BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft ein Gleiselement nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Die Angebote der Modelleisenbahn-Fabrikanten richten sich aufgrund des steigenden Interesses der. Käuferschaft in zunehmendem Masse nach den bestehenden Vorbildern verschiedener Eisenbahngesellschaften. So haben einige der Herstellfirmen von Spielzeug- oder Miniatureisenbahnen versucht, in ihr Programm eine Zahnradbahn aufzunehmen.
Eine bekannte deutsche Firma hat beispielsweise bei der Spurweite H0 eine an die Strub'sche Version angeglichene Zahnstange eingeführt, die in der Längsmittelachse der Gleise, mittels mehreren längsverschiebbaren, auf den Schwellen aufliegenden Fussstücken mit der Auflageebene der Gleise durch Schrauben befestigbar ist. Bei der Verwendung mehrerer Zahnstangen sind diese stossend aneinandergereiht und es ist von Bedeutung, dass an der Übergangsstelle zweier Zahnstangen die Zahnteilung keine Änderung erfährt. Tritt eine solche dennoch ein, führt sie zu Betriebsstörungen oder -Unterbrüchen und erhöht in einem unliebsamen Mass den Verschleiss.
Bekanntlich können selbst bei mit der Auflagefläche fest verbundenen Gleisanlagen die Änderungen an den Schienenstössen nicht vermieden werden und so kommt es schon einmal vor, dass aus irgend einem Umgebungseinfluss auch die Zahnstangenstösse in einen Spalt verändert werden.
Diese im Selbstbau herstellbaren Zahnstangengleise bedürfen einer exakten Anordnung in der Längsmittelachse der Gleise, was bei einer üblichen Holzunterlage und der Befestigung nicht ohne besondere Sorgfalt gelingt.
Nicht selten sind die benutzten Zahnstangen durch innere Spannungen oder durch mehrmonatigen Gebrauch nach oben und unten verbogen. Wegen ihren über mehrere Schwellen auseinanderliegenden Befestigungsstellen, lässt sich diese Deformation nicht zur Gänze beheben, sodass dann beim Bahnbetrieb Störungen eintreten, die auf einen mangelhaften Eingriff des zum Antrieb benutzten Zahnrades am Triebfahrzeug zurückzuführen sind.
Bei der technischen Entwicklung und Herstellung eines Zahnstangengleises stellt sich somit die Aufgabe, die erwähnten Schwierigkeiten zu beheben und ein funktionstaugliches Zahnstangengleis im Sinne einer vorbildtreuen Ausführung zu schaffen.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass in der aus den Schienen gebildeten Längsmittelachse eine mit den Schwellen verbindbare Zahnstange angeordnet ist, die an ihren längsseitigen Enden mit der Zahnstange des Anschlussgleises koppelbar ausgebildet ist.
Dadurch ist es möglich, ein von Anfang an fertiges Zahnstangengleis zu verwenden oder die bestehenden Normalgleise durch den Einbau der oben erwähnten Zahnstange nachträglich für den Zahnradbetrieb ausbauen zu können.
Diese Ausführungsform verhindert eine Abweichung der Zahnteilung an den Zahnstangenübergangsstellen auch dann, wenn die Schienenstösse wegen Ungenauigkeiten ihrer Längenmasse auffallen oder Deformationen an der Gleisunterlage auftreten. Die gekoppelten Zahnstangen bilden gleichzeitig Sicherheit vor dem sich gegenseitigen Lösen der Gleiselemente. Die Zahnstange befindet sich dann auch bei nachträglichem Einbau in der Längsmittelachse des Gleises.
Diese Konstruktion gestattet es, sog. Flexgleise grösserer Längen mit Zahnstangen dieser Art auszustatten.
Aus diesem Grunde ist es dennoch vorteilhaft, wenn die verwendete Zahnstange wenigstens annähernd die Länge der Schienenelemente aufweist.
Diese Ausführungsform bietet auch die Möglichkeit, dass die Zahnstange in Längsrichtung der Gleise versetzt zu den Schienenenden angeordnet werden könnte, dergestalt, dass sie einenends letztere übersteht bzw. anderenends diesen gegenüber zurückversetzt angeordnet ist; wodurch eine doppelt gesicherte Verbindung der Gleiselemente hergestellt werden kann.
Es erweist sich als besonders vorzüglich, wenn die Kupplungsvorrichtungen an den Enden der Zahnstange gleichartig ausgebildet sind und bezüglich Längsmittelachse sich wechselseitig gegenüber liegen. Diese Ausgestaltung ermöglicht das Verbinden jeden Zahnstangenendes mit dem an deren, wodurch eine universelle Verwendung der Gleiselemente oder Zahnstange ermöglicht wird.
Als vorteilhaft erweist es sich, wenn die Enden der Zahnstange seitlich federnd gebildet sind und im Bereich ihrer Unterseite eine in Längsrichtung über die Zahnstange hinausragende Kupplungsklaue aufweisen, die mit der Kupplungsklaue der Zahnstange des Anschlussgleises durch gegenseitiges Ineinandergreifen einen lösbaren Verschluss bilden. Diese Ausbildung stellt eine einfache und robuste Verbindung dar, wobei das Kuppeln der einzelnen Zahnstangen durch das Zusammenschieben der Gleiselemente ohne zusätzliche Bewegung erfolgt und eine übergangslose Zahnteilung ergibt. Das Lösen der Gleiselemente bzw. Zahnstangen geschieht durch seitliches Auseinanderdrücken der Zahnstangenenden.
Besonders günstig erweisen sich sägezahnähnlich ausgebildete Kupplungsklauen, die eine mit ihrer vorstehenden Oberseite bündige, an der Zahnstangenunterseite nach oben hin zurückversetzte Führungsfläche aufweisen, zur Bestimmung der Höhenlage der miteinander verbundenen Zahnstangen.
Dabei können die rückwärtigen Flanken der aneinanderliegenden Klauenzähne annähernd rechtwinklig zur Längsmittelachse der Gleise ausgerichtet sein. Diese Massnahme begünstigt den Zusammengriff der Kupplungsklauen und eine optimale Ausgleichung der Kupplungsverbindung an das Teilmass der Zahnstange.
Zur Verbesserung des gegenseitigen Einfahrens der Kupplungsklauen, sind diese an ihrer Oberseite mit einer zum freien Ende hin geneigt verlaufenden Fläche versehen.
Zur Optimierung der Festigkeitseigenschaften ist die Zahnstange im Bereich der Klauenkupplungen bzw. an diese übergehend seitlich verstärkt ausgebildet.
Vorzugsweise ist die Zahnstange aufgrund einer höheren Verschleisswiderstandsfähigkeit aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet.
Besonders vorteilhaft erweisen sich an der Unterseite der aus Kunststoff hergestellten Zahnstangen vorstehende Zapfen, die von oben durch die hohl ausgebildeten Schwellen hindurchführbar und mittels einem erhitzbaren Werkzeug an der Unterseite der Schwellen verstemmbar sind.
Diese Konstruktion ermöglicht eine einfache Fertigung und Montage der Zahnstange.
Im folgenden wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes näher erörtert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch das erfindungsgemässe Zahnstangengleis,
Fig. 2 eine Draufsicht gemäss Fig. 1,
Fig. 3 einen Querschnitt durch die Zahnstange gemäss der Linie III - III in Fig. 2 und
Fig. 4 eine Frontansicht der Zahnstange gemäss Pfeil X in Fig. 1.
Die Figuren 1 und 2 zeigen teilweise zwei gleichartige Gleiselemente 1 mit Zahnstangen 2, die an Schwellen 3 befestigt sind. Es handelt sich um Gleiselemente, die mit Ausnahme der von Triebfahrzeugen und Wagen befahrbaren Schienenelemente 4 aus Kunststoff geformt sind. Die Gleise, soweit es sich um einzelne Elemente handelt, sind mittels Laschen an den Schienenenden 15 (nicht veranschaulicht) miteinander verbunden und die Schienen 4 sind durch Klemmplatten an den Schwellen befestigt. Zur Erzielung einer möglichst nachbildungstreuen Ausbildung ist die an die Strub'sche Version angeglichene Zahnstange 2 mit einer Doppelfussplatte 5 verbunden und letztere zur Schwellenverschraubung an beiden Seiten der Zahnstange 2 ausgebildet.
Das wirksame Zahnprofil liegt auch hier über der Schienenoberkante damit bei der Verwendung von Weichen ein reibungsloser Richtungs- bzw. Gleiswechsel vollzogen werden kann.
Die mit dem Teilkreis des eingreifenden Zahnrades sich bildende Teilungsgerade 6 ist in Fig. 1 strichpunktiert gezeichnet.
Die Zahnstange 2 befindet sich üblicherweise in der durch die Schienen gebildeten Längsmittelachse 7 des Gleises 1.
Die Zahnstangen 2 sind an ihren längsseitigen Enden mit Vorrichtungen versehen, die eine formschlüssige Verbindung mit der Zahnstange 2 des Anschlussgleises 1 ermöglichen.
Zu diesem Zweck ist, wie dargestellt, die Zahnstange wenigstens annähernd gleich lang wie die seitlich versetzt angeordneten Schienenelemente 4 ausgebildet. Wie schon erwähnt, ist die gleiche Länge von Schienen und Zahnstange nicht Bedingung zur Anwendung der erfindungsgemässen Lösung.
Im dargestellten Fall sind die Enden der gleich langen Zahnstange 2 mit einer Kupplungsvorrichtung 8 versehen, die bezüglich der Längsmittelachse 7 sich wechselweise gegenüberliegen.
Die die Kupplungsvorrichtungen 8 besitzenden freien Enden der Zahnstangen 2 überstehen die jeweils letzte Schwelle 3 und sie sind seitlich federnd ausgebildet. Die mit Kupplungsklauen 9 und 10 im Bereich der Unterseite an den Enden der Zahnstange 2 vorgesehenen Kupplungsvorrichtungen 8 ragen in Längsrichtung des Gleises über die Zahnstange 2 hinaus und bilden mit der gleichartigen Kupplungsklaue 10 bzw. 9 der Kupplungsvorrichtung 8 des Anschlussgleises durch gegenseitiges Ineinandergreifen einen lösbaren Zahnstangenverschluss. Diese Verbindung tritt nach Zusammenschieben der beiden Gleiselemente über die Schienen Verbindungslaschen ein.
Das Lösen der Zahnstangen 2 erfolgt durch seitliches Deformieren der Zahnstangenenden, sodass die Kupplungsklauen 9 und 10 von ihrem Zusammengriff gelöst werden.
Die ineinandergreifenden Kupplungsklauen 9, 10 sind sägezahnähnlich konstruiert. An ihre vorstehende Oberseite 11 schliesst eine bündige, nach hinten und an der Zahnstangenunterseite nach oben hin zurückversetzte Führungsfläche 12 an, welche die in der Höhe übergangslose Verbindung der gekuppelten Zahnstangen bestimmt. Damit die Kupplungsklauen 9, 10 reibungslos und so, dass die Zahnstangen an der Seite bündig aneinander übergehen, ineinandergreifen, sind die rückwärtigen Flanken 13 der bei Verschluss aneinanderliegenden Klauenzähne annähernd rechtwinklig zur Längsmittelachse 7 der Gleise 1 ausgerichtet. Durch diese Überlegung entsteht eine formschlüssige Verbindung, die sich selbsttätig nicht lösen kann.
Die Oberseite 11 jeder Kupplungsklaue 9, 10 ist zu ihrem vorderen Ende hin mit einer geneigten Fläche ausgebildet, sodass ein müheloses Zusammenschieben der Kupplungsvorrichtungen 8 möglich ist.
Im Bereich der Kupplungsvorrichtungen 8 sind die Enden der Zahnstange 2 nach unten hin seitlich verstärkt ausgebildet. Diese zusätzliche Materialanhäufung ist in einem unauffälligen Masse vorgeseheP.
Zur Minderung des Verschleisses und der bleibenden Deformationen kann die Zahnstange 2 auch aus einem metallischen, vorzugsweise magnetisierbaren Werkstoff gebildet werden. Es könnte durch die Erzeugung eines magnetischen Feldes zwischen Antriebszahnrad und Zahnstange 2 ein verbesserter Verzahnungseingriff erzielt werden.
Die in der Zeichnung gezeigten Zahnstangen 2 sind aus Kunststoff gebildet und weisen an ihrer Unterseite bzw. von der Doppelfussplatte 5 senkrecht vorstehende Zapfen 14 auf, die durch die Schwellen 3 hindurchgeführt und mittels eines erhitzbaren Werkzeuges verstemmt sind.
In Figur 3 ist die spritzgiesstechnische Ausbildung der Zahnstange 2 im Querschnitt gezeichnet und die in den vorausgegangenen Figuren 1 und 2 mit Bezugszeichen versehenen Details vermitteln nunmehr ihre räumliche Gestalt.
Gleiches gilt für Figur 4, die der Ausbildung der Kupplungsvorrichtungen 8 Rechnung trägt.