Zahnrad

Zahnräder an einer Maschine: Wenn das kleinste Zahnrad sich einmal dreht, dann macht das mittlere nur etwa eine halbe Umdrehung, weil es fast doppelt so viele Zähne hat. Das große Zahnrad dreht sich dann noch weniger und auch langsamer. Das ist schon ein kleines Getriebe.

Ein Zahnrad ist ein besonders geformtes Rad: Es hat Zacken, die man auch „Zähne“ nennt. Diese Zähne können in die Zähne eines anderen Zahnrades greifen, und wenn ein Rad sich dreht, wird das andere mit bewegt.

Zahnräder gibt es in verschiedenen Formen und Größen, auch aus verschiedenem Material. In alten Windmühlen findet man manchmal noch welche aus Holz. Heute sind sie aber meist aus Metall oder Plastik.

Zahnräder haben den Vorteil, dass sie nicht aufeinander rutschen können. Bei der Zahnradbahn greifen die Zahnräder in eine Zahnschiene. So kann die Bahn steile Strecken bewältigen. Die glatten Eisenräder würden auf den Schienen leer drehen.

Beim Fahrrad greifen die Zahnräder in die Kette und von dort wieder auf Zahnräder am Hinterrad. Diese Zahnräder heißen eigentlich Kettenräder. Vor dieser Erfindung waren die Pedalen auf der Achse des großen Vorderrades befestigt. Dieses Gefährt wurde als Hochrad bekannt.

Was können mehrere Zahnräder gemeinsam leisten?

Die meisten Motoren drehen zu schnell, zum Beispiel die Automotoren. Aber das geht technisch eben nicht anders. Deshalb muss man die Drehzahl herunterbringen. Das erreicht man mit der geschickten Anordnung mehrerer Zahnräder. Alles zusammen bildet ein Getriebe.

Wenn ein kleines Zahnrad mit wenigen Zähnen in ein größeres mit mehr Zähnen greift, dreht sich das größere Zahnrad langsamer als das kleinere. Das kann man mit technischen Tricks mehrmals hintereinander ausführen, bis man die richtige Anzahl an Umdrehungen pro Minute erreicht. Beim Getriebe eines Autos kann man zusätzlich verschiedene Stufen wählen, die „Gänge“.

Bei einem Fahrrad erreicht man genau das Gegenteil. Der Fahrer bewegt mit den Pedalen ein großes Zahnrad. Am Hinterrad befinden sich verschiedene kleinere Zahnräder. So muss der Fahrer weniger strampeln und kann sogar noch verschiedene Gänge anwählen. Je nachdem, welchen Gang er wählt, kann er unterschiedlich schnell fahren. Je höher der Gang, desto schneller kann er fahren. Er braucht aber auch mehr Kraft als in einem niedrigen Gang.

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  Kettenräder einer Gangschaltung am Fahrrad

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  Holz-Zahnräder in einer alten Windmühle

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  Zahnräder in einem Uhrwerk

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  Diese besondere Bauform nennt man Schnecken-Getriebe.

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  Eine Zahnradbahn kann besonders steile Hänge hochfahren.

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