Ein Zahnstangenaktuator ist eine Vorrichtung, die ausgelegt ist, um eine lineare Aktivierungsbewegung für einen Sekundärmechanismus unter Verwendung einer Zahnstangen-Ritzel-Getriebeanordnung zu erzeugen. Diese Art der Verzahnung besteht aus einem schmalen, flachen Streifen, der mit einer Verzahnung entlang einer Kante, der sogenannten Zahnstange, geschnitten ist. Ein mit entsprechenden Zähnen geschnittenes kreisförmiges Ritzel wird dann an der Welle der Kraftquelle befestigt und dient, mit der Zahnstange verbunden, dazu, diese hin und her zu bewegen. Aktuatoren vom Zahnstangentyp können nur bidirektionale lineare oder geradlinige Bewegungen erzeugen. Sie sind ideal für Anwendungen, die Betätigungsbewegungen in einer langen, geraden Linie erfordern, wie z. B. Schiebetore und -türen.
Zahnstangen-Ritzel-Getriebe sind eine der am weitesten verbreiteten Getriebearten für die direkte Übertragung der Drehantriebsbewegung eines Motors in eine lineare Abtriebsbewegung. Ein Zahnstangen-Ritzel-Zahnradsatz besteht aus zwei Teilen – dem runden Ritzel, das an der Antriebsquelle montiert ist, und einer langen, flachen Zahnstange, die am angetriebenen Element befestigt ist. Obwohl sie unterschiedliche Formen haben, weisen sowohl die Zahnstange als auch das Ritzel Zähne mit einer ähnlichen Teilung und Form auf. Die beiden Getriebeelemente sind so ausgerichtet, dass sie kämmen, so dass das Ritzel beim Drehen die Zahnstange geradlinig mitzieht. Um die Richtung der Abtriebsbewegung zu ändern, wird der Motor einfach umgekehrt.
Dieses Grundprinzip ist die treibende Kraft für den Zahnstangenantrieb, der entweder geschlossene oder offene Zahnstangen-Ritzel-Anordnungen verwendet, um geradlinige Ausgänge zu erzeugen. Eine der häufigsten Anwendungen für den Rack-Aktor sind Tür- und Torantriebe, die an Zugangspunkten für Wohn- und Sicherheitsfahrzeuge verwendet werden. Diese Antriebe bestehen aus einem stationären Motor mit Ritzel und einer langen Zahnstange, die am Tor montiert ist. Wenn der Motor aktiviert wird, zieht er das Tor auf Rollen oder Rollen entlang einer Schiene, um es zu öffnen und zu schließen.
Der an Toren verwendete Zahnstangenbetätiger ist typischerweise ein Beispiel für den offenen Betätigertyp. Dies bedeutet, dass die gesamte Anordnung für die Elemente offen ist, wobei die Zahnstange über ihre gesamte Länge an der betätigten Sekundärvorrichtung befestigt ist. Aktuatortypen mit geschlossener Zahnstange verfügen über einen abgedichteten internen Zahnstangen- und Ritzelmechanismus, der normalerweise in einem Zylinder untergebracht ist. Die Rackkomponente ist mit einem Aktuatorarm verbunden, der wiederum mit der Vorrichtung verbunden ist, die der Aktuator aktivieren soll. Wenn sich der Motor dreht, bewegt sich die Zahnstange entweder vorwärts oder rückwärts und liefert so die erforderliche Aktivierungsbewegung.
Obwohl Rackaktoren darauf beschränkt sind, nur lineare Ausgänge zu erzeugen, haben sie den Vorteil, dass sie nur wenige interne Beschränkungen hinsichtlich des Umfangs dieser Ausgänge haben. Solange der Motor dafür ausgelegt ist, das Gewicht des betätigten Geräts zu bewegen, ist der verfügbare Platz der einzige limitierende Faktor in seiner Bewegungsfreiheit. Dadurch kann beispielsweise ein relativ kleiner Motor sehr lange Tore öffnen.