Ein Dach für die Eisenbahn? Ja, warum denn nicht? Gut, ich gebe es ja zu, das Dach ist recht löchrig. Trotzdem ist es da und lässt sich nicht mehr wegdenken. Stellen Sie sich doch die moderne Eisenbahn ohne dieses Dach vor. Die Schienen mit den Zügen und den Signalen. Fehlt da nicht etwas? Ach so, Sie sind Anhänger der Dampflok und können sich das gut vorstellen. Die anderen haben es bemerkt, die Fahrleitung fehlt.

Die Fahrleitung ist wohl das Teil, das auf der Strecke am meisten auffällt. Dank ihr kann man eine Eisenbahnlinie schon von weit her erkennen, auch wenn kein Zug durchfährt. Wie, Sie haben noch nie eine Strecke der Eisenbahn gesehen? Aha, doch, aber eine Fahrleitung? Ach so, Sie nennen sie einfach Oberleitung. Der schweizer Fachmann würde diesen Namen nie gebrauchen, denn für ihn ist es klar eine Fahrleitung, denn die Oberleitung ist zu ungenau.

Gut, auch Ihre Aussage hat nicht Unrecht, denn das was Sie sehen, ist vermutlich eine Oberleitung. Nur, es ist eben nicht alles damit abgedeckt, denn es gibt auch Fahrleitungen, die nicht über dem Kopf montiert wurden. Niemand nennt sie dann Niederleitung. Aber die Oberleitung hält sich hartnäckig in den Köpfen der Leute. Das kann daran liegen, dass mehr als 90% aller elektrisch betriebenen Eisenbahnen damit ausgerüstet wurden.

Höre ich jene, die weder eine Oberleitung noch eine Fahrleitung kennen? Ja, es gibt Bahnlinien ohne Fahrleitung. Die werden dann meistens mit Diesellokomotiven oder sogar noch mit den altehrwürdigen Dampfloks befahren. Nur, noch nie gesehen lasse ich nicht gelten, denn oben habe ich ein Foto eingefügt, das nur eine Strecke mit Fahrleitung zeigt. In der Schweiz kann man sich ihr nicht entziehen, sind doch 99% der Strecken elektrifiziert.

Nahezu 100%, da würde es sich vermutlich schon bald lohnen, die Strecken aufzulisten, die keine haben. Doch lassen wir das, denn schliesslich interessiert uns ja die Fahrleitung und nicht die Tatsache, dass sie an wenigen Orten fehlt. Höre ich Einwände? Na gut, dann zähle ich die Strecken auf, die eben keine Fahrleitung haben.

Normalspurige Strecken:

-        Basel Bad Bf – Grenzacher (DB-Linie nach Rheinfelden – Schaffhausen)

-        Erzingen – Schaffhausen (DB-Linie von Basel – Rheinfelden)

-        Le Locle-Col-des-Roches – Villers-le-Lac (SNCF)

-        Laupen – Gümmenen (Fahrleitung entfernt, nur Güterverkehr)

-        Sursee – Triengen (Pläne für eine Fahrleitung existieren bereits)

-        Luzern – Kriens (Werksbahn mit Anschlussgleis-Charakter)

Schmalspur:

-                     Brienz – Rothorn Kulm (planmässiger Dampfbetrieb)

Das sind die Strecken, die keine Fahrleitung haben. Ach ja, hier fehlen die Strecken, die musealen Charakter haben, wie etwa Etzwilen – Singen und die Furka-Bergstrecke. Diese Linien gelten nicht mehr als offizielle Strecke des öffentlichen Verkehrs. Nur, viel am prozentualen Anteil tragen diese Strecken nicht mehr bei, ob es nun 98 oder 99% sind ist letztlich nur noch etwas für ganz penible Leute.

Wie, ich höre Einwände, ich soll eine Strecke vergessen haben? Wo, soll das sein. Aha, die Linie von Martigny nach Châtelard habe auf gewissen Abschnitten keine Fahrleitung. Sind Sie da ganz sicher? Ich behaupte, sie hat eine Fahrleitung, aber eben keine Oberleitung. Dies ist eine der letzten so ausgerüsteten Strecke der Schweiz. Wie lange noch, ist nicht sicher, denn es wird kräftig umgebaut. Sie ahnen es vielleicht, es gibt auch hier eine Oberleitung.

Bevor wir uns aber mit den einzelnen Fahrleitungen und den damit verbundenen Problemen befassen, müssen wir einige Worte zur Elektrizität und zur Versorgung verlieren. Keine Angst, ich werde da nicht mit Fachchinesisch aufwarten, es soll nur etwas für das Verständnis geschrieben werden. Wir werden diese Begriffe im Lauf dieses Artikels noch oft lesen und dann ist es nur gut, dass wir sie kennen. Doch nun zur Elektrizität.

Ein Leben ohne Elektrizität ist heute unvorstellbar. Ohne könnten Sie die Worte, die ich hier schreibe gar nicht lesen und in der Nacht wäre es dunkel, ja sogar sehr dunkel. Elektrizität ist deshalb schon sehr alt. Ja, sogar so alt wie unsere Erde. Nur, der Mensch kann sie erst seit etwas weniger als 200 Jahren auch nutzen.

Elektrizität gehört wirklich in den Bereich der Naturwissenschaften, denn die grössten elektrischen Energiequellen hält immer noch die Natur bereit. Wir alle kennen diese Energiequellen, die als Blitze entladen werden. Sie sind nichts anderes, als ein elektrisches Phänomen, erst noch natürlich erzeugt und um vieles besser, als das was der Mensch kann.

Elektrizität kann jedoch nicht einfach so auftreten. Damit man davon etwas merkt, braucht es einen Stromkreis. Dieser Stromkreis können Sie sich als Ring vorstellen. Besser ist aber ein Wasserkreislauf. Das haben Sie vermutlich in der Schule gelernt. Es regnet, das Wasser fliesst die Bäche ab ins Meer, wo es wieder verdunstet, damit es wieder regnen kann. Wird dieser Kreis an einer Stelle unterbrochen, klappt das nicht mehr.

Genau nach diesem Prinzip funktioniert der Stromkreis. Erst wenn alles verbunden ist, sind die Bedingungen erfüllt und die Elektrizität kann in Aktion treten. Damit man dies genau verstehen kann, benötigen wir drei Faktoren. Diese Faktoren sind Spannung, Strom und Widerstand. Diese drei Begriffe sollten Sie sich merken, denn das sind die Grundbegriffe der Elektrizität. Ich stelle sie nun etwas genauer vor.

Jetzt kommt aber die grosse Überraschung, denn die Natur braucht keinen Stromkreis für die Blitze beim Gewitter, Sie arbeitet mit Ladungen und unterschiedlichen Potenzialen. Das ist immer so, auch dann, wenn es Ihnen eine knallt, wenn Sie die Türfalle berühren. Da werden nur elektrische Ladungen entladen.

Solche elektrischen Ladungen entstehen, wenn sich Material reibt und sich so die darin enthaltenen Elektronen aus den Atomen lösen können. Es entsteht ein Überschuss an positiv geladenen Atomen. Berühren Sie nun die Türfalle, oder den Wasserhahn, werden diese Elektronen durch den negativ geladenen Metallkörper angezogen und somit entladen. Sie merken das dann mitunter recht schmerzhaft. Bevor wir nun die Atomphysik wieder verlassen, muss ich noch erwähnen, dass das in den Wolken die Wassermoleküle genau so trifft. Dann entsteht zur Entladung ein Blitz.

Genau diese unterschiedlichen Ladungen und negativ geladenen Elektronen kommen beim nachfolgenden Absatz zum Zug, denn je grösser diese Ladung ist, desto grösser ist der Unterschied zwischen den beiden Polen. Diesen Unterschied kann man messen und die daraus entstehende Einheit behandeln wir nun, aber endgültig ohne Atomphysik.

Der erste Wert, den wir anschauen ist die Spannung. Sie wird in den Fachbüchern immer mit einem U abgekürzt. Warum das so ist, lassen wir sein. Uns soll reichen, dass es U ist. Viel mehr kennen wird die Masseinheit der Spannung. Es sind Volt. Diese Einheit wurde nach dem Entdecker Volta benannt, denn er erkannte als erster die Spannung. Wir hier müssen das nun auch noch machen, dazu benutze ich eine Wasserleitung.

Nein, es ist nicht so, dass der Strom, den Sie kennen mit unserer Wasserleitung zu tun hat. Oder vielleicht doch? Lassen wir das, wir sind ja bei der Spannung. Die Spannung ist nun der Druck, der in der Leitung besteht. So lange das Wasser fliesst, sind auch kein Druck und auch keine Spannung vorhanden. So wie auch in der Wasserversorgung ein gewisser Druck besteht, ist in jeder elektrischen Leitung eine gewisse Spannung vorhanden. Es ist somit der Druck der Elektrizität.

Habe ich zuviel versprochen, es ist doch sehr einfach und erst noch ohne Atomphysik. Die ganzen Fachausdrücke fehlen und auch sonst ist kein Fachchinesisch vorhanden. Wir wissen aber, dass die Spannung der Druck der elektrischen Leitung ist. Fachlich korrekt würde man von unterschiedlichem Potenzial sprechen.

Nur, wie erkennt man einen Druck? Indem man die Differenz zu einem bekannten Druck misst. Die normale Luft hat einen Druck und die komprimierte Luft einen um diesen Wert höheren Druck. Genau so wie bei der Elektrizität, wo man die Unterschiede zwischen zwei Anschlüssen misst und so die Differenz herausfindet. Diese gibt man dann mit der Zahl und der Einheit Volt an.

Die zweite Grösse, die wir ansehen werden, ist der Widerstand. Widerstand leisten vielleicht Ihre Kinder, wenn Sie zu Bett geschickt werden. Oder Sie, wenn Sie vom Staat zu etwas verknurrt werden, das Sie nicht vollen. Wer zahlt schon ohne zu murren eine Busse? Genau, Sie stellen sich mehr oder weniger dagegen. Genau das passiert bei der Elektrizität auch. Wir gehen deshalb wieder zu unserer Wasserleitung.

Darin fliesst das Wasser ungehindert, bis Sie mit dem Finger den Schlauch verstopfen. Das Wasser kann nun nicht mehr fliessen. Je stärker Sie den Finger auf den Schlauch pressen, desto grösser ist der Widerstand, den Sie erzeugen. Bei der Elektrizität sind das nicht Ihre Finger, sondern die verwendeten Materialien, diese bieten mehr oder weniger Widerstand. Warum das so ist, ist wieder etwas für die Atomphysiker.

Die Masseinheit für den Widerstand ist Ohm. Wie, Sie haben das noch nie gesehen? Genau, angezeigt wird das nicht mit O oder Ohm, sondern mit dem griechischen Symbol Omega, das so aussieht Ω.  In den Fachkreisen verwendet man für den Widerstand die Bezeichnung R. Diese Bezeichnung müssen Sie sich ebenfalls merken, denn diese wird später auch noch erwähnt werden. Widerstand hilft nun nicht mehr.

Ich verspreche es Ihnen, nun kommt die letzte Bezeichnung. Es ist I für den elektrischen Strom. Diesen Strom kennen Sie vermutlich auch an seiner Einheit, die in Ampére erfolgt und mit A abgekürzt wird. Jede Sicherung ist damit angeschrieben. Nur, was das genau bedeutet, haben Sie nie gewusst. Sie ahnen es bereits, ich komme wieder zu unserer Wasserleitung.

Die Menge Wasser, die durch das Rohr fliesst, nennt man Strom. So auch bei dem Strom, den Sie vielleicht Rhein oder Mississippi nennen. Hier fliesst sehr viel Wasser durch. Der elektrische Strom ist deshalb nichts Geringeres als die Angabe der Durchflussmenge. Das soll genügen, denn mehr brauchen wirklich nur die Profis zu wissen.

Ich verspreche es Ihnen, wir haben es gleich geschafft. Mit diesen Einheiten kann man sogar rechnen. Wie das geht, erkläre ich Ihnen nun. Es geht dabei weniger darum, dass Sie in Zukunft einen Widerstand oder gar einen Strom berechnen können, vielmehr soll hier etwas ganz spezielles an diesen Werten aufgezeigt werden. Doch bevor wir das tun, eine kleine Tabelle zur Erinnerung.

Ist es Ihnen schon aufgefallen? Nicht, dann schreibe ich es noch ein wenig kürzer. U, R und I sind unserer Bezugspunkte. Haben Sie es immer noch nicht bemerkt, es ergibt URI. Uri kennen Sie. Wie, Sie haben keine Ahnung, was ich meine. Dann sind Sie vermutlich nicht über die Startseite hier her gelangt, denn dann hätten Sie vermutlich gelächelt, denn Uri ist der Kanton in der Schweiz, wo diese Worte geschrieben wurden.

Nun, damit Sie rechnen können, benötigen Sie noch die Formel. Die lautet:

U = R • I

Jetzt können Sie bereits einen Widerstand berechnen und auch die Berechnung des Stromes wird möglich. Es ist eine Grundformel der Elektrizität und hat sogar einen bestimmten Namen erhalten. Man nennt diese Formel das ohmsche Gesetz. Jeder, der mit Elektrizität arbeitet, wendet diese Formel an und selbst Ihr Computer wurde auf dieser Formel entwickelt, denn nur wer weiss, welchen Widerstand ein Bauteil benötigt, kann herausfinden, welche Spannung und welcher Strom vorhanden sind.

So, das war die Einführung in die Elektrizität. War doch ganz leicht. Zum Glück musste ich es Ihnen nicht so erklären, wie es einem Fachmann erklärt wurde, denn dann wird es etwas komplizierter, aber das ist nun wirklich etwas für die Profis. Sie haben nun alles was Sie wissen müssen. Wie, etwas fehlt noch?

Ach so, Sie haben immer wieder gelesen, dass an einem Gerät VA angeschrieben worden ist. Vermutlich haben Sie dann eine Modellbahn und es am Transformator abgelesen. VA ist nichts andere als die Spannung U mit dem Strom I multipliziert. Somit eigentlich der Spannungsstrom. Damit das deutlich wird, spricht man von Voltampére. Damit meint man nichts geringeres, als die elektrische Leistung. Mit dieser elektrischen Leistung kann man nun einen Motor betreiben.

Wir haben nun die primitivsten Grundsätze der Elektrizität kennen gelernt. Aber auf diesen Grundsätzen baut sich nun die restliche Seite auf, deshalb mussten Sie sein. Nun kommt es aber noch etwas komplizierter, denn es gibt mehrere Stromsysteme. Genau genommen sind es deren drei und korrekterweise wären es erst noch Spannungssysteme. Die nun genauer betrachtet werden sollten. Sie können aber getrost weiter lesen, denn die Wasserleitung hilft hier, zumindest teilweise.

Die einfachste Form der Elektrizität ist der Gleichstrom. Wenn wir das mit unserer Wasserleitung betrachten, dann ist es eine normale Wasserleitung. Das heisst, das Wasser fliesst vom Wasserhahn in den Topf und das immer dann, wenn Sie den Hahn öffnen. Es hat somit eine gleich bleibende Richtung. Es ist Gleichstrom, oder auch Gleichspannung.

Der wichtigste Teil ist das Gleich und nicht unbedingt ob es Spannung oder Strom ist. Klar, wenn wir rechnen ist das wichtig. Nur, es kann nicht mit zwei unterschiedlichen Stromsystemen gerechnet werden. Wo eine Gleichspannung anliegt, kann auch nur ein Gleichstrom fliessen. Eine Kombination gibt es nicht. Es sei denn, man pflanzt eine Spannung auf eine andere. Nur, das sollen die Profis unter sich ausmachen.

Beim Gleichstrom handelt es sich um einen natürlichen Strom. Mögen Sie sich noch daran erinnern, wie ich geschrieben habe, dass Elektrizität in den Bereich der Naturwissenschaften gehört? Beim Gleichstrom trifft das voll und ganz zu, denn in der Natur ist nur Gleichstrom vorhanden. Der Blitz beim Gewitter besteht aus Gleichstrom und auch die elektrischen Impulse in Ihrem Körper arbeiten mit Gleichstrom.

Wir betrachten nun den Wechselstrom. Er ist einem steten Wechsel unterworfen. Daher auch sein Name. Doch wieder zu unserer Wasserleitung, denn beim Wechselstrom fliesst das Wasser darin in beide Richtungen. Es wechselt seine Flussrichtung. Sie sehen, es wird schon langsam unübersichtlich, denn eine Wasserleitung, in der das Wasser in beide Richtungen fliesst ist selten. Es sollte auch nur ein Vergleich sein, der Ihnen das etwas verständlicher zeigte.

Wie schon vorher beim Gleichstrom gilt auch hier. Wo Wechselspannung anliegt, fliesst auch ein Wechselstrom. Eine Kombination ist nicht möglich. Wie, das ist falsch? Ich weiss, denn es gibt eine Möglichkeit mit dem später noch beschriebenen Drehstrom, aber mit Gleichstrom lässt sich das nicht verwirklichen. Doch noch etwas kommt mit dem Wechselstrom auf uns zu, die Frequenz.

Die Frequenz wird mit Hertz angegeben. Wie, nein ich habe mich nicht vertippt, es heisst tatsächlich Hertz. Warum, weil der Entdecker so hiess. Solche Angaben haben Sie vermutlich schon öfters gesehen. Genau, bei jedem Haushaltsgerät steht die Frequenz. Wie, nicht gefunden, dann suchen Sie doch nach 50 Hz. Bei den Bahnen kommen auch andere Werte zur Anwendung, so zum Beispiel in der Schweiz, in Deutschland und Österreich, wo 16.7 Hz verwendet werden.

Die Frequenz gibt an, wie oft sich ein Vorgang in einer Sekunde wiederholt. Sie vermuten nun, dass das bei Wechselstrom in der Sekunde 50mal der Fall ist. Im Grunde hätten Sie eigentlich recht, aber zuerst fliesst er ja von A nach B und dann von B nach A. Erst jetzt wiederholt sich dieser Vorgang wieder. Die Flussrichtung hat sich somit zweimal geändert. Somit gilt für das Landesnetz mit 50Hz die Feststellung, dass sich die Flussrichtung in der Sekunde 100mal ändert.

Frequenzen werden auch an anderen Orten verwendet. Deshalb ist diese Einheit keine rein elektrische Einheit. Sie kommt in der Elektrizität auch nicht nur bei Wechselstrom zur Anwendung. Besondere Schwingkreise in einem Radio ermöglichen es Ihnen, einen Sender zu empfangen. Diese Schwingkreise funktionieren aber mit Gleichstrom. Nur, wie das geht, lassen wir sein, denn das ist etwas für Profis und denen muss ich es nun wirklich nicht mehr erklären.

Jetzt wird es erstmals so richtig kompliziert. Damit für Sie die Verwirrung noch grösser wird, schreibe ich einfach hin, dass dieser Begriff schlicht falsch ist. Besser wäre, wenn wir von Drehspannung sprechen würden, denn dann stimmt es auch. Da aber niemand sonderlich Wert auf diese Drehspannung legt, nehme ich den Drehstrom als Begriff. Sie müssen dabei einfach eines ignorieren.

Bei einem Drehstrom fliesst ein ganz normaler Wechselstrom. Sehen Sie, wieso ich hier von kompliziert spreche. Das löst sich nur, wenn ich Ihnen erkläre, dass es eigentlich nur die Spannung ist, die den normalen Wechselstrom zu Drehstrom werden lässt. Deshalb ist eigentlich Drehspannung besser, denn es gibt genau an, was passiert, denn die Spannung dreht sich. Wie das geht?

Sie müssen sich die Sache mit einer Uhr vorstellen. Achtung, mit einer digitalen Uhr geht es nicht. Im Generator wird der elektrische Strom mit einer rotierenden Maschine erzeugt. Die Achse ist bei uns die Welle der Uhrzeiger. Durch den Aufbau des Generators wird in den einzelnen Leiter nicht immer zur gleichen Zeit die gleiche Spannung induziert. Das nennt man so, ich kann es nicht ändern.

Lassen wir die Sache mit dem induzieren, denn das ist etwas für Elektroprofis. Begnügen wir uns damit, dass bei 12 Uhr der höchste positive Wert erreicht wird und bei 6 Uhr der höchste negative Wert. Überhaupt keine Induktion findet bei 3 und 9 Uhr statt. Diese beiden Momente nennt man fachlich Nulldurchgang, weil jetzt keine Spannung vorhanden ist.

Versuchen Sie es nicht, den Nulldurchgang werden Sie nicht finden, denn so schnell sind Sie nicht. Im Landesnetz wird der Nulldurchgang 100-mal vollzogen und das erst noch in einer Sekunde. Die Hälfte davon, eine ganze Umdrehung auf der Uhr, ergibt die Landesfrequenz von 50 Hz. Das ergibt auf einem Blatt Papier eine Kurve, die von Fachleuten Sinuskurve genannt wird. Die sieht so aus:

Bei einem Drehstrom wird die zweite Phase 4 Stunden, äh 120° später mit der maximalen Spannung induziert. Die dritte Phase folgt dann noch einmal um 120° versetzt. Somit erreichen die Phasen der Reihe nach die maximalen Spannungen. Zuerst 1, dann 2 und zum Schluss 3. Danach beginnt es wieder mit 1. Haben Sie Zeit? Dann schauen Sie auf Ihrer Uhr dem Minutenzeiger nach. Genau, der steht zuerst auf 12, dann auf 4, und schliesslich auf 8 Uhr. Er dreht sich im Uhrzeigersinn. Da sich nun die Spannungsspitzen wie der Zeiger drehen, entsteht ein Drehfeld, das auch Drehstrom genannt wird.

So richtig begriffen haben es vermutlich noch nicht alle. Die obere Grafik zeigt eigentlich einen normalen Wechselstrom an. Jetzt bauen wir darin noch zwei weitere Sinuskurven ein, dann haben wir drei und unseren Drehstrom. Das sieht dann so aus:

Das sind schon alle Stromsysteme. Es gibt im Grunde keine anderen Stromsysteme mehr. Die Leitungen werden mit mehr oder weniger Spannung betrieben, aber letztlich ist es Wechselstrom, Gleichstrom und Drehstrom. Die folgende Tabelle soll etwas Übersicht bringen.

Nach so viel Theorie sollten wir uns ein paar Gedanken machen, wo welches dieser Drei Systeme denn angewendet wird. Damit diese Auflistung nicht zu unübersichtlich wird, verwende ich nur einige bestimmte Bahngesellschaften, die durch ihr Netz auffallen. Gerade die Gesellschaften, wo mehrere Systeme verwenden, sind zu beachten. Doch nun zur Tabelle:

Elektrizität ist gefährlich, dass haben Ihnen vermutlich schon die Eltern eingetrichtert. Vielleicht sind Sie noch so jung, dass Sie schon die speziell gesicherten Steckdosen erlebt haben. Etwas, das man so schützen muss, kann nur gefährlich sein. Trotzdem, man nutzt Elektrizität ohne sich lange darüber den Kopf zu zerbrechen. Es wird Zeit, dass wir etwas Licht ins Dunkel bringen.

Zuerst will ich Ihnen erklären, warum Elektrizität so gefährlich ist. Das hängt in erster Linie mit dem menschlichen Körper zusammen. Der grösste Teil unseres Körpers ist Wasser und Kohlenstoff. Genauer gesagt Wasser mit gelösten Mineralien. Darin gelöst ist auch Salz. Das macht den menschlichen Körper zu einem hervorragenden Leiter für elektrische Ströme. Nur die Haut bietet da einen geringen Schutz.

Kommt hinzu, dass man Elektrizität weder hören, sehen noch riechen kann. Man bemerkt ihr vorhanden sein erst, wenn es schon zu spät ist. Klar, beim Gewitter haben Sie den Blitz auch schon gehört. Das stimmt so eigentlich auch wieder nicht, denn Sie hörten die Luftmoleküle, die erhitzt wurden. Auch das Knistern, das Sie bei Hochspannungsleitungen hören, hängt mit der Luftfeuchtigkeit zusammen und nicht mit dem elektrischen Strom an und für sich.

Doch betrachten wir einige Phänomene der Elektrizität. Darunter gehört zum Beispiel der Blitz, der sich nachts durch helles leuchten zeigt und der schon manchem Baum zum Verhängnis wurde. Blitze sind gefährlich, das wissen selbst die Tiere. Der Grund hier liegt in der extrem hohen Spannung und beim grossen Strom der fliesst. Die Leistung eines Blitzes würde ohne Probleme dazu reichen Ihr Haus ein Jahr lang mit Energie zu versorgen. Diese Energie fällt aber in wenigen Sekunden an, da kann kaum etwas widerstehen.

Eigentlich ist ein Blitz nichts anderes, als ein Lichtbogen. Der Name kommt daher, dass sich die Elektrizität in einem Lichtschein entlädt. Durch die entstehende Wärme entsteht dabei ein leichter Bogen nach oben. Fachleute nennen solche Erscheinungen Lichtbogen. Sie entstehen in dem Moment, wenn die Spannung zwischen zwei Punkten so gross ist, dass die dazwischen befindliche Luft nicht mehr genügend isolieren kann. Es kommt zu einem Überschlag. Beim Gewitter ist das der Blitz.

Solche Lichtbogen entstehen nun wirklich überall, wo eine elektrische Leitung unterbrochen wird und die Luft zum Leiter wird. Sie müssen sich jetzt nicht fürchten, aber jedes Mal, wenn Sie den eingeschalteten Staubsauger ausziehen, entsteht in der Steckdose ein Lichtbogen. Die Steckdose ist so aufgebaut, dass der Lichtbogen keinen Schaden anrichten kann. Sie sehen ihn vermutlich nicht einmal.

Dieser Lichtbogen kann man genau berechnen. Deshalb kann man mit ihm sogar ein Messgerät erstellen. Dieses Messgerät eignet sich vor allem für sehr hohe Spannungen, die gemessen werden können. In der Technik werden aber andere Anzeigen verwendet, die mit zusätzlichen Schaltungen auch hohe Spannungen anzeigen können.

Ich habe vorher von isolieren gesprochen. Luft leitet elektrischen Strom nur in einem gewissen Masse. Sie ist ein Isolator. Das heisst, sie sorgt dafür, dass die beiden Polaritäten der Spannung nicht verbunden werden können. Jedes Material ist im Grunde ein Isolator. Nur einige sind darin so schlecht, dass man sie für Leitungen benutzt. Es gibt aber auch sehr gute Isolatoren, die man genau zu diesem Zweck verwendet.

Porzellan ist dabei ein sehr guter Isolator. Es gibt nur noch wenige Stoffe, die besser Isolieren, darunter befindet sich einfaches Glas. Wenn Sie einmal ein naturwissenschaftliches Museum besuchen, das elektrische Experimente macht, können Sie die guten Eigenschaften von Glas sehen. Ich gebe Ihnen hier ein Beispiel. Bei einer Glasscheibe mit einem Meter Durchmesser und einer Dicke von 1 cm entsteht ein Lichtbogen, der um die Scheibe herum geht. Das zeigt deutlich, dass Luft kein guter Isolator ist.

Diese als Isolatoren bezeichneten Werkstoffe besorgen die Isolation. Also eine Abtrennung der beiden Leiter. Dank dieser Isolation können Sie ein Kabel gefahrlos anfassen und die Steckdose funktioniert nur dank der Isolation. Haben Sie schon einmal ein Kabel genauer angesehen? Genau, dort wird ein spezieller Kunststoff verwendet. An anderen Stellen, so auch bei der Fahrleitung werden Isolatoren aus Porzellan verwendet.

Ist die Isolation von elektrischer Energie nicht ausreichend, dann wird es gefährlich. Deshalb ist es unbedingt ratsam, ein defektes Kabel nicht mehr zu benutzen, sondern durch ein neues Kabel zu ersetzen. Es müssen nicht die hohen Spannung der Bahn sein, auch die Spannung aus Ihrer Steckdose reicht aus, um einen Menschen zu töten.

Eine weitere Gefahr ist der Kurzschluss. Hier werden die Leiter direkt miteinander verbunden. Es ist somit keine Isolation mehr vorhanden. Beim Kurzschluss sinkt die Spannung gegen Null und der Strom steigt ins unendliche. Das wäre der theoretische Kurzschluss, das ist aber so zum Glück nicht möglich. Trotzdem, Kurzschlüsse sind gefährlich. Die Materialen werden dadurch überlastet und erzeugen sehr viel Wärme, dadurch kann es zu Bränden kommen.

Vielleicht nutzen Sie genau einen solchen Kurzschluss. Gut, es ist ein begrenzter Kurzschluss. Trotzdem, es ist ein Kurzschluss, der eigentlich entsteht. Man will ihn sogar bewusst nutzen. Benutzen Sie noch alte Glühbirnen? Ich weiss, sie sind auf der Liste für Energieschleudern, aber hier muss ich sie erwähnen, denn der Faden in der Glühbirne wird mit hohem Strom belastet.

Er würde in der normalen Luft sofort verglühen. Somit ist er überlastet, was letztlich einem begrenzten Kurzschluss entsprechen würde. In der Glühbirne jedoch leuchtet er hell auf und gibt Wärme und ein wenig Licht ab. Grund genug, diese Energieschleuder zu verbannen.

So, jetzt haben Sie vermutlich genug von trockener Theorie, Sie wollen etwas über das Dach der Eisenbahn erfahren und sich nicht mit Volt und Ohm ärgern. Dann nur noch ein Satz zu den Gefahren der Elektrizität und dann schauen wird weiter. Gut, es sind zwei Sätze, Sie sollten sie sich trotzdem merken.

Elektrische Leitungen sind immer unter Spannung, es sei denn, man habe sich persönlich vom Gegenteil überzeugt. Ist das nicht möglich gilt: Hände weg, denn hier macht man wirklich nur einen einzigen Fehler.

Woher kommt Ihre Elektrizität. Wie, aus dem Urwald? Ach so, weil Ihnen die Affen immer wieder den Strom abstellen. Das ist leider nicht so, denn ich vermute Sie wissen es in der Zwischenzeit besser. Der Strom kommt aus der Steckdose. Genau, von dort kommt er und Sie brauchen nicht mehr zu wissen. Ja und ab und zu sollten Sie die Rechnung bezahlen, die Ihnen das Elektrizitätswerk sendet. Denn sonst, könnte man Ihnen den Strom abdrehen. Nur, Affen arbeiten dort nicht, denn beim Umgang mit elektrischem Strom sollte man einen wachen Kopf haben.

Die Elektrizität, die wir nutzen können, kommt aus einem Kraftwerk. So nennt man diese Anlagen im Allgemeinen. Solche Kraftwerke kennen Sie als Atomkraftwerk oder als Staumauer. Windkraftwerke gibt es natürlich auch. Im Grunde benötigt man die Kraft von Wasser, Atomen oder vom Wind um eine drehende Bewegung zu erzeugen. Diese drehende Bewegung nutzt man, um elektrischen Strom zu erzeugen. Die dabei benötigten Maschinen nennt man Generatoren.

Im Kraftwerk wird festgelegt, für welchen Verbraucher die Energie bestimmt ist. Keine Sorge, Ihr Kraftwerk ist nicht alleine da, es sind immer mehrere am arbeiten. Ich meinte damit nur, ob es Strom für die Häuser oder für die Eisenbahn ist. Genauer wird hier die Frequenz bestimmt. Durch die Drehzahlen der Generatoren entsteht eine bestimmte Frequenz. Für Sie sind es 50 Hz für die SBB sind es 16.7 Hz.

Wie? Sie hatten schon früher reklamiert, dass es 16 2/3 Hz seien und nicht 16.7 Hz. Man könnte es nun als Rundungsfehler betrachten. Das ist aber nicht so, denn die Frequenz ist genau festgelegt und wird von den Kraftwerken genaustens eingehalten. Die Bahnen haben aber die Frequenz von 16 2/3 Hz auf 16.7 Hz angehoben. Dadurch traten die anfänglichen Störungen mit den neuartigen Umrichterlokomotiven nicht mehr auf. Das erfolgte vor ein paar Jahren und ist in der Schweiz und allen anderen Ländern mit diesem System so.

Da wir nicht beides gleichzeitig erzeugen und transportieren können, benötigen wir zwei getrennte Stromnetze. Man nennt diese festgelegten Systembereiche so. Es gibt somit ganz einfach ein Landesnetz und ein Bahnnetz. Möchten Sie nun raten, welches für was ist? Nicht nötig, die Namen sind eindeutig. Diese Netze teilen sich in verschiedene Bereiche auf, was dann Teilnetze ergibt.

Zuerst hatten wir das Kraftwerk. Es erzeugte unsere Energie. Die muss nun an den Verbraucher übertragen werden. Dazu benötigt man Kabel oder frei in der Luft hängende Leitungen. Beides ist möglich und Sie fürchten sich vor den Leitungen in der Luft? Sie meinen, die elektromagnetischen Felder sind gigantisch? Ist gut, dann vergrabe ich in Ihrem Garten ein Kabel. Sie sind damit einverstanden, dann haben Sie verloren, denn ein Kabel strahlt die stärkeren Magnetfelder aus, als eine Freiluftleitung. Nur sieht diese Freiluftleitung halt nicht so chic aus.

Die Spannung in einem solchen Teilnetz wird einfach Netzspannung genannt. Diese ist nicht immer gleich und wird bewusst geändert. Im Kraftwerk war sie noch sehr klein. In den Übertragungsleitungen ist sie aber um einiges höher. Hier kommen Spannungen von bis zu 500'000 Volt zur Anwendung. Die meisten Leitungen haben aber 132'000 oder 60'000 Volt.

Das sind Werte, mit denen ich Sie beeindrucken wollte, denn wissen müssen Sie das nicht, diese Leitungen sind im Boden oder weit oben in der Luft, da kann nichts passieren. Es sei denn, der Blitz schlägt ein, dann hat die Leitung, das Kraftwerk und Sie ein Problem.

Die Schutzschaltungen der jeweiligen Netze sprechen an und schalten das Netz aus. Es gibt einen Stromausfall. Diese gibt es bei Gewittern immer wieder und die Folgen tragen nicht nur Sie, denn auch ein Kraftwerk hat daran wenig Freude. Auch die Eisenbahn kennt das Problem, da spielt es keine Rolle, welches Netz es ist.

Seien Sie aber nicht überrascht, wenn ich ihnen erkläre, dass im Jahr sehr viele Blitze in die Freileitungen einschlagen und Sie davon nichts bemerken. Diese Störungen hat man soweit in den Griff bekommen, dass zumindest für Sie das Gewitter den Schrecken verloren hat. Das ist ganz einfach. Fällt ein Netz aus, springt automatisch ein anderes dafür ein.

Die Spannung aus der Übertragungsleitung wird einem Unterwerk zugeführt. Das Unterwerk hat dabei die Aufgabe, die hohe Spannung aus dem Übertragungsnetz in eine für den Verbraucher spezielle Spannung umzuwandeln. Jetzt erst kommt in der Regel Ihr Elektrizitätswerk zum Einsatz. Diese gehören oft einer Gemeinde oder einem regionalen Stromanbieter, der nun die für Sie gedachte Spannung bereitstellt. Er verkauft also  nur den Strom vom Kraftwerk weiter und ist somit nur ein Zwischenhändler.

Das Unterwerk macht aber noch einen Schritt mehr. Es sorgt dafür, dass mehrere Abschnitte unabhängig versorgt werden. Man nennt solche Abschnitte auch Speisepunkte. Dabei ist jeder Speisepunkt von den Anderen unabhängig. Entsteht nun in einem solchen Netz ein Kurzschluss, schaltet nur dieses aus, die anderen Netze betrifft das nicht. Es fällt daher nur in einem Quartier der Strom aus. Man kann den Schaden also in Grenzen halten.

Diese Leitung vom Speisepunkt wird nun bei Ihnen in eine Trafostation geleitet, die vermutlich in Ihrem Quartier steht. Dort wird dann die Spannung erzeugt, die aus Ihrer Steckdose kommt. Bei der Eisenbahn ist das leicht anders, aber dazu komme ich gleich. Die Spannung für Ihr Haus ist zu klein, dass sie sinnvoll über längere Strecken übertragen werden könnte, deshalb baut man diesen Transformator ein.

Da ist noch etwas, was jedes Netz hat, und das nur bei der Eisenbahn zu sehen ist, ist die Fahrleitungsschutzstrecke. Diese auch einfach Schutzstrecke genannten Abschnitte in der Fahrleitung trennen nur die einzelnen Unterwerke. Diese sind über das ganze Fahrleitungsnetz verteilt. Viel mehr dazu will ich aber nicht sagen, denn für Sie soll es reichen, wenn Sie wissen, was eine Schutzstrecke genau macht.

Den Transformator können Sie bei der Eisenbahn gleich vergessen, denn die Spannung der Fahrleitung ist so hoch, dass sie gleich vom Unterwerk versorgt wird. Das heisst, das Unterwerk stellt die Fahrleitungsspannung bereit. Jetzt sind wir endlich dort angelangt, wo wir sein wollten, bei der Fahrleitung, oder beim Dach der Eisenbahn.

Wir schauen uns jetzt einige Fahrleitungstypen an, dabei müssen Sie einfach wissen, alles was wir bisher gelesen haben, gilt auch hier. Das heisst, jede Fahrleitung wird auf diesem Weg versorgt. Da es nun aber eine Rolle spielt, ob wir eine Eisenbahn mit Wechsel- oder Gleichstrom versorgen, muss ich noch einen Satz einfügen, dann geht es zur ersten Fahrleitung. Bei Gleichstrombahnen ist im Unterwerk noch ein Gleichrichter eingebaut.

Noch etwas muss ich aber erwähnen. Denn die Kontaktübertragung hört nicht bei der Fahrleitung auf. Sie muss noch auf das Fahrzeug übertragen werden. Die Stromabnahme ist deshalb auch noch hier zu erwähnen. Da aber die Stromabnehmer direkt von der verbauten Fahrleitung abhängen, füge ich diese bei jeder Fahrleitung zum Abschluss ein.

Als am 4. Juni 1888 die Strecke Vevey-Plan – Territet eröffnet wurde, wäre eigentlich ausser einem regionalen Festakt nichts besonders gewesen. Da diese Linie aber mit einer neuartigen Fahrleitung versehen war, wurde dieser Tag zu einem der wichtigsten Tage der elektrischen Zugförderung der Schweiz. Somit begann an diesem 4. Juni die elektrische Zugförderung in der Schweiz.

Die dabei von Herrn Werner von Siemens entwickelte Fahrleitung zeichnete sich durch zwei an Masten aufgehängte Rohre aus. Jedes dieser Rohre wurde dabei mit einem Pol belegt. In das Rohr war ein in Längsrichtung verlaufender Schlitz vorhanden. Dieser Schlitz gab der Fahrleitung den Namen. Damit sich die Rohre nicht berühren konnten, waren spezielle Distanzhalter eingebaut worden.

In diese Rohre griff je ein mit einem Gleitschuh versehener Kontakt ein. Die Übertragung auf das Fahrzeug erfolgte danach über einfache Kabel. Weichen konnten mit dieser Fahrleitung nur in einer Richtung befahren werden und mehr als ein Fahrzeug war auch nur schwer zu betreiben. Das Fahrzeug war zudem immer an der Fahrleitung angeschlossen.

Die Linie wurde noch im gleichen Jahr bis Chillon verlängert. An der Fahrleitung lag eine Spannung von 480 – 500 Volt Gleichstrom an. Diese Differenz war auf die grossen Distanzen und den damit verbundenen Verlusten zurückzuführen. Mit dem bescheidenen Betrieb erreichte die Bahn nie den grossen Durchbruch. Trotzdem, die Erfahrungen mit der Fahrleitung waren enorm.

Am 3. Oktober 1913 endete dann die Ära dieser Fahrleitung bereits wieder. Die Strecke wurde weiter verlängert und benötigte jetzt auch Ausweichstellen und mehrere Fahrzeuge. Man baute die Linie deshalb zu einer mit normaler Fahrleitung betriebenen Gleichstrombahn um. Die Röhrenfahrleitung verschwand bereits wieder von der Bildfläche.

Die Stromabnahme erfolgte wie schon erwähnt mit zwei in jedem Rohr eingelegten Gleitschuhen. Diese Gleitschuhe mussten einen sicheren Kontakt gewährleisten, sollten aber leicht gleiten können. Die eigentliche Übertragung auf das Fahrzeug war hingegen mit einfachen Kabeln gelöst worden. Es war somit eine sehr einfache Übertragung. Fast so, wie wenn Sie Ihren Staubsauger anschliessen.

Funktioniert hat dieses System mehr schlecht als recht. Die Gleitschuhe waren im Unterhalt recht aufwändig und arbeiteten unzuverlässig. Ein Hauptproblem waren die Gleitschuhe, die in den Rohren hängen blieben weil sie sich verkantet hatten. Durch den immer noch fahrenden Zug wurden letztlich die Kabel abgerissen und so war eine Weiterfahrt nicht mehr möglich.

Nach nur drei Jahren, also im Jahre 1891, wurde die Sissach – Gelterkinden Bahn eröffnet. Hier kam eine Fahrleitung zum Einbau, die im Aufbau sehr einfach gehalten wurde und die lange Zeit überleben sollte. Die wesentlichste Neuerung war aber die Verlegung eines Kontaktes auf dem Boden, beziehungsweise auf die Schienen.

Man erkannte schnell, dass es keine Gefahr gab, wenn man einen Leiter auf den Boden legte. Die Gefahr bestand nur, wenn man mit beiden Leitern in Berührung kam. Aus diesem Grund legte man einen Pol auf die Schiene und somit auf Erde. Die zweite Leitung wurde an einfachen Masten über dem Gleis aufgehängt. Ein Prinzip, das in der Folge weiter verwendet wurde und auch immer noch angewendet wird.

Für den Fahrdraht wurden Kupferleiter verwendet, die von oben gehalten wurden. Auf eine genaue Verlegung des Fahrdrahts war nicht zu achten, denn die Stromabnehmer folgten einfach dem Fahrdraht. Der Fahrdraht wurde einfach aufgehängt, jedoch nicht speziell gespannt, so konnte der Stromabnehmer den Draht auch nach oben drücken.

Im September 1915 verschwand diese Fahrleitung wieder, aber es blieben noch viele andere Bahnen damit im Einsatz. So dass diese einfache Fahrleitung bis in diese Zeit überlebt hat. Sie kommt heute meistens bei Strassenbahnen oder bei O-Bussen zur Anwendung. Wobei bei den letzteren immer noch mit Gleitschuhen gearbeitet wird.

Zur Abnahme verwendete man einfache Rohrstangen, die am Ende mit einem Gleitschuh oder einer Rolle versehen waren. Die Führungen an den Rollen oder Gleitschuhen der Stromabnehmer verhinderten einen freien Wechsel des Fahrdrahtes in Bahnhöfen. Deshalb mussten spezielle Vorkehrungen in der Fahrleitung getroffen werden.

Gehoben wurden diese Bügel mit Hilfe einer Feder. Zum senken derselben benutzte man ein einfaches Seil. Mit Hilfe dieses Seil wurde dann auch der Bügel gewechselt, denn diese Stromabnehmer wurden immer gezogen und konnten daher auf dem Dach des Fahrzeuges gedreht werden. Beim heben des Bügels musste man den hoch oben montierten Fahrdraht treffen.

Später wurden dann Lyrastromabnehmer eingeführt. Diese ebenfalls gezogenen Bügel ermöglichten jedoch einen verbesserten Lauf des Bügels über Weichen. Als Gegenleistung musste der Fahrdraht präziser über dem Gleis montiert werden. Der Vorteil war klar bei der einfacheren Situation bei den Weichen zu suchen. Die Fahrleitung auf der Strecke musste nur punktuell verbessert werden.

Der Bügel war sehr einfach aufgebaut und bestand eigentlich nur aus einem gebogenen Rohr. Die Form entsprach einem U mit abgeflachtem Bogen. Bei der Befestigung der beiden Holme waren dann die Isolatoren montiert worden. Befestigt war der Bügel auf einem Gelenk. So konnte er in beiden Richtungen verwendet werden. Gehoben wurde er mit Hilfe von Federn. Zum senken war immer noch die Schnur vorhanden.

Beim Wechsel der Fahrrichtung wurde der Lyrastromabnehmer entweder auf dem Dach gedreht oder mit speziellen Einrichtungen in der Fahrleitung umgeschaltet. Deshalb benötigte auch dieser Bügel keine Abspannung des Fahrdrahtes. Gegenüber dem Rollenstromabnehmer verbesserte sich die Kontaktsicherheit nur unwesentlich, so dass oft zwei Stromabnehmer verwendet wurden.

Der Bügel musste den Fahrdraht vor allem bei der automatischen Umschaltung anheben können. Dies bedingte einen sehr flexibel montierten Fahrdraht. Besonders bei Strassenbahnen kam der Lyrastromabnehmer sehr oft zur Anwendung. Wobei in städtischen Netzen Wendeschleifen vorhanden waren und so die Bügel einfach gezogen werden konnten. Andere Bahnen drehten den Bügel auf dem Dach um oder hatten zwei unterschiedlich ausgerichtete Bügel montiert.

Mit der Drehstromfahrleitung beginnen wir die Geschichte der Oberleitungen mit abgespanntem Fahrdraht. Dabei ist diese Fahrleitung eine spezielle und an die verwendeten Fahrzeuge angepasste Oberleitung. Die mit drei Polen betriebenen Drehstrommotoren benötigten drei Stromanschlüsse. Das sind die mindestens benötigten Anschlüsse beim Drehstrom. Daraus resultierte, dass auch drei Stromleitungen zu bauen waren.

Mit den Schienen hatte man einen Leiter, die beiden anderen Leiter mussten somit in die Luft. Das heisst, es entstand eine zweipolige Fahrleitung. Die dritte Leitung, also die am Boden liegende Schiene stellte auch keine Gefahr mehr dar, denn damit diese bestanden hätte, hätte man gleichzeitig die Drähte berühren müssen. Soweit konnte man die Probleme mit einer dritten Schiene umgehen.

Der Aufbau dieser Fahrleitung ist hingegen nicht einfach. Die beiden parallel verlaufenden Leiter waren auf der Strecke noch sehr einfach zu montieren. Man begnügte sich einfach damit in der Aufhängung ein Isolator einzubauen. Probleme gab es aber erst im Bahnhof. Bei den Weichen mussten sich die beiden Leitungen kreuzen. Das führte zwangsweise zu einem Kurzschluss. Man musste deshalb spezielle Isolierungen im Fahrdraht einbauen.

Diese Isolierungen verhindern auch, dass der Stromabnehmer einen Kurzschluss verursachen kann. Damit man trotzdem ohne grössere Einschränkungen fahren kann, muss bei der Drehstromfahrleitung immer ein Stromabnehmer in Kontakt stehen. Deshalb haben solche Fahrzeuge immer mehr als einen Stromabnehmer gehoben.

Technisch wäre jedoch auch eine Fahrt mit einem Stromabnehmer möglich, denn die recht kurzen Abschnitte könnten auch mit Schwung befahren werden. Gerade in Bahnhöfen ist das aber nicht sinnvoll. Deshalb behilft man sich mit zwei an jedem Fahrzeugende montierten Stromabnehmer. Die zweipolige Fahrleitung war so zumindest fahrtechnisch kein Problem mehr.

Würde ich hier jede einzelne Bahn, die in der Schweiz mit dieser Fahrleitung versehen wurde, erwähnen, gäbe das eine umfangreiche Seite. Damit ich trotzdem einen lückenlosen Überblick geben kann, füge ich eine kleine Tabelle ein. So haben Sie gleich die Übersicht und Sie können erkennen, wo Sie diese Fahrleitung noch zu sehen bekommen.

Teilweise waren bei Eröffnung oder bei der Inbetriebnahme noch nicht alle Abschnitte mit der Fahrleitung versehen. Ich erwähne deshalb die längste Ausbreitung und allenfalls das verschwinden des letzten Abschnitts. Spätere Umbauten, die keinen Wechsel des Stromsystems ergaben, lasse ich zudem weg. Damit sollte die Tabelle noch übersichtlich bleiben.

Soweit die Strecken, die mit einer Drehstromfahrleitung versehen wurden. Viele davon wurden im Laufe der Jahre zu normalen Oberleitungen umgebaut. Geblieben sind nur noch die Zahnradbahnen auf das Gornergrat, das Jungfraujoch und die Mühleggbahn. Alle anderen Bahnen sind trotz Umbau zum Teil verschwunden. Die BTB war zudem die erste normalspurige Bahn mit diesem System.

Die ersten Stromabnehmer für die Drehstromfahrleitungen glichen im Grunde den schon bekannten Lyrastromabnehmern. Da man hier aber zwei Stromabnehmer mit genügend grossem Abstand benötigte, baute man diese entgegengesetzt auf dem Fahrzeug auf. Die Umschaltung des Kontaktstücks erfolgte nicht mehr mit dem gesamten Bügel, sondern nur noch in den Kontaktstücken.

Die Umschaltung war nötig, damit die Bügel gezogen werden konnten. Deshalb wurden im eigentlichen Bügel Gelenke eingebaut. So konnten sich die beiden einzelnen Schleifbügel frei bewegen. Eine Verbindung der beiden Schleifbügel erfolgte beim Gelenk mit der gemeinsamen Rohrstange. Dabei waren die Bügel gegenüber dem Hauptarm isoliert. Die Spannung wurde mit Hilfe von befestigten Kabeln übertragen.

Diese für Drehstrombahnen typischen Bügel wurden im Lauf der Jahre durch spezielle Stromabnehmer abgelöst. Diese wurden jedoch aus den Stromabnehmern für die Bügelfahrleitung abgeleitet und werden deshalb hier nicht näher beschrieben. Es soll aber nicht unerwähnt bleiben, dass diese komplett isoliert waren und nebeneinander standen. Einholmige Exemplare gab es zudem auch nicht.

Eine einfache Fahrleitung ist die Montage einer seitlich am Gleis liegenden dritten Schiene. Sie ist billig im Aufbau, verunstaltet das Ortsbild nicht durch einen Wald von Masten oder ähnlichen unschönen Bauteilen. Logisch, das war die Erfindung, die viele Anhänger gefunden hat, und die bis Heute eingesetzt wird. Wie, höre ich Widersprüche?

Der Aufbau dieser Fahrleitung ist eigentlich ganz einfach. Man erstellt seitlich neben dem eigentlichen Gleis eine zusätzliche auf Isolatoren montierte Schiene. Diese legen wir an den einen Pol und die Fahrschiene an den anderen. Schon funktioniert die Stromschiene. Wie es der Name vermuten lässt, wurde dazu meist eine normale Schiene verwendet.

Zumindest auf der Strecke geht das auch so, aber was passiert, wenn man in einen Bahnhof kommt. Auch nichts, denn bei einer Weiche verlegt man die Stromschiene kurzerhand auf die andere Seite des Fahrzeugs. So hat das Fahrzeug immer Kontakt mit der Stromschiene. Einzig einen Schutz vor unbeabsichtigter Berührung muss man noch anbringen.

Ein weiterer Vorteil ist der kräftige Aufbau der Fahrleitung mit Stromschiene. Sie kann so ohne Probleme in Gebieten mit hohen Naturgefahren eingesetzt werden. Steinschlag oder auch Lawinen können einer Stromschiene nur wenig anhaben. Im schlimmsten Fall ist einfach ein Stück der Schiene verbogen. Das lässt sich sehr leicht wieder ersetzen.

Bei diesen Vorteilen spricht eigentlich nur ein einziger Punkt dagegen. Die seitliche Stromschiene ist sehr nahe am Boden montiert worden. Das heisst, Sie können leicht darauf stehen. Gut, bei Ihnen kann man ein Hinweisschild montieren, das Sie dann missachten können. Nur bei einem Tier geht das nicht. Gerade auf offenen Strecken sind auch die in Bahnhöfen verwendeten Schutzaufbauten nicht vorhanden. Ein wildes Tier gerät so schnell in eine Falle, die es nicht überlebt.

Dieser Nachteil, der natürlich schon fast ein Verbot rechtfertigt, hat in U-Bahnen jedoch keine so grosse Bedeutung, denn in den Tunnels haben unerfahrene Leute und grössere Tiere nichts zu suchen. Zudem konnte die Höhe der Tunnels durch die dritte Schiene reduziert werden, so dass Baukosten eingespart werden konnten. Darum spricht nichts gegen eine Stromschienen-Fahrleitung bei einer U-Bahn.

Angewendet werden somit die seitlichen Stromschienen bei U-Bahnen. Da nimmt sich die einzige U-Bahn der Schweiz, die M2 in Lausanne nicht aus. In anderen Ländern kommen diese Bahnen aber auch an die Oberfläche. So können dort genau die erwähnten Schwachpunkte auftreten. Die Geschichte dieser Fahrleitung lässt sich in der Schweiz schnell erzählen.

Die erste Bahnlinie in der Schweiz, die mit einer seitlichen Stromschiene ausgerüstet wurde, war die Strecke Fribourg – Ins. Diese Strecke wurde durch die FMA Fribourg – Morat – Anet betrieben. Die mit 750 – 900 Volt Gleichstrom betriebene Stromschiene ging 1903 in Betrieb. Es war die einzige normalspurige Vollbahn der Schweiz, die damit ausgerüstet wurde.  Dabei wurden sogar zwei Abschnitte zusammen mit Dampfloks der SBB betrieben.

1906 erfolgte dann die Betriebsaufnahme der MC, die von Martigny nach Châtelard verkehrte. Auch hier kam die seitliche Stromschiene zur Anwendung. Betrieben wurde sie mit 750 – 800 Volt Gleichstrom. Der Grund hier lag bei den angeschlossenen französischen Bahnen, die ebenfalls damit ausgerüstet wurden. Die im Gegensatz zur FMA im Gebirge verkehrende Bahnlinie konnte so einen guten Schutz gegen Steinschlag erwerben.

Das Abenteuer mit der seitlichen Stromschiene endete 1947 bei der FMA. In diesem Jahr wurde die normale Oberleitung eingeschaltet und in Betrieb genommen. Die Anlagen der seitlichen Stromschiene verschwanden sehr schnell und auch die FMA endete schliesslich als GFM. Damit war die einzige damit ausgerüstete Normalspur-Vollbahn Vergangenheit.

Bei der MC hielt sich die seitliche Stromschiene viel länger. Das Gebirge half da auch noch mit. Die Strecke wurde aber schon sehr früh auf gewissen Abschnitten auf die Oberleitung umgebaut. Wie weit die Arbeiten beim erscheinen dieses Artikels fortgeschritten sind, weiss ich nicht, aber es könnte sein, dass auch diese Stromschiene mittlerweile abgebaut wurde.

Die Metro M2 sorgt aber dafür, dass die seitliche Stromschiene nicht endgültig verschwindet. Diese moderne U-Bahn ist wie ihre Artgenossen in der ganzen Welt mit einer seitlichen Stromschiene versehen worden. Da die Strecke aber meistens im Untergrund verkehrt, bestehen geringere Gefahren. Zudem wurden moderne Schaltungen eingebaut, so dass die Anlage sicher betrieben werden kann.

In der Einleitung habe ich doch erwähnt, dass der grösste Teil in der Schweiz eine Fahrleitung über dem Kopf hat. Deshalb kann ich hier getrost sagen, dass mit diesen Bahnen die seitliche Stromschiene und damit alle Fahrleitungen am Boden erledigt sind. Was für die Schweiz gilt, muss aber in anderen Ländern nicht so sein. Hat Ihre Stadt eine U-Bahn, dann haben Sie vermutlich eine Stromschiene schon gesehen.

Aktuell ist die M2 in Lausanne sicher die modernste damit ausgerüstete Anlage der Schweiz. Die Zeit wird zeigen, ob es in anderen Städten auch noch U-Bahnen geben wird. Diese U-Bahnen werden dann vermutlich auch mit einer seitlichen Stromschiene fahren. Es sei denn, es kommen die ganz zum Schluss behandelten Bodenfahrleitungen zum Einsatz.

Die Stromabnahme bei der seitlichen Stromschiene erfolgt mit speziellen Kontaktfingern, die entweder von oben oder von unten an die Stromschiene gepresst werden. Dabei kommen meistens pneumatisch betriebene Kontakte zur Anwendung. Ein Fahrzeug ist meisten beidseitig mit mehreren solchen Kontaktfingern ausgerüstet. So dass auch bei Weichen ein sicherer Kontakt möglich wird.

Kurz nach 1900 überrasche ein Ingenieur in Zürich die Fachwelt mit der Ankündigung einer elektrischen Vollbahn mit einphasigem Wechselstrom. Bei seiner Rede wusste niemand, dass nur wenige Tage zuvor die MFO mit den schweizerischen Bundesbahnen SBB einen Versuchsbetrieb ausgehandelt hatten. Es sollte die erste mit Wechselstrom betriebene Eisenbahn in der Schweiz sein. Das internationale Interesse daran war riesengross und wurde allseits bewundert.

Für diesen Einsatz wurde eine neue Fahrleitung entwickelt. Diese arbeitete mit einem seitlich an Masten aufgehängten Fahrdraht aus Kupfer. Die Spannung von 15'000 Volt wurde über spezielle Ruten auf das Fahrzeug übertragen. Auch hier erfolgte die Rückleitung durch die Schienen. Wegen der hohen Spannung musste man zudem bei Wegüberfahrten Schutzeinrichtungen einbauen.

Diese Schutzbauten waren nötig, weil sich die Bevölkerung die Fahrleitung noch nicht gewohnt war. Bauern beluden Ihre Fuhrwerke mit frisch getrocknetem Heu, näherten sich dem Bahnübergang und danach war das Heu ein Raub der Flammen geworden. Dem Bauer wäre der Stromschlag auch nicht gut bekommen. Deshalb mussten diese heute nicht mehr benötigten Schutzportale eingebaut werden.

Da es bisher nur mit Hilfe des Lyrastromabnehmers möglich war, Weichen ohne Probleme zu befahren, musste man hier neue Wege beschreiten. Bei so hohen Spannungen war die Gefahr für Lichtbogen-Erscheinungen sehr hoch. Schliesslich gilt, je höher die Spannung, desto kräftiger fällt ein Lichtbogen aus. Ein kräftiger Lichtbogen verursacht zudem grössere Schäden und Störungen.

Näherte sich das Fahrzeug einer Weiche, wurde der Fahrdraht langsam gegen die Gleismitte verschoben. Über der Weiche war dann ein ganz normaler einfacher Fahrdraht vorhanden. Es war aber zum Beispiel in einem Bereich mit niedrigen Brücken möglich, den Fahrdraht auch tiefer zu verlegen. Deshalb wurde die Rutenfahrleitung zeitweise auch von unten oder oben bestrichen. Die Rute folgte einfach dem Fahrdraht.

Ein Fehler hatte diese Fahrleitung jedoch, denn es war nicht möglich, die Fahrzeuge abzudrehen, denn die Ruten mussten immer auf der Seite des Fahrdrahtes sein. Für den Versuchsbetrieb war das aber nebensächlich, denn die Lokomotiven waren die Sensation. Zudem zeigten sich mit zunehmenden Geschwindigkeiten Probleme.

Damit ausgerüstet wurde die Strecke zwischen Zürich Seebach und Zürich Affoltern. Damit konnte man die ersten Versuche durchführen. Am 01. Dezember 1907 erreichte man schliesslich Wettingen und somit der Endpunkt dieser Strecke. Jedoch war nicht die gesamte Strecke mit dieser Fahrleitung versehen worden, denn man testete auf der Anlage auch noch eine andere Fahrleitung.

Die Rutenfahrleitung wurde im Laufe der Jahre immer mehr verbessert, konnte letztlich aber nicht voll überzeugen. Trotzdem kam es zu der Ausrüstung einer Strecke. 1907 wurde die Linie zwischen Locarno und Bignasco eröffnet. Diese besser unter dem Namen Maggiatalbahn bekannte Strecke wurde ebenfalls mit dieser Rutenfahrleitung versehen. Es sollte ein Unikum bleiben und die Bahn deshalb bekannt werden lassen.

Doch auch hier konnte die von Herrn Huber-Stockar entwickelte Fahrleitung nicht restlos zu überzeugen. Zu schwierig war es, die Kontakte sicher zu gewährleisten. Betrieben wurde die Fahrleitung hier hingegen „nur“ mit 5'000 Volt Wechselstrom. Die Frequenz lag dabei bei unüblichen 26 Hz. Sieht man vom Versuchsbetrieb ab, war das in der Schweiz die höchste bis dahin verwendete Spannung.

Bereits im Jahre 1909 wurde die Fahrleitung auf der Versuchsstrecke abgebaut. Somit endete im Raum Zürich der elektrische Betrieb vorerst. Die gemachten Erfahrungen zeigten aber, dass das System funktionieren konnte, nur tat es das ohne die seitliche Rutenfahrleitung. Diese sollte in der Folge im Maggiatal einmalig bleiben. Die mittlerweile entwickelte und auf der Versuchsstrecke erprobte Bügelfahrleitung war da viel zu gut geraten. Doch dazu kommen wir gleich.

Die Rutenfahrleitung im Maggiatal wurde im Laufe der Jahre nur noch auf dem Abschnitt Ponte Brolla – Bignasco eingesetzt. Die restlichen Abschnitte erhielten hingegen die normale Bügelfahrleitung. Im Maggiatal blieb die Rutenfahrleitung bis zum Schluss erhalten. Sie wurde 1965 mit der Stilllegung der Strecke abgeschaltet und demontiert. Somit verschwand die Rutenfahrleitung und wäre vergessen worden, wären die Versuchslokomotiven nicht so bekannt geworden.

Die bei dieser Fahrleitung verwendeten Ruten bestanden aus einem gebogenen Kupferstab. Dieser hatte die Form einer Rute. Daher stammt auch der Namen für dieses System. Er wurde mit Hilfe einer Feder an den Fahrdraht gepresst. Durch den gespannten Fahrdraht wurde die Rute gelenkt und immer mehr über das Fahrzeug gedrückt.

Um einen sicheren Kontakt zu ermöglichen, mussten immer zwei Ruten den Fahrdraht berühren. Auch dann war aber bei hohen Geschwindigkeiten kein sicherer Kontakt mehr möglich. Das Problem waren aber nicht die Ruten, sondern der nur schlecht zu fixierende Fahrdraht. Die Ruten verschwanden schliesslich mit der Fahrleitung von der Bildfläche und sind nur noch im Museum zu finden.

Bereits auf der Versuchsstrecke zwischen Zürich Seebach und Wettingen kam diese Fahrleitung zum Einsatz. Hier nun lange über Strecken und Bahnen zu schreiben wäre zu viel unnötige Arbeit. Denn die Bügelfahrleitung kommt mittlerweile nahezu ausschliesslich zur Anwendung. Einzige Ausnahme bildet da die Drehstromfahrleitung und die Metro M2 in Lausanne. Somit ist mehr oder weniger der gesamte Rest mit dieser Fahrleitung versehen. Grund genug, sich diese genauer anzusehen.

Da mit der Einführung dieser Fahrleitung keine andere Fahrleitung mehr verbaut wurde, ist auch klar, dass sich die Stromabnehmer für diese Fahrleitung im Lauf der Jahre weiter entwickelt hatten. Deshalb werden diese in einem eigenen Kapitel behandelt, da sonst dieser Abschnitt zu umfangreich würde.

Die Bügelfahrleitung wird in der Regel mittig über dem Gleis montiert und erlaubt so auch ein Abdrehen der Fahrzeuge. Das macht sie besonders für umfangreiche Bahnsysteme ideal. Diese Anordnung ist jedoch nicht zwingend, denn die Bügelfahrleitung kann auch seitlich verschoben montiert werden. Der Aufbau ist hingegen genau gleich, nur dass eben nicht immer alle auf die Mitte ausgerichtet sind.

So eine Abweichung finden Sie im Raum Zürich, wenn Sie vom Hauptbahnhof auf den Uetliberg fahren. Diese Züge beziehen die Energie aus einer Bügelfahrleitung, die nicht mittig über dem Gleis montiert wurde. Es ist die einzige so aufgebaute Strecke in der Schweiz. Diese Lösung musste hier gesucht werden, weil die mit Gleichstrom betriebene Strecke zum Teil die gleichen Geleise benutzt wie die mit Wechselstrom betriebene Sihltalbahn.

Die Fahrleitung wird an einfachen Masten aufgehängt. Als Masten können Stahlträger, Holzstangen oder Gittermasten verwendet werden. Moderne Masten können auch aus Beton bestehen, es ist deshalb nahezu alles möglich. Die Masten müssen nur eine stabile Lage des Fahrdrahtes garantieren. In der Schweiz wurden anfänglich unterschiedliche Masten verwendet. Mittlerweile kommen nahezu ausschliesslich H-Träger zum Einsatz.

Mit Hilfe von einem Ausleger wird die Position des Fahrdrahtes über dem Gleis erreicht. Dabei ist die eigentliche Fahrleitung an diesem Ausleger aufgehängt. Der Ausleger ist in vielen Fällen gegenüber den Masten isoliert und somit auch unter Spannung. Die einzelnen Bauarten der Fahrleitung unterscheiden sich meistens im Bereich des Auslegers. Nur darauf will ich nicht näher eingehen. Sehen Sie sich einfach einmal diese Ausleger an. Sie erkennen die einzelnen Bauformen schnell.

Anstelle der Ausleger können auch Tragwerke verwendet werden. Diese unterschieden sich in den einzelnen Ländern massiv. Entweder kommen hier massive Stahlträger oder nur sehr filigrane Seilkonstruktionen zur Anwendung. Alle haben jedoch die gleiche Aufgabe, denn sie müssen den Fahrdraht von mehreren Geleisen seitlich fixieren und oben halten. Neben vereinzelten Streckenabschnitten, sind diese Tragwerke innerhalb der Bahnhöfe sehr oft zu finden.

Um die Position des Fahrdrahtes sehr einfach und ohne grösseren Umbau zu richten, verwendet man spezielle Spurhalter. Diese sind am Ausleger montiert und können leicht seitlich verschoben werden. So wird eine genaue Positionierung des Fahrdrahtes erst möglich. Weiter ist die Grösse dieser Spurhalter so bemessen, dass sie bei einem Defekt nicht die verkehrenden Züge gefährden. Bei den Stromabnehmern ist das jedoch anders.

Hatten wir bisher die Aufhängung der Fahrleitung betrachtet, kommen wir nun zur eigentlichen Fahrleitung. Deren Aufbau gab letztlich auch den Ausschlag für den Durchbruch. Sie hört eigentlichen auf den Namen Bügelfahrleitung mit abgespanntem Fahrdraht und Kettenwerk. Daraus lässt sich nun nicht viel herauslesen.

Am besten beginnen wir mit dem Fahrdraht. Er wird in seiner seitlichen Lage durch die Spurhalter über dem Gleis fixiert. Er besteht aus einem speziellen Kupferprofil mit unterschiedlichen Durchmessern. Er wird dabei nicht in der Mitte des Gleises montiert, sondern ist in einem Zickzack angeordnet. Dadurch wird eine bessere Abnützung der Stromabnehmer erreicht.

Die seitliche Lage des Fahrdrahtes über dem Gleis ist jedoch nicht in jedem Land gleich. Dabei kommen unterschiedliche Abweichungen vor, die auch auf die verwendeten Stromabnehmer Einfluss haben. Deshalb folgt hier eine kleine Tabelle mit einer Übersicht durch Europa.

Es fallen dabei zwei Punkte deutlich auf. Es gibt Bahnen, bei denen beide Toleranzwerte vorkommen, und die seitlichen Abweichen sind viel enger gesetzt, als die Breite der Stromabnehmer zulassen würde. Mit einer seitlichen Abweichung von +/- 40 cm ergibt das eine benötigte Breite von lediglich 80 cm, somit würden 1450 mm auch hier reichen.

Die Theorie ist aber in der Praxis nicht umsetzbar. Die Sicherheit des Betriebes sieht vor, dass bei einem gelösten Spurhalter der Stromabnehmer nicht entgleisen darf. Daher diese breiten Stromabnehmer und die damit verbunden grossen Toleranzen. Bei einem Bügel mit 1450 mm ist einfach keine Sicherheit mehr vorhanden. Es soll aber schon eine Lok mit diesem Stromabnehmer ohne Probleme von Basel nach Freiburg im Breisgau gefahren sein.

Gerade bei einem Defekt an der Fahrleitung oder an einem Stromabnehmer sind die Folgen dramatisch. Man spricht dann von einer Fahrleitungsstörung. Durch die Entgleisung des Bügels wird der Fahrdraht auf mehreren Metern heruntergerissen und so die Fahrleitung beschädigt. Die Fahrleitungsstörung kann dabei mehrere Ursachen haben, nur sollte ein defekter Spurhalter nicht für einen Totalausfall verantwortlich sein. Deshalb diese grossen Toleranzen zum Bügel.

Damit die Position des Fahrdrahtes immer gleich bleibt, ist er an beiden Enden mit einer Abspannung versehen. Dabei kommen meistens spezielle Gewichte und Umlenkrollen zur Anwendung. Durch diese Abspannung wird der Fahrdraht über den gesamten Bereich gespannt und behält so die durch die Spurhalter vorgegebene Position ein. Wie gross die Abspannung letztlich sein muss, hängt vom Fahrdraht, von der gefahrenen Geschwindigkeit und vom verwendeten System ab.

Charakteristisch für die Bügelfahrleitung ist das Tragseil. Es verläuft oberhalb des Fahrdrahtes und ist an den Auslegern aufgehängt. In speziellen Abschnitten auf der Gotthardstrecke kommen sogar zwei Tragseile zur Anwendung. Wie der Name schon sagt, handelt es sich dabei um ein Seil, das entweder aus Kupfer oder einem anderen Metall bestehen kann. Die eigentliche Aufgabe des Tragseils ist die Fahrleitung effektiv zu tragen.

Das Tragseil ist nicht immer nachgespannt und ist fest auf den Auslegern montiert, eine Längenänderung wird deshalb nicht zwingend ausgeglichen. Dieses Tragseil gibt der Fahrleitung einen sehr guten Halt. Es ist in der Regel mittig über dem Gleis montiert und hat keine genau definierte seitliche Auslenkung. Das Tragseil ist deshalb auch immer der höchste Punkt der eigentlichen Fahrleitung.

Das Tragseil wird mit Hilfe von Seilhängern mit dem Fahrdraht verbunden. Diese Seilhänger sind meisten aus Kupferlitzen aufgebaut und dienen zur Aufhängung des Fahrdrahtes am Tragseil. Durch die Länge der Seilhänger wird auch festgelegt, wie hoch der Fahrdraht über dem Gleis aufgehängt ist. Somit sind eigentlich nur diese Seilhänger für die Höhe des Fahrdrahtes verantwortlich.

Dank diesen Seilhängern ist auch eine exakte Höhenlage einstellbar. Das heisst, bei jedem Seilhänger kann die Höhe sehr genau eingestellt werden. Dadurch wird es möglich, dass der Stromabnehmer sehr ruhig läuft. Kurzfristige Höhenänderungen gibt es so nicht. Besonders bei hohen Geschwindigkeiten ist das von grosser Wichtigkeiten, weil der Stromabnehmer sonst zum springen neigt.

Soweit zum Aufbau der Bügelfahrleitung. Ihr Erfolg verdankt sie dem nachgespannten Fahrdraht und dem Tragseil, das die Lage des Fahrdrahtes innerhalb engster Tolleranzen erlaubt. Zudem ist der verhältnismässig leichte Aufbau sehr stabil und deshalb auch für höchste Geschwindigkeiten bestens geeignet. Alle Weltrekorde der jüngsten Zeit erfolgten unter einer solchen Fahrleitung.

Varianten davon gibt es viele. Ich möchte mich jedoch hier nur auf den windschiefen Aufbau beschränken. Bei dieser Variante wird das Tragseil seitlich vom Fahrdraht geführt und zieht diesen somit auch nach aussen. Dadurch können in engen Kurven meist ein oder zwei Masten mit Ausleger eingespart werden. Diese windschiefe Bauart, ist nicht für hohe Geschwindigkeiten geeignet, aber in engen Kurven wird ja auch nicht schnell gefahren.

Wie schon zu Beginn gesagt, die hohe Flexibilität und die Stabilität bei hohen Geschwindigkeiten machten diese Bügelfahrleitung zum Inbegriff der Fahrleitung. Wenn jemand von einer Fahrleitung oder auch von einer Oberleitung spricht, meint er nichts anderes, als die Bügelfahrleitung mit nachgespanntem Fahrdraht und Kettenwerk. Mittlerweile kann man nur bei den SBB viele Varianten davon sehen, denn je nach gefahrener Geschwindigkeit wird ein etwas anderes Modell montiert.

Die Fahrleitungstypen der SBB sind im Lauf der Jahre an die höheren Fahrgeschwindigkeiten angepasst worden. Trotzdem sind auch Heute noch die letzten Überreste der ersten Elektrifizierung vorhanden. Es zeigt, wie langlebig diese Fahrleitung sein kann und wie gut sie auch dann noch funktioniert. Die Querschnitte der verwendeten Drähte und Seile wurde auch erhöht, so dass grössere Leistungen übertragen werden können.

Doch nun, für die Leser aus Deutschland. Sie haben sich vielleicht schon bei Beginn gefragt, warum ich denn von Fahrleitung spreche und nicht, wie Sie sich das gewohnt sind von Oberleitung. Der Begriff Oberleitung wird in der Schweiz in Fachkreisen schlicht nicht verwendet, hier ist es einfach eine Fahrleitung. Letztlich ist es jedoch das Gleiche, das nur anders benannt wird. Normalerweise wird jede Übertragung von elektrischer Energie auf ein Fahrzeug als Fahrleitung bezeichnet.

Durch die lange Zeit, in der die Bügelfahrleitung weiter entwickelt wurde, folgten auch die Stromabnehmer dieser Entwicklung. Dabei muss aber betont werden, dass die modernsten Stromabnehmer immer noch auf den ältesten Fahrleitungen eingesetzt werden können und umgekehrt. Dies zeigt deutlich auf, in welch geringem Masse diese Veränderungen waren.

Wie der Namen es schon sagt, wird hier die Spannung mittels spezieller Bügel auf die Lokomotive übertragen. Diese Bügel teilen sich in zwei unterschiedliche Gruppen auf. Die Funktionsweise ist dabei jedoch gleich geblieben. Die Bügel garantieren einen sauberen Kontakt, können sich unterschiedlichen Fahrleitungshöhen anpassen und arbeiten zuverlässig. Sie sind auch problemlos in beiden Fahrrichtungen verwendbar.

Ganz am Anfang war nur der Scherenstromabnehmer vorhanden. Dank seinem Aufbau vermochte er sich gegenüber den anderen erprobten Modellen durchzusetzen und wurde erst viele Jahre später abgelöst. Im Laufe der Jahre verbesserte man auch den Scherenstromabnehmer immer wieder, so dass er auch bei der modernen Eisenbahn angewendet wird.

Sein Aufbau war dabei sehr einfach. Man nahm dazu einfach die Stangen von den bisherigen verwendeten Modellen. Baute jedoch keine klappbaren Schleifleisten mehr ein, sondern versah die Holme ungefähr in der Mitte mit einem Gelenk. Vier dieser Holme wurden nun so montiert, dass die unteren Enden drehbar auf einem fest montierten Gestell befestigt wurden. Die oberen Enden wurden zusammen genommen und bildeten die Befestigung für die Schleifleisten. Es entstand so eine Schere, die dem Stromabnehmer auch seinen Namen gab.

Der notwendige Anpressdruck bei einem Stromabnehmer wird mit der Hubfeder erzeugt. Diese kann so eingestellt werden, dass der Stromabnehmer immer mit einem genau festgelegten Druck an den Fahrdraht gepresst wird. Alle Stromabnehmer besitzen diese Hubfeder, denn nur dank ihr geht der Bügel überhaupt hoch. Somit gilt, jeder Stromabnehmer wird durch Federkraft gehoben.

Musste der Stromabnehmer wieder in die Tieflage, benutzte man einfach ein am Stromabnehmer montiertes Seil. Dieses Seil war elektrisch nicht leitend und konnte so gefahrlos bedient werden. Dieses System kommt aber nur bei älteren Fahrzeugen mit niedrigen Gleichspannungen zum Einsatz. Beispiele finden Sie bei Strassenbahnen.

Zum senken des Stromabnehmer gab es aber auch eine zweite Feder, die Senkfeder genannt wurde. Die Senkfeder war dabei stärker als die Hubfeder, so dass der Stromabnehmer durch die Kraft der Feder gesenkt wurde. Wie, Sie verstehen es nicht? Aha, Sie verstehen nicht, wie man etwas mit einer Feder heben kann, wenn man eine stärkere Senkfeder hat.

Gehoben wurden diese Stromabnehmer mit Hilfe von Druckluft, die die Kraft der Senkfeder aufhob. Deshalb wurden diese Stromabnehmer mit Druckluft versorgt. Achten Sie bei einer Lokomotive beim Senken der Stromabnehmer einmal auf das Geräusch. Ein kräftiges zischen ist zu hören. In diesem Moment wird die Luft in der Kammer schlagartig entleert, die Senkfeder wird aktiv. Vorteile bieten sich hier aber beim heben, denn die begrenzt einströmende Luft hebt die Kraft langsam auf, so dass der Stromabnehmer sanft gehoben wird.

Das folgende Bild zeigt ein Fahrzeug mit einem älteren Modell.

Stabilisiert wurde der Stromabnehmer mit quer verspannten Seileinzügen und durch die beiden Holmseiten, die so garantierten, dass die Schleifleiste immer mittig oben am Fahrdraht zum anliegen kommt. Mit der Zeit wurde diese Mechanik immer mehr verbessert, so dass an Stelle von Seilzügen auch dünnere Stangen zur Anwendung kamen. Dadurch wurde der Bügel sogar etwas leichter.

Die Ablösung der über lange Jahre bewährten Scherenstromabnehmer waren die Einholmstromabnehmer. Diese werden auch Einholmpantografen genannt. Sie waren gegenüber den älteren Vorgängern leichter und benötigten weniger Platz auf der Lokomotive. Einholmpantografen werden auf neuen Fahrzeugen nahezu ausschliesslich eingesetzt und werden so im Lauf der Jahre ihre Vorgänger ersetzen.

 Wie es der Name schon sagt, der Einholmstromabnehmer besteht im Wesentlichen aus einem massiven Holm, der im Rahmen auf dem Triebfahrzeug eingebaut wurde. Dieser Holm trug den gesamten Stromabnehmer und wurde mit einer zusätzlichen Stange stabilisiert. Eine seitliche Stabilisierung war jedoch nicht mehr vorhanden, so dass der Holm massiv genug gestaltet werden musste.

Die obere Hälfte, die mit einem Gelenk am Holm befestigt wurde, teile sich seitlich auf, so dass oben die beiden Befestigungen für die Schleifleiste entstanden. Eine zusätzliche Stange, die einerseits mit dem Holm und mit der Palette befestigt war, stabilisierte den Stromabnehmer im oberen Bereich. Zudem sorgte diese Stange dafür, dass das Schleifstück richtig gegen den Fahrdraht gepresst wurde.

Durch diese schlanke Bauweise war der Stromabnehmer auch für hohe Geschwindigkeiten geeignet und konnte so auch auf sehr schnell fahrenden Fahrzeugen verwendet werden. Die Rekorde liegen heute bei weit über 500 km/h. Die Kräfte, die dabei auf den Einholmpantografen wirkten, zeigen deutlich wie stabil dieser einfach aussehende Stromabnehmer in Wirklichkeit ist.

Vom diesem Grundmuster gibt es auch Abweichungen. So gibt es Modelle, die auch oben nur einen einzigen Holm haben. Wieder andere Modelle haben oben ein zusätzliches Gelenk eingebaut. Alle gelten jedoch als Einholmstromabnehmer, denn der Name kommt vom untersten Holm und da ist bei allen nur eine einzige Stange vorhanden.

Hatten wir uns bisher mit dem eigentlichen Unterbau befasst, kommen wir nun zu dem Teil, das mit der Fahrleitung den Kontakt herstellt. Diese Bauteile können frei unter den Stromabnehmertypen gewechselt werden. Daher ist bei diesen, dem Verschleiss unterworfenen, Bauteilen ein schneller Wechsel möglich und der Vorrat an Ersatzteilen kann gering gehalten werden.  

Grundsätzlich nennt man das gesamte Bauteil einfach Wippe. In der Schweiz wird oft auch der Begriff Schleifstück verwendet. Die ersten Modelle waren einfach aufgebaut und boten nur eine Kontaktfläche an. Die Einführung von Doppelwippen ermöglichte es, zwei Kontaktflächen anzubieten. So konnte man nur noch mit einem Stromabnehmer am Fahrdraht arbeiten.

Die Wippe besteht aus insgesamt drei unterschiedlichen Bauteilen, die in der Folge erwähnt werden. Das erste Teil ist die eigentliche Wippe, sie ist an den Holmen der Stromabnehmer befestigt und ermöglich dank den Gelenken eine Anpassung an den Fahrdraht. Sie besteht aus Stahl oder Aluminium und hat keinen direkten Kontakt zur Fahrleitung.

In den Kontakt mit der Fahrleitung kommt nur die Schleifleiste. Sie ist das Verschleissteil des Stromabnehmers. Die Schleifleiste wird in der Wippe befestigt und lässt sich schnell auswechseln. Anfänglich war die Schleifleiste ein Teil der Wippe oder des Schleifstückes. Im Lauf der Jahre wurde sie aber auswechselbar gestaltet.

Die Schleifleiste besteht aus unterschiedlichen Materialien. Diese sind je nach Einsatz unterschiedlich und können nur aus Kupfer oder Aluminium gestaltet sein. Bei mit Wechselstrom betriebenen Bahnen kommen aber Schleifleisten mit Kohleeinlage zur Anwendung. Die Kohle wird dabei als Verschleissteil genutzt und schont so den Fahrdraht, was dessen Lebensdauer verlängert.

Das letzte Bauteil aller Wippen sind die Notlaufhörner. Sie bilden den seitlichen Abschluss der Wippe. Man erkennt die Notlaufhörner sehr gut, da sie seitlich nach unten gezogen sind und daher auffallen. Das Material ist in den meisten Fällen Metall oder Kunststoff. Kunststoff wird verwendet, wenn isolierte Notlaufhörner vorgeschrieben sind.

Die Aufgabe des Notlaufhorns ist schnell zu erklären. Durch den Aufbau der Fahrleitung müssen sich die Drähte ab und zu auswechseln, oder sie überschneiden sich bei einem Engländer. Die Notlaufhörner haben dabei nur die Aufgabe, den neu zulaufenden Draht sauber auf das Schleifstück zu leiten. Würde das nicht gemacht, würde der zulaufende Fahrdraht am Schleifstück anhängen und könnte beschädigt werden.

Moderne Stromabnehmer für hohe Geschwindigkeiten besitzen gefederte Wippen. Diese Wippenfederung sorgt dafür, dass die Kräfte, die das Schleifstück zum abknicken bringen könnten reduziert werden. Das heisst, die Wippenfederung sorgt dafür, dass das Schleifstück immer sauber am Fahrdraht anliegt und es so eine gute Übertragung der Spannung gibt. Bei tieferen Geschwindigkeiten kann man auf diese Wippenfederung verzichten.

Dabei arbeitet die Federung mit einzeln abgefederten Schleifleisten. Dadurch können sie sich diesen kleinen Stössen besser widersetzen und übertragen so die auftretende Kraft nicht auf die ganze Wippe. Bei sehr alten Stromabnehmern sehen Sie ebenfalls eine Wippenfederung, die aber durch Federn dafür sorgt, dass die Wippe überhaupt sauber anliegt. Deshalb sind nicht beide Federungen identisch.

Die schlimmste Störung, die mit einem Stromabnehmer auftreten kann, ist der Schleifleistenbruch. Diese Beschädigung kann durch Materialfehler oder durch ein in der Fahrleitung hängendes Hindernis verursacht sein. Durch den Bruch in der Schleifleiste wird der Fahrdraht unter die Schleifleiste geraten. Die Folge ist dann schnell erklärt, denn der Fahrdraht wird heruntergerissen.

Bei modernen Stromabnehmern hat man eine Schlagsicherung eingebaut. Diese spricht an, wenn das Schleifstück mit einem Hindernis kollidiert. Die Überwachung erfolgt dabei mit Druckluft. Kommt es zu einem Schlag gegen die Schleifleiste, wird ein Ventil geöffnet und die Leitung entleert, der Stromabnehmer senkt sich dann automatisch und kann nicht mehr gehoben werden. Deshalb ist eine Kontrolle unumgänglich.

Auch die Schleifleiste wird bei mit Schlagsicherung ausgerüsteten Stromabnehmern überwacht. Die Schleifleistenüberwachung funktioniert dabei auch mit Druckluft. Das heisst, die Schleifleiste ist innen hohl und dieser Hohlraum ist mit der Schlagsicherung verbunden. Entsteht nun in der Schleifleiste ein Riss, oder ist sie zu stark abgenutzt, entweicht in der Schleifleiste die Luft und die Schlagsicherung spricht an.

Mit Hilfe der Schleifleistenüberwachung und der Schlagsicherung konnten die Störungen durch gebrochene Schleifleisten massiv reduziert werden. Aus diesem Grund werden sämtliche neu verbauten Stromabnehmer mit diesen Sicherheitsmerkmalen ausgerüstet. Die Fahrleitungsstörungen können so massiv reduziert werden.

Die Stromabnehmer haben sich durchgesetzt und kommen mittlerweile auch auf Fahrzeugen unter einer Drehstromfahrleitung zum Einsatz. Dabei kommen zwei nebeneinander montierte Modelle zur Anwendung. So ist für jeden Fahrdraht ein Stromabnehmer vorhanden. Eindrücklicher ist jedoch die Tatsache, dass diese Bügel problemlos auch auf den Einfachfahrleitungen verwendet werden können, die Lyrastromabnehmer sind vor Jahren schon abgelöst worden.

Nein keine Angst, die gefährliche Stromschiene von oben hat mit dieser Stromschiene ausser dem Namen nichts gemeinsam. Trotzdem kommt die Stromschiene wieder vermehrt zum Einsatz. Nur diesmal wird sie nicht in Bodennähe montiert, sondern sie wird über dem Gleis aufgehängt. Das heisst, sie ersetzt die Bügelfahrleitung.

Bei der neuen Stromschiene wird ein Träger aus Aluminium verwendet. In diesem ist dann der aus Kupfer bestehende Fahrdraht fixiert. Letztlich muss nur noch die so montierte Stromschiene am Ausleger befestigt werden. Am Ende der Stromschiene wird der Fahrdraht mit Hilfe eines speziellen Federelementes entlassen und geht dann in die normale Bügelfahrleitung über.

Diese Fahrleitung ist auch ein abgewandeltes Remake der Röhrenfahrleitung. Statt in einem Schlitz einen Gleitschuh zu ziehen, legt man hier den Fahrdraht in den Schlitz im Rohr. Dieser ist so in der Röhre fixiert. Man spricht hier aber von Stromschiene, weil sie einen massiven Ausbau hat und so sehr nahe mit den am Boden verlegten Stromschienen verwandt ist.

Bei der modernen Stromschiene verbindet man die Vorteile der Bügelfahrleitung mit den Vorteilen der Stromschiene. Dabei nutzt man insbesondere die Robustheit der Stromschiene und deren geringe Bauhöhe aus. Diese beiden Eigenschaften sind vor allem in Tunnelabschnitten gefragt. Deshalb wird die neue Stromschiene an engen Orten und in Tunnels montiert. Sie ersetzt dabei die Bügelfahrleitung nicht auf der offenen Strecke.

Eine weitere Anwendung sind Baustellen. Wo zum Beispiel während den Betriebspausen mit einem Kran gearbeitet werden muss, ist es zu aufwändig die Bügelfahrleitung zu demontieren. Darum baut man deshalb eine Stromschiene ein, die dann schnell und einfach geöffnet werden kann. Diese Massnahme ist aber nicht bei jeder Baustelle notwendig und kommt deshalb eher selten zur Anwendung.

Erstmals eingebaut wurden die modernen Stromschienen in den unterirdischen Bauhofsteilen des Hauptbahnhofes Zürich. Dank der Stromschiene konnte man die Tunnels tiefer bauen, was sich dann letztlich auf die Tiefe der Gleislage auswirkte. Im Teil der SZU konnten so beide Fahrleitungen der Sihltalbahn und der Uetlibergbahn an einem Gleis verwirklicht werden.

Mit den gestiegenen Sicherheitsbedürfnissen, wurde die Stromschiene auch immer öfters in Tunnel montiert. Dort ist ihre Robustheit gefragt, denn bei einem Brand im Tunnel bleibt sie länger ganz, so dass sich die Züge noch mit eigener Kraft ins Freie retten können. Durch die geringere Bauhöhe erreicht man so in Tunnels auch, dass höhere Fahrzeuge, wie Doppelstockwagen verkehren können.

Nein, ich will Sie nicht verwirren, denn die Bodenfahrleitung gibt es wirklich. Diese Fahrleitung ist eine zwischen den Schienen montierte Platte. Dabei geht von ihr aber keine Gefahr aus. Sie ist nur dank der modernen Technik möglich geworden und kommt hauptsächlich bei Strassenbahnen zum Einsatz. Dazu zuerst ein paar Worte zu den Strassenbahnen.

Haben Sie sich schon einmal überlegt, wie Basel, Zürich oder Bern ohne die Fahrleitungen aussehen würde? Nein, dann geht es Ihnen wie vielen anderen Leuten, denn die Fahrleitung gehört zu diesen Städten wie die Strassenbahn. Stellen Sie sich aber nun eine Stadt vor, die keine Strassenbahn hat. Jetzt will man dort aber eine bauen und die Fahrleitung wirkt störend, jetzt kommt die Bodenfahrleitung zum Zug.

Soweit zur Entstehung der Bodenfahrleitung. Durch die moderne Technik ist es jedoch möglich, dass sie nur aktiviert ist, wenn ein Zug darauf ist. Unter dem Zug kann niemand diese Bodenplatten berühren und die Sicherheit ist gewährleistet, denn in dem Moment wo der Zug den Abschnitt verlässt, ist keine Spannung mehr vorhanden.

Wenn Sie Anhänger der Modellbahn sind, dann kennen Sie das vielleicht, denn es gibt dort ein System, das mit einem Schleifer eine dritte Schiene berührt und so die Züge zum fahren bringt. Was im Modell geht, ist beim Original auch möglich, nur muss man dort dafür sorgen, dass die dritte Schiene spannungslos ist, wenn gerade kein Zug da ist.

Eine weitere Variante sind Magnetfelder, die übertragen werden. Dabei funktioniert das Prinzip vereinfacht gesagt, gleich wie ein Transformator. Die erste Spule magnetisiert einen Eisenkern, der so ein Magnetfeld erzeugt. Der Eisenkern der zweiten im Fahrzeug montierten Spule wird so magnetisiert und erzeugt in der Spule die Spannung für den Zug. Dieses Prinzip ist sehr vereinfacht beschrieben worden, es stammt aber von den Magnetschwebebahnen und kommt nun auch bei Strassenbahnen zur Anwendung.

Die Probleme hier liegen bei der kontaktlosen Übertragung auf das Fahrzeug. Man muss hier mit speziellen Bauformen arbeiten. Einfach gestaltet sich hier jedoch die Bodenplatte, denn diese ist automatisch nur aktiv, wenn ein Zug darauf ist, denn ohne das Gegenstück am Fahrzeug entsteht kein geschlossenes Magnetfeld. Die Sicherheit für die Fussgänger ist so auch gegeben. Ja, was noch besser ist, Sie werden diese speziellen Bodenplatten gar nicht sehen. Bekanntlich gibt es für die Menschen etwas nur, wenn man es sieht.

Dieses System ist im Gegensatz zum vorher beschriebenen Modell noch in der Erprobung. In der Schweiz sind noch keine solchen Systeme eingebaut worden. Man kennt die Städte hier einfach nur mit Fahrleitung oder können Sie sich Bern ohne die Fahrleitungen für das Tram vorstellen. Sie würden unsere Hauptstadt vermutlich nicht mehr erkennen. Ähnlich erginge es Ihnen in Zürich oder Basel.

Wir haben nun die wichtigsten Fahrleitungen kennen gelernt. Sie haben auch gelernt, dass eine Oberleitung nicht immer mit der Fahrleitung verglichen werden kann. Was noch spezieller ist, es gibt unterschiedliche Bezeichnungen in Deutschland und der Schweiz. Belächeln Sie deshalb keinen Schweizer, weil er Ihnen eine Fahrleitung erklärt, er kennt es einfach nicht anders. Umgekehrt gilt das natürlich auch.

Die sehr erfolgreiche Bügelfahrleitung mit abgespanntem Fahrdraht und Kettenwerk sorgte dafür, dass die anderen Typen nicht weiter entwickelt wurden. Hier widersetzen sich nur die einfache Fahrleitung und die Stromschiene. Diese werden in speziellen Fällen immer noch verwendet. Dabei kann aber gesagt werden, dass es sich meistens um städtische Verkehrsmittel handelt.

Bei den Vollbahnen kommt ausschliesslich die Bügelfahrleitung zur Anwendung. Ergänzt durch die neu entwickelte Stromschiene ist sie nahezu unschlagbar. Dank den vielen unterschiedlichen Bauformen ist sie zudem sehr flexibel verwendbar. Komponenten aus Deutschland können durchaus auch in der Schweiz verwendet werden. Deshalb gibt es Teile, die durchaus in mehreren Ländern verwendet werden.

Probleme bieten eigentlich nur die unterschiedlich breiten Stromabnehmer. Da sich aber zwei unterschiedliche Breiten durchgesetzt haben, kann man mit wenigen Stromabnehmertypen arbeiten. Speziell sind da aber die breiten Stromabnehmer, denn dort müssen isolierte Notlaufhörner verwendet werden. Damit hat es sich aber schon erledigt. Die oft angeführte Vielzahl Stromabnehmer kommt von den vorgeschriebenen Schleifleisten.

So haben zum Beispiel Italien und die Schweiz die gleich breiten Schleifleisten. Es besteht daher kein Grund, nicht mit einem Stromabnehmer in beiden Ländern zu fahren. Betrachten wir nun die vorgeschriebenen Schleifleisten fällt uns auf, dass diese in der Schweiz aus Kohle sein müssen und in Italien solche aus Kupfer verwendet werden. Dabei kann aber durchaus mit beiden Bügel in beiden Systemen gefahren werden, es sind die Vorschriften, die das verhindern.

Wie ich es schon in der Einleitung erwähnt habe, die Bügelfahrleitung überspannt in der Schweiz nahezu das ganze Schienennetz. In anderen Ländern gilt das jedoch nicht, aber auch dort werden die meisten neuen Abschnitte mit dieser Fahrleitung überspannt. Immer wieder kann man auch lesen, dass eine Linie auf elektrischen Betrieb umgestellt wurde.

Besuchen Sie diese Linie einmal, denn schliesslich reisten die Leute auch nach Zürich-Seebach um die neuartigen Fahrzeuge und die neue Fahrleitung zu bewundern. Aha, Sie gehen nicht, weil es ja keine neue Fahrleitung ist, sondern eine Bügelfahrleitung mit abgespanntem Fahrdraht und Kettenwerk. Diese kennen Sie vermutlich schon bald auswendig.