Das Modul ist die wichtigste Kenngröße jeder Zahnstange – es bestimmt Zahngröße, Belastbarkeit und welches Ritzel passt. Wer hier falsch wählt, riskiert vorzeitigen Verschleiß oder bezahlt für Reserven, die er nie braucht. Diese Auswahlhilfe zeigt, wie Sie das richtige Modul zwischen 2 und 4 finden.
Was ist das Modul?
Das Modul m ist das Verhältnis der Teilung p (Abstand von Zahnmitte zu Zahnmitte) zur Kreiszahl π:
m = p / π
Eine Zahnstange mit Modul 2 hat also eine Teilung von 6,283 mm. Aus dem Modul leiten sich alle weiteren Zahngeometrien nach DIN 867 ab – unter anderem die Zahnhöhe von 2,25 × m. Wichtig: Zahnstange und Ritzel müssen immer dasselbe Modul und denselben Eingriffswinkel (20° nach DIN 867) haben.
Je größer das Modul, desto belastbarer
Mit dem Modul wachsen Zahndicke und Zahnfußquerschnitt – und damit die übertragbare Vorschubkraft. Grobe Orientierung für unsere gefrästen Zahnstangen aus C45:
-
Modul 2 (20 × 20 mm): Handhabungstechnik, leichte Linearachsen, Verstellantriebe
-
Modul 2,5 (25 × 25 mm): mittlere Vorschubkräfte, Automatisierung, Türantriebe im Industriebereich
-
Modul 3 (30 × 30 mm): Werkzeugmaschinenachsen, Hubantriebe
-
Modul 4 (40 × 40 mm): hohe Vorschubkräfte, Anlagenbau, schwere Hub- und Fahrantriebe
Bei Rundzahnstangen gilt bei WSP die einfache Regel: Durchmesser = 10 × Modul (Modul 2 → Ø 20 mm, Modul 4 → Ø 40 mm).
So gehen Sie bei der Auslegung vor
-
Vorschubkraft ermitteln: Aus bewegter Masse, Beschleunigung, Reibung und ggf. Prozesskräften. Sicherheitsfaktor je nach Anwendung 1,5 bis 3 – bei Stoßbelastung höher.
-
Modul anhand der Zahnfußtragfähigkeit wählen: Die zulässige Zahnfußspannung des Werkstoffs (bei C45 im normalisierten Zustand deutlich höher als bei POM) begrenzt die übertragbare Kraft je Zahn.
-
Ritzel festlegen: Kleine Ritzel (wenige Zähne) bauen kompakt, erhöhen aber die Flankenpressung. Ab etwa 17 Zähnen vermeiden Sie Unterschnitt ohne Profilverschiebung.
-
Verzahnungsqualität prüfen: Für normale Verfahrgeschwindigkeiten genügt Qualität 8 gefräst; hochdynamische Achsen profitieren von Q7 oder Q6.
Im Zweifel gilt: lieber ein Modul größer als dauerhaft an der Belastungsgrenze fahren – der Aufpreis ist klein im Vergleich zu einem Antriebsausfall.
Eine ausführliche Schritt-für-Schritt-Anleitung mit Berechnungsformeln, Flächenpressungs-Check und Werkstoffvergleich finden Sie im Beitrag Zahnstange Modul 2 bis 4: Auslegung nach Belastung und Anwendung.
Häufige Fragen
Kann ich Zahnstangen unterschiedlicher Module kombinieren? Nein. Ritzel und Zahnstange müssen im Modul exakt übereinstimmen, sonst kommt es zu Klemmen und Zahnbruch.
Lassen sich Zahnstangen aneinanderreihen? Ja. Für lange Verfahrwege werden Zahnstangen stirnseitig gestoßen und mit einer Lehre teilungsrichtig ausgerichtet.
Welche Länge ist Standard? 1000 mm. Sonderlängen und Zahnstangen nach Zeichnung fertigen wir als Hersteller kurzfristig.
Alle Module ab Lager
Ob Modul 2, 2,5, 3 oder 4 – Sie finden alle Größen in unserem Shop: Zahnstangen aus C45, aus Edelstahl 1.4305 oder als Rundzahnstangen. Bei Fragen zur Auslegung unterstützen wir Sie gern persönlich.