Rack jernbane

Rack jernbane på Schafberg

En rackbane er et jernbanebundet transportmiddel , hvor drivkraften mellem motorvognen og vejen positivt overføres ved hjælp af en tandhjulsdrift . Et eller flere tandhjul, der drives på trækkøretøjet, griber ind i et stativ fastgjort mellem de to skinner på svellerne .

På denne måde kan der forhandles betydeligt større gradienter end med et vedhæftningsdrev :

• Adhæsionsspor op til en gradient på cirka 75 ‰,
• Rack jernbaner op til en skråning på omkring 300 ‰.

For jernbaner i bjergene er der ofte kun korte afstande til rådighed for at klare de betydelige højdeforskelle. Større stigninger skal mestres, end vedhæftningsdrevet (rotation af de drevne hjul på skinnerne på stejle stigninger) tillader. Den Schafbergbahn overvinder gradienter af omkring 250 ‰, den Pilatusbahn undtagelsesvis op til 480 ‰ (to vandrette tandhjul forhindre hinanden i at skubbe hjulene ud af stativet), og en enkelt trækkende lokomotiv (trækkende lokomotiv ) om Panama Canal op til 500 ‰ . Der er også tandhjulsbaner på stejle skråninger i byer.

Rackbanernes vertikale stigningshastighed er normalt højere end bjergbanernes hastighed med et vedhæftningsdrev.

oversigt

Der findes forskellige former for drev til rackbaner , som er designet i henhold til de operationelle krav. Der skelnes mellem rene tandhjulsbaner og jernbaner med blandet vedhæftning og geardrev .

Rene tandhjulsbaner og ruter med blandet vedhæftning og tandhjulsdrift

Blandet skinne: Adhesion railcar skubbet af et tandstangslokomotiv på Rittner Bahn i de første par års drift

Ren tandhjulsbane: Schynige Platte jernbanetog med to præsentationsbiler

I rene tandhjulsbaner - mest bjergbaner et par kilometer lange - er geardrevet konstant i gang. Lokomotivernes løbehjul køres normalt ikke. Køretøjerne kan ikke bevæge sig på ruter uden stativ, hvorfor de relativt korte flade sektioner i terminalerne og indgangene til værkstedet normalt er udstyret med stativer.

Tidligere bestod togene på de rene tandhjulsbaner af et lokomotiv og en til tre biler, afhængigt af stigningen. Lokomotivet var altid arrangeret ned ad bakke, så bilerne blev skubbet op ad bakke, og installationen af ​​de to obligatoriske mekaniske bremser var begrænset til lokomotivet. I dag bruges flere enheder eller flere enheder mest .

Jernbaner med blandet vedhæftning og tandhjulsdrift blev bygget, hvor der kun er individuelle sektioner med stejle stigninger. I sådanne jernbaner er lokomotiverne udstyret med et kombineret drev. Af og til er der separate drev til skovlhjulene og gearet. Der var også jernbaner, hvor vedhæftningsskinnevogne blev skubbet ind på stativdelene på rack-og-pinion lokomotiver (f.eks. Stansstad-Engelberg-Bahn eller Rittner Bahn ).

Fordelen ved blandede drev er, at hvor gearet ikke er i mesh, kan det køres med en højere hastighed. På rack sektioner er hastigheden begrænset til 40 km / t i henhold til schweiziske regler, som normalt bruges som reference i dette område. Nogle af bilerne skal i hvert fald være udstyret med bremsegear.

Trækkøretøjer til jernbaner med blandede reoler er mere komplicerede end rene vedhæftningskøretøjer. Den Zentralbahn og dets forgængere indkøbt trækkende køretøjer uden tandhjul-drev til den omfattende trafik på dalen ruter. På den anden side er de vogne i Rhaetian Railway, der kan overføres til Matterhorn-Gotthard Railway , som ikke betjener nogen stativ sektioner, udstyret med bremsegear.

Se også: Afsnit motorkøretøjer til rene tandhjulsbaner og motorkøretøjer til blandede jernbaner

Racks på funiculars

Nerobergbahn, vandballastbane med tandhjul og tandhjulsbremse

Frem til 1890'erne blev stativer brugt som bremseenheder til kabelbaner .

Til Stanserhornbanen , der åbnede i 1893, udviklede Franz Josef Bucher og Josef Durrer en tykkelsesbremse, der klarede sig uden et dyrt stativ.

Nerobergbahn i Wiesbaden , der stadig er i drift, har et bremsestativ . Inden renoveringen i 1996 havde Zürcher Polybahn og den nedlagte Malbergbahn i Bad Ems et bremsestativ .

Bugsering af lokomotiver

Bugsering af lokomotiver, Panamakanalen

Skibe slæbes gennem sluserne i Panamakanalen med bugseringslokomotiver . For at øge lokomotivernes trækkraft ligger stativet kontinuerligt i slæbesporene, dvs. også i de vandrette sektioner.

De betydelige laterale trækkræfter, der opstår, når man trækker skibene, optages af vandrette styreruller. Disse ruller på stativernes flanker, der ligner Riggenbach -typen.

I parallelsporene til de tomme tilbageløb er der kun stativer i de korte, men op til 500 ‰ stejle ramper ved siden af ​​låsehovederne.

Målestok

Rackbaner kan bygges i en hvilken som helst måler, så længe det gør det muligt at installere rackdrevne i drevene. De ældste tandhjulsbaner i Schweiz har standardsporvidde , enten fordi en anden måler ikke var tilladt før 1872 eller for at muliggøre overgangen til nabostandardsporingsruter. Køretøjer med faste og meter gauge togene er mindre tilbøjelige til at vælte end dem med 800 millimeter gauge , hvilket er særlig vigtigt i tilfælde af Føhn storme . Standard- og bredsporede jernbaner tillader større transportkapacitet, men på grund af de potentielt tungere køretøjer kræver de en mere massiv konstruktion af overbygningen og underbygningen samt større lysbueradier. Fordi disse betingelser ofte ikke opfyldes af bjergbaner, er størstedelen af ​​tandhjul og tandhjulsbaner meter-gauge, sjældnere regelmæssig-gauge. Bredsporede tandhjulsruter er en undtagelse på grund af den lave forekomst af bredsporede linjer. Et eksempel er afsnittet Raiz da Serra - Paranapiacaba på Santos - Jundiaí -linjen i den brasilianske delstat São Paulo med en måler på 1.600 millimeter.

Fordele og ulemper

Rackbaner kan være meget kraftfulde. Den afbildede fire- delede tandhjulsmultipleenhed i Perisher Skitube i Australien kan køre i dobbelt trækkraft og dermed transportere 1768 passagerer.

Tog må ikke køres på stigninger på mere end 250 ‰. Individuelt kørende jernbanevogne i 5099 -serien på den 255 ‰ stejle Schafbergbahn i Østrig.

Rackbaner bruges mellem vedhæftningsbaner og svævebaner . Tandhjulsbaner er særligt velegnede til åbning af trafik til terræn med forskellige topografiske egenskaber, hvor skiftevis flade og stejle strækninger af ruten kan køres kontinuerligt i vedhæftnings- eller tandhjulsfunktion. Desuden er de berettigede i tilfælde af relativt lange stejle strækninger med stor påkrævet transportkapacitet. Dens ubegrænsede rutelængde er fordelagtig, hvorved jernbanen kan bygges til valgfri vedhæftning og tandhjulsdrift afhængigt af terrænet. Desuden kan hældninger og faldninger skiftevis. Det er mere komplekst at betjene en traktor end at betjene en jernbane med blandet rack. Typiske eksempler på ruter integreret i jernbanenettet er Matterhorn-Gotthard-Bahn og Zentralbahn , som ikke kun tjener turisme, men også regional udvikling for lokalbefolkningen.

omkostninger

De høje investeringsomkostninger er en ulempe, især hvis ruterne skal lægges i vanskeligt terræn. Anlæg af kørebanen og oprettelse af broer, tunneler og barrierer mod faldende sten og laviner er dyre, så konstruktionen af ​​en rackbane kan være betydeligt dyrere end en kabelbane . De særlige designs på køretøjer og skinner er også omkostningskrævende. I 1991 planlagde den daværende jernbane Lucerne-Stans-Engelberg at øge sin transportkapacitet. Prisen på en kraftig dobbelt multipel enhed med 2100  kW for en gradient på 246 ‰ blev anslået til 16 millioner schweiziske franc, lige så meget som et kort intercity -tog med et 2000 -lokomotiv og fem Eurocity -biler . Alene udskiftning af de otte eksisterende BDeh 4/4 flere enheder ville have kostet omkring 130 millioner franc. I stedet foretrak de at bygge Engelberg -tunnelen, der var budgetteret til 68 millioner franc, med en 105 ‰ gradient.

Kørehastighed

En anden ulempe er de relativt lave kørehastigheder, især af sikkerhedsmæssige årsager ved nedkørsel med hensyn til sikker opbremsning under normal drift og i nødsituationer.

Kørehastigheden kan være højere, når du kører op ad bakke. Det bestemmes i det væsentlige af lokomotivets trækkraft.

Egnethed til godstransport

Tandhjulsbanen er velegnet til både person- og godstransport, hvilket er særlig vigtigt for linjer, der betjener regional udvikling. Den Matterhorn Gotthard Railway (MGB) og Wengernalp Jernbane spiller en vigtig rolle i udviklingen af de bilfrie områder i Zermatt og Wengen . MGB åbnede også en byggeplads til Gotthard Base Tunnel og kørte godstog med byggematerialer hver dag. Der er eller var tandhjulsbaner, der næsten udelukkende eller helt er beregnet til godstransport, som f.eks B. jernbanelinjen mellem São Paulo og havnebyen Santos i Brasilien, den nedlagte kultransportlinje Padang - Sawahlunto fra de indonesiske statsbaner eller tidligere Transandenbahn mellem Chile og Argentina eller ruten til opførelsen af ​​Gotthard -basistunnelen nær Sedrun .

• 

  To He 4/ 4s fra MRS Logística transporterer godstog med en trailerlast på op til 750 t på en 104 ‰ gradient .

• 

  Cementtog fra Matterhorn-Gotthard-Bahn (MGB) på Oberalp-ruten med en HGe 4/4 II

• 

  Downhill godstog på Wengernalp Railway med en He 2/2

• 

  HGe 4/4 I foran et godstog på den daværende Furka-Oberalp-Bahn omkring 1980

De for det meste meget korte industrielle jernbaner udgjorde en lille del af verdens tandhjulsruter. De fleste af de industrielle jernbaner i Tyskland blev primært bygget til minedrift og tung industri .

Miljøaspekter

Fedt -ablagerungen på en reol med Appenzeller -baner

På grund af den større miljøpåvirkning bruges et dieselelektrisk tandhjulslokomotiv af det elektrisk drevne Matterhorn-Gotthard-Bahn stort set kun til snerydningsture.

Selvom stativbaner og vedhæftningsbaner er miljøvenlige transportmidler, kan visse negative påvirkninger næppe undgås. Anlæg af ruten fører til strukturelle indgreb i naturen for al landtransport. Takket være muligheden for stejle linjer kan der dog vælges en kort rute og sporet monteres i terrænet. At krydse skove er en sti i højskoven på cirka ti meter i bredden nødvendig (uden for en smal korridor, men en lav skovstrimmel er mulig. Niederwald er et værdifuldt levested, der er blevet sjældent siden 1950'erne). Vilde dyr vænner sig til jernbanedriften og generes ikke af togene.

Energiforbruget til rackbaner er betydeligt højere end i vedhæftningstilstand. Et 50-tons tog har brug for omkring 30 kWh / km for at klare hældningsmodstanden på en 250 ‰ gradient  . En del af dette kan dog genoprettes ved hjælp af den elektriske genopretningsbremse . Elektriske drev fører til højere byggeomkostninger end jernbaner, der drives med dieselmotorer. De er dog mere effektive, lokalt emissionsfrie og producerer mindre støj.

Som alle bevægelige gear har et geartog brug for smøring, typisk med fedt. Dette er forbrugssmøring , så smøremiddel forbliver på stativet. Mængden af ​​smøremiddel, der kræves, afhænger meget af vejret og er højest under en snestorm. Smøremiddel kan f.eks. B. vaskes i jorden ved nedbør. For at undgå miljøskader må der ikke bruges almindeligt maskinfedt (mineralolieprodukt), men kun forholdsvis dyrt - og mindre temperaturbestandigt - vegetabilsk eller animalsk fedt.

teknologi

Gearets indgreb i stativet på en rackbane
3) Gearets teoretiske spidscirkel (lidt større med hensyn til pladsbehov)
4) Teoretisk tiplinje på racket (med hensyn til pladsbehov noget højere)

Når man skelner mellem forskellige tekniske løsninger, taler man om forskellige reolsystemer . Kun stativerne adskiller sig markant, mens gearene alle ligner hinanden.

Racksystemer

Racksystemer Riggenbach , Strub , Abt (med tre “lameller”) og slag

De fire mest kendte reolsystemer i verden bærer navnene på deres respektive opfindere, som alle var schweiziske :

1. Riggenbach -system: stigestativ (rund bolt mellem to profilstænger),
2. Stubsystem: stativ ("stativskinne"),
3. Abt -system: 2 eller 3 parallelle stativer ("lameller"),
4. slagsystem: liggende på dens sidestativ med modstående tænder.

Dine løsninger har alle bevist sig lige fra starten. De blev ofte varieret af andre designere, men ingen af ​​dem skulle ændres fundamentalt over tid (variationen påvirkede normalt kun skinnen og forbindelsen mellem tænderne og den).

Stige stativer

• System - Niklaus Riggenbach

Lavtliggende Riggenbach-stativer i en switch: alle mellemskinner (grøn) og tandede skinnestykker (rød) drejes samtidigt (fælles aktuator)

System Riggenbach

Riggenbachs stativ blev patenteret i Frankrig i 1863. Tænderne bruges som trin mellem to U-formede profiler. Oprindeligt blev de nittet, i dag er de svejset. Dette design er kendetegnet ved trapezformede tænder, som muliggør ufrivillige tænder og dermed konstant kraftoverførsel. Undersøgelser viste, at den introducerede tandform var optimal. Deres flankevinkler blev også vedtaget til de senere stativdesigner. Riggenbach -stativet er robust på grund af sin massive konstruktion, kan fremstilles med enkle midler og er det næststørste af alle systemer.

På jernbanerne på Rigi, der gik i drift fra 1871 til 1875, stikker tandhjulene ud under skinnernes øvre kant. På Rorschach-Heiden-Bergbahn (RHB), der åbnede i 1875, er tandhjulets spidscirkel placeret over skinnens øverste kant , så trækkøretøjerne kan komme ind på Rorschach-stationen ved hjælp af konventionelle kontakter .

Da stativet ikke kan bøjes bagefter (høj bøjningsstivhed af de to profilstænger monteret parallelt), skal stativsektionerne fremstilles præcist til den radius, der kræves i hvert tilfælde. En tandstangslinje er derfor planlagt på en sådan måde, at den kan oprettes med så få grundelementer som muligt. For eksempel på de 9,3 km lange stativafsnit af Brünigbahn er der kun sving med en radius på 120 meter.

Installation af Riggenbach -stativer i punkter kræver særlige designs. De to U-profiler divergerer i switch-enhedens område, trinene forlænges tilsvarende. Hvis der er tilstrækkelig afstand, deler stativet sig i to tråde. Højtliggende stativer føres over skinnerne. Racksektionen, der krydser mellemskinnen, der skal køres på, vendes væk til siden. Ved dybe stativer flyttes mellemskinnerne sammen med stativerne, i første omgang blev der brugt transferplatforme , mens i dag Riggenbach -stativet inden for en konventionel switch bl.a. erstattes af et bøjeligt stativ (se afsnittet kontakter og andre sporforbindelser ).

Riggenbach -stativet er monteret på stålsadler eller fastgjort direkte til svellerne. Ved brug af de relativt smalle sadler skubbes sneen også ned på disse punkter og komprimeres ikke mellem U-profilerne.

Der er også forskellige modificerede typer:

• System Riggenbach -Pauli - Arnold Pauli

Racket forbedret af Maschinenfabrik Bern (senere Von Roll) muliggør mindre kurveradier. "Tænderne" (bolte) er monteret højere (tandhjulet dypper ikke så dybt ned i de to profilstænger).

Riggenbach-Pauli-stativet blev første gang brugt i 1893 på Wengernalp- jernbanen og Schynige Platte-jernbanen .

• Systemer Riggenbach-Klose og Bissinger-Klose - Adolf Klose

For at boltene med tandprofilen ikke kan vride sig, hviler de med deres flade underside på en ribbe, der også indsættes vandret mellem de to stænger.

Stigestativ (Riggenbach specialkonstruktion, højre) til planovergange

Denne noget mere komplekst system blev anvendt som Riggenbach-Klose rack kun for Appenzell sporvogn St. Gallen - Gais - Appenzell og på Freudenstadt - Baiersbronn rute til den Murgtalbahn og som Bissinger-Klose system til Höllentalbahn og Honau-Lichtenstein tandhjulstog .

• System Riggenbach: Specialkonstruktion til planovergange

Under renoveringen af ​​en sektion med et Strub-stativ (se nedenfor), byggede St.Gallen-Gais-Appenzell-Altstätten-Bahn en særlig konstruktion af et Riggenbach-stativ til to planovergange uden hævede kinder (se også billedet til venstre i stativsystemafsnittet ).

• System Riggenbach: Panamakanalen

På slæbebanen på bredden af Panamakanalen bruges specielle stativer til at overvinde højdeforskellene ved sluserne , som også er baseret på Riggenbach -systemet.

• System Morgan - Edmund C. Morgan

System Marsh: bolte mellem L-profiler

Morgan udviklede et system relateret til Riggenbach -stativet, der brugte stativet som den tredje skinne til at drive det elektriske lokomotiv. Systemet er blevet brugt i miner i USA og af Chicago Tunnel Company .

• System Marsh - Sylvester Marsh

Systemet består af en stigerække med tænder lavet af en rund profil mellem to stænger med en L-profil (U-profil ved Riggenbach). Den bruges på Mount Washington Cog Railway , bygget fra 1866 og færdiggjort i 1869, og blev også brugt til stenbrudsbanen i Ostermundigen nær Bern. I modsætning til Riggenbach afholdt Marsh sig stort set fra at markedsføre sit system.

På Ostermundigen arbejder jernbane, som åbnede i 1871, blev stativerne flyttet så høj, at spidsen kreds af tandhjulene var så langt over den øverste kant af skinnen, at lokomotiver kunne bruge styringen skifter i Ostermundigen station.

Aligners

• System Strub - Emil Strub

System Strub

Bremse på Strubbeholder

Nyt Strub -stativ med tydeligt genkendelig skinneprofil

Den Strub bred fod skinne med afviklernotfortandinger tænder er den yngste af de tre systemer med tænder peger opad ( Riggenbach, Strub og Abt ). Den første ansøgning var Jungfrau -jernbanen i Berner Oberland . De geartog, der blev bygget siden, brugte hovedsageligt kun dette stativ. Imidlertid forblev deres distribution lav, fordi der næsten ikke blev bygget nye tandhjulslinjer efter det.

Tænderne fræses til en skinne, der ligner kilehovedskinnen . Buskstativer er dyre at fremstille, men lette at lægge. De er fastgjort til svellerne som løbeskinner i henhold til overbygningstypen K (samme fastgørelsesmateriale til køreskinner og tandskinner), de kan svejses uden huller, og de er ikke krævende med hensyn til vedligeholdelse.

På Appenzeller Bahnen -målerens netværk blev der brugt stativer fra Strub -systemet med de samme gear som Riggenbach -stigeristerne, fordi banen i begge stativer var identisk.

Kroge omkring skinnens hoved er beregnet til at forhindre klatring på særligt stejle sektioner . H. den lokomotiv eller en motorvogn ikke kan løftes af sporet ved de kræfter, der virker på tænderne. Erfaringen med disse sikkerhedstænger var ikke klar. Jungfrau -jernbanen var den eneste rackbane, hvor stativet oprindeligt også var en del af en glidende caliper -bremse. På grund af det lille kontaktområde på skinnen var sliddet for stort, så denne applikation blev opgivet. Kalibreringsbremsen blev kun brugt som holdebremse til godsvogne .

Lamellære stativer

• System Abt - Carl Roman Abt

System Abt med stativ med to lameller

System Abt på sporet og i en klassisk switch

System Abt med stativ med tre lameller

Som en videreudvikling af Riggenbach -systemet blev to eller tre tandede stativer ("lameller") med tænder pegende opad installeret ved siden af ​​hinanden. De relativt smalle stænger er tilstrækkeligt fleksible til at tilpasse sig enhver lysbueradius. Ved at kopiere stængerne forblev kontaktområdet mellem tandhjulet og stativerne tilstrækkeligt stort. Lamellernes bredde afhænger af det største tandtryk, der opstår; størstedelen af ​​dem er 32–40 mm fra hinanden. Abbed var den eneste, der brugte en tandhældning på 120 mm i stedet for de sædvanlige 100 mm.

Den Abt løsning bør også undgå de problemer med beg fejl på rack leddene, der opstod med Rigibahn , men det skal også være billigere end Riggenbach rack.

Dette multi-lamelledesign var mest udbredt på verdensplan. Anvendelsen af ​​det tre-lamellede rack var i Europa begrænset til Harz-jernbanen og Caransebeş-Bouțari-Subcetate-jernbanen i Rumænien. Oversøisk bruges det tre-lamellære Abt-system på Santos-Jundiaí og Ikawa-linjen og tidligere på Bolan Railway , Transanden Railway og jernbanen over Usui Pass .

Lamellerne hviler på støbejerns sadler, der er boltet til svellerne. De forskydes mod hinanden med en halv eller en tredjedel af deres længde, så leddene ikke er i samme højde. En særlig fordel ved brug af flere lameller er den glatte, stødfrie og driftsmæssigt pålidelige kraftoverførsel på grund af opdelingen af ​​lamellerne forskudt med en halv eller tredjedel af en tand; I dette tilfælde er det imidlertid nødvendigt med en torsionsophængning af drivhjulsskiverne mod hinanden for at opnå en omtrent jævn fordeling af tandtrykket på lamellerne. Rackindgangene med fjedrede spidser og mindre tænder var en del af systemet fra starten. Der er ingen enhed til dette stativ til at sikre køretøjer mod klatring. Nogle gange er der kun installeret en lamel i kontaktområder eller i flade sektioner. Det er fordelagtigt, at der ved rackudskiftninger i Abt -systemet generelt ikke kræves bevægelige mellemskinner. Lamellerne drejes ud af hjulets passageområde på begge sider i skæringsområdet.

Delvis udskiftning af gamle Strub -stativer (til højre) med Von Roll -systemets (venstre) på ruten St. Gallen - Gais - Appenzell

Systemet er specielt udviklet til kontinuerlig drift på ruter med tandstangssektioner, tandhjulene er generelt over skinnernes øvre kant. Den første ansøgning var Harz-jernbanen fra Blankenburg til Tanne, bygget mellem 1880 og 1886, på Halberstadt-Blankenburg-jernbanen .

• System Von Roll - Von Roll Company

Overgang fra en Riggenbach (venstre) til et Von-Roll-stativ (højre). Delvis udskiftning af gamle Riggenbach -stativer med Von Roll -system på Schynige Platte Railway

Racket udviklet af Von Roll (i dag Tensol) er kun et lamellestativ i navn, nemlig et enkelt-lamellært stativ. Den har samme tandhældning som Riggenbach- og Strub -stativerne. Det adskiller sig fra sidstnævnte i sin grundlæggende form: en enkel bred flad profil i stedet for en kileskinne, der ligner en profil. Dette stativ bruges primært i nye bygninger og som en billig udskiftning af gamle stativer i henhold til Riggenbach- eller Strub -systemerne. Den er tykkere (30-80 mm, afhængigt af tandtrykket) end en af ​​Abt -lamellerne, men dens fleksibilitet er tilstrækkelig til at være mere fleksibel end originalerne ifølge Riggenbach eller Strub. Det kan også svejses kontinuerligt. Specielle profilerede stålsele bruges til fastgørelse til svellerne.

Racks til vandret indretning af to gear

• System Locher - Eduard Locher

Sporevender med tandstangssystem Stans under drejning; Tæt på bjergstationerne på Pilatus-Bahn

Systemstans

To modstående gear griber sammen med det sildebenslignende stativ fra siderne. Tandhældningen er 85,7 mm. Det faktum, at gearene skubbes ud af stativet ("klatring") kompenseres af det modsatte arrangement af de to tandpar.

En flange på hvert af tandhjulene bruges til at føre køretøjerne vandret (flangen virker radialt mod stativets underkonstruktion) og er en yderligere foranstaltning mod adskillelse af gearet i bredderetningen (skinnevognen stiger op; flangen virker aksialt) nedenfra mod en smal ekstra skinne på underkonstruktionen).

Locher -systemet er det eneste af tandhjulssystemerne, der bruges til at overvinde en gradient på betydeligt mere end 300 ‰, fordi det forhindrer klatring ud af stativet. Indtil videre har den kun været brugt på Pilatusbahn . Locher -stativet har ikke fundet yderligere brug på grund af de høje omkostninger (kun et lignende system ved skibsliften på Krasnoyarsk -reservoiret ).

Track-forbindelser kræver transfer platforme eller track turner, da switche ikke kan gennemføres. Det var ikke beregnet til blandede betjeningsruter (både tandhjul og tandhjul og vedhæftningsdrev).

• System Peter - HH Peter

Ligesom Strub's sildebensstativ består Peter sildebensstativ af en skinnelignende bærer med vandrette tænder fræset ind i hovedet på begge sider. Stativet er lettere at fremstille end Lochers. Det var beregnet til Karlsbad-Dreikreuzberg-Bahn med en 500 ‰ gradient, hvis konstruktion blev afbrudt på grund af udbruddet af Første Verdenskrig .

Andre typer

• Wetli system - Kaspar Wetli

Den rulle hjulet systemet blev meningen, der skal bruges på Wädenswil-Einsiedeln jernbane , men kom ikke i kommerciel drift på grund af en ulykke under en prøvetur den 30. november 1876 .

• System Fell - John Barraclough Fell

Det Fell Systemet er faktisk ikke et tandhjul tog, men en midterste skinne friktion hjulstræk på en tredje skinne placeret i midten af sporet.

Indretning af stativsystemet

Overgange med sænkbart stativ ved DFB i Oberwald

AB -advarselsskilt til trafikanter

På tværs af Appenzeller Bahnen ( AB) med højt stativ

Overdækket spor af Stuttgart -rackbanen med et dybt stativ

Placering af stativerne i sporet

Den rack er altid anbragt i midten af sporet og fastgjort til svellerne ved hjælp af vinkel stykker , rack sadler eller ribbede plader og konventionelle skinnefastgørelsesorganer . Det er enten lavere end sporet, eller dets tænder stikker ud over den øverste kant af sporet eller skinnen (SOK).

Lavtliggende stativer er gunstige for planovergange , da der ikke er forskelle i højden i vejbanen, og de resulterende huller ikke er bredere end med skinnespor. Konstruktion af punkter er tidskrævende, fordi lavtliggende tandstativer kræver bevægelige mellemskinner til passage af tandhjulene, der stikker ud under skinnernes overkant. På grund af disse tandhjul kan tilsvarende køretøjer ikke krydse andre spor og kan ikke bruge betjeningsafbrydere.

Højtliggende stativer forstyrrer passage af vejkøretøjer (stød). En kompleks løsning er midlertidigt at sænke stativet i overgangsområdet. Rackerne på linjen Martigny-Châtelard (Schweiz) er i en særlig høj position, fordi den efterfølgende, vedhæftningsdrevne strækning til Saint-Gervais (Frankrig) har en særlig høj bremseskinne fra Fell-systemet installeret midt på sporet . Rackens stigningscirkel er 123 mm over skinnens øvre kant (SOK), så vognen kan passere hele ruten. En fordel ved de høje stativer er den mindre komplekse switchkonstruktion: De mellemliggende skinner er kontinuerlige, fordi stativerne kan drejes ind over dem.

Racksamlinger kan svejses problemfrit på moderne, tunge overbygninger som f.eks. Skinner. De enkelte lameller af Abt -stativer har ikke samme længde i buer. For at kompensere for længden er forholdsvis korte lameller med stødsamlinger af forskellig bredde i de to lameltog (og de tilhørende stigningsfejl) blevet brugt indtil nu. I dag er en af ​​de to racklameller lavet i buer med en anden stigning.

Excentrisk gearhøjdejustering: drev / bremsehjul (sort),
rullelejeruller (blå),
excentrisk. Hulaksel (grøn),
excentriske diske (rød),
hjulsætaksel (mørkerød)

Monteringstolerance for stativets højde samt den højeste og laveste position af maskecirkelhjulets pitchcirkel

Runde tandspidser gør det lettere at bevæge sig ind i stativet og forhindrer pitchfejl i at klatre op, som erfaringerne med Rigibahn viste meget tidligt.

Tilslutning af gearene i stativet

Tolerancen for stativets højde er +2 mm, for højdeforskellen ved stativsamlingerne er ± 1 mm. Den højeste position af drev- og bremsegear skyldes nye løbehjul . I deres laveste position (størst slid på skovlhjulet) må der ikke være nogen fastklemning i stativet og ingen kontakt mellem tandspidsen og tandbunden.

Skovlhjul slides under drift, hvilket gør dem mindre i diameter. Ved blandet drift (vedhæftning og geardrev) er sliddet højt på grund af den relativt høje kilometertal. Drev- og bremsegear slides derimod på deres tandflanker , men den pitchcirkeldiameter, der er afgørende for maskeringen, ændres ikke. Med adhæsion og tandhjulsdrev på samme hjulsættet aksel , den afstand, hjulsættet i en omdrejning er reduceret, medens afstanden dækket af drevet gear forbliver den samme. Fordi driv- og bremsehjulene på bogie-trækkøretøjer eller nyere rammelokomotiver er trykket godt fast på drivakslen, og hjulene er løst monteret på akslen eller på en hulaksel , er kun let dækslitage tilladt (se også afsnittene Elektrisk og diesel- elektriske trækkraft køretøjer og elektriske og dieseldrevne drevne dem Traction køretøjer ).

Med ABeh 150 og ABeh 160/161 på Zentralbahn , som er udstyret med separate drev, er begrænsningen af ​​lavt dækslitage blevet forældet. I ledvognene, der blev leveret i 2012 og 2016, bruges et nyudviklet geardrev med excentrisk højdejustering, der designmæssigt svarer til et konventionelt geardrev med kloelejer , som det kendes fra rene tandhjulsbaner. Driv- eller bremsehjulene understøttes ikke direkte på hjulsættets aksel , men på en yderligere indsat, ikke-roterende hulaksel, der understøttes på hjulsættets aksel via excentriske skiver. Ved at dreje de excentriske skiver kan tandens maskering let tilpasses slid på hjulet.

SIG bogie type Schelling med bremsegear i en bil fra Appenzeller Bahnen

I damplokomotiver med Winterthur -drivsystemet er vedhæftningsdrevet og geardrevet monteret i samme ramme. Dette gør det muligt at justere dybden af ​​tandindgreb ved at stramme ophængsfjedrene, når dæktykkelsen falder .

Standard jernbanevogne, der regelmæssigt skal transporteres på tandhjulsruter, kræver normalt et bremsegear, som er indbygget i en af bogierne på grund af deres større masse . Bremsehjulets højde justeres efter hjulslid.

Vogne af blandet vedhæftning og tandhjulsbaner kan udstyres med en vedhæftningsbremse og en forsinket gearbremse , en såkaldt sekundær bremse . Begge bogier på den 246 ‰ stejle tandhjulsrute til Engelberg var udstyret med et bremsegear, efter at bremserne på de meget lette personbiler med kun et bremsegear, som blev købt i 1964, ikke havde bevist sig selv. Vogne, som også skulle kunne bruges på Giswil - Meiringen -sektionen på Brünig -jernbanen og på linjerne i Berner Oberland -jernbanen med stigninger på op til 120 ‰, var udstyret med en omstillingsindretning for at undgå overbremsning på disse strækninger.

Rack indgang

Rack entry system Abt på Abt rack (to lameller), hjulstyr , Furka bjergrute

Når du kommer ind i stativet, skal drev- og bremsehjulene synkroniseres med stativet og foretages med fokus. Gearhastigheden skal tilpasses kørehastigheden (synkronisering: periferihastigheden af ​​gearcirkelcirklerne svarende til kørehastigheden), og tandhjulene skal opfylde tandspalter i stangen (være i fase med dem). Det er ikke nødvendigt at justere hastigheden, hvis geardrevet er koblet til pumpehjulets drev. I disse tilfælde skal løbehjulene glide lidt på skinnerne, når de to tænderækker er koncentreret.

Indtræden fra en vedhæftningsdel på stativet sker ved reduceret hastighed (generelt ≤ 10 km / t). Hastigheden skal ikke reduceres, når stativdelen forlades til en vedhæftningsdel.

Der er i det væsentlige to indgangssystemer, der kan bruges ens med alle tandhjulssystemer. Det andet (nyere) system er en forbedring i forhold til det første (ældre) system.

Systemafd

Indtil for et par år siden blev rackindgangene bygget efter Roman Abbots gamle planer .

De består af et stykke tandstativ installeret foran det faste stativ og fjedermonteret i spidsen (tidligere i begge ender). Tændernes højde stiger kontinuerligt fra næsten nul i begyndelsen til normal højde for enden. Tandhøjden vokser også kontinuerligt fra oversize i begyndelsen til standarddimensioner i slutningen. Denne tandgeometri bruges primært til at skabe konfaser. I første omgang går kun en hjultand i indgreb mellem de forkortede stangtænder, så den kan indtage den centrale position i stangtandsgabet, der bliver mindre og højere uden at blive forhindret af en anden hjultand. På grund af den oprindeligt større tandhøjde er sandsynligheden for at ramme et tandgab større. Bør ikke glide ind i et hul, en apt på et forkortet og skærpet stangtandhjul og en opgradering, der kommer to relativt høje og lange, forhindrer, at styret først afsporer. Ved enden af ​​betjeningsarmen skal gearet imidlertid have sat i igen.

• Rackindgange: Systemafd
• 

  Rack indgang på Riggenbach rack, fjedermonteret rack stykke, ingen kontrolarme, Heiden togstation i Appenzeller Bahnen

• 

  Rackindgang på Abt-rack (to lameller), ingen kontrolvåben, Bosnisk-Hercegovinske
  statsbaner, Ljubljana Railway Museum

• 

  Uddrag fra det venstre billede (foran det andet bar-lafer-punkt): Tandslitage fra bremsegearene, der støder sammen, når de kommer ind i bilen, for at blive accelereret til indgangshastigheden

• 

  Rackindgang på Von-Roll-stativ (på ruten: Strub-), hjulstyr, jernbanelinjen Altstätten-Gais i Appenzeller Bahnen

• 

  Ujævnt slidte tænder på rackindgangen ved Stoss -stop i Appenzeller Bahnen
  (anden indgang end på billedet til venstre)

System Marfurt

Rack -gateway -system Marfurt the Matterhorn Gotthard Bahn
1) vedhæftningssektion
2) stativdel
3) accelerator
4) Synchronisierlamelle
5) affjedret Einfahrlamelle
6) affjedringsstativ
7) Radlenker

Den moderne tandhjulsindgang til Marfurt (kaldet Marfurt -systemet eller Brünig -systemet) fungerer bedre end den forrige ifølge afdelingen. Den består af 3 dele til hver en delopgave hver:

• Accelerationselement: en stang dækket med gummi, hvor de stationære bremsegear i de ikke-drevne vogne sættes i rotation ved friktionskontakt,
• Synkronisering af lameller: et stativ som Abt -systemet , hvor tandhjulene er synkroniseret med stativet,
• Indtrækkelig lamell: en stativ, der bevæger sig lidt i den modsatte kørselsretning, når tandhjulene åbnes.

Hovedinnovationen er den udtrækkelige lamel. Deres lille bagudgående bevægelse bevirker, at en tand af lamellerne og tandhjulet bevæges mod hinanden, hvorved deres korrekte (konfase) indbyrdes position etableres. Lamellen står på to skrå håndtag. I grundpositionen er dens forende hævet, bagenden sænket, og bagpå rammer den den faste rack med en reduceret tandhældning. Gearet, der nærmer sig, skubber forenden nedad og i den modsatte retning (fremad). Bagenden løftes til den korrekte højde. Den fremadrettede bevægelse sikrer også, at den korrekte tandhældning genoprettes på bagsiden. Grundpositionen indtages af en fjeders kraft. Vuggen frem og tilbage på den udtrækkelige lamel dæmpes hydraulisk (undgå vibrationer).

Marfurt -systemet tillader mildere adgang ved en højere hastighed (op til 30 km / t) og takket være den næsten fuldstændige undgåelse af indgangsstøj, en betydelig støjreduktion. Der er mindre slitage, sliddele er definerede og nemme at ændre.

• Rack entry: System Marfurt ved Appenzeller Bahnen (AB) i godsværftet , St. Gallen
• 

  Rackindgang, fra forside til bagside: Acceleratorelement, synkroniseringslameller, indkøringslameller, Strubbeholder

• 

  ovenfor: synkronisering af
  lameller herunder: indtrækbar lamell med hydraulisk dæmpning (venstre, dobbelt)
  indgang fra højre

• 

  Einfahrlamelle set fra motor-køretøjets styrekniv
  monteret på to håndtag,
  to bevægelsesspjæld

Rackindgang med skilte til Wendelsteinbahn i Bayern ved Aipl station

Signalering

Rack optagelse på Podbrezová - Tisovec rute i Slovakiet

Racksektioner signaleres langs ruten i Schweiz som følger:

beskrivelse	betyder	Forholdet til andre signaler	Image Tysktalende Schweiz	Image Fransktalende Schweiz
Forhåndssignal til stativafsnit	Den signalerede maksimale hastighed gælder fra startsignalet.	Det fjerne signal er cirka 150 m før startsignalet.
Startsignal til rack sektion (tronçon à crémaillère)	Dette signal er indgangen til stativet. Ved indtastning af stativet gælder den angivne maksimale hastighed, indtil den sidste bil passerer.	Et tidligt signal kan gå forud for det, og et slutsignal følger.
Slutsignal (slutsignal) til stativafsnit	Dette signal er enden af ​​stativet.	Et indledende signal går forud for det.

Omskiftere og andre sporforbindelser

Overførselsplatforme, pladespillere og sporvender

På tidspunktet for de første rackbaner havde kontakten længe været topmoderne inden for jernbaner. Omskiftere til stativbaner, hvor racklinjerne krydser med de indre skinner, skulle først udvikles, hvorfor overførselsplatforme primært blev brugt som sporforbindelser, som det var tilfældet med den ældste tandhjulsbjergbane på Mount Washington og Arth -Rigi-Bahn .

Overførselsplatforme eller pladespillere findes stadig i station- og depotområderne på stativbanerne.

• 

  Overføringsplatform med buede banesektioner i stedet for en switch på den ældste tandhjuls bjergbane, Mount Washington Cog Railway .

• 

  Overførselsplatform på Pilatusbahn i Ämsigen krydset station; det Locher systemet tillader ikke switche.

• 

  Pladespiller i dalstationen i Vitznau-Rigi-Bahn

• 

  I stedet for overførselsplatforme bruger Pilatusbahn også sporomvendere som vist her.

Tungens blødgøring

Plan over tandstangskontakten bygget af Riggenbach i 1875

Rorschach-Heiden-Bahn peger med et Riggenbach-stativ hele vejen igennem

Drive-on rack switch system Riggenbach nær Schynige Platte Railway . Det førende sæt hjul på et køretøj, der nærmer sig, skubber trykstykket foran frøen i den anden position og ændrer dermed kontakten med de bevægelige stativlameller.

Riggenbach switch med et dybt stativ og afbrudte mellemskinner ved Drachenfelsbahn

Racks bløde udstyret med bevægelige stativdele, så stativerne på den ene streng kan krydse sporene på den anden streng. Fordi dette sikrer uafbrudt gearing, kan de også installeres på skrå strækninger. I tilfælde af jernbaner med et blandet drev er kontakterne ofte placeret på vedhæftningsafsnittene, fordi stativafbrydere er mere komplekse og dyre end konventionelle kontakter. På den anden side, ved krydset stationer med kontinuerlige stativer som i Tschamut-Selva på Oberalp-ruten, skal hastigheden ikke reduceres, fordi der ikke er behov for indføring af stativ.

Fordelen ved tungeomskiftere med tandstativer sammenlignet med klassiske trækafbrydere med glidesporegitter er de eneste små temperaturrelaterede ændringer i længden af de korte, bevægelige tandstativdele. Bemærkelsesværdige pitchfejl kan ikke forekomme på grund af temperaturændringer. Stativudskiftninger er bygget med forholdsvis små forgreningsbaneradier på grund af de lave hastigheder, flere låse i tungeområdet eller bevægelige frøspidser er derfor ikke påkrævet.

I 1875 installerede Riggenbach det første valg af tandhjul på bjergbanen Rorschach-Heiden i Wienacht for at muliggøre adgang til sandstenbruddet der. I stedet for Riggenbach stigerekken er der et enkelt lamellestativ inde i kontakten. Denne punktkontakt svarer til den type, der bruges til unilamellære rackruter i dag, som hovedsagelig bruges selv på spor med Riggenbach -rack.

Kontakt på Gornergratbahn med fuldt tværsnit

På Wengernalp- jernbanens og Schynige-Platte-jernbanens valgmuligheder med 800 mm sporvidde og Riggenbach-stativ, der åbnede i 1893, blev stativet afbrudt over en længde på 90 cm. Lokomotiverne havde brug for to drivgear for at sikre uafbrudt drift. I dag bruger de to jernbaner punkter med bevægelige lameller.

Monte Generoso-jernbanen har brugt rackudskiftninger af Abt-systemet siden 1890. Deres konstruktion er enklere takket være det to-lamellede stativ, fordi kun en af ​​de to racklameller bruges i sektioner inden for valgdeltagelsen (se billede i lamellestativene) afsnit ). Sådan en kontakt kan kun bruges på små skråninger, hvor den fulde trækkraft ikke virker på stativet. De tangentielle fjedre i drivhjulene, som er blødere i nyere trækkøretøjer, fører til kraftigt slid efter enkelt-lamellede sektioner ved genindkobling af den anden lamel, da det belastede ringhjul er snoet i forhold til det ubelastede. Traditionelle rack -turnouts fra Abt -systemet bør derfor ikke længere bruges. Hvis Abt-rackudvekslingerne skal køres videre med fuld driv- eller bremsekraft, får du bevægelige mellemskinner til implementering af hele stativets tværsnit og yderligere bevægelige stativer i tungeområdet i henhold til trækafbryderprincippet. Eksempler er kontakterne på Gornergratbahn og i Schöllenenschlucht

Den Berner Oberland Jernbaner udstyret deres nye rack og pinion sporskifter med tre individuelle drev for at undgå den kobling, som er tilbøjelige til at mislykkes i vinteren.

Rack afbrydere med dybe stativer eller med afbrudte mellemliggende skinner samt enhver form for træk switches kan ikke køres på. Fordi en kollision altid fører til afsporing med alvorlige konsekvenser, især på stejle skråninger, skal kollisioner undgås for enhver pris. I tilfælde af Abt-systemet og højtliggende Riggenbach-stativer med uafbrudte mellemskinner er der blevet implementeret glidekontakter, der skifter til den krævede position på en rent mekanisk måde, når frøen køres på (se billede ovenfor ). De blev f.eks. Installeret på Rochers-de-Naye og Schynige-Platte lifte .

Forårskontakter

Rigi-VTW 2000 fleksibel fjeder fra Rigi-Bahnen

Nye forårskontakter på Rigi-Bahnen i Arth-Goldau

Siden 1999 har Rigi-Bahnen og siden 2004 Dolderbahn brugt nyudviklede fjederkontakter, hvor sporet er bøjet fra den ene endeposition til den anden langs en defineret kurve. For at kompensere for de temperaturrelaterede ændringer i længden over hele switchens længde er fjederkontakten designet på en sådan måde, at forlængelsen af ​​stativet og rammen under det virker i modsatte retninger. De to længdeudvidelser annullerer således hinanden, tandafstanden ved leddet forbliver inden for tolerancen, og tandhældningsfejl undgås.

Fjederkontaktens enkle konstruktion har - i modsætning til den sædvanlige rackkontakt , som strukturelt stammer fra vedhæftningsafbryderen - færre bevægelige dele med tilsvarende mindre slid og ikke kræver kontaktopvarmning . Anvendelsen ville også være mulig med klæbende ark, f.eks. B. som en dobbelt- eller krydsningsafbryder .

Spiralformet drejning i kontakten

På banesektioner med gradienter på mere end 40 ‰ skal der tages hensyn til spiralformet vridning i banekurver (se afsnit Sporvridning i skrå kurver ). Fremmøder repræsenterer et særligt tilfælde i denne henseende. De skal være i ét plan, så de lukker ordentligt, og tungerne ikke klemmer. I tilfælde af en kontakt på en skråning forhindres derfor vridning af forgreningslinjen ved design. Først efter den sidste sammenhængende sovekabine kan banen sno sig igen.

Hvis en kontakt er placeret på skråningen med kontakten start på dalsiden, resulterer geometrien alene i en højde af skinnen på ydersiden af ​​kurven på forgreningslinjen. Tendensen til højden svarer til den, der af årsager til køredynamik ville have været indbygget i en kurve uden kontakt. Hvis kurven slutter efter kontakten, kan sporet vrides.

Hvis der på den anden side er et valgdeltagelse modsat valgdeltagelsen på bjergsiden, er skråningen på indersiden af ​​kurven af ​​de samme geometriske årsager. Dette er imidlertid ugunstigt med hensyn til køredynamik, fordi den nu negative kant ikke forstærker centrifugalkræfterne, der virker på køretøjet . En sådan kontakt må kun bruges ved reduceret hastighed i forgreningslinjen. Effekten kan reduceres med en større valgradius og dermed en lavere valgdeltagelse hældning samt med et ydre buet fremmøde . I tilfælde af det ydre buede valgdeltagelse kan fejlen fordeles over de to spor. Også med denne switch -konfiguration er sporet snoet efter den sidste kontinuerlige sovekabine.

I tilfælde af overførselsplatforme og sporvender, der bruges på Pilatusbahn ( Locher -systemet ), er vridningen af ​​spiralen meningsløs, fordi vridningen af ​​de to spor er uafhængig af hinanden. Med andre tandhjulssystemer er sådanne sporforbindelser ikke et alternativ af omkostningsgrunde.

Trækkøretøjer

I systemskiftet mødes Station Inter-sheets East to meterpurige ruter med stativafsnit og forskellige elsystemer. Til venstre i billedet et tog fra Berner Oberland Railway (1500 volt jævnstrøm), til højre en sammensætning af centralbanen (15 kV vekselstrøm).

Elektriske og dieseldrevne lokomotiver og damplokomotiver bruges stadig på stativbaner . Af tandhjulslokomotiverne, der opererer rundt om i verden, kører kun omkring 15% på dieselolie og 5% på damp.

Følgende tre elsystemer er i brug på de eksisterende elektriske tandhjulsbaner:

• Jævnstrøm med forskellige spændinger til korte og mellemstore driftslængder. Størstedelen af ​​DC -jernbanerne bruger en spænding på 1500 volt. Det tillader afstande på fire til fem kilometer mellem ensretterstationerne .
• Enfaset vekselstrøm til nogle rene tandhjulsbaner og til længere blandede vedhæftnings- / tandhjulsbaner (se liste over tandhjulsbaner ). Højspændingen af ​​vekselstrømmen tillader store afstande mellem understationerne , men lokomotiverne kræver en transformer , hvis høje vægt er ugunstig.
• Trefaset strøm på de rene rackbaner på Jungfrau , Gornergrat , la Rhune og Corcovado . Klassisk trefaset vekselstrømsteknologi kræver dobbelt luftledning , men tillader enkle rekreationsbremser , som dog ikke tillader højere hastigheder på op ad bakke end ned ad bakke.

Konstruktionen og driften af ​​tandhjulskøretøjer er og var teknisk meget krævende. Sammenlignet med klæbende plader er der grænser på grund af:

• stramme buer, store klimaforskelle og hård vinterdrift,
• Belastningsgrænser for stativet og trækkere ,
• Toget er sikkert for afsporing ved nedstigningen, selv i snævre sving med en maksimal stigning.

Den vigtigste producent af tandhjulslokomotiver siden 1874 har været den schweiziske lokomotiv- og maskinfabrik (SLM) i Winterthur. Efter opløsningen af ​​SLM i 1998 blev rackbanedivisionen overtaget af Stadler Rail . Mere end to tredjedele af lokomotiverne i drift på eksisterende rackbaner verden over kommer fra SLM eller Stadler. Den Floridsdorf lokomotiv fabrik i Wien ejede de eneste patenter på Abt rack og pinion system til Østrig-Ungarn . Ud over den globalt aktive SLM blev den den største producent af rack-jernbanekøretøjer og leverede næsten alle rack-lokomotiver bestilt i dobbeltmonarkiet, herunder maskinerne til Erzbergbahn og Bosnisk-Hercegovinske statsbaner . I Tyskland fik Esslingen maskinfabrik et særligt ry for at bygge tandhjulslokomotiver. I USA leverede Baldwin Locomotive Works i Philadelphia nogle amerikanske kunder.

De design navne schweiziske lokomotiver og motorvogne skelne mellem rene og blandede rack jernbaner. For gearede køretøjer kommer h først efter store bogstaver (f.eks. Bhe 4/4), i tilfælde af kombineret vedhæftnings- og geardrev for enden (Beh 4/4). H 2/2 er et tandhjulslokomotiv af det rene, HG 2/2 af det blandede system.

Trækkøretøjer til rene rackbaner

I det rene system med tandhjulsbaner bruges hjulene kun til at støtte og styre køretøjerne. Køretøjerne bevæger sig udelukkende via gearene. Sådanne rackbaner overvinder maksimale stigninger på 250–300 ‰ med vertikalt sammensatte gear.

Damplokomotiver

Damplokomotiverne på de rene tandhjulsbaner har et eller to drivhjul og, hvis der kun er et drivgear, normalt et bremsegear. Ved større trækvægte skal der bruges to drivhjul, så tandtrykket ikke bliver for højt og modvirker risikoen for, at tandhjulet klatrer ud af reolen. Sådanne lokomotiver var z. B. fra Wengernalp , Snowdon , Schafberg og Schneebergbahn . Et lokomotiv med tre tandhjul blev brugt på Pike's Peak Railway .

Tandhjulsdamplokomotiver er dybest set bygget som ømme maskiner for at holde togmassen så lav som muligt og for at bruge lokomotivets masse til at sikre tandmaskerne. Der er tilladt mere tid på vejen til påfyldning af fødevandstilførslen .

Da der var frygt for udsving i vandstanden i kedlen på de forskellige skråninger, var de første lokomotiver på Vitznau-Rigi-jernbanen udstyret med en stående kedel. I drift og især vedligeholdelse beviste disse kedler ikke sig selv , så de efter 12 til 19 år blev erstattet af vandrette kedler med en hældning på cirka 10%.

SLM 's dominerende stilling førte til en vis standardisering af typerne. Billedserien illustrerer hver især udviklingen af ​​tandhjulskøretøjer, hvorved producenten nævnes for køretøjer, der ikke er fra SLM eller Stalder Rail:

• 

  Standardspor H 1/2 på Vitznau-Rigi-jernbanen med et drivgear og en stationær kedel. Den måler forbedret stabiliteten af den løbende kedlen. (1870, SCB )

• 

  H 1/2 af den Arth-Rigi-Bahn med et drivgear og horisontal kedel, leveret af International Society for Bjergbaner (1875)

• 

  Maskine med drivgear T, som drives af cylindre C med donaksel b ₁ og transmission. Bageste aksel L med bremse gear og bremseskiver b ₂

• 

  Dampen motorvogne Bhm 1/2 af den Pilatusbahn er en speciel konstruktion for tandstangssystem Locher (1886)

• 

  Den Abbot -sche gear lokomotiv H 2/3 af Monte Generoso Railway med to drivtandhjulene var et originalt design af SLM (1889)

• 

  Maskiner med to drivgear drives af en enkeltarmet vippearm R med et lavt drejepunkt a

• 

  Lokomotiv af serien 999.1 på Schafbergbahn med to drivgear , fremstillet af Krauss i Linz (1893)

Elektriske og dieselelektriske trækkøretøjer

Motorbogie (Vitznau-Rigi-Bahn, Bhe 2/4)
1) Motorer
2) Forreste gear
3) Gear
4 ) Drivhjul
5 ) Glidekobling
6) Båndbremse på motoraksel
7) Båndbremse (skraldebremse),
    fast forbundet til drivgearet

Rent geardrev (skematisk opstilling)
1) trækkraftmotor
2) forgear
3) kardanaksel
4) gearbremse
5) totrinsgear
6) gearbremse
7) drivgear

Da der er nok vand til rådighed i bjergene til at generere elektricitet, blev Chemin de fer du Salève i Haute-Savoie åbnet i 1892, verdens første elektriske tandhjulsbane, der blev betjent med 600 volt jævnstrøm. Gornergrat og Jungfraubahn blev åbnet før århundredeskiftet , hvorved beslutningen blev taget om at bruge trefasestrøm i overensstemmelse med den aktuelle teknik . Langt de fleste elektrisk drevne tandhjulsbaner har kørt på jævnstrøm siden det 20. århundrede .

Dagens biler drives af kompakte enheder, der omfatter motor, gearkasse , bremsetromle og drivgear . Hver drivmotor driver et drivhjul, der roterer frit på et hjulsæt. På grund af den relativt lave kørehastighed har transmissionen normalt et dobbelt forhold. For at undgå uønsket hjulaflastning fra motorens drejningsmoment er traktionsmotorerne normalt installeret på tværs i bogien . Drivhjulene med ufrivillige tænder griber altid fat i stativet med mindst to tænder. De er tangentielt affjedret for at kompensere for ryk, der kan være forårsaget af rack pitch -fejl.

Antallet af drivaksler bestemmes af den nødvendige trækkraft. For moderne dobbelte vogne med fire identiske bogier er et enkeltmotordesign i mange tilfælde tilstrækkeligt. Bogier med ét drev og en løbende aksel har hver fordelen af ​​jævn lastning af rack, tillader dobbelt trækkraft af to dobbelte skinnevogne og er i tilfælde af afsporing sikrere end to motor- og to trailerbogier.

• 

  Han 2/2 af den Gornergratbahn , her som et mindesmærke i Stalden , med to motorer og to drivtandhjul (1898)

• 

  Den BCeh 2/3 af den Arth-Rigi-Bahn til 1500 V jævnspænding er den ældste rack - og-pinion motorvogn stadig er i drift i verden (1911)

• 

  Bhe 2/4 af Vitznau-Rigi-jernbanen , bilkasse i selvbærende stålkonstruktion, løbende og dal-side bjergmotorbogie med to motorer og næseophængt drev (1937)

• 

  BChe 2/4 af Rochers-de-Naye-jernbanen med et drev og en løbende aksel pr. Bogie (1938)

• 

  De fire-motor ABDhe 4/4 af den Wengernalpbahn med kontrol biler erstattet lokomotiv-trukket tog (1947)

• 

  Dieselelektrisk rack-and-pinion railcar type Bhm 2/4 af Pike's Peak Railway med to gulve dieselmotorer (1960)

• 

  Bhe 4/8 dobbelt multipel enhed på Gornergratbahn har fire bogier, hver med et drev og en løbende aksel. (1965)

• 

  Den port kontrol over den BDhe 4/8 af den Jungfrau Jernbane giver hurtigere op ad bakke end ned ad bakke rejse selv med trefasede køretøjer . (1992)

• 

  Den Hey 2/2 Wengernalpbahn er det første gear køretøj med tre-To-rig-ter-til-drev . (1995)

• 

  Bhe 4/6 3083 i trefaset Gornergratbahn med trefaset til trefaset omformer (2006)

• 

  Fire-akslet konverter bjerglokomotiv 19 i den bayerske Zugspitzbahn til 40 t sæt belastning til 250 ‰ (2016)

Den nyere tekniske udvikling bruges til både rene og blandede rackbaner:

• 

  Railcar nr. 6 på den bayerske Zugspitzbahn med perler i sidevæggene for at spare vægt (1978)

• 

  To tredelt BDSeh 4/8 af den Matterhorn-Gotthard-Bahn med panorama og med lavt gulv biler og trefaset omformer-drev (2002)

• 

  Gearet GTW den Vall de Nuria er baseret på en stor serie af Adhäsionsfahrzeugen , hvilket sparer omkostninger. (2003)

• 

  Med biodiesel -drevet lokomotiv M4 "Agiocochook" Mount Washington Cog Railway , en selvfremstillet af jernbaneselskabet (2008)

Motorkøretøjer til blandede jernbaner

Damplokomotiver

Det første lokomotiv for blandet vedhæftning og tandhjul drev var "Gnom" til 1350 meter lange værker styr på det Ostermundigen sandsten stenbrud nær Bern. Gearhjulet kørte inaktiv på adhæsionsbanen uden forstyrrelser.

Når Erzbahn Žakarovce og derefter på Brünigbahn og Padangbahn på Sumatra første lokomotiver med et par cylindre og koblet vedhæftning og rack triebwerk bruges. De simpelthen byggede maskiner var velegnede til mindre trækkræfter, men viste sig ikke i drift på længere ruter som f.eks. Brünigbanen.

Damplokomotiverne, der blev bygget senere, har et separat drev, hvorved drivhjulene på vedhæftningssektionerne slukkes. (se afsnittet Separate gear- og vedhæftningsdrev )

• 

  "Gnome" fra Ostermundigen -stenbruddet (1871, International Society for Mountain Railways )

• 

  Lokomotiv for Žakarovce malmbanen i dagens Slovakiet til blandet vedhæftning og tandhjul (1884, Esslingen maskinværker )

• 

  HG 2/2 for Brünig-linjen i Jura-Bern-Lucerne-jernbanen til blandet drift (1887)

• 

  Achenseebahn -lokomotiv fra 1889 med kombineret vedhæftning og geardrev (ifølge Riggenbach -systemet ), bygget af lokomotivfabrikken Floridsdorf .

• 

  Tre-coupler maskine kkStB 69 af den Erzbergbahn med bageste rindende aksel og to drivtandhjul (1890 lokomotiv fabrik Floridsdorf )

• 

  Koblede drev med cylindre C, donaksel b, forhold v / V, drivhjul T, koblingsstang c og drivaksler R.

• 

  "Cortaillod" sporvogn til Neuchâtel sporvogn (1892, Krauss München )

• 

  Den BHStB IIIc5 understøttende bud lokomotiv (senere JZ 97) for blandet operation på 760 mm gauge ( bosnisk gauge ) med to ydre og to indre cylindre (Abt gear system), bygget 1894-1919 ved Floridsdorf lokomotiv fabrik og 38 af dem den mest populære tandhjulslokomotiv verden.

Elektriske og dieseldrevne trækkøretøjer

Glidningen forårsaget af det koblede drev på den kraftfulde HGe 4/4 I på Brünigbahn førte til skader på gear og rack.

Leddrev og vedhæftningsdrev
1) trækkraftmotor
2) forgear
3) kardanaksel
4) gearbremse
5) totrinsgear
6) gearbremse
7) drivgear
8) mulig vedhæftningskobling

I dette drev udvides geardelen med en vedhæftningsdel. Den udvendige diameter på drivhjulet er normalt mindre end drivhjulets diameter. Derfor kræves to forskellige oversættelser. Selvom de er valgt, så begge drivdele skal producere samme kørehastighed, er dette kun muligt med halvslidte dæk . Før og efter er der en glidning mellem hjulet og skinnen med et tilsvarende højt slidniveau. Et permanent koblet drev er derfor kun egnet til ruter med en beskeden andel af rack sektioner. Derudover skal det tilladte slid på hjuldæk reduceres til 2%. Med en vedhæftningskobling kan vedhæftningsdrevet afkobles i geardrift, hvilket er almindeligt for moderne trækkøretøjer. Drivhjulsættet er afkoblet på tandhjulsdelen og kører derefter frit, hvilket eliminerer slip. Når drivene er koblet, overføres trækkraften til stativdelene både via drivhjulet og med statisk friktion via drivhjulene .

I tilfælde af en kombination af hurtige vedhæftningsruter og stejle tandhjulsruter kan det være nødvendigt at implementere drevet med en gearkasse for at have de passende drivmotorhastigheder til rådighed for begge områder.

• 

  Trefaset HGE 2/2 af den Jungfrau Railway med forskellige forhold for adhæsion og tandhjulsdrev (1906)

• 

  Railcars BCFeh 4/4 af Martigny-Châtelard-tog til 750 V DC med Tatzlager-drev i stedet for højmonterede motorer (1906)

• 

  HGE 4/4 af den Brigadegeneral Visp-Zermatt-Bahn (BVZ) til 11 kV 16⅔ Hz vekselstrøm med fire trækkraft motorer og palen bærende drev (1929)

• 

  ABDeh 4/4 af den St. Gallen-Gais-Appenzell-Altstätten Jernbane med to banemotorer installeret under gulvet af bilen (1930)

• 

  Rail busser i serien M1c af den Mediterranea-Calabro-Lucane med gear fra forskellige italienske producenter forenklede jernbanen drift. (1933)

• 

  ABDeh 4/4 303 på Berner Oberland Railway med et selvbærende karosseri og to på tværs installerede trækkraftmotorer pr. Bogie (1949)

• 

  Diesel hydraulisk T 426,0 af de tjekkoslovakiske statsbaner for Tanvald - Korenov og Podbrezová - Tisovec linjer , fremstillet af SGP i Wien- Floridsdorf (1961)

• 

  BDeh 4/4 af den Luzern-Stans-Engelberg-Bahn med to udvekslingsforhold for 246 - ‰ - rack og 75 km / t tophastighed på adhæsionen sektion (1964)

• 

  Den dobbelte skinnevogn ABDeh 8/8 i BVZ har ydeevnen på et lokomotiv takket være besparelsen på to personbiler. (1965)

• 

  Dieselelektrisk tandhjulslokomotiv BB 204 på Padangbahn på de indonesiske statsbaner med fire drivaksler og fire drivgear til en belastning på 200 tons ved 70 ‰ (1982)

Separate gear- og vedhæftningsdrev

Fra år 1887 blev det besluttet at bruge stativet på relativt korte sektioner med ikke mere end 125 ‰ hældning til at overvinde stejle daltrin af smalsporede vedhæftningsspor. Fra århundredeskiftet til første verdenskrig implementerede de regionale jernbaner i Tyskland flere og flere stejle ruter som tandhjulsbaner, hvilket førte til konstruktionen af ​​store tandhjulslokomotiver.

Damplokomotiver med Winterthur -systemet betjenes som kompositlokomotiver på stativdelene. Højtrykscylindrene C ₁ driver friktionsakslen 2, som er koblet til akslerne 1 og 3. Drivhjulet T, der sidder drejeligt på en akselaksel, drives af lavtrykscylinderen C ₁ og gearet v. I ren vedhæftningstilstand arbejder maskinen med simpel dampudvidelse.

For damplokomotiver bruges vedhæftningsdrevet generelt på hele ruten. Geardrevet bruges på stativ- og tandhjulsdelene ved stigning og nedstigning og lukkes ned igen efter at have forladt den stejle rampe. Som et resultat, adhæsionen og gear blev drevet adskilt.

I smalsporede lokomotiver til vedhæftning og tandstangslinjer var det ikke altid let at rumme motorerne. SLM fandt en god løsning med Winterthur -systemet , som tillader et yderlag og et separat design til vedhæftning og geardrev. Dette muliggør god tilgængelighed og dermed lettere vedligeholdelse af motoren. Med stigende dækslitage kan dybden af ​​tandindgrebet let justeres.
De to højtrykscylindre nedenfor driver vedhæftningsdrevakslerne. I vedhæftningstilstand fungerer de nederste cylindre alene med simpel dampudvidelse. Dampen slipper derefter direkte ud i blæserøret . På stativdelene arbejder lokomotivet i en sammensat effekt ved , at dampen ledes efter den lavere vedhæftningshøjtrykscylinder ind i det øverste gear lavtrykscylinder. Diameteren og stempelslaget for de fire cylindre er det samme. På grund af transmissionen af ryggen gear , det gear virker omkring dobbelt så hurtigt som vedhæftning drev, hvilket skaber den korrekte volumen forholdet mellem de høje og lave trykflasker. På grund af den sammensatte effekt bruges dampen bedre, og resultatet er et lavere kulforbrug. Der er en god balance mellem geardrev og vedhæftningsdrev, hvilket reducerer vedhæftningsdrevets centrifugering . Gearets hurtige, men ikke for stærke damphammer forårsager god dampudvikling. Det er meget let at komme ind og ud af en stativdel, fordi kun omskiftningsventilen mellem høj- og lavtrykscylinder skal betjenes. Ved start på en stativdel kan kedeltrykket rettes direkte til lavtrykscylinderen.
Winterthur -systemet sikrede et stort antal ordrer til SLM i ind- og udland. Den blev brugt i mange damplokomotiver med blandet vedhæftning og geardrev og blev også brugt af Esslingen maskinfabrik .

• 

  Den HG 2/3 af den Appenzeller sporvogn (AST), designet af Adolf Klose , var verdens første firecylindret sammensatte rack-and-pinion lokomotiv . (1889)

• 

  38 IIIc5 af de bosnisk-hercegovinske statsbaner var de hyppigst byggede tandhjulslokomotiver i verden. ( Floridsdorf , 1894)

• 

  Den Winterthur drivsystem blev anvendt for første gang på den HG 2/4 af viklingen ASt. (1904)

• 

  22 HG 3/3 med drivsystem Winterthur beviste deres værdi på Brünigbanen og på Berner Oberland Railway . (1905)

• 

  Kitson-Meyer -Gelenklok det trans-andinske web af Kitson & Co i Leeds med den ydre ramme, Halls krumtap , fire drivaksler, to drivgear og hjularrangement D '(3zz) (1909)

• 

  Seks-akse KkStB 269 den Erzbergbahn med indre lavt trykflasker for de to drivgear, der fremstilles i Floridsdorf (1912)

• 

  D1 'lokomotiv på Padang -jernbanen på Sumatra, drevet af Winterthur -systemet og et drivgear (1913)

• 

  Klasse X -system Winterthur -lokomotiv på Nilgiri Mountain Railway i Indien med fire koblede aksler og to tandhjul (1913)

• 

  Fem-akslet DR-serie 97,5 til tandhjulet Honau-Lichtenstein fra Esslingen , Winterthur-systemdrev med et drivgear (1922)

• 

  Serie 97.4 af Erzbergbahn, verdens mest kraftfulde tandhjul damplokomotiv med indvendige cylindre til to drev tandhjul fra Floridsdorf (1942)

Da Berner Oberland Railway blev elektrificeret i 1914, blev det afprøvede koncept for de eksisterende HG 3/3 damplokomotiver med separate vedhæftnings- og geardrev vedtaget. På denne måde understøtter vedhæftningsdrevet geardrevet og aflaster stativet. Dette er især fordelagtigt for rackbaner med moderate stigninger på 80–120 ‰, hvor en stor del af trækkræfterne kan overføres uden stativ. Separate drev, som de var blevet implementeret med succes indtil 1940'erne, forblev uinteressante i lang tid, fordi nogle af de tidligere dyre drivmotorer ikke kunne bruges på de relativt lange vedhæftningsruter. I mellemtiden har det tekniske miljø ændret sig. De dyre og vedligeholdelseskrævende gear kan erstattes af lette og billige separate asynkrone trækkraftmotorer .

Med et separat drev er den korrekte hastighed på drivgearet ikke garanteret, før du går ind i reolen. En synkroniseringsanordning er derfor uundværlig i trækkøretøjet.

• 

  CFeh 3/3 af den Altstätten-Gais-Bahn med to motorer kun for vedhæftning sektioner og en motor kun for tandstangsdrev sektioner (1911)

• 

  I HGE 3/3 af den Berner Oberland Railway, en motor virker på de tre aksler koblet med stænger og en anden virker på drevet gear. (1914)

• 

  Japansk ED42 (1937–1947) med to motorer til vedhæftning og en til geardrev, kopi af ED41 (1926) leveret af SLM og BBC

• 

  85-tons dobbeltlokomotiv E-100 fra den chilenske Transand Railway med fire motorer til vedhæftningsdrev og to til geardrev (1927)

• 

  Deh 4/6 af SBB til Brünigbahn (Bo'2zz'Bo ') med fire vedhæftningsmotorer i endebogierne og yderligere to i mellemgearets drivramme (1941)

• 

  Diesel lokomotiver af CSD serie T 426,0 blev indkøbt i 1961 til drift på Tanvald - Kořenov og Podbrezová - Tisovec ruter i Tjekkoslovakiet. De dieselhydrauliske lokomotiver har to uafhængige væsketransmissioner, der kan tændes sammen under geardrift.

• 

  Tredelt ABeh 160 "Fink" af Zentralbahn med to adhæsion og to geardrevne bogier. Gearbogierne har hver et drev og en løbende akse. (2012)

• 

  Verdens mest kraftfulde He 4/4 tandhjulslokomotiv fra MRS Logística har to bogier, hver med to motorer til vedhæftning og geardrev. (2012)

Differentialdrev

Differentialdrev
1) motoraksel
2) solhjul (→ vedhæftning)
3) ringdrev (→ gear)
4) til geardrev
5) til vedhæftningsdrev

Af SBB for -haul Brünig og den tidligere Furka -Oberalp jernbane fra 1986 i fællesskab anskaffede HGe 4/4 II med et differentialdrev er efterfølgervirksomhederne i dag Central Railway og Matterhorn Gotthard Bahn brugt.

Differentialedrevet til højtydende gear / vedhæftningslokomotiver fordeler automatisk trækkraften til vedhæftnings- og gearhjulene og aflaster dermed stativet. Dette drev er velegnet til rackbaner med en hældning på op til 125 ‰. Traktionsmotoren drejningsmoment er i en som et planetgear dannet Verteildifferential delt mellem klæbemidlet og tandhjulsdrev. Hvis vedhæftningshjulene begynder at dreje under dårlige forhold , tager skridbegrænsningen, der er integreret i drevet, korrigerende handling, og trækkraften, der ikke længere kan overføres til skinnerne, overtages løbende af drivhjulene.

I bremsetilstand fungerer enheden i overensstemmelse hermed, og det klæbende overskud af bremsekraften rettes mod stativet. Blokering af vedhæftningshjulene er umuliggjort ved tandhjulsdrift.

Drevet er stift koblet på sektionerne uden stativ.

Det dyre differentialedrev bruges ikke længere i nye køretøjer, fordi de elektriske komponenter er blevet billigere med tiden end de mekaniske. Adskillelsen af ​​vedhæftning og geardrev tillader, at drivmotorerne kan bruges til begge drev på samme tid på rack sektioner.

Bil karosseri

Bjergbanernes teknologi bestemmes af vægtoptimering. De bilkarosserier er hovedsageligt fremstillet af stål på rene rack jernbaner , fordi de forskellige tilstande såsom z. B. forskellige køretøjsgrænser tillader kun konstruktion af små tal. På jernbaner med blandet vedhæftning og betjening af gearhjul er passagervognene ofte lavet af aluminium af vægtmæssige årsager , mens lokomotiverne hovedsageligt er fremstillet af stålkonstruktioner på grund af det tunge drevudstyr.

Person- og godsvogne

Kontrolbil type Bt 31 på Rorschach-Heiden-Bergbahn, overtaget i 1985 af Adhäsionsbahn BT.

Traktor Thm 2/2 20 af AB med vedhæftning og geardrev til Rorschach - Heiden ruten med en standard Hbis godsvogn

Grundlæggende adskiller stativbanernes vogne sig ikke fra vedhæftningsbanernes. I Schweiz, for eksempel den samme smalsporede lette stål og standard vogne blev leveret til både adhæsion og tandhjul jernbaner. Standardmåleren Rorschach-Heiden-Bergbahn havde overtaget to standardbiler I fra SBB og en kontrolbil fra Bodensee-Toggenburg-Bahn (BT) . De lette, eksperimentelt byggede standardbiler i aluminium er særligt velegnede til rackbanen til Heiden. På grund af den stigende spredning af flere enheder falder antallet af passagervogne på tandhjulsbaner.

Godsvogne kan også findes på tandhjulsbaner, der er begrænset til persontransport. Transport af materiale og værktøj til de ofte vanskeligt tilgængelige byggepladser er ofte ikke mulig på vejen.

Tandhjulsvognene er normalt udstyret med et bremsegear. I let bagage, gods og firmabiler , i køretøjer til specialtransporter og Vorstellwagen muligt at undvære gearbremsen . Vognene på Rhaetian Railway , som kan overføres til Matterhorn-Gotthard-Bahn (MGB), og som igen fungerer i vedhæftningstilstand, har også en gearbremse. Den MRS Logística i Brasilien frafaldes deres godsvogne på en bremse gear og skubber det i opstigningen på 104 ‰ stejl rack sektion af jernbane Santos-Jundiaí .

I tilfælde af togseparation skal det være muligt at standse og sikre hver del af toget i bugserede tog for at forhindre dem i at flygte. Jernbaner med stigninger på mere end 250 ‰ skal stille vognene op på lokomotivets bjergside og undgå trukne tog, når de kører op ad bjerget. Fra 1964 til 2010 kørte persontogene i Luzern-Stans-Engelberg-Bahn som tre-delt push - pull eller shuttle-tog med lokomotiver opstillet ned ad dalen, hvorved en post eller let godsvogn var tilladt på det 246 ‰ stejle stativ sektion bag skinnevognen . Godstogene, der sjældent kører, blev også skubbet ved opstigningen. Push-pull tog skubbes op ad bakke på rack sektioner, hvis det er muligt. Hvis afsporingssikkerheden ikke er garanteret, er lokomotivet stillet op på bjergsiden. Desuden forbliver toget strakt ved nedkørslen, når lokomotivet er elektrisk bremset . Matterhorn-Gotthard-Bahn behøver ikke at ændre lokomotiv, når dets push-pull-tog kører over Oberalp-passet på toppen af ​​passet; togene kører i samme formation langs hele ruten.

Fælles jernbanevogne kan køre på standard-gauge tandhjulsbaner, der kører med de sædvanlige træk- og skubbeindretninger . Dette plejede at være almindeligt mange steder, og i Tyskland var det tilladt på rack sektioner med en hældning på op til 100 ‰. Rorschach-Heiden-Bergbahn (RHB) med en stigning på 93,6 carried transporterede UIC-godsvogne indtil 1990'erne , som blev skubbet op ad bakke på grund af manglen på et bremsegear. I tog med flere biler uden gearbremser stillede RHB biler op med et bremsegear.

Vognens tandbremser er beskrevet i afsnittet Aktivering af tandhjulene med stativet .

• 

  Standardbil II af MGB . Flere klæbeark skaffede også den samme type bil.

• 

  Tankvogn af MGB. Bremsehjulet er på højre aksel.

• 

  Ballastvogn på Zugspitzbahn . Førerhuset til bremsemanden angiver, at den bruges som introduktionsbil.

• 

  Arth-Rigi-Bahn præsentationsbil . For enden af ​​vognen på bjergsiden er der kun en kofanger.

Sikkerhed og bremser

Konstruktionen og driften af ​​tandhjulet og andre jernbaner er reguleret i Schweiz af jernbaneforordningen og gennemførelsesbestemmelserne hertil. Fordi der ikke er detaljerede regler for rackbaner i andre lande, accepterer næsten alle jernbaner og myndigheder rundt om i verden de schweiziske regler som bindende.

tilladelse

Fordi licensmyndighederne uden for Schweiz kun sjældent har at gøre med gearede køretøjer , har det i årtier været sædvanligt, at det schweiziske forbundskontor for transport (BAV) udfører den nye licensering af gearhjulsrelaterede dele som en ekspertudtalelse . Dette blev derefter anerkendt af den ansvarlige licensmyndighed, som det nu er muligt med vedhæftningskøretøjer som en del af en krydsacceptprocedure . Fordi BAV ikke længere er tilladt at udstede ekspertrapporter, blev der ansøgt om en schweizisk typegodkendelse fra BAV for bjerglokomotivet 19 på den bayerske Zugspitzbahn, som blev leveret i 2016 , som blev kontrolleret af en uafhængig ekspert og forelagt tyskeren Federal Railway Authority .

Bremser

Skema for skraldebremse
a) nav på drivgear
b) drivhjul
c) bremsetromle med indvendig
    skraldetænder
d) pal
e) palfjeder
f) bremsebånd

Bremseudstyr til en bil på Wengernalp Railway

Bogie af en HGe 4/4 II med gearkasse, to-lamellært gear og båndbremser

Bremserne spiller en væsentlig rolle for bjergbanernes sikkerhed. Hvis driftsbremsen svigter, skal toget standses med et af de mekaniske reservesystemer med mindst 0,3  m / s² . Et tog, der ikke blev bremset i nogle få sekunder, ville blive enormt accelereret på grund af downhill -driften og meget hurtigt ikke længere kunne holdes under kontrol. Den korte reaktionstid gør det umuligt at anvende reguleringsventiler i henhold til UIC -standarden.

Hvis stigningen overstiger 125 ‰, skal tandhjulskøretøjer være udstyret med mindst en inerti-bremse og to uafhængige stopbremser. For trækkøretøjer med bogier er de to uafhængige stopbremser designet som gearbremser eller bremser på motorakslen og som gearbremser (se figurer i afsnittet om elektriske og dieselelektriske trækkøretøjer ), hvoraf den ene skal være uendeligt justerbar. Den anden fungerer som en "nødbremse" og skal bringe toget til stilstand, uden at bremserne på nogen påmonterede vogne fungerer. Bufferkræfterne ved Zugspitze må dog ikke være for store til at undgå afsporing. For at undgå for store bremsekræfter skal begge bremsesystemer forhindres i at reagere. Køretøjer til blandet vedhæftning og tandhjulstrafik er også udstyret med en vedhæftningsbremse . På stigninger på ikke mere end 125 ‰ kan hele togets automatiske bremse bruges som en justerbar stopbremse, eller den ikke-justerbare stopbremse kan understøttes af modstandsbremsen.

Træghedsbremsen omfatter genopretningsbremser , motorbremser , hydrauliske bremser og modtryksbremser . En kørselsuafhængig modstandsbremse gør det muligt at rydde ruten i tilfælde af strømsvigt. Den mekaniske bremse kan normalt ikke udformes som en inerti -bremse, fordi togets potentielle energi, der skal konverteres til varme , termisk vil overbelaste bremserne. Inerti -bremserne skal også fungere, hvis strømforsyningen eller dieselmotoren svigter. Hver stopbremse skal alene kunne standse toget på den største stigning med den maksimale togvægt. Bremsekræfterne er en vigtig faktor i sikkerheden mod afsporing. Som stopbremser uudtømmelige på nye køretøjer, der kommer til foråret - bruges båndbremser .

I tilfælde af ensidige skråninger er en stopbremse ofte bygget som en retningsafhængig skraldebremse. Det bremser kun, når det går ned ad bakke. Ved kørsel op ad bakke frigøres den påførte skraldebremse af en skraldemekanisme og forhindrer toget i at rulle baglæns. Når du går ned ad bakke, kan den frigjorte skraldebremse til enhver tid bruges som en normal bremse.

At stativet er mindst lige så vigtigt for at bremse som for at gå op ad bakke, blev vist i 1995 og 2005, da et Ge 4/4 III adhæsionslokomotiv på Rhaetian Railway besteg det 110 ‰ stejle Oberalp Pass under egen kraft. For at være på den sikre side blev der givet et tandhjulslokomotiv bagpå til bremsning. Trækkøretøjer til vedhæftningssektioner med en gradient på mere end 60 ‰ er udstyret med magnetiske skinnebremser eller virvelstrømskinner .

Jernbanevognens gearbremser er beskrevet i afsnittet Aktivering af tandhjulene i stativet .

Selvopstemt inerti-bremse til konverterbiler

Skematisk diagram over et trækkøretøj til jævnstrømsbaner, hvor de asynkrone trækkraftmotorer tilføres via en konverter og mulighed for at skifte til den selv-spændte modstandsbremse.
L: input filter choke , C: input filter kondensatorer , R: bremsemodstande , B: bremsechopper , SR converter , ASM: asynkron trækkraftmotor

Først var der tøven med at bygge gearede køretøjer med et trefaset konverterdrev . Hvis en omformer eller dens styreelektronik var gået i stykker, ville toget have stoppet med mekaniske bremser på en skråning, og der skulle anmodes om et servicevogn. Fordi ulovlig langlinjebelægning og ruter -führung ofte i ubeboede og utilgængelige områder, tog vi ikke fat på denne risiko.

Løsningen er at afbryde trækkraftmotorerne fra omformeren i tilfælde af en fejl og tilslutte hver fase af de trefasede asynkrone motorer til et RC-kredsløb . De tre RC kredsløb består af bremsemodstande , der allerede er til stede , og de input filter kondensatorer i konverteren. Så snart motorerne begynder at dreje, ophidser de sig selv og genererer en bremsekraft. Denne elektriske bremse kan ikke reguleres. Din hastighed stabiliserer sig ved værdier afhængigt af stigningen og togets vægt. Den mekaniske bremse bruges til at stoppe. Kredsløbet skal designes, så toget kører ned ad bakke lidt langsommere end ved normal drift. Dette selv-excitations kredsløb, som også bruges i små kraftværker, blev testet i testkørsler med JB He 2/2 10 af Jungfrau Railway i 1992 og blev første gang brugt i 1995 på He 2/2 31 og 32 of Wengernalp Railway.

Afspærringssikkerhed

Aflastningen (rød) af opadgående aksler af trækkraften fra traktorkøretøjet (grøn) kan forringe sikkerheden mod afsporing på stejle strækninger af ruten.

Træk- og bremsekræfterne overføres mellem tandhjulet og stativet via tandflankerne. Med ideel smøring er retningen af ​​denne kraft vinkelret på tandflankens skrå overflade ( normal kraft ). Forskellen mellem den og trækkraften eller bremsekraften er tandløftet. Det har en tendens til at løfte køretøjet af skinnerne.

Ved geardrift kan køretøjet kun bremses ved at gå i tandstativ. Tandindgrebet skal derfor garanteres under alle mulige forhold såsom stærk krydsvind , forskellige friktionskoefficienter , nødbremsning eller svigt af bremsen i en togdel. De kræfter, der opstår ved bremsning under nedkøringsbelastningen, forhjulet sætter og aflaster baghjulsættene. Sammen med tandløfteren kan baghjulsættets aflastning overstige vægtkraften ved kraftig opbremsning og løfte køretøjet af skinnerne. Fordi denne farlige situation skal forhindres, må bremserne ikke være for stærke.

I tilfælde af stativer med lodret tandindgreb resulterer dårlig smøring i en kraft rettet vinkelret på skinneplanet, tandløftet. Den har en tendens til at løfte køretøjet af skinnerne og må aldrig overvinde køretøjets vægt. Risten skal være godt smurt, så risikoen for afsporing ikke bliver for stor.

For tog med skubbet og trukket tog er længden på togene begrænset. Togets belastning udøver en kraft på lokomotivet i højden af koblingen . Denne langsgående kraft og højdeforskellen mellem koblingen og stativet frembringer et drejningsmoment på trækkøretøjet, der ud over tandløfteren aflaster det på bjergsiden og kan forringe sikkerheden mod afsporing. I snævre bøjninger forværres denne risiko af laterale kræfter. I disse situationer er dannelsen af ​​tog med stive centrale bufferkoblinger som type + GF + eller Schwab mere fordelagtig end den kompenserende kobling, der bruges af Matterhorn-Gotthard-jernbanen med centrale buffere fastgjort til karosseriet.

I tilfælde af en børste, der brænder på traktormotorsamleren eller i tilfælde af en kortslutning , kan der opstå for store kræfter, som bringer trækkøretøjets stabilitet i fare. For at forhindre dette installeres glidekoblinger mellem traktionsmotorerne og drivhjulene . Denne enhed er ikke nødvendig, når der bruges en trefaset motor, fordi dens maksimale drejningsmoment er kendt.

Oprindeligt blev afsporingssikkerheden bevist ved hjælp af Borgeaud -metoden. Sikkerheden skal også med overlejring af kritiske situationer, f.eks. B. Nedstigning i en kurve med dobbelt bremsning og sidevind kan garanteres. På grund af mulighederne på det tidspunkt blev der i 1970'erne foretaget nogle forenklinger, men også forsømmelser, på Borgeaud -metoden. I dag er beviset forsynet med en computerberegning , idet en sikkerhedsfaktor på 1,2 som regel bruges . Borgeauds tidligere metode er ikke længere topmoderne.

Sporvridning i skrå kurver

Helixverwindung i Rigi-spor under Rigi-Kulm

Spiralen af ​​spiralen kan illustreres ved en vindeltrappe. Hældningen på det ydre gelænder er meget mindre end det indvendige gelænder.

Sporets vridning i skrå kurver, der kort betegnes helix -vridning , er endnu ikke taget i betragtning i forskrifterne om afsporing af sikkerhed . I buede spor er hældningen af ​​den ydre skinne mindre end den indre. Hvis der er en bogie på en sådan sporsektion, aflastes det øverste aksels yderhjul og i ekstreme tilfælde løftes det af skinnen. Helix twist er ubetydelig for skråninger op til 40 ‰. I tilfælde af større gradienter kan den imidlertid overstige maksimalværdierne for superelevation twist. Hvis de to drejninger overlejres, er der risiko for afsporing afhængigt af randbetingelserne. I mange computerprogrammer, der bruges til sporjustering, tages der ikke højde for helix twist.

Superpositionen af ​​spiralformet vridning og superelevationsvridning kunne undgås, hvis superelevationsvridningen blev indbygget før overgangskurven . Selvom der ville være en skråning i lige sporafsnittet uden centrifugalkræfter , ville indflydelsen på kørekomforten være lille, for i bjergbaner er der kun indbygget en lille skråning på grund af de lave hastigheder.

Med en given tonehøjde og en rimelig grænseværdi på 2,5 eller 3 ‰ for helix twist, er der en grænse radius i spiralen.

Ved bjergbanernes sporbygning skulle ikke kun superelevationsvridningen, men også den uafhængige spiralformede vridning eller den samlede vridning være begrænset. Med eksisterende ruter er det dog næppe muligt at tilpasse stigninger eller kurveradier til nye regler. I dette tilfælde skulle det eksisterende helix -twist tages i betragtning i køretøjets design.

Overvågning

Spormagneter ved Stoss -rackindgangen med tilhørende signalskilt til driftstilstandsovervågning på Appenzeller Bahnen bagved hældningspegeren

Fordi hvis de mekaniske stopbremser er overbelastede, er der risiko for, at bremserne svigter på grund af opvarmningen, er det særligt vigtigt at overvåge kørehastigheden, når du kører ned ad bakke. En mekanisk bremse aktiveres, og toget stoppes, selvom grænsen overskrides lidt. Andre forhold, der er vigtige for bremsernes funktion, overvåges også. Overbremse ved samtidig aktivering af begge mekaniske stopbremser skal forhindres. Jernbaner med kombineret gear og vedhæftning er udstyret med driftstilstandsovervågning . Banemagneter eller Eurobaliser overvåger stativets ind- og udgange for at se, om motorføreren korrekt har ændret reguleringsskiftet mellem vedhæftning og gear eller omvendt på førerbordet. Med skift af driftstilstand foretages omfattende, delvist sikkerhedsrelevante funktionsændringer på trækkøretøjet.

Den sikkerhed kontrol , overhastighedsfilteret kontrol, driftstilstanden overvågning eller andet teknisk overvågning kan automatisk udløse hurtig opbremsning .

Sikkerheds- og signalsystemer

Rackspor med isoleret samling , stativleddet er også isoleret

Sikkerheds- og signalsystemerne for rene rackbaner er tilpasset de lokale forhold og adskiller sig ofte fra hovedbanernes . De afhænger af de tilladte hastigheder, togtætheden og krydsningspunkterne på enkeltsporede linjer. Opfølgning af flere tog på synet er ofte tilladt (se figur til højre i afsnittet Fordele og ulemper ). Fordi tandhjulsdrev generelt ikke er tilgængelige, er det fornuftigt at give et klart signal mod at køre ind i forkert placerede kørsler. På grund af de lave hastigheder i stativafsnittene er fjerntliggende signaler ofte ikke nødvendige, hvis hovedsignalerne er tilstrækkeligt synlige. Den linjeblok normalt kun tjener som kontra-run beskyttelse . I tilfælde af nyere systemer rapporteres normalt ledige spor via akseltællere , fordi banekredsløb kan være upålidelige på grund af de til tider små akselbelastninger på de letbyggede køretøjer og manglen på trækkraftoverførsel via skinnerne. Disse har derfor en tendens til at blive snavset af smøremiddelrester, pollen og faldne blade. Der er imidlertid også rene tandhjulsruter med spordetektering af spor ved banekredsløb, for eksempel Štrba - Štrbské Pleso tandhjulbanen i High Tatras . Den skepsis, der har hersket i Schweiz i mange år om sporingsdetekteringssystemer med akseltællere, har muligvis understøttet den mangeårige afkald på sikkerhedssystemer på nogle tandhjulsbaner. Risikoen for kollision på stativsektioner er dog lavere end ved klæbende baner. De lave hastigheder og den formtilpassede kraftoverførsel fører til kortere bremselængder og med de ofte klart anlagte skinnesystemer øges sandsynligheden for, at togene i tilfælde af en fejl kan stoppe før en kollision. Driften er mere overskuelig, i det mindste med rene tandhjulsbaner, på grund af togradioen med åben i stedet for selektiv taleopkald , informeres jernbanepersonalet om alle driftsafvigelser.

Afkørselssignaler for opfølgende togdrift i Allmend-passeringspunktet på Wengernalp-jernbanen . Over hovedsignalet til venstre er marshallingsignalet , blandt de to hovedsignaler er switch -signalet monteret.

Den opfølgende togdrift med rejse på synet af ren tandhjul jernbaner fører til justeringer i signalsystemer. Fordi signalerne på Wengernalp -jernbanen kun angiver kørekortet og ikke den tilladte hastighed, vises alle ruter med køreperiode 1 . Opfølgningsture signaliseres baseret på optaget signalet med en vandret, orange bjælke, der er integreret i hovedsignalet .

Hovedsignal	betyder
	Kørselsperiode 1 om type L-signal til opfølgende togdrift på Wengernalp-jernbanen
	Signalbillede til at følge et andet køretøj , inspireret af optaget signalet
	Signal mønster stopper på signal type L for opfølgning togdrift

Når man forlader stationen, registrerer en akseltæller det samlede antal aksler på alle efterfølgende tog. Ved udgangssignalet vises følgende tog signalet til en opfølgende rejse. På den næste station tæller en akseltæller de indgående aksler. Først når det samlede antal aksler er ankommet, kan tilladelsen ændres for at aktivere ruten for tog i den modsatte retning. Det betyder, at der ikke er behov for at signalere efterfølgende tog på selve togene.

Eurobalises af ZSI 127 togkontrolsystemet, der bruges på Berner Oberland Railway, er forskudt til siden på grund af tandstativerne.

Med togkontrolsystemet ZSI 127 har der eksisteret et system siden 2003, der dækker sikkerhedskravene for blandet vedhæftning og tandhjulsbaner. Adhæsions- / rack -driftsovervågningssystemet er integreret i ZSI 127 -togbeskyttelsessystemet, og hastighedsovervågningen udføres med en nøjagtighed på ± 1 km / t. ZSI 127 er bygget op med ETCS- komponenter, især med Eurobalises , Euroloops og ETCS indbyggede enheder . En kontrolenhed i førerkabinen i henhold til ETCS-standarden ( Driver Machine Interface ) måtte undværes, fordi der ofte ikke er nok plads i de smalle førerkabiner til smalsporede køretøjer. På grund af stativet i midten af ​​banen er baliserne off-center. ZSI 127 bruges af Zentralbahn og Berner Oberland Railway . I 2013 etablerede forbundskontoret for transport en videreudvikling af ZSI 127-systemet som standard for alle schweiziske smalsporede jernbaner, herunder dem med et rent vedhæftningsdrev.

operation

Lokomotiver på Schynige Platte Railway med forskellige opfølgningstabeller

Den oplyste A på Zugspitzbahn signalerer til modkørende trafik den sidste af op til tre følgende tog.

Betjeningen af ​​spor med blandet vedhæftning og geardrev adskiller sig ikke fundamentalt fra rene vedhæftningsspor. Dog skal reglerne for togdannelse overholdes for at sikre sikkerhed mod afsporing .

Et særligt træk ved mange rene tandhjulsbaner er opfølgende togdrift med rejser til syne samt samtidige indgange til en togstation. For tandhjulsbaner med tung trafik blev det nødvendigt at sikre enkeltsporede ruter ved hjælp af en ruteblok. Samtidig skulle opfølgningstogdriften opretholdes, fordi tandhjulstog kun i begrænset omfang kan kobles for at sikre sikkerhed mod afsporing. Sådanne jernbaners sikkerhedssystemer er konstrueret på en sådan måde, at flere tog kan køre frit i en retning.

Grundlaget for sikkerheden ved rackbanerne er god vedligeholdelse af systemer og køretøjer samt overholdelse af de sofistikerede tekniske og driftsmæssige forskrifter.

Driftsresultater

Blandede rackbaner

På bjergruten, der ikke længere var nødvendig efter åbningen af ​​Furka Base Tunnel, har Furka Mountain Route Steam Railway siden 1992 tilbudt rejser med historiske tandhjulskøretøjer. Deutsche Bahns personale består næsten udelukkende af frivillige.

Udviklingen i driftsresultaterne er vist på baggrund af de veldokumenterede schweiziske bjergbaner . Den Visp-Zermatt- og Berner Oberland-Bahn var decideret turistjernbaner og betalt ud respektable udbytter indtil 1913 , som nåede 7 til 8 procent i de bedste år. Den Brünigbahn Lucerne - Interlaken, den Stansstad-Engelberg-Bahn og Aigle-Leysin-Bahn åbnet turistmål og var rentable . De andre blandede tandhjulsbaner i Schweiz havde derimod midlertidige eller permanente økonomiske problemer allerede før første verdenskrig. Den Bex-Villars-Bretaye jernbane og Leuk-Leukerbad jernbanen , som blev afbrudt i 1967, var afhængig af støtte fra deres egne el værker.

Fra 1914 mørkere alle jernbaners økonomiske situation hurtigt. Forretningen blev underskud og kom sig heller ikke i 1920'erne. Balancen for mange jernbaner skulle omlægges, hvor betydelige dele af aktiekapitalen blev afskrevet . Brig-Furka-Disentis-jernbanen , der blev taget i drift i 1915, var altid i økonomiske vanskeligheder og gik konkurs i 1924 . Dens efterfølger, Furka-Oberalp-Bahn , fik også militær betydning. Men økonomisk set, selv efter renoveringen i 1925, så det aldrig godt ud med hende.

Efter Anden Verdenskrig , den St. Gallen-Gais-Appenzell Jernbane lagt sammen med Altstätten-Gais Jernbane . Den Monthey-Champéry-Morgins-Bahn og i 1961 den Schöllenenbahn også fusioneret med tilstødende virksomheder og nydt godt af den føderale støtte fastsat i Privat Railway Act Aid. I Tyskland blev St. Andreasberger Kleinbahn og kædebanen Honau - Lichtenstein lukket ned. Stansstad-Engelberg-Bahn med Loppertunnel blev strukturelt renoveret i 1964 , Furka-Oberalp-Bahn med Furka Base Tunnel i 1982 og Lucerne-Stans-Engelberg-Bahn med Engelberg Tunnel i 2010 . I Østrig overtog nabosamfundene Achenseebahn i 1979 og rehabiliterede den flade linje ved hjælp af føderale og statsregeringer .

I dag er jernbanerne i mixed rack i Schweiz, ligesom de andre regionale passagerbaner , afhængige af kompensation . Kun BVZ- og WAB- jernbanerne, der fører til de bilfrie turiststeder i Zermatt og Wengen, ville generere overskud selv uden tilskud. I Tyskland er Wendelsteinbahn afhængig af kompensationsbetalinger. Bayerische Zugspitzbahn, der er tilknyttet Garmisch-Partenkirchen kommunale forsyningsselskab, genererer mindre overskud takket være bjergruten, der er præget af turisme. Gennem fusioner kan der bruges synergier og spare omkostninger. Fire meter-gauge jernbaner i det vestlige Schweiz har været opereret under paraplyen Transports Publics du Chablais siden 1999 . Matterhorn-Gotthard-Bahn , etableret i 2003, kører på et netværk på 144 km, Zentralbahn , dannet i 2005, er 98 km i længden. Appenzeller Bahnen , som har eksisteret siden 2006, driver rackbaner med tre forskellige målere.

Rene tandhjulsbaner

Vitznau-Rigi-Bahn opnåede ekstremt succesrige driftsresultater i det 19. århundrede.

Pilatusbahn er ikke kun den stejleste rackbane, operatøren opnår også det bedste afkast.

Byggeriudgifterne til de rene rackbaner, der blev bygget fra 1871 til 1912, blev normalt sat for lavt, men frekvensnumrene oversteg forventningerne. Indtil århundredeskiftet var afkastet generelt godt. Vitznau-Rigi-Bahn var ekstraordinært vellykket og opnåede et årligt afkast på omkring 13 procent i gennemsnit fra 1871 til 1890.

Konkurrencen, der opstod fra yderligere nye bygninger, reducerede overskuddet . Den Arth-Rigi-Bahn ikke kunne bygge videre på det finansielle succes Vitznau-Rigi-Bahn og der var stort set ingen udbytte . De Generoso , Brienz-Rothorn og Brunnen-Morschach jernbaner var økonomisk tæt på afgrunden indtil begyndelsen af Anden Verdenskrig. Den Rorschach-Heiden-Bergbahn overlevede krigen og kriseårene forholdsvis godt kun takket være godstrafikken. Den Pilatus , Gornergrat og Jungfrau Jernbaner var de dyreste jernbaner i Schweiz med hensyn til billetpris per kilometer. På grund af deres ublu billetpriser i forhold til indkomsten dengang, kunne de to første nævnte jernbaner uddele udbytte på 4 til 7 procent af aktiekapitalen hvert år frem til 1913 . Den rentebyrde de ekstremt høje byggeomkostninger i Jungfrau Railway gjorde kun beskedne udbytte mulige. De ekstra investeringer, der er foretaget af mange jernbaner til elektrisk trækkraft, afspejler den optimisme, der herskede i turistindustrien før Første Verdenskrig.

De to verdenskrige og kriserne imellem ramte turistbanerne med stor alvor, og driftsresultaterne gled dybt i det røde. I Østrig måtte Kahlenbergbahn og Gaisbergbahn opgive efter Første Verdenskrig, i Schweiz blev passagertrafikken på Brienz-Rothorn-Bahn stoppet. Et glimt af håb var den nye vintersport , der øgede antallet af passagerer, men krævede forlængelser til vinteroperationer. Efter Anden Verdenskrig måtte Petersbergbahn og Barmer Bergbahn indstille driften i Tyskland, og Niederwaldbahn blev erstattet af en gondolbane .

I dag er de enkelte virksomheders økonomiske situation en anden. De Pilatus webs opnåede et gennemsnitligt 2011-2016 pengestrøm på 6,6 procent, den jomfruelige track sæt på 6,2 procent. Den Jungfrau Railway nyder godt af de fleste passagerer fra Asien, der rejser til Jungfraujoch selv i dårligt vejr. De andre jernbaner, også i Tyskland og Østrig, tjener kun lidt eller ingen fortjeneste. Omkring årtusindskiftet blev det undersøgt, om Arth-Rigi-Bahn og en del af Wengernalpbahn kunne erstattes af billigere svævebaner .

Ulykker

På trods af det betydelige risikopotentiale på grund af den store stigning er jernbaner med tandhjul et meget sikkert transportmiddel i dag. Der har tidligere været flere alvorlige ulykker med flere dødsfald. I 1883  afsporede et kultog, der rullede tilbage, på jernbanen i Salgótarján (Ungarn), fordi tænderne på drivgearet på loket til et tog, der kørte op ad bakke, gik i stykker. I 1907 afsporede et godstog, der kørte ned ad dalen, fra Brohltalbahn med persontransport og faldt ned af en jernbanevold. I 1958 krævede 18 ulykker jernbaneulykken på Drachenfels , som skyldtes en driftsfejl fra lokomotivpersonalet . I 1964 afsporede et tog på Rittner Bahn i Sydtyrol på grund af dårlig vedligeholdelse af overbygningen og køretøjerne. I 1967 afsporede lokomotivet et nedadgående løb af Mount Washington Cog Railway og faldt sidelæns, og derefter fuldt besat Vorstellwagen uformindsket, indtil afsporingen kørte.

historie

forhistorie

Opfindelsen af ​​geardrevet til jernbaner går tilbage til begyndelsen af damplokomotiver :

I 1804 byggede Richard Trevithick verdens første damplokomotiv til Merthyr Tramroad ved Pen-y-Darren Ironworks nær Merthyr Tydfil i Wales , Storbritannien . Dette lokomotiv var imidlertid for tungt til støbejernsskinnerne , der var designet til vogne trukket af hestevogne. Da skinnerne blev ved med at gå i stykker, blev driften stoppet efter et par måneder.

Reproduceret gear til "Salamanca"

Blenkinsops " Salamanca" med tandhjul uden for skinnerne

Racksystem Blenkinsop

I 1811 fik John Blenkinsop patentnummer 3431 i England for sin opfindelse af at køre damplokomotiver ved hjælp af tandhjul, der maskerede med tandstativer, der var fastgjort udvendigt og parallelt med skinnen. Den første rackbane i verden blev ikke designet af ham til at overvinde stejle stigninger, men som en industriel jernbane løb fra kulminen i Middleton til Leeds i England. Det startede driften den 12. august 1812.

I 1814 byggede George Stephenson Blücher -lokomotivet til kulminen Killingworth, der havde stålhjul med en flange og blev drevet på stålskinner ved vedhæftning alene . Fra da af blev dette system generelt accepteret.

Racksystem Cathcart

I 1848 blev en 60 ‰ stejl linje af Madison & Indianapolis Railroad taget i drift, til hvilken amerikaneren Andrew Cathcart udviklede et lamellært støbejernsstativ og et tilsvarende lokomotiv. Cathcart -stativet blev lagt midt på sporet og forventede den lamellære rack, der er almindelig i dag. Systemet beviste sig selv i tyve år, indtil sådanne skråninger kunne overvindes med almindelige lokomotiver. I 1868 blev linjen skiftet til vedhæftning med et specialdesignet lokomotiv.

Princippet om geardrevet blev taget op igen, da naturen blev åbnet for turisme i 1860'erne, og jernbanerne skulle bestige bjerge.

Jernbaner på Mount Washington og Rigi

"Peppersass" , det første tandhjulslokomotiv bygget af Marsh

Racklokomotiv H 1/2 System Riggenbach fra den tidligere Vitznau-Rigi-Bahn

Verdens første bjergbane med tandhjulstræk blev bygget af Sylvester Marsh i 1866 . Det bestiger Mount Washington , New Hampshire , USA og åbnede i 1869. Jernbanen med en sporbredde på 1422 millimeter er stadig i drift i dag, overvinder en højdeforskel på 1097 meter over en længde på 4,8 km og har en bemærkelsesværdig stor maksimal stigning på 374 ‰.

Niklaus Riggenbach , oprindeligt fra Alsace , modtog et første patent på sin rackbane i Frankrig i 1863. Han spores opfindelsen tilbage til hans erfaring som teknisk leder af Hauenstein linje med en 26 ‰ hældning, hvor den spinding af drivhjulene kunne ikke altid undgås selv med sand spredes . I 1869 fik han at vide, at Marsh byggede en tandhjulsbane op ad Mount Washington. Vitznau-Rigi-Bahn konstrueret af Riggenbach blev åbnet den 21. maj 1871 og er den første bjergbane med et geardrev i Europa. Det fører med en maksimal stigning på 250 ‰ fra Vitznau i Schweiz ved Lucerne -søen til Rigi . Jernbanen endte oprindeligt ved kantonen ved Lucerne -grænsen, da indrømmelserne blev givet af kantonerne dengang. Det var kun to år senere, at det nåede dagens slutpunkt, Rigi Kulm. Riggenbach var også bekymret for konstruktionen af ​​Rigibahn for at demonstrere fordelene ved rackbanen frem for vedhæftningsbaner . Hans forslag gennem Alperne såsom den planlagte Gotthard Railway til at bygge en tandhjulsbane viste sig imidlertid at være en fejlberegning. Værksjernbanen til Ostermundigen -stenbruddet, også bygget af Riggenbach, blev åbnet den 6. oktober 1871. Starten af ​​operationerne er imidlertid kontroversiel.

Stigning af stativbanerne

Den Kahlenbergbahn var den første tandhjul jernbane i Østrig.

Rigibahn var en rungende teknisk og kommerciel succes. Det indledte et opsving i konstruktionen af ​​stativbaner i begyndelsen af ​​1880'erne. De første rackbaner i Østrig-Ungarn var Kahlenbergbahn nær Wien , der åbnede 7. marts 1874 og Schwabenbergbahn i Budapest, som begyndte at køre den 24. juni 1874. Rorschach-Heiden bjergbanen i det østlige Schweiz blev åbnet for trafik den 6. september 1875 som den første tandhjulsbane med ikke-turist persontrafik .

Den første tandhjulsbane i Tyskland var tandhjulsbanen i jernværket i Wasseralfingen , der blev taget i brug i 1876 . De to efterfølgende rack jernbaner, den Friedrichssegen minen nær Bad Ems an der Lahn og Kunst minen nær Herdorf i Siegerland, var mine jernbaner . I 1883 gik Drachenfelsbahn, den første offentlige tandhjulsbane, i drift og er stadig i drift i dag. Den har en hældning på 200 ‰.

På tidspunktet for første verdenskrig blev i alt mere end hundrede rackbaner sat i drift, hvoraf de fleste var i Europa. Verdens stejleste tandhjul med en maksimal hældning på 480 ‰ er Pilatusbahn , der åbnede i 1889 og fører fra bredden af ​​Lucerne til Pilatus. Til denne jernbane udviklede Eduard Locher et specielt gearsystem opkaldt efter ham.

De første rackbaner blev udelukkende betjent med damplokomotiver . I løbet af 1890'erne blev elektrisk trækkraft indført , hvilket hurtigt fik betydning. Efter første verdenskrig var der et fald i antallet af tandhjulsbaner, fordi tandhjulsdriften blev erstattet af vedhæftningsdrev, eller fordi trafikken blev afbrudt. Mange jernbaner, der oprindeligt blev drevet af damp, er blevet elektrificeret, hvor nogle af damplokomotiverne er blevet udskiftet eller suppleret med dieseltraktorer . Fornyelsen af ​​det rullende materiel i årenes løb har øget effektiviteten og tiltrækningen af ​​de moderniserede rackbaner, som nogle eksempler viser:

• 

  Den Štrba - Strbske Pleso rack jernbane i Høje Tatra i Slovakiet blev annulleret i 1931, men genåbnet i 1970.

• 

  Verdens første tandhjulssporvogne med dieselhydraulisk drev kom i drift på Pike's Peak Railway i Colorado i 1976 .

• 

  Den Corcovado bjergbanen i Rio de Janeiro begyndte at operere med nye motorvogne efter en komplet renovering i 1979.

• 

  I 1992 modtog Schafbergbahn nye damplokomotiver 999.2 for at øge turistens attraktivitet.

• 

  Siden 1999, rejser på sne-bjerg-bahn Salamander tog med diesel-hydraulisk lokomotiv Hunslet-Barclay Ltd .

• 

  I 2004 skaffede Wengernalp-jernbanen i Berner Oberland panoramavogne med tandhjul .

• 

  Det rullende materiel på linjen Diakopto - Kalavryta i Peloponnes blev moderniseret i 2007 med fire BDmh 2Z + 4A / 12 diesel -flere enheder .

• 

  Stadler tandhjul GTW'er bruges i Panoramique des Dômes i Frankrig, som blev afbrudt i 1925 og genåbnet i 2012 .

I det 20. århundrede blev der skabt nye tandhjulsruter gennem renovering og udvidelse af tovbaner , såsom Lausanne - Ouchy tandhjulsbanen , Dolderbahn i Zürich eller en tunnel i Lyon, som nu er integreret i byens metronetværk . I 1987 blev Perisher åbnet for trafik i Australien i 1987 for at åbne et skiområde. I 1990 på grund af opførelsen af ​​en dæmning blev et afsnit af Ikawa -linjen , der tidligere havde været betjent som en ren vedhæftningsbane, flyttet og forsynet med et stativ.

I modsætning hertil er mange ruter med stativafsnit med stigninger på op til ca. 70 since siden 1920'erne blevet skiftet til ren vedhæftning. Det blev muliggjort af fremskridt inden for lokomotivkonstruktion, højere akseltryk på grund af en mere stabil overbygning og den udbredte anvendelse af kontinuerlige, automatiske og multi-release trykluftbremser . Halberstadt-Blankenburg-jernbanen gav banebrydende resultater på dette område med sin linje Blankenburg-Tanne (på det tidspunkt "Harz Railway", senere kaldet Rübeland Railway ). Selv som mine og industrielle jernbaner er der ikke længere nogen tandhjulsbaner. De blev erstattet af transportbånd og sporløse transportører.

Se også

• Liste over rackbaner

litteratur

• Walter Hefti : Verdens rackbaner. Birkhäuser, Basel 1971, ISBN 3-7643-0550-9 .
• Walter Hefti: Verdens rackbaner. Tillæg. Birkhäuser, Basel 1976, ISBN 3-7643-0797-8 .
• Beat Keller: Rack Railways - En vejledning til projektplanlægning . I: Swiss Railway Review . Ingen. 4-5 . Minirex, 1991, ISSN  1022-7113 , s. 115-135 . 
• Dolezalek: tandede spor. I: Enzyklopädie des Eisenbahnwesens , redigeret af Victor von Röll , bind 10. Berlin og Wien 1923, s. 451–468. (Zeno.org)
• Dolezalek: blandede kurser. I: Enzyklopädie des Eisenbahnwesens , redigeret af Victor von Röll, bind 5. Berlin og Wien 1914, s. 272–273. (Zeno.org)
• Alfred Moser: Dampdriften af ​​de schweiziske jernbaner 1847-1966. Birkhäuser, Basel 1967, s. 353–385
• Žarko Filipović: Elektriske jernbaner: grundlæggende, lokomotiver, strømforsyning. Springer-Verlag, 2004, ISBN 978-3-540-55093-8 . S. 203-212
• Rudolf Schmid: Rackbanen som et moderne transportmiddel. I: Schweizer Ingenieur und Architekt , bind 97 (1979), nummer 23 (E-Periodica.ch, PDF; 3,5 MB).
• Rolf Honegger: 100 Years of the Brünigbahn - Die Zahnradtechnik In: Schweizer Ingenieur und Architekt , Volume 106 (1988), Issue 40 (E-Periodica.ch, PDF; 1.1 MB).
• Racks. I: Internetside for Tensol Rail, Giornico. Hentet 15. juli 2017 . 
• Wolfgang Messerschmidt: Rackbaner, i går, i dag, over hele verden. Rackbanernes historie , Franckh, Stuttgart 1972, ISBN 3-440-03833-5
• Karl Sachs : 50 år med schweiziske elektriske bjergbaner. I: Schweizerische Bauzeitung (SBZ). (arkiveret i E-Periodica af ETH-Bibliothek):
  Første del. I: SBZ, bind 66 (1948), nummer 50 (PDF, 4,2 MB)
  Konklusion. I: SBZ, bind 66 (1948), nummer 51 (PDF, 5,0 MB)
• Thomas Fleißig: Rackbaner i Østrig. Jernbanebillede arkiv. EK, Freiburg 2004, ISBN 3-88255-349-9 .
• Arthur Meyer, Josef Pospichal: Jernbanelokomotiver fra Floridsdorf , Verlag bahnmedien.at, Wien 2012, ISBN 978-3-9503304-0-3 .
• Theo Weiss: Stadler - fra tunnellokomotivet til dobbeltdækkertoget. Minirex, Lucerne 2010, ISBN 978-3-907014-33-2 , s. 104-109
• Klaus Fader: Kogbaner i Alperne. 19 bjergbaner i Tyskland, Frankrig, Østrig og Schweiz. Franckh-Kosmos , Stuttgart / Ott, Thun 1996, ISBN 3-440-06880-3 / ISBN 3-7225-6346-1 (Ott); Tosa, Wien 2003, ISBN 3-85492-791-6 .
• Werner Latscha (red.): Syv pionerer inden for bjergbaner. Schweiziske pionerer inden for forretning og teknologi, nr. 81. Association for Economic History Studies, Zürich 2005, ISBN 978-3-909059-34-8 .
• Josef Hons: Bjergbaner i verden. Rackbaner, jernbane- og kabelbaner, ophængningsbaner og skilifte. transpress-Verlag, Berlin 1990, ISBN 3-344-00475-1 .
• Rack and pinion spor. I: Leksikon for hele teknologien og dens hjælpevidenskab , redigeret af Otto Lueger, bind 8. Stuttgart og Leipzig 1910, s. 962–965. (Zeno.org)

Weblinks

Wiktionary: cog railway  - forklaringer på betydninger, ordoprindelse, synonymer, oversættelser

• Matthias Probst: På tandhjul ind i bjergene. I: Swiss Radio and Television (SRF) websted , med et filmuddrag fra 4:45 minutter fra Einstein -udsendelsen den 30. maj 2013.
• Jens Merte: Rackbaner i Tyskland. Hentet 15. juli 2017.

Individuelle referencer og kommentarer