רכבת גלגלי שיניים

רכבת גלגלי שיניים (באנגלית: Rack railway) היא סוג של רכבת, בדרך כלל בתוספת מסילת שיניים מיוחדת המונחת בין המסילות הרגילות. גלגל שיניים אחד או יותר של הרכבת (קטר) מחוברים למתלה. זה מאפשר לרכבת לפעול בבטחה גם על פסים תלולים שבהם נסיעת חיכוך רגילה תחליק.

מערכת מתלי שיניים מסוג "פון רול" (Von Roll)

קטר הקיטור של שניברג (Schneeberg) עם דוד משופע על מסילה אופקית

תפעול מתלי גלגלי שיניים

מערכת המתלי גלגלי השיניים של ריגנבאך (Riggenbach)

מערכת מתלי גלגלי שיניים מסוג Strub

מערכת מתלים Abt

מערכת מתלים Abt

קטר וכקרון חשמלית קדומים של גלגלי שיניים

מערכת מתלים לוכר (Locher)

מערכת מתלים לוכר (מבט מלמעלה)

Mount Washington Cog Railway בשנת 2006

קטרים בעלי גלגלי שיניים גוררים את הספינות דרך תאי השיט של תעלת פנמה

רובן מסילות רכבת האלה עם גלגלי שיניים הן של הרים, אם כי ישנן גם רכבות נוסעים או חשמליות עירוניות כאלה כדי להתגבר על פני שטח תלול בתנועה עירונית.

גלגל השיניים הראשון נבנה בלידס בשיפוע של 6.7% של רכבת מידלטון, שם הופעל קטר הקיטור הראשון, הסלמנקה, ב-1812 ופעל עד 1839. רכבת זו השתמשה במערכת המתלים שתוכננה על ידי ג'ון בלנקינסופ ועלתה כפטנט ב-1811. הנעת ההילוכים נולדה מתוך החשש שהגלגל יחליק על המסילה החלקה. הרכבת השתמשה במסילות של ברזל יצוק עם שיניים בצדדים.

רכבת גלגלי השיניים הראשונה, עם מסילת ברזל יצוק בעלת שיניים באמצע, הייתה הקטע הקצר של "מסילת הרכבת מדיסון ואינדיאנפוליס" (Madison & Indianapolis Railway) עם קטע קצר של 6% שיפוע במדיסון, שנפתחה ב-1848. בשנת 1868, מסילת גלגלי השיניים נאספה והקו הפך לקו אדהזיה.

רכבת גלגלי השיניים הרים הראשונה הייתה רכבת ה-Mount Washington Cog Railway במדינת ניו המפשייר בארצות הברית, שהובילה נוסעים בתשלום לפסגת הר וושינגטון בגובה 1904 מ' משנת 1868. רכבת גלגלי השיניים האירופית הראשונה הייתה ויצנאו-ריגי-באהן (Vitznau-Rigi-Bahn) בהר ריגי בשווייץ, שנפתחה ב-1871 ונסעה מגובה 440 מ' עד לגובה 1740 מ'. שיפועי שני הקווים היו בעלי טיפוס מקסימלי של 38% והן עדיין בפעילות היום.

מערכות גלגלי השיניים

מדובר על גלגלי שיניים או תולעת, כדי להפוך תנועה סיבובית לתנועה ליניארית או להפך (כמו במנגנון היגוי של רכב). פותחו מערכות גלגלי שיניים כאלה רבות ושונות. כיום, רוב רכבות השיניים משתמשות במערכת Abt.

ריגנבאך (Riggenbach)

מערכת ראשונה זו הומצאה על ידי ניקלאוס ריגנבאך, ומשתמשת במתלים שנעשו עם שיניים. המסילה מורכבת ממוטות בחתך גלילי או מרובע שמחברים בין שני ברזלים שטוחים העשויים ממערכת פלדה, העוקבים זה אחר זה במרווחים קבועים. זו הייתה המערכת העובדת הראשונה, החיסרון היה שהיא מאוד יקרה ומסובכת לייצור. היא הומצאה ב-1863 והשתמשו בה לראשונה ב-1871 ב-Vitznau-Rigi-Bahn.

מארש (Marsh)

מערכת זו הומצאה על ידי סילבסטר מארש האמריקני בערך באותו זמן עם ניקלאוס ריגנבאך, והפתרון לא היה שונה משלו. מערכת זו שימשה ברכבת גלגל השיניים של הר וושינגטון. שתי המערכות היו מאוד דומות.

סטרוב (Strub)

המערכת שהומצאה על ידי אמיל סטרוב דומה למערכת Abt, אך משתמשת רק במתלה רחב מרותך לחלק T. מתלה זה הוא הכי קל לתחזוקה ולכן הפך לפופולרי מאוד.

אבט (Abt)

מערכת זו הומצאה על ידי קרל רומן אבט, מהנדס תכנון קטרים שווייצרי, שעבד על קו מערכת ריגנבאך ויכול להיחשב כפיתוח נוסף של מערכת ריגנבאך, שהשיניים מתקזזות בחצי שן זו מזו. זה מבטיח שלפחות שן אחת תהיה תמיד במגע בין הפיניון לגלגל ההינע. סידור זה מאפשר פעולה חלקה ושקטה הרבה יותר ממערכת ריגנבאך, והוא גם מבטל את שגיאות ההנפה של המערכת הקודמת בעת חבור היתדות וגם זולה יותר ממערכת ריגנבאך. Abt היה היחיד שהשתמש בגובה שיניים של 100 מ"מ במקום 120 מ"מ הרגיל. הרוחב המרבי של הלמלות תלוי בלחץ השן, והוא לרוב בין 32–40 מ"מ. מערכת זו היא הנפוצה ביותר בעולם. באירופה השתמשו בעיקר בגרסת שתי הלמלות. גרסת שלוש הלמלות קיימת באירופה רק בהארצבאהן (Harzbahn) לשעבר.

לוכר (Locher)

במערכת לוכר מערכת גלגלי השיניים ממוקמת משני צידי המסילה ומשני צידי המסילה מחובר אליה גלגל שיניים. מערכת זו מאפשרת מסלול תלול יותר מכיוון שעם האחרים, הציוד נוטה לקפוץ משיני המסילה בשיפועים תלולים. מערכת זו שימשה על מסילת הרכבת של הר פילאטוס.

פון רול (Von Roll)

מערכת המתלים המיוצרת על ידי חברת פון רול דומה למערכת Abt, אלא שהיא משתמשת במתלה אחד בלבד והשיניים מיועדות להתאים הן למערכות ריגנבאך והן למערכות Strub. בשל פשטותו, ניתן להחליף את המתלים של שתי המערכות מבלי להחליף את ההילוכים.

קטרי גלגלי השיניים

בהתחלה, כמעט כל רכבות גלגלי השיניים נמשכו על ידי קטרי קיטור. עם זאת, קטר הקיטור היה צריך לעבור שינוי נרחב כדי לעמוד בדרישות המיוחדות. בניגוד לקטרים חשמליים וקטרי דיזל, הדוד של קטר קיטור פעל רק במצב כמעט אופקי. היה צורך שצינורות הדוד של הקטר ותא האש יהיו כל הזמן מתחת למים, כדי שהחלקים לא יתחממו יתר על המידה, יאבדו מכוחם ובכך יגרמו לפיצוץ בדוד.

רכבות גלגלי שיניים בעולם

ארגנטינה

• ממנדוזה ללוס אנדס, צ'ילה, ראה צ'ילה למטה.

אוסטרַליה

• Mt Morgan Rack Railway - הרכבת פעלה עד שנות ה-50, ולאחר מכן פסקה.
• Skitube Alpine Railway - ב-Snowy Mountains.
• West Coast Wilderness Railway בטסמניה, נפתחה במקור ב-1896 כדי לשרת את מכרות הנחושת של הר לייל (Mount Lyell). היא הושבתה לחלוטין בשנות ה-60. נבנתה מחדש לתנועת תיירים ב-2003. המערכת היא מסוג אבט.

אוסטריה

• Achenseebahn, טירול
• Erzbergbahn, שטיריה
• גייסברגבאן, גייסברג (1887 - 1928)
• Kahlenbergbahn, Kahlenberg, Döbling, וינה
• שאפברגבאהן (Schafbergbahn), אוסטריה עילית
• שניברגבאהן (Schneebergbahn), אוסטריה התחתית

איטליה

• רכבת ציוד סופרגה (Superga)

אינדונזיה

• אצה - לא עובד, צפוי שחזור.
• בדונו - עדיין פועלת עם קטר קיטור כקו תיירותי.

ארצות הברית

• Manitou and Pike's Peak Railway
• Mount Washington Cog Railway
• Mt Manitou Scenic Incline Railway, נבנה ב-1906 פורק ב-1990
• Quincy and Torch Lake Rail Road #7, 1896
• Green Mountain Cog Railway, נסגר ב-1897.

ברזיל

• רכבת גלגל השיניים של הר קורקובדו (Corcovado) לפסל ישו הגואל
• רכבת סאו פאולו או קו "סרה דו מאר" (Serra do Mar)

גרמניה

• רכבת דרכנפלס
• רכבת רובלנדבאן עד 1931, מאז רכבת מסורתית
• Wendelsteinbahn
• Zahnradbahn Stuttgart, רכבת גלגלי שיניים בשטוטגרט
• Bayerische Zugspitzbahn

הוֹדוּ

• רכבת הרי נילגירי

הונגריה

• רכבת גלגלי שיניים (בודפשט)
• רכבת גלגלי השיניים של אוזד
• רכבת גלגלי שיניים של שלגוטריאן

בריטניה הגדולה

• Snowdon Mountain Railway

יפן

• קו איקאווה (Ikawa), רכבת אויגווה (Oigawa)
• קו אוסואי היה רכבת השיניים היפנית הראשונה בקו שין-אצו (Shin-Etsu) של מסילות הרכבת הלאומיות של יפן. ב-1963 הוסב לקו מסורתי.

לבנון

• רכבת גלגלי שיניים של 1050 מ"מ מביירות לסוריה .

ספרד

• רכבת שיניים של מונטסראט
• רכבת השיניים Vall de Núria

סלובקיה

• רכבת גלגל השיניים Štrbské Pleso–Štrba rack railway

פנמה

• בתאי השיט של תעלת פנמה, ספינות גדולות נגררות על ידי קטרים חשמליים בעלי גלגלי שיניים הנקראים מולאס (פרדות) במקום המדחפים של האוניות. על פי התוכניות שאומצו ב-2006, גוררות יחליפו אותם בתאי השיט החדשים.

צ'ילה

• Ferrocarill Arica La Paz, Arica - לא פאס
• El Ferrocarril Trasandino Los Andes - מנדוסה .

הרפובליקה הצ'כית

• רכבת שיניים טנוואלד-חרכוב (Tanvald-Harrachov)

צרפת

• קו C של המטרו ליון
• חשמלית מון בלאן
• רכבת מונטנברס

שווייץ

• AlpTransit Gotthard (ATG)
• Bergbahn Rheineck-Walzenhausen (RhW)
• Berner Oberland-Bahnen
• Brienz Rothorn Bahn
• Brünigbahn, ( Lucerneből Interlakenbe )
• Brig-Visp-Zermatt
• Chemin de fer Aigle-Leysin
• Chemin de Fer de Martigny au Châtelard (MC/TMR)
• Chemin de fer Martigny-Orsières
• Chemin de fer Montreux-Glion-Rochers-de-Naye
• Dampfbahn Furka-Bergstrecke (DFB)
• Dolderbahn (Db)
• Furka-Oberalp-Bahn
• Glacier Express
• Gornergratbahn
• Jungfraubahn
• Luzern-Stans-Engelberg-Bahn
• Matterhorn-Gotthard-Bahn
• Monte Generoso
• Pilatus
• Rigi-Bahnen ( Arth-Rigi-Bahn )
• Rorschach-Heiden-Bahn
• Schynige Platte
• Vitznau-Rigi-Bahn
• Wädenswil-Einsiedeln-Bahn
• Wengernalpbahn
• Zentralbahn (Zb)
• Zermatt to Täsch, a BVZ Zermatt-Bahn

ראו גם

• RAIL-INFO שווייץ (בגרמנית)
• חברת הרכבות הר וושינגטון (באנגלית)

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא רכבת גלגלי שיניים בוויקישיתוף