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.
DESCRIPTION
The invention relates to a track element according to the preamble of claim 1.
The offers of model railroad manufacturers are based on the increasing interest of. Buyers increasingly based on the existing models of various railway companies. For example, some of the toy or miniature railway manufacturers have tried to include a cog railway in their program.
A well-known German company has, for example, introduced a rack adapted to the Strub'sche version in the H0 gauge, which can be fastened in the longitudinal central axis of the tracks by means of several longitudinally displaceable foot pieces resting on the sleepers with the contact plane of the tracks by screws. When using multiple racks, they are strung together and it is important that the tooth pitch does not change at the transition point of two racks. If this does occur, it leads to malfunctions or interruptions and increases wear to an unpleasant degree.
As is known, the changes to the rail joints cannot be avoided even in the case of track systems that are permanently connected to the support surface, and so it sometimes happens that the rack joints are also changed into a gap from some environmental influence.
These rack-and-pinion rails, which can be built in-house, require an exact arrangement in the longitudinal central axis of the rails, which is not possible without special care with a conventional wooden base and the attachment.
It is not uncommon for the toothed racks used to be bent upwards and downwards due to internal tension or months of use. This deformation cannot be completely remedied due to the fact that the fastening points are spaced apart over several sleepers, so that malfunctions occur during rail operations, which can be attributed to inadequate engagement of the gearwheel used to drive the locomotive.
In the technical development and manufacture of a rack and pinion track, the task is to solve the difficulties mentioned and to create a functional rack and pinion track in the sense of a prototypical design.
According to the invention, this object is achieved in that a rack which can be connected to the sleepers is arranged in the longitudinal center axis formed from the rails and is designed to be coupled at its longitudinal ends to the rack of the connecting track.
This makes it possible to use a rack-and-pinion track that is ready from the beginning or to be able to subsequently expand the existing standard tracks for gear operation by installing the rack mentioned above.
This embodiment prevents a deviation of the tooth pitch at the rack transition points even if the rail joints are noticeable due to inaccuracies in their length dimensions or deformations occur on the track base. The coupled racks at the same time provide security against mutual loosening of the track elements. The rack is then also in the longitudinal center axis of the track when retrofitted.
This construction allows so-called flex tracks of greater lengths to be equipped with racks of this type.
For this reason, it is nevertheless advantageous if the toothed rack used has at least approximately the length of the rail elements.
This embodiment also offers the possibility that the toothed rack could be arranged offset to the rail ends in the longitudinal direction of the tracks, in such a way that it projects over the latter at one end or is set back at the other end; whereby a double secured connection of the track elements can be established.
It proves to be particularly excellent if the coupling devices are of the same design at the ends of the rack and are mutually opposite with respect to the longitudinal center axis. This configuration enables the connection of each rack end to the other, which enables universal use of the track elements or rack.
It proves to be advantageous if the ends of the rack are formed laterally resiliently and have in the area of their underside a coupling claw projecting in the longitudinal direction beyond the rack, which form a releasable closure with the coupling claw of the rack of the connecting track by mutual engagement. This training represents a simple and robust connection, the coupling of the individual racks by pushing the track elements without additional movement and results in a seamless tooth division. The track elements or racks are released by pushing apart the ends of the racks.
Sawtooth-like coupling claws, which have a guide surface that is flush with its projecting upper surface and set back upwards on the lower side of the rack, have proven particularly favorable for determining the height of the interconnected racks.
The rear flanks of the claw teeth lying against one another can be aligned approximately at right angles to the longitudinal central axis of the tracks. This measure favors the engagement of the coupling claws and an optimal adjustment of the coupling connection to the partial dimension of the rack.
To improve the mutual retraction of the coupling claws, they are provided on their upper side with a surface which is inclined towards the free end.
In order to optimize the strength properties, the toothed rack is reinforced laterally in the area of the dog clutches or to these.
The rack is preferably formed from a metallic material due to its higher wear resistance.
On the underside of the toothed racks made of plastic, protruding pins have proven to be particularly advantageous, which can be passed from above through the hollow thresholds and can be caulked on the underside of the thresholds by means of a heatable tool.
This construction enables simple manufacture and assembly of the rack.
An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is discussed in more detail below with reference to the drawing. Show it:
1 shows a longitudinal section through the rack and pinion track according to the invention,
2 is a plan view according to FIG. 1,
Fig. 3 shows a cross section through the rack along the line III - III in Fig. 2 and
4 shows a front view of the rack according to arrow X in FIG. 1.
Figures 1 and 2 partially show two identical track elements 1 with racks 2, which are attached to sleepers 3. These are track elements which, with the exception of the rail elements 4 which can be driven by locomotives and cars, are formed from plastic. The rails, insofar as they are individual elements, are connected to one another by means of tabs on the rail ends 15 (not illustrated) and the rails 4 are fastened to the sleepers by means of clamping plates. To achieve a design that is as faithful as possible to the replica, the rack 2, which is adapted to the Strub version, is connected to a double base plate 5 and the latter is designed for screwing the sleeper on both sides of the rack 2.
The effective tooth profile is also above the top edge of the rail so that a smooth change of direction or track can be carried out when using switches.
The dividing line 6 which forms with the pitch circle of the meshing gearwheel is shown in dash-dot lines in FIG. 1.
The rack 2 is usually located in the longitudinal central axis 7 of the track 1 formed by the rails.
The racks 2 are provided at their longitudinal ends with devices which enable a positive connection with the rack 2 of the connecting track 1.
For this purpose, as shown, the rack is at least approximately the same length as the laterally offset rail elements 4. As already mentioned, the same length of rails and toothed rack is not a condition for using the solution according to the invention.
In the illustrated case, the ends of the rack 2 of the same length are provided with a coupling device 8 which are mutually opposite with respect to the longitudinal central axis 7.
The free ends of the toothed racks 2 which have the coupling devices 8 survive the last threshold 3 in each case and they are designed to be laterally resilient. The coupling devices 8 provided with coupling claws 9 and 10 in the area of the underside at the ends of the rack 2 protrude beyond the rack 2 in the longitudinal direction of the track and, together with the similar coupling claws 10 and 9 of the coupling device 8 of the connecting track, form a releasable rack lock by intermeshing . This connection occurs after the two track elements have been pushed together over the rails.
The racks 2 are released by laterally deforming the ends of the racks, so that the coupling claws 9 and 10 are released from their engagement.
The interlocking coupling claws 9, 10 are constructed like saw teeth. Connected to its projecting upper side 11 is a flush guide surface 12, which is set backwards and set back upwards on the underside of the toothed rack and which determines the connection of the coupled toothed racks which is seamless in terms of height. In order for the coupling claws 9, 10 to engage in one another smoothly and so that the toothed racks merge flush on the side, the rear flanks 13 of the claw teeth lying against one another when they are closed are aligned approximately at right angles to the longitudinal central axis 7 of the tracks 1. This consideration creates a positive connection that cannot be released automatically.
The upper side 11 of each coupling claw 9, 10 is formed with an inclined surface towards its front end, so that the coupling devices 8 can be pushed together effortlessly.
In the area of the coupling devices 8, the ends of the rack 2 are laterally reinforced at the bottom. This additional material accumulation is provided in an inconspicuous mass.
To reduce wear and permanent deformation, the rack 2 can also be formed from a metallic, preferably magnetizable material. An improved meshing engagement could be achieved by generating a magnetic field between the drive gear and the rack 2.
The toothed racks 2 shown in the drawing are made of plastic and have on their underside or from the double foot plate 5 vertically projecting pins 14 which are guided through the sleepers 3 and caulked by means of a heatable tool.
In Figure 3, the injection molding design of the rack 2 is drawn in cross section and the details provided with reference numerals in the previous Figures 1 and 2 now convey their spatial shape.
The same applies to FIG. 4, which takes into account the design of the coupling devices 8.