Ferrovia de cremalheira
Uma ferrovia de cremalheira é um meio de transporte ferroviário em que a força motriz entre a locomotiva e a estrada é transmitida positivamente por meio de uma cremalheira e pinhão . Uma ou mais engrenagens acionadas no veículo de tração engatam em uma cremalheira presa entre os dois trilhos nos dormentes .
Desta forma, gradientes significativamente maiores podem ser negociados do que com uma unidade de adesão :
- Faixa de adesão até um gradiente de cerca de 75 ‰,
- Ferrovias de cremalheira até uma inclinação de cerca de 300 ‰.
No caso de ferrovias nas montanhas, muitas vezes existem apenas distâncias curtas disponíveis para lidar com as diferenças significativas de altitude. Devem ser dominados gradientes maiores do que o permitido pela unidade de adesão (giro das rodas acionadas nos trilhos em inclinações íngremes). O Schafbergbahn supera gradientes de cerca de 250 ‰, o Pilatusbahn excepcionalmente para 480 ‰ (duas marchas espaçadas para evitar mutuamente a expulsão forçada das rodas da cremalheira), um Anspannlokomotive ( Treidellok ) de propulsão única no Canal do Panamá até 500 ‰. Existem também ferrovias dentadas em encostas íngremes nas cidades.
A taxa de subida vertical das ferrovias de cremalheira é geralmente mais alta do que a das ferrovias de montanha com uma unidade de adesão.
visão global
Existem vários tipos de acionamento para ferrovias dentadas , que são projetados de acordo com os requisitos operacionais. É feita uma distinção entre ferrovias de engrenagem pura e ferrovias com adesão mista e acionamento por engrenagem .
Estradas de ferro e rotas puras com adesão mista e operação em roda dentada
Em ferrovias de roda dentada puras - principalmente ferrovias de montanha com alguns quilômetros de comprimento - a engrenagem da roda dentada está constantemente acionada. As rodas móveis das locomotivas geralmente não são acionadas. Os veículos não podem se mover nas rotas sem um suporte, razão pela qual as seções planas relativamente curtas nas estações terminais e as entradas da oficina são geralmente equipadas com suportes.
No passado, os trens das ferrovias de roda dentada puras consistiam em uma locomotiva e de um a três vagões, dependendo da inclinação. A locomotiva foi sempre disposta em declive, de forma que os carros foram empurrados para cima e a instalação dos dois freios mecânicos obrigatórios foi limitada à locomotiva. Hoje, várias unidades ou várias unidades são usadas principalmente .
Ferrovias com adesão mista e operação com roda dentada foram construídas onde existem apenas seções individuais com declives acentuados. Nessas ferrovias, as locomotivas são equipadas com acionamento combinado. Ocasionalmente, há acionamentos separados para os impulsores e a engrenagem. Havia também ferrovias nas quais vagões de aderência eram empurrados para as seções de cremalheira de locomotivas de cremalheira e pinhão (por exemplo, Stansstad-Engelberg-Bahn ou Rittner Bahn ).
A vantagem dos acionamentos mistos é que, onde a engrenagem não está engrenada, ela pode ser acionada em uma velocidade mais alta. Nas seções de rack, a velocidade é limitada a 40 km / h de acordo com os regulamentos suíços , que costumam ser usados como referência nesta área. Pelo menos alguns dos carros devem ser equipados com engrenagens de freio.
Os veículos de tração para ferrovias de cremalheira mista são mais complicados do que os veículos de adesão pura. O Zentralbahn e seus predecessores adquiriram veículos de tração sem acionamento por roda dentada para o tráfego extenso nas rotas do vale. Por outro lado, os vagões da Rhaetian Railway que podem ser transferidos para a Matterhorn-Gotthard Railway , que não opera nenhuma seção de cremalheira, estão equipados com engrenagens de freio.
Veja também: Seções de veículos motorizados para ferrovias de engrenagem pura e veículos motorizados para ferrovias mistas
Racks em funiculares
Até a década de 1890, os racks eram usados como dispositivos de freio para funiculares .
Para a Stanserhorn Railway , inaugurada em 1893, Franz Josef Bucher e Josef Durrer desenvolveram um freio de pinça que funcionava sem um rack caro.
O Nerobergbahn em Wiesbaden , que ainda está em operação, tem uma cremalheira do freio . Antes da renovação em 1996 , o Zürcher Polybahn e o Malbergbahn fora de uso em Bad Ems tinham uma cremalheira de freio .
Locomotivas de reboque
Os navios são rebocados pelas eclusas do Canal do Panamá com locomotivas de reboque . Para aumentar a força de tracção das locomotivas, a cremalheira encontra-se continuamente nas pistas de reboque, ou seja, também nas secções horizontais.
As consideráveis forças de tração laterais que ocorrem ao puxar os navios são suportadas por rolos de guia horizontais. Estes rolam nos flancos das estantes, que são semelhantes ao tipo Riggenbach.
Nas pistas paralelas para as corridas vazias, existem racks apenas no curto, mas até 500 ‰ de rampas íngremes próximas às cabeças das fechaduras.
Medidor
As ferrovias de rack podem ser construídas em qualquer bitola, desde que permitam que as unidades de rack sejam instaladas nas unidades. As ferrovias dentadas mais antigas da Suíça são de bitola padrão , seja porque uma bitola diferente não era permitida antes de 1872 ou para permitir a transição para as rotas vizinhas de bitola padrão. Veículos com trens de bitola padrão e métrica são menos propensos a tombar do que aqueles com bitola 800 milímetros , o que é particularmente importante no caso de tempestades de foehn . As ferrovias padrão e de bitola larga permitem uma maior capacidade de transporte, mas por causa dos veículos potencialmente mais pesados, elas exigem uma construção mais maciça da superestrutura e da subestrutura , bem como raios de arco maiores. Como essas condições geralmente não são atendidas por ferrovias de montanha, a maioria das ferrovias de cremalheira e pinhão são de bitola métrica, com menos frequência de bitola regular. Rotas dentadas de bitola larga são uma exceção devido à baixa ocorrência de linhas de bitola larga. Um exemplo é o trecho Raiz da Serra - Paranapiacaba da linha Santos - Jundiaí, no estado de São Paulo, com bitola de 1.600 milímetros.
Vantagens e desvantagens
As ferrovias de rack são usadas entre as ferrovias de adesão e os bondes . Ferrovias de cremalheira são particularmente adequadas para abrir o tráfego para terrenos com características topográficas diferentes, onde seções planas e íngremes alternadas da rota podem ser conduzidas continuamente em modo de adesão ou cremalheira e pinhão. Além disso, eles são justificados no caso de trechos íngremes relativamente longos com grandes capacidades de transporte exigidas. Seu comprimento de rota ilimitado é vantajoso, pelo que a ferrovia pode ser construída para aderência opcional e operação de cremalheira e pinhão, dependendo do terreno. Além disso, inclinações e declínios podem ser alternados. Operar um trator é mais complexo do que operar uma ferrovia de cremalheira mista. Exemplos típicos de rotas integradas à rede ferroviária são o Matterhorn-Gotthard-Bahn e o Zentralbahn , que servem não só ao turismo, mas também ao desenvolvimento regional para a população local.
custos
Os altos custos de investimento são desvantajosos, especialmente se as rotas tiverem que ser feitas em terrenos difíceis. A construção da faixa de rodagem e a construção de pontes, túneis e barreiras contra a queda de pedras e avalanches são caras, de modo que a construção de uma ferrovia de cremalheira pode ser consideravelmente mais cara do que a de um teleférico . Os projetos especiais de veículos e trilhos também são caros. Em 1991, a então ferrovia Lucerna-Stans-Engelberg planejava aumentar sua capacidade de transporte. O preço de uma potente unidade dupla múltipla com 2.100 kW para um gradiente de 246 ‰ foi estimado em 16 milhões de francos suíços, tanto quanto para um curto trem intermunicipal com uma locomotiva de 2.000 e cinco vagões Eurocity . Substituir as oito unidades múltiplas BDeh 4/4 existentes por si só teria custado cerca de 130 milhões de francos. Em vez disso, eles preferiram construir o Túnel de Engelberg, orçado em 68 milhões de francos, com inclinação de 105 ‰.
Velocidade de condução
Outra desvantagem são as velocidades de direção relativamente baixas, especialmente por razões de segurança ao dirigir em declives no que diz respeito à frenagem segura durante a operação normal e em emergências.
Tipo / inclinação do veículo | ≤ 20 ‰ | 60 ‰ | 90 ‰ | 120 ‰ | 160 ‰ | 250 ‰ | 300 ‰ | 480 ‰ |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Veículos mais antigos (construídos antes de 1972) | 35 | 28 | 22,5 | 19º | 16 | 12º | 10,5 | 6º |
Veículos bogie modernos | 40 | 39 | 32 | 27,5 | 23 | 17,5 | Dia 15 | 9 |
A velocidade de condução pode ser mais elevada em subidas. É essencialmente determinado pelo desempenho de tração da locomotiva.
Adequação para transporte de carga
A ferrovia é adequada tanto para o transporte de passageiros como de carga, o que é particularmente importante para linhas que atendem ao desenvolvimento regional. O Matterhorn Gotthard Railway (MGB) e o Wengernalp Railway desempenham um papel importante no desenvolvimento das áreas sem carros de Zermatt e Wengen . A MGB também abriu um canteiro de obras para o Túnel da Base de Gotardo e operava trens de carga com materiais de construção todos os dias. Existem ou existiram ferrovias dentadas quase exclusiva ou inteiramente destinadas ao transporte de mercadorias, como B. a linha ferroviária entre São Paulo e a cidade portuária de Santos no Brasil, a linha descontinuada de transporte de carvão Padang - Sawahlunto das Ferrovias Estaduais da Indonésia ou anteriormente a Ferrovia Transand entre Chile e Argentina ou a rota para a construção do Túnel da Base de Gotardo perto de Sedrun .
Dois He 4 / 4s da MRS Logística transportam trens de mercadorias com carga de reboque de até 750 t em declive de 104 ‰ .
Trem de cimento da Matterhorn-Gotthard-Bahn (MGB) na rota Oberalp com um HGe 4/4 II
Trem de carga em declive da ferrovia Wengernalp com He 2/2
HGe 4/4 I na frente de um trem de carga da então Furka-Oberalp-Bahn por volta de 1980
As ferrovias industriais, em sua maioria muito curtas , constituíam uma pequena parte das rotas dentadas do mundo. A maioria das ferrovias industriais na Alemanha foi construída principalmente para mineração e indústria pesada .
Aspectos ambientais
Embora as ferrovias de cremalheira e as ferrovias de adesão sejam meios de transporte ecologicamente corretos, certas influências negativas dificilmente podem ser evitadas. A construção do percurso leva a intervenções estruturais de natureza para todos os transportes terrestres. Graças à possibilidade de linhas íngremes, no entanto, um percurso curto pode ser escolhido e a pista ajustada ao terreno. Para atravessar as florestas, é necessário uma trilha na floresta alta de cerca de dez metros de largura (fora de um corredor estreito, mas é possível uma faixa baixa de floresta . Niederwald é um habitat valioso que se tornou raro desde os anos 1950). Animais selvagens se acostumam com as operações ferroviárias e não são incomodados pelos trens.
O consumo de energia das ferrovias de rack é consideravelmente maior do que no modo de adesão. Um trem de 50 toneladas precisa de cerca de 30 kWh / km para lidar com a resistência de inclinação em um gradiente de 250 ‰ . Porém, parte disso pode ser recuperado com o freio elétrico de recuperação . Os acionamentos elétricos geram custos de construção mais elevados do que as ferrovias operadas com motores a diesel. No entanto, eles são mais eficientes, não emitem emissões e produzem menos ruído.
Como todas as engrenagens móveis, um trem de engrenagens precisa de lubrificação, normalmente com graxa. Esta é a lubrificação de consumo , então o lubrificante permanece no rack. A quantidade de lubrificante necessária depende muito do clima e é maior durante uma tempestade de neve. O lubrificante pode, e. B. ser lavado para o solo pela precipitação. Para evitar danos ambientais, nenhuma graxa de máquina comum (produto de óleo mineral) pode ser usada, mas apenas gorduras vegetais ou animais comparativamente caras - e menos resistentes à temperatura.
tecnologia
Ao diferenciar entre diferentes soluções técnicas, fala-se de diferentes sistemas de rack . Apenas os racks diferem significativamente, enquanto as engrenagens são todas semelhantes.
Sistemas de rack
Os quatro sistemas de rack mais conhecidos do mundo levam os nomes de seus respectivos inventores, todos suíços :
1. Sistema Riggenbach: rack de escada (parafuso redondo entre duas barras de perfil),
2. Sistema Strub: rack ("trilho de rack"),
sistema de 3º Abt: 2 ou 3 racks paralelos ("lamelas"),
4º sistema de punção: deitado sobre seu lado Rack com dentes opostos.
Todas as suas soluções foram comprovadas desde o início. Muitas vezes eram variados por outros designers, mas nenhum deles teve que ser fundamentalmente alterado ao longo do tempo (a variação geralmente afetava apenas a tala e a conexão entre os dentes e ela).
Racks de escada
- Sistema - Niklaus Riggenbach
- O rack de Riggenbach foi patenteado na França em 1863. Os dentes são usados como degraus entre dois perfis em forma de U. Originalmente eram rebitados, hoje são soldados. Este design é caracterizado por dentes trapezoidais, o que permite dentes involutos e, portanto, transmissão de força constante. As investigações mostraram que a forma dentária introduzida era ótima. Seus ângulos de flanco também foram adotados para os designs de rack posteriores. O rack Riggenbach é robusto devido à sua construção maciça, pode ser fabricado com meios simples e tem a segunda maior distribuição de todos os sistemas.
- Nas ferrovias do Rigi, que entrou em operação de 1871 a 1875, as rodas dentadas projetam-se abaixo da borda superior dos trilhos. No Rorschach-Heiden-Bergbahn (RHB), inaugurado em 1875, o círculo da ponta da roda dentada está localizado acima da borda superior do trilho, para que as locomotivas possam entrar na estação de Rorschach usando interruptores convencionais .
- Uma vez que a cremalheira não pode ser dobrada posteriormente (alta rigidez flexural das duas hastes perfiladas montadas em paralelo), as seções da cremalheira devem ser fabricadas com precisão para o raio exigido em cada caso. Uma linha de cremalheira e pinhão é, portanto, planejada de forma que possa ser realizada com o mínimo de elementos básicos possível. Nas seções de cremalheira de 9,3 km de extensão da Brünigbahn, por exemplo, existem apenas curvas com raio de 120 metros.
- A instalação de racks Riggenbach em pontos requer projetos especiais. Os dois perfis U divergem na área do dispositivo de comutação, os degraus são alongados de acordo. Se houver distância suficiente, o rack se divide em duas vertentes. Os racks altos são guiados sobre os trilhos. A seção da cremalheira que cruza o trilho intermediário a ser percorrido está virada para o lado. No caso de racks profundos, os trilhos intermediários são movidos junto com os racks, inicialmente foram utilizadas plataformas de transferência , enquanto hoje o rack Riggenbach dentro de um switch convencional, entre outras coisas. é substituído por um rack dobrável (consulte a seção interruptores e outras conexões de trilhos ).
- O rack Riggenbach é montado em selas de aço ou diretamente nas travessas. Ao usar selas relativamente estreitas, a neve também é empurrada para baixo nesses pontos e não compactada entre os perfis em U.
Existem também vários tipos modificados:
- Sistema Riggenbach-Pauli - Arnold Pauli
- A cremalheira aprimorada pela Maschinenfabrik Bern (mais tarde Von Roll) permite raios de curva menores. Os “dentes” (parafusos) são montados mais alto (a roda dentada não mergulha tão profundamente nas duas hastes do perfil).
- O rack Riggenbach-Pauli foi usado pela primeira vez em 1893 na ferrovia Wengernalp e na ferrovia Schynige Platte .
- Sistemas Riggenbach-Klose e Bissinger-Klose - Adolf Klose
- Para que os parafusos com o perfil do dente não possam girar, eles ficam com a parte inferior plana sobre uma nervura que também é inserida horizontalmente entre as duas hastes.
- Este sistema um pouco mais complexo foi usado como o Riggenbach-Klose acumular apenas para o eléctrico Appenzell St. Gallen - Gais - Appenzell e na Freudenstadt - rota Baiersbronn para o Murgtalbahn e como o sistema Bissinger-Klose para o Höllentalbahn eo Honau-Lichtenstein trem de roda dentada .
- Sistema Riggenbach: construção especial para passagens de nível
- Durante a renovação de um trecho com um rack Strub (veja abaixo), o St. Gallen-Gais-Appenzell-Altstätten-Bahn construiu uma construção especial de um rack Riggenbach para duas passagens de nível sem bochechas levantadas (veja também a foto à esquerda na seção de sistemas de rack ).
- Sistema Riggenbach: Canal do Panamá
- Na ferrovia de reboque nas margens do Canal do Panamá , são utilizados racks especiais para superar as diferenças de altura nas eclusas , que também são baseadas no sistema de Riggenbach.
- Sistema Morgan - Edmund C. Morgan
- Morgan desenvolveu um sistema relacionado ao rack Riggenbach que usava o rack como o terceiro trilho para alimentar a locomotiva elétrica. O sistema já foi usado em minas nos Estados Unidos e pela Chicago Tunnel Company .
- System Marsh - Sylvester Marsh
- O sistema consiste em um rack de escada com dentes feitos de um perfil redondo entre duas barras com um perfil em L (perfil em U em Riggenbach). É usado na ferrovia Mount Washington Cog , que foi construída em 1866 e concluída em 1869, e também foi usada na ferrovia de pedreira em Ostermundigen, perto de Berna. Em contraste com Riggenbach, Marsh se absteve amplamente de comercializar seu sistema.
- Na ferrovia da Ostermundigen, inaugurada em 1871, os racks eram movidos tão alto que o círculo da ponta das rodas dentadas ficava tão acima da borda superior do trilho que as locomotivas podiam usar os interruptores de controle na estação Ostermundigen.
Alinhadores
- System Strub - Emil Strub
- A tala Strub de pés largos com dentes involutos é o mais jovem dos três sistemas com dentes apontando para cima ( Riggenbach, Strub e Abt ). A primeira aplicação foi a Ferrovia Jungfrau em Bernese Oberland . Os trens de engrenagens construídos desde então usaram principalmente apenas este rack. No entanto, sua distribuição permaneceu baixa porque quase nenhuma nova linha de roda dentada foi construída depois disso.
- Os dentes são fresados em um trilho semelhante ao trilho da cabeça em cunha . Os racks Strub são caros de fabricar, mas fáceis de colocar. São fixados aos dormentes como carris de acordo com a superestrutura tipo K (mesmo material de fixação para carris e carris dentados), podem ser soldados sem folgas e são pouco exigentes em termos de manutenção.
- Na rede de medidores da Appenzeller Bahnen , os racks do sistema Strub foram usados com as mesmas engrenagens que os racks de escada de Riggenbach porque o passo em ambos os racks era idêntico.
- Os ganchos ao redor da parte superior do trilho têm como objetivo evitar a escalada em seções particularmente íngremes . H. a locomotiva ou vagão não pode ser levantado dos trilhos pelas forças que agem sobre os dentes. A experiência com essas pinças de segurança não era clara. A Ferrovia Jungfrau era a única ferrovia de cremalheira em que a cremalheira originalmente também fazia parte de um freio de pinça deslizante. Devido à pequena área de contato no trilho, o desgaste era muito grande, então esta aplicação foi abandonada. O freio da pinça foi usado apenas como freio de retenção para vagões de carga .
Racks lamelares
- Sistema Abt - Carl Roman Abt
- Como um desenvolvimento posterior do sistema Riggenbach, duas ou três cremalheiras dentadas ("lamelas") com os dentes apontando para cima foram instaladas uma ao lado da outra. As hastes relativamente estreitas são suficientemente flexíveis para se adaptar a qualquer raio de arco. Ao duplicar as barras, a área de contato entre a engrenagem e os racks permaneceu suficientemente grande. A largura das lamelas depende da maior pressão dentária que ocorre; a maioria delas tem 32 a 40 mm de distância. Abbot foi o único a usar um passo de dente de 120 mm em vez dos 100 mm habituais.
- A solução Abt também deve evitar os problemas com erros de passo nas juntas do rack que surgiram com o Rigibahn , mas também deve ser mais barata do que o rack Riggenbach.
- Este projeto multi-lamela foi mais difundido em todo o mundo. O uso da cremalheira de três lamelas na Europa foi limitado à ferrovia Harz e à ferrovia Caransebeş - Bouțari - Subcetate na Romênia. No exterior, o sistema trilamelar Abt é utilizado na linha Santos - Jundiaí e Ikawa e , anteriormente, na Ferrovia Bolan , na Ferrovia Transanden e na ferrovia sobre o Passo Usui .
- As ripas apoiam-se em selas de ferro fundido aparafusadas às travessas. Eles são deslocados um contra o outro pela metade ou um terço de seu comprimento, de modo que as juntas não fiquem na mesma altura. Uma vantagem particular ao usar várias lâminas é a transmissão de energia lisa, sem solavancos e operacionalmente confiável devido à divisão das lâminas desviada pela metade ou terço de um dente; Neste caso, no entanto, é necessária uma suspensão torcional dos discos da engrenagem motriz uns contra os outros para conseguir uma distribuição aproximadamente uniforme da pressão do dente nas lamelas. As entradas do rack com pontas suspensas e dentes menores faziam parte do sistema desde o início. Não há nenhum dispositivo para este rack proteger veículos contra escaladas. Às vezes, apenas uma lamela é instalada em áreas de switch ou em seções planas. É vantajoso que em desvios de rack com o sistema Abt, geralmente não sejam necessários trilhos intermediários móveis. As lâminas são giradas para fora da área de passagem das rodas em ambos os lados na área de passagem.
- O sistema foi desenvolvido especialmente para operação contínua em rotas com seções de cremalheira e pinhão, as engrenagens estão geralmente acima da borda superior dos trilhos. A primeira aplicação foi a Ferrovia Harz de Blankenburg a Tanne, construída entre 1880 e 1886, na Ferrovia Halberstadt-Blankenburg .
- System Von Roll - Von Roll Company
- O rack desenvolvido pela Von Roll (hoje Tensol) é apenas um rack lamelar no nome, ou seja, um rack lamelar único. Ele tem o mesmo passo de dente dos racks Riggenbach e Strub. Ele difere deste último em sua forma básica: um perfil simples e plano, em vez de um trilho com cabeça em cunha semelhante a um perfil. Este rack é usado principalmente em novos edifícios e como um substituto barato de racks antigos de acordo com os sistemas Riggenbach ou Strub. É mais espessa (30–80 mm, dependendo da pressão do dente) do que uma das lamelas de Abt, mas sua flexibilidade é suficiente para ser mais flexível do que as originais de acordo com Riggenbach ou Strub. Também pode ser soldado continuamente. São utilizadas selas especiais de aço perfilado para a fixação aos dormentes.
Racks para engrenamento horizontal de duas engrenagens
- Sistema Locher - Eduard Locher
- Duas engrenagens opostas engrenam-se com a cremalheira em forma de espinha de peixe dos lados. O passo do dente é 85,7 mm. O fato de as engrenagens serem empurradas para fora da cremalheira (“subindo”) é compensado pela disposição oposta dos dois pares de dentes.
- Um flange em cada uma das engrenagens é usado para guiar os veículos horizontalmente (o flange age radialmente contra a subestrutura da cremalheira) e é uma medida adicional contra a separação da engrenagem na direção da largura (o vagão sobe; o flange atua axialmente de baixo contra um trilho adicional estreito na subestrutura).
- O sistema Locher é o único dos sistemas de cremalheira e pinhão usados que permite superar um gradiente de significativamente mais de 300 ‰, pois evita a escalada para fora da cremalheira. Até agora, ele só foi usado na Pilatusbahn . O rack Locher não encontrou mais uso devido aos altos custos (apenas um sistema semelhante no elevador de navios no reservatório de Krasnoyarsk ).
- As conexões de trilhos requerem plataformas de transferência ou virador de trilhos, uma vez que os interruptores não podem ser implementados. Não foi projetado para rotas de operação mista (cremalheira e pinhão e acionamento de adesão).
- Sistema Peter - HH Peter
- Como a cremalheira de espinha de Strub, a cremalheira de espinha de Peter consiste em um suporte em forma de trilho com dentes horizontais fresados na cabeça de ambos os lados. O rack é mais fácil de fabricar do que o de Locher. Destinava-se ao Karlsbad-Dreikreuzberg-Bahn com gradiente de 500 ‰, cuja construção foi interrompida devido ao início da Primeira Guerra Mundial .
Outros tipos
- Sistema Wetli - Kaspar Wetli
- O sistema de rodas de rolos deveria ser usado na ferrovia Wädenswil-Einsiedeln , mas não entrou em operação comercial devido a um acidente durante um test drive em 30 de novembro de 1876 .
- System Fell - John Barraclough Fell
- O sistema Fell não é, na verdade, um trem de roda dentada, mas um trilho intermediário com tração por fricção em um terceiro trilho localizado no meio dos trilhos.
Arranjo do sistema de rack
Posição das prateleiras na pista
A cremalheira é sempre disposta no centro do trilho e fixada aos dormentes por meio de cantoneiras, selas de cremalheira ou placas nervuradas e fixadores de trilhos convencionais . Ele é mais baixo do que o trilho ou seus dentes se projetam acima da borda superior do trilho ou trilho (SOK).
As estantes baixas são favoráveis para passagens de nível , uma vez que não há diferenças de altura na superfície da estrada e os vãos resultantes não são mais largos do que com as ranhuras dos trilhos. A construção de pontas é demorada, porque as cremalheiras dentadas baixas requerem trilhos intermediários móveis para a passagem das rodas dentadas que se projetam abaixo da borda superior dos trilhos. Por causa dessas rodas dentadas, esses veículos não podem cruzar outras trilhas e não podem usar interruptores de controle.
Prateleiras altas interferem na passagem de veículos rodoviários (solavancos). Uma solução complexa é abaixar temporariamente o rack na área do viaduto. Os racks na linha Martigny - Châtelard (Suíça) estão em uma posição particularmente elevada porque o trecho subsequente, impulsionado por adesão para Saint-Gervais (França) tem um trilho de freio particularmente alto do sistema Fell instalado no meio da via . O círculo de inclinação do rack é 123 mm acima da borda superior do trilho (SOK) para que o carro possa passar por todo o percurso. Uma vantagem dos racks altos é a construção menos complexa do switch: os trilhos intermediários são contínuos porque os racks podem ser girados sobre eles.
As juntas de rack podem ser soldadas perfeitamente em superestruturas pesadas e modernas, como trilhos móveis. As lamelas individuais das estantes Abt não têm o mesmo comprimento em arcos. Para compensar o comprimento, lamelas comparativamente curtas com juntas de topo de diferentes larguras nos dois trens de lamelas (e os erros de passo associados) têm sido usadas até agora. Hoje uma das duas lamelas de cremalheira é confeccionada em arcos de passo diferente.
As pontas dos dentes redondos facilitam a movimentação para a cremalheira e evitam que os erros de inclinação subam , como a experiência com o Rigibahn mostrou desde o início.
Engate das engrenagens na cremalheira
A tolerância para a altura da cremalheira é de +2 mm, que para a diferença de altura nas juntas da cremalheira é de ± 1 mm. A posição mais alta das engrenagens de tração e freio resulta de novas rodas em movimento . Em sua posição mais baixa (maior desgaste do impulsor), não deve haver travamento na cremalheira e nenhum contato entre a ponta do dente e a base do dente.
Os impulsores se desgastam durante a operação, tornando-os menores em diâmetro. Com operação mista (adesão e transmissão), o desgaste é alto por causa da quilometragem relativamente alta. As engrenagens de tração e freio, por outro lado, se desgastam em seus flancos dentais , mas o diâmetro do círculo primitivo que é decisivo para o engrenamento não muda. Com a aderência e a transmissão no mesmo eixo do rodado, a distância percorrida pela roda rodada em uma volta é reduzida, enquanto a distância percorrida pela engrenagem de transmissão permanece a mesma. Como as engrenagens de tração e freio dos veículos de tração do bogie ou locomotivas de estrutura mais recentes são firmemente pressionadas no eixo de tração e as rodas estão soltas no eixo ou em um eixo oco , apenas um leve desgaste dos pneus é permitido (consulte também as seções Elétrica e diesel- veículos elétricos de tração e elétrica e a diesel movidos uns veículos de tracção ).
Com o abeh 150 e abeh 160/161 do Zentralbahn , que estão equipados com unidades separadas, a restrição de baixo desgaste do pneu se tornou obsoleto. Nos vagões articulados entregues em 2012 e 2016, é utilizada uma engrenagem recém-desenvolvida com regulagem de altura excêntrica , que em termos de design corresponde a uma engrenagem convencional com rolamentos de garra , como se conhece das ferrovias puramente dentadas. As engrenagens de acionamento ou freio não são apoiadas diretamente no eixo do rodado , mas em um eixo oco não giratório inserido adicionalmente que é apoiado no eixo do rodado por meio de discos excêntricos. Girando os discos excêntricos, a engrenagem pode ser facilmente adaptada ao desgaste da roda.
Em locomotivas a vapor com sistema de acionamento Winterthur , o acionador de adesão e o acionador de engrenagem são montados na mesma estrutura. Isso permite que a profundidade do engate do dente seja reajustada, apertando as molas de suspensão conforme a espessura do pneu diminui .
Os vagões ferroviários padrão, que devem ser transportados regularmente em rotas com roda dentada, geralmente requerem uma engrenagem de freio, que é embutida em um dos truques , devido à sua maior massa . A altura da engrenagem do freio é reajustada de acordo com o desgaste da roda.
Os vagões de aderência mista e ferrovias dentadas podem ser equipados com um freio de aderência e um freio de engrenagem de ação retardada , o chamado freio secundário . Os dois truques na rota 246 ‰ de pinhão e cremalheira para Engelberg foram equipados com uma engrenagem de freio depois que os freios dos carros de passageiros muito leves com apenas uma engrenagem de freio, que foram comprados em 1964, não foram comprovados. Os vagões, que também deveriam ser utilizados no trecho Giswil - Meiringen da ferrovia Brünig e nas rotas da Berner Oberland Railway com inclinações de até 120 ‰, foram equipados com um dispositivo de comutação para evitar a travagem nesses trechos.
Entrada de rack
Ao entrar na cremalheira, as engrenagens de acionamento e freio devem estar sincronizadas com a cremalheira e feitas conphas. A velocidade das engrenagens deve ser adaptada à velocidade de condução (sincronização: a velocidade circunferencial dos círculos de passo da engrenagem é igual à velocidade de condução), e os dentes da engrenagem devem encontrar as lacunas dos dentes na barra (estar em fase com eles). Não há necessidade de ajustar a velocidade se a engrenagem estiver acoplada à transmissão do impulsor. Nestes casos, as rodas giratórias devem deslizar ligeiramente sobre os trilhos quando as duas fileiras de dentes forem transformadas em fase.
A entrada de uma seção de aderência na cremalheira ocorre em velocidade reduzida (geralmente ≤ 10 km / h). A velocidade não precisa ser reduzida ao sair da seção da cremalheira para uma seção de adesão.
Existem essencialmente dois sistemas de entrada que podem ser usados igualmente com todos os sistemas de cremalheira e pinhão. O segundo sistema (mais novo) é uma melhoria do primeiro sistema (mais antigo).
Departamento de sistema
Até alguns anos atrás, as entradas do rack eram construídas de acordo com os planos do antigo abade romano .
Eles consistem em um pedaço de cremalheira instalado na frente da cremalheira fixa e com mola em sua ponta (anteriormente em ambas as extremidades). A altura dos dentes aumenta continuamente de quase zero no início até a altura normal no final. O passo do dente também cresce continuamente do tamanho maior no início para as dimensões padrão no final. Esta geometria de dente é usada principalmente para criar conphas. Inicialmente, apenas um dente da roda engata entre os dentes da barra encurtados, de modo que ele pode ocupar a posição central na lacuna do dente da barra que está ficando menor e mais alta sem ser impedida por outro dente da roda. Por causa do passo do dente inicialmente maior, a probabilidade de atingir uma lacuna dentária é maior. Não deve escorregar em uma lacuna um apt em uma roda dentada de haste encurtada e afiada e um upgrade vindo dois relativamente alto e longo impedir o primeiro descarrilamento do guidão . No entanto, no final do braço de controle, a engrenagem deve estar novamente engatada.
Entrada do rack em rack Riggenbach, peça de rack montada em mola, sem braços de controle, estação ferroviária de Heiden da Appenzeller Bahnen
Entrada do rack no rack Abt (duas ripas), sem braços de controle, ferrovias estaduais da Bósnia-Herzegovina
, Museu Ferroviário de LiublianaEntrada do rack no rack Von-Roll (na rota: Strub-), guidão da roda, linha ferroviária Altstätten - Gais da Appenzeller Bahnen
Dentes desigualmente desgastados da entrada do rack na parada Stoss da Appenzeller Bahnen
(entrada diferente da imagem à esquerda)
System Marfurt
A moderna entrada de cremalheira e pinhão para Marfurt (conhecida como sistema de Marfurt ou sistema de Brünig ) funciona melhor do que a anterior de acordo com o departamento. É composta por 3 partes, cada uma para uma tarefa parcial:
- Elemento de aceleração: uma barra coberta com borracha na qual as engrenagens de freio estacionárias dos carros não acionados são colocadas em rotação por contato de fricção,
- Lamela de sincronização: uma cremalheira como o sistema Abt , na qual as engrenagens são sincronizadas com a cremalheira,
- Lamela retrátil: uma cremalheira que se move ligeiramente na direção oposta do curso quando as rodas dentadas se abrem.
A principal inovação é a lamela retrátil. Seu pequeno movimento para trás faz com que um dente de cada lamela e a roda dentada sejam movidos um contra o outro, pelo que sua posição mútua correta (em contraste) é estabelecida. A lamela está apoiada em duas alavancas inclinadas. Na posição básica, sua extremidade dianteira é elevada, a extremidade traseira é abaixada e, na parte traseira, atinge a cremalheira fixa com passo reduzido dos dentes. A engrenagem de aproximação empurra a extremidade dianteira para baixo e na direção oposta (para frente). A extremidade traseira é elevada até a altura correta. O movimento para frente também garante que o passo correto dos dentes seja restaurado na parte de trás. A posição básica é obtida pela força de uma mola. O balanço para frente e para trás da lamela retrátil é hidraulicamente amortecido (evitando vibrações).
O sistema de Marfurt permite uma entrada mais suave a uma velocidade mais elevada (até 30 km / h) e, graças à prevenção quase total dos ruídos de entrada, uma redução significativa do ruído. O desgaste é menor, as peças de desgaste são definidas e fáceis de trocar.
Sinalização
As seções do rack são sinalizadas ao longo da rota na Suíça da seguinte forma:
Descrição | significado | Relacionamento com outros sinais | Imagem Suíça de língua alemã |
Imagem da Suíça francófona |
---|---|---|---|---|
Sinal de avanço para a seção do rack | A velocidade máxima sinalizada se aplica a partir do sinal de início. | O sinal distante está a cerca de 150 m antes do sinal de início. | ||
Sinal de partida para seção de rack (tronçon à crémaillère) | Este sinal é a entrada para o rack. Ao entrar no rack, a velocidade máxima indicada se aplica até que o último carro passe. | Um sinal preliminar pode precedê-lo e um sinal final segue. | ||
Sinal final ( sinal final) para a seção do rack | Este sinal é o fim do rack. | Um sinal inicial o precede. |
Switches e outras conexões de trilha
Plataformas de transferência, toca-discos e torneador de esteira
Na época das primeiras ferrovias de rack, a mudança era há muito tempo o estado da arte nas ferrovias. Os interruptores para ferrovias de cremalheira, nos quais os racks se cruzam com os trilhos internos, tiveram que ser desenvolvidos primeiro, razão pela qual as plataformas de transferência foram usadas principalmente como conexões de trilhos, como foi o caso da ferrovia de montanha com roda dentada mais antiga no Monte Washington e no Arth- Rigi-Bahn .
As plataformas de transferência ou giratórias ainda podem ser encontradas nas áreas de estação e depósito das ferrovias de rack.
Plataforma de transferência com seções de trilhos curvos em vez de uma chave na ferrovia de montanha com roda dentada mais antiga, a Mount Washington Cog Railway .
Plataforma de transferência da Pilatusbahn na estação de passagem Ämsigen; o sistema Locher não permite interruptores.
Plataforma giratória na estação do vale do Vitznau-Rigi-Bahn
Amolecimento da língua
Racks macios equipados com membros de rack móveis, de modo que os racks de um cordão possam cruzar os trilhos do outro cordão. Como isso garante o engrenamento ininterrupto das engrenagens, elas também podem ser instaladas em trechos inclinados. No caso de ferrovias com uma unidade mista, os switches geralmente estão localizados nas seções de adesão, porque os switches de rack são mais complexos e caros do que os switches convencionais. Por outro lado, nas estações de junção com estantes contínuas, como em Tschamut-Selva na rota Oberalp, a velocidade não precisa ser reduzida porque não é necessária a entrada em estantes .
A vantagem dos interruptores de língua com rack em comparação com os interruptores de arrasto clássicos com grade de trilhos deslizantes são as únicas pequenas mudanças relacionadas à temperatura no comprimento das peças curtas móveis do rack. Erros de pitch notáveis não podem ocorrer devido a mudanças de temperatura. Os desvios de rack são construídos com raios de trilha de ramificação comparativamente pequenos devido às baixas velocidades, portanto, não são necessários vários bloqueios na área da lingueta ou pontas de sapo móveis.
Em 1875, Riggenbach instalou a primeira aparição de cremalheira e pinhão na ferrovia da montanha Rorschach-Heiden em Wienacht para permitir o acesso à pedreira de arenito lá. Em vez do rack de escada Riggenbach, há um rack lamelar único dentro do switch. Esta chave de ponto corresponde ao tipo usado para rotas de rack unilamelares hoje, que é usado principalmente mesmo em pistas com rack Riggenbach.
Nos desvios da Ferrovia Wengernalp e da Ferrovia Schynige-Platte, inaugurada em 1893, com uma largura de via de 800 mm e cremalheira Riggenbach, a cremalheira foi interrompida por um comprimento de 90 cm. As locomotivas precisavam de duas engrenagens de acionamento para garantir uma operação ininterrupta. Hoje as duas ferrovias usam pontos com ripas móveis.
A ferrovia Monte Generoso utiliza racks do sistema Abt desde 1890. Sua construção é mais simples graças ao rack de duas lamelas, pois apenas uma das duas lamelas da cremalheira é utilizada nos trechos dentro do rodízio (ver foto nos racks lamelares seção ). Essa chave só pode ser usada em pequenos declives, onde a força de tração total não atua no rack. As molas tangenciais das engrenagens de acionamento, que são mais macias em veículos de tração mais novos, levam a um grande desgaste após seções lamelares únicas ao reengatar a segunda lamela, uma vez que a coroa carregada é torcida em relação à descarregada. Portanto, os desvios de rack tradicionais do sistema Abt não devem mais ser usados. Se os desvios da cremalheira Abt devem ser acionados com a tração total ou força de frenagem, então você obtém trilhos intermediários móveis para a implementação da seção transversal completa do rack e, adicionalmente, racks móveis na área da lingueta de acordo com o princípio da chave de arrasto. Exemplos são os interruptores na Gornergratbahn e na Schöllenenschlucht
A Berner Oberland Railways equipou seus novos turnouts de cremalheira e pinhão com três acionamentos individuais para evitar a articulação, que está sujeita a falhas no inverno.
Os interruptores de rack com racks profundos ou com trilhos intermediários interrompidos, bem como qualquer forma de interruptores de arrasto não podem ser acionados. Porque uma colisão sempre leva ao descarrilamento com consequências graves, especialmente em inclinações íngremes, as colisões devem ser evitadas a todo custo. No caso do sistema Abt e racks Riggenbach elevados com trilhos intermediários ininterruptos, foram implementados interruptores deslizantes, que se movem para a posição necessária de forma puramente mecânica quando o sapo é acionado (veja a imagem acima ). Eles foram instalados, por exemplo, nos elevadores Rochers-de-Naye e Schynige-Platte .
Interruptores de mola
Desde 1999, o Rigi-Bahnen e desde 2004 o Dolderbahn têm usado interruptores de mola recentemente desenvolvidos nos quais a pista é dobrada de uma posição final para a outra ao longo de uma curva definida. Para compensar as mudanças relacionadas à temperatura no comprimento ao longo de todo o comprimento da chave, a chave de mola é projetada de forma que o alongamento do rack e a estrutura abaixo atuem em direções opostas. Assim, as duas expansões de comprimento se anulam, o espaçamento entre os dentes na junta permanece dentro da tolerância e os erros do passo dos dentes são evitados.
A construção simples do interruptor de mola tem - em contraste com o interruptor de rack usual , que é estruturalmente derivado do interruptor de adesão - menos partes móveis com menor desgaste e não requer aquecimento do interruptor . A aplicação também seria possível com folhas adesivas, e. B. como um interruptor duplo ou cruzado .
Torção helicoidal na chave
Em seções de via com declives de mais de 40 ‰, a torção helicoidal deve ser levada em consideração nas curvas da via (ver seção Torção da via em curvas de via inclinada ). Os desvios representam um caso especial a esse respeito, pois devem estar em um plano para que se fechem adequadamente e as línguas não emperrem. No caso de uma chave em um declive, a torção da linha de ramificação é, portanto, impedida por projeto. Somente após o último dorminhoco contínuo a pista pode se torcer novamente.
Se um switch estiver localizado na encosta com o switch start no lado do vale, a geometria por si só resulta em uma elevação do trilho do lado de fora da curva da linha de ramificação. A tendência da elevação corresponde àquela que, por razões de dinâmica de condução, teria sido construída em uma curva sem interruptor. Se a curva terminar após a troca, a trilha pode ser torcida.
Se, por outro lado, houver um desvio oposto à captura de desvio no lado da montanha, a inclinação está no lado interno da curva pelas mesmas razões geométricas. No entanto, isso é desfavorável em termos de dinâmica de direção, porque a curvatura agora negativa aumenta as forças centrífugas que atuam no veículo . Essa chave só pode ser usada em velocidade reduzida na linha de ramificação. O efeito pode ser reduzido com um raio de desvio maior e, portanto, uma inclinação de desvio mais baixa , bem como com um desvio curvo externo . Com o desvio curvo externo, a falha pode ser distribuída pelos dois trilhos. Com essa configuração de switch, também, a pista é torcida após o último dormente contínuo.
No caso das plataformas de transferência e reversores de esteira usados no Pilatusbahn ( sistema Locher ), a torção da hélice não tem sentido, pois as torções dos dois fios da esteira são independentes uma da outra. Com outros sistemas de cremalheira e pinhão, tais conexões de trilha não são uma alternativa por razões de custo.
Veículos de tração
Locomotivas elétricas e movidas a diesel e locomotivas a vapor ainda são usadas em ferrovias de cremalheira . Das locomotivas cremalheira que operam em todo o mundo, apenas cerca de 15% funcionam a óleo diesel e 5% a vapor.
Os três sistemas de energia a seguir estão em uso na cremalheira elétrica existente e nas ferrovias de pinhão:
- Corrente contínua com tensões diferentes para comprimentos de operação curtos e médios. A maioria das ferrovias DC usa uma tensão de 1.500 volts. Permite distâncias de quatro a cinco quilômetros entre as estações retificadoras .
- Corrente alternada monofásica para algumas ferrovias de roda dentada puras e para ferrovias de adesão / dentada mais longas (consulte a lista de ferrovias de roda dentada ). A alta tensão da corrente alternada permite grandes distâncias entre as subestações , mas as locomotivas requerem um transformador , cujo peso elevado é desvantajoso.
- Corrente trifásica nas ferrovias de rack puro em Jungfrau , Gornergrat , la Rhune e Corcovado . A tecnologia CA trifásica clássica requer linhas aéreas duplas , mas permite freios de recuperação simples , que, no entanto, não permitem velocidades mais altas na subida do que na descida.
A construção e operação de veículos de cremalheira e pinhão são e eram tecnicamente muito exigentes. Em comparação com as membranas adesivas, existem limites devido a:
- curvas apertadas, grandes diferenças climáticas e operação de inverno difícil,
- Limites de carga do rack e dos dispositivos de tração ,
- O trem está protegido contra descarrilamento na descida, mesmo em curvas fechadas com inclinação máxima.
O fabricante mais importante de locomotivas de cremalheira e pinhão desde 1874 foi a Swiss Locomotive and Machine Factory (SLM) em Winterthur. Após a dissolução da SLM em 1998, a divisão ferroviária de cremalheira foi adquirida pela Stadler Rail . Mais de dois terços das locomotivas em operação nas ferrovias de rack existentes em todo o mundo vêm de SLM ou Stadler. A fábrica de locomotivas Floridsdorf em Viena detinha as patentes exclusivas do sistema de pinhão e cremalheira Abt para a Áustria-Hungria . Junto com o SLM globalmente ativo, tornou-se o maior produtor de veículos ferroviários de cremalheira e forneceu quase todas as locomotivas de cremalheira encomendadas na monarquia dupla, incluindo as máquinas para as ferrovias estaduais de Erzbergbahn e da Bósnia-Herzegovina . Na Alemanha, a fábrica de máquinas de Esslingen adquiriu uma reputação especial na construção de locomotivas com roda dentada. Nos EUA, a Baldwin Locomotive Works na Filadélfia atendeu alguns clientes americanos.
Os nomes dos projetos das locomotivas e vagões suíços diferenciam entre ferrovias de rack puro e misto. Em veículos de roda dentada puros, o h vem primeiro após as letras maiúsculas (por exemplo, vagão de roda dentada Bhe 4/4), com uma adesão combinada e transmissão de engrenagem no final (Beh 4/4). H 2/2 é uma locomotiva a vapor de engrenagem do sistema puro, HG 2/2 do sistema misto.
Veículos de tração para ferrovias de rack puro
No sistema puro de ferrovias de cremalheira e pinhão, as rodas servem apenas para apoiar e guiar os veículos. Os veículos movem-se exclusivamente por meio das engrenagens. Essas ferrovias de cremalheira superam gradientes máximos de 250–300 ‰ com engrenagens de engrenamento vertical.
Locomotivas a vapor
As locomotivas a vapor das ferrovias com roda dentada pura têm uma ou duas engrenagens de acionamento e, se houver apenas uma engrenagem de acionamento, geralmente uma engrenagem de freio. Para pesos de tração maiores, duas engrenagens de acionamento devem ser usadas para que a pressão do dente não se torne muito alta e para evitar o risco de a roda da engrenagem sair da cremalheira. Essas locomotivas eram z. B. de Wengernalp , Snowdon , Schafberg e Schneebergbahn . Uma locomotiva com três pinhões foi usada na Pike's Peak Railway .
As locomotivas a vapor com roda dentada são basicamente construídas como máquinas tenras para manter a massa do trem o mais baixa possível e para usar a massa da locomotiva para garantir a engrenagem dos dentes. Mais tempo é concedido no caminho para reabastecer o suprimento de água de alimentação.
Como havia medo de oscilações do nível da água na caldeira nas diferentes encostas, as primeiras locomotivas da Estrada de Ferro Vitznau-Rigi foram equipadas com uma caldeira fixa. Em operação e principalmente em manutenção, essas caldeiras não deram provas , de modo que após 12 a 19 anos foram substituídas por caldeiras horizontais inclinadas em cerca de 10%.
A posição dominante da SLM no mercado levou a uma certa padronização dos tipos. A série de fotos ilustra o desenvolvimento dos veículos de pinhão e cremalheira, onde o fabricante é mencionado para veículos não SLM ou Stalder Rail:
H 02/01 do Arth-rigi-Bahn com uma engrenagem de accionamento e caldeira horizontal, fornecido pela Sociedade Internacional de ferro de montanha (1875)
Máquina com engrenagem motriz T, que é acionada pelos cilindros C com eixo maciço b 1 e transmissão. Eixo traseiro L com engrenagem de freio e discos de freio b 2
O vapor vagões Bhm 1/2 do Pilatusbahn são uma construção especial para a cremalheira e pinhão sistema Locher (1886)
A locomotiva de engrenagem Abbot -sche H 2/3 da Ferrovia Monte Generoso com duas rodas de engrenagem de acionamento era um projeto original do SLM (1889)
As máquinas com duas engrenagens de acionamento são acionadas por um balancim R de braço único com um ponto de articulação baixo a
Locomotiva da série 999.1 da Schafbergbahn com duas engrenagens de acionamento, fabricada por Krauss em Linz (1893)
Veículos de tração elétricos e diesel-elétricos
Como há água suficiente disponível nas montanhas para gerar eletricidade, o Chemin de fer du Salève, na Alta Sabóia, foi inaugurado em 1892, a primeira ferrovia com roda dentada elétrica do mundo, operada com voltagem CC de 600 volts. O Gornergrat e o Jungfraubahn foram inaugurados antes da virada do século , pelo que se decidiu pelo uso de corrente trifásica de acordo com o estado da arte da época . A grande maioria das ferrovias de cremalheira e pinhão operadas eletricamente têm funcionado em corrente contínua desde o século XX .
Os veículos de hoje são movidos por unidades compactas que incluem o motor, caixa de câmbio , tambor de freio e engrenagem motriz. Cada motor de tração aciona uma engrenagem motriz que gira livremente em um conjunto de rodas. Por causa da velocidade de direção relativamente baixa, a transmissão geralmente tem uma relação dupla. Para evitar o alívio indesejado das rodas devido ao torque do motor, os motores de tração são geralmente instalados transversalmente no bogie . As engrenagens de acionamento com dentes envolventes sempre prendem a cremalheira com pelo menos dois dentes. Eles são saltados tangencialmente para compensar os solavancos que podem ser causados por erros de inclinação do rack.
O número de eixos motrizes é determinado pela força de tração necessária. Para modernos vagões duplos com quatro truques idênticos, um projeto monomotor é suficiente em muitos casos. Os bogies com um eixo motriz e um eixo móvel cada um têm a vantagem de carregamento uniforme do rack, permitem tração dupla de dois vagões duplos e, em caso de descarrilamento, são mais seguros do que dois bogies motor e dois bogies reboque.
Ele 2/2 do Gornergratbahn , aqui como um memorial em Stalden , com dois motores e duas rodas de tracção (1898)
O BCeh 2/3 do Arth-rigi-Bahn para 1500 tensão V DC é o mais antigo cremalheira - e-pinhão automotora ainda em operação no mundo (1911)
Bhe 2/4 da ferrovia Vitznau-Rigi , caixa do vagão em construção de aço autossustentável, bogie com motor ao lado da montanha em execução e lado do vale com dois motores e transmissão suspensa pelo nariz (1937)
BChe 2/4 da Ferrovia Rochers-de-Naye com uma unidade e um eixo móvel por bogie (1938)
O ABDhe 4/4 de quatro motores do Wengernalpbahn com carros de controle substituiu os trens rebocados por locomotivas (1947)
Vagão de cremalheira e pinhão diesel-elétrico tipo Bhm 2/4 do Pike's Peak Railway com dois motores a diesel sob o piso (1960)
A unidade Bhe 4/8 dupla-múltipla da Gornergratbahn tem quatro bogies, cada um com um acionamento e um eixo móvel . (1965)
O controlo de porta do BDhe 4/8 do Jungfrau Railway permite mais rápida subida de descida de viagens ainda com veículos trifásicos . (1992)
O Hey 2/2 Wengernalpbahn é o veículo de primeira marcha com três-para-ricos-ter-para-dirigir . (1995)
Bhe 4/6 3083 do Gornergratbahn trifásico com conversor trifásico para trifásico (2006)
Os desenvolvimentos técnicos mais recentes são usados para ferrovias de rack puro e misto:
Vagão nº 6 da Bavária Zugspitzbahn com contas nas paredes laterais para economizar peso (1978)
Dois BDSeh 4/8 de três partes do Matterhorn-Gotthard-Bahn com carros panorâmicos e de piso baixo e conversor trifásico (2002)
O equipamento GTW do Vall de Nuria é baseado em uma grande série de Adhäsionsfahrzeugen , o que economiza custos. (2003)
Com a locomotiva movida a biodiesel M4 "Agiocochook" a Mount Washington Cog Railway , uma self-made da empresa ferroviária (2008)
Veículos motorizados para ferrovias mistas
Locomotivas a vapor
A primeira locomotiva com adesão mista e acionamento por roda dentada foi a "Gnom" para a linha de trabalho de 1350 metros da pedreira de arenito Ostermundigen perto de Berna. A roda dentada funcionou ociosa no caminho de adesão sem qualquer interferência.
Na ferrovia de minério de Žakarovce e depois na ferrovia de Brünig e na ferrovia de Padang em Sumatra, locomotivas com um par de cilindros e adesão acoplada e acionamento por engrenagem foram inicialmente usadas. As máquinas de construção simples eram adequadas para forças de tração menores, mas não se mostraram eficientes em operação em rotas mais longas, como a linha de Brünig.
As locomotivas a vapor construídas posteriormente possuem um acionamento separado, por meio do qual as engrenagens de acionamento nas seções de adesão são desligadas. (consulte a seção Engrenagem separada e unidades de adesão )
"Gnomo" da pedreira Ostermundigen (1871, International Society for Mountain Railways )
Locomotiva da ferrovia de minério de Žakarovce na atual Eslováquia para adesão mista e operação de engrenagens (1884, trabalhos de máquina de Esslingen )
HG 2/2 para a linha Brünig da ferrovia Jura-Bern-Lucerne para operação mista (1887)
Locomotiva Achenseebahn de 1889 com adesão e transmissão combinadas (de acordo com o sistema Riggenbach ), construída pela fábrica de locomotivas Floridsdorf .
Máquina três acoplador kkStB 69 da Erzbergbahn com eixo execução traseiro e duas engrenagens de transmissão (1890, locomotiva fábrica Floridsdorf )
Acionamentos acoplados com cilindros C, eixo intermediário b, relação v / V, engrenagem motriz T, haste de acoplamento ce eixos motrizes R.
Locomotiva de bonde "Cortaillod" do bonde de Neuchâtel (1892, Krauss Munique )
A locomotiva de apoio BHStB IIIc5 (posteriormente JŽ 97) para operação mista em bitola 760 mm (bitola bósnia ) com dois cilindros externos e dois internos (sistema de engrenagem Abt), construída de 1894 a 1919 pela fábrica de locomotivas Floridsdorf e 38 deles a mais popular do mundo da locomotiva com roda dentada.
Veículos de tração elétricos e a diesel
Neste acionamento, a parte da engrenagem é expandida com uma parte de adesão. O diâmetro externo da engrenagem motriz é geralmente menor do que o diâmetro da roda motriz. Portanto, duas traduções diferentes são necessárias. Embora sejam escolhidos de forma que ambas as partes motrizes produzam a mesma velocidade de direção, isso só é possível com pneus meio gastos . Antes e depois, ocorre um deslizamento entre a roda e o trilho com um nível de desgaste correspondentemente alto. Um acionamento permanentemente acoplado é, portanto, adequado apenas para rotas com uma proporção modesta de seções de rack. Além disso, o desgaste permitido dos pneus da roda deve ser reduzido para 2%. Com uma embreagem de aderência, a unidade de aderência pode ser desacoplada na operação de engrenagem, o que é comum nas locomotivas modernas. O conjunto de engrenagens de transmissão é desacoplado na seção da roda dentada e, em seguida, funciona livremente, o que elimina o escorregamento. Quando os acionamentos são acoplados, a força de tração é transmitida às seções da cremalheira tanto por meio da engrenagem de acionamento quanto com atrito estático por meio das rodas de acionamento .
No caso de uma combinação de rotas de adesão rápida e rotas de roda dentada íngremes, pode ser necessário implementar o acionamento com uma caixa de engrenagens para ter as velocidades do motor de acionamento apropriadas disponíveis para ambas as faixas.
Trifásico HGe 2/2 do Jungfrau Railway com diferentes rácios de adesão e de engrenagem de accionamento (1906)
Vagões BCFeh 4/4 do trem Martigny-Châtelard para 750 V DC com tração Tatzlager em vez de motores montados em altura (1906)
HGe 4/4 do Brigadeiro-Visp-Zermatt-Bahn (BVZ) para 11 kV 16⅔ Hz corrente alternada, com quatro motores de tracção e unidade de rolamento lingueta (1929)
ABDeh 4/4 do Railway St. Gallen-Gais-Appenzell-Altstätten com dois motores de tração instalados sob o piso do carro (1930)
Ônibus ferroviárias da série M1c do Mediterranea-Calabro-Lucane com engrenagem de acionamento de vários fabricantes italianos simplificados operação ferroviária. (1933)
ABDeh 4/4 303 da Ferrovia Bernese Oberland com uma carroceria autoportante e dois motores de tração instalados transversalmente por bogie (1949)
Diesel hidráulico T 426.0 dos Caminhos de Ferro do Estado da Checoslováquia para as linhas Tanvald - Kořenov e Podbrezová - Tisovec , fabricado pela SGP em Viena- Floridsdorf (1961)
BDeh 4/4 do Luzern-Stans-Engelberg-Bahn com duas relações de transmissão para o 246 - - ‰ cremalheira e 75 kmh velocidade máxima na secção de adesão (1964)
O vagão duplo ABDeh 8/8 da BVZ tem o desempenho de uma locomotiva graças à economia de dois vagões de passageiros. (1965)
Locomotiva diesel - elétrica de cremalheira e pinhão BB 204 da Padangbahn das Ferrovias Estaduais da Indonésia com quatro eixos de transmissão e quatro engrenagens de transmissão para uma carga de 200 toneladas a 70 ‰ (1982)
Engrenagem separada e unidades de adesão
A partir de 1887, a cremalheira foi usada em seções relativamente curtas com um gradiente de não mais que 125 ‰ para superar degraus de vale íngremes com faixas de adesão de bitola estreita. Da virada do século até a Primeira Guerra Mundial, as ferrovias regionais na Alemanha implementaram rotas cada vez mais íngremes como ferrovias de roda dentada, o que levou à construção de grandes locomotivas com roda dentada.
No caso de locomotivas a vapor, o mecanismo de adesão é geralmente usado em todo o percurso. A engrenagem é usada nas seções da cremalheira e do pinhão na subida e na descida e é desligada novamente após sair da rampa íngreme. Como resultado, a adesão e a transmissão foram separadas.
Em locomotivas de bitola estreita para aderência e linhas de cremalheira e pinhão, nem sempre era fácil acomodar os motores. O SLM encontrou uma boa solução com o sistema Winterthur , que permite uma camada externa e um design separado para a adesão e acionamento por engrenagem. Isso permite uma boa acessibilidade e, portanto, uma manutenção mais fácil do motor. Com o aumento do desgaste do pneu, a profundidade do encaixe do dente pode ser facilmente reajustada.
Os dois cilindros de alta pressão abaixo acionam os eixos motrizes de adesão. No modo de adesão, os cilindros inferiores trabalham sozinhos com expansão simples de vapor. O vapor então escapa diretamente para a zarabatana . Nas seções de cremalheira, a locomotiva trabalha em um efeito composto em que o vapor é direcionado após o cilindro de alta pressão de adesão inferior para o cilindro de baixa pressão da engrenagem superior. O diâmetro e o curso do pistão dos quatro cilindros são iguais. Devido à transmissão da engrenagem traseira , a engrenagem funciona duas vezes mais rápido que a unidade de adesão, o que cria a relação de volume correta entre os cilindros de alta e baixa pressão. O efeito composto aproveita melhor o vapor e resulta em menor consumo de carvão. Há um bom equilíbrio entre a engrenagem e a unidade de adesão, o que reduz a derrapagem da unidade de adesão. O martelo a vapor rápido, mas não muito forte, da engrenagem causa um bom desenvolvimento de vapor. Entrar e sair de uma seção da cremalheira é muito fácil porque apenas a válvula de comutação entre o cilindro de alta e baixa pressão deve ser operada. Ao iniciar em uma seção de rack, a pressão da caldeira pode ser direcionada diretamente para o cilindro de baixa pressão.
O sistema Winterthur garantiu um grande número de pedidos de SLM em casa e no exterior. Foi usado em muitas locomotivas a vapor com adesão mista e engrenagens e também foi usado pela fábrica de máquinas de Esslingen .
A HG 2/3 do Appenzeller eléctrico (AST), concebido por Adolf Klose , foi primeiro de quatro cilindros do mundo compósito locomotiva de cremalheira e pinhão . (1889)
A 38 IIIc5 da Bósnia-Herzegovina Estado Railways foram os mais frequentemente construída roda denteada locomotivas do mundo. ( Floridsdorf , 1894)
O sistema de acionamento Winterthur foi usado pela primeira vez no HG 2/4 do enrolamento ASt. (1904)
O 22 HG 3/3 com sistema de acionamento Winterthur provou seu valor na linha de Brünig e na ferrovia Bernese Oberland . (1905)
Kitson-Meyer -Gelenklok a teia trans-andina de Kitson & Co em Leeds com a estrutura externa, manivelas de Hall , quatro eixos de condução, duas engrenagens de accionamento e roda arranjo D '(3zz) (1909)
Seis eixos KkStB 269 da Erzbergbahn com cilindros de baixa pressão interna para as duas rodas de tracção, fabricadas em Floridsdorf (1912)
Locomotiva D1 'da Ferrovia Padang em Sumatra, movida pelo sistema Winterthur e uma engrenagem motriz (1913)
Locomotiva Winterthur do sistema Classe X da Nilgiri Mountain Railway na Índia com quatro eixos acoplados e duas rodas de pinhão (1913)
Série DR 97.5 de cinco eixos para a ferrovia Honau-Lichtenstein cog de Esslingen , Winterthur sistema de transmissão com uma engrenagem de transmissão (1922)
Série 97.4 da Erzbergbahn, a locomotiva a vapor com roda dentada mais potente do mundo com cilindros internos para duas rodas dentadas de transmissão de Floridsdorf (1942)
Quando a Bernese Oberland Railway foi eletrificada em 1914, foi adotado o conceito testado e comprovado das locomotivas a vapor HG 3/3 existentes com adesão e engrenagens separadas. Desta forma, a unidade de adesão apóia a unidade de engrenagem e alivia a cremalheira. Isso é particularmente vantajoso para ferrovias de rack com gradientes moderados de 80-120 ‰, onde uma grande parte das forças de tração pode ser transmitida sem um rack. Drives separados, como haviam sido implementados com sucesso até a década de 1940, permaneceram desinteressantes por um longo tempo porque alguns dos motores de drive antes caros não podiam ser usados nas rotas de adesão relativamente longas. Nesse ínterim, o ambiente técnico mudou. As engrenagens caras e de manutenção intensiva podem ser substituídas por motores de tração assíncronos separados, leves e baratos .
Com uma unidade separada, a velocidade correta da engrenagem de acionamento não é garantida antes de entrar no rack. Um dispositivo de sincronização é, portanto, indispensável no veículo de tração.
CFeh 3/3 do Altstätten-Gais-Bahn com dois motores só para secções de adesão e um motor só por secções de cremalheira e pinhão (1911)
No HGe 3/3 do Bernese Oberland Railway, um motor atua sobre os três eixos juntamente com hastes e uma segunda atos sobre a engrenagem de acionamento. (1914)
Locomotiva dupla E-100 de 85 toneladas da Chilean Transand Railway com quatro motores para acionamento por adesão e dois para acionamento por engrenagem (1927)
Deh 4/6 do SBB para o Brünigbahn (Bo'2zz'Bo ') com quatro motores de rolamento de aderência nos bogies finais e dois adicionais na estrutura de acionamento da engrenagem intermediária (1941)
As locomotivas diesel da série ČSD T 426.0 foram adquiridas em 1961 para operação nas rotas Tanvald - Kořenov e Podbrezová - Tisovec na Tchecoslováquia. As locomotivas diesel-hidráulicas têm duas transmissões de fluido independentes que podem ser ligadas em conjunto na operação por engrenagem.
ABeh 160 "Fink" de três partes do Zentralbahn com dois truques de adesão e dois truques de transmissão. Cada um dos truques de engrenagem tem um eixo de acionamento e um eixo de operação. (2012)
Mais poderoso do mundo Ele 4/4 cremalheira e pinhão locomotiva da MRS Logística tem dois bogies, cada um com dois motores para a adesão e movimentação da engrenagem. (2012)
Unidade diferencial
O acionamento do diferencial para locomotivas de engrenagens / aderências de alto desempenho distribui automaticamente a força de tração para as rodas dentadas e de aderência, aliviando assim a cremalheira. Esta unidade é adequada para ferrovias de rack com um gradiente de até 125 ‰. O torque do motor de tração é como uma engrenagem planetária formada verticalmente, dividida entre o adesivo e a engrenagem. Se as rodas de aderência começarem a girar em más condições , a limitação de deslizamento integrada no acionamento toma medidas corretivas e a força de tração que não pode mais ser transferida para os trilhos é continuamente assumida pelas engrenagens de acionamento.
No modo de travagem, o dispositivo funciona em conformidade e o excesso adesivo da força de travagem é dirigido para a cremalheira. O bloqueio das rodas de adesão é impossível na operação de cremalheira e pinhão.
O drive é rigidamente acoplado nas seções sem rack.
O caro acionamento diferencial não é mais usado em veículos novos, porque os componentes elétricos se tornaram mais baratos com o tempo do que os mecânicos. A separação da adesão e do acionamento por engrenagem permite que os motores de acionamento sejam usados para ambos os acionamentos ao mesmo tempo nas seções do rack.
Carroceria
A tecnologia das ferrovias de montanha é determinada pela otimização do peso. As carrocerias são feitas principalmente de aço em ferrovias de rack puro , porque as várias condições, como z. B. diferentes limites de veículos permitem apenas a construção de pequenos números. No caso de ferrovias com aderência mista e operação com roda dentada, os vagões de passageiros são freqüentemente feitos de alumínio por razões de peso , enquanto as locomotivas são feitas principalmente de estruturas de aço por causa do equipamento de propulsão pesado.
Vagões de passageiros e carga
Basicamente, os vagões das ferrovias de cremalheira não diferem daqueles das ferrovias de adesão. Na Suíça, por exemplo, o mesmo aço leve de bitola estreita e vagões padrão foram entregues para ferrovias de aderência e de engrenagem. A bitola padrão Rorschach-Heiden-Bergbahn assumiu dois carros padrão I da SBB e um carro de controle do Bodensee-Toggenburg-Bahn (BT) . Os carros padrão leves e experimentalmente construídos em alumínio são particularmente adequados para a ferrovia de cremalheira para Heiden. Devido à crescente difusão de várias unidades, o número de vagões de passageiros em ferrovias com roda dentada está diminuindo.
Os vagões de carga também podem ser encontrados em ferrovias dentadas, que se limitam ao transporte de passageiros. O transporte de materiais e ferramentas para os locais de construção, muitas vezes de difícil acesso, muitas vezes não é possível na estrada.
Os vagões de engrenagem são geralmente equipados com uma engrenagem de freio. Em bagagens leves, carros de carga e de empresa , em veículos para transportes especiais e Vorstellwagen possível dispensar o freio de marcha. Os vagões da Rhaetian Railway , que podem ser transferidos para o Matterhorn-Gotthard-Bahn (MGB) e que por sua vez operam em modo de adesão, também possuem um freio de engrenagem. A MRS Logística no Brasil dispensou seus vagões de carga com freio e empurra-os na subida do trecho 104 ‰ de íngreme da ferrovia Santos-Jundiaí .
No caso de trens puxados, cada parte do trem deve poder ser parada e protegida contra fuga em caso de separação do trem . Ferrovias com gradientes de mais de 250 ‰ devem alinhar os vagões no lado da montanha da locomotiva e evitar trens puxados ao subir a montanha. De 1964 a 2010, os trens de passageiros do Luzern-Stans-Engelberg-Bahn operaram como trens de três partes push - pull ou vaivém com locomotivas alinhadas vale abaixo, em que um posto ou vagão de carga leve era permitido no rack íngreme 246 ‰ seção atrás do vagão . Os trens de carga, que raramente circulam, também foram empurrados na subida. Os trens push-pull são empurrados morro acima nas seções do rack, se possível. Se a segurança do descarrilamento não for garantida, a locomotiva é alinhada na encosta da montanha. Além disso, o trem permanece esticado na descida quando a locomotiva é freada eletricamente . O Matterhorn-Gotthard-Bahn não precisa mudar a locomotiva quando seus trens push-pull trafegam pelo Passo Oberalp no topo do passe; os trens circulam na mesma formação ao longo de todo o trajeto.
Os vagões ferroviários comuns podem circular em ferrovias de pinhão e cremalheira de bitola padrão que funcionam com os dispositivos usuais de puxar e empurrar . Isso costumava ser comum em muitos lugares e na Alemanha era permitido em seções de rack com uma inclinação de até 100 ‰. O Rorschach-Heiden-Bergbahn (RHB) com inclinação de 93,6 ‰ transportou vagões de carga UIC até a década de 1990 , que foram empurrados morro acima devido à falta de uma engrenagem de freio. Em trens com vários carros sem freio de caixa, o RHB alinhava carros com caixa de freio.
Os freios de marcha dos carros são descritos na seção Engrenagem das marchas na cremalheira .
Carro padrão II do MGB . Várias folhas adesivas também adquiriram o mesmo tipo de carro.
Carro-tanque do MGB. A engrenagem do freio está no eixo direito.
Vagão de lastro do Zugspitzbahn . A cabine do guarda - freio indica que ela é usada como um carro introdutório.
Carro de apresentação Arth-Rigi-Bahn . Há apenas um para-choque no final do bonde no lado da montanha.
Segurança e Freios
A construção e operação de roda dentada e outras ferrovias são regulamentadas na Suíça pela Portaria Ferroviária e suas disposições de execução. Como não há regulamentações detalhadas para ferrovias de rack em outros países, quase todas as ferrovias e autoridades em todo o mundo aceitam as regulamentações suíças como vinculativas.
permitir
Como as autoridades licenciadoras fora da Suíça raramente precisam lidar com veículos com engrenagens , é comum há décadas que o Escritório Federal de Transporte da Suíça (BAV) realize o novo licenciamento da peça relacionada à roda dentada como uma opinião de especialista . Isso foi então reconhecido pela autoridade licenciadora responsável, como agora é possível com veículos de adesão como parte de um procedimento de aceitação cruzada . Como a BAV não pode mais emitir relatórios de especialistas, uma aprovação de tipo suíça foi solicitada pela BAV para a locomotiva de montanha 19 do Zugspitzbahn da Baviera, que foi entregue em 2016 , que foi verificada por um especialista independente e submetida ao alemão Autoridade Ferroviária Federal .
Freios
Os freios desempenham um papel essencial na segurança das ferrovias de montanha. Se o freio de serviço falhar, o trem deve ser parado com um dos sistemas de reserva mecânica com pelo menos 0,3 m / s² . Um trem desacoplado por apenas alguns segundos seria tremendamente acelerado devido à deriva na descida e rapidamente não poderia mais ser mantido sob controle. O curto tempo de reação impossibilita o uso de válvulas de controle de acordo com o padrão UIC .
Se a inclinação exceder 125 ‰, os veículos de pinhão e cremalheira devem ser equipados com pelo menos um freio de inércia e dois freios de parada independentes. No caso de veículos de tração com bogies , os dois freios de parada independentes são concebidos como freios de engrenagem ou no eixo do motor e como freios de engrenagem (ver figuras na seção sobre veículos de tração elétricos e diesel-elétricos ), um dos quais deve ser infinitamente ajustável. O outro serve como um "freio de emergência" e tem que fazer o trem parar sem os freios de qualquer vagão em funcionamento. No entanto, as forças tampão no Zugspitze não devem ser muito grandes para evitar o descarrilamento. Para evitar forças de frenagem excessivas, ambos os sistemas de frenagem devem ser impedidos de responder. Os veículos para aderência mista e tráfego de roda dentada também são equipados com um freio de aderência . Em inclinações de no máximo 125 ‰, o freio automático de todo o trem pode ser usado como freio de parada ajustável ou o freio de parada não ajustável pode ser suportado pelo freio de resistência.
O freio de inércia inclui freios de recuperação , freios de motor , freios hidráulicos e freios de contrapressão . Um freio de resistência independente da catenária permite que a rota seja limpa no caso de uma falha de energia. O freio mecânico normalmente não pode ser projetado como um freio de inércia porque a energia potencial do trem a ser convertida em calor sobrecarregaria termicamente os freios. Os freios de inércia também devem funcionar se houver falha na alimentação ou no motor diesel. Cada freio de parada deve, por si só, ser capaz de paralisar o trem na maior inclinação com o peso máximo do trem. As forças de frenagem são um fator importante de segurança contra descarrilamento. Como freios de parada inesgotável de novos veículos que vêm primavera - freios de banda são usados.
No caso de inclinações unilaterais, um freio de parada é geralmente construído como um freio de catraca dependente da direção. Ele só freia na descida. Ao dirigir em aclives, o freio de catraca aplicado é liberado por um mecanismo de catraca e evita que o trem role para trás. Ao descer um declive, o freio de catraca liberado pode ser usado como um freio normal a qualquer momento.
Que a cremalheira é pelo menos tão importante para frear quanto para subir foi demonstrado em 1995 e 2005, quando uma locomotiva de adesão Ge 4/4 III da Rhaetian Railway escalou o passo Oberalp 110 ‰ por conta própria. Para estar no lado seguro, uma locomotiva com roda dentada na parte traseira foi dada para frenagem. Os veículos de tração para seções de aderência com um gradiente de mais de 60 ‰ são equipados com freios magnéticos ou de correntes parasitas .
Os freios de engrenagem dos vagões são descritos na seção Engate das rodas dentadas na cremalheira .
Freio de inércia autoexcitado para veículos conversores
No início, houve hesitação em construir veículos com rodas dentadas com acionamentos conversores trifásicos . Se um conversor ou seu controle eletrônico tivesse falhado, o trem teria parado com freios mecânicos em um declive e um veículo de serviço reserva teria que ser solicitado. Porque a ocupação ilegal de longas linhas e as rotas -führung frequentemente em áreas desabitadas e inacessíveis, não abordamos esse risco.
A solução é para desligar os motores de tracção a partir do conversor, no caso de uma falha e para ligar cada fase dos trifásicos motores assíncronos para um circuito RC . Os três circuitos RC consistem nos resistores de frenagem e nos capacitores do filtro de entrada do conversor. Assim que os motores começam a girar, eles se emocionam e geram uma força de frenagem. Este freio elétrico não pode ser regulado. Sua velocidade se estabiliza em valores que dependem da inclinação e do peso do trem. O freio mecânico é usado para parar. O circuito deve ser projetado de forma que o trem desça um pouco mais devagar do que em operação normal. Este circuito de autoexcitação, que também é usado em pequenas usinas, foi testado em testes com o JB He 2/2 10 da Jungfrau Railway em 1992 e foi usado pela primeira vez em 1995 no He 2/2 31 e 32 de a Ferrovia Wengernalp.
Segurança de descarrilamento
Em marcha lenta, o veículo só pode ser travado engatando a cremalheira. O engrenamento deve, portanto, ser garantido em todas as condições possíveis, tais como fortes ventos cruzados , diferentes coeficientes de atrito , frenagem de emergência ou falha do freio em uma parte do trem. As forças que ocorrem ao frear durante a descida carregam os conjuntos de rodas dianteiras e aliviam os conjuntos de rodas traseiras. Junto com o elevador de dentes, o alívio do conjunto de rodas traseiras pode exceder a força do peso em caso de travagem brusca e levantar o veículo dos trilhos. Como essa situação perigosa deve ser evitada, os freios não devem ser muito fortes.
No caso de cremalheiras com engate vertical dos dentes, a má lubrificação resulta em uma força direcionada perpendicularmente ao plano do trilho, o dente levanta. Tem a tendência de levantar o veículo dos trilhos e nunca deve superar o peso do veículo. A cremalheira deve ser bem lubrificada para que o risco de descarrilamento não se torne muito grande.
No caso de trens empurrados e puxados, o comprimento dos trens é limitado. A carga do trem exerce uma força sobre a locomotiva na altura do acoplamento . Essa força longitudinal e a diferença de altura entre o engate e a cremalheira produzem um torque no veículo de tração que, além da elevação do dente, o alivia na encosta da montanha e pode prejudicar a segurança contra o descarrilamento. Em curvas fechadas, esse risco é agravado por forças laterais. Nessas situações, a formação de trens com acoplamentos de amortecimento central rígidos , como tipo + GF + ou Schwab, é mais vantajosa do que o acoplamento de compensação usado pela Ferrovia Matterhorn-Gotthard com amortecedores centrais fixados na carroceria.
Em caso de incêndio no coletor do motor de tração ou em caso de curto-circuito , podem surgir forças excessivas que põem em risco a estabilidade do veículo de tração. Para evitar isso, embreagens deslizantes são instaladas entre os motores de tração e as engrenagens de transmissão . Este dispositivo não é necessário quando um motor trifásico é usado porque seu torque máximo é conhecido.
Originalmente, a segurança do descarrilamento foi comprovada usando o método de Borgeaud. A segurança deve também com a sobreposição de situação crítica, z. B. A descida em curva com travagem dupla e ventos laterais pode ser garantida. Na década de 1970, devido às possibilidades da época, algumas simplificações, mas também negligências, foram feitas no método de Borgeaud. Hoje, a prova é fornecida com um cálculo computacional , com um fator de segurança de 1,2 sendo usado como regra . O método anterior de Borgeaud não é mais o estado da arte.
Torção de pista em curvas de pista inclinadas
A torção da pista em curvas inclinadas da pista, abreviadamente chamada de torção helicoidal , ainda não foi levada em consideração nos regulamentos sobre segurança de descarrilamento . Em trilhos curvos, a inclinação do trilho externo é menor que a do interno. Se houver um bogie nessa seção da via, a roda externa do eixo superior é aliviada e, em casos extremos, levantada do trilho. A torção da hélice é desprezível para inclinações de até 40 ‰. No caso de inclinações maiores, entretanto, pode ultrapassar os valores máximos da torção de superelevação . Se as duas torções se sobrepõem, existe o risco de descarrilamento, dependendo das condições de contorno. Em muitos programas de computador usados para alinhamento de pista, a torção da hélice não é levada em consideração.
A superposição de torção helicoidal e torção de superelevação poderia ser evitada se a torção de superelevação fosse construída antes da curva de transição . Embora houvesse uma inclinação na seção da via reta sem forças centrífugas , a influência no conforto da viagem seria pequena, porque em ferrovias de montanha apenas uma ligeira inclinação é construída devido às baixas velocidades.
Na construção dos trilhos das ferrovias de montanha, não apenas a torção de superelevação, mas também a torção helicoidal independente ou a torção total teriam que ser limitadas. Com as rotas existentes, no entanto, dificilmente é possível adaptar gradientes ou raios de curva aos novos regulamentos. Nesse caso, a torção da hélice existente teria que ser levada em consideração no projeto do veículo.
Vigilância
Porque se os freios de parada mecânica estiverem sobrecarregados, existe o risco de os freios falharem devido ao aquecimento, é particularmente importante monitorar a velocidade de condução ao dirigir em declives. Um freio mecânico é aplicado e o trem é parado mesmo se o limite for ligeiramente excedido. Outras condições importantes para o funcionamento dos freios também são monitoradas. Deve ser evitada a sobrerrenagem por meio da atuação simultânea de ambos os freios de parada mecânica. Ferrovias com operação combinada de engrenagem e adesão são equipadas com monitoramento do modo de operação . Ímãs de esteira ou Eurobalises monitoram as entradas e saídas do rack para ver se o maquinista alterou corretamente a mudança de regime entre aderência / marcha ou vice-versa na mesa do maquinista. Com a alternância do modo de operação, são feitas alterações de função extensas e parcialmente relevantes para a segurança no veículo de tração.
O controle de segurança , o controle de velocidade excessiva, o monitoramento do modo de operação ou outro monitoramento técnico podem acionar automaticamente a frenagem rápida .
Sistemas de segurança e sinalização
Os sistemas de segurança e sinalização de ferrovias puras com roda dentada são adaptados às condições locais e freqüentemente diferem daqueles das ferrovias principais . Dependem das velocidades permitidas, da densidade do trem e dos pontos de cruzamento nas linhas de via única. Freqüentemente, são permitidas corridas de acompanhamento de vários trens à vista (veja a figura à direita na seção Vantagens e Desvantagens ). Como os desvios da cremalheira e do pinhão geralmente não são acessíveis, faz sentido fornecer um sinal claro contra deslocamento em desvios posicionados incorretamente. Devido às baixas velocidades nas seções do rack, os sinais distantes geralmente não são necessários se os sinais principais forem suficientemente visíveis. O bloco de seção normalmente serve apenas como proteção contra movimento . No caso de sistemas mais novos, as vagas de via são geralmente relatadas por meio de contadores de eixo , porque os circuitos de via podem não ser confiáveis devido às cargas por eixo, às vezes pequenas , dos veículos de construção leve e à falta de transmissão de força de tração por meio dos trilhos. Portanto, eles tendem a ser sujos por resíduos de lubrificantes, pólen e folhas caídas. No entanto, também existem rotas de roda dentada puras com detecção de vagas de via por circuitos de via, por exemplo, a ferrovia de roda dentada Štrba - Štrbské Pleso nos Altos Tatras . O ceticismo que prevaleceu na Suíça por muitos anos sobre os sistemas de detecção de vagas nos trilhos com contadores de eixo pode ter apoiado a antiga renúncia aos sistemas de segurança em algumas ferrovias com roda dentada. No entanto, o risco de colisão nas seções do rack é menor do que com bandas adesivas. As baixas velocidades e a transmissão de força adequada conduzem a distâncias de travagem mais curtas e, com os sistemas de via frequentemente bem definidos, aumenta a probabilidade de que, em caso de erro, os comboios possam parar antes de uma colisão. A operação é mais manejável, pelo menos com ferrovias de roda dentada pura, porque o rádio do trem com chamada de voz aberta em vez de seletiva , o pessoal ferroviário é informado de todos os desvios operacionais.
A operação de acompanhamento do trem com viagem à vista de ferrovias de roda dentada pura leva a ajustes nos sistemas de sinalização. Como os sinais na ferrovia Wengernalp especificam apenas a carteira de motorista e não a velocidade permitida, todas as rotas são exibidas com o termo de condução 1 . Os disparos a seguir são sinalizados com base no sinal de ocupado com uma barra horizontal laranja que está integrada ao sinal principal .
Sinal principal | significado |
---|---|
Termo de condução 1 no sinal do tipo L para operações de trem de acompanhamento na ferrovia Wengernalp | |
Imagem do sinal para seguir outro veículo , inspirada no sinal de ocupado | |
Parada do aspecto do sinal no tipo de sinal L para acompanhamento da operação do trem |
Ao sair da estação, um contador de eixos registra o número total de eixos em todos os trens subsequentes. No sinal de saída, o trem seguinte é mostrado o sinal para uma viagem de acompanhamento. Na próxima estação, um contador de eixos conta os eixos de entrada. Somente quando o número total de eixos chegar, a licença poderá ser alterada para habilitar a rota para trens na direção oposta. Isso significa que não há necessidade de sinalizar os trens subsequentes nos próprios trens.
Com o sistema de controle de trens ZSI 127 , existe um sistema desde 2003 que cobre os requisitos de segurança de ferrovias de adesão mista e de engrenagem. O sistema de monitoramento do modo de operação de aderência / rack está integrado no sistema de proteção de trens ZSI 127 e o monitoramento da velocidade é realizado com uma precisão de ± 1 km / h. O ZSI 127 é construído com componentes ETCS , em particular com dispositivos de bordo Eurobalises , Euroloops e ETCS. Uma unidade de controle na cabine do motorista de acordo com o padrão ETCS ( Driver Machine Interface ) teve que ser dispensada porque muitas vezes não há espaço suficiente nas cabines estreitas dos veículos de bitola estreita. Por causa do rack no meio da pista, as balizas estão descentralizadas. ZSI 127 é usado pela ferrovia Zentralbahn e Bernese Oberland . Em 2013, o Federal Office of Transport estabeleceu um novo desenvolvimento do sistema ZSI 127 como o padrão para todas as ferrovias suíças de bitola estreita, incluindo aquelas com uma unidade de adesão pura.
função | ZSI 127 | ETCS nível 1 |
---|---|---|
Modo operacional de monitoramento de adesão / rack | integrado | indisponível |
Gradação de velocidade | 1 km / h | 5 km / h |
Sinalização do táxi do motorista | não (apenas dispositivo de controle e exibição) | sim ( interface de maquinista ) |
Posição da Eurobalises | fora do centro (para ferrovias de rack) | no meio entre os dois trilhos |
Partida prematura se o sinal indicar uma parada | mesmo depois de virar | apenas com um laço ou balizas adicionais, não depois de virar |
Operação
A operação das esteiras com adesão e transmissão mista não difere fundamentalmente das pistas de adesão pura. No entanto, os regulamentos para a formação do trem devem ser observados a fim de garantir a segurança contra descarrilamento .
Uma característica especial de muitas ferrovias de roda dentada puras são as operações subsequentes de trens com viagens à vista , bem como entradas simultâneas em uma estação de trem. No caso de ferrovias dentadas com tráfego intenso, tornou-se necessário garantir as rotas de via única por meio de um bloco de rota. Ao mesmo tempo, as operações ferroviárias de acompanhamento tiveram de ser mantidas, porque os trens de engrenagem só podem ser acoplados de forma limitada para garantir a segurança contra descarrilamento. Os sistemas de segurança de tais ferrovias são projetados de tal forma que vários trens podem viajar livremente em uma direção.
A base para a segurança das ferrovias de cremalheira é a boa manutenção dos sistemas e veículos, bem como a conformidade com os sofisticados regulamentos técnicos e operacionais.
Resultados operacionais
Ferrovias de rack misto
O desenvolvimento dos resultados operacionais é mostrado com base nas ferrovias de montanha suíças bem documentadas . O Visp-Zermatt- e Berner Oberland-Bahn eram decididamente ferrovias turísticas e pago fora respeitáveis dividendos até 1913 , que atingiu 7 a 8 por cento nos melhores anos. O Brünigbahn Lucerne - Interlaken, o Stansstad-Engelberg-Bahn e o Aigle-Leysin-Bahn abriram destinos turísticos e foram lucrativos . As outras ferrovias de roda dentada mista na Suíça, por outro lado, tinham problemas financeiros temporários ou permanentes mesmo antes da Primeira Guerra Mundial. A ferrovia Bex-Villars-Bretaye e a ferrovia Leuk-Leukerbad , que foi descontinuada em 1967, dependiam de subsídios de suas próprias obras de eletricidade.
A partir de 1914, a situação financeira de todas as ferrovias escureceu rapidamente. O negócio tornou-se deficitário e também não se recuperou na década de 1920. O balanço patrimonial de muitas ferrovias teve de ser reestruturado, com partes significativas do capital social sendo baixadas . A Ferrovia Brig-Furka-Disentis , que entrou em operação em 1915, sempre enfrentou dificuldades financeiras e faliu em 1924 . Seu sucessor, o Furka-Oberalp-Bahn , também recebeu importância militar. Mas financeiramente, mesmo depois da reforma em 1925, as coisas nunca pareceram boas com ela.
Após a Segunda Guerra Mundial , a ferrovia St. Gallen-Gais-Appenzell se fundiu com a ferrovia Altstätten-Gais . A Monthey-Champéry-Morgins-Bahn e, em 1961, a Schöllenenbahn também se fundiram com empresas vizinhas e se beneficiaram do apoio federal estabelecido na Lei de Auxílio às Ferrovias Privadas . Na Alemanha, as ferrovias St. Andreasberger Kleinbahn e Honau - Lichtenstein foram fechadas. O Stansstad-Engelberg-Bahn com o Loppertunnel foi estruturalmente renovado em 1964 , o Furka-Oberalp-Bahn com o Túnel da Base da Furka em 1982 e o Lucerne-Stans-Engelberg-Bahn com o Túnel Engelberg em 2010 . Na Áustria, as comunidades vizinhas assumiram o controle de Achenseebahn em 1979 e reabilitaram a linha plana com a ajuda dos governos federal e estadual .
Hoje, as ferrovias de rack misto na Suíça, como as outras ferrovias regionais de passageiros , dependem de compensação . Apenas as ferrovias BVZ e WAB que levam aos centros turísticos sem carros de Zermatt e Wengen gerariam lucros, mesmo sem subsídios. Na Alemanha, o Wendelsteinbahn depende de pagamentos de compensação. A Zugspitzbahn da Baviera, filiada à concessionária municipal Garmisch-Partenkirchen , gera lucros menores graças à rota de montanha, caracterizada pelo turismo. Por meio de fusões, as sinergias podem ser utilizadas e os custos são reduzidos. Ferrovias de bitola de quatro metros no oeste da Suíça operam sob a égide da Transports Publics du Chablais desde 1999 . O Matterhorn-Gotthard-Bahn , fundado em 2003, opera em uma rede de 144 km, o Zentralbahn , formado em 2005, tem 98 km de extensão. A Appenzeller Bahnen , que existe desde 2006, opera ferrovias de cremalheira com três calibres diferentes.
Ferrovias de engrenagem pura
Os custos de construção das ferrovias de rack puras construídas entre 1871 e 1912 foram geralmente definidos muito baixos, mas os números de frequência excederam as expectativas. Até a virada do século, o retorno foi geralmente bom. O Vitznau-Rigi-Bahn foi extraordinariamente bem-sucedido, alcançando um retorno anual de cerca de 13% em média de 1871 a 1890.
A competição surgida de novos edifícios reduziu os lucros . O Arth-Rigi-Bahn não pôde aproveitar o sucesso financeiro do Vitznau-Rigi-Bahn e praticamente não houve dividendos . As ferrovias Generoso , Brienz-Rothorn e Brunnen-Morschach estavam financeiramente próximas do abismo até o início da Segunda Guerra Mundial. A ferrovia da montanha Rorschach-Heiden sobreviveu aos anos de guerra e crise comparativamente bem apenas graças ao tráfego de carga. As ferrovias Pilatus , Gornergrat e Jungfrau eram as ferrovias mais caras da Suíça em termos de tarifa por quilômetro. Por causa de suas tarifas exorbitantes em comparação com a receita da época, as duas primeiras ferrovias mencionadas foram capazes de distribuir dividendos de 4 a 7 por cento do capital social todos os anos até 1913 . O encargo de juros dos custos de construção extremamente elevados da Ferrovia Jungfrau possibilitou apenas dividendos modestos. Os investimentos adicionais feitos por muitas ferrovias para tração elétrica refletem o otimismo que prevalecia na indústria do turismo antes da Primeira Guerra Mundial.
As duas guerras mundiais e as crises entre elas atingiram as ferrovias turísticas com grande severidade e os resultados operacionais caíram profundamente no vermelho. Na Áustria, o Kahlenbergbahn e o Gaisbergbahn tiveram que desistir após a Primeira Guerra Mundial, na Suíça o tráfego de passageiros do Brienz-Rothorn-Bahn foi interrompido. Um vislumbre de esperança foi o esporte de inverno emergente , que aumentou o número de passageiros, mas exigiu extensões para as operações de inverno. Após a Segunda Guerra Mundial, o Petersbergbahn e o Barmer Bergbahn tiveram que parar de operar na Alemanha, e o Niederwaldbahn foi substituído por um teleférico .
Hoje, a situação financeira de cada empresa é diferente. As webs Pilatus alcançaram um fluxo de caixa médio 2011-2016 de 6,6 por cento, o conjunto de trajetória virgem de 6,2 por cento. A Ferrovia Jungfrau se beneficia da maioria dos passageiros da Ásia que viajam para Jungfraujoch mesmo com mau tempo. As outras ferrovias, também na Alemanha e na Áustria, têm pouco ou nenhum lucro. Por volta da virada do milênio, foi examinado se o Arth-Rigi-Bahn e parte do Wengernalpbahn deveriam ser substituídos por teleféricos mais baratos .
Acidentes
Apesar do considerável potencial de risco devido ao grande declive, as ferrovias de cremalheira e pinhão são um meio de transporte muito seguro hoje. No passado, houve vários acidentes graves com várias mortes. Em 1883, um trem de carvão rolando para trás descarrilou na ferrovia da fábrica em Salgótarján (Hungria) porque os dentes da engrenagem motriz da locomotiva de um trem subindo a colina quebraram. Em 1907, um trem de carga viajando pelo vale descarrilou do Brohltalbahn com transporte de passageiros e caiu em um aterro ferroviário. Em 1958, o acidente ferroviário no Drachenfels , devido a um erro operacional do pessoal da locomotiva, custou 18 vidas. Em 1964, um trem da Rittner Bahn que descia no Tirol do Sul descarrilou devido à má manutenção da superestrutura e dos veículos. Em 1967, a locomotiva descarrilou um trem em execução em declive da Mount Washington Cog Railway e caiu de lado, e então o Vorstellwagen totalmente ocupado não diminuiu até que o descarrilamento começou.
história
pré-história
A invenção da transmissão para ferrovias remonta aos primórdios das locomotivas a vapor :
Em 1804, Richard Trevithick construiu a primeira locomotiva a vapor do mundo para a Merthyr Tramroad no Pen-y-Darren Ironworks perto de Merthyr Tydfil no País de Gales , Grã-Bretanha . No entanto, esta locomotiva era muito pesada para os trilhos de ferro fundido, que foram projetados para vagões puxados por carroças puxadas por cavalos. Como os trilhos continuavam quebrando, as operações foram interrompidas depois de alguns meses.
Em 1811, John Blenkinsop obteve a patente número 3431 na Inglaterra por sua invenção de dirigir locomotivas a vapor usando rodas dentadas que se engrenavam com cremalheiras dentadas que eram fixadas do lado de fora e paralelas ao trilho. A primeira ferrovia dentada do mundo não foi projetada por ele para superar inclinações íngremes, mas funcionava como uma ferrovia industrial da mina de carvão em Middleton para Leeds, na Inglaterra. Ele começou a operar em 12 de agosto de 1812.
Em 1814, George Stephenson construiu a locomotiva Blücher para a mina de carvão Killingworth, que tinha rodas de aço com flange e era acionada em trilhos de aço apenas por adesão . A partir de então, esse sistema passou a ser geralmente aceito.
Em 1848, uma linha íngreme de 60 ‰ da ferrovia Madison & Indianapolis foi colocada em operação, para a qual o americano Andrew Cathcart desenvolveu uma cremalheira lamelar de ferro fundido e uma locomotiva correspondente. A cremalheira Cathcart foi colocada no meio da pista e antecipou a cremalheira lamelar que é comum hoje. O sistema foi provado por vinte anos, até que tais inclinações pudessem ser superadas com locomotivas comuns. Em 1868, a linha foi mudada para operação de adesão com uma locomotiva especialmente projetada.
O princípio da transmissão por engrenagem foi retomado quando a natureza foi aberta ao turismo na década de 1860 e as ferrovias deveriam escalar montanhas.
Ferrovias no Monte Washington e Rigi
A primeira ferrovia de montanha do mundo com transmissão por roda dentada foi construída por Sylvester Marsh em 1866 . Ele escala o Monte Washington , New Hampshire , EUA , e foi inaugurado em 1869. A ferrovia com uma largura de linha de 1422 milímetros ainda está em operação hoje, superando uma diferença de altura de 1097 metros em um comprimento de 4,8 km e tem um gradiente máximo notavelmente grande de 374 ‰.
Niklaus Riggenbach , originalmente da Alsácia , recebeu a primeira patente de sua ferrovia de cremalheira na França em 1863. Ele rastreou a invenção até sua experiência como gerente técnico da linha Hauenstein com um gradiente de 26 ‰, onde o giro das rodas motrizes nem sempre poderia ser evitado, mesmo com o espalhamento de areia . Em 1869, ele soube que Marsh estava construindo uma ferrovia até o Monte Washington. A Ferrovia Vitznau-Rigi , projetada por Riggenbach, foi inaugurada em 21 de maio de 1871 e é a primeira ferrovia de montanha com acionamento por roda dentada da Europa. Ele lidera com um gradiente máximo de 250 ‰ de Vitznau, na Suíça, no Lago Lucerna, até o Rigi . A ferrovia terminava inicialmente na fronteira do cantão de Lucerna , já que as concessões eram feitas pelos cantões da época. Não foi senão dois anos depois que atingiu o ponto final de hoje, Rigi Kulm. Riggenbach também se preocupou com a construção do Rigibahn para demonstrar as vantagens da ferrovia de cremalheira sobre as ferrovias de adesão . Suas propostas, por meio dos Alpes , como a planejada Gotthard Railway, para construir uma ferrovia com engrenagem, entretanto, provaram ser um erro de cálculo. A ferrovia de obras para a pedreira Ostermundigen , também construída por Riggenbach, foi inaugurada em 6 de outubro de 1871. No entanto, o início das operações é polêmico.
Ascensão das ferrovias de rack
O Rigibahn foi um sucesso técnico e comercial retumbante. Isso deu início a um crescimento na construção de ferrovias de cremalheira no início da década de 1880. As primeiras ferrovias dentadas na Áustria-Hungria foram a Kahlenbergbahn , inaugurada em 7 de março de 1874, e a Schwabenbergbahn em Budapeste, que começou a operar em 24 de junho de 1874. A ferrovia de montanha Rorschach-Heiden no leste da Suíça foi aberta ao tráfego em 6 de setembro de 1875 como a primeira ferrovia com tráfego de passageiros não turísticos .
A primeira ferrovia de roda dentada na Alemanha foi a ferrovia de roda dentada da siderúrgica de Wasseralfingen , que entrou em operação em 1876 . As duas ferrovias de cremalheira subsequentes, a mina Friedrichssegen perto de Bad Ems an der Lahn e a mina Kunst perto de Herdorf em Siegerland, eram ferrovias de minas . Em 1883, a Drachenfelsbahn, a primeira ferrovia pública com roda dentada, entrou em operação e ainda está em operação hoje. Possui uma inclinação de 200 ‰.
Na época da Primeira Guerra Mundial, um total de mais de cem ferrovias de cremalheira foram colocadas em operação, a maioria das quais na Europa. A ferrovia mais íngreme do mundo com um gradiente máximo de 480 ‰ é a Pilatusbahn , que foi inaugurada em 1889 e vai das margens do Lago Lucerna ao Pilatus. Para esta ferrovia, Eduard Locher desenvolveu um sistema de engrenagem especial com o seu nome.
As primeiras ferrovias de cremalheira eram operadas exclusivamente com locomotivas a vapor . No decorrer da década de 1890, foi introduzida a tração elétrica , que rapidamente ganhou importância. Após a Primeira Guerra Mundial, houve um declínio no número de ferrovias dentadas porque a operação da roda dentada foi substituída por unidades de adesão ou porque o tráfego foi interrompido. Muitas ferrovias, que originalmente eram movidas a vapor, foram eletrificadas, com algumas das locomotivas a vapor sendo substituídas ou complementadas por veículos de tração a diesel . A renovação do material rodante ao longo dos anos tem aumentado a eficiência e a atratividade das ferrovias de cremalheira modernizadas, como mostram alguns exemplos:
A ferrovia de cremalheira Štrba - Štrbské Pleso nos Altos Tatras, na Eslováquia, foi cancelada em 1931, mas reaberta em 1970.
Os primeiros vagões com roda dentada do mundo com acionamento diesel-hidráulico entraram em operação na Pike's Peak Railway, no Colorado, em 1976 .
A ferrovia do Corcovado, no Rio de Janeiro, começou a operar com novos vagões após uma reforma completa em 1979.
Em 1992, a Schafbergbahn recebeu novas locomotivas a vapor 999.2 para aumentar a atratividade turística.
Desde 1999, viajar no -snow-montanha Bahn salamandra trens com locomotivas diesel-hidráulica Hunslet-Barclay Ltd .
Em 2004, a Wengernalp Railway em Bernese Oberland adquiriu vagões panorâmicos de cremalheira e pinhão .
O material rodante da linha Diakopto - Kalavryta no Peloponeso foi modernizado em 2007 com quatro unidades múltiplas a diesel BDmh 2Z + 4A / 12 .
Os GTWs de roda dentada Stadler são usados no Panoramique des Dômes na França, que foi descontinuado em 1925 e reaberto em 2012 .
No século 20, novas rotas dentadas foram criadas por meio da renovação e expansão de funiculares , como a ferrovia Lausanne - Ouchy com roda dentada , a Dolderbahn em Zurique ou um túnel em Lyon, que agora está integrado à rede de metrô urbana . Em 1987, o Perisher foi aberto ao tráfego na Austrália em 1987 para abrir uma área de esqui. Em 1990, devido à construção de uma barragem, um trecho da linha de Ikawa , que anteriormente funcionava como ferrovia de adesão pura, foi realocado e equipado com uma cremalheira.
Em contraste, desde a década de 1920, muitas rotas com seções de rack com inclinações de até cerca de 70 ‰ foram convertidas para operação de adesão pura. Isso foi possível devido aos avanços na construção de locomotivas, maiores cargas por eixo devido a uma superestrutura mais estável e o uso generalizado de freios a ar comprimido contínuos, automáticos e de liberação múltipla . A Ferrovia Halberstadt-Blankenburg proporcionou conquistas pioneiras nesta área com sua linha Blankenburg - Tanne (na época "Ferrovia Harz", mais tarde chamada Ferrovia Rübeland ). Mesmo como minas e ferrovias industriais, não existem mais ferrovias dentadas. Eles foram substituídos por correias transportadoras e transportadores sem rastros.
Veja também
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