Zahnstangen

Funktionsprinzip von Zahnstangenantrieben

Eine Zahnstange besitzt eine lineare Verzahnung, in die ein rotierendes Ritzel eingreift. Durch diese Paarung wird eine Drehbewegung in eine lineare Bewegung umgesetzt, wobei Übersetzung, Geschwindigkeit und Kraftübertragung von der Verzahnungsauslegung abhängen. Für den praktischen Einsatz sind unter anderem Eingriffsverhältnisse, Spiel, Befestigung und die Abstimmung mit der restlichen Achsmechanik relevant.

Einsatz in Maschinenbau, Handhabung und Fördertechnik

Zahnstangen werden in Verfahreinheiten, Positionierachsen, Portal- und Handhabungssystemen sowie in Verstellmechanismen eingesetzt. Auch in Förderanlagen dienen sie zur linearen Bewegung von Baugruppen oder zum präzisen Verfahren einzelner Elemente. Sie eignen sich insbesondere für Anwendungen mit längeren Hüben, bei denen ein umlaufendes Übertragungselement nicht erforderlich oder konstruktiv ungünstig ist.

Ausführungen nach Verzahnung, Werkstoff und Bauform

Zahnstangen unterscheiden sich unter anderem durch Modul, Zahnbreite, Länge, Verzahnungsart und Werkstoff. Je nach Anwendung kommen gerade oder schrägverzahnte Ausführungen sowie unterschiedlich bearbeitete Oberflächen in Frage. Im industriellen Umfeld werden ausserdem segmentierte Längen, Befestigungsbohrungen und Varianten für unterschiedliche Anforderungen an Laufverhalten, Belastbarkeit oder Positioniergenauigkeit verwendet.

Abgrenzung zu Zahnrädern, Ketten und Linearführungen

Innerhalb der Antriebstechnik und Fördertechnik sind Zahnstangen lineare Antriebselemente, nicht eigenständige Führungskomponenten. Im Unterschied zu Zahnrädern übertragen sie die Bewegung nicht zwischen zwei rotierenden Achsen, sondern entlang einer offenen linearen Strecke. Gegenüber Ketten oder Zahnriemen arbeiten sie formschlüssig ohne umlaufendes Zugmittel, und im Unterschied zu Linearführungen übernehmen sie den Antrieb, nicht die präzise Führung der Bewegung.