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Zahnstangen, die Kletterseile der Bahnen
Drei Grundsysteme, viele Varianten
Aus technischen und finanziellen Gründen entwickelten sich in der Frühzeit der Zahnradbahnen neben der Leiterzahnstange System Riggenbach auch die Schienen-Zahnstange System Strub und die Lamellen-Zahnstange System Abt. Letztere wurde im Appenzellerland nicht eingesetzt.
Die Zahnstange System Riggenbach besteht aus zwei ]-förmigen Wangen aus Walzstahl mit trapezförmigen Stegen, welche in ebenfalls trapezförmige Löcher in den Wagen eingeschoben und vernietet werden.. Damit sich die Stege nicht verdrehen können.
Das Einnieten der Stege und das Herstellen der trapezförmigen Löcher bei der Riggenbach-Zahnstange ist sehr aufwändig und damit teuer. Klose hat deshalb Wangen konstruiert, die Längsrippen so aufweisen, so dass sich der trapezförmige Steg, der mit angedrehten Rundzapfen in die Wange nur eingeschoben wurde, sich aber dennoch nicht verdrehen konnte.
Diese Vereinfachung hat sich aber langfristig nicht bewährt, da die Stegbefestigung durch den rauhen Zahnrad-Bahnbetrieb mit der Zeit dennoch ausgeschlagen wurde und deshalb viel Unterhalt erforderte.
In den 1960er Jahren entstand Bedarf zur Erneuerung alter, abgenützter Zahnstangen. Da der Nachbau von Riggenbach-Zahnstangen sehr teuer war und das Schienenprofil für Strub-Zahnstangen nicht mehr erhältlich war, konstruierte die Firma Von Roll eine einfache Lamellen-Zahnstange mit variabler Lamellendicke, welche die Systeme Riggenbach und Strub ablöste. Ein Teil der Ruckhaldenstrecke wurde 1979 mittels Von Roll-Zahnstangen saniert.
Die Zahnstange System Strub besteht aus einer speziell geformten Breitfuss-Schiene, in deren Kopf Aussparungen eingefräst werden, so dass eine gezahnte Schiene entsteht.
Bei der Zahnstange nach Abt kommen wie bei von Roll Flachstähle mit eingefrästen Zahnprofilen zur Anwendung, aber als zwei „Lamellen“ neben einander. Diese beiden Zahnstangen sind in der Längsachse um eine halbe Teilung versetzt. Deshalb ist für jede Lamelle ein eigenes Zahnrad notwendig. Durch die versetzten Lamellen sind aber die Zahnräder immer im optimalen Eingriff und es sind auch die Kräfte für jedes Zahnrad kleiner. Das verhindert, dass das Rad nur knapp in der Zahnstange eingreift und auf diese “aufklettert“.