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Straßenbahnen mit starker Steigung

Das Neue Universum • 1898

Unter Straßen- oder Trambahnen versteht man kleine Eisenbahnen, welche auf gewöhnlichen Fahrstraßen derartig angelegt sind, dass durch dieselben der gewöhnliche Wagenverkehr nicht gehindert ist. Da man beim Bau dieser Bahnen keine Planierungen vornehmen oder Einschnitte in das Terrain bilden kann, sondern sich einfach nach der ursprünglichen Anlage der Straßen zu richten hat, so sind häufig Steigungen zu überwinden, wie sie bei den Großbahnen des Verkehrs nicht vorkommen. Auch kann man bei derartigen Bahnen für gewöhnlich nicht die bei Gebirgsbahnen anzuwendenden Hilfsmittel, wie Zahnschienen, Fellsche Zentralschienen, Kabel usw. in Anwendung bringen. Nur zwei Fälle von Straßenbahnen mit gezahnten Schienen sind hier anzuführen; dieses sind die Straßenbahnen zu Neufchâtel in der Schweiz und die zu Barmen im Königreich Preußen. Elektrische Trambahn in BarmenAbb. 1. Elektrische Trambahn in Barmen auf einer Steigung von 18,5 %.

Die in Abb. 1 dargestellte Anlage in der Stadt Barmen ist eine elektrische Bahn, welche mehrere interessante Eigentümlichkeiten aufweist. Die Bahn beginnt in einem in der Klosterstraße befindlichen Gebäude inmitten der Stadt; sie überkreuzt die Bergisch-Märkische Eisenbahn auf einer eisernen 20 m langen und 9 m breiten Brücke. Nachdem sie über die Kempstraße gegangen, setzt sie sich in der Luisenstraße fort, die sehr steil ist, indem die Steigung daselbst 185 mm auf einen Meter erreicht. Hieran durchkreuzt die Bahn die Gewerbeschulstraße, folgt dann der Luisenstraße auf etwa 400 m Länge, geht über die Lichtenplatzerstraße und tritt dann in das Barmer Wäldchen ein. Endlich mündet sie auf den Höhen unweit des Narrenturms.

Die Gesamtlänge der Bahn beträgt 1630 m. Die Nebenstation liegt 159,66 m hoch und ungefähr 5,4 m über der Klosterstraße; die Hauptstation liegt dagegen 329,2 m hoch, so dass der Höhenunterschied beider Stationen 170 m beträgt, was einer mittleren Steigung von etwa 10 : 100 entspricht. Die steilste Steigung oder Rampe befindet sich in der Luisenstraße; sie beträgt, wie schon angegeben wurde, 18,5 : 100.

Die Bahn ist in ihrer ganzen Länge zweigleisig mit einer Spurweite von 1 m. Zwischen den Schienen jedes der beiden Gleise befindet sich eine gezahnte Schiene nach Riggenbachs System. In Abb. 2 ist der Querschnitt derselben dargestellt; der Zwischenraum der Zähne beträgt 75 mm, die Breite der Zähne ist gleich 90 mm; diese Schiene ist in Längsteilen von 5 m hergestellt. Wie aus den Abbildungen klar ersichtlich ist, ragt die Zahnschiene nicht über das Straßenniveau empor, so dass der Verkehr dadurch nicht gehindert wird. Die Fahrbahn ist durch Brocaschienen gebildet, jedoch besteht sie da, wo kein anderes Fuhrwerk passieren kann, aus vorspringenden Vignolschienen. Die Fahrschienen nebst der Zahnschiene sind auf eiserne Querschwellen, die in 1 m Abstand liegen, gelagert.

Barmener TramwaybahnAbb. 2. Gleisdurchschnitt der Barmener Tramwaybahn, den auf der Sohle liegenden Kesselhaken zeigend.

Die Bahnwagen enthalten 28 Sitzplätze und 6 – 8 Stehplätze auf der Plattform; ihre Länge beträgt 8 m und ihre Breite 2,45 m. Der Innenraum ist in vier Coupes eingeteilt, von denen die beiden mittleren von den Seiten und die beiden andern von den Plattformen aus zugängig sind. Jeder Wagen ist mit zwei Radachsen versehen und jede derselben trägt ein Zahnrad, welches in die Zahnschiene eingreift. Jede der beiden Radachsen wird durch einen vierpoligen Elektromotor mittelst eines Zahnradvorgeleges betrieben; beide Motoren sind voneinander unabhängig.

Eine sehr interessante Eigentümlichkeit dieser Bahn besteht darin, dass die Elektromotoren bei der Abwärtsfahrt als Stromerzeuger wirken und elektrischen Strom in die Leitung senden. Auf diese Weise soll es möglich sein, etwa 65 % der mechanischen Arbeit für die Auffahrt an die Leitung abzugeben. Es folgt daraus, dass über die Hälfte der Betriebskraft durch die Wagen selbst geliefert wird. Die Zentralstation kann daher mit verhältnismäßig schwächeren Dampfmaschinen und Stromerzeugungsmaschinen auskommen, wodurch natürlich an Anlagekosten bedeutend gespart wird.

Durch diese Anordnung wird außerdem ein anderer beträchtlicher Vorteil für Bahnen mit steiler Steigung erreicht; die Elektromotoren können mit keiner größeren Geschwindigkeit arbeiten, als für welche sie konstruiert worden sind; bei der Abfahrt nehmen sie die durch Wirkung der Schwerkraft erzeugte Arbeit auf, indem sie als gewöhnliche Bremsen wirken, wodurch große Sicherheit während der Abfahrt erreicht wird, weil der Wagen eine bestimmte mäßige Geschwindigkeit einhalten muss. Außerdem ist die Abnutzung der Bremsen und der von denselben beanspruchten Radkränze beseitigt, wodurch eine bedeutende Ausgabeersparnis bei derartigen Bahnen herbeigeführt wird. Damit aber die vollständige Sicherheit für die Fahrgäste vorhanden ist, sind die Wagen trotzdem mit den gewöhnlich auf solchen Bahnen benutzten Bremsen versehen, jedoch werden dieselben nur ausnahmsweise benutzt, indem unter gewöhnlichen Umständen die vorerwähnte Bremsung vollständig ausreichend ist.

Die elektrische Leitung ist oberirdisch und der Strom wird durch einen Kontaktbügel nach dem System der Firma Siemens & Halske abgenommen, wie aus Abb. 1 ersichtlich ist. Die Spannung des Leitungsstromes beträgt 500 V. Diese Anlage ist seit mehreren Jahren in vollständig befriedigendem Betrieb, jedoch verhindert die Anwendung der Zahnschiene die allgemeinere Benutzung dieses Systems.

Querschnitt der BahnanlageAbb. 4. Querschnitt der Bahnanlage.

Die Beförderung der Wagen durch ein endloses, in einem unterirdischen Kanal befindliches Zugseil hat vielfache Anwendung bei steil ansteigenden Straßenbahnen gefunden, besonders in Amerika. Die am steilsten ansteigende Bahn, welche nach diesem System eingerichtet ist, soll sich in San Francisco befinden; die Steigung erreicht daselbst das Verhältnis 21 : 100. Indessen wird man diese Art Tauerei nicht in allen Fällen als zweckmäßig betrachten. Die Herstellungskosten des unterirdischen Kanals sind nämlich ziemlich hohe, und es geht bei dem Betrieb durch Reibung viel Arbeitskraft verloren, auch erleidet das Seil eine starke Abnutzung, so dass es öfter erneuert werden muss. Nur bei Bahnen mit sehr starkem Verkehr wird sich dieses System als rentabel erweisen. Wenn diese letztere Bedingung nicht vorhanden ist, muss dem elektrischen Betrieb der Vorzug gegeben werden.

Trambahn in ProvidenceAbb. 5. Elektrische Trambahn mit Gegengewichten in Providence auf einem Gefälle von 15 %.

In den Vereinigten Staaten Nordamerikas, wo die oberirdischen Leitungen mit Rollenkontakt oder das sogenannte Trolleysystem eine sehr ausgedehnte Verwendung gefunden haben, überwindet man damit ohne besondere Einrichtung der Bahn sehr starke Steigungen; nur an den steilsten Stellen, wo die bloße Adhäsion der Wagenräder an den Schienen nicht mehr ausreichen will, wird der Seilbetrieb benutzt.

Gegenwärtig hat man aber begonnen, den Seilbetrieb durch ein Gegengewichtssystem zu ersetzen, welches sehr gute Resultate ergeben soll. Das Prinzip, welches dabei in Anwendung kommt, besteht darin, in einem unterirdischen Kanal ein rollendes Gegengewicht anzubringen und mit einem Kabel ohne Ende zu verbinden, welches oberhalb und unterhalb der Rampe über Rollen läuft. Wenn das Gegengewicht sich an der höchsten Stelle der Strecke befindet, so wird der zur Auffahrt bestimmte Wagen mittelst einer Art Zange am Kabel befestigt und alsdann in seiner Auffahrt durch das abwärts rollende Gegengewicht unterstützt. Der folgende abwärtsfahrende Wagen wird in gleicher Weise mit dem Kabel verbunden und zieht bei seiner Abwärtsfahrt das Gegengewicht wieder hinaus. Hieraus ist ersichtlich, dass das Gegengewicht etwas leichter als der Wagen sein muss. Bei diesem System kann immer nur ein Wagen abwechselnd aufwärts oder abwärtsfahren. Die zur Überwindung der Schwerkraft erforderliche Arbeit wird somit durch die Schwerkraft selbst teilweise verrichtet, so dass die noch nötige Zuschussarbeit, welche ein Motor zu liefern hat, sehr gering ist.

Gleichgewichtsbahn in San FransicoAbb. 5. Elektrische Gleichgewichtsbahn in der Fillmorestraße zu San Fransico auf einem Gefälle von 25,5 %.

In der amerikanischen Stadt Providence war die Herstellung der Anlage besonders schwierig, indem der gewöhnliche Kabelbetrieb, dessen man sich bisher bedient hatte, während der Zeit, wo man denselben durch das Gegengewichtssystem ersetzte, ungestört stark funktionieren musste. Man begann damit, dass man den elektrischen Leitungsdraht über das eine Gleis der Kabelbahn spannte, worauf man an der andern Seite der Straße parallel zum Gleis einen geschlossenen, mit holzverkleideten Kanal von 38 cm Tiefe und 96 cm Breite herstellte, wie Abb. 3 zeigt; in diesem Kanal wurde das Gegengewicht angebracht, welches aus zwei Eisenblöcken besteht, die zusammen 5500 kg wiegen und auf Rädern von 25 cm Durchmesser laufen (Abb. 4). Die Wagen wiegen etwa 6500 kg, wenn sie leer sind. Die Fahrt findet nach beiden Richtungen alle 5 Minuten statt, so dass je nach 2,5 Minuten Pause ein Wagen aufwärts oder abwärtsfährt. Trotz der steilen Bahn geht die Fahrt aufwärts mit großer Leichtigkeit vonstatten und bei der Abwärtsfahrt verhindert das Gegengewicht, dass der Wagen eine zu große Geschwindigkeit erlangt. Die Betriebs- und Unterhaltungskosten sollen bei diesem System sehr gering sein. Endlich hat man neuerdings in San Francisco eine Bahn mit einer Steigung angelegt, deren Verhältnis 25,5 : 100 beträgt, wobei der abwärtsfahrende Wagen als Gegengewicht für den aufwärtsfahrenden benutzt wird.

Diese Bahn ist in Abb. 5 dargestellt. Auch bei dieser Bahn wird elektrischer Betrieb mit Oberleitung und Rollenkontakt angewendet. Das endlose Kabel befindet sich in einem Kanal unterhalb der Bahn und läuft auf Rollen. Dasselbe trägt zwei Klammern, die so angeordnet sind, dass wenn die eine sich am unteren Ende befindet, die andere am oberen Ende ist. Sobald der Wagen sich über dieser Klammer befindet, verkuppelt sich dieselbe mit dem Wagen von selbst, so dass der Wagen nunmehr dem Seilzug folgen muss. Jeder Wagen ist mit einem Elektromotor von 25 PS versehen, doch kann derselbe auf kurze Zeit etwa die doppelte Kraft leisten. Bei den angestellten Versuchen konnte ein stark besetzter Wagen von einem leeren Wagen unter Mitwirkung des Elektromotors bequem aufwärts gezogen werden. Die beiden Motoren der Wagen waren dabei hintereinandergeschaltet und in ihren Stromkreis war ein schwacher Widerstand eingeführt. Der Motor des aufsteigenden Wagens blieb dabei in Ruhe. Dieses Resultat beweist, dass mit diesem System eine schwierige Aufgabe glücklich gelöst worden ist.

• Auf epilog.de am 23. Januar 2022 veröffentlicht