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Zahnstange
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Die Zahnstange war ursprünglich eine technische, vertikal montierte Vorrichtung, meist aus Metall, um Gegenstände in verschiedenen Höhen an Zähne hängen zu können. So wurde z.B. in Gießereien wie auch in der Küche die Temperatur in Töpfen über offenen Feuerstellen durch Höhenänderungen an der Zahnstange reguliert.
Von dieser Vorgehensweise stammt auch die Redewendung "Leg mal einen Zahn zu!", was soviel bedeutete, dass das Essen durch Herabhängen des Topfes schneller warmgemacht/gekocht werden solle. Diese Redewendung hat sich im Wortlaut bis heute erhalten, auch wenn der betreffende Bezug zum Kochen auf offenem Feuer verloren gegangen ist.
Durch die fortschreitende Industrialisierung wurde die Bedeutung des Begriffs Zahnstange erweitert, da sich die Zahnstange als Maschinenelement in verschiedenen bis heute existierenden Anwendungen etabliert hat.
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Geometrie der Zahnstange
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Die Geometrie der Zahnstange entspricht im Wesentlichen der abgewickelten Geometrie eines Zahnrades mit Evolventen-, Zykloiden- oder Konchoidenverzahnung und entsprechender Kopfkürzung. Der Abstand der Zähne wird mit Hilfe der Teilung angegeben. Zur Berechnung von Zahnstange und passendem Zahnrad wird entsprechend wie beim Zahnradgetriebe der Modul verwendet.
Anwendungen
Zahnstangenantrieb
Beim Zahnstangenantrieb ist die Zahnstange das Maschinenelement mit einer Reihe von Erhebungen, den Zähnen, in das ein Zahnrad greift. Die Kombination von Zahnrad und Zahnstange dient dazu, eine Drehbewegung in eine lineare Bewegung umzuwandeln oder umgekehrt. So erfolgt z.B. das Kippen einer Bessemerbirne mit Hilfe eines Zahnstangenantriebes.
Der Hub (z.B. Vorschub oder Verfahrweg) eines Zahnstangenantriebs berechnet sich nach dem mittleren Umfang des Zahnkranzes des antreibenden Zahnrades und dessen Drehzahl zu 
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Zahnschiene
Die wohl bekannteste Anwendung findet dieses System jedoch bei Zahnradbahnen, wo die Zahnstange als Zahnschiene ausgeführt im Schienenbett zwischen oder neben den führenden und tragenden Schienen angebracht wird. Bei Zahnradbahnen unterscheidet man verschiedene, technische Schienen-Treibrad-Systeme wie z.B.:
2 versetzte Zahnschienen |
SMR Axle on display at Llanberis 05-07-24 20.jpeg
Doppelverzahnung |
Pilatus Rack.jpg
Beidseitige Verzahnung |
Zahnschiene auf Bahnschwellen |
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Zahnradbahn riggenbach.jpg
Leiterzahnstange |
Zahnradbahn strub.jpg
Zahnkopfstange |
Zahnradbahn abt.jpg
Lamellenzahnstange |
Zahnradbahn locher.jpg
Fischgrätenzahnstange |
Schubladenantrieb
Weniger bekannt aber wohl viel weiter verbreitet ist die Verwendung des Zahnstangenantriebs als Schubladenantrieb von CD-Spielern, DVD Playern, CD- und DVD-Laufwerken und weiteren technischen und elektronischen Geräten.
Zahnstangenwinde
Eine weitere Anwendung der Zahnstange ist die Zahnstangenwinde.
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