Zahnstange System "Riggenbach" für die Spur 1 im Massstab 1:32 

 

Geschichte Das Zahnstangen System Riggenbach wurde vom Schweizer Ingenieur Niklaus Riggenbach 1863 in Frankreich patentiert. Niklaus Riggenbach, dessen Familie ursprünglich aus dem schweizerischen Rünenberg (Kanton BL) stammt, wurde 1817 im elsässischen Gebweiler - heute Guebwiler - geboren. Nach dem frühen Tod seines Vaters ging seine Mutter mit den Geschwistern zurück nach Basel. Niklaus Riggenbach absolvierte eine Lehre als Mechaniker. Durch den Besuch von Abendkursen erwarb er sich zusätzlich Kenntnisse in Mathematik und Physik. 1939 kam er nach Paris wo er der Eröffnung der Bahnlinie Paris–St. Germain beiwohnte und sich dabei dafür entschloss - sich dem Bau von Lokomotiven zu widmen. 

Niklaus Riggenbach ©Autor unbekannt - Bild Wikipedia

1840 trat er eine Stelle bei der Keßler'schen Maschinenfabrik in Karlsruhe an wo er  bald Werkführer und Geschäftsleiter wurde. In dieser Stellung war er unter anderem für die Konstruktion von über 150 Lokomotiven verantwortlich. Eine dieser Maschinen war auch die „Limmat“, eine der vier Lokomotiven, der am 9. August 1847 eröffneten Spanisch-Brötli-Bahn. Die "Limmat" wird noch Heute oft mit dem Adler verwechselt, der Adler mit der Achsfolge 1A1 stammt aus dem Jahre 1835 und wurde von Stephenson an Company in Newcastle gebaut.  

Als 1853 der Bau der Bahnlinie Basel–Olten begann, wählte ihn die Schweizerische Centralbahn zum Chef der Werkstätte. Bei Reisen durch Europa und England untersuchte er an Dampflokomotiven deren Prinzip, das er anschliessend verbesserte oder optimierte. Verschiedene Verbesserungen im Eisenbahnwesen tragen seinen Namen. 1856 wurde er Chef der neuen Centralbahn Hauptwerkstätte in Olten, dem noch heutigen Knotenpunkt des mittlerweile verstaatlichten Schweizer Streckennetzes. Unter seiner Führung entwickelte sich diese Werkstätte zu einer der grössten Maschinenfabriken des Landes. 

Immer wieder bereitete Riggenbach die schwache Adhäsion von Lokomotiven auf steilen Strecken Sorgen. Nach vielen Versuchen fand er heraus, dass steile Strecken effizienter befahren werden könnten, wenn man zwischen die Schienen zusätzlich eine Zahnstange einbaute, in die ein an der Lokomotive montiertes, gezähntes Rad eingreift. Am 12. August 1863 erteilte ihm Frankreich das Patent für ein Zahnstangensystem - die nach ihm benannte Zahnstange Riggenbach. Von 1869 bis 1871 baute er zusammen mit den Ingenieuren Ferdinand Adolf Naeff und Olivier Zschokke eine Zahnradbahn von Vitznau auf die Rigi - die Vitznau-Rigi-Bahn - mit diesem Zahnstangen System. 

Kiss Modellbahnen Schweiz Zahnstange nach System Riggenbach in einem Märklin - Hübner Gleis montiert

Das Zahnstangensystem Riggenbach zeichnet sich durch ein durchgehendes Zähneband wischen zwei U-förmigen Stahlprofilen aus. Die trapezförmige Zähne sind als Sprossen eingesetzt, was eine Evolventenverzahnung und damit eine konstante Kraftübertragung ermöglicht. Ursprünglich waren die Zähne genietet, heute werden sie geschweisst. Untersuchungen zeigten, dass die gewählte Zahnform optimal war. Deren Flankenwinkel wurde später auch für andere Zahnstangenbauarten übernommen. Die Zahnstange System-Riggenbach ist wegen ihrer massiven Konstruktionsweise robust und lässt sich mit einfachen Mitteln fertigen. Sie erreichte die zweitgrößte Verbreitung aller Systeme. Bei den 1871 bis 1875 in Betrieb genommenen Bahnen auf die Rigi, reicht die Oberkante der Zahnstange über die Schienenoberkante. Dadurch sind besondere Vorkehrungen bei Weichen nötig. Entweder müssen Schienenstücke und Zahnstangenteile weggeschwenkt und andere wieder eingeschwenkt werden oder ganzen Fahrbahnteile einfach weggedreht werden. 

Vermasster Schnitt der Modellzahnstange

Da sich die Leiterzahnstange wegen der erforderlichen Längenänderung der beiden seitlichen U-Profile nachträglich nicht biegen lässt, müssen die Zahnstangen bereits vorgängig genau für den jeweils benötigten Radius gefertigt werden. Die seitlichen U Profile sollten die Entgleisungsicherheit erhöhen. Zahnstangenstrecken mit Riggenbach-Zahnstange sind deshalb so verlegt, dass sie wenn immer möglich, mit dem selben Radius trassiert wurden. Die Rigibahn weisst auf dem ganzen Streckenabschnitt in allen Kurven immer den gleichen Radius auf. Die Zahnstange wird auf Stahlsätteln gelagert oder direkt auf den Schwellen befestigt. Auch wenn beim Vorbild das Zahnstangen System Riggenbach bei vielen Bahnen auf der ganzen Welt im Einsatz steht, gab es für Modelleisenbahner nie eine taugliche Modellumsetzung. Das Angebot an Zahnradmodellen ist zugegeben überschaubar, jedoch zu behauten, dass Anlagen mit vorbildgetreuem Zahnstangenbetrieb seltenheitscharakter aufweisen, wäre dann auch nicht korrekt.  

Zwar benötigen Modellbahnern die als Vorbild die FO/MGB gewählt haben, keine Zahnstange System Riggenbach sondern die Zahnstange nach System Abt, aber in der Spur 1 wäre gerade die normalspurige BR 97.5, die auf der Strecke Honau – Lichtenstein verkehrte, durchaus auf der richtigen Schiene, wenn auch eine Zahnstangen System Riggenbach angeboten würde. Bis heute wurde keine kommerziell gefertigte Zahnstange, die dem typischen System von Riggenbach entspricht, im Modell  angeboten, obwohl die Technische Kommission des Verbandes der Modelleisenbahner und Eisenbahnfreunde Europas (MOROP) schon längst eine entsprechende Norm ausgearbeitet hatte. Der Grund dafür liegt in den seitlichen U-Profilen, die eine Modellumsetzung sehr anspruchsvoll gestaltet. Kiss Modellbahnen bietet nun erstmals in der Spur 1 eine  authentischen Umsetzung dieser Zahnstange im Modell, für das in Kürze lieferbare Modell der Rigi 7 Dampflok H 1/2 und des Vorstellwagens 2 an. Das Kiss Modell der Rigi H 1/2 wurde auch im Bereich des Zahnradsystems absolut massstäblich realisiert. Wobei das Zahnradmodul von 32, in der Nenngrösse 1 mit einem Massstab von 1 : 32, exakt 1 entspricht. Die Kiss Zahnstange in Spur 1 wird im Selektivem Lasersinter Verfahren (SLS) hergestellt. Beim Selektiven Lasersintern wird das Material, eine Pulvermischung, schichtweise aufgetragen und gleichzeitig mit einem Laser verschmolzen. Dadurch wird die Zahnstange aus Hochleistungskunststoff absolut masshaltig und als angenehmer Nebeneffekt selbstschmierend. So entstand eine Zahnstange, die trotz filigraner Gestaltung auch hohe Abriebfestigkeit und Stabilität aufweist. 

Die Zahnstange wird in 30 cm langen Profilen geliefert, die einfach zu montieren sind. Mitgelieferte Halter werden mit den dazu gehörigen Schrauben, direkt in die mittleren Laschen der Schiene Typ "Marklin - Hübner" geschraubt. Dadurch ist sie bereits zentriert. Die Zahnstange kann dann einfach in diese Halter gedrückt und bei Bedarf noch mit etwas Klebstoff gesichert werden. Die flexible Zahnstange passt sich Kurvenradien an und benötigt daher keine Radiuszahnstangenelemente. Die Zahnstangen sind an den Enden so ausgeführt, dass sie einfach aneinandergefügt werden können und der durch das Modul vorgegebene Abstand von 3,14 mm, präzise gewährleistet bleibt.  

Schrauben und Befestigungshülsen liegen der Zahnstange bei

 

Zahnstangenelemnte einfach zusammenschieben