Die HG 2/4 war eine 1904 eingeführte Lokomotive für den kombinierten Zahnrad- und Adhäsionsbetrieb der meterspurigen Appenzeller Straßenbahn. Da die 1889 eingeführte HG 2/3 ein zu kompliziertes Klose-Lenkwerk hatte, sollten die neuen Lokomotiven einfacher konstruiert sein. Voraussetzung war wieder, dass sie auf den flacheren Abschnitten im reinen Adhäsionsbetrieb fahren und auf den Zahnstangenabschnitten im kombinierten Modus fahren konnten.

Sie wurden nach de System Winterthur konstruiert, das den Adhäsions- und Zahnstangenantrieb mit einem Verbundtriebwerk kombiniert. Das bedeutete, dass die Hochdruckzylinder unten waren und die Räder antrieben, während die oberen Niederdruckzylinder die Blindwelle für den Zahnstangenantrieb antrieben. Die Blindwelle wirkte über ein Vorgelege mit der Übersetzung 1:2,21 auf die Zahnräder, was bedeutete, dass sich die Niederdruckzylinder mit mehr als der doppelten Geschwindigkeit wie die Hochdruckzylinder bewegten, so dass alle die gleiche Größe haben konnten.

Die Nummern 5 und 6 wurden 1904 fertiggestellt, gefolgt von den Nummern 7 und 8 im Jahr 1909, die schwerer waren. Im Adhäsionsbetrieb erreichten sie eine Höchstgeschwindigkeit von 30 km/h. Auf der Zahnstangenstrecke lag die Höchstgeschwindigkeit bei 24 km/h bergauf und 18 km/h bergab. 1918 war die Nr. 6 die einzige, die einen Überhitzer erhielt. Trotzdem war sie eine der beiden, die 1931 als erste ausgemustert wurden, während die anderen 1932 und 1934 folgten.

Zum Ersetzen der leistungsmäßig nicht mehr zeitgemäßen Zahnradloks der Gattung IX a ließen die Großherzoglich Badischen Staatseisenbahnen ab 1908 die IX b entwickeln. Sie hatte ebenfalls nur drei gekuppelte Achsen, jedoch musste man zur Realisierung eines höheren Gewichts vor allem wegen der begrenzten Lasten des Ravenna-Viaduktes eine Nachlaufachse hinzufügen. Die Anforderungen an die IX b bestanden daraus, 150 Tonnen schwere Züge auf 25 Promille steilen Abschnitten im Adhäsionsbetrieb mit 23 km/h zu befördern und auf dem steilsten Abschnitt bei 54,8 Promille unter Verwendung der Zahnstange noch 10 km/h zu erreichen. Um auf die benötigte Leistung zu kommen, konstruierte man die Maschinen mit einem Dampftrockner, baute ihn jedoch später auf Grund der zu geringen Wirtschaftlichkeit wieder aus.

Wie auch bei anderen Zahnradloks legte man das Triebwerk als Vierzylinder-Verbundtriebwerk aus, wobei die Hochdruckzylinder die Räder antrieben und die Niederdruckzylinder das Zahnrad. Im Adhäsionsbetrieb funktionierte das Triebwerk wie bei einer herkömmlichen Zwillingslok. Das Fahrwerk kam ohne Lenkgestell aus, indem man die zweite Kuppelachse um 24 mm und die Nachlaufachse um 40 mm seitlich verschiebbar machte. Letztere verfügte zudem bei den ersten Maschinen über eine Spurkranzschmierung. 

Da man trotz der relativ geringen Zugmassen auf den steilen Streckenabschnitten eine gute Bremsleistung benötigte, stattete man die Maschinen mit drei unabhängigen Bremssystemen aus. Zusätzlich zu der obligatorischen Westinghouse-Druckluftbremse an den Rädern der Lok und des Zuges verwendete man eine Gegendruckbremse, die auch auf das Zahnrad wirkte und zur Sicherheit noch eine Wurfhebelbremse für die Kuppelräder. 

Nach vier Exemplaren aus dem Baujahr 1910 beschaffte man 1921 weitere drei Stück. Sie wurden von der Reichsbahn als Baureihe 97² eingeordnet und erhielten die Ordnungsnummern 201 bis 204 bzw. 251 bis 253. Die Einsatzzeit der Lokomotiven endete jedoch schon, nachdem der 1926 begonnene Umbau des Ravenna-Viaduktes abgeschlossen war. Man hatte die alte Konstruktion von 1885 gegen ein gemauertes Bauwerk mit Rundbögen ersetzt, auf dem nun auch schwerere Maschinen fahren konnten. Von nun an fuhr hier die eigens für diese Strecke entwickelte Baureihe 85, die mit der Achsfolge 1'E1' und drei Zylindern auch ohne Zahnstange auskam. Somit wurde das letzte Exemplar der ehemaligen IX b schon 1933, nur kurz nach der Indienststellung der letzten 85 ausgemustert.

Während des Baus der Berner Oberland-Bahn war noch vorgesehen, für den weniger steilen Abschnitt einen Typ von Adhäsionslokomotiven und für den steileren Abschnitt einen Typ von reiner Zahnradlokomotive zu beschaffen. Bis zur Betriebseröffnung 1890 fiel der Entschluss, nur einen Typ mit kombiniertem Adhäsions- und Zahnradantrieb zu beschaffen. So wurden die ersten drei HG 3 1890 ausgeliefert und drei weitere 1893. Später wurden sie gemäß Schweizer System zur HG 3/3.

Es handelte sich um Tenderloks der Achsfolge C mit Außenrahmen. Der Zahnradantrieb lagerte auf den Kuppelachsen, um Probleme mit der Federung zu umgehen. Von den zwei Zahnrädern unter der Lokomotive diente eines zum Antrieb und eines zum Bremsen. Der Kessel war im Vergleich zum Rahmen um fünf Prozent geneigt.

Nachdem die BOB im Jahr 1914 elektrifiziert worden war, wurden diese Lokomotiven nicht mehr im täglichen Betrieb benötigt und fünf von ihnen verkauft. Drei waren dafür von der Spurweite von 1.000 mm auf 950 mm umgebaut und an die italienische Mediterranea-Calabro-Lucane verkauft worden. Zwei gingen an die Arosabahn, wurden aber bereits nach kurzer Zeit an die Industrie verkauft. Die sechste Lok blieb bei der BOB als Reserve.

Als die Bosnisch-Herzegowinische Staatsbahnen 1894 nach der Narentabahn die Strecke über den Komarpass als nächste Zahnradbahn mit einer Spurweite von 760 mm in Betrieb nahmen, wurden stärkere Zahnradlokomotiven nach System Abt benötigt. Die Basis für die Entwicklung bildete die Reihe IIIb4, die drei Kuppelachsen und einen einachsigen Klose-Stütztender hatte und bereits auf der Narentabahn im Einsatz waren. Durch Hinzufügen einer zweiten Achse unter dem Stütztender konnte man nicht nur die Vorräte vergrößern, sondern auch die Last eines schwereren Kessels tragen.

Technisch teilten sich die Loks viele Gemeinsamkeiten mit ihren Vorgängerinnen. So kam auf Grund der geringen Spurweite weiterhin ein Außenrahmen zum Einsatz, außerdem lagen die Zylinder des Zahnradtriebwerks weiterhin innen. Auch erfolgte der Antrieb im Adhäsionsbetrieb weiterhin auf die dritte Kuppelachse. Zwischen den einzelnen Produktionsserien gab es geringe Unterschiede, so wurde die Rostfläche von zunächst 1,66 auf 1,58 Quadratmeter reduziert. Auch wurden einige Maschinen mit Ölfeuerung versehen, um die Sicht in Tunneln zu verbessern. Im Vergleich zu den 60 Tonnen der IIIb4 konnte man nun auf der 60 Promille messenden Steigung 80 bis 90 Tonnen ziehen, da die Leistung nun 300 statt 250 PS betrug. Mit zwei Schubloks waren sogar Zuggewichte von 240 Tonnen möglich.

Sie ersetzten die IIIb4 auf der Narentabahn, so dass diese auf die Strecke über den Komarpass verlegt wurden. Aber auch dort wurde bald die IIIc5 eingesetzt. Da die zwei Mallet-Lokomotiven IIIb5 Nr. 751 und 752 sich nicht bewährt hatten, wurden in den Jahren 1911 bis 1919 weitere Maschinen mit Klose-Stütztender angeschafft. Dies brachte die Stückzahl auf 38, was sie zur am meisten gebauten Zahnradlokomotive machte. Bei den Jugoslawischen Staatsbahnen wurden sie als Reihe 97 geführt. Mit der Umspurung der Narentabahn endete dort der Einsatz dieser Loks. Die Strecke über den Komarpass wurde schließlich 1975 stillgelegt, was das Ende der Dienstzeit der IIIc5 bedeutete. Vier Stück sind heute noch vorhanden.

Die sich im Bau befindliche Brig-Furka-Disentis-Bahn bestellte bei der SLM zehn Zahnradloks, von denen die ersten drei direkt auf die Baustellen geliefert wurden. Sie orientierten sich an der HG 2/3 der Visp-Zermatt-Bahn, hatten aber dank Heißdampftechnik eine deutlich größere Leistung. Die vier Zylinder arbeiteten im Verbundbetrieb, wobei die Zahnräder von den Niederdruckzylindern angetrieben waren und immer zusammen mit dem Adhäsionsantrieb betrieben wurden. Mit der Elektrifizierung der Bahn wurden die Loks dort 1940 ausgemustert. Eine wurde nach Frankreich verkauft und vier an Französisch-Indochina (Vietnam). Letztere vier kamen 1990 wieder in die Schweiz und zwei davon fahren heute nach der Aufarbeitung auf der Furka-Bergstrecke.

Zu Beginn der Fünfziger setzte die General-Belgrano-Eisenbahn in Argentinien noch drei D1'-Zahnradlokomotiven ein, die 1905 von der Maschinenfabrik Esslingen in Deutschland gebaut wurden. 1955 wurden diese drei durch zwei Lokomotiven der neuen Klasse E24 ersetzt, die ebenfalls in Esslingen gebaut worden waren. Diese verfügten wieder über einen kombinierten Zahnstangen- und Adhäsionsantrieb, nun aber über sechs Kuppelachsen und waren ölbefeuert.

Obwohl die Innenzylinder relativ klein waren, wurden die Zahnräder mit einem Übersetzungsverhältnis von 2,44 zu 1 angetrieben, was die Zugkraft erheblich erhöhte. Leider waren sie für ihren Einsatzbereich zu komplex und litten an Rissen in Rahmen und Zylindern. Aus diesen Gründen wurden sie schnell durch Diesellokomotiven ersetzt und als stationäre Dampferzeuger eingesetzt.

Die Reihe 69 der kkStB war eine C1'-Zahnradlokomotive für den Eisenerzverkehr auf der Erzbergbahn. Diese Strecke hatte eine Steigung von bis zu 71 Promille und ein Abt-Zahnstangensystem. Obwohl der Bergbau von einem privaten Unternehmen betrieben wurde, war die Staatsbahn mit dem Transport des Erzes beauftragt. Zwischen 1890 und 1908 wurden insgesamt 18 Lokomotiven dieser Reihe in Floridsdorf gebaut.

Die Zahnräder waren in einem separaten Rahmen montiert, der an zwei Kuppelachsen aufgehängt war. Angetrieben wurden sie von zwei kleineren Zylindern, die an Zahnstangenabschnitten eingekuppelt werden konnten. Anfänglich war die Geschwindigkeit auf den Zahnstangenabschnitten auf 12 km/h begrenzt, wurde aber später, nachdem die Bremsanlagen verbessert worden waren, auf 20 km/h erhöht. Im reinen Adhäsionsbetrieb erreichten sie 30 km/h.

Fünf Lokomotiven erhielten einen Giesl-Ejektor, der die Leistung erhöhte. Die Reichsbahn nummerierte sie 1938 als 97 201 bis 97 217 und im Zweiten Weltkrieg kamen zwei nach Deutschland und Ungarn. Später änderten die ÖBB ihre Nummern nicht mehr. Sie wurden 1978 ausgemustert, als der Zahnradbetrieb auf der Erzbergbahn eingestellt wurde. Fünf Exemplare sind noch vorhanden, wobei 97 208 im Museum in Strasshof noch betriebsfähig ist.

Die 1891 eröffnete Manitou & Pikes Peak Cog Railway bietet einen Zugang zum berühmten Berg in Colorado. Sie beginnt in Manitou Springs auf einer Höhe von 6.320 Fuß (1.930 m) und erreicht den Gipfel auf 14.115 Fuß (4.302 m). Während der steilste Abschnitt eine Steigung von 25 Prozent aufweist, liegt der Durchschnitt bei zwölf Prozent. Alle Dampflokomotiven wurden von Baldwin gebaut, wobei die Nr. 6 1906 ausgeliefert wurde.

Nr. 6 war die erste, die mit Öl befeuert wurde. Nachdem ihre älteren Schwestern als Vierzylinder-Vauclain-Verbundloks umgebaut worden waren, wurde sie gleich auf diese Weise gebaut und ihre Achsen wurden über Hebel statt über direkte Kuppelstangen angetrieben. Um die Steigung auszugleichen, wurden der Kessel und der Führerstand um 16 Prozent geneigt. Im Gegensatz zu den meisten ihrer Schwestern ist sie heute nicht mehr erhalten, da sie 1955 verschrottet wurde.

Die Nilgiri Mountain Railway in Südindien verfügte über 17 Meilen Gleise im Adhäsionsbetrieb und 12 Meilen, die mit einer Zahnstange des Systems Abt ausgestattet waren. Da sie leistungsfähigere Lokomotiven benötigte, bestellte sie die ersten sechs Lokomotiven der Baureihe X in Achsfolge D1', die 1914 von der Schweizer SLM geliefert wurden. Vier folgten im Jahr 1920 und zwei im Jahr 1925.

Sie verfügten über einen Zahnstangenantrieb nach dem System Winterthur, was eine Kohleeinsparung von bis zu 35 Prozent versprach. Das bedeutete, dass die Hoch- und Niederdruckzylinder übereinander lagen. Die Niederdruckzylinder trieben die beiden Zahnräder mit einer Übersetzung von 1 zu 2,1 an. Die Position dieser Zahnräder lässt sich an dem großen Abstand zwischen der zweiten und dritten Kuppelachse erkennen. Um eine größere Flexibilität in Kurven zu ermöglichen, waren die erste und vierte Kuppelachse seitlich beweglich.

Als die NMR 1952 den Bedarf an zusätzlichen Lokomotiven sah, lieferte die SLM fünf weitere. Im Jahr 2002 wurden die ersten Lokomotiven der Klasse X auf den Betrieb mit Dieselkraftstoff umgerüstet, welche an dem zusätzlichen Satteltank zu erkennen sind. Um den Verschleiß der vorhandenen Lokomotiven zu verringern, baute der Golden Rock Railway Workshop zwischen 2011 und 2014 vier neue. Zwei weitere werden in den Jahren 2021 und 2022 gebaut, von denen eine kohlegefeuert ist.