thumb|Buchli-Toggle drive with inner frame

The '''Buchli drive''' is a transmission system used on in <small>[Deutsch]</small>. The drive is a fully-spring loaded drive, in which each floating axle has an individual motor, that is placed in the spring mounted motors is completely disconnected from the driving wheels, which are exposed to movement of the rails.

First used in electric locomotives from the 1920s, the Buchli drive made possible the construction of faster and more powerful locomotives that required larger and heavier traction motors. The system minimising the impact on rail tracks due to the reduction in the overall unsprung weight. Although the drive was very successful though the 1930s, it is little used in modern locomotives, having been replaced with smaller, simpler drives that exhibit less imbalance and allow higher speeds.

==Construction==
thumb|Buchli-Toggle-drive

In a Buchli drive a driven gear wheel is securely fixed to the locomotive locomotive frame. Inside this gear wheel are two levels, coupled to gear segments that mesh with one another. The other end of the levers is are coupled via universal joints to tension bars, which are then coupled via more universal joints to the driving rail wheel.<ref name=book>{{cite web
|url=http://books.google.com/books?id=rsOYinjYGCkC&pg=PA179&lpg=PA179&dq=Buchli+drive&source=web&ots=zWItvH6gzs&sig=-h_oMtPVqx8_LgMHPLUev4Z0dQQ&hl=en&sa=X&oi=book_result&resnum=6&ct=result#PPA179,M1
|title=Illustrated Encyclopedia of World Railway Locomotives
|year=2001
|page=179
|isbn=0486412474
|author=P. Ransome-Wallis
|publisher=Courier Dover Publications
|accessdate=2008-07-06
}}</ref>

Vertical movement of the driving wheel results in the the gear segments moving due to the internal mechanism, and the driving wheel can move in a horizontal or vertical direction with respect to the gear wheel, while still transferring the momentum of the gear wheel.<ref name=book/>

A disadvantage of the drive was the large number of moving parts, which demanded frequent lubrication and careful maintenance. As a result the Buchli drive system was mainly used on express train locomotives, as there were no other drive systems that gave the same performance at high speeds. However, at higher speeds the drive components became  unbalanced, causing issues at speeds over 140 km per hour.

==Standard design==
The Buchli drive was exported to other rail companies as one sided separate traction motor drive, usually with an inside frame.

The motor framework with the wheelset bearing is located between the wheel disks of the driving wheels. The gear wheel, which is housed in an auxiliary frame outside the driving wheels and is surrounded by a protective casing, is on one side of the driving wheels.  Each gear wheel is driven by an individual traction motor, which is located above the gear wheel in the locomotive body. 

With this implementation, a strongly one-sided weight distribution occurs in the underframe through the remote gear wheels. In order to maintain stability of the locomotive on the longitudinal axis, heavy equipment inside the locomotive body must be arranged on the opposite side of the drive equipment.  

Locomotives with a Buchli drive also typically have an asymmetrical appearance: on one side, the bearings of the drive wheels are visible, on the other side, they are almost completely covered by the wheel cover box of the gear wheels. 

==Other designs==
thumb|Two Ae 4/7 on a trial run in 2007. Note the difference in appearance; both sides can be seen

In addition to the standard implementation, there were also the following variations:

===Outside frame===
The engine framework with the driving wheel housing is outside the wheel disks of the driving wheels.  The driving wheel is enclosed by a quill camped in the locomotive cabinet, on which the gear wheel sits.  Examples included the Pennsylvania Railroad O1b, and the Deutsche Reichsbahn ET11.01.

===Group drive===
The motor is arranged between the floating axles. A common pinion or a pinion on both motor end drives the gear wheels of the neighbouring axes.   described this design,  but vehicles implementing it are not known.  

===Bilateral drive===
The driving wheel is coupled with two gear wheels, and the motor has a pinion on both sides.<ref>{{cite web
|url=http://std.iec.ch/iev/iev.nsf/display?openform&ievref=811-15-08
|work=IEC 60050 - International Electrotechnical Vocabulary
|title=Electric traction: Axles drives: bilateral transmission
|publisher=std.iec.ch
|accessdate=2008-07-06
}}</ref> The taps in the wheel disk are warped about 90 degrees against each other so that the drive imbalance can be reduced. This version of the driver was used for greater driving power.

However with this arrangement, there is the danger of mechanical stress in the drive components. About these of the driving engine waves distant, to hold, was molted the pinions executed. Examples included the French express train locomotives:  SNCF 2D2 5400, SNCF 2D2 5500, SNCF 2D2 9100.

===Two motors per axis===
Two driving motors work on one common gear wheel, which is interconnected with a driving wheel. Examples include the  Pennsylvania Railroad O1b.

==Locomotive with Buchli drive==
thumb|SBB-CFF-FFS Ae 4/7 class locomotive

thumb|Buchli-Gelenkhebelantrieb mit Innenrahmen
<!--schweizbezogen-->Der '''Buchli-Antrieb''' ist ein nach seinem Erfinder, dem Schweizer Ingenieur Jakob Buchli benannter Antrieb für Elektrolokomotiven.

Der Buchli-Antrieb ist ein vollabgefederter Antrieb, das heißt jede Triebachse hat einen eigenen Motor, der im gefederten Lokkasten untergebracht ist. Das Gewicht der Fahrmotoren ist von der Rädern, welche den Stößen und Schlägen der Schienen ausgesetzt sind, vollständig entkoppelt.

Der Antrieb war in den dreißiger Jahren sehr erfolgreich, wird aber heute nicht mehr verwendet. Er wurde von kleineren, leichteren Antrieben abgelöst, die kleinere Unwuchten aufweisen und dadurch höhere Geschwindigkeiten möglich machen.

== Konstruktion ==
thumb|Buchli-Gelenkhebelantrieb

Das Großrad ist fest im Lokomotivkasten gelagert. Die Verbindung zum ungefederten Radsatz ist über zwei Kuppelstangen und zwei Zahnradsegmente hergestellt. Durch die gelenkige Mechanik kann sich der Triebradsatz gegenüber dem Großrad in vertikaler Richtung bewegen.

Die Zapfen im Radsatz und die Enden der Zahnschwingen sind kugelig ausgeführt, so dass sich die Kuppelstangen gegenüber den Radebenen neigen können. Dadurch kann der Radsatz gegenüber dem Lokkasten auch einseitig einfedern.

== Normale Ausführung ==
Der Buchli-Antrieb wurde meistens als ''einseitiger Einzelachsantrieb mit Innenrahmen'' ausgeführt.

Der Lokomotivrahmen mit den Radsatzlagern befinden sich zwischen den Radscheiben des Radsatzes. Auf einer Seite des Radsatzes befindet sich das Großrad, das in einem Hilfsrahmen außerhalb des Radsatzes gelagert ist und von einem auffälligen Radschutzkasten umgeben wird. Jedes Großrad wird von einem eigenen Motor angetrieben, der sich oberhalb des Großrades im Lokkasten befindet.

Bei dieser Ausführung entsteht im Fahrwerk durch die außenliegenden Großräder eine stark einseitige Gewichtsverteilung. Damit der Schwerpunkt der Lokomotive auf der Längsachse bleibt, müssen die schweren Geräte im Maschinenraum gegenüber der Seite mit den Antrieben angeordnet werden.

Die Lokomotiven haben das für den Buchli-Antrieb typisch ''asymmetrische Erscheinungsbild'': Auf der einen Seite sind die Radsterne der Triebräder sichtbar, auf der anderen Seite werden sie fast vollständig durch die Radschutzkästen der Großräder abgedeckt.

== Andere Ausführungen ==
Neben der oben genannten Normalen Ausführung gab es noch folgende Varianten:

=== Ausführung mit Aussenrahmen ===
Der Lokomotivrahmen mit den Radsatzlagern befinden sich außerhalb den Radscheiben des Radsatzes. Der Radsatz wird von einer im Lokkasten gelagerten Hohlwelle umschlossen, auf welcher das Großrad sitzt.

Beispiele: Pennsylvania Railroad O1B, DRG ET11.01

=== Ausführung als Gruppenantrieb ===
Der Motor ist zwischen den Triebachsen angeordnet. Ein gemeinsames Ritzel oder ein Ritzel an beiden Motorwellenenden treibt die Großräder der benachbarten Achsen an.

Ausgeführte Fahrzeuge sind nicht bekannt.

=== Ausführung mit zweiseitigem Antrieb ===
Der Radsatz ist mit zwei Großrädern gekuppelt. Der Motor besitzt auf beiden Seiten ein Ritzel. Die Zapfen in der Radscheibe sind um 90° gegeneinander verdreht, wodurch die Unwucht des Antriebes herabgesetzt werden kann.

Gegenüber der einseitigen Ausführung lassen sich bei der zweiseitigen Ausführung größere Antriebskräfte übertragen. Bei dieser Anordnung besteht aber die Gefahr von mechanischen Verspannungen in den Antriebsteilen. Um diese von den Fahrmotorwellen fern zu halten, wurden die Ritzel gefedert ausgeführt.

Beispiele:
Französische Schnellzuglokomotiven: SNCF 2D2 5400, SNCF 2D2 5500, SNCF 2D2 9100

=== Ausführung mit zwei Motoren pro Achse ===
Zwei Fahrmotoren arbeiten auf ein gemeinsames Großrad, das mit einem Radsatz verbunden ist.

Beispiele: Pennsylvania Railroad O1B