steigung derart gewählt ist, dass bei einer von der Referenztemperatur verschiedenen Auslegungstemperatur für die Gewindespindel und die Spindelmutter eine Übereinstimmung der beiden Steigungen bei der Auslegungstemperatur erreicht wird. Das erste Material weist dabei einen ersten Ausdehnungskoeffizienten und das zweite Material einen von dem ersten Ausdehnungskoeffizienten unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten auf.
• Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Faserverbundkunststoff hochgefüllt ist und einen Volumenanteil der Kunststoffmatrix von maximal 50 % bis 70 %, vorzugsweise 60 %, aufweist. Durch die Verwendung eines hochgefüllten Faserverbundkunststoffes, welcher einen hohen Anteil des Füllstoffs und einen entsprechend geringen Anteil der Kunststoffmatrix aufweist, können die Materialkosten für die Spindelmutter deutlich reduziert werden, weil üblicherweise teure Spezialkunststoffe für diese verwendet werden. Der Volumenanteil der Kunststoffmatrix soll maximal 50% bis 70%, vorzugsweise etwa 60%, betragen.
• Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Innengewinde und das Außengewinde identische Teilkreisdurchmesser, Zahnmodule und/oder Zahngrößen aufweisen. Damit die Gewindespindel in der Spindelmutter sauber läuft, weisen diese vorzugsweise Gewinde mit denselben Eigenschaften beziehungsweise einer übereinstimmenden Verzahnung auf. Das bedeutet, dass die Teilkreisdurchmesser, Zahnmodule und/oder Zahngrößen übereinstimmen. Dagegen sollen die Steigungen lediglich bei oder im Bereich der Auslegungstemperatur übereinstimmen, während sie bei der Referenztemperatur voneinander abweichen können.
• Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die zweite Steigung gemäß der Beziehung

  

  bestimmt wird, wobei S₁ die erste Steigung, S₂ die zweite Steigung, α₁ der Ausdehnungskoeffizient des Materials der Gewindespindel, α₂ der Ausdehnungskoeffizient des Materials der Spindelmutter, T_max die Auslegungstemperatur und T_ref die bei der Herstellung der Gewinde vorliegende Referenztemperatur ist. Die Variation der Steigung des Außengewindes bei einer Temperaturveränderung von der Referenztemperatur zu der Auslegungstemperatur ist durch die Gleichung ΔS₁ = α₁(T_max – T_ref)S₁ gegeben. Entsprechend ergibt sich die Veränderung der Steigung des Innengewindes zu ΔS₂ = α₂(T_max – T_ref)S₂.
• Damit das Außengewinde und das Innengewinde bei Vorliegen der Außentemperatur mit gleichmäßigen Belastungen betrieben werden können, muss gelten S₁ + ΔS₁ = S₂ + ΔS₂.
• Entsprechend ergibt sich die bei der Referenztemperatur herzustellende zweite Steigung zu

  
• Beispielsweise weist das Außengewinde der Gewindespindel bei einer Referenztemperatur von 20° eine nominelle Steigung von 3,5 mm auf. Damit der Eingriff zwischen Außengewinde und Innengewinde bei einer Auslegungstemperatur von 110°C optimal ist, muss das Innengewinder der Spindelmutter nun eine zweite Steigung von 3,48 mm bei der Referenztemperatur aufweisen. Während des Betriebs des Schraubgetriebes bei der Auslegungstemperatur ergeben sich dann nahezu übereinstimmende Steigungen.
• Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines Schraubgetriebes, insbesondere gemäß den vorstehenden Ausführungen, wobei das Schraubgetriebe zur Umsetzung einer rotatorischen in eine translatorische Bewegung dient und über eine Gewindespindel und eine mit dieser zusammenwirkende Spindelmutter verfügt, wobei die Gewindespindel ein Außengewinde und die Spindelmutter ein in das Außengewinde eingreifendes Innengewinde aufweist. Dabei ist vorgesehen, dass – bei einer bei der Herstellung der Gewinde vorliegenden Referenztemperatur – das Außengewinde mit einer ersten Steigung und das Innengewinde mit einer von der ersten Steigung unterschiedlichen zweiten Steigung ausgebildet wird. Zum Herstellen des Schraubgetriebes werden also Grundkörper der Gewindespindel und der Spindelmutter bereitgestellt und bei der Referenztemperatur das Außengewinde und das Innengewinde an diesen ausgebildet. Alternativ können selbstverständlich die Gewindespindel zusammen mit dem Außengewinde und die Spindelmutter zusammen mit dem Innengewinde ausgebildet werden, wobei auch hier das Ausbilden bei Vorliegen der Referenztemperatur erfolgt.
• Die erste Steigung wird dabei üblicherweise gemäß einer Eignung für den beabsichtigten Verwendungszweck des Schraubgetriebes ausgewählt. Die zweite Steigung wird dagegen vorzugsweise derart gewählt, dass beim Betreiben des Schraubgetriebes bei einer Auslegungstemperatur eine möglichst gleichmäßige Belastung der Gewinde erzielt wird, wobei vorzugsweise eine Übereinstimmung der beiden Steigungen bei der Auslegungstemperatur vorliegt. Eine solche Ausgestaltung des Schraubgetriebes wird insbesondere durch unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten der Gewindespindel und der Spindelmutter, beispielsweise weil diese aus unterschiedlichen Materialien bestehen, möglich beziehungsweise notwendig.
• Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Gewinde bei der Referenztemperatur hergestellt werden und die zweite Steigung derart gewählt wird, dass bei einer von der Referenztemperatur verschiedenen Auslegungstemperatur für die Gewindespindel und die Spindelmutter eine gleichmäßige Belastung von miteinander in Eingriff stehenden Windungen der Gewinde, insbesondere eine Übereinstimmung der beiden Steigungen, erzielt wird. Zu diesem Zweck kann beispielsweise die vorstehend angeführte Beziehung herangezogen werden.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigen:
• 1 eine beispielhafte Darstellung eines Schraubgetriebes mit einer Gewindespindel und einer Spindelmutter, und
• 2 einen Längsschnitt durch einen Bereich des Schraubgetriebes, wobei ein Außengewinde der Gewindespindel und ein Innengewinde der Spindelmutter dargestellt sind.
• Die 1 zeigt ein Schraubgetriebe 1, welches über eine Gewindespindel 2 und eine Spindelmutter 3 verfügt. Das Schraubgetriebe 1 ist zur Umsetzung einer rotatorischen Bewegung der Spindelmutter 3 in eine translatorische Bewegung der Gewindespindel 2 (oder umgekehrt) ausgebildet. Die Bewegungsrichtung der Gewindespindel 2 ist durch den Pfeil 4, die der Spindelmutter 3 durch den Pfeil 5 angedeutet. Zur Umsetzung der rotatorischen in die translatorische Bewegung verfügt die Gewindespindel über ein Außengewinde 6 und die Spindelmutter 3 über ein hier nicht erkennbares Innengewinde 7. Die Gewindespindel 2 ist drehfest und axial verlagerbar gelagert. Der Spindelmutter 3 ist ein Lager 8 (von welchem hier lediglich eine Lagerschale dargestellt ist) zugeordnet, mittels welchem sie drehbar und in axialer Richtung ortsfest gelagert ist. Die Spindelmutter 3 verfügt über eine Außenverzahnung 9, über welche sie in Wirkverbindung mit einem hier nicht dargestellten Antrieb bringbar ist. In die Außenverzahnung 9 kann insoweit eine Verzahnung eines Zahnrads des Antriebs eingreifen und so die Spindelmutter 3 in Umfangsrichtung, also in Richtung des Pfeils 5, antreiben. Entsprechend wird eine translatorische Verlagerung der Gewindespindel 2 erzielt. Die Verschiebung der Gewindespindel 2 in axialer Richtung erfolgt parallel zu einer Längsachse 10 des Schraubgetriebes 1, während die rotatorische Bewegung der Spindelmutter 3 um die Längsachse 10 herum erfolgt.
• Das Schraubgetriebe 1 ist für Hochtemperaturanwendungen geeignet, wird also bei einer Auslegungstemperatur betrieben, welche deutlich höher ist als eine Referenztemperatur, welche bei der Herstellung der Gewinde 6 und 7 vorliegt. Weil die Gewindespindel 2 aus einem ersten Material und die Spindelmutter 3 aus einem von dem ersten Material verschiedenen zweiten Material besteht, weisen sie voneinander unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten auf. Werden nun die Gewinde 6 und 7 bei ihrer Herstellung bei der Referenztemperatur mit identischen Eigenschaften, insbesondere identischen Steigungen, versehen, so ist zwar ein einwandfreies Zusammenwirken der Gewinde 6 und 7 bei der Referenztemperatur gewährleistet. Bedingt durch die während des Betriebs des Schraubgetriebes 1 vorliegende Auslegungstemperatur, welche höher ist als die Referenztemperatur, ergeben sich jedoch Veränderungen der Abmessungen der Gewindespindel 2 und der Spindelmutter 3. Diese führen zu voneinander abweichenden Eigenschaften der Gewinde 6 und 7, wodurch wiederum ungleichmäßige Belastungen entstehen. Insbesondere kann es dazu kommen, dass lediglich ein Teil von Windungen der Gewinde 6 und 7 miteinander in Eingriff stehen, welche entsprechend verhältnismäßig hoch belastet werden.
• Gleichzeitig sind üblicherweise die Festigkeiten der verwendeten Materialien bei geringen Temperaturen höher als bei den während des Betriebs vorliegenden höheren Temperaturen. Entsprechend ist es unproblematisch, das Schraubgetriebe bei Temperaturen unterhalb der Auslegungstemperatur mit voneinander abweichenden Eigenschaften der Gewinde 6 und 7 zu betreiben. Ein Betreiben mit voneinander abweichenden Eigenschaften der Getriebe 6 und 7 bei der Auslegungstemperatur kann jedoch zu Beschädigungen des Schraubgetriebes 1, insbesondere durch permanente Verformungen wenigstens eines Teils der Gewinde 6 und 7, führen. Es ist daher vorgesehen, dass die Gewinde 6 und 7 bei einer von der Auslegungstemperatur abweichenden Temperatur, insbesondere auch bei der Referenztemperatur, unterschiedliche Steigungen aufweisen. Liegt dagegen eine der Auslegungstemperatur entsprechende Temperatur des Schraubgetriebes 1 beziehungsweise der Gewinde 6 und 7 vor, so sollen die Steigungen der Gewinde 6 und 7 übereinstimmen, sodass eine gleichmäßige Belastung der Windungen der Gewinde 6 und 7 erzielt wird.
• Dies wird insbesondere erreicht, indem die erste Steigung des Außengewindes 6 der Gewindespindel 2 gewählt und ausgehend von der ersten Steigung die zweite Steigung auf Grundlage der Ausdehnungskoeffizienten der Materialien der Gewindespindel 2 und der Spindelmutter 3 sowie der Auslegungstemperatur und der Referenztemperatur berechnet wird. Dies erfolgt insbesondere gemäß der Beziehung
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• Bei dem Herstellen des Schraubgetriebes 1 ist es also vorzugsweise vorgesehen, das Außengewinde 6 und das Innengewinde 7 bei der Referenztemperatur herzustellen beziehungsweise auszubilden, wobei die zweite Steigung von der ersten Steigung verschieden ist. Ein Betreiben des Schraubgetriebes 1 erfolgt dagegen bei einer Temperatur, welche möglichst genau der Auslegungstemperatur entspricht, zumindest jedoch zwischen der Referenztemperatur und der Auslegungstemperatur (diese jeweils einschließend) liegt. Auf diese Weise wird die Differenz zwischen den beiden Steigungen für sich ausgehend von der Referenztemperatur in Richtung der Auslegungstemperatur verändernde Temperaturen verringert und entsprechend die Belastung der Gewinde 6 und 7 verringert.
• Die 2 zeigt einen Längsschnitt durch einen Bereich des Schraubgetriebes 1, wobei jeweils Bereiche der Gewindespindel 2 und der Spindelmutter 3 dargestellt sind. Erkennbar sind insbesondere das Außengewinde 6 und das Innengewinde 7 beziehungsweise deren Windungen, welche hier nicht im Einzelnen gekennzeichnet sind. Es ist deutlich erkennbar, dass das in der 2 dargestellte Schraubgetriebe 1 bei seiner Auslegungstemperatur betrieben wird, weil das Außengewinde 6 und das Innengewinde 7 sauber ineinander eingreifen, sodass eine gleichmäßige Belastung erzielt wird.

Claims (10)

1. Schraubgetriebe (1) zur Umsetzung einer rotatorischen in eine translatorische Bewegung, mit einer Gewindespindel (2) und einer mit dieser zusammenwirkenden Spindelmutter (3), wobei die Gewindespindel (2) ein Außengewinde (6) und die Spindelmutter (3) ein in das Außengewinde (6) eingreifendes Innengewinde (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass – bei einer bei der Herstellung der Gewinde (6, 7) vorliegenden Referenztemperatur (T_ref) – das Außengewinde (6) eine erste Steigung (S₁) und das Innengewinde (7) eine von der ersten Steigung (S₁) unterschiedliche zweite Steigung (S₂) aufweist.
2. Schraubgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindespindel (2) drehfest und axial verlagerbar und die Spindelmutter (3) drehbar und in axialer Richtung ortsfest gelagert ist.
3. Schraubgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelmutter (3) in einem Lager (8), insbesondere einem Kugellager, gelagert ist und mit einem Antrieb wirkverbindbar ist.
4. Schraubgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Steigung (S₂) derart gewählt ist, dass bei einer von der Referenztemperatur (T_ref) verschiedenen Auslegungstemperatur (T_max) für die Gewindespindel (2) und die Spindelmutter (3) eine gleichmäßige Belastung von miteinander in Eingriff stehenden Windungen der Gewinde (6, 7), insbesondere eine Übereinstimmung der beiden Steigungen (S₁, S₂) erzielt ist.
5. Schraubgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindespindel (2) aus Metall, insbesondere Stahl, und die Spindelmutter (3) wenigstens teilweise aus Kunststoff, insbesondere aus einem eine Kunststoffmatrix aufweisenden Faserverbundkunststoff bestehen.
6. Schraubgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserverbundkunststoff hochgefüllt ist und einen Volumenanteil der Kunststoffmatrix von maximal 50 % bis 70 %, vorzugsweise 60 %, aufweist.
7. Schraubgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Innengewinde (7) und das Außengewinde (6) identische Teilkreisdurchmesser, Zahnmodule und/oder Zahngrößen aufweisen.
8. Schraubgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Steigung (S₂) gemäß der Beziehung

   

   bestimmt wird, wobei S₁ die erste Steigung, S₂ die zweite Steigung, α₁ der Ausdehnungskoeffizient des Materials der Gewindespindel (2), α₂ der Ausdehnungskoeffizient des Materials der Spindelmutter (3), T_max die Auslegungstemperatur und T_ref die bei der Herstellung der Gewinde (6, 7) vorliegende Referenztemperatur ist.
9. Verfahren zum Herstellen eines Schraubgetriebes (1), insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Schraubgetriebe (1) zur Umsetzung einer rotatorischen in eine translatorische Bewegung dient und über eine Gewindespindel (2) und eine mit dieser zusammenwirkende Spindelmutter (3) verfügt, wobei die Gewindespindel (2) ein Außengewinde (6) und die Spindelmutter (3) ein in das Außengewinde (6) eingreifendes Innengewinde (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass – bei einer bei der Herstellung der Gewinde (6, 7) vorliegenden Referenztemperatur – das Außengewinde (6) mit einer ersten Steigung (S₁) und das Innengewinde (7) mit einer von der ersten Steigung (S₁) unterschiedlichen zweiten Steigung (S₂) ausgebildet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewinde (6, 7) bei der Referenztemperatur hergestellt werden und die zweite Steigung (S₂) derart gewählt wird, dass bei einer von der Referenztemperatur (T_ref) verschiedenen Auslegungstemperatur (T_max) für die Gewindespindel (2) und die Spindelmutter (3) eine gleichmäßige Belastung von miteinander in Eingriff stehenden Windungen der Gewinde (6, 7), insbesondere eine Übereinstimmung der beiden Steigungen (S₁, S₂), erzielt wird.

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