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Nochmal im Detail die konventionelle Zahnstangen- Zungenweichen (Zahnstangensystem Riggenbach) durchgehend mit Riggenbach-Zahnstange versehene Weiche der Rigi-Bahnen beim Depot Arth-Goldau am 23.06.2016.
Hier sieht man deutlich die verschiebbaren Zahnstangen und Gleiselemente.
Armin Schwarz
Armin Schwarz
Schweiz / Bahntechnische Anlagen / Weichen und Gleise, _Allgemeine Bahntechnik (Global) / Zahnstangensysteme / System Riggenbach
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Eine konventionelle Zahnstangen- Zungenweichen (Zahnstangensystem Riggenbach) durchgehend mit Riggenbach-Zahnstange versehene Weiche der Rigi-Bahnen beim Depot Arth-Goldau am 23.06.2016.
Da sich die fertige Riggenbach-Zahnstange nicht biegen lässt, ist die Weiche mit beweglichen Zahnstangenelementen ausgerüstet, damit die Zahnstangen des einen Strangs die Schienen des andern Strangs kreuzen können. Weil damit ein ununterbrochener Zahnradeingriff gewährleistet ist, können sie auch auf geneigten Strecken eingebaut werden.
Der Vorteil von Zungenweichen mit Zahnstange gegenüber klassischen Schleppweichen mit verschiebbarem Gleisrost sind die nur geringen temperaturbedingten Längenänderungen der kurzen beweglichen Zahnstangenteile. Nennenswerte Teilungsfehler können durch Temperaturänderungen nicht auftreten.
Das Zahnstangensystem Riggenbach:
Bei der von Niklaus Riggenbach 1863 in Frankreich patentierte Leiterzahnstange werden zwischen zwei U-Profilen die Zähne als Sprossen eingesetzt. Ursprünglich waren sie genietet, heute werden sie geschweißt. Diese Bauart zeichnet sich aus durch trapezförmige Zähne, was Evolventenverzahnung und damit eine konstante Kraftübertragung ermöglicht. Untersuchungen zeigten, dass die eingeführte Zahnform optimal war. Deren Flankenwinkel wurden auch für die späteren Zahnstangenbauarten übernommen. Die Riggenbach-Zahnstange ist wegen ihrer massiven Konstruktionsweise robust, lässt sich mit einfachen Mitteln fertigen und erreicht die zweitgrößte Verbreitung aller Systeme.
Bei den 1871 bis 1875 in Betrieb genommenen Bahnen auf die Rigi ragen wie beim System Marsh (Leiterzahnstange mit Zähnen aus Rundprofil) die Zahnräder unter die Schienenoberkante.
Da sich die fertige Zahnstange nicht biegen lässt, müssen die Zahnstangenelemente genau für den jeweils benötigten Radius hergestellt werden. Eine Zahnstangenstrecke wird deshalb so geplant, dass sie mit möglichst wenigen Grundelementen erstellt werden kann.
Armin Schwarz
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Zwei Zahnstangen-Federweichen Rigi-VTW 2000 (Zahnstangensystem Riggenbach) der Rigi-Bahnen am 23.06.2016 in Arth-Goldau. Die Stellung der ersten Weiche, ist hier rechts zum Depot gestellt. Die zweite Weiche steht auf geradeaus zum Gleis 1 von dem Hochperron.
Aus einem Bedürfnis entstand eine Idee. Aus dem Ideenreichtum der Tüftler und Techniker entstand eine Erfindung, welche bei der Jahrtausendwende erstmals zum Einsatz gelangte: die biegbare Zahnstangenweiche. Die Rigi Bahnen bleiben ihrem Ruf als Bahnpioniere treu und erfinden im Jahr 1999 eine neue Zahnstangenweiche. Das Patent wurde weltweit angemeldet. Ein Jahr später erfolgt die Inbetriebnahme der ersten biegbaren serienreifen Zahnstangenweiche.
Das System beruht auf einem neuen Denkansatz. Die Weiche ist ausgebildet als flexibles Gleisstück welches in den beiden Endpositionen einem geschlossenen Gleis entspricht. Die Weiche wurde von den Rigi Bahnen in enger Zusammenarbeit mit den Partnern der Verkehrs- und Industrietechnik AG, dem Technologiekonzern Windhoff (D), der ETH Zürich, Institut für Verkehrsplanung IVT und dem Bundesamt für Verkehr entwickelt.
Seit 2000 setzen die Rigi-Bahnen die neu entwickelte, als Federweichen bezeichnete Zahnstangenweichen ein, in welchen das Gleis von der einen Endlage in die andere entlang einer definierten Kurve gebogen wird. Die Konstruktion hat weniger bewegliche Teile als eine übliche Zahnstangenweiche und benötigt keine Weichenheizung.
Wie funktioniert die biegbare Zahnstangenweiche?
Die Federweiche basiert auf der Idee des „aufgeschnittenen“ Gleises, welches als einseitig eingespannte „Feder“ von der einen Endlage in die andere, entlang einer genau definierten Kurve, gebogen wird (ähnlich einer Schleppweiche, bei welcher die gesamte Fahrbahn, einschließlich Schellen, verschwenkt wird). In den Endlagen kann das System als „geschlossenes“ Gleis betrachtet werden. Der bewegliche Gleisrost ist durch spezielle Konstruktionselemente gegenüber Abheben und Ausknicken gesichert. Die Vorteile gegenüber der Zungen- und Schiebestückweiche sind offensichtlich.
Ein einseitig eingespannter Schwenkrahmen (Schienen + Zahnstange + Spurhalteeinrichtung) ist auf einem Oberrahmen seitlich verschiebbar. In den Endpositionen wird das System starr verschlossen und überwacht.
Im Bild sieht man gut, das im festen Gleisbett Leiterzahnstangen des Systems Riggenbach (zwischen zwei U-Profilen sind die Zähne als Sprossen eingesetzt) verbaut sind. In der Weiche sind es gebrannte Von-Roll-Lamellen-Zahnstange mit einer Breite 60mm (Teilung 100mm).
Als Schienen werden Vignolschienen vom Typ VST36 (Kopfbreite 60 mm, 130 mm hoch, Metergewicht 35,82 kg) verwendet.
TECHNISCHE DATEN der biegbare Zahnstangenweiche:
System: RIGI - VTW
Spurweite: 1435 mm / Normalspur
Länge: 19.4 m
Öffnung: 6° rechts / 9° links (beliebige Öffnungen möglich)
Systemgewicht kpl.: 20 Tonnen
Schienenmaterial: Schiene VST36, Lamellen-Zahnstange b=60mm, gebrannt (Biegung innerhalb Elastizitätsbereich)
Einbauneigung: 10.95%
Antrieb: Hydraulisch (Umstell-Nennkraft 13.500 N)
Steuerung: Überwachung mit Achszähler Tiefenbach und PILZ-Steuerung
Armin Schwarz
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Geschlossene Gleissperre am 01.05.2020 in Kreuztal.
Hinten rechts der abgestellte Turmtriebwagen 701 099-4 (99 80 9236 099-4 D-AVOLL), der Lokvermietung Aggerbahn (Andreas Voll e.K., Wiehl), ex DB 701 099-4, ex Deutsche Bundesbahn - Kassel 6206.
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Altes Schienen-Walzzeichen, fotografiert am 24.05.2020 im dem stillgelten Bereich des Rbf. Betzdorf (Sieg).
Anhand des Walzzeichens sieht man:
Den Hersteller:
HWR = Hütten- und Bergwerke Rheinhausen AG, es war eine Gesellschaft innerhalb des kruppschen Firmenimperiums. Am 3. Dezember 1982 gab die Krupp Stahl AG die Schließung ihres Walzwerks in Duisburg-Rheinhausen bekannt. 1987 erhielt Rheinhausen durch den Widerstand gegen die Schließung des damals vorhandenen Stahlwerks große Medienpräsenz.
Das Herstellungsjahr: 1958
Das Schienenprofil (und das ungefähre Metergewicht):
S 49 Schiene 49,43 kg/m, Höhe 149mm, Fußbreite 125 mm, Schienenkopfbreite 67 mm, Stegstärke 14 mm, Wiederstandsmoment (Wx) 240 cm³
Das Stahl-Herstellungsverfahren: S = Siemens-Martin-Stahl
Ein Kennzeichen für die genaue Stahlqualität gibt es nach den alten Walzzeichen nicht.
Armin Schwarz
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Deutschland / Bahntechnische Anlagen / Gleise und Weichen, _Allgemeine Bahntechnik (Global) / Adhäsionsbahnen / Gleise und Weichen
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Schienen-Walzzeichen, fotografiert am 23.05.2020 in Siegen-Eiserfeld an der Siegstrecke (KBS 460).
Anhand des Walzzeichens sieht man:
Den Hersteller: TSTD =Thyssen Schienen Technik GmbH, Duisburg (vormals ATH August Thyssen-Hütte), war bis 2013 das letzte verbliebene Schienenwalzwerk in Deutschland.
Die Werkstoffgüte: ein kurzer über einem langen Strich = Stahlgüte EN 13674-1 R260 (alte Güte = verschleißfeste Qualität 900A) Werkstof-Nr. 1.0623, Mindestzugfestigkeit 880N/mm², Brinell BHN Härtegrad min. 260 bis 399 (entspr. ca. 27 HRC).
Es handelt sich um einen Kohlenstoff-Mangan-Stahl (C-Mn), 0,62 bis 0,80 % Kohlenstoff, 0,70 bis 1,20 % Mangan, 0,15 bis 0,58 % Silizium und bis zu 0,15 % Chrom.
Das Herstellungsjahr: 08 = 2008
Das Schienenprofil und das ungefähre Metergewicht: 54 E3 (Profil alt = S 54), Schienengewicht 54,54 kg/m, Höhe 154 mm, Fußbreite 125 mm, Schienenkopfbreite 67 mm, Stegstärke 16 mm, Wiederstandsmoment (Wx) 262 cm³
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Deutschland / Bahntechnische Anlagen / Gleise und Weichen, _Allgemeine Bahntechnik (Global) / Adhäsionsbahnen / Gleise und Weichen
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Thermitschweißen am 31.10.2020 an der Hellertalbahn (KBS 462 / DB-Streckennummer 2651) hier Gleis 1 vom Bahnhof Herdorf.
Bild 9 – Die Schweißung ist soweit fertiggestellt, die unteren Reste werden noch abgearbeitet und dann erfolgt der Feinschliff.
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Deutschland / _Gleisbaustellen / KBS 462_2020, _Allgemeine Bahntechnik (Global) / Schienenstöße / Thermitschweißen
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Thermitschweißen am 31.10.2020 an der Hellertalbahn (KBS 462 / DB-Streckennummer 2651) hier Gleis 1 vom Bahnhof Herdorf.
Bild 8 – Nachdem der ThermitStahl erstarrt ist, werden die Schweißgutüberstände mittels Hydraulischem Abschergerät abgearbeitet.
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Thermitschweißen am 31.10.2020 an der Hellertalbahn (KBS 462 / DB-Streckennummer 2651) hier Gleis 1 vom Bahnhof Herdorf.
Bild 7 – Nachdem der ThermitStahl erstarrt ist, werden die Schweißgutüberstände mittels Hydraulischem Abschergerät abgearbeitet.
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Thermitschweißen am 31.10.2020 an der Hellertalbahn (KBS 462 / DB-Streckennummer 2651) hier Gleis 1 vom Bahnhof Herdorf.
Bild 6 – Der leere Reaktionstiegel wurde abgehoben und die Formhaltebleche entfernt. Nach ca. 4 bis 5 Minuten wird der obere Bereich der Form abgeschlagen.
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Thermitschweißen am 31.10.2020 an der Hellertalbahn (KBS 462 / DB-Streckennummer 2651) hier Gleis 1 vom Bahnhof Herdorf.
Bild 5 – Nachdem die Form gefüllt ist, läuft der flüssige Rest (Stahl, Aluminiumoxid und Schlacke) in die seitlichen Schlackenschalen ab.
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Thermitschweißen am 31.10.2020 an der Hellertalbahn (KBS 462 / DB-Streckennummer 2651) hier Gleis 1 vom Bahnhof Herdorf.
Bild 4 – Ca. 30 Sekunden nach der Initialzündung des Reaktionstiegels läuft der der flüssige Stahl in die Form ab.
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Thermitschweißen am 31.10.2020 an der Hellertalbahn (KBS 462 / DB-Streckennummer 2651) hier Gleis 1 vom Bahnhof Herdorf.
Bild 3 – Der Reaktionstiegel ist auf die Form aufgesetzt und mit einem Anzünder entzündet, so startet nun die ThermitReaktion. Gleichzeitig wird nun der nebenliegende Schweißstoß vorgewärmt.
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Thermitschweißen am 31.10.2020 an der Hellertalbahn (KBS 462 / DB-Streckennummer 2651) hier Gleis 1 vom Bahnhof Herdorf.
Bild 2 - Die Gießformen und das Abdichtmedium werden mittels Vorwärmbrenner getrocknet, die Schienenenden werden gleichzeitig vorgewärmt.
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Thermitschweißen am 31.10.2020 an der Hellertalbahn (KBS 462 / DB-Streckennummer 2651) hier Gleis 1 vom Bahnhof Herdorf.
Bild 1 - Die Gießform (Formhalteblech und Form) ist montiert und abgedichtet. Rechts und links am Formhalteblech sind die Schlackenschalen angehangen.
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Thermitschweißen am 31.10.2020 an der Hellertalbahn (KBS 462 / DB-Streckennummer 2651) hier Gleis 1 vom Bahnhof Herdorf.
Das Thermit-Schweißverfahren:
Das lückenlos verschweißte Gleis ist der Schlüssel zu effizienter schienengebundener Mobilität und der Garant für nachhaltigen, sicheren und komfortablen Schienenverkehr. 1895 ist es Hans Goldschmidt gelungen, die Reduktion von Metalloxiden mit Aluminiumpulver technisch verwendbar zu machen. Eine technische Revolution, die kurz darauf als Schweißtechnologie Eingang in die Bahnindustrie fand und damit Grundlage ist für eine sichere, komfortable und effiziente schienengebundene Mobilität. Die Deutsche Reichsbahn führte bereit 1928 das Thermit-Schweißen als Regelschweißverfahren ein. Bald folgten fast alle Eisenbahngesellschaften der Welt.
Denn damals wie heute gilt: Auf keinem Verkehrsweg werden Menschen und Güter zuverlässiger, komfortabler, wirtschaftlicher und ökologischer bewegt als auf der Schiene.
Fe²0³ + 2 Al ergibt 2 Fe + Al³0³ + Wärme
Thermit ist ein Gemisch aus Aluminium-Granulat und Metalloxid, das nach einer Initialzündung stark exotherm reagiert. Ein wesentlicher Bestandteil des Schweißprozesses ist die aluminothermische Reaktion. Hierfür wird die THERMIT-Schweißportion mit einem Anzünder entzündet. Es folgt eine chemische Reaktion, bei der Eisenoxid zusammen mit Aluminium unter starker Freisetzung von Reaktionswärme (ca. 3.000 °C) zu Eisen und Aluminiumoxid reagiert. Bei dieser Reaktion entsteht flüssiger Stahl, welcher genutzt wird, um Schienenenden miteinander zu verbinden. Diese enorme Hitzeentwicklung bewirkt eine schnelle, selbstständige Ausbreitung der Reaktion über das gesamte Gemisch.
Eigentlich entsteht flüssiges, reines Eisen. Für die Schienenverbindung wäre dieses Thermit-Eisen jedoch noch zu weich. Daher werden den Thermit-Portionen stahlbildende Legierungszusätze zu gegeben und so stellen sich die richtigen Eigenschaften ein.
Die PROZESSSCHRITTE DER THERMIT®-SCHWEISSUNG
1. Lücke herstellen:
Zwischen den beiden zu verschweißenden Schienenenden wird die Lücke eingestellt.
2. Ausrichtung:
Die Schienenenden werden so ausgerichtet, dass nach Bearbeitung der Schweißung die geometrischen Toleranzen eingehalten werden können.
3. Gießform montieren:
An der Schweißlücke werden Gießformen angesetzt und abgedichtet.
4. Vorwärmen:
Die Gießformen und das Abdichtmedium werden mittels Vorwärmbrenner getrocknet, die Schienenenden werden gleichzeitig vorgewärmt.
5. Thermit-Reaktion:
Die Thermit-Reaktion wird im Reaktionstiegel gestartet.
6. Einguss:
Der flüssige Thermit-Stahl läuft in die Gießformen. Beide Schienenenden werden durch den zwischengegossenen Thermit-Stahl angeschmolzen und miteinander verschweißt.
7. Abarbeitung:
Nachdem der Thermit-Stahl erstarrt ist, werden Schweißgutüberstände abgearbeitet, meist mittels Hydraulischem Abschergerät.
8. Feinschliff:
Nach der Abkühlung der Thermit-Schweißung erfolgt der Feinschliff.
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Deutschland / _Gleisbaustellen / KBS 462_2020, _Allgemeine Bahntechnik (Global) / Schienenstöße / Thermitschweißen
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Nochmal im Detail, Gleis der Dolderbahn hier am 06.06.2015 an der Bergstation.
Die Dolderbahn ist eine Privatbahn in der Stadt Zürich. Die Zahnradbahn erschließt (seit 1973, davor Standseilbahn) das Dolder-Gebiet im Quartier Hottingen ab der Haltestelle Römerhof am Römerhofplatz auf 444 Metern über Meer und endet in der Station Dolder auf dem Adlisberg auf 606 Metern über Meer.
Die Bahn ist in der Spurweite1.000 mm (Meterspur) mit dem Zahnstangensystem von Roll ausgeführt. Die Zahnstangen sind hochliegend (über der Schienenoberkante).
System Von Roll:
Die von der Firma Von Roll (heute Tensol) entwickelte Zahnstange ist nur dem Namen nach eine Lamellenzahnstange, nämlich eine einlamellige. Sie hat dieselbe Zahnteilung (100 mm) wie die Riggenbach'sche und die Strub'sche Zahnstange. Von letzterer unterscheidet sie sich in der Grundform: einfaches Breitflach-Profil anstatt einer Keilkopfschiene ähnliches Profil. Die Von Roll Zahnstange kommt in erster Linie bei Neubauten sowie als preisgünstiger Ersatz alter Zahnstangen nach den Systemen Riggenbach oder Strub zur Anwendung. Sie ist zwar dicker (30–80 mm, je nach Zahndruck) als eine der Lamellen nach Abt, doch ihre Biegsamkeit ist ausreichend, um flexibler als die Originale nach Riggenbach oder Strub anwendbar zu sein. Sie kann auch durchgehend verschweißt werden. Zur Befestigung auf den Schwellen dienen besondere Profilstahl-Sättel.
Die Systeme Von Roll, Riggenbach und Strub können miteinander kombiniert werden, d.h. in einer Zahnradbahn können Zahnstangen nach allen drei Systemen verbaut sein. Wobei man heute eigentlich aus Kostengründen nur noch Von Roll-Zahnstangen verbaut, da diese Lamellenzahnstangen auf einer automatischen Spezialmaschine präzis und wirtschaftlich hergestellt werden.
Armin Schwarz
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Gleis der Dolderbahn hier am 06.06.2015 an der Bergstation.
Die Dolderbahn ist eine Privatbahn in der Stadt Zürich. Die Zahnradbahn erschließt (seit 1973, davor Standseilbahn) das Dolder-Gebiet im Quartier Hottingen ab der Haltestelle Römerhof am Römerhofplatz auf 444 Metern über Meer und endet in der Station Dolder auf dem Adlisberg auf 606 Metern über Meer.
Die Bahn ist in der Spurweite1.000 mm (Meterspur) mit dem Zahnstangensystem von Roll ausgeführt. Die Zahnstangen sind hochliegend (über der Schienenoberkante).
System Von Roll:
Die von der Firma Von Roll (heute Tensol) entwickelte Zahnstange ist nur dem Namen nach eine Lamellenzahnstange, nämlich eine einlamellige. Sie hat dieselbe Zahnteilung (100 mm) wie die Riggenbach'sche und die Strub'sche Zahnstange. Von letzterer unterscheidet sie sich in der Grundform: einfaches Breitflach-Profil anstatt einer Keilkopfschiene ähnliches Profil. Die Von Roll Zahnstange kommt in erster Linie bei Neubauten sowie als preisgünstiger Ersatz alter Zahnstangen nach den Systemen Riggenbach oder Strub zur Anwendung. Sie ist zwar dicker (30–80 mm, je nach Zahndruck) als eine der Lamellen nach Abt, doch ihre Biegsamkeit ist ausreichend, um flexibler als die Originale nach Riggenbach oder Strub anwendbar zu sein. Sie kann auch durchgehend verschweißt werden. Zur Befestigung auf den Schwellen dienen besondere Profilstahl-Sättel.
Die Systeme Von Roll, Riggenbach und Strub können miteinander kombiniert werden, d.h. in einer Zahnradbahn können Zahnstangen nach allen drei Systemen verbaut sein. Wobei man heute eigentlich aus Kostengründen nur noch Von Roll-Zahnstangen verbaut, da diese Lamellenzahnstangen auf einer automatischen Spezialmaschine präzis und wirtschaftlich hergestellt werden.
Armin Schwarz
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Gleis der Dolderbahn hier am 06.06.2015 an der Ausweichstelle.
Im Vordergrund sieht man sehr gut die Schwenkweiche, Schleppweiche oder auch Schiebeweichen (Federweiche) mit dem Zahnstangensystem „von Roll“. Die von der Firma Von Roll (heute Tensol) entwickelte Zahnstange ist nur dem Namen nach eine Lamellenzahnstange, nämlich eine einlamellige. Sie hat dieselbe Zahnteilung (100 mm) wie die Riggenbach'sche und die Strub'sche Zahnstange (aus welcher sie auch entwickelt wurde). Von letzterer unterscheidet sie sich nur in der Grundform, einfaches Breitflach-Profil anstatt einer Keilkopfschiene ähnliches Profil. Die von Roll Zahnstange kommt in erster Linie bei Neubauten sowie als preisgünstiger Ersatz alter Zahnstangen nach den Systemen Riggenbach oder Strub zur Anwendung. Sie ist zwar dicker (30–80 mm, je nach Zahndruck) als eine der Lamellen nach Abt, doch ihre Biegsamkeit ist ausreichend, um flexibler als die Originale nach Riggenbach oder Strub anwendbar zu sein. Sie kann auch durchgehend verschweißt werden. So sind auch diese Schwenkweichen einfach machbar.
Bei der Schiebeweiche wird ein Teilstück der gesamte Fahrbahn (ganze Gleises mit Zahnstange) verschwenkt bzw. verbogen, es gibt beim herkömmlichen Zweischienengleis keine durchlaufenden Außenschienen. Die Weichenzungen sind hier gerade und an der Weichenspitze beweglich gelagert, die Stellvorrichtung liegt am inneren Ende der Weichenzunge und verschiebt die Schienen und Zahnstange auf den geraden oder den abzweigenden Strang. Anstelle eines Herzstückes haben Schleppweichen, die von Fahrzeugen mit Spurkranzrädern befahren werden, ein drehbares Schienenstück, welches in den zu befahrenden Schienenstrang gedreht wird.
Die ersten Eisenbahnweichen waren Schleppweichen. Da sie insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten nicht betriebssicher waren, wurden sie bei den Eisenbahnen bald durch andere Bauformen ersetzt. Ihr Einsatzgebiet sind heute meist noch Bergbahnen, die aus Sicherheitsgründen über doppelte Spurkränze verfügen oder mit Zangenbremsen ausgestattet sind. Ein bekanntes Beispiel dafür sind die Rigi-Bahnen.
Seit 1999 setzen die Rigi-Bahnen neu entwickelte, als Federweichen bezeichnete Zahnstangenweichen ein, in welchen das Gleis von der einen Endlage in die andere entlang einer definierten Kurve gebogen wird. Die Konstruktion hat weniger bewegliche Teile als eine übliche Zahnstangenweiche und benötigt keine Weichenheizung.
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Der elektrischer Zahnradtriebwagen Bhe 1/2 Nr. 1 der Dolderbahn erreicht am 06.06.2015 die Ausweichstelle.
Im Vordergrund sieht man sehr gut die Schwenkweiche, Schleppweiche oder auch Schiebeweichen (Federweiche) mit dem Zahnstangensystem „von Roll“. Die von der Firma Von Roll (heute Tensol) entwickelte Zahnstange ist nur dem Namen nach eine Lamellenzahnstange, nämlich eine einlamellige. Sie hat dieselbe Zahnteilung (100 mm) wie die Riggenbach'sche und die Strub'sche Zahnstange (aus welcher sie auch entwickelt wurde). Von letzterer unterscheidet sie sich nur in der Grundform, einfaches Breitflach-Profil anstatt einer Keilkopfschiene ähnliches Profil. Die von Roll Zahnstange kommt in erster Linie bei Neubauten sowie als preisgünstiger Ersatz alter Zahnstangen nach den Systemen Riggenbach oder Strub zur Anwendung. Sie ist zwar dicker (30–80 mm, je nach Zahndruck) als eine der Lamellen nach Abt, doch ihre Biegsamkeit ist ausreichend, um flexibler als die Originale nach Riggenbach oder Strub anwendbar zu sein. Sie kann auch durchgehend verschweißt werden. So sind auch diese Schwenkweichen einfach machbar.
Bei der Schiebeweiche wird ein Teilstück der gesamte Fahrbahn (ganze Gleises mit Zahnstange) verschwenkt bzw. verbogen, es gibt beim herkömmlichen Zweischienengleis keine durchlaufenden Außenschienen. Die Weichenzungen sind hier gerade und an der Weichenspitze beweglich gelagert, die Stellvorrichtung liegt am inneren Ende der Weichenzunge und verschiebt die Schienen und Zahnstange auf den geraden oder den abzweigenden Strang. Anstelle eines Herzstückes haben Schleppweichen, die von Fahrzeugen mit Spurkranzrädern befahren werden, ein drehbares Schienenstück, welches in den zu befahrenden Schienenstrang gedreht wird.
Die ersten Eisenbahnweichen waren Schleppweichen. Da sie insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten nicht betriebssicher waren, wurden sie bei den Eisenbahnen bald durch andere Bauformen ersetzt. Ihr Einsatzgebiet sind heute meist noch Bergbahnen, die aus Sicherheitsgründen über doppelte Spurkränze verfügen oder mit Zangenbremsen ausgestattet sind. Ein bekanntes Beispiel dafür sind die Rigi-Bahnen.
Seit 1999 setzen die Rigi-Bahnen neu entwickelte, als Federweichen bezeichnete Zahnstangenweichen ein, in welchen das Gleis von der einen Endlage in die andere entlang einer definierten Kurve gebogen wird. Die Konstruktion hat weniger bewegliche Teile als eine übliche Zahnstangenweiche und benötigt keine Weichenheizung.
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Zahnradbahn Schienenstück als Meterspur-Gleis mit dem System von Roll (heute Tensol), montiert auf Stahlschwellen (Trogschwellen), am 11.09.2022 in der Lokwelt Freilassing. Dahinter kann man ein wenig eine nach dem System Riggenbach der Zugspitzbahn erkennen.
Die von der Schweizer Firma Von Roll (heute Tensol) entwickelte Zahnstange ist nur dem Namen nach eine Lamellenzahnstange, nämlich eine einlamellige. Beim System von Roll, war eigentlich kein großer Erfinder am Werk. Die Idee bei diesem System war, die vorhandenen Zahnstangen von Emil Strub und Niklaus Riggenbach zu ergänzen. Letztlich war das System so gut, dass es sich als eigenes System durchsetzen konnte und sehr oft als Ergänzung dient.
Die Verzahnungsgeometrie (Zahnteilung 100 mm) entspricht denen der Systeme von Strub und Riggenbach und ist so kompatibel, darum kann sie bei Bedarf verwendet werden. Sie hat dieselbe Zahnteilung von 100 mm (Verzahnungsgeometrie) wie die Zahnstangen nach Riggenbach und nach Strub. Von letzterer unterscheidet sie sich nur in der Grundform, einfaches Breitflach-Profil anstatt einer Keilkopfschiene. So kommt diese Zahnstange in erster Linie bei Neubauten sowie als preisgünstiger Ersatz alter Zahnstangen nach den Systemen Riggenbach oder Strub zur Anwendung. Sie ist zwar dicker (30–80 mm, je nach Zahndruck) als eine der Lamellen nach Abt, doch ihre Biegsamkeit ist ausreichend, um flexibler als die Originale nach Riggenbach oder Strub anwendbar zu sein. Sie kann auch durchgehend verschweißt werden. Zur Befestigung auf den Schwellen dienen besondere Profilstahl-Sättel.
Man vereinfachte bei von Roll die Zahnstangen von Niklaus Riggenbach und Emil Strub. Statt einer Leiterzahnstange oder einer Keilschiene, verwendete man bei von Roll ein einfaches flaches Eisen. Diese Lösung reduziert die Kosten bei der Fertigung der einzelnen Elemente und ließ eine einfachere Bearbeitung der Zahnstange zu. Zudem wollte man die Probleme mit den Weichen lösen. Da die Weichen für Zahnrad ausgesprochen kompliziert waren, erachtete man bei „von Roll“ eine Vereinfachung als großen Vorteil. Im Bereich von Weichen war die Zahnstange von Roll mit ihren geraden flachen Eisen viel einfacher zu montieren. Damit wollte man die komplizierten Weichen nach Riggenbach ersetzen. Es war daher nie geplant auch Strecken damit auszurüsten.
Armin Schwarz
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Elektrischer Zahnradantrieb der Bayerischen Zugspitzbahn (BZB) am 11.09.2022 in der Lokwelt Freilassing, vermutlich einer der drei Antriebe der Berglokomotive 11 der BZB, die seit 2008 als Denkmal beim Verkehrszentrum des Deutschen Museums in München steht.
Jeder der drei hintereinander geschalteten 500 V Gleichstrommotoren der Zugspitzbahnlok wirkt auf ein eigenes Triebzahnrad, dessen Drehzahl durch ein Getriebe (Zahnräder) auf 1:12,7 der Motordrehzahl herabgesetzt wird und dementsprechend wiederum die Kraft erhöht wird.
Die Bandbremsen beiderseits des Triebzahnrades dienen nur zum Anhalten des Zuges, die Bremsung bei der Talfahrt erfolgt ausschließlich durch die Elektromotoren. Die dabei erzeugte elektrische Energie wird aber nicht an den Fahrdraht abgegeben, sondern in Widerständen unter dem Dach der Lokomotive verheizt.
Auf einer Gesamtlänge von 18,7 km verbindet die Zugspitzbahn Garmisch-Partenkirchen mit der Zugspitze und überwindet dabei 1.945 Meter Höhenunterschied. Die Meterspurbahn wurde von Anfang an mit 1.500 Volt Gleichstrom elektrisch betrieben. Der Betrieb auf der 11,5 km langen Zahnradstrecke, die über 4,5 km durch den Fels der Zugspitz-Nordwand bis zum Schneefernerhaus führte, wurde am 8. Juli 1930 eröffnet. Mit einer Zahnstange des Systems Riggenbach muss die
Zahnradlokomotive eine Steigung von 25% überwinden, um auf Deutschlands höchsten Berg zu fahren.
TECHNISCHE DATEN:
Hersteller: Allgemeine Elektrizitätsgesellschaft, Berlin (AEG)
Baujahr: 1928
Gewicht: 4.600kg
Leistung: 510 kW (600 PS), bei 8 km/h
Dauerleistung: 360 kW (bei 9 km/h)
Geschwindigkeit: maximal 13 km/h
Spurweite: 1.000 mm
Zahnstangensystem: System Riggenbach
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_Allgemeine Bahntechnik (Global) / Zahnstangensysteme / System Riggenbach, Deutschland / Zahnradbahnen / Bayerische Zugspitzbahn Bergbahn AG (BZB), Deutschland / Museen, Ausstellungen und Messen / Lokwelt Freilassing (In Kooperation mit Deutsches Museum Verkehrszentrum) , Deutschland / E-Loks / Zahnradlokomotiven, Deutschland / _Sonstiges / Antriebe Zahnradbahn
410 1200x903 Px, 25.09.2022
Drei unterschiedliche Zahnradsysteme gesehen am 27.05.2023 im Museumsareal in Chaulin der Museumsbahn Blonay–Chamby.
Links Leiterzahnstangen und Zahnrad nach dem System Riggenbach. Die Zahnstange von Niklaus Riggenbach wurde 1863 in Frankreich patentiert. Zwischen zwei U-förmigen Profilen sind die Zähne als Sprossen eingesetzt. Ursprünglich waren sie genietet, heute werden sie geschweißt. Diese Bauart zeichnet sich aus durch trapezförmige Zähne, was Evolventenverzahnung und damit eine konstante Kraftübertragung ermöglicht. Die Riggenbach-Zahnstange ist wegen ihrer massiven Konstruktionsweise robust und lässt sich mit einfachen Mitteln fertigen. Sie erreichte die zweitgrößte Verbreitung aller Systeme.
In der Mitte Zahnschienen und Zahnrad (auf einer Achse) nach dem System Strub. Die Strub’sche Breitfußschiene mit Evolventenverzahnung ist das jüngste der drei Systeme mit nach oben zeigenden Zähnen (Riggenbach, Strub und Abt). Die erste Anwendung war die Jungfraubahn im Berner Oberland. Die seitdem gebauten Zahnradstrecken verwendeten vorwiegend nur noch diese Zahnstange. Ihre Verbreitung blieb aber gering, weil danach kaum noch neue Zahnradstrecken gebaut wurden.
Die Zähne sind in eine der Keilkopfschiene ähnlichen Schiene eingefräst. Die Herstellung der Strub-Zahnstangen ist teuer, ihre Verlegung aber einfach. Sie werden wie Fahrschienen nach der Oberbauform K mit Rippenplatten auf den Schwellen befestigt (gleiches Befestigungsmaterial für Fahr- und Zahnschienen), sie können lückenlos verschweißt werden und im Unterhalt sind sie anspruchslos.
Auf dem Meterspurnetz der Appenzeller Bahnen wurden Zahnstangen vom System Strub mit den gleichen Zahnrädern wie die Riggenbachsche Leiterzahnstangen befahren, weil die Teilung und Höhenlage beider Zahnstangen identisch war.
Und Rechts eine zweilamellige Lamellenzahnstangen nach dem System Abt. Als Weiterentwicklung zum System Riggenbach wurden zwei oder drei mit nach oben zeigenden Zähnen versehene Zahnstangen („Lamellen“) nebeneinander eingebaut. Die relativ schmalen Stangen sind zur Anpassung an beliebige Bogenradien genügend biegbar. Durch die Vervielfältigung der Stangen blieb die Kontaktfläche zwischen Zahnrad und Zahnstangen ausreichend groß. Die Breite der Lamellen hängt vom größten auftretenden Zahndruck ab.Als Einziger verwendete Abt eine Zahnteilung von 120 mm anstatt der üblichen 100 mm. Diese Mehrlamellenbauart erreichte weltweit die größte Verbreitung.
Armin Schwarz
Armin Schwarz
Schweiz / Museumsbahnen, Vereine und Museen / B-C (Museumsbahn Blonay-Chamby), _Allgemeine Bahntechnik (Global) / Zahnstangensysteme / System Riggenbach, _Allgemeine Bahntechnik (Global) / Zahnstangensysteme / System Abt, _Allgemeine Bahntechnik (Global) / Zahnstangensysteme / System Strub
327 1400x960 Px, 31.08.2023
Deteilbild der zwei lamelligen (doppelte) Zahnstangen vom System Abt, hier der tpc AL (Aigle-Leysin-Bahn) im Bahnhof Leysin-Feydey am 08.09.2023.
Armin Schwarz
Armin Schwarz
Schweiz / Bahntechnische Anlagen / Weichen und Gleise, _Allgemeine Bahntechnik (Global) / Zahnstangensysteme / System Abt
267 1600x1277 Px, 18.09.2023