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Einleitung.



Die geschichtliche Entwicklung des elektrischen Bahnbetriebes und die Ausbreitung der Vollbahnen mit einphasiger Wechselstromspeisung.


Das Jahr 1879 muß als das Geburtsjahr der elektrischen Zugförderung bezeichnet werden; auf der in diesem Jahre eröffneten Berliner Gewerbeausstellung führte die Firma Siemens & Halske die erste Lokomotive im Betrieb vor, die imstande war, drei kleine Anhängewagen mit einer Gesamtbesatzung von etwa 18 Personen zu ziehen.

 

Wer heutzutage im Deutschen Museum für Meisterwerke der Naturwissenschaft und Technik zu München, wo die von dem genialen Werner von Siemens erfundene Maschine eine ihrer hohen geschichtlichen Bedeutung würdige Stätte der Aufbewahrung gefunden hat, vor diesem Meisterwerke der Elektrotechnik stehend die zahlreichen Wege der Entwicklung verfolgt, die von dieser unscheinbaren Maschine abzweigen und dabei bedenkt, daß bereits im Jahre 1880 von der Firma Siemens & Halske den Behörden der Entwurf einer Hochbahn für Berlin vorgelegt wurde, wird sich der starken treibenden Kräfte bewußt werden, welche damals schon die Elektrotechnik beseelten; er wird aber auch der Tatsache gedenken, daß deutscher Geist und deutsche Tatkraft besonders der Entwicklung des Vollbahnbetriebes unter Verwendung des einphasigen Wechselstroms, der in letzter Zeit allgemeine Geltung erlangt hat, förderlich war.

 

Elektrische Wechselstromlokomotiven deutschen Ursprungs und deutscher Bauart werden fast in allen Teilen der Welt verwendet, und wenn in diesem Buche die Entwicklung der elektrischen Lokomotive geschildert werden soll, so kann mit Fug und Recht das Schwergewicht auf den deutschen Anteil an dieser Entwicklung verlegt werden.

 

Die Richtlinien dieser Entwicklung sind nun in kurzen Zügen folgende.

 

Im Jahre 1882 wurde im Kgl. Sächsischen Kohlenbergwerke Zaukerode die erste elektrische Güterförderung mit Lokomotivbetrieb durch die Firma Siemens & Halske eingerichtet. Im gleichen Jahre wurde von derselben Firma die erste Straßenbahn mit elektrischem Betrieb und Oberleitung auf der Strecke Charlottenburg-Spandauer Bock erbaut. Diese erstmalige Verwendung einer Oberleitung stellt die zweite Stufe der Entwicklung dar. Jener oben erwähnten Ausstellungsbahn wurde ebenso, wie einer im Jahre 1881 zwischen dem Anhalter Bahnhof und dem Kadettenhause in Lichterfelde erbauten Bahn der Strom durch die beiden Schienen mit einer Spannung von etwa 150 Volt zugeführt.

 

Eine im Jahre 1884 zwischen Sachsenhausen und Offenbach am Main errichtete Bahn unterschied sich von der Charlottenburg-Spandauer Anlage durch die Stromzuführung insofern, als bei der letzteren ein kleiner Stromabnehmerwagen auf den beiden Stromzuleitungsdrähten, die neben dem Gleis herliefen, entlang fuhr, während die Stromzuführung der Offenbacher Anlage aus zwei geschützten Eisenröhren bestand, innerhalb derer elliptisch geformte Stromabnehmer gleiten konnten.

 

Inzwischen hatte auch im Ausland, ganz besonders in Amerika, der elektrische Straßenbahnbetrieb sich Eingang verschafft, wo die Bauart entwickelt wurde, die heute noch unseren Straßenbahnen zugrunde liegt, nämlich die einpolige Oberleitung bei Benutzung des Gleises als Bückleitung. Erst nachdem diese Bauart im Jahre 1891 durch die Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Deutschland zuerst bei der Halleschen Straßenbahn angewandt worden war, setzte eine großzügige Entwicklung des elektrischen Straßenbahnbetriebes ein. Das Jahrzehnt 1890-1900 brachte den meisten Großstädten und mittleren Städten elektrische Straßenbahnen, und der riesige Aufschwung der Städte gerade in dieser Zeit ist nicht in letzter Linie diesem neuen Verkehrsmittel zuzuschreiben.

 

Hand in Hand mit der Entwicklung des elektrischen Straßenbahnbetriebes ging, besonders im Ausland, und hier wieder vor allen Dingen in Amerika und England, die Einführung elektrischer Zugkraft im Vollbahnbetrieb, und zwar waren die ersten elektrisch betriebenen Vollbahnstrecken die Vorortlinien großer Städte und die Stadtbahnen selbst. Erwähnt sei hier als erste derartige Bahn die City and South London Railway, die 1890 von der British Thomson Houston Co. erbaut (Fußnote 1), mit Stromzuführung durch eine dritte Schiene arbeitet und mit Gleichstrom von 500 Volt gespeist wird.

 

In Amerika wurde der erste Vollbahnbetrieb 1895 auf der Nantasketstrecke der New York, New Haven und Hartford-Eisenbahn eröffnet, die ebenso, wie die Londoner Bahn, mit elektrischen Lokomotiven betrieben wurde.

 

Die ersten Linien mit Gleichstrombetrieb waren in Deutschland die folgenden:

Meckenbeuren-Tettnang im Jahre 1895, Düsseldorf-Krefeld 1898; Schwebebahn Barmen-Vohwinkel 1901; Hoch- und Untergrundbahn Berlin 1902; Berlin-Großlichterfelde 1903; diese Bahnen arbeiten mit Betriebsspannungen zwischen 550 und 750 Volt.

 

Die weitere Ausdehnung des Verkehrs zwischen den Städten zwang aber sehr bald zur Verwendung höherer Betriebsspannungen; so wurde die Köln-Bonner Rheinuferbahn im Jahre 1906 für 990 Volt, die Industriebahn Maizières-St. Marie (Moselhütte) sogar für 2000 Volt, die Wendelsteinbahn in Bayern für 1500 Volt eingerichtet.

 

In Österreich setzte diese Entwicklung ein mit der Elektrisierung der Budapester Untergrundbahn im Jahre 1896. Erwähnung mögen noch finden die 60 km lange Nebenbahn Trient-Malé (1909) und die im gleichen Jahre eröffneten Betriebe der Strecken Dermulo-Mendelpaß und Landesgrenze-Salzburg, welch letztere die österreichische Teilstrecke der Linie Berchtesgaden-Salzburg darstellt.

 

In Frankreich wurde zuerst im Jahre 1900 die Pariser Stadtbahn elektrisiert, die nach vollem Ausbau 138 km Doppelgleis umfassen wird. Daneben wird der elektrische Betrieb auf den westlichen Pariser Vorortlinien ausgebaut, die ebenfalls beinahe 130 km Doppelgleis umfassen werden.

 

In der Schweiz wurde 1901 die Wynenthalbahn als erste Überlandbahn erbaut, der bald eine größere Zahl anderer Linien folgte, von denen die Verbindungsstrecke zwischen Albulabahn und Veltlinbahn, die im Jahre 1910 vollendete Berninabahn, die eine Gesamtlänge von 60 km besitzt, besondere Bedeutung erlangt hat.

 

Auch Italien hat eine größere Zahl bedeutender Gleichstromvollbahnen aufzuweisen, von denen die im Jahre 1902 vollendete Strecke Mailand-Porto Ceresio mit einer Lange von 73 km Erwähnung finden möge.

 

Schließlich sind auch die Staaten Norwegen, Holland und Spanien mit je einer Linie an der Entwicklung des Gleichstromvollbahnbetriebes beteiligt.

 

Diese Entwicklung kann heute als in ihren Richtlinien abgeschlossen betrachtet werden. Es sei bei dieser Gelegenheit noch bemerkt, daß verschiedene Bahnverwaltungen, in erster Linie die preußisch-hessischen Staatsbahnen, auch dem Akkumulatorenbetrieb Eingang verschafft haben, der aber wegen des beschränkten elektrischen Fassungsvermögens der Akkumulatoren nur für den reinen Lokalverkehr und auf Vorortlinien Verwendung finden konnte.

 

Die Einführung des elektrischen Betriebes brachte allenthalben eine starke Verkehrssteigerung mit sich, was in erster Linie auf dessen Fähigkeit, sich den Bedürfnissen des Verkehrs durch wirtschaftlichen Betrieb kleinerer Zugeinheiten anzupassen, zurückzuführen ist.

Überhaupt ist die Einführung der elektrischen Triebkraft in erster Linie rein wirtschaftlichen Erwägungen zu verdanken, die später noch eingehend zu behandeln sind. Die Betriebsergebnisse dieser elektrischen Gleichstrombahnen rechtfertigten die Voraussetzungen in jeder Hinsicht und veranlaßten schon sehr frühzeitig die verschiedenen Eisenbahnverwaltungen, auch der Möglichkeit der Elektrisierung der eigentlichen Fernbahnen näherzutreten. Man tat diesen Schritt zuerst in Amerika, indem man den erprobten Gleichstrombetrieb in der Weise übertrug, daß man zur eigentlichen Fernleitung des elektrischen Stromes dreiphasigen Wechselstrom verwendete, den man durch umlaufende Umformer, die längs der Strecke in bestimmten Abständen aufgestellt wurden, in Gleichstrom zur Speisung der Stromzuführungsleitungen umwandelte. In der Schweiz und in Italien dagegen führte man die in erster Linie von der Firma Brown, Boveri & Co. ausgebildete Drehstromzugförderung ein.

 

Diese Linien sind die 40 km lange Strecke Burgsdorf-Thun (1899), die mit Drehstrom von 750 Volt bei 40 sekundlichen Vollschwingungen aus 14 längs der Strecke aufgestellten Transformatoren gespeist wird; die 23 km lange Simplonstrecke zwischen Brig und Iselle (1906), deren Lokomotiven unmittelbar mit hochgespanntem Drehstrom von 3000 Volt bei 16 Schwingungen betrieben werden; schließlich die italienischen Strecken Chiavenna-Colico-Lecco, Colico-Sondrio (Veltlinbahn) und eine größere Zahl von Linien der italienischen Staatseisenbahnen, die alle mit 3000 Volt bei 16 sekundlichen Vollschwingungen betrieben werden. Wenn auch der Drehstrom grundsätzlich die Möglichkeit bietet, bei Verwendung hoher Betriebsspannungen die Leistungen zu liefern und fortzuleiten, welche für den Betrieb eines Vollbahnnetzes erforderlich sind, so brach sich doch sehr bald die Erkenntnis Bahn, daß dem wirklich Erreichbaren verhältnismäßig enge Grenzen gesetzt sind. In erster Linie ist es der Drehstrommotor selbst, der trotz seiner einfachen Bauart den Bedingungen eines wirtschaftlichen Betriebes nicht gerecht werden kann; in zweiter Linie verbieten die stark wachsenden Isolationsschwierigkeiten der zweipoligen Oberleitung eine Steigerung der Spannung bis zu jenen Beträgen, die für eine wirtschaftliche Übertragung der Leistung unbedingt erforderlich sind. Schließlich bereitet die Anordnung der zweipoligen Oberleitung bei verwickelter Gleisanlage große Schwierigkeiten.

 

Diese Sachlage läßt es verständlich erscheinen, daß die meisten Bahnverwaltungen sich der Einführung des Drehstroms gegenüber ablehnend verhielten. Die preußische Eisenbahnverwaltung stellte sich von vornherein auf den Standpunkt, daß bei Fernbahnen für die Übertragung der zum Betrieb schwerer Züge erforderlichen Arbeitsmengen nur einphasiger Wechselstrom hoher Spannung in Frage kommen könne, an eine Verwirklichung dieses an sich richtigen Gedankens konnte aber noch nicht herangetreten werden, weil noch kein für Vollbahnzwecke geeigneter Wechselstrommotor vorhanden war. Wiederholten Anregungen der genannten Behörde folgend beschäftigte sich die damalige Union-Elektricitäts-Gesellschaft, später die Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft eingehend mit der Entwicklung eines brauchbaren Wechselstrombahnmotors. Die Frucht dieser Vorarbeiten war ein nach den Schutzrechten von Winter und Eichberg gebauter Wechselstrommotor, dessen Brauchbarkeit sich auf der im Jahre 1903 elektrisierten Strecke Niederschöneweide-Spindlersfeld, die mit 6000 Volt betrieben wurde, glänzend bewährte.

 

Ein Blick in die Patentliteratur des Jahrzehntes zwischen 1900 und 1910 zeigt am besten, welche Unsummen von Arbeit von allen elektrotechnischen Firmen auf die Schaffung brauchbarer Wechselstrommotoren verwendet wurden. Heute gibt es eine größere Zahl solcher Motoren, die ihre Brauchbarkeit für den Vollbahnbetrieb erwiesen haben und von denen später noch eingehend die Rede sein wird. - Bei der Elektrisierung der zuletzt genannten Strecke leisteten die Erfahrungen wertvolle Dienste, die von der Studiengesellschaft für elektrische Schnellbahnen in den Jahren 1901 bis 1903 auf der von der preußischen Bahnverwaltung zur Verfügung gestellten Strecke Marienfelde-Zossen gesammelt worden waren. Diese Studiengesellschaft, die von der Allgemeinen Elektricitäts-Gegellschaft und von der Firma Siemens & Halske ins Leben gerufen worden war, hat an einer mit 10000 Volt betriebenen Bahnanlage mit dreiphasiger Speisung alle diejenigen Untersuchungen angestellt, die sich auf die damals noch unbekannten Großen der Bahnwiderstände bei hohen Geschwindigkeiten bis 200 km in der Stunde bezogen; sie hat ferner den Nachweis geführt, daß eine einwandfreie Stromentnahme aus den Oberleitungen bei hohen Spannungen und bei größten Geschwindigkeiten möglich ist.

 

Diesen Versuchen, denen auch noch solche von Siemens & Halske auf der Teltower Chaussee (1899) zuzurechnen sind, folgte sehr bald die Verwirklichung größerer Vollbahnentwürfe. In Deutschland wurde zunächst im Jahre 1906 die im Besitz der Lokalbahn-Aktiengesellschaft in München befindliche Bahnstrecke Murnau-Oberammergau für elektrischen Lokomotivbetrieb und Triebwagenverkehr durch einphasigen Wechselstrom bei 5000 Volt und 16 Schwingungen durch Siemens & Halske eingerichtet. Ungleich größere Bedeutung für die Weiterentwicklung des elektrischen Vollbahnbetriebs ist indessen dem Entschluß der preußischen Eisenbahnverwaltung, die Stadt- und Vorortbahn Blankenese-Hamburg-Ohlsdorf mit einphasigem Wechselstrom bei einer Spannung von 6300 Volt und bei 25 sekundlichen Vollschwingungen zu betreiben, beizumessen. Diese Bahn, die erste bedeutende Vollbahn mit Wechselstrombetrieb und Triebwagenverkehr, hat seit ihrer Betriebseröffnung im Jahre 1908 die Erwartungen mehr als erfüllt, so daß die Staatsbahnverwaltung kein Bedenken mehr trug, auch für den Fernbahnbetrieb die gleiche Stromart zu erproben.

 

Zu diesem Zwecke wurde zunächst die Strecke Dessau-Bitterfeld im Jahre 1911 elektrisiert. Die Erfolge auch dieses Probebetriebes waren durchaus günstig; sie zeitigten den Entschluß, die ganze Strecke Magdeburg-Leipzig, deren Teilstrecke die obengenannte Linie ist, und die Strecke Leipzig-Halle zu elektrisieren. Dieser Erweiterungsbau wird augenblicklich ausgeführt, ebenso wie die elektrische Ausrüstung der Gebirgsstrecke Lauban-Königszelt. Beide Anlagen arbeiten mit 15000 Volt bei 16 2/3 sekundlichen Vollschwingungen.

 

Auch die anderen deutschen Bahnverwaltungen haben sich mit der Frage des einphasigen elektrischen Bahnbetriebs eingehend befaßt. Das Kgl. Bayrische Staatsministerium für Verkehrsangelegenheiten hat in einer großzügig angelegten Denkschrift (1908) die Frage der Stromversorgung des oberbayrischen Bahnnetzes erörtert mit dem Ergebnis, den einphasigen Betrieb für eine Anzahl von Strecken aus Gründen technischer und wirtschaftlicher Natur zu empfehlen. Inzwischen ist die Teilstrecke Landesgrenze-Griesen-Garmisch der Linie Garmisch-Innsbruck dem Betrieb übergeben worden und es werden demnächst folgen die Strecken Landesgrenze-Scharnitz-Partenkirchen und Salzburg-Freilassing-Berchtesgaden.

 

Ebenso hat die Großherzogl. Badische Staatseisenbahnverwaltung die Wiesentalbahn (Basel-Zell i. W.) für einphasigen Betrieb ausgebaut und seitens der Badischen Lokal-Eisenbahngesellschaft wird die Albtalbahn (Karlsruhe-Herrenalb) für elektrische Zugförderung eingerichtet.

 

Der letzte Abschnitt dieser Entwicklung wird schließlich gekennzeichnet durch den dem preußischen Landtag vorgelegten Antrag der preußischen Eisenbahnverwaltung, die Stadt- und Ringbahn und sämtliche Vorortbahnen Berlins mit elektrischer Zugförderung durch einphasigen Wechselstrom auszurüsten, der inzwischen, soweit die Stadt- und Ringbahn in Frage kommt, die Genehmigung beider Häuser des Landtages gefunden hat.

 

Wie bereits Eingangs dieser geschichtlichen Übersicht bemerkt, haben sich auch die meisten ausländischen Eisenbahnverwaltungen den Bestrebungen und Überzeugungen der deutschen Behörden angeschlossen. Auf dem allgemeinen Eisenbahnkongreß (Fußnote 2) in Bern (1909) haben sich die Vertreter von Deutschland, Österreich und der Schweiz ohne Einschränkung für diese Betriebsform ausgesprochen.

 

Der staatliche schweizerische Studienausschuß für elektrischen Bahnbetrieb kommt in seinem Bericht (1912) zu folgendem Ergebnis: "Das Einphasensystem mit Kollektormotoren mit Serienverhalten, ausgeführt mit rund 15 Vollschwingungen in der Sekunde und einer Fahrdrahtspannung von ungefähr 15 000 Volt, unter umständen 10 000 Volt, ist für die Verhältnisse unseres Vollbahnbetriebes technisch und wirtschaftlich als das günstigste System zu empfehlen."

 

Die Ausbreitung des Vollbahnbetriebes mit einphasigem Wechselstrom in der ganzen Welt während des Zeitraums 1903 bis 1913 ergibt sich aus dem in Fig. 1 dargestellten Schaubild, während Fig. 2 erkennen läßt, wie sich die im Januar 1913 im Betriebe oder im Bau befindlichen Einphasen-Wechselstrombahnen auf die einzelnen Länder verteilen (Fußnote 3).





Fig. 1


Fig. 2


Fußnoten


E. T. Z. 1911, S. 421 
E. K. B. 1910, Heft 10, 12 und 20. 
E. K. B. 1913, S. 336.