Geschichte des elektrischen Antriebs von Schienenfahrzeugen


Geschichte des elektrischen Antriebs von Schienenfahrzeugen
Einholm-Stromabnehmer
Bahnstrom-Oberleitung
Fahrwerk einer amerikanischen Doppellok aus dem Jahr 1911 mit zwei großen Elektromotoren und Stangenantrieb

Die Geschichte des elektrischen Antriebs von Schienenfahrzeugen behandelt die historischen Abläufe und Stationen bei dessen Einführung. Bevorzugt dargestellt werden hier neben den ersten Anfängen die Entwicklungen in Ländern, die einen besonders großen Anteil oder Umfang an elektrisch betriebenen Strecken haben, aber auch weitere Entwicklungen, die bis heute richtungsweisend sind.

Inhaltsverzeichnis

Technische Vorbedingungen

Für die Entwicklung elektrisch betriebener Schienenfahrzeuge waren vor allem drei effektiv funktionierende Komponenten erforderlich:

  • ein elektromotorischer Antrieb,
  • Verfügbarkeit elektrischer Energie in passender Form und Menge,
  • ein entwickeltes Schienenfahrzeugsystem.

Motorprinzip

Das „Barlow-Rad” (1822)

1821 entdeckte der dänische Chemiker Hans Christian Ørsted das Phänomen des Elektromagnetismus. Bereits im selben Jahr veröffentlichte Michael Faraday seine Arbeitsergebnisse über „elektromagnetische Rotation“. Er konstruierte eine Vorrichtung, bei der ein elektrischer Leiter um einen festen Magneten rotierte und im Gegenexperiment ein beweglicher Magnet um einen festen Leiter. 1822 entwickelte Peter Barlow das nach ihm benannte Barlow-Rad. Der US-amerikanische Grobschmied Thomas Davenport entwickelte 1834 in Vermont einen Kommutatormotor und erhielt am 25. Februar 1837 das weltweit erste Patent auf den Elektromotor. Auf dem europäischen Kontinent wirkten Ányos Jedlik und Hermann Jacobi (1801–1874) in ähnlicher Weise wie Davenport an der Entwicklung des praxistauglichen Elektromotors. Jacobi stattete zudem in Sankt Petersburg 1838 ein sechs Personen fassendes Boot mit einem von ihm entwickelten 220 Watt starken Motor aus.[1] Damit war um 1837/1838 die Grundlage für einen elektromotorischen Antrieb bekannt und auch bis zur anwendungstauglichen Arbeitsmaschine entwickelt.

Elektrische Energie

Die elektrische Energie war zunächst nur in Batterien verfügbar, die in entsprechendem Raum- und Gewichtsumfang mitgeführt werden mussten. Von damals bis heute hat sich dabei Zink als effektiver und gut zu verarbeitender Grundbestandteil elektrischer Batterien gezeigt. Es wurde bereits um 1720 in England in größerem Umfang gewonnen, Zinkhütten entstanden an vielen Orten, und 1805 wurde in Belgien das erste Zinkwalzwerk errichtet. Die elektrische Energieversorgung war damit prinzipiell vorhanden, jedoch aufwendig. So verwendete Hermann Jacobi eine Zink-Platin-Batterie, die sich sehr kostenaufwendig zeigte.

Der Kostenaufwand für eine elektrische Batterie betrug damals ein Vielfaches des Wertes der in einer Dampfmaschine für die gleiche Arbeitsleistung verfeuerten Kohle. Mit magnetischer Induktion wurde bereits ab 1832 beispielsweise von Hippolyte Pixii und Dal Negro in Generatoren Energie erzeugt, doch wurde dies zunächst nur als tauglich zum Betrieb von Lampen und für galvanische Zwecke nutzbar angesehen. Erst um 1866, als der Unternehmer Werner Siemens mit den von ihm gebauten Generatormaschinen Strom erzeugte, wurde elektrische Energie in einer Menge und Größe verfügbar, der die Idee elektromotorischer Antriebe über den Status einer interessanten Spielerei hinauswachsen ließ.

Geöffneter Transformator einer Elektrolokomotive, erkennbar sind die Anzapfungen für verschiedene Schaltstufen.

Als Stromart stand zunächst nur Gleichstrom zur Verfügung, der sich zudem als einfach anwendbar zeigte und sich damit bei vielen Bahnen als „erste Wahl“ etablieren konnte. Ab 1890 wurde mit der Entwicklung des Drehstromsystems und des Drehstrom-Asynchronmotors ein sehr einfacher und hoch effizienter Antrieb verfügbar. Dessen Anwendung erforderte jedoch die Verwendung dreipoliger Stromzuführungen, die aufwendig zu realisieren waren. Dennoch wurden in der Anfangszeit vielfache Versuche unternommen, Drehstrom für den Bahnbetrieb anzuwenden. In größerem Umfang erfolgte eine Drehstrom-Elektrifizierung jedoch letztlich nur bei der italienischen Ferrovie dello Stato zwischen 1904 und 1976.

Wesentlichen Anteil an der Verbreitung des elektrischen Antriebes bei Fernbahnen hatte die Entwicklung des Transformators, der die wirtschaftliche Übertragung der elektrischen Energie über große Entfernungen ermöglichte. Die damit verbundene Verwendung des hochgespannten Einphasenwechselstroms erwies sich zunächst als für den Motorbetrieb problematisch, konnte aber mit niedrigen Frequenzen von etwa 17 Hertz für den Bahnbetrieb adaptiert werden.

Es gab weder zeitlich noch (außer im Falle der italienischen Bahnen) regional spezifische historische Unterschiede in der Anwendung der einzelnen Stromarten.

Angetriebene Schienenfahrzeuge

Das Modell beziehungsweise das Vorbild maschinengetriebener Schienenfahrzeuge war zwar seit dem Einsatz der Dampflokomotive durch Richard Trevithick 1804 präsent, jedoch hat es den Anschein, dass sich der elektrische Antrieb von Schienenfahrzeugen kaum auf diese Entwicklungen stützen musste. Zwar kommt das von C. G. Page entwickelte Triebfahrzeug mit zwei Elektromagneten, die in wechselnder Hin- und Herbewegung von Eisenstangen und Kurbelgetrieben die Räder wie in einer Kolbendampfmaschine drehten, dem bis dahin bekannten Lokomotivmodell sehr nahe, jedoch wurde diese Linie für die Entwicklung elektrischer Schienenfahrzeuge nicht weiter verfolgt. Während sich zudem die dampfgetriebene Eisenbahn in ihrem Fahrzeugbestand stark an den zuvor für den Fernverkehr benutzten Postkutschen orientierte und für die ersten Lokomotiven beispielsweise die großen Holzspeichenräder der Postkutschen übernommen worden waren, war die Ausführung der ersten betriebstauglichen und der regulär betriebenen elektrischen Bahnen erkennbar mehr von zunächst muskelkraftgetriebenen Bergwerks-Grubenbahnen und von Pferde-Straßenbahnen für den Nahverkehrs-Bereich geprägt.

Erste Anwendungsversuche mit Schienenfahrzeugen

Thomas Davenport in Vermont baute mit dem von ihm entwickelten Kommutatormotor 1835 ein Modell eines elektrisch angetriebenen spurgeführten Fahrzeugs auf einem einspurigen Schienenkreis von vier Fuß Durchmesser. Sein Modell war in hoher Abstraktion ausgeführt, es hatte zwei Schienen in Form von Kreisringen, die konzentrisch auf zwei Ebenen gelagert waren. Die innere, tiefergelegene Schiene diente als Fahrbahn für den Motorantrieb, die andere Schiene als reine Stromschiene. Dieser Denkansatz blieb jedoch weitgehend unbeachtet.

Der Schotte Robert Davidson (1804–1894) baute 1837 oder 1838 in Aberdeen ein elektrisches Lokomotivmodell und später eine größere, „Galvani“ genannte Lokomotive, die auf der Ausstellung der „Royal Scottish Society of Arts“ 1841 vorgeführt und 1842 auf der Bahnstrecke zwischen Edinburgh und Glasgow erprobt wurde. Der Motor soll nach einem ähnlichen Prinzip funktioniert haben wie bei der 1851 entwickelten und weiter unten beschriebenen Lokomotive von C. G. Page. Das Fahrzeug erreichte eine Geschwindigkeit von vier Meilen pro Stunde, wobei jedoch keine weiteren Lasten gezogen oder Passagiere befördert werden konnten. Die verwendete Zink-Batterie zeigte sich im Betrieb als vierzigmal teurer als der vergleichbare Aufwand für die Kohleverfeuerung. Es wird berichtet, dass die in einem Schuppen abgestellte „Galvani“ trotz ihrer erkennbaren Unterlegenheit aus Sorge um die damit entstehende Konkurrenz von Dampflok-Maschinisten zerstört wurde. Davidson erlebte noch die Eröffnung des elektrischen Betriebes auf der Tunnelbahn der City and South London Railway, was ihn dazu veranlasste, sich auf seinen Visitenkarten als „Robert Davidson. Father of the Electric Locomotive” zu bezeichnen.

In Frankfurt am Main gelang es 1840 Johann Philipp Wagner (dem Erfinder des „Wagnerschen Hammers“), einen kleinen, mit einem Elektromotor getriebenen Wagen mit Anhänger auf einem Schienenkreis von 20 Metern Umfang fahren zu lassen. Er wurde daraufhin beauftragt, eine funktionsfähige große „elektromagnetisch getriebene“ Lokomotive zu bauen, wofür ihm ein Betrag von 100.000 Gulden zur Verfügung gestellt wurde. Er scheiterte jedoch an der Umsetzung, angeblich mangels Kenntnissen über den Zusammenhang von Batteriekapazität und Antriebsleistung.

Die batteriebetriebene Lokomotive von Charles Page (1851)

Der US-amerikanische Patentamtsangestellte Charles Grafton Page (1812–1868) begann 1850 nahe Washington (D.C.) mit einem staatlichen Zuschuss von 20.000 Dollar den Bau einer von zwei Elektromotoren getriebenen Lokomotive. Die 15 Kilowatt starken „reciprocating“-Motoren bestanden prinzipiell aus jeweils zwei Spulen mit einem darin eingelassenen Stabanker. Dieser wurde durch wechselweises Einschalten der Spulen wie in einer Kolbendampfmaschine hin und her bewegt. Diese „reciprocating-“ bzw. oszillierende Bewegung wurde mit einer Kurbelstange auf die Treibräder eines dreiachsigen Wagens übertragen. Gespeist wurden die Motoren aus einer gewaltigen, 50 Elemente umfassenden Batterie, die den Wagen auf ein Gewicht von zwölf Tonnen brachte. Bei der Probefahrt am 29. April 1851 erreichte diese Lokomotive kurzzeitig eine Geschwindigkeit von 31 km/h, doch durchbrennende Isolierungen und unter den Erschütterungen brechende Batterieelemente führten dazu, dass die Fahrt nach 40 Minuten weit vorm Erreichen des Ziels abgebrochen werden musste.

Wirklich anwendungstauglich wurde der elektrische Schienenfahrzeugantrieb erst mit der Einführung einer ortsfesten Stromversorgung mittels Fahrschienen oder Fahrleitungen. Auf der Straßenbahn entlang der Kurpromenade des russischen Seebades Sestrorezk experimentierte Fjodor Pirozki 1875 auf 1 km Länge mit dieser Form der Stromversorgung. Die Energiezufuhr erfolgte wie später bei Siemens in Lichterfelde über die beiden Fahrschienen.

Elektrische Ausstellungsbahn von Siemens (1879)
Nachbau der Siemens-Ausstellungsbahn von 1879

Werner Siemens baute 1879 in Berlin eine ursprünglich als Grubenbahn für Cottbus vorgesehene Schienenstrecke mit 500 Millimeter Spurweite und eine zweiachsige Elektrolokomotive. Sie wurde von einem ortsfesten Dynamo über eine mittig im Gleis angebrachte isolierte Stromschiene mit Strom versorgt, während die Fahrschienen als Rückleitung des Stromkreises dienten. Diese Lokomotive zog auf der damaligen Gewerbeausstellung auf einem 300 Meter langen Rundkurs drei Wagen mit darauf montierten Holzbänken für je sechs Fahrgäste. Die Motorleistung der Lokomotive betrug 2,2 Kilowatt. Sie erreichte ohne Last eine Geschwindigkeit von 13 Kilometer pro Stunde und mit den jeweils mit sechs Personen besetzten Anhängern eine Geschwindigkeit von 6 km/h. Die Fahrtrichtung wurde durch ein Wechselgetriebe geändert, da man die Drehrichtungsänderung des Motors durch Umpolen der Wicklung noch nicht kannte.[2] In vier Monaten wurden mit diesem Zug 90.000 Passagiere befördert und später erfolgten weitere Ausstellungsfahrten in Brüssel, London, Kopenhagen und Moskau, wodurch die Brauchbarkeit des elektrischen Antriebes für die Eisenbahn einer breiten Öffentlichkeit gegenüber bewiesen werden konnte. Die Maschine ist seit Mai 1905 im Deutschen Museum in München ausgestellt.

Erste Überkopf-Fahrleitung (Schlitzrohrfahrleitung); Paris 1881

Ähnliche Ausstellungsbahnen wurden bald darauf auch anderenorts präsentiert, so auf der Wiener Gewerbeausstellung 1880 von Béla Egger, einem früheren Mitarbeiter von Werner Siemens, sowie von Thomas Alva Edison 1883 auf einer Ausstellung in Chicago. Die Bahn auf der Wiener Ausstellung fuhr auf einer 1,5 Kilometer langen Strecke mit einem motorisierten Plattformwagen und einem angehängtem Sitzwagen hin und her; Edison ließ seine Bahn auf einem Rundkurs von 200 Metern fahren.

Im Rahmen der Exposition Internationale d’Électricité richtete Siemens 1881 im Zentrum von Paris eine 500 m lange Demonstrationsstrecke ein, die von der Place de la Concorde zum Palais de l’Industrie genannten Ausstellungspalast auf dem Gelände des heutigen Grand Palais führte und bei der die Stromzufuhr erstmals über eine Oberleitung erfolgte. Es handelte sich um eine Schlitzrohrfahrleitung aus Messing,[3][4] bei der man auf die Schienen als Rückleiter ganz verzichtete und stattdessen zwei nebeneinander liegende geschlitzte Rohre als Hin- und Rückleiter anwendete. In den Rohren verliefen Schlitten, die durch ein biegsames Kabel vom Fahrzeug nachgeschleppt wurden.[5]

Frühe Pionierleistungen

Werner von Siemens

Werner von Siemens

Nach der ersten gelungenen Vorführung seiner elektrisch getriebenen Ausstellungsbahn war es in der Folge vor allem Werner von Siemens, der die Entwicklung elektrischer Bahnen in den deutschen und europäischen Ländern vorantrieb.

Elektrische Straßenbahn von Siemens mit Stromzuführung über die beiden Fahrschienen (1881)

So trat Siemens 1880 mit dem Plan einer elektrischen Hochbahn durch die Leipziger Straße an die Stadt Berlin heran. Da dies jedoch abgelehnt wurde, baute Siemens in Lichterfelde bei Berlin die Elektrische Straßenbahn Lichterfelde–Kadettenanstalt, die am 16. Mai 1881 den Probebetrieb aufnahm. Auf der 2,5 km langen Strecke verkehrten Wagen mit Platz für 26 Personen, die über Spiraldrahtschnüre beide Achsen antrieben und bei einer Leistung von 5 PS eine Maximalgeschwindigkeit von 35 bis 40 km/h erreichten.[6][7] Siemens selbst bezeichnete sie nicht als Straßen-, sondern als „elektrische Eisenbahn“ und führte aus, sie könne „keineswegs als Muster einer elektrischen Bahn zu ebener Erde betrachtet werden; sie ist vielmehr eine von ihren Säulen und Längsträgern herabgenommene und auf den Erdboden verlegte Hochbahn aufzufassen“.[8]

Bis in die zweite Hälfte der 1880er Jahre verlief die weitere Verbreitung jedoch sehr schleppend. Dies war vor allem in der prekären Zuleitung des Fahrstroms über die Schienen begründet, die sehr anfällig für Betriebsstörungen war. Die Schlitzrohrfahrleitung löste als über dem Fahrzeug verlaufende Stromzufuhr zwar das Problem, jedoch erwies sie sich besonders im Weichenbereich wie später die Drehstromantriebe als sehr aufwendig und zudem optisch gegenüber Behörden und Stadtverwaltungen oftmals nicht durchsetzbar.[5] 1882 errichtete Siemens eine Bahn mit dieser Ausrüstung für den Probebetrieb zwischen Charlottenburg und dem Ausflugslokal Spandauer Bock. Hier wählte man eine Abwandlung der auf der Ausstellung in Paris gezeigten Stromzufuhr mit nachgeschleppten Schlitten: Auf den beiden Rohren lief ein kleiner Kontaktwagen, der durch einen Motor fortbewegt wurde und durch ein biegsames Kabel mit dem Fahrzeug verbunden war.[5]

Bei der Verlängerung der Strecke in Groß-Lichterfelde 1890 über die Kadettenanstalt hinaus zum Bahnhof Groß-Lichterfelde West[6] wurde die zuvor in Amerika entwickelte Oberleitung mit Rückleitung über die Schienen installiert, die einen weniger störungsanfälligen Betrieb ermöglichte.[2] 1893 wurde die gesamte Strecke auf Oberleitungsbetrieb umgestellt. Der eingesetzte Triebwagen wurde mit dem ersten Bügelstromabnehmer der Welt versehen.[9] Bügel- oder Lyra-Stromabnehmer fanden vor allem in Europa zwischen ca. 1890 und 1910 im Eisenbahn- und Straßenbahnbereich Verbreitung, wurden aufgrund der problembehafteten Entstehung von Lichtbögen jedoch von den Scherenstromabnehmern verdrängt. Auch die erste Straßenbahn in Australien, in Hobart, stattete die von Siemens gegründete Firma Siemens & Halske 1893 mit Bügelstromabnehmern aus.

Siemens & Halske legte 1892 zunächst auf ihrem Werksgelände in Berlin-Siemensstadt und ab 1898 auf einer Straße zwischen den Gemeinden Groß-Lichterfelde und Zehlendorf eine Teststrecke für Fahrversuche mit Drehstrom an. Die Erfahrungen aus diesen Versuchsbetrieb mit Drehstrom wurden in die von 1901 bis 1903 durchgeführten Schnellfahrversuche der Studiengesellschaft für Elektrische Schnellbahnen auf der Militäreisenbahn eingebracht.

Als Siemens’ Verdienst kann es angesehen werden, auf zahlreichen Feldern der Bahntechnik den Einsatz der damals noch neuen und skeptisch angesehenen elektrischen Energie vorangetrieben zu haben, wobei er sich nicht auf Deutschland beschränkte, sondern auch Bahnen im Ausland initiierte (so die U-Bahn Budapest) und mit seinen Produkten belieferte (wie bei der City and South London Railway). Siemens & Halske und deren Nachfolgegesellschaften bis zur heutigen Siemens Mobility zeigten sich hier bis in die heutige Zeit ebenso innovativ.

Frank Sprague

Frank Julian Sprague

Im angloamerikanischen Raum gilt – vergleichbar mit Werner von Siemens in Deutschland – der Ingenieur Frank Julian Sprague als „Vater der elektrischen Traktion“. Nach wesentlichen Verbesserungen an elektrischen Motoren baute Sprague 1888 einen elektrisch getriebenen „Streetcar“. Ein wesentlicher Punkt war dabei seine Erfindung des Rollenstromabnehmers von 1880, der sowohl zu einem verlässlicheren Betrieb führte sowie auch als Fahrleitung einen einfachen Draht und eine leichtere Aufhängekonstruktion über den Straßen bzw. Gleisen ermöglichte.[10] Ende 1884 wurde von J. C. Henry in Kansas City erstmals eine Versuchsbahn mit einer solchen Fahrleitung ausgerüstet, die wie heute üblich mit Hilfe von Auslegern an Masten befestigt war. Dabei wurde dazu übergegangen, die beiden als Doppelfahrleitung für Hin- und Rückleitung des Stroms gedachten Kupferdrähte nur noch als Hinleiter zu verwenden und den Strom über die Schienen zurückzuleiten.[5] In der zweiten Hälfte des Jahres 1885 errichtete Depoele in Toronto eine Bahn, bei der nur noch ein einziger Kupferdraht, mit Hilfe von Isolatoren an Armauslegern befestigt, die Aufgabe des Hinleiters übernahm. Erstmals kam dabei auch eine höhere Betriebsspannung zum Einsatz.[5]

Spragues elektrischer Streetcar in Richmond, Virginia, 1888

Sprague errichtete unter Verwendung der beiden Komponenten Fahrleitung und Rollenstromabnehmer 1889 in Richmond für die Richmond Union Passenger Railway das erste erfolgreiche größere elektrische Straßenbahnsystem, das insgesamt 40 angetriebene Wagen umfasste, von denen 30 gleichzeitig auf der 20 Kilometern umfassenden elektrischen Strecke fahren konnten. Dabei wurden Steigungen bis zehn Prozent bewältigt, was sich als überzeugender Nachweis für die Anwendung in anderen Städten erwies.

Zwischenzeitliche Erfahrungen mit der Steuerung von Aufzugsanlagen bewogen Sprague, schon früh einen Allachsantrieb von Triebzügen zu projektieren. In seinem Multiple-unit-Zugsteuerungssystem hatte jeder Wagen seinen eigenen Antriebsmotor, der über Relais und durchlaufende elektrische Steuerleitungen vom Triebfahrzeugführer gezielt geregelt bzw. geschaltet werden konnte. Damit konnten auf schwierigen Strecken mit Steigungen und bei längeren Zügen separate Lokomotiven eingespart werden.

Von da an folgte in den Vereinigten Staaten von Amerika eine rasche Entwicklung des elektrischen Antriebs bei Straßenbahnen. So gab es in den USA 1890 bereits 2000 km und am Anfang des Jahres 1895 sogar 13.000 km Strecken, die von etwa 20.000 elektrischen Triebwagen befahren wurden. In der gleichen Zeit verlief die Entwicklung in Deutschland erheblich zögerlicher, so wurden 1895 zunächst nur 340 km Straßenbahnen mit annähernd 550 Triebwagen elektrisch betrieben.[11] Als ausschlaggebend für diese Zurückhaltung wird der inzwischen erkannte Bedarf an einer Oberleitung angesehen, der aber mit den damals verwendeten Schlitzrohrfahrleitungen und ähnlichen schweren und umständlichen Konstruktionen aus genannten Gründen nur wenig Anklang fand. Der große Durchbruch kam erst, als einige Gesellschaften begannen, mit amerikanischen Patenten – so auch von Sprague – und speziellem Material kommerziell betriebene Straßenbahnen zu bauen.[10]

Spragues besonderes Verdienst war es insgesamt mit gut durchdachten konstruktiven Ausführungen und Konzepten die Praktikabilität und Betriebstauglichkeit der ersten elektrischen Fahrzeugantriebe so entscheidend zu verbessern, dass sich der flächendeckende Einsatz lohnte.[10]

Erste kommerzielle elektrische Bahnen

Triebwagen-Bahnen

Bei den meisten frühen kommerziell bzw. öffentlich betriebenen elektrischen Bahnen wurden zunächst straßenbahnartige Triebwagen verwendet. Dies ergab sich daraus, dass bei gleicher Leistung die Baugröße von Elektromotoren weit kleiner war als die von Dampfmaschinen, somit also auf dem angetriebenen Schienenwagen stets noch Platz für Passagiere war.

  • In Brighton nahm am 4. August 1883 die Volk’s Electric Railway als älteste elektrische Straßenbahn in Großbritannien den Betrieb auf. Sie wurde von Magnus Volk, ein Sohn deutscher Einwanderer, gebaut. Da die Bahn ohne Oberleitung konstruiert war, erfolgte die Stromversorgung über die beiden 825 mm auseinander liegenden Schienen mit 50 V Spannung.
  • Im brasilianischen Niteroi wurde von Carlos Basto die Carris Urbanos de Nictheroy gegründet, die ab dem 7. Oktober 1883 eine der frühesten elektrischen Trambahnen auf der Hauptstraße Alameda São Boaventura (Fonseca-Linie) fahren ließ. Die Stromversorgung erfolgte mit Akkumulatorbatterien. Zahlreich Betriebsprobleme führten jedoch wieder zur Betriebseinstellung im Februar 1885.[12]
  • Von der k. k. privilegierten Südbahngesellschaft in Österreich wurde 1883 die Lokalbahn Mödling–Hinterbrühl errichtet, die wegen des beengten Raumes teilweise als Straßenbahn geführt wurde. Sie hatte eine Schlitzrohrfahrleitung mit einer Versorgungsspannung von 550 Volt Gleichstrom. Sie wurde am 22. Oktober 1883 eröffnet.
  • 1884 eröffneten die Ingenieure Bentley und Knight in Cleveland die erste kommerziell betriebene elektrische Bahn in den Vereinigten Staaten.[13] Dabei wurde erstmals eine unterirdische Stromzuführung eingesetzt, bei der ein aus Holz gebildeten Kanal zwischen den Schienen nach oben einen Schlitz für den Stromabnehmer aufwies.[5] Im Gegensatz zu der fünf Jahre später eröffneten Straßenbahn Spragues in Richmond blieb dieser Betrieb nur ein Jahr lang bestehen.
  • Als erste kommerzielle elektrische Straßenbahn in Deutschland und zweite Straßenbahn mit einer Oberleitung in Deutschland wurde am 14. Februar 1884 die erste Trambahn-Strecke der Frankfurt-Offenbacher Trambahn-Gesellschaft in Betrieb genommen.

Die Anforderungen, die der Straßenbahnbetrieb stellte, waren zur damaligen Zeit so gut zu bewältigen, dass es schnell zur Selbstverständlichkeit wurde, neue Straßenbahnen mit einem elektrischen Antrieb auszustatten und bestehende Pferde- und Dampfstraßenbahnen darauf umzurüsten.

Londoner U-Bahn-Lokomotiven

Elektrolok-bespannter Zug der City and South London Railway
Das Innere der C&SLW-Lok 13, rechts der Fahrschalter

Erst unter beengten Verhältnissen wie bei der U-Bahn London oder bei größerem Leistungsbedarf ergab sich die Hinwendung vom Triebwagen mit Fahrgastmitnahme zur Lokomotiv-Bauweise des Triebfahrzeugs. Erstmals scheinen reine Elektrolokomotiven im kommerziellen öffentlichen Betrieb sowie auch in größerem Umfang auf der von der City and South London Railway (CSLR) errichteten U-Bahn-Strecke eingesetzt worden zu sein. Hierfür wurden 1889 zwei Versuchslokomotiven beschafft, von denen die „No. 1“ direkt auf die Achse wirkende Motoren und die „No. 2“ Getriebemotoren hatte, deren letztere jedoch als zu geräuschvoll befunden wurden. Die „No. 1“ hatte zwei Achsen mit jeweils eigenem Motorantrieb, war 14 Fuß (ca. 4,2 Meter) lang und wog zwölf Tonnen. Jeder Motor entwickelte jeweils etwa 36 Kilowatt. Weitere zwölf Lokomotiven wurden daraufhin nach dem Muster der ersten Lokomotive beschafft und ab 1890 in Betrieb genommen. Alle 14 Lokomotiven wurden im mechanischen Teil von Beyer-Peacock gebaut und mit einer elektrischen Ausrüstung von Mather & Platt versehen. Die zweiachsigen Maschinen hatten jeweils einen Motor für jede Achse, der Führerstand auf den kurzen Fahrzeugen erstreckte sich über die ganze Länge mit je einer Tür am Fahrzeugende. Die Fahrerposition befand sich an dem Ende, an dem auch der Fahrschalter sowie die Bremssteuerung untergebracht waren.

Die Loks konnten drei Wagen mit einer Geschwindigkeit von 25 Meilen pro Stunde (ca. 40 Kilometer pro Stunde) auf ebener Strecke befördern, hatten jedoch Schwierigkeiten mit schwer beladenen Zügen auf Steigungen. Die Lokomotiven führten neben eigenen Handbremsen auch Luftbehälter für das Luftdruckbremssystem des ganzen Zuges mit. Diese wurden in Ermangelung eines eigenen Kompressors jeweils an der Station Stockwell mit Druckluft gefüllt. An Endhaltestellen musste für die Rückfahrt jeweils eine andere Lokomotive an das zuvor hintere Ende des Zuges gekoppelt werden. Wegen des hohen Betriebsaufkommens wurden zwei weitere Lokomotiven Nr. 15 und 16, diesmal von Siemens, beschafft, deren elektrische Ausrüstung und Motoren sich dann als weniger anfällig gegenüber den häufig auftretenden Überhitzungen und Funkenüberschlägen am Kommutator zeigten.

1895 wurden vier weitere Maschinen bei verschiedenen Unternehmen beschafft. Die wiederum danach gebauten und weiter verbesserten Lokomotiven Nr. 21 und 22 wurden dann die Prototypen für das letzte große Baulos mit den Nummern 23 bis 52, die sämtlich von der Firma Crompton gebaut wurden. Die lokbespannten U-Bahn-Züge blieben in Betrieb, bis im November 1923 die Linie zur Überholung und Tunnelvergrößerung geschlossen wurde. Die bis dahin 44 betriebsfähigen Lokomotiven der Linie wurden danach durch Londoner Standard-EMU-Triebzüge (EMU = Electrical Multiple Unit) ersetzt. Die frühere Lok Nr. 13 wurde zuerst als „Nr. 1“ im Science Museum ausgestellt und ist jetzt (2006) im „Acton store“ des London Transport Museum zu sehen. Auch andere Londoner Tunnelbahngesellschaften verwendeten zunächst elektrische Lokomotiven, so fuhren ab 1900 auf der Central Line der Central London Railway 44 Tonnen schwere vierachsige Lokomotiven mit Einzelachsantrieb, auch auf der Metropolitan Line der Metropolitan Railway Company fuhren ab 1902 elektrische Lokomotiven. Für diese frühen elektrischen Lokomotiven war seinerzeit der Begriff Tunnellokomotiven gebräuchlich.

Grubenbahnen

Die anfänglich verwendete elektrische Antriebstechnik mit Gleichstrom mit einer Spannung von wenigen hundert Volt und direkter Motorspeisung aus der Fahrleitung ermöglichte den Bau leistungsfähiger, kleiner und robuster Zugmaschinen mit einfachen Mitteln. Dies kam den Bedürfnissen von Minenbahnen vor allem für den Untertagebetrieb sehr entgegen, daher verbreitete sich der elektrische Betrieb bei Grubenbahnen so früh und rasch wie vergleichsweise bei Straßenbahnen. Nach dem Rückschlag mit dem letztlich für die Berliner Gewerbeausstellung umfunktionierten Fahrzeug für Cottbus lieferte Siemens bereits 1882 die erste elektrische Grubenlokomotive der Welt an die Steinkohlenzeche Zauckerode in Sachsen, wo sie in einer Tiefe von 260 Metern eingesetzt wurde und 45 Jahre lang – bis 1927 – in Betrieb blieb. Weitere kleine elektrische Lokomotiven wurden in die Grube Hohenzollern in Beuthen und in das Salzbergwerk Neu-Staßfurt geliefert.

Die ursprünglichen Probleme der Stromversorgung waren wie bei den Straßenbahnen darin begründet, dass die Versorgung entweder über eine Mittelschiene oder über die Fahrschienen als Hin- und Rückleitung den Sicherheitsanforderungen nicht entsprach. Walter Reichel, langjähriger Chefkonstrukteur bei Siemens, schuf ab 1889 Abhilfe, indem er den Fahrdraht – wie auch auf der Straßenbahnerweiterung Lichterfelde erprobt – mit einem Bügelstromabnehmer bestrich. Die Schienen dienten als geerdete und damit berührungssichere Rückleitung.

1894 wurde die Minenbahn des Aachener Hütten-Aktien-Vereins Rothe Erde elektrisch betrieben und in der Folge auch zahlreiche weitere Grubenbahnen im Rheinland, im Saarland, in Lothringen, in Luxemburg und im belgischen Wallonien. In großem Umfang erfolgten Lieferungen elektrischer Lokomotiven hierfür vor allem von der Allgemeinen Electricitäts-Gesellschaft (AEG), von Siemens & Halske, von den Siemens-Schuckert-Werken (SSW) und von der Union-Elektricitäts-Gesellschaft (UEG) in diese Länder.

Frühe elektrische Betriebe in Deutschland

Triebwagen 8 der FOTG von 1884 in dem Verkehrsmuseum in Frankfurt-Schwanheim

Als erste öffentliche elektrische Bahn in Deutschland wurde am 16. Mai 1881 die Straßenbahn von Groß-Lichterfelde nach Zehlendorf bei Berlin eröffnet. Da sie den Fahrstrom noch über die Schienen bezog, führte dies besonders an Bahnübergängen zu Unfällen. Es folgten vorerst nur zögerlich weitere elektrische Straßenbahnen, so die gleichsam genannte Strecke von Charlottenburg nach Spandauer Bock, die ihren Strom von den 25 Millimeter dicken Rohren der Schlitzrohrfahrleitung bezog.

Die am 18. Februar 1884, auf Bestreben eines Offenbacher Konsortiums, bestehend aus dem Kommerzienrat Weintraut, dem Bankier Weymann und dem Bankhaus Merzbach, eröffnete Strecke der Frankfurt-Offenbacher Trambahn-Gesellschaft (FOTG), von der Alten Brücke in Sachsenhausen ausgehend, war die erste kommerziell betriebene öffentliche elektrische Straßenbahn in Deutschland. Die Strecke führte zunächst bis zur Buchrainstraße in Oberrad und ab 10. April bis zum Mathildenplatz in Offenbach. Die FOTG benutzte damals noch eine Spurweite von 1000 mm (Meterspur). Als Stromabnehmer für die elektrischen Überkopf-Versorgungsleitungen wurden ähnlich wie bei der Pariser Ausstellungsbahn kleine Kontaktwagen mit Rollen verwendet, die auf den Fahrdrähten laufend an Verbindungsleitungen hinter dem Motorfahrzeug hergezogen wurden. Die beiden Pole der Gleichstrom-Fahrleitung verliefen jeweils in den nach unten offenen Kupferrohren der Schlitzrohrfahrleitung.

1885 wurden in Hamburg Versuche mit Akku-Triebwagen durchgeführt. 1890 wurde die Stadtbahn Halle von der AEG erworben und ab 1891 als erste große innerstädtische Straßenbahn Europas elektrisch betrieben.[14] Erstmals in Deutschland wurde dabei ein Rollenstromabnehmer nach Patenten von Frank J. Sprague verwendet.[15] Weitere elektrische Straßenbahnen folgten nun rasch aufeinanderfolgend: 1892 wurden Straßenbahnbetriebe in Gera und Bremen, 1893 in Chemnitz, Dresden und Hannover und 1894 in Hamburg, Dortmund, Erfurt, Gotha, Wuppertal und Plauen eröffnet. Bis zur Jahrhundertwende entwickelten sich allein in Deutschland Straßenbahnbetriebe in ca. 150 Städten. Als erste Überlandstraßenbahn in Preußen[16] wurde dabei 1898 die K-Bahn zwischen Düsseldorf und Krefeld eröffnet. Das Streckengleis wurde hier mit einer zweipoligen Fahrleitung versorgt, die sich bei Überholungsgleisen und zweigleisigen Abschnitten in zwei einpolige Fahrleitungen aufzweigte.[7] Die 12 eingesetzten (1A)(A1)-Triebwagen für den Überlandverkehr waren zur sicheren Stromabnahme mit zwei Schleifbügeln ausgestattet und erreichten bei Probefahrten problemlos Fahrgeschwindigkeiten von bis zu 60 km/h.[7]

Am 16. April 1894 wurde mit der 1,6 km langen Barmer Bergbahn die erste elektrisch betriebene Zahnradbahn in Deutschland eröffnet. Am 4. Dezember 1895 wurde auf der Bahnstrecke Meckenbeuren–Tettnang in Württemberg der Betrieb mit elektrischen Triebwagen unter 650 V Gleichstrom aufgenommen. Sie gilt in Deutschland als erste elektrisch betriebene Vollbahn mit Personen- und Güterverkehr, wenngleich man an die Stromübertragung angesichts der Streckenlänge von 4,22 km keine größeren Herausforderungen als bei den bisherigen Straßenbahnbetrieben stellen musste. Die Lokalbahn Aktien-Gesellschaft (LAG) aus München richtete in Süddeutschland bald weitere ähnliche Lokalbahn-Betriebe zunächst mit Gleichstrom-Spannungen von 550 V ein: am 15. August 1896 die Bahnstrecke Türkheim–Bad Wörishofen (5,2 km), am 29. Mai 1897 die Lokalbahn Bad Aibling–Feilnbach (12,1 km) und am 15. Januar 1900 den Abschnitt MünchenHöllriegelskreuth der Isartalbahn (9,3 km). Auch die 1898 mit 600 V Gleichstrom eröffnete Trossinger Eisenbahn stammt aus dieser Frühzeit des elektrischen Vollbahnbetriebes auf relativ kurzen Stichstrecken.

Am 1. März 1901 wurde nach langjährigen Vorarbeiten die Wuppertaler Schwebebahn eröffnet. Sie fährt bis heute mit 600 Volt Gleichstrom, der aus einer Stromschiene neben der Fahrschiene zugeführt wird. Zwei Monate später folgte mit der Schwebebahn Dresden eine zweite Hängebahn mit dem von Eugen Langen entwickelten System. Weitere elektrische Einschienenbahnen kamen in den Anfangsjahren auch weltweit betrachtet zumeist nicht über das Planungsstadium hinaus und fanden erst ab den 1950er Jahren kommerzielle Anwendungsbereiche.

Am 15. Februar 1902 wurde die erste fünf Kilometer lange elektrisch betriebene Hochbahnstrecke vom Stralauer Tor bis zum Potsdamer Platz in Berlin in Betrieb genommen. Bauherr und Eigner war die „Gesellschaft für elektrische Hoch- und Untergrundbahnen in Berlin“, die zuvor am 13. April 1897 unter Beteiligung der Firma Siemens & Halske und der Deutschen Bank gegründet worden war. Später wurde diese Strecke ein Teil der U-Bahn Berlin. Dem Berliner Beispiel des Hochbahn-Baues folgte 1906 der Hamburger Senat mit einem Bauauftrag für eine Hamburger Hochbahn an Siemens & Halske und die AEG in Berlin. Am 15. Februar 1912 erfolgte die Eröffnung einer ersten Teilstrecke zwischen Barmbeck und Rathausmarkt. Nach der Berliner U-Bahn und der zwei Jahre zuvor eröffneten U-Bahn Schöneberg war es der dritte U-Bahn-Betrieb in Deutschland.

Trotz der Erfolgsmeldungen aus den USA über die Ergebnisse der dortigen elektrischen Zugbetriebe konnte man sich in Preußen vorerst nicht zur Elektrifizierung einer Stadtbahn- oder Vorortbahnstrecke der Staatsbahn durchringen.[7] Man hielt das Risiko lediglich für den Rangierbetrieb vertretbar und nahm am 18. Juni 1895 eine erste elektrische Lokomotive für Rangieraufgaben in der „Königlichen Eisenbahn-Hauptwerkstätte“ in Potsdam in Betrieb. Bei einer Anfahrzugkraft von 15 kN konnte sie zwei Schlaf- und einen Güterwagen mit zusammen 110 t auf 36 km/h beschleunigen.[7] Ein Gleichstrom-Reihenschlussmotor trieb über ein zweistufiges Getriebe einen der durch Kuppelstangen verbundenen Radsätze an. Diese Lokomotive erwies sich als erfolgreich und blieb bis 1925 im Einsatz. Zwischen dem 1. August 1901 und dem 1. Juli 1902 wurde auf dem 12 km langen Abschnitt Berlin Potsdamer BahnhofZehlendorf der Wannseebahn, einer Berliner Vorortbahnstrecke, schließlich erstmalig ein elektrisch betriebener Abteilwagenzug erprobt, der von Siemens & Halske ausgerüstet war. Der Fahrstrom (750 Volt Gleichstrom) wurde über eine von oben bestrichene Stromschiene zugeführt. Mit dem Versuchsbetrieb wurden wichtige Erfahrungen für notwendige Verbesserungen (z. B. zur Steuerung der Fahrmotoren) gesammelt, gleichwohl konnte die grundsätzliche Eignung elektrischer Züge auch für den Vorortverkehr nachgewiesen werden. Der Strom wurde aus dem Kraftwerk Groß-Lichterfelde bereitgestellt, das auch die Lichterfelder Straßenbahn versorgte.

1902 untersuchten die preußische Bahnverwaltung und die AEG auf Veranlassung von Gustav Wittfeld die Möglichkeit, Einphasenwechselstrom für den elektrischen Antrieb einzusetzen. Die vier Kilometer lange Vorortstrecke Niederschöneweide–Spindlersfeld bei Berlin wurde dazu mit einer Oberleitung überspannt und mit Wechselstrom von 6 Kilovolt Spannung und 25 Hertz gespeist. Der Versuchsbetrieb begann am 15. August 1903 und endete am 1. März 1906. Das System bewährte sich auch bei Versuchen auf der Preußischen Nordbahn bei Oranienburg, es wurde für den regulären Betrieb ab 1907 bei der 26,6 Kilometer langen Hamburg-Altonaer Stadt- und Vorortbahn verwendet. Diese Versuche waren jedoch vielmehr die entscheidende Grundlage für die spätere Fernbahnelektrifizierung mit Einphasenwechselstrom in Preußen, Deutschland und weltweit.[7]

Am 8. Juli 1903 begann der Regelbetrieb auf der 9 km langen Vorortbahn Berlin Potsdamer Bahnhof – Groß-Lichterfelde Ost. Erstmalig war damit eine Hauptbahn auf elektrischen Regelbetrieb umgestellt. Zunächst zwölf vierachsige Triebwagen und die Stromversorgung wurden von der später in der AEG aufgegangenen UEG geliefert. Weitere zwölf Triebwagen wurden in den folgenden Jahren nachgeliefert und Beiwagen umgerüstet. Der Fahrstrom (550 Volt Gleichspannung) wurde wie beim Versuchsbetrieb auf der Wannseebahn über eine von oben bestrichene Stromschiene zugeführt. Der elektrische Vorortbahnbetrieb bewährte sich gut; das Zugangebot wurde schrittweise verdichtet. Die Stromschienenanlage wurde 1925 auf von unten bestrichene Stromschienen umgerüstet, wie sie bei den elektrisch betriebenen Vorortbahnen nach Bernau und Oranienburg zum Einsatz kamen. Am 1. Juli 1929 wurde die Fahrspannung auf 750 Volt Gleichspannung angehoben und die ersten Fahrzeuge durch Berliner S-Bahn-Triebwagen der Bauart Stadtbahn abgelöst.

1904 erschien erstmals auf der von der Lokalbahn Aktien-Gesellschaft (LAG) betriebenen, 24 km langen Ammergaubahn eine Elektrolokomotive für den regulären Bahnbetrieb mit Einphasen-Wechselstrom. Die Fahrleitungsspannung betrug 5500 Volt und die Frequenz 16 Hertz. Diese Lok LAG 1 hatte ein mittig angeordnetes, allseits geschlossene Führerhaus, wie es ursprünglich bei Akku-Lokomotiven und erstmals 1898 bei der elektrischen Rangierlokomotive „Kattowitz 1“ der preußischen Werkstätteninspektion Gleiwitz zum Einsatz kam. Im Gegensatz zu letztgenannter Rangierlok mit Stangenantrieb kamen bei der LAG 1 jedoch zwei Tatzlager-Antriebe zum Einsatz. Sie wurde später bei der Reichsbahn als Baureihennummer E 69 01 geführt.

Die Cöln-Bonner Kreisbahnen (spätere Köln-Bonner Eisenbahnen) ließen 1905 die in Bau befindliche Rheinuferbahn durch die Siemens-Schuckert-Werke mit 990 Volt Gleichstrom elektrifizieren. Am 11. Januar 1906 wurde der elektrische Schnellverkehr mit anfangs 70 Kilometern pro Stunde auf der 28,3 Kilometer langen Strecke aufgenommen. An den Streckenenden gingen die Züge in die damals mit jeweils 550 Volt elektrifizierten Straßenbahnnetze in Köln und Bonn über.

Im Jahre 1903 existierten im Deutschen Reich bereits elektrische Vorort- und Straßenbahnen mit einer Streckenlänge von 3690 Kilometern und einer Gleislänge von 5500 Kilometern, auf denen über 8700 Triebwagen verkehrten.

Chronologische Übersicht erster elektrischer Bahnen

Einschränkungsvermerk: Die folgende Tabelle enthält die ab 1890 in größerer Zahl weltweit entstandenen Straßenbahnen und U-Bahnen neben ihren weltweit erstmaligen Vertretern nur, wenn sie die erste elektrisch betriebene Bahn eines Landes darstellen. Weitergehende Auflistungen sind in der Liste von Straßenbahnen in Europa enthalten.

Eröffnungs-
datum
Land Ort bzw. Strecke Spur-
weite
mm
Strecken-
länge
km
Stromart / Zuführung Spannung
Volt
Art der Bahn /
Erbauer /
Betreiber
1879 Preußen Berlin 500 0,3 km Gleichstrom, mittige Stromschiene und Fahrschienen Ausstellungsbahn / Werner von Siemens
1880 Österreich-Ungarn Wien ? 1,5 km Gleichstrom Ausstellungsbahn / Béla Egger
16. Mai 1881 Preußen Lichterfelde bei Berlin 1000 2,5 km Gleichstrom über die Fahrschienen 180 V Versuchsstrecke, ab 1883 öff. Straßenbahn Siemens & Halske
1883 England Brighton 825 2 km Gleichstrom über die Fahrschienen 170 V Straßenbahn / Volk’s Electric Railway
1883 USA Chicago ? 0,2 km Gleichstrom Ausstellungsbahn / Edison
07. Okt. 1883 Brasilien Niterói 1050 9 km Akkumulator- Betrieb intern Carris Urbanos de Nictheroy
22. Okt. 1883 Österreich-Ungarn Mödling 1000 4,5 km Gleichstrom, Schlitzrohrfahrleitung 550 V Lokalbahn Mödling–Hinterbrühl
18. Feb. 1884 Preußen, Hessen-Nassau Frankfurt am MainOffenbach 1000 6,7 km Gleichstrom, Schlitzrohrfahrleitung 300 V Straßenbahn / Siemens & Halske / Frankfurt-Offenbacher Trambahn-Gesellschaft
06. Juni 1888 Schweiz VeveyMontreuxChillon 1000 10 km Gleichstrom, Schlitzrohrfahrleitung 500 V Tramway Vevey-Montreux-Chillon
02. Feb. 1888 USA Richmond, Virginia, 1435 20 km Straßenbahn / Frank Julian Sprague / Richmond Union Passenger Railway
1890 England Stockwell (London Underground) – King William Street 1435 8 km U-Bahn City and South London Railway
1892 Preußen Berlin-Siemensstadt ? 0,36 km Drehstrom, zweipolige Oberleitung plus Gleis 750 bis 10.000 V Werksbahn, Versuchsbetrieb mit Drehstromantrieb.
1893 USA Chicago 1435 Hochbahn, Ausstellungsbahn, Prototyp für elektrische Züge der bis dahin dampfbetriebenen Hochbahn
1893 Frankreich St. Etienne ? 2,8 km Grubenbahn, Kohlegrube Mont-Rambert
1893 Frankreich Étrembières – Treize-Arbres (Mont Salève) 1000 6 km Seitliche Stromschiene Weltweit erste elektrisch betriebene Zahnradbahn Chemin de Fer du Salève
1894 Preußen Wuppertal-Barmen 1000 1,6 km Gleichstrom, Oberleitung 600 V Erste elektrisch betriebene Zahnradbahn in Deutschland, Barmer Bergbahn
1895 Königreich Württemberg Meckenbeuren–Tettnang, 1435 4,2 km Gleichstrom, Oberleitung 650 V Vollbahn, Triebwagen-Betrieb Lokalbahn Aktien-Gesellschaft
1896 Österreich-Ungarn Budapest 1435 3,6 km Gleichstrom, Deckenstromschiene 350 V Erste kontinentaleuropäische elektrische U-Bahn / Siemens & Halske / Metro Budapest
1897 Frankreich Lothringen ? ? Grubenbahn, Eisenerzmine Godbrange
1898 Schweiz Zermatt 1000 9,3 km Drehstrom, zweipolige Oberleitung + Schiene 750 V 50 Hz ∆ Gornergratbahn, erste elektrisch betriebene Zahnradbahn der Schweiz.
1899–1900 Preußen Groß-LichterfeldeBerlin-Zehlendorf 1435 1,8 km Drehstrom, dreipolige Fahrleitung 750 bis 10.000 V Drehstrom-Versuchsstrecke Groß-Lichterfelde–Zehlendorf
1900 Österreich-Ungarn Wöllersdorf bei Wiener Neustadt 1435 1,5 km Drehstrom, zweipolige Oberleitung 3.000 V / 16 2/3 Hz Werksbahn und Versuchsträger / Ganz & Cie, Budapest / Munitionsfabrik Wöllersdorf
1900 Preußen, Provinz Sachsen HettstedtHelfta 1000 32 km Elektrische Kleinbahn Mansfeld
1901 Großherzogtum Baden Wiesloch Bahnhof – Oberstadt 1435 3,8 km Gleichstrom, Oberleitung 550 V Vollbahn, Triebwagen-Betrieb Badische Lokal-Eisenbahn AG
1901 Preußen Wuppertal 12 km Gleichstrom, Stromschiene 600 V Schwebebahn / Wuppertaler Schwebebahn
1901–1903 Preußen MarienfeldeZossen bei Berlin 1435 24 km Drehstrom, dreipolige Oberleitung 10.000V / 50 Hz Vollbahn – Versuchsbetrieb / Studiengesellschaft für Elektrische Schnellbahnen / Militär-Eisenbahn Marienfelde–Zossen–Jüterbog
25. Feb. 1902 Preußen Berlin 1435 5 km Gleichstrom / Stromschiene 750 V Hochbahn, spätere U-Bahn Berlin/ Siemens & Halske / Gesellschaft für elektrische Hoch- und Untergrundbahnen in Berlin
1902 Italien LeccoColico - Sondrio / Chiavenna 1435 106 km Drehstrom, zweipolige Oberleitung 3.000 V / 16 2/3 Hz Hauptbahn / Ganz & Cie, Budapest / Veltlinbahn / Rete Adriatica
Apr. 1903 Preußen RonsdorfMüngsten 1000 15 km Kleinbahn mit Personenbeförderung / Ronsdorf-Müngstener Eisenbahn
1903 Preußen Altrahlstedt–Wohldorf bei Hamburg 1435 6 km Gleichstrom, Oberleitung 550 V Gleichstrom, Oberleitung Elektrische Kleinbahn Alt-Rahlstedt–Volksdorf–Wohldorf
1903 Frankreich Saint-Georges-de-CommiersGrenoble 1435 30 km Gleichstrom, Dreileiter-System mit zweipoliger Oberleitung 2 × 1.200 V Erzbahn, Lokomotivbetrieb Thury/Chemin de Fer de La Mure
1904 Königreich Bayern MurnauOberammergau 1435 24 km Einphasen- Wechselstrom, Oberleitung 5.500 V / 16 Hz Kleinbahn, erste Wechselstrom–Lokomotive / Ammergaubahn, Lokalbahn Aktien-Gesellschaft
1899 Schweiz BurgdorfThun 1435 ? km Drehstrom, 2-drähtige Oberleitung 750 V / 40 Hertz Erste normalspurige Vollbahn Europas / Brown, Boveri & Cie. (BBC)
1906 Schweiz SeebachWettingen 1435 19.5 Einphasen- Wechselstrom 750 V / 40 Hz, anschließend 16 2/3 Hertz Versuchsbetrieb mit Lok Ce 4/4 „Eva“ / Maschinenfabrik Oerlikon (MFO)
1908 Deutschland Hamburg-Altonaer Stadt- und Vorortbahn 1435 20 km Einphasen- Wechselstrom, Oberleitung 6.600 V / 25 Hz Vollbahn, spätere S-Bahn Hamburg / Preuß. Eisenbahndirektion Altona
08. Aug. 1924 Deutschland Stettiner BahnhofBernau bei Berlin 1435 ? Gleichstrom, Stromschiene 750 V Vollbahn / S-Bahn Berlin

Länder mit ausgeprägter Elektrifizierung bis 1945

Alpenländische Region

Der Erste Weltkrieg 1914–1918 brachte in Europa Versorgungsengpässe bei Kohle für den Dampfbetrieb. Elektrizität als alternative Energie war daher vor allem dort eine willkommene, wo sie günstig ohne teure Materialimporte zu erzeugen war. Dies war vor allem in den europäischen Alpenländern mit der Energieerzeugung aus Wasserkraft der Fall. Der Bahnbetrieb mit Elektrotraktion setzte sich daher vor allem ab 1918 in Österreich, der Schweiz, Bayern, Norditalien und der französischen Alpenregion durch.

Übereinkommen über ein gemeinsames Bahnstromsystem von 1912 mit den Unterschriften von Paul von Breitenbach, Minister für öffentliche Arbeiten in Preußen; Lorenz von Seidlein, Eisenbahnminister von Bayern; Josef Nikolaus Rheinboldt; Minister der Finanzen in Baden

Um einen möglichst reibungslosen Betrieb zu erreichen, war es sinnvoll, im länderüberschreitenden Verkehr genauso wie bei der Spurweite ein einheitliches Stromsystem zu haben. Die Verwaltungen der Bayerischen und der Badischen Staatseisenbahnen sowie auch der Preußisch-Hessischen kamen daher überein, ihre Vollbahnen ausschließlich mit Einphasenwechselstrom 15 Kilovolt 16 2/3 Hertz bei einer mittleren Fahrdrahthöhe von 6 m über Schienenoberkante zu elektrifizieren. Der Einphasenwechselstrom erschien im Vergleich zu Gleichstrom-Systemen als die bessere Variante, da sich Gleichstrom nicht transformieren lässt und gleichmäßig dicht verteilt an der Strecke eingespeist werden muss. Die ebenfalls bereits verfügbare Drehstrom-Technik erforderte dreipolige Leitungen, die besonders an Weichen und Kreuzungen sehr aufwendig waren.[16] Das „Übereinkommen betreffend die Ausführung elektrischer Zugförderung“ wurde auf Anregung des Ministerialdirektors in der Bayerischen Staatsbahnverwaltung Bernhard Gleichmann getroffen.[17][18] Es trat am 28. Januar 1913 in Kraft. Dem Übereinkommen traten später auch die Staatsbahnen Österreichs und der Schweiz sowie auch Norwegens und Schwedens bei. In der Folge zeigte sich eine teils technische, teils organisatorisch engere Verflechtung der elektrischen Bahnbetriebe zwischen Deutschland, Österreich und der Schweiz.

Zusammen mit den Anrainerstaaten Deutschland, Frankreich, Italien und Slowenien haben die in den Alpen befindlichen Länder beim Stand von 2009/10 ein normalspuriges Streckennetz von etwa 101.000 Kilometern, von denen etwa 56.000 Streckenkilometer elektrifiziert sind.[19]

Schweiz

Die erste elektrische Bahn in der Schweiz war die Tramway Vevey-Montreux-Chillon, die am 6. Juni 1888 ihren ersten genau 9 Kilometer langen Abschnitt von Vevey-Plan nach Territet in Betrieb nahm und noch mit zweipoliger Schlitzrohrfahrleitung betrieben wurde.[5] Die 1,4 km lange Fortsetzung nach Chillon eröffnete sie noch am 16. September gleichen Jahres. 1891 folgten die Sissach-Gelterkinden-Bahn und die Bergbahn Lauterbrunnen–Mürren. 1894 wurde auf der Chemin de fer Orbe-Chavornay der Gleichstrom-Betrieb auf der ersten normalspurigen Strecke der Schweiz aufgenommen.

Jungfraubahn, mit zweipoliger Drehstrom-Oberleitung

Bereits 1891 demonstrierte Charles Eugene Lancelot Brown, Sohn des Gründers der Schweizerischen Lokomotiv- und Maschinenfabrik Winterthur (SLM), auf 280 km Länge die Langstreckenübertragung von Dreiphasenwechselstrom zwischen einem Wasserkraftwerk in Lauffen am Neckar und dem Bahnhof Frankfurt am Main West. Brown entdeckte, dass das Verhältnis von Leistung zum Gewicht bei Dreiphasenwechselstrommotoren besser als bei Gleichsstrommotoren und durch das Fehlen des Kommutators einfacher herzustellen und zu unterhalten war. Für den Eisenbahnbetrieb ließ Brown 1896 zusammen mit Walter Boveri Versuchsfahrten mit einem Drehstromwagen auf der schmalspurigen Lugano–Ponte Tresa-Bahn durchführen. Dreiphasenmaschinen waren allerdings viel schwerer als Gleichsstrommotoren ihrer Zeit und konnten noch nicht in den Drehgestellen angeordnet werden.[20] Auf der anderen Seite arbeiteten die Dreiphasenmaschinen mit konstanten Geschwindigkeiten und einer Nutzbremse, wodurch der Versuchsbetrieb auf einer Gebirgsbahn zweckmäßiger erschien. Die von beiden Unternehmern 1891 gegründete BBC elektrifizierte 1899 die Burgdorf-Thun-Bahn mit Drehstrom von 750 Volt und 40 Hertz. Die dafür gebauten Lokomotiven der Klasse D 2/2 hatten eine Leistung von 220 Kilowatt, zwei Geschwindigkeitsstufen von 18 und 36 Kilometer pro Stunde und wogen 29,6 Tonnen. 1897 wurde das erste Teilstück der Gornergrat-Zahnradbahn bei Zermatt fertiggestellt und mit einer Drehstromlokomotive in Betrieb genommen. Auch die 1898 gebaute Jungfraubahn wird bis heute mit Drehstrom und Doppeldraht-Oberleitung betrieben.

Im Jahr 1906 stand die Inbetriebnahme des damals mit knapp 20 Kilometern längsten Tunnels der Welt am Simplon bevor. Hierfür übernahm die inzwischen im schweizerischen Baden gegründete Brown, Boveri & Cie. (BBC) auf eigene Rechnung die Elektrifizierung des 22 km langen Abschnittes BrigIselle di Trasquera mit Drehstrom von 3300 Volt 16 2/3 Hertz. Damit sollten die Vorteile des Elektrobetriebs unter Beweis gestellt werden mit der Erwartung weiterer Aufträge von den Schweizerischen Bundesbahnen (SBB). Für diesen hauptsächlich im Tunnel gelegenen Streckenabschnitt wurden von den SBB die drei Elektrolokomotiven RA 361–363 von der Veltlin-Bahn der italienischen Rete Adriatica angemietet, bis 1908 eigene Drehstromloks in Dienst gestellt werden konnten. Als einziger dampfbetriebener Zug wurde in der Regel der Simplon-Orient-Express durch den Tunnel geführt, um diesem Paradezug das Umspannen zu ersparen. Als Reaktion auf den Kohlenmangel im Ersten Weltkrieg elektrifizierte man bis 1919 die Fortsetzungsstrecke von Brig nach Sion. Die 1922 eröffnete zweite Röhre des Simplontunnels war von Beginn an elektrifiziert.

Elektrolok Ce 6/8 Krokodil für den Einsatz am Gotthard (1919–1922)
Gotthardlok Ae 6/6

Ein Versuchsbetrieb mit Einphasenwechselstrom-Motoren fand ab 1905 auf der SBB-Strecke Seebach–Wettingen statt. Der Wechselstrom-Reihenschlussmotor zeigte sich bis dahin noch als problematisch mit den hohen Spannungen im Bahnbetrieb, die vor allem Funkenüberschläge am Kommutator erzeugten. Die Stromfrequenz war zunächst noch die üblichen 50 Hz. Aus Versuchen gewann man die Erkenntnis, dass eine niedrigere Frequenz von 16 2/3 Hertz (= 50/3) einen größeren Nutzen versprach. Die SBB konnte sich jedoch vorerst nicht dazu entschließen, die Anlage zu übernehmen. So wurde der Versuchsbetrieb Mitte 1909 eingestellt, die Oberleitung wieder abgebaut und die Strecke mit Dampfbetrieb reaktiviert. Erst 1944 erfolgte eine erneute Elektrifizierung.

Am 15. Juli 1913 wurde mit der Lötschberg-Bergstrecke die erste elektrifizierte Alpenbahn mit Einphasen-Wechselstrom in Betrieb genommen. Ebenfalls im Jahre 1913 bewilligte der Verwaltungsrat der SBB eine Kreditaufnahme für die Elektrifizierung der Gotthardstrecke Erstfeld–Göschenen. Wegen des Ausbruchs des Ersten Weltkriegs 1914 wurden die Vorarbeiten jedoch vermindert weitergeführt. So fuhr der erste elektrisch geführte Zug auf dieser Strecke erst am 7. Juli 1919 von Thun her in die Bundeshauptstadt ein. Die Fahrleitung im Gotthard-Tunnel wurde erstmals am 1. Juli 1920 von den Generatoren im Kraftwerk Ritom mit halber Spannung 7500 Volt gespeist. Die Elektrifizierung schritt in der Folge beidseits des Tunnels nach Süden und Norden vorwärts. Am 29. Mai 1921 wurde auf der Strecke Erstfeld–Bellinzona der elektrische Betrieb aufgenommen. Ein Jahr später befand sich die ganze Strecke Luzern–Chiasso im elektrischen Betrieb. Insbesondere die steigungsreiche Gotthardbahn mit ihren hohen Anforderungen, die oftmals Doppeltraktionen und Zugteilungen nötig machte, war in den Folgejahren Einsatzstrecke für einige der weltweit stärksten Elektrolokomotiven. Die 1938 gebaute Doppellok Ae 8/14 11852 war mit einer Stundenleistung zwischen (abhängig von der in Vorschriften angesetzten maximal zulässigen Erwärmung[21]) 8162 kW und 8826 kW (12'000 PS[21]) die überhaupt stärkste Elektrolokomotive der Welt. Die noch vor dem Zweiten Weltkrieg begonnene Entwicklung der Vielfachsteuerung machte derart starke und folglich unflexibel einsetzbare Fahrzeuge jedoch schnell überflüssig.

Um 1928 war die Elektrifizierung international in der Schweiz am weitesten fortgeschritten. So war in jenem Jahr mit 55,3 Prozent oder 1681 km (nach Bernhard Studer[22]) bereits mehr als die Hälfte des SBB-Netzes elektrifiziert. Die ab den 1920er Jahren mit beispielloser Geschwindigkeit erfolgte Elektrifizierung und damit einhergehende Einbeziehung von Industrie und Gewerbe bewirkte auch eine Eindämmung der damals drohenden Arbeitslosigkeit.[22] „Einer der Gründe, wieso die Elektrifizierung der SBB so rasch vorangetrieben wurde, war die einseitige Abhängigkeit von Deutschland und auch von der DRB, mit deren Kohlewagen (die gemietet werden mussten) die Kohle für den schweizerischen Dampfantrieb importiert wurde.“ schrieb das „Neujahrsblatt der Naturforschenden Gesellschaft in Zürich auf das Jahr 1929.[23] Die gleiche Quelle veröffentlichte folgende Vergleichstabelle (gekürzt):

1928
Bahngesellschaft
Streckenlänge
km
Strom / Teilabschnitte
Schweizerische Bundesbahnen

(2.565 km Normalspur)

1 666 1589 km zusammenhängendes Netz Einphasenstrom 15.000 V, 16 2/3 Hz

55 km Seetalbahn, Einphasenstrom 5500 V, 25 Hz
22 km Simplontunnel, Dreiphasenstrom 3300 V, 16 2/3 Hz

Ferrovie dello Stato Italien 1 607 862 km zusammenhängendes Netz Dreiphasenstrom 3700 V, 16 2/3 Hz

364 km 4 einzelne Linien Dreiphasenstrom 3700 & 3300 V, 16 2/3 Hz
105 km Gleichstrom 650 V, dritte Schiene
101 km Gleichstrom 3000 V
172 km Dreiphasenstrom 10.000 V, 45 Hz

Deutsche Reichsbahn
(gesamt 53.600 km)
1 544 Vier Liniengruppen von 364, 154, 692, 155 km, Einphasenstrom 15.000 V, 16 2/3 Hz

225 km Berliner Stadt- und Ring-Bahnen Gleichstrom 800 V, dritte Schiene
49 km mit anderen Stromarten

Chicago, Milwaukee & St. Paul USA 1043 705 km Harlowton – Avery, Gleichstrom 3000 V

338 km Othello – Pacific Coast, Gleichstrom 3000 V

Schwedische Staatsbahnen 892 Einphasenstrom 15.000 V, 16 2/3 Hz
434 km Svartön – Riksgränsen (87 km norwegische Fortsetzung bis Narvik)

458 km Stockholm – Göteborg

Chemin de fer du Midi

Frankreich

919 Zusammenhängendes Netz Gleichstrom 1500 V

765 km im Betrieb
145 km in der Elektrifizierung begriffen

Der mit Drehstrom betriebene Simplontunnel wurde erst im März 1930 auf das Einphasen-Wechselstromsystem umgestellt, nachdem bereits drei Jahre zuvor der Zufahrtsabschnitt zwischen Sion und Brig umgestellt worden war. Damit war das Zeitalter der Drehstromtechnik in der Schweiz bereits wieder beendet. Mit der Umstellung des Simplontunnels wurde gleichzeitig auch die anschließende FS-Strecke in Italien zwischen Iselle und Domodossola mit dem Schweizer Wechselstromsystem ausgerüstet, auf welchem seither ausschließlich SBB-Fahrzeuge elektrisch verkehren.

Bis 1936 waren bereits 71,7 Prozent oder 2144 km des SBB-Netzes elektrifiziert, ein Wert, der bis zum Ausbruch des Zweiten Weltkrieges auf 73,6 Prozent oder 2191 km gesteigert wurde. Somit wurden praktisch nur noch Nebenlinien mit Dampflokomotiven betrieben. Angesichts des Kohlenmangels während des Zweiten Weltkrieges wurden 1942/1943 zwei Rangier-Dampflokomotiven des Typs E 3/3 mit einer aus der Oberleitung gespeisten elektrischen Kesselheizung sowie Stromabnehmern auf dem Führerhaus ausgestattet. Diese Linie wurde jedoch nicht weiterverfolgt.[24] Im Gegensatz dazu wurde auch während des Krieges die Elektrifizierung des Netzes vorangetrieben, da auf vielen noch mit Dampf betriebenen Strecken der Fahrplan eingeschränkt oder auf Holzfeuerung umgestellt werden musste.[22] 1946 waren 92,8 Prozent oder 2748 km allein des SBB-Netzes elektrifiziert.

Das Netz der schweizerischen Staats- und Privatbahnen von insgesamt 4527 Kilometern (davon rund 1300 Kilometer in Meterspur) ist heute zu 98 % elektrifiziert.

Westösterreich

Im Juli 1904 begann auf der 18,2 km langen Stubaitalbahn der elektrische Probebetrieb mit neu entwickelten Wechselstrommotoren der AEG-Ingenieure Winter und Eichberg unter 3 kV/50 Hz. Der Betrieb erwies sich jedoch als problematisch, zumal die ein Jahr später mit Gleichstrom eröffnete Straßenbahn Innsbruck eine Systemtrennstelle erforderte. Der richtig große Sprung wurde hingegen auf der 1907 mit Dampfbetrieb eröffneten, 91,3 km langen Mariazellerbahn gewagt. Auf dieser schmalspurigen, hauptbahnähnlich betriebenen Gebirgsbahn kamen die Dampflokomotiven schnell an ihre Grenzen, weshalb binnen 3 Jahren die gesamte Strecke mit Wechselstrom 6,5 kV/25 Hz elektrifiziert wurde.

Die ersten Streckeneröffnungen mit Einphasen-Wechselstrom auf Normalspurstrecken waren eng mit dem süddeutschen Raum verbunden. Am 26. Oktober 1912 führten die k.k. österreichischen Staatsbahnen den elektrischen Betrieb zwischen Innsbruck und Scharnitz an der deutschen Grenze ein. Zwei Tage später wurde auch auf bayerischer Seite der elektrische Betrieb auf der Mittenwaldbahn bis Garmisch mit österreichischen C1'-Lokomotiven der Baureihe 1060 aufgenommen. Da man auf dem 8. Internationalen Eisenbahnkongress in Bern im Juni 1910 noch von einer Vereinbarung über 10 kV und 15 Hz ausging, konnte man zwar kurzfristig die Fahrleitungsspannung auf 15 kV, jedoch nicht die von der Turbinendrehzahl abhängige Frequenz in Wasserkraft- und Umformermaschinen erhöhen.[25] Erst mit Inbetriebnahme des Kraftwerks Spullersee im April 1922 wurde schließlich die Frequenz auf 16 2/3 Hz angepasst. Bis Kriegsbeginn erfolgte noch am 15. April 1914 die Aufnahme des elektrischen Betriebs auf der 5 km langen Strecke SalzburgFreilassing und auf deutscher Seite 35 km weiter bis Berchtesgaden.

Ebenso wie zuvor in der Schweiz machte man in Österreich die Erfahrung, dass für die Energieversorgung zwar das Wechselstromsystem mit einer Spannung von 15.000 Volt und einer Frequenz von 50 Hz optimal war, jedoch der mit hohen Spannungen betriebene Wechselstrom-Reihenschlussmotor schwer beherrschbare Funkenüberschläge am Kommutator aufwies. Es wurde daher versucht, mit zwischengeschalteten rotierenden Phasenumformer-Generatoren auf der Lokomotive das für den Motorbetrieb weit besser geeignete Dreiphasenwechselstromsystem mit variabler Frequenz zu erzeugen. Entsprechende Versuchslokomotiven mit den Nummern BBÖ 1180 und BBÖ 1470 wurden 1923 von Ganz & Cie und die BBÖ 1082 von Siemens-Schuckert ausgerüstet. Letztlich wurde die platzaufwändige Phasenumformer-Technik jedoch mit der besser beherrschbaren niedrigeren Wechselstromfrequenz von 16 2/3 Hertz abgelöst. Die damalige Idee der Stromsystem-Umformung auf der Lokomotive konnte jedoch 70 Jahre später mit der elektronischen Halbleiter-Stromrichtertechnik zum Erfolg geführt werden.

Basierend auf den positiven Erfahrungen beim Betrieb der Mittenwaldbahn wurde nach Kriegsende die Elektrifizierung der Arlbergbahn beschlossen, welche am 14. Mai 1925 vollendet werden konnte. 1928 erfolgte die Elektrifizierung der Brennerbahn, bis 1930 die der Salzburg-Tiroler-Bahn und bis 1935 die der Tauernbahn, womit das Hauptbahnnetz im Westen Österreichs vollständig elektrifiziert war. Im heutigen Österreich sind von ca. 5500 Kilometer Normalspur-Strecken etwa 3500 Kilometer elektrifiziert.

Deutschland

Nach den Anfängen im Straßenbahn- und Lokalbahn-Bereich elektrifizierten die Preußischen Staatseisenbahnen ab 1910 vier eigenständige Netze, von denen sich bis 1920 etwa 150 Streckenkilometer auf Fernbahnen in Schlesien und Mitteldeutschland und knapp 40 Streckenkilometer auf den Vorortbahnen in Berlin und Hamburg im elektrischen Betrieb befanden. 1913 folgten Strecken von Bahngesellschaften in Bayern und Südbaden (Wiesen- und Wehratalbahn).

Nach 1920 wurde die Elektrifizierung auf diesen und weiteren Netzen durch die Deutsche Reichsbahn fortgeführt, die für das Jahr 1937 folgenden Bestand auflistet:

Die elektrifizierten Netze der Deutschen Reichsbahn im Jahre 1937[26]
Netz Strecke (km) Fahrleitungen (km) Fernleitungen (km) Anmerkungen zur Primärquelle
Bayerisch-Württembergisches Netz 1156,37 3031,77 719,15 Süddeutsches Netz
Schlesisches Netz 394,89 873,90 156,28
Mitteldeutsches Netz 314,87 1051,48 145,68
Wiesentalbahn 48,40 101,11 21,36 Baden
Höllentalbahn 55,60 90,15 20 kV, 50 Hz
Gleichstrombahnen 21,91 27,10 Klingenthal–Sachsenberg-Georgenthal; Berchtesgaden-Königssee
Berlin (S-Bahn) 270,14 667,12 Stromschiene 750 V Gleichspannung
Hamburg (S-Bahn) 35,49 86,90 Oberleitung 6,3 kV, 25 Hz Einphasen-Wechselstrom
Gesamtlänge 2297,67 5929,53 1250,66 ? (1042,47) Angaben nur DR
(Summenkorrektur)

In den 1960er Jahren wurde die Elektrifizierung des Streckennetzes forciert, 1963 war der Umfang der elektrifizierten Strecken bei der Deutschen Bundesbahn auf 5000 Kilometer, bei der Deutschen Reichsbahn in der DDR auf ca. 1500 Kilometer angewachsen. Im Jahr 2004 waren im vereinigten Deutschland von 46.000 Kilometer Normalspur-Strecken etwa 20.000 Kilometer elektrifiziert. Der „Elektrifizierungsgrad“ ist damit zwar geringer als in manchen anderen Ländern, dennoch hat das deutsche Streckennetz nach dem russischen und dem chinesischen den größten Umfang eines elektrischen Bahnstreckennetzes (Stand 2004/2006).

S-Bahnen Altona/Hamburg und Berlin

Von der preußischen Eisenbahndirektion Altona wurde 1907 die Hamburg-Altonaer Stadt- und Vorortbahn mit einer Oberleitung für den elektrischen Betrieb versehen. Zur Anwendung kam Einphasenwechselstrom mit einer Spannung von 6,3 Kilovolt und einer Frequenz von 25 Hertz aus dem ersten deutschen bahneigenen Kohlekraftwerk. Am 1. Oktober 1907 kamen die ersten Elektrotriebzüge zum Einsatz, die aus zwei kurzgekuppelten motorisierten Abteilwagen bestanden. Sie hatten zweiachsige motorisierte Drehgestelle unter den beiden mit Führerständen versehenen Frontseiten und ein mittiges Jakobs-Drehgestell. Die Viertelzüge mit 122 bis 124 Sitzplätzen konnten je nach Bedarf bis zu einem Vollzug verstärkt werden. Ab dem 29. Januar 1908 wurde die gesamte Strecke von Blankenese bis Ohlsdorf elektrisch betrieben; die Fahrzeit verkürzte sich von 85 Minuten auf 52 Minuten.[7] Ab 1934 bezeichnete die Reichsbahn die elektrische Stadt- und Vorortbahn als S-Bahn Hamburg.

Bereits 1899 hatte die UEG einen Entwurf zum Betrieb der Berliner Stadt-, Ring- und Vorortbahn mit Gleichstrom ausgearbeitet.[27] Mit dem Versuchsbetrieb Berlin-Wannseebahnhof–Zehlendorf von 1901 (750 V), der 1902 eingeführten elektrischen Hochbahn (750 V) und der 1903 auf elektrischen Zugbetrieb umgestellten Vorortbahn Berlin-Potsdamer Vorortbahnhof–Groß Lichterfelde Ost (550 V) konnten umfangreiche technische und betriebliche Erfahrungen für weitere Elektrifizierungen gesammelt werden. Alle drei Bahnen wurden über von oben bestrichene Stromschienen mit Gleichstrom versorgt. Die zwischenzeitlich diskutierte Verwendung von Wechselstrom wurden für die Berliner Nahverkehrsbahnen wieder verworfen, auch in den 1920er Jahren sollte für weitere Vorortbahnen Gleichstrom verwendet werden. Einerseits konnte an vielen Punkten in der Stadt Drehstrom aus dem öffentlichen Netz bezogen und mit stationären Gleichrichtern umgewandelt werden,[27] andererseits stellten Stromschienen weniger Anforderungen an das Profil als dies bei Oberleitungen der Fall gewesen wäre. Am 8. August 1924 verkehrte der erste elektrisch betriebene Zug auf der nördlichen Vorortbahn vom Stettiner Bahnhof nach Bernau bei Berlin. Dieses Datum gilt als Geburtstag der erst später so benannten Berliner S-Bahn. Die Fahrspannung betrug 750 Volt Gleichstrom, die Stromzuführung erfolgte nun über von unten bestrichene Stromschienen. Mit der Baureihe ET 168 wurde wie zuvor in Hamburg das Viertelzug-Prinzip eingeführt, allerdings abweichend aus einem Trieb- und einem Steuerwagen bestehend. In den Jahren 1924 bis 1933 wurden fast alle Berliner Stadt-, Ring- und Vorortbahnen auf elektrischen Zugbetrieb umgestellt und in das Berliner S-Bahn-System integriert. Nach der Baureihe ET 168 wurde hierzu ab 1927 die Baureihe ET 165 im großen Stil beschafft. Um 1930 waren bereits etwa 270 Kilometer S-Bahn-Strecken in Berlin elektrifiziert.

Für die Hamburger S-Bahn, hervorgegangen aus der oben erwähnten Hamburg-Altonaer Stadt- und Vorortbahn, entschied die Reichsbahn 1937, das Berliner System zu übernehmen. Um eine bessere Anfahrbeschleunigung zu ermöglichen, wurde in Hamburg ein Stromsystem mit 1200 Volt verwendet. Die ersten gleichstrom-betriebenen Züge der neuen Baureihe ET 171 begannen im Juli 1940 den fahrplanmäßige Betrieb parallel zu den weiterhin verkehrenden Wechselstromzügen. Aufgrund des Zweiten Weltkriegs endete dieser Mischbetrieb erst 1955.

Mitteldeutschland

Die positiven Erfahrungen mit der elektrischen Hamburg-Altonaer Stadt- und Vorortbahn veranlassten die preußische Bahnverwaltung, probehalber eine Fernstrecke zu elektrifizieren. Ursprünglich waren die Strecken Altona–Kiel und Köln–Euskirchen–Karthaus dafür vorgesehen, was jedoch aufgrund der Grenznähe durch den preußischen Kriegsminister abgelehnt wurde.[16] Ausgewählt wurde schließlich die Bahnstrecke Bitterfeld–Dessau, die dank der nahen Braunkohlenvorkommen gute Voraussetzungen für die Energieversorgung bot, im Einzugsbereich einige Hauptwerkstätten der Bahnverwaltung besaß und keine Durchgangsstrecke von strategischer Bedeutung war. Auf der 25,6 km langen Strecke wurde der elektrische Versuchsbetrieb am 18. Januar 1911 vorerst noch mit 5 kV und 15 Hz aufgenommen.[25][28] Die im Vergleich zu 50-Hz-Systemen relativ niedrige Frequenz wurde gewählt um Funkenbildungen bei der Stromübertragung an die rotierenden Motor-Anker bzw. deren Ankerwicklungen und damit den Verschleiß zu mindern. Auch war der Aufwand für den Bau von 15 Hz-Motoren geringer. So erforderten 15 Hz-Motoren nur 84 Kommutatorbürsten, während Motoren mit einer Frequenz von 25 Hz 148 Kommutatorbürsten benötigten.[7]

Eine Elektrolokomotive der Großherzoglichen Badischen Staatsbahn des Typs der A1 mit der Achsfolge 1'C1' zog die ersten Züge[7], am 25. Januar wurde mit der ersten preußischen elektrischen Schnellzuglokomotive WSL 10501 offiziell der Versuchsbetrieb eröffnet und ab dem 1. April 1911 wurde die Strecke für den öffentlichen Verkehr freigegeben. Nach Erhöhung der Fernleitungsspannung von 30 kV auf 60 kV ab 24. März 1911 wurde auch die Fahrdrahtspannung auf 10 kV angehoben.[25] Für die geplante Gesamtstrecke Magdeburg–Dessau–Leipzig–Halle kam letztlich jedoch ab Sommer 1913 das mit den Bahnverwaltungen von Baden, Bayern und Preußen für Vollbahnen vereinbarte System von 15 Kilovolt, 16 2/3 Hertz (ebenso wie später auf in Schlesien elektrifizierten Strecken) zur Anwendung. Das zugehörige Bahnkraftwerk Muldenstein lieferte zwar bereits ab dem 1. August 1911 Strom mit 16 2/3 Hertz, jedoch wurde dieser Versuch aus Gründen der Gewährleistung schon nach wenigen Monaten wieder abgebrochen,[25] weshalb noch zwei Jahre lang auf die Umstellung auf das noch heute gebräuchliche System gewartet werden musste.

Die eingesetzten eigenen Triebfahrzeuge waren die

  • EG 502 ff MSW/Schwartzkopff (spätere Reichsbahn-Baureihe E 70), Steuerung mit Hilfe eines Stufen- und Drehtransformators, Schrägantrieb ohne Laufachsen;
  • EG 511 ff (spätere Reichsbahn-Baureihe E 71.1), für den Güterzugdienst konzipiert, teilweise bis 1958 auf der Wiesen- und Wehratalbahn im Einsatz;
  • ES 9 ff (spätere Reichsbahn-Baureihe E 01), für den Schnellzugdienst gedachte jedoch damit überforderte 1'C1'-Lokomotiven, Ausmusterung bis 1929;
  • EP 202 ff (spätere Reichsbahn-Baureihe E 30);
  • ES 51 ff (spätere Reichsbahn-Baureihe E 06 1. Serie);
  • elT 501 Magdeburg, ein Triebwagen; (spätere Reichsbahn-Baureihe ET 82 01).

Der ursprünglich ab September 1913 geplante Betrieb auf dem 11,8 km langen Abschnitt Bitterfeld–Delitzsch wurde erst am 15. Dezember 1913 aufgenommen. Eine ursprünglich für den 1. November 1913 geplante Eröffnung des Abschnitts Dessau–Zerbst wurde ebenfalls verschoben,[7] so dass im Mai und Juni 1914 nur noch die Strecken Wahren–Leipzig-Mockau–Schönefeld und Delitzsch–Neuwiederitzsch eröffnet werden konnten. Mit Beginn des Ersten Weltkrieges wurde der elektrische Betrieb in Mitteldeutschland schon am 1. August wieder eingestellt. Die Fahrleitung wurde abgebaut und ein großer Teil der Lokomotiven nach Schlesien abgegeben. Nach der Gründung der Deutschen Reichsbahn wurden die vor dem Ersten Weltkrieg fertiggestellten Abschnitte „reelektrifiziert“ und weitere Strecken mit Fahrleitungen ausgerüstet. Für den Betrieb kehrten schrittweise die nach Schlesien abgegebenen Fahrzeuge zurück. Das elektrifizierte Streckennetz in Mitteldeutschland hatte 1935 eine Gesamtlänge von 287 Kilometern, wobei sich die Länge der überspannten Einzelgleise auf 1016,6 Kilometer summierte. (EB 1935/1, S. 7). Nach dem Krieg nach zwischenzeitlicher Wiederaufnahme des elektrischen Betriebes wurde gemäß dem Potsdamer Abkommen (Befehl Nr. 95 der Sowjetischen Militäradministration (SMAD)) zum 29. März 1946 die Fahrleitung demontiert und damit der elektrische Betrieb zunächst beendet.

Für die Zeit nach 1950 siehe Chronik der Streckenelektrifizierung der Deutschen Reichsbahn der DDR

Schlesien

EP 5 / Baureihe E 91 für den Güterzugbetrieb auf schlesischen Gebirgsstrecken

Der Elektrische Bahnbetrieb in Schlesien wurde von der Preußischen Staatsbahn ab 1914 zunächst versuchsweise auf der Schlesischen Gebirgsbahn durchgeführt und durch die Deutsche Reichsbahn bis zum Ausbruch des Zweiten Weltkrieges ausgebaut. Im Gegensatz zu den preußischen Vorortbahnen und dem Betrieb in Mitteldeutschland war der Betrieb in Schlesien von langen Steigungen und vielen Kurven geprägt.

Die wichtigste Strecke des elektrifizierten Netzes wurde die Hauptbahn von (Schlauroth –) GörlitzWaldenburgBreslau. Insgesamt wurden die schlesischen Strecken als bedeutendes Experimentierfeld für die Entwicklung des damaligen elektrischen Zugverkehrs in Deutschland genutzt.

Die Elektrifizierung weiterer Hauptbahnen in Schlesien unterblieb aufgrund der favorisierten Elektrifizierung der Strecke Berlin–München und schließlich des Zweiten Weltkriegs. Mit den Nebenstreckenabschnitten hatte das elektrifizierte Streckennetz in Schlesien bis 1938 mit 390,5 Kilometern[29] seine größte Ausdehnung. Im Januar 1945 wurden vor der heranrückenden Ostfront die neueren Elektrolokomotiven und elektrischen Triebwagen nach Mittel- und Süddeutschland verlegt. Nach dem Krieg wurden die Oberleitungen demontiert, ein großer Teil der Masten blieb stehen.

Bei der Wiedereinführung des elektrischen Betriebs in den 1960er Jahren, etwa Wrocław (Breslau)–Jelenia Góra (Hirschberg) 1966, konnten teilweise die alten Masten weiterverwendet werden.

Süddeutschland

In Bayern begann der Einphasen-Wechselstrombetrieb bereits 1904 mit der auf der Ammergaubahn erschienenen Elektrolokomotive. 1908 genehmigte der Landtag Mittel für die Elektrifizierung der Mittenwaldbahn und der Bahnstrecke Salzburg–Berchtesgaden.[16] Zunächst wurde 1909 die 4 km lange Königsseebahn noch mit 1000 Volt Gleichstrom eröffnet. Bei der Wahl des Stromsystems auf einem zukünftigen Hauptstreckennetz lehnten sich die Bayern jedoch an die Österreicher an, was sich in dem Abkommen von 1913 manifestierte. Am 26. Oktober 1912 führte die k.u.k. Österreichische Staatsbahn den elektrischen Betrieb auf der Strecke von Innsbruck zur bayerischen Grenze nach Scharnitz zunächst noch mit einer Frequenz von 15 Hz ein. Zwei Tage später wurde auch auf der von dort weiterführenden bayerischen Mittenwaldbahn nach Garmisch der elektrische Betrieb mit österreichischen C1'-Lokomotiven der Baureihe 1060 aufgenommen. Ab April 1913 erfolgte die Lieferung von fünf 1'C1'-Lokomotiven der Baureihe EP 3/5 (spätere EP 1, Reichsbahnbaureihe E 62) an Bayern. Es waren die ersten deutschen Elektrolokomotiven mit Einrichtung einer elektrischen Zugheizung. Am 29. Juni 1913 nahmen die Königlich Bayerischen Staats-Eisenbahnen den elektrischen Zugbetrieb auf der Außerfernbahn zwischen Garmisch und dem österreichischen Reutte auf. Die österreichischen Loks fuhren dabei auf der Mittenwaldbahn von Innsbruck bis Garmisch, während die bayerischen Maschinen die Züge auf der Außerfernbahn von Garmisch nach Reutte bespannten. Am 15. April 1914 folgte die Aufnahme des elektrischen Betriebs auf der 35 Kilometer langen Bahnstrecke Freilassing–Berchtesgaden, die ab Freilassing fünf Kilometer weiter auf österreichischer Seite nach Salzburg führte. Der Betrieb wurde mit Lokomotiven des Typs EP 3/6 (spätere Reichsbahn-Baureihe E 36) durchgeführt, jedoch wurde die erste EP 3/6 20101 erst am 27. Mai des gleichen Jahres in Dienst gestellt. Drei weitere Loks kamen bis zum Oktober 1915 hinzu.

Dank der Inbetriebnahme des Walchenseekraftwerks 1924 erfolgte zwischen dem Ersten und dem Zweiten Weltkrieg der Ausbau des elektrisch betriebenen Netzes der neuen Reichsbahn vor allem im süddeutschen Raum. Im ersten hierzu von der Deutschen Reichsbahn aufgestellten Beschaffungsprogramm neuer Fahrzeuge, dem „Wechmann-Plan“ vom 2. August 1921, waren Elektrolokomotiven für verschiedene Betriebsaufgaben vorgesehen. Diese sollten unter anderem möglichst gemeinsame Baugruppen mit anderen Lokomotivbaureihen der Großbestellung verwenden. So waren beispielsweise die als Doppelmotoren ausgeführten Fahrmotoren der schweren 2'BB2'–Personenzuglokomotiven der Gattung EP 5 (spätere Bezeichnung DRG-Baureihe E 52) mit denen der Güterzuglokomotive EG 5 bzw. DRG-Baureihe E 91 baugleich. Bei dieser Neukonstruktion ging man von der bisherigen Bauweise mit einem langsam laufenden Großmotor ab und entschied sich für vier kleinere Elektromotoren. Das Triebwerk wurde in einem durchgehenden Rahmen in zwei Gruppen angeordnet. Jede Gruppe besaß zwei Motoren, die über Zahnräder eine gemeinsame Vorgelegewelle antreiben. Diese trieb wiederum über schräge Kurbelstangen eine Blindwelle an, welche durch Kuppelstangen mit je zwei Treibachsen gekuppelt war. Der Fahrzeugteil wurde von Maffei und die elektrische Ausrüstung von WASSEG hergestellt, einer Arbeitsgemeinschaft aus AEG und SSW. Die Hersteller lieferten diese sowie die Lokomotiven

in den Jahren 1924 und 1926 an die DRG. Bei der ES 1 (der späteren DRG-Baureihe E 16) kam nicht mehr der konventionelle Stangenantrieb zum Einsatz, sondern ein Einzelachsantrieb. Positive Erfahrungen dazu kamen aus der Schweiz, wo schon 1921 die Ae 3/6 mit der Achsfolge 1'Co1' und einem Gelenkhebelantrieb nach Buchli fuhr.

Schnellzuglokomotive DRG-Baureihe E 19 für den Hochgeschwindigkeitsverkehr von Süddeutschland nach Berlin

Am 23. Februar 1925 erreichte der elektrische Zugbetrieb über die Bahnstrecke Garmisch-Partenkirchen–München erstmals den Münchner Hauptbahnhof. 1927 war Regensburg erreicht, 1931 Augsburg, 1933 Ulm und Stuttgart und schließlich 1935 Nürnberg. Der geplante Lückenschluss mit dem mitteldeutschen Netz kam noch 1944 zustande, wurde jedoch infolge der Kriegsergebnisse für fast 50 Jahre unterbrochen.

Zu den Besonderheiten auf süddeutschen Schienen zählt der ET 91, auch bekannt als „Gläserner Zug“. Der Aussichtswagen mit der Achsformel Bo'2' war rundum an den Dachpartien verglast. Für Fahrten in die Schweiz wurde er mit einem zweiten Stromabnehmer mit schmalerer Wippe ausgestattet. Es wurden zwei Exemplare gebaut, wobei ein Fahrzeug 1943 bei einem Bombenangriff zerstört und das andere 1995 bei einem Unfall in Garmisch-Partenkirchen schwer beschädigt wurde.

Einzelachsantrieb

Die bisherigen Antriebe mit einzelnen riesigen Antriebsmotoren und Kurbel- und Kuppelstangenübertragungen hatten vor allem bei höheren Geschwindigkeiten einen erheblich unruhigeren Lauf als vergleichsweise die Kolbenmaschinen von Dampflokomotiven. Sie waren daher verschleißintensiv, teuer und zu langsam.

Daher wurde um 1920 der mehrmotorige Einzelachsantrieb näher untersucht. Dieser wurde bisher eher vermieden, da sich auf das Gewicht bezogen mit größeren Motoren höhere Leistungen erreichen ließen als mit mehreren Einzelmotoren. Für praktische Versuche wurden mehrere Lokomotiven gebaut: von SSW/Borsig die E 16 101 und E 18 01 bzw. spätere E 15 01 mit Tatzlagerantrieb); von der AEG die E 21 01 und 02 mit Westinghouse-Federantrieb und von den Bergmann Elektrizitätswerken zusammen mit den Linke-Hofmann-Werken die E 21 51 mit Hohlwellenantrieb. Mit speziellen baulichen Maßnahmen bewältigt werden musste dabei zunächst auch die Erscheinung, dass beim Einzelantrieb mit hoher Motorleistung beim Anfahren – wie prinzipiell bei allen angetriebenen Fahrzeugen – ein Aufkippen des ganzen Fahrgestelles in der Fahrtrichtung erfolgte, wobei die vorderen Achsen entlastet wurden und „schleudernd“ durchdrehten. Hervorragende Testergebnisse bei der AEG-Lok E 21 führten zur Entwicklung der Schnellzuglokomotive DRG-Baureihe E 17 mit dem aus dem Westinghouse-Antrieb weiterentwickelten Federtopfantrieb, in weiterer Verfolgung des Prinzips zur DRG-Baureihe E 18.

Erste Einheitslokomotiven-Generation

Ab 1924 erfolgte die Lieferung der schweren Güterzuglokomotive EG 581 ff. (spätere E 91.8), die zwar immer noch nach alten Prinzipien entworfen und gebaut wurde (dreiteilige Gelenklokomotive, Kuppelantrieb), aber immerhin schon eine gemeinsame Type für das schlesische und süddeutsche Netz war. Die deutsche Schienenfahrzeugindustrie war bemüht, den Anschluss an die neue technische Entwicklung nicht zu versäumen und entwickelte 1932 auf eigene Kosten drei Probelokomotiven mit laufachslosen Drehgestellen und Tatzlagerantrieb mit der Achsformel Bo'Bo': die E 44 001 von SSW; die E 44 101 von MSW/Schwartzkopff und die E 44 201 von Bergmann/Schwartzkopff, von denen die Lok von SSW am meisten überzeugte. Mit deren Fertigung begann die Geschichte der erfolgreichsten elektrischen Serienlokomotive Deutschlands, von der knapp 200 Maschinen in Dienst gestellt wurden. Sie wurden zunächst vorrangig für die ab 1933 neu elektrifizierte Strecke von Augsburg über die Geislinger Steige nach Stuttgart eingesetzt. In ähnlicher Bauweise entstanden die größeren Güterzugloks DRG-Baureihe E 93 und E 94.

Es wurde danach noch eine riesige Doppellok der DRG-Baureihe E 95 mit Tatzlagerantrieb gebaut, davon allerdings nur sechs Stück, da mit der DRG-Baureihe E 93 eine einfachere und kostengünstigere, dabei aber ebenso leistungsstarke Lokomotive zur Verfügung stand. Aus dieser entwickelte sich dann die verstärkte Version der DRG-Baureihe E 94.

Nach dem Zweiten Weltkrieg reichten in der Bundesrepublik Deutschland die vorhandenen Elektrolokomotiven für den Betrieb des süddeutschen Netzes zunächst aus, doch 1950 beschloss die Deutsche Bundesbahn die Neubeschaffung weiterer Elektrolokomotiven, woraus sich – auch in Anlehnung an die bewährte E 44 – das neue elektrische Einheitslokomotivprogramm der 1950er Jahre entwickelte.

Österreich-Ungarn

Prinzipskizze einer Doppelschiene mit Stromversorgung in einem darunter liegenden Stromschienenkanal für die Stadtbahn in Budapest, verwendet ab 1887 im Versuchsbetrieb und von 1889 bis etwa zur Mitte der 1920er Jahre in der Innenstadt von Budapest

Nach dem ersten elektrischen Bahnbetrieb mit einer Ausstellungsbahn auf der Wiener Gewerbeausstellung 1880 wurde die neu gebaute schmalspurige so genannte Lokalbahn Mödling–Hinterbrühl der Südbahngesellschaft von Mödling nach Hinterbrühl auf Anregung der Firma Siemens & Halske für den elektrischen Betrieb ausgerüstet. Die Eröffnung des Betriebes erfolgte im Oktober 1883. In Prag (damals noch zu Österreich gehörend) erhielt am 11. Mai 1891 der Ingenieur František Križík vom Handelsministerium die Bewilligung zum Bau einer elektrischen Bahn von der Letná-Anhöhe bis zum Park Stromovka in Bubenec sowie 1893 die Konzession zu deren Fortsetzung bis zum Ausstellungsgelände Holešovice, insgesamt eine Streckenlänge von 1,5 Kilometer, die Stromversorgung erfolgte durch zwei Generatoren von je 48 Kilowatt Leistung. Die nächste elektrische Eisenbahn in Österreich wurde die normalspurige ehemalige Pferdebahn Baden–Helenental–Rauhenstein bei Wien (Streckenlänge rund 3,2 Kilometer). Der elektrische Betrieb wurde am 16. Juli 1894 aufgenommen, ebenso am 22. Mai 1895 auf der Strecke Baden–Vöslau (Streckenlänge knapp 5 km). Beide Bahnstrecken wurden 1897 von der „Actiengesellschaft der Wiener Lokalbahnen“ (WLB) übernommen. Es folgte am 13. August 1894 die Inbetriebnahme der meterspurigen elektrischen Lokalbahn im Kurort Gmunden mit bis zu 100 Promille Steigung.

Von Siemens & Halske wurde ab 1887 in Budapest und darüber hinaus auch in Wien und in Berlin ein System eingesetzt, bei dem die beiden Schienen des Straßenbahn-Gleises jeweils aus zwei Hälften mit einem nach oben offenen Schlitz bestanden. Unterhalb der Schiene auf einer Seite verlief ein Kanal, in dem sich zwei Leiter aus dicken Winkeleisen befanden. Diese beiden Stromschienen waren in Abständen von mehreren Metern an isolierenden Halterungen in Form von Hufeisen befestigt. Ein Pol befand sich auf der linken, der andere auf der rechten Seite. Die Kanäle waren eingemauert. Mit der freien Luft standen sie nur durch den Schlitz zwischen den Schienen in Verbindung. An den Fahrzeugen befand sich eine Platte, die am unteren Ende zwei drehbare Metallzungen trug. Die Platte lief senkrecht in dem Schlitz der Schiene mit den zwei Leitern und berührte mit jeweils einer der beiden Metallzungen eine der beiden Leitungen. Eine der beiden Leitungen war der Hin- und die andere der Rückleiter. Die Spannungsdifferenz betrug zwischen 300 und 600 Volt.[30][31] Das System wurde in Budapest ab 1887 im Versuchsbetrieb auf der Versuchsstrecke Westbahnhof-Ringstraße-Király Straße mit einer Spurweite von 1000 mm und von 1889 bis etwa zur Mitte der 1920er Jahre in der Innenstadt von Budapest auf einer Strecke mit einer Spurweite von 1435 mm verwendet.

In Budapest nahm 1896 die 3,6 Kilometer lange Untergrundbahn ihren Betrieb auf; sie war die erste normalspurige und elektrische U-Bahn des Kontinents. Die elektrischen Triebwagen wurden von Siemens & Halske ausgerüstet, der Historie zufolge engagierte sich Siemens hier nach der Ablehnung der U-Bahn-Pläne für Berlin, um die Effektivität dieses Bahnsystems zu beweisen.

Nach ersten Vorversuchen auf einer firmeneigenen Bahnstrecke von 800 m Länge und einer Straßenbahnstrecke in Évian-les-Bains in den französischen Alpen 1896/98 ließ die Budapester Maschinenfabrik Ganz & Cie 1899 unter dem Chefkonstrukteur Kálmán Kandó eine 1,5 Kilometer lange Versuchs-Bahnstrecke auf der Altofener Donauinsel für den Betrieb mit 3000 Volt Drehstrom anlegen. Als Ganz & Cie. um 1900 für die Munitionsfabrik Wöllersdorf bei Wiener Neustadt ein Kraftwerk einrichtete, wurde das mit dem Auftrag verbunden, die dazugehörende Werksbahn zu elektrifizieren. Obwohl hierfür eine Spannung von 300 bis 500 Volt genügt hätte, stattete man sie als Versuchsträger mit 3000 Volt aus. Die dabei gewonnenen Erfahrungen wurden bei der späteren Elektrifizierung der italienischen Bahnstrecken verwertet.

Am 21. Juni 1903 eröffnete František Križík in Mittelböhmen die 24 km lange elektrische Lokalbahn Tábor–Bechyně mit Spannung von 2 × 700 Volt Gleichstrom.

1911 wurde auf der Mariazellerbahn als erster Fernstrecke der Donaumonarchie der elektrische Betrieb mit Einphasen-Wechselstrom (6.500 V, 25 Hz) aufgenommen.

Italien

Doppellokomotive RA 342 von 1901. Auf den ersten, breiten Schleifbügeln waren zwei gegeneinander elektrisch isolierte Metallstreifen für die zweipolige Stromleitung angebracht.
Drehstromlok RA 362 für die Veltlinbahn

Die Eisenbahngesellschaft Rete Adriatica (RA) eröffnete in Norditalien 1902 die Veltlinbahn, die als erste mit Hochspannung elektrifizierte Hauptbahnlinie der Welt konzipiert war und anfangs als „Teststrecke“ zur Erprobung der neuartigen Drehstrom-Technik für Hauptbahnen diente. Die Firma Ganz & Cie aus Budapest lieferte dafür die Versorgung mit Drehstrom von 3000 Volt und 15,6 Hz. Ebenfalls von Ganz wurden anfänglich zehn vierachsige Triebwagen des späteren Typs FS E1 und E21, zwei Bo+Bo Lokomotiven des späteren Typs FS E 430 und ab 1905 drei 1’C’1-Drehstromlokomotiven des späteren Typs FS E 360 eingesetzt. Es handelte sich dabei abgesehen von früheren italienischen Gleichstrom-Fahrzeugen mit Stromschienen- und Akku(versuchs-)betrieb um die ersten elektrischen Vollbahnfahrzeuge Italiens.[32] Die Stromzufuhr erfolgte noch über Rollenstromabnehmer[33], wobei die Lokomotiven RA 361–363 (FS E 360) für den Leihbetrieb auf der SBB-Simplonlinie erstmals mit Bügelstromabnehmern ausgestattet wurden. Die Rete Adriatica und ihr Netz wurde 1906 von der ein Jahr zuvor gegründeten Staatsbahn Ferrovie dello Stato (FS) übernommen.

RA 362 mit umgerüsteten Bügelstromabnehmern für den Leih-Betrieb im Simplontunnel

Die Oberleitung des „Trifase“-Systems bestand aus Doppelleitungen und der Fahrschiene als drittem Phasenleiter für den Dreiphasenwechselstrom. Die Lokomotiven hatten demgemäß Stromabnehmer mit paarigen, gegeneinander isolierten Bügeln. Da die ersten Lokomotiven mit Asynchronmotoren fuhren, waren die Geschwindigkeiten zunächst nur umschaltbar, nicht aber stufenlos regelbar. Gängige Geschwindigkeits-Stufen waren 35, 50, 75 und 100 Kilometer pro Stunde. Dieser Nachteil und die besonders im Weichenbereich sehr aufwändige zweipolige Oberleitung verhinderten dank vorhandener Erfahrungswerte, robuster Technik und Preisgünstigkeit[32] nicht die rasche Ausbreitung des „Trifase“-Systems in Norditalien, obwohl bereits ab 1905 die ersten Ein-Phasen-Wechselstromsysteme einsatzreif waren. Die Strecken von Lecco (Comer See) über Colico nach Sondrio, mit einer Zweiglinie von Colico nach Chiavenna und den 1914 und 1932 eröffneten Erweiterungen nach Monza und Tirano (Anschluss an die Rhätische Bahn) waren auch nur die ersten Linien des späteren norditalienischen „Trifase“-Systems, das insgesamt aus fünf Teilnetzen hauptsächlich in Piemont, Ligurien, Trentino und Südtirol bestand.[34][32] Es gab jedoch zwischen der als ersten in Italien elektrifizierten Veltlinbahn und den darauffolgend mit dem gleichen Drehstromsystem elektrifiztierten Strecken Italiens keinen durchgehenden elektrischen Betrieb.

Das zweite und größte Teilnetz erstreckte sich entlang der Ligurischen Küste und nahm ab 1908 auf der Giovi-Bahn von Genua über die Apenninen nach Ronco ihren Ausgangspunkt. Bei dieser stark befahrenen und gleichzeitig steigungs- und tunnelreichen Strecke zeigte die Überlegenheit des elektrischen Betriebes über den Betrieb mit Dampflokomotiven erstmals, dass eine eigentlich nicht zufriedenstellend betreibbare Strecke bei Einsatz einer Fahrleitung keinerlei Schwierigkeiten mehr bot.[35] Die eingesetzten, fünffach gekuppelten Lokomotiven der Reihe E 550 konnten über die 7,2 km lange und 3,5 Prozent steile Steigung Züge mit 400 Tonnen Gewicht und 50 km/h Höchstgeschwindigkeit transportieren. Zur Anwendung kam wie auch ab 1930 auf der Veltlinbahn eine Spannung von 3600 V mit einer Frequenz von 16 2/3 Hz. In den Folgejahren wurde die Strecke weiter über Turin zum Mont-Cenis-Tunnel elektrifiziert; bis 1920 war Modane an der französischen Grenze erreicht und 1921/22 die noch bestehende Lücke zwischen Ronco und Turin geschlossen. Auch die heute in Teilen nur noch dieselbetriebene Tendabahn gehörte von 1935 bis 1940 zu diesem zweiten und am weitesten verzweigten Drehstromnetz. Zwei weitere, kleinere Teilnetze erstreckten sich zwischen Trient und dem Bahnhof Brenner an der österreichischen Grenze sowie als vereinzeltem elektrischen Betrieb auf der Strecke zwischen Florenz und Bologna. Als fünftes Teilnetz entstand 1929 auf der 172 km langen Strecke von Rom nach Sulmona zu Versuchszwecken ein Drehstrombetrieb mit 10.000 Volt Fahrtrahtspannung und der Industriefrequenz 45 Hz. Das italienische Drehstromnetz umfasste auf seiner Höchstphase 1942 1840 Streckenkilometer.

Ab 1923 wurde der Betrieb mit 3000 Volt Gleichstrom erstmals auf der Strecke Benevento–Napoli eingeführt und zunehmend auf weiteren Strecken ausgebaut. Im Zweiten Weltkrieg wurde die Strecke Roma–Sulmona ihrer Drehstromausrüstung beraubt und wieder mit Gleichstrom aufgebaut, während die Strecken in Oberitalien mit Ausnahme der Tendabahn den Krieg verhältnismäßig gut überstanden. Obwohl wie zum Beispiel zwischen Florenz und Bologna 1934 bereits teilweise vor dem Krieg die ersten Strecken auf Gleichstrom umgestellt wurden, ging die Trifase-Epoche in Italien erst im Mai 1976 endgültig zu Ende. Im Gegensatz zu den Anfangsjahren, wo vor allem steigungsreiche Gebirgsstrecken den Anlass zur Umstellung von Dampf- auf elektrischen Betrieb gaben, war die durch die fehlende Gewichtsnachspannung der Doppelfahrleitung bedingte Geschwindigkeitsbegrenzung auf maximal 100 km/h[32] zunehmend von Bedeutung. Heute werden weltweit nur noch die Gornergrat- und Jungfraubahn, die Corcovado-Bergbahn in Rio de Janeiro und die Chemin de Fer de la Rhune, allesamt Zahnradbahnen mit geringen Streckenhöchstgeschwindigkeiten, mit doppelpoliger Drehstromfahrleitung betrieben. Von 18.000 Kilometern Normalspur-Strecken in Italien sind heute etwa 11.000 Kilometer elektrifiziert.

Frankreich

Minenbahnlok 1890 in den Mines des Marles
Triebwagen der Salève-Bahn in den 1890er Jahren
Minenbahnlok 1897 in Godbrange
Erster Prototyp von Heilmanns dampf-elektrischer Lokomotive, 1893
Heilmanns dampf-elektrische Lokomotive 1897

Im französischsprachigen Raum wurde erstmals zwischen 1887 und 1889 bei der Brüsseler Straßenbahn mit Akkumulatorenbetrieb experimentiert.[36] 1890 wurde in Clermont-Ferrand die erste kommerzielle elektrische Straßenbahn Frankreichs eröffnet.[37] Von der Kohlengrube Mines des Marles in Nordfrankreich wird ein auf dasselbe Jahr datiertes Bild einer elektrischen Gruben-Zugmaschine gezeigt. Es ist eine zweiachsige Schmalspurlokomotive unter paarweise überkopf angebrachten Stromschienen, wobei über flexiblen Leitungen jeweils ein Paar kleiner Laufkatzen mitgezogen wurden, die den Strom von der Oberleitung abnahmen.

Mit der 1893 erbauten Chemin de Fer du Salève zwischen Étrembières und Treize-Arbres (Mont Salève) wurde die weltweit erste elektrisch betriebene Zahnradbahn in Betrieb genommen. Die 6 km lange Strecke war in Meterspur und mit einer ungeschützten seitlichen Stromschiene ausgelegt.

Eine weitere elektrisch betriebene Minenbahn wurde ab 1897 in der Eisenerzmine Godbrange in Lothringen eingerichtet. Das historische Bild zeigt eine ebenfalls zweiachsige Schmalspurlokomotive und paarweise überkopf angebrachten Stromschienen. Die Lokomotive wurde von den Ateliers de Construction Bruno Lebrun in Nimy/Belgien gebaut. Die Betriebsspannung betrug 500 Volt, die Spurweite 740 Millimeter. In der Folge erschienen zahlreiche weitere Elektrolokomotiven in französischen und auch benachbarten Minenbahnen in Luxemburg und Belgien.

Um 1897 wurde bei der Compagnie des Chemins de Fer de l’Ouest mit Lokomotiven experimentiert, die elektrische Energie für den Fahrbetrieb selbst erzeugten. Diese Form wurde von dem schweizer (nach anderen Quellen elsässischen) Ingenieur Jean-Jacques Heilmann propagiert. Seine Idee war, mit einer Dampfmaschine einen oder mehrere elektrische Generatoren anzutreiben und mit dem so erzeugten Strom elektrische Fahrmotoren an den Antriebsachsen zu speisen. Die letzte von mehreren derart gebauten Maschinen hatte einen Rahmen aus Stahlträgern, der sich auf zwei Drehgestelle mit je vier Achsen bzw. acht Rädern stützte. Auf dem hinteren Abschnitt des Rahmens waren der Dampfkessel und der Kohlenbunker angebracht, während die Kolbendampfmaschine, die zwei Generatoren und die Luftdruckbremse sowie der Führerstand über dem vorderen Drehgestell platziert wurden. Die Generatoren wurde von einer Dampfmaschine mit sechs Zylindern angetrieben, wobei der gegenseitige Versatz der Kurbeln um jeweils 60 Grad für einen gleichmäßigen Lauf bei gleichzeitig hohen Drehzahlen sorgten. Bei einer Spannung von 450 Volt sollten etwa 900 Kilowatt elektrische Leistung geliefert werden mit der die vier Fahrmotoren im vorderen Drehgestell einen Zug von 250 Tonnen Masse mit 62 Meilen pro Stunde befördern sollten. Die Heilmann-Lokomotive blieb zwar nur für kurze Zeit während ihrer Versuchsfahrten eine besondere Publikumsattraktion in Paris, jedoch nutzte Charles Eugene Lancelot Brown, der zeitweilig für Heilmann arbeitete, die Erfahrungen für seine Arbeit in der Schweiz.

1900 legten die Compagnie du chemin de fer de Paris à Orléans (P.O.) und die Chemins de fer de l’État und Ouest ein Schienennetz mit 600 Volt Gleichstrom-Versorgung über eine Stromschiene für den Vorortverkehr von Paris an. Am 19. Juli 1900 eröffnete mit der Métro Paris nach London (1890), Budapest und Glasgow (beide 1896) die viertälteste elektrisch betriebene U-Bahn Europas.

Elektrolokomotive Le Drac 1903 mit dem von Thury entwickelten Gleichstromsystem

Die Kohlenminen-Bahn Chemin de Fer de La Mure von La Mure nach Saint-Georges-de-Commiers bei Grenoble setzte 1903 die elektrische Lokomotive E1 „Le Drac“ (benannt nach dem neben der Strecke liegenden Fluss) ein. Die 50 Tonnen schwere Maschine hatte vier Achsen mit Einzelachsantrieb, deren vier Motoren zusammen 367 Kilowatt leisteten. Das von dem schweizer Ingenieur René Thury entwickelte spezielle Stromsystem bestand aus einem Dreileiter-Gleichstromsystem mit einer positiven 1200-Volt-Phase, einer negativen 1200-Volt-Phase und einem „Nullleiter“ zwischen den beiden Spannungen. Die Versorgung erfolgte über eine zweipolige Oberleitung mit zwei Stromabnehmern und den Fahrschienen als „Nullleiter“. Damit konnten hohe Leistungen übertragen, zugleich jedoch die Spannung der Fahrmotoren in tragbaren Grenzen gehalten werden. Die Lok war im Hinblick auf die Talfahrt mit 600 Metern Höhenunterschied auf 30 Kilometern Streckenlänge mit drei verschiedenen Bremssystemen ausgestattet: Kurbel-Handbremse, stufig regelbare Vakuumbremse und eine elektrische Bremse. Diese Lokomotive konnte auf der Bergfahrt zwanzig leere Waggons (das heißt 100 Tonnen) und bei Talfahrt 300 Tonnen mit einer Geschwindigkeit von 22,5 Kilometern pro Stunde ziehen. Vier ähnliche Maschinen wurden zwischen 1905 und 1909 geliefert und versahen bis 1933 ihren Dienst.[38]

1908 elektrifizierte die Chemin de Fer du Midi ihre Strecken in den Pyrenäen mit Wechselstrom von 12 kV und 16  2/3 Hz. Um eine „Balkanisierung“ des Netzes zu vermeiden, beschloss die Regierung 1920, für alle neuen Elektrifizierungen eine Versorgung mit Gleichstrom von 1500 V zu bevorzugen. In der Folge etablierte sich in den südlichen und südwestlichen Regionen Frankreichs das Gleichstromsystem, während für die Elektrifizierungen im Norden und Osten ab den 1950er Jahren jedoch 25.000 Volt 50 Hertz Einphasenwechselstrom, der später auch auf allen TGV-Schnellstrecken verbreitet wurde, zur Anwendung kam.

1925 wurde der französische Teil der Mont-Cenis-Bahn zwischen Chambéry und Modane mit 1500 V Gleichstrom über eine seitliche Stromschiene elektrifiziert. Es handelte sich damit um die Strecke mit der weltweit höchsten, über Stromschienen übertragenen Spannung. Diese Zuführung wurde 1976 durch eine gewöhnliche Oberleitung ersetzt. Als erste größere Hauptbahn mit 1500 V Gleichstrom über Oberleitung wurde 1926 die 204 km lange Strecke der P.O. von Paris-Austerlitz nach Vierzon in Betrieb genommen. Hierfür wurden verschiedene Versuchs-Schnellzuglokomotiven bestellt, von denen die beiden Lokomotiven E401-2 der eigentlich auf Wechselstrom- und Drehstromantriebe spezialisierten Firma Ganz & Cie in Budapest die bemerkenswertesten waren.[35] Bei der Achsformel 2'BB2' wurden zwei Treibachsenpaare von jeweils zwei im Hauptrahmen gelagerten Motoren über im Dreieck angeordnete Stangen angetrieben. Mit einer Höchstgeschwindigkeit von 120 km/h zählten sie zu den schnellsten weltweit je gebauten Stangen-E-Loks; Aufzeichnungen zufolge erreichte die E401 zwischen Les Aubrais-Orléans und Paris mit einem Zug von 636 t Gewicht eine Durchschnittsgeschwindigkeit von 97,5 km/h, während Güterzüge von 770 t Gewicht auf einer Steigung von 1 % mit 30 bis 50 km/h befördert werden konnten.[35] Eine weitere Entwicklung für die Strecke Paris–Vierzon waren die 2'D02'-Lokomotiven E501-2, die entsprechend dem Entwurf der Schweizer Firmen Brown Boveri und SLM mit Buchli-Antrieb ausgestattet waren. Im Gegensatz zu ihren Schweizer Vorbildern wurden die Achsen jedoch beidseitig angetrieben.[35] Nach dem Zweiten Weltkrieg ging daraus die für die Fernstreckenelektrifizierung von Paris nach Lyon beschaffte Reihe 9100 hervor. Von den rund 29.350 Kilometern Normalspur-Bahnstrecken in Frankreich waren 2007 fast genau die Hälfte (14.480 Kilometer) elektrifiziert.

USA

Überblick

„Intramural Railway“ Chicago 1893

Bei den Bahnen der USA hätte aufgrund des technologischen Standes und der Wirtschaftskraft sowie auch der räumlichen Ausdehnung erwartet werden können, dass in hohem Maße eine Elektrifizierung von Fernbahnstrecken erfolgte. Dies war jedoch nicht der Fall. Mehrere Erscheinungen haben dies bewirkt:

  • Mit den eigenen Ölquellen hatten die Amerikaner eine preisgünstige Energiequelle, die nach dem Ende der Dampflokära zur ausgedehnten Anwendung von Verbrennungsmotoren bzw. Dieselmotor-Antrieben im Transportwesen und hier vor allem auch im Bahnwesen führte;
  • Die großen Abstände zwischen Besiedlungszentren stellten (auch mit Blick auf das vorhandene Öl) eine Wirtschaftlichkeit der Fahrdraht-Überspannung von Bahnstrecken in Frage; bei Massentransporten wie etwa Kohle in die Industriezentren führte das teilweise zur weiteren Beibehaltung des Dampflokbetriebs mit dem ohnehin vorhandenen Energieträger Kohle;
  • Im Personen-Fernverkehr entwickelte sich das Flugzeug zum Standardverkehrsmittel mit dessen Leistungen die Bahn bei großen Entfernungen nicht konkurrieren konnte.

Diese Aussagen betreffen jedoch nur Vollbahn- bzw. Fernverkehrsstrecken; der elektrische Betrieb von Straßenbahn-, auch Überlandstraßenbahnen sowie auch von Metro- und urbanen Commuter-Strecken ist demgegenüber ausgeprägter.

Frühe Entwicklungen

Mit der 1888 von Frank Julian Sprague gegründeten Sprague Electric Railway & Motor Company und der in Richmond aufgebauten elektrischen Straßenbahn nahm die elektrische Traktion in den USA ihren Anfang. Um 1889 befanden sich 110 elektrische Bahnen mit Spragues Ausrüstung im Bau oder in der Planung. Edison, der teilweise Spragues Ausrüstungen anfertigte, kaufte 1890 die erfolgreiche Gesellschaft auf. Um 1905 waren in den USA etwa 30.000 km Strecken für Spragues „Streetcars“ elektrifiziert. Die in Chicago 1892 erbaute Hochbahn Chicago & South Side Rapid Transit wurde 1895 auf elektrischen Betrieb umgestellt, nachdem bereits zur Weltausstellung 1893 eine erste elektrische Hochbahn als Ausstellungsbahn verkehrte.[39] Nach Entwicklung der Mehrfachtraktion durch Sprague 1897 folgten auch weitere neue Metro-Systeme in anderen Städten: 1897 die Tremont Street Subway in Boston als Vorläufervariante der erst in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts etablierten Stadtbahn, 1904 die New York City Subway und schließlich 1907 die Hochbahn Philadelphia.

Tunnel-Lokomotive der B&O RR 1895
PRR-Versuchslokomotive Odd D 10003 von 1909 für 11 kV/25 Hz-Wechselstrom

Die Baltimore and Ohio Railroad elektrifizierte 1895 eine fünf Kilometer lange innerstädtische Tunnelstrecke mit einer 700 V Gleichstrom-Oberleitung. Dies diente dazu, Züge mit Dampflokomotiven mit einer vorgespannten Elektrolokomotive durch den Tunnel zu ziehen, um der Rauchplage entgegenzuwirken. Die vierachsigen Elektrolokomotiven hatten je vier Motoren von je 270 Kilowatt Leistung. Die Höchstgeschwindigkeit lag bei 90 km/h, wobei bei entsprechend niedrigerer Geschwindigkeit 1800 Tonnen schwere Züge über die 8 Prozent starke Steigung des Tunnels gezogen werden konnten. Der wirklich große Sprung im elektrischen Vollbahnbetrieb wurde jedoch erst durch einen Auffahrunfall im 3,2 km langen Park-Avenue-Tunnel in New York City im Januar 1902 provoziert. Aufgrund des dichten Rauches überfuhr ein Zug ein Haltsignal und stieß auf einen haltenden Zug, wobei 15 Todesopfer zu beklagen waren. Die Stadt New York verbot daraufhin jeglichen Dampfbetrieb südlich des Harlem Rivers zum 1. Juli 1908. Mit dem Bau des Grand Central Terminals wurde so ab 1906 die zulaufende Tunnelstrecke mit 660 V Gleichstrom elektrisch betrieben. Die eingesetzten Lokomotiven der Reihe S hatten eine Anfahrleistung von 2205 kW (3000 PS), eine Zugkraft von 145 kN und konnten so einen Zug von 725 t auf 0,45 m/s² beschleunigen und mit 450 t Gewicht eine Geschwindigkeit von 97 km/h erreichen. Nach der endgültigen Fertigstellung des Grand Central Terminals im Jahre 1913 und der Verlängerung der Hauptstrecke entlang des Hudson Rivers ins 53 km entfernte Croton-Harmon wurden bereits schnellere Maschinen der Reihe T beschafft, die nunmehr 121 km/h erreichten. Als Allradlokomotiven bewiesen sie, dass es sehr wohl möglich war, Lokomotiven ohne Stangenantriebe für höhere Geschwindigkeiten einzusetzen.

Im Fernverkehr der USA beherrschten in der Folgezeit jedoch weit überwiegend die Dampflokomotiven das Feld, das sich in den späten 1940er Jahren weitgehend unmittelbar dem Diesellokomotiven-Betrieb zuwandte. Diese hatten in den USA allerdings fast durchweg einen dieselelektrischen Antrieb, fuhren bzw. fahren also letztlich auf fast allen Strecken mit elektrischen Fahrmotoren.

Fernbahnen

Es wurden von etwa 15 Gesellschaften insgesamt nur etwa 3000 Kilometer (1850 Meilen) Vollbahnstrecken mit einer Oberleitung elektrifiziert, von denen etwa 1800 Kilometer (1100 Meilen) wieder stillgelegt wurden. Den bemerkenswertesten Umfang hatte dabei die Chicago, Milwaukee, St. Paul and Pacific Railroad, die zwischen 1914 und 1917 einen 705 Kilometer (438 Meilen) langen, steigungsreichen Abschnitt in den Rocky Mountains im Bundesstaat Montana und 1919 einen weiteren 130 Kilometer (207 Meilen) langen Abschnitt im Kaskadengebirge im Bundesstaat Washington an hölzernen Masten mit 3000 Volt Gleichstrom elektrifizierte. Begünstigt wurde das Vorhaben durch Wasserkraft-Elektrizitätswerke in den Bergen. Die beiden elektrischen Strecken mit insgesamt 1056 Kilometer (656 Meilen) wurden jedoch nie verbunden. Auch dieser Betrieb ist inzwischen eingestellt. Ein weiteres Feld für die Elektrifizierung von Fernstrecken bestellte in den USA der Transport von Massengütern: In den Appalachen betrieb die auf Kohlentransport spezialisierte Norfolk and Western Railway von 1912 bis 1950 eine 52 Meilen lange Wechselstromstrecke von Bluefield nach Iaeger in West Virginia mit 11 kV 25 Hz. Unweit nördlich betrieb auch die Virginian Railway in den Jahren 1925 bis 1962 eine 134 Meilen lange Strecke von Roanoke nach Mullens, die sowohl vom Stromsystem als auch vom zu erfüllenden Zweck her gleichartig war.

Infolge des Dampflokverbots in New York City elektrifizierten auch die New York, New Haven and Hartford Railroad und die Pennsylvania Railroad ihre Tunnelstrecken. Durch letztere wurde ab den 1930er Jahren der später so genannte Northeast Corridor von New York bis Washington, D.C. elektrifiziert. Beim Stand von 2011 ist die heute auch bis Boston reichende Strecke die meistfrequentierte US-amerikanische Personen-Schienenverkehrsverbindung an der bevölkerungsreichen Nordostküste der USA. Mit ihren 720 Kilometern (450 Meilen) ist sie die einzige bedeutende elektrisch betriebene Eisenbahnstrecke der Staaten. Sie befindet sich größtenteils im Besitz der Amtrak, jedoch wird die Strecke auch von anderen Eisenbahngesellschaften mit unterschiedlichen Zügen befahren. Auf den NEC befindet sich auch die derzeit einzige Hochgeschwindigkeitsstrecke der USA, auf der der Acela Express Geschwindigkeiten bis zu 240 Kilometer pro Stunde erreicht.

Großbritannien

Gleichstrom-Zug
Eurostar-Zug

Bereits früh wurden in bedeutendem Umfang elektrische Triebfahrzeuge bei der Londoner U-Bahn eingesetzt, was schon bei der City and South London Railway durch das in der Betriebsgenehmigung festgeschriebene Verbot von Dampflokomotiven begünstigt wurde.[40] Zwischen 1901 und 1908 wurde schließlich nach zunehmenden Beschwerden der Fahrgäste der größte Teil des Londoner U-Bahn-Netzes auf elektrischen Betrieb umgestellt. Als weltweit erste elektrische Hochbahn wurde am 4. Februar 1893 die Liverpool Overhead Railway eröffnet, 1896 folgte mit der Glasgow Subway nach London und Budapest der weltweit dritte (unterirdische) elektrische U-Bahnbetrieb. Die erste elektrische Vollbahnstrecke in Großbritannien eröffnete die Lancashire and Yorkshire Railway am 22. März 1904 zwischen Liverpool und Southport mit 600 V Gleichstrom auf zwei Stromschienen. Bei der North Eastern Railway wurden schon 1905 zwei Elektrolokomotiven mit der Achsfolge Bo'Bo' in Betrieb genommen. Sie waren sowohl für den Betrieb an einer Oberleitung als auch an einer Stromschiene für den Tunnelbetrieb ausgerüstet. Diese Loks waren sowohl bei den Nachfolgegesellschaften LNER als Nr. 6480-6481 als auch bei den British Railways (Nr. 26500 und 26501) und der British Rail[41] als Klasse ES1 bis 1964 in Betrieb.

Trotz des frühen Einstiegs ist das britische Eisenbahnsystem nur in vergleichsweise geringem Umfang elektrifiziert. Historisch begründet ist dabei zudem eine Aufteilung in zwei Stromsysteme: Das kleinere und ältere Südnetz hat seit 1931 Strecken mit seitlich angeordneter Stromschiene mit 660 Volt Gleichstromversorgung, später wurden auch die Spannungen 750 und 850 Volt verwendet. Auf einigen Strecken nördlich der Themse sowie den Eurostar-Verbindungen wird dagegen das seit 1954 aufgebaute 25 kV-Einphasenwechselstromsystem mit einer Frequenz von 50 Hz und mit Oberleitungen verwendet. Die britischen Eurostar-Züge können sowohl im Stromschienen-als auch im Oberleitungsbetrieb und mit verschiedenen Oberleitungs-Spannungen fahren (Mehrsystemfahrzeug). Von den insgesamt 17.000 Kilometern Bahnstrecken des Vereinigten Königreichs sind heute 5300 Kilometer elektrifiziert (2004).

Japan

Von der AEG 1922 an die Choshi Electric Railways gelieferte E-Lok für 600 V Gleichspannung
Shinkansen Baureihe 0 am Bahnhof von Fukuyama

Die Tokyo Electric Light Company baute im Mai 1890 eine 400 Meter lange Strecke mit der Spurweite von 1372 Millimetern auf der Industrie-Ausstellung im Ueno Park in Tokyo. Dort fuhren zwei aus den USA von J. G. Brill & Co. importierte elektrische Triebwagen als erste elektrisch betriebene Bahn in Japan. Ein regulärer kommerzieller Betrieb wurde 1895 von der Kyoto Electric Railway mit Triebwagen, die aus einer Oberleitung mit 500 V Gleichspannung gespeist wurden, aufgenommen. Die erste Strecke, die von Dampf- auf elektrischen Betrieb umgestellt wurde, war 1904 die elf Kilometer lange Strecke der Kobu Railway von Iidamachi nach Nakano. Als erste U-Bahn in Asien wurde am 30. Dezember 1927 die U-Bahn Tokio eröffnet.

Am 1. Oktober 1964 eröffneten die Japanese National Railways zwischen der Hauptstadt Tokio und dem 515,4 Kilometern entfernten Osaka mit der Tōkaidō-Shinkansen eine in ihrer Art völlig neue elektrische Hochgeschwindigkeitsstrecke, auf welcher nur abschnittsweise, sondern auf der ganzen Länge mit Höchstgeschwindigkeit gefahren werden konnte. Sie wurde zum Vorbild für alle danach gebauten Schnellfahrstrecken und die daraus gebildeten Netze auf der Welt. Weit überwiegend besteht das japanische Eisenbahnnetz aus 20.000 km Kapspur-Strecken, von denen 13.000 km elektrifiziert sind. Die etwa 3200 Kilometer Regelspurstrecken des Shinkansen-Schnellbahnnetzes werden ausschließlich elektrisch betrieben.

Entwicklungen bis heute

Größte Länder der Welt

In den räumlich ausgedehntesten Staaten der Erde fand überwiegend eine bemerkenswerte Elektrifizierung von Vollbahn-Strecken erst nach den wesentlichen Entwicklungen in Europa statt, so etwa in China erst ab 1958. Nichtsdestoweniger ergab sich durch die ausgedehnten Verkehrsverbindungen dann vor allem auf dem asiatischen Festland ein beträchtlicher Umfang an elektrifizierten Strecken. So hat allein die vollständig (jedoch mit regional wechselnden Stromsystemen) elektrifizierte Transsibirische Eisenbahn mit etwa 9500 Kilometern einen Streckenumfang, der dem gesamten elektrifizierten Netz mancher mittelgroßer Länder entspricht oder diese sogar noch überbietet. Im folgenden sind die interessantesten Daten dargestellt.

  • Russland Gesamtstrecken 87.200 km, davon 40.300 km elektrifiziert (2006)
  • China Gesamtstrecken 72.000 km, davon 24.000 km elektrifiziert (September 2006)
  • Indien Gesamtstrecken 63.230 km, davon 17.500 km elektrifiziert (2008)
  • Australien Gesamtstrecken 44.015 km, davon 5.290 km elektrifiziert (2008)
  • Brasilien Gesamtstrecken 29.300 km, davon 1.600 km elektrifiziert (2008)
  • zum Vergleich: Deutschland gesamt ca. 46.000 km, davon ca. 20.000 km elektrifiziert (2004)

Verbreitung des Industrie-Wechselstroms

Heutige Bahnstromnetze des Eisenbahn-Fernverkehrs in Europa

In den ersten Jahrzehnten der elektrischen Zugförderung war die Verwendung von Strom mit einer Frequenz von 50 Hz sehr schwierig, da die Umkehrung der Stromrichtung in den Fahrmotoren bei größeren Leistungen kaum zu handhaben war. Es setzte sich zumeist entweder niedrig gespannter Gleichstrom oder niederfrequenter Wechselstrom (16 2/3 Hz) durch. Im ersten Fall muss die Dichte der Unterwerke und die Stromstärke erhöht werden, was große Oberleitungsquerschnitte und demzufolge auch hohe Materialkosten bei der Elektrifizierung zur Folge hat. Die zweitgenannte Lösung macht eine Stromversorgung über ein kostenintensives und, im Falle von Kraftwerksausfällen störungsanfälliges Bahnstromnetz notwendig. Beide Nachteile konnte der direkte Bezug des Fahrstroms aus dem Landesnetz kompensieren.

Bei dem Betrieb mit dem 50-Hz-Industriestrom leistete insbesondere der bereits im Zusammenhang mit der 3000-Volt-Drehstromtechnik genannte ungarische Ingenieur Kálmán Kandó Pionierarbeit, indem er in den 1920er Jahren die dafür benötigten Phasenumformer-Lokomotiven entwickelte und auf einer 15 km langen Strecke beim Budapester Westbahnhof erproben ließ. Die Maschinen besaßen einen mechanischen Umformer, der den Einphasenwechselstrom in Drehstrom umwandelte, welcher wiederum die Fahrmotoren speiste. Die positiven Erfahrungen führten schließlich 1932/34 zur Elektrifizierung der Hauptbahn von Budapest nach Hegyeshalom mit 16 kV und 50 Hz. Obwohl das System zukunftsweisend war, zeigten die Bahnen außerhalb Ungarns nur wenig Interesse. Einige Jahrzehnte später wurde der Betrieb dann auf die in Europa üblichen 25 kV, 50 Hz umgestellt.

Nach dem Zweiten Weltkrieg nahm Frankreich eine Vorreiterrolle ein. Erste Erfahrungen wurden dabei auf der Höllentalbahn im Schwarzwald gesammelt, die in der französischen Besatzungszone lag und erst 1960 auf den in Deutschland üblichen niedrig-frequenten Wechselstrom von 16 2/3 Hz umgestellt wurde. Auf der seit 1935 mit 20 kV, 50 Hz elektrifizierten Gebirgsstrecke sammelte die französische Staatsbahn SNCF insbesondere Erfahrungen über die Wechselwirkungen zwischen Zugbetrieb und dem tageszeitabhängig schwankenden Bedarf aus Industrie und Bevölkerung. Nach weiteren Versuchen im Nebenbahnbetrieb in den französischen Alpen, namentlich ab 1951 mit 20 kV und ab 1953 mit 25 kV zwischen Aix-les-Bains und La Roche-sur-Foron, wurde schließlich in den Jahren 1954 und 55 die 303 km lange Hauptbahn von Thionville nach Valenciennes mit diesem System elektrifiziert. Die positiven Erfahrungen, die man dabei sammelte, führten fortan zu dem Entschluss, alle weiteren Strecken mit Ausnahme von einigen Ergänzungen des französischen Gleichstromnetzes mit Wechselstrom zu elektrifizieren.

Das französische Hochfrequenzsystem fand vor allem in Osteuropa bei Neuelektrifizierungen, aber auch bei Erweiterungen bestehender Gleichstromnetze wie in der Sowjetunion oder der Tschechoslowakei Nachahmer. Auch in der DDR gab es in den späten 1950er Jahren Überlegungen, das französische System einzuführen, was jedoch aufgrund des von der Sowjetunion zurückgegebenen Bestandes an Vorkriegslokomotiven für 16 2/3 Hz und anderer technischer und ökonomischer Erwägungen unterblieb. Es wurden lediglich ab 1962 die Versuchsstrecke Hennigsdorf–Wustermark und ab 1966 die isoliert gelegene Rübelandbahn im Harz mit 25 kV, 50 Hz betrieben.

Hochgeschwindigkeits-Systeme

Siemens Drehstrom-Schnelltriebwagen (1903)

Im Jahr 1903 erreichten mehrere Drehstrom-Versuchsfahrzeuge zwischen Marienfelde und Zossen Geschwindigkeiten von über 200 Kilometer pro Stunde, davon ein Drehstrom-Triebwagen von Siemens die Rekordgeschwindigkeit von 210 Kilometer pro Stunde. Bereits 1899 hatten sich Siemens & Halske, die AEG, zwei Großbanken, die preußische Administration und weitere Firmen in der Studiengesellschaft für Elektrische Schnellbahnen (St.E.S.) zusammengeschlossen, um den elektrischen Bahnbetrieb bei hoher Geschwindigkeit zu erforschen. Für die praktischen Versuche wurde der 23 Kilometer lange Abschnitt Marienfelde–Zossen auf der Militäreisenbahn bei Berlin mit einer dreipoligen Drehstrom-Oberleitung versehen. Zu einer weiteren praktischen Nutzanwendung der Drehstromtechnik für geplante Schnellverkehrsstrecken kam es jedoch auf Grund politischer, technischer und wirtschaftlicher Probleme zunächst weder in Deutschland noch im Ausland, sodass die St.E.S. aufgelöst wurde. Die Versuchsstrecke der Militärbahn wurde 1920 stillgelegt und bald abgebaut. Nach 28 Jahren löste 1931 Kruckenbergs Schienenzeppelin mit 230,2 km/h den Drehstrom-Triebwagen von Siemens als Weltrekord-Fahrzeug ab. In jenen Jahren wurden Geschwindigkeiten im annähernden Hochgeschwindigkeitsbereich eher mit dampf- oder dieselelektrischen Antrieben gefahren. Für elektrische Triebwagenzüge stellte der italienische ETR 200 am 20. Juli 1939 mit 203 km/h einen Weltrekord auf, während Dampf- und Dieselfahrzeuge ähnliche Werte bereits wenige Jahre zuvor erreichten.

Die SNCF BB 9004 fuhr schon 1955 331 km/h
Doppelstockzug TGV Duplex; 575 km/h

In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts zeigte sich neben Japan Frankreich als Vorreiter für hohe Geschwindigkeiten mit elektrischen Zügen. Die vierachsige Lok BB 9004 und die sechsachsige CC 7107 erreichten 1955 bei Versuchsfahrten unabhängig voneinander Höchstgeschwindigkeiten von 331 km/h und 326 km/h. Bei den Schnellfahrversuchen nahmen vor allem die Schleifleisten der Stromabnehmer Schaden. Nach Planungen und Versuchen mit Gasturbinen-Antrieben entschied der französische Ministerrat angesichts der Ölkrise 1974, die geplante Hochgeschwindigkeitsstrecke von Paris nach Lyon zu elektrifizieren.[42] 1981 erreichte ein TGV-Triebzug 380 km/h, wiederum 1990 der TGV-Atlantique Nr. 325 die Geschwindigkeit von 515,3 km/h und 2007 ein TGV Duplex-Doppelstockzug die Rekordmarke von 575 km/h.

Ab 1986 begann auch die Deutsche Bundesbahn Experimente mit dem elektrischen Hochgeschwindigkeitszug InterCityExperimental, die zum heutigen ICE-System führten, das am 2. Juni 1991 seinen Betrieb aufnahm. Vorausgegangen waren dem jahrzehntelange Planungen und Versuche mit elektrischen Antrieben: bereits die Deutsche Reichsbahn plante Schnellfahrten mit den rechnerisch für 225 km/h ausgelegten Schnellzugloks der Baureihe E 19, zu denen es kriegsbedingt nicht mehr kam.[42] Am 28. Oktober und 22. November 1963 absolvierten die E 10 299 und 300 als erste deutsche Elektrolokomotiven seit 1903 Schnellfahrten mit 200 km/h zwischen Bamberg und Forchheim.[42] Sie dienten als Versuchsträger für die Baureihe E 03, die ab 1965 für die Beförderung planmäßiger Züge mit 200 km/h ausgeliefert wurde. Schon im selben Jahr absolvierten die vier Vorserienloks während der Internationalen Verkehrsausstellung zwischen München und Augsburg erstmals in Deutschland Schnellfahrten mit 200 km/h für die Öffentlichkeit. Eine der Serienlokomotiven, die 103 118, stellte am 12. September 1973 zwischen Rheda und Oelde mit 252,9 km/h den deutschen Rekord für elektrische Schienenfahrzeuge ein. Am 14. Juni 1985 erreichte auf derselben Strecke die 103 003 283,0 km/h und damit letztmals eine Elektrolokomotive den deutschen Rekord für elektrische Schienenfahrzeuge, bevor der InterCityExperimental auf die Strecke kam und zeitweise die französische Konkurrenz auf Weltrekordniveau überbieten konnte.

Hermann Kemper begann 1922 mit Untersuchungen zu elektromagnetisch schwebenden Bahnen und erhielt dafür am 14. August 1934 das deutsche Reichspatent 643316 zugesprochen. Die Weiterentwicklung wurde jedoch durch den Zweiten Weltkrieg abgebrochen und erst in den späten 1960er Jahren wieder aufgenommen. 1971 führte die MBB in München-Allach das Versuchsfahrzeug Transrapid 2 vor, 1979 wurde auf der Internationalen Verkehrsausstellung in Hamburg die weltweit erste für Personenverkehr zugelassene „Magnetbahn“ präsentiert, 1983 in Berlin eine 1,6 Kilometer lange so genannte M-Bahn für den Nahverkehr gebaut, die Trasse jedoch 1992 wieder abgebrochen. Da der Einsatz und Betrieb in Deutschland wegen der hohen Kosten und der mangelnden Verknüpfbarkeit der Trasse mit den anderen Verkehrsträgern umstritten ist, wurde bislang lediglich einmal eine größere Anlage (32 km) für die chinesische Stadt Shanghai erstellt (Transrapid Shanghai).

Geschwindigkeitsentwicklung bei elektrischer Traktion:

Rückkehr des Drehstroms

Schnellzuglokomotive 120 der Deutschen Bundesbahn von 1979, erste weltweit in größerer Stückzahl gebaute Elektrolokomotive mit Drehstrom-Asynchronmotoren
TRAXX-Baureihe als BLS – Lok 485 006
Eurosprinter-„Taurus“- Baureihe als HUPAC – Lok

Anfang der 1970er Jahre gelang es mittels Leistungselektronik, aus der Oberleitung zugeführten Einphasenwechselstrom oder Gleichstrom in praxistauglicher Weise in Dreiphasen-Wechselstrom umzuformen und damit die immensen Vorteile des Drehstrom-Asynchronmotors zu nutzen. Die Motoren werden direkt über die Stromrichter gesteuert, zeichnen sich durch hohe Leistungen bei geringerem Gewicht aus und sind praktisch wartungsfrei. Bei gleicher oder sogar kleinerer Baugröße der Triebfahrzeuge wurden damit die Leistungen erheblich gesteigert. Mitte der 1970er Jahre wurde eine dieselelektrische Versuchslokomotive der Reihe DE2500 mit einem mit Transformator und Stromabnehmer versehenen Steuerwagen zu einer De-facto-Elektrolokomotive umgebaut, anschließend wurde sie mit einem Stromabnehmer für 1500 V Gleichstrom ausgerüstet und bei den Niederländischen Eisenbahnen getestet.[43] 1976 wurde mit der Baureihe E 1200 für die Zechenbahnen der Ruhrkohle AG erstmals eine Kleinserie mit Drehstrom-Asynchronmotor ausgeliefert, bevor die Deutsche Bundesbahn 1979 die Baureihe 120 für den Fernbahnbetrieb einsetzte. Die Stromversorgung bleibt wie bisher der hochgespannte Einphasenwechselstrom, der jedoch mit Stromrichtern in der Lokomotive zu Dreiphasenwechselstrom umgeformt wird, so auch in der Baureihe El 17 der Norwegischen Staatsbahnen und den ICE-Triebköpfen, die basierend auf der Baureihe 120 Anfang und Mitte der 1980er Jahre entwickelt wurden. Seit Anfang der 1990er Jahre werden in Deutschland auch die Einheitslokomotiven zunehmend durch modernere elektrische Triebfahrzeuge ersetzt. Dazu gehören die Lok-Baureihen von Bombardier TRAXX und die von Siemens ausgerüsteten Eurosprinter-Klassen, die darüber hinaus für Bahnen verschiedener Länder mit unterschiedlichen Stromsystemen angeboten werden. Unterschiedliche Signalsysteme und Sicherheitseinrichtungen werden dabei durch Ausrüstung mit jeweils länderspezifischen Baugruppenpaketen berücksichtigt.

Exkurs: dieselelektrische Antriebe

Hauptartikel: Diesellokomotive

Abweichend von der bisherigen Thematik ist der dieselelektrische Antrieb die Versorgung eines Elektromotors durch einen direkt auf der Maschine befindlichen Dieselgenerator. Diese Technik kam erstmals in den 1920er Jahren im Rangierdienst zum Einsatz. Eine der ersten Unternehmen, die dieselelektische Lokomotiven auf den Markt brachten, war die American Locomotive Company (ALCO). 1931 wurde mit der Serienproduktion der HH-Serie begonnen, von der 177 Exemplare gebaut wurden. In den 1930er Jahren wurde die Technik auf Stromlinienfahrzeuge angewendet, die zu ihrer Zeit auf dem amerikanischen Kontinent die schnellsten Schienenfahrzeuge überhaupt waren. Die nach dem Vorbild des »Fliegenden Hamburgers« entwickelten deutschen Schnelltriebwagen wurden ebenfalls vorwiegend mit dieselelektrischem Antrieb ausgerüstet. Nach dem Zweiten Weltkrieg bevorzugte man in beiden deutschen Staaten den dieselhydraulischen Antrieb, während sich weltweit der dieselelektische Antrieb durchsetzte.

Siehe auch

Literatur

  • 100 Jahre elektrische Zugförderung – 100 Jahre elektrische Triebfahrzeuge von Siemens. 1979, ISBN 3-88255-823-7 (Gebundene Ausgabe, 108 Seiten)
  • Manfred Benzenberg, Anton Joachimsthaler: 1879–1979 – 100 Jahre Elektrische Eisenbahn. 3. Auflage, 1980, Josef Keller GmbH & Co Kg Starnberg, ISBN 3-7808-0125-6.
  • Klaus-Jürgen Vetter: Das große Handbuch der Elektrolokomotiven. Bruckmann, September 2003, ISBN 3-7654-4066-3.
  • Stockklausner: Wechselstrom-Lokomotiven in Österreich und Deutschland. Otto Josef Slezak, 1983.
  • Karl Sachs: Elektrische Triebfahrzeuge. Huber Frauenfeld 1953.
  • E. Frischmuth: 50 Jahre elektrische Bahnen. In: Siemens-Zeitschrift, 9. Jahrgang, 5./6. Heft (Mai/Juni 1929), S. 263–287.
  • Walter Reichel: Versuche über Verwendung hochgespannten Drehstromes für den Betrieb elektrischer Bahnen. In: Elektrotechnische Zeitschrift, 21. Jahrgang, Heft 23 (7. Juni 1900), S. 453–461.
  • Walter Reichel: Über die Zuführung elektrischer Energie für größere Bahnnetze. In: Elektrotechnische Zeitschrift, 25. Jahrgang, Heft 23 (9. Juni 1904), S. 486–493.
  • Giovanni Cornolò, Martin Gut, Ferrovie trifasi nel mondo. 1895–2000, Parma, Ermanno Albertelli, 2000 ISBN 88-87372-10-1.

Einzelnachweise

  1. Erster Elektromotor von Jacobi. Ph 10 Geschichte, LEIFI. Abgerufen am 30. Oktober 2011.
  2. a b Dieter Bäzold / Günther Fiebig, Ellok-Archiv, 1971, TRANSPRESS VEB Verlag für Verkehrswesen Berlin
  3. lrta.org
  4. Musée des transports – Histoire générale des transports, 9. Abschnitt Les premiers tramways électriques. Association pour le musée des transports urbains, interurbains et ruraux (Amtuir). Abgerufen am 31. Oktober 2011.
  5. a b c d e f g Dr. Freiherr v. Röll: Elektrische Eisenbahnen. Enzyklopädie des Eisenbahnwesens. Zweite, vollständig neu bearbeitete Auflage 1912–1923. Abgerufen am 2. November 2011.
  6. a b Erste elektrische Straßenbahn der Welt: Groß-Lichterfelde. Berliner Verkehrsseiten. Online-Magazin zu Berliner Verkehrsgeschichte. Abgerufen am 31. Oktober 2011.
  7. a b c d e f g h i j Andreas Wagner, Dieter Bäzold, Rainer Zschech, Ralph Lüderitz: Lokomotiv-Archiv Preußen 1 - Schnellzug- und Personenzuglokomotiven, Bechtermünz Verlag, Augsburg 1996, ISBN 3-86047-573-8, S. 64–111.
  8. von Siemens, 1881, Sp. 499.
  9. Basil Silcove: A Century of Traction. Electrical Inspections, Autumn 2010. Abgerufen am 31. Oktober 2011.
  10. a b c Manfred Benzenberg / Anton Joachimsthaler, 100 Jahre Elektrische Eisenbahn, 3. Auflage, 1980, Josef Keller GmbH & Co Kg Starnberg, ISBN 3-7808-0125-6.
  11. Otto Lueger: Eisenbahnen, elektrische. Lexikon der gesamten Technik, 2. Auflage 1904–1920, Deutsche Verlags-Anstalt. Abgerufen am 2. November 2011.
  12. Batterie-Tram in Niteroi 1883 (englisch)
  13. Frederick Dalzell: Engineering invention: Frank J. Sprague and the U.S. electrical industry. 1. Auflage. MIT Press, 2009, ISBN 978-0262042567.
  14. Geschichte der Straßenbahn Halle. Homepage über die Straßenbahn in Halle (Saale). Abgerufen am 31. Oktober 2011.
  15. Wolfgang König, Wolfhard Weber: Netzwerke. Stahl und Strom. 1840 bis 1914. In: Propyläen Technikgeschichte. Bd. 4, Propyläen Verlag, Berlin 1991–1992, ISBN 3-549-07113-2, S. 344.
  16. a b c d Erich Preuß: Züge unter Strom. Die Geschichte des elektrischen Zugbetriebs in Deutschland, 1. Auflage München 1998, ISBN 3-932785-30-4, S. 8, 10, 17–18, 48.
  17. Thomas Scherrans: Übereinkommen betreffend die Ausführung elektrischer Zugförderung. Geschichte Elektrischer Bahnen, 17. Juli 2005. Abgerufen am 30. Oktober 2011.
  18. Lothar Gall, Manfred Pohl, Die Eisenbahn in Deutschland: von den Anfängen bis zur Gegenwart, München, Beck, 1999, ISBN 3-40645334-1.
  19. The World Factbook 2011. Abgerufen am 30. Oktober 2011.
  20. Michael C. Duffy: Electric railways, 1880-1990. Stevenage, England: Institution of Electrical Engineers 2003, ISBN 0-85296-805-1, S. 129.
  21. a b Roman Wülser, Thomas Brunner: Die Landilokomotive – Prestigeobjekt ohne grossen praktischen Nutzen. Dokumentation EFGS, 19. Dezember 2000. Abgerufen am 30. Oktober 2011.
  22. a b c Bernhard Studer: Schweizer Bahnen: unterwegs in die Zukunft. Alba, Düsseldorf 1996, ISBN 3-87094-163-4, S. 134.
  23. Die Elektrifizierung der Schweizerischen Bundesbahnen bis Ende 1928. von Dr. E. HUBER-STOCKAR in Neujahrsblatt der NGZH Nr. 131 auf das Jahr 1929; Internet-Ansicht http://www.ngzh.ch/Neuj1929.html
  24. Dampfzug Sursee–Triengen – Infos zu den ST - Dampflokomotiven. Swissrails.ch. Abgerufen am 30. Oktober 2011.
  25. a b c d Thomas Scherrans: Elektrifizierte Strecken der Preußischen Staatsbahn und der Reichsbahn in Mitteldeutschland und Bahnen mit Einphasenwechselstrom in Deutschland, auf elektrische-bahnen.de
  26. Tabellenübersicht nach elektrische-bahnen.de
  27. a b Ralf Roman Rossberg: Geschichte der Eisenbahn. Sigloch Edition, Künzelsau 1999, ISBN 3-89393-174-0, Seite 278.
  28. siehe dazu u. a.: McGraw Publishing Company (Hrsg.): Electric Railway Journal, Vol. XXXVIII, 4. u. 11. November u. 2. Dezember 1911 sowie McGraw Publishing Company (Hrsg.): Electric Locomotives for the Dessau-Bitterfeld Trunk Line. In: Electric Railway Journal, Vol. XXXIX, No. 9, 2. März 1912, S. 350ff. (englisch)
  29. Jahresbericht über die elektrische Zugförderung, Rbd Breslau 1938 Primärquelle
  30. Dr. Leo Graetz: Die Elektrizität und ihre Anwendungen, 18. Aufl., 1917, Stuttgart, S. 628
  31. Zeichnung in Győző Zemplén: Az elektromosság és gyakorlati alkalmazásai, 1910, Budapest. S. 472
  32. a b c d Historisches: Die Entwicklung der elektrischen Zugtraktion in Italien und Europa. Fine Scale München. Abgerufen am 20. November 2011.
  33. Le macchine (1). Antologia trifase. The Threephase Engine Collection, September 2010. Abgerufen am 20. November 2011.
  34. Karte der oberitalienischen Trifase-Netze
  35. a b c d Brian Hollingsworth, Arthur Cook: Das Handbuch der Lokomotiven. Bechtermünz Verlag, Augsburg 1996, ISBN 3-86047-138-4, S. 206, 243, 290.
  36. Bernhard Kauntz: Geschichte der Straßenbahn in Brüssel. Werbeka Netshop, 23. August 2008. Abgerufen am 6. November 2011.
  37. Musée des transports – Histoire générale des transports, 4. Abschnitt Le tramway électrique de Clermont-Ferrand. Association pour le musée des transports urbains, interurbains et ruraux (Amtuir). Abgerufen am 6. November 2011.
  38. Le chemin de fer de La Mure, huitième «merveille du Dauphiné»
  39. Station Jackson Park, Intramural Railway
  40. Antony Badsey-Ellis: London's Lost Tube Schemes, Capital Transport, Harrow 2005, ISBN 185414-293-3.
  41. (Klasse ES1)
  42. a b c Konrad Koschinski: Rekordloks. Supersprinter und Giganten. Eisenbahn-Journal, Verlagsgruppe Bahn GmbH, Fürstenfeldbruck 2004.
  43. „steamy“: Henschel-BBC DE2500. MultiMania, Oktober 2001. Abgerufen am 30. Oktober 2011.

Wikimedia Foundation.

Schlagen Sie auch in anderen Wörterbüchern nach:

  • Geschichte des Oberleitungsbusses — Das Elektromote von 1882 gilt als erster Obus Vorläufer …   Deutsch Wikipedia

  • Geschichte des Verkehrs — Inhaltsverzeichnis 1 Vor und Frühgeschichte (Vom Anbeginn bis etwa 3500 v. Chr.) 2 Altertum und Frühes Mittelalter (3500 v. Chr. – 1000 n. Chr.) 3 Hohes Mittelalter und Spätmittelalter (1000–1500) …   Deutsch Wikipedia

  • Geschichte der Eisenbahn in Deutschland — Titelseite von Lists Schrift „Über ein sächsisches Eisenbahn System als Grundlage eines allgemeinen deutschen Eisenbahn Systems und insbesondere über die Anlegung einer Eisenbahn von Leipzig nach Dresden“, Leipzig 1833 Die erste maschinell… …   Deutsch Wikipedia

  • Geschichte der Eisenbahn — Die ersten Eisenbahnen in verschiedenen Ländern und Staaten Die Geschichte der Eisenbahn befasst sich als Teilgebiet der traditionellen Technikgeschichte mit der Erforschung und Dokumentation der Geschichte des Schienenverkehrs, der dazu… …   Deutsch Wikipedia

  • Geschichte der Eisenbahn in Frankreich — Die Geschichte der Eisenbahn in Frankreich reicht von den ersten französischen Schienenweg 1827 bis zu den heutigen Aktivitäten, wie dem TGV. Der Eisenbahnbau in Frankreich begann vergleichsweise früher als in den benachbarten damaligen deutschen …   Deutsch Wikipedia

  • Geschichte der Schweizer Eisenbahn — Plakat zur Gründung der SBB Die Geschichte der Eisenbahn in der Schweiz war bis zur Eröffnung der ersten Strecke (von Straßburg) nach Basel 1844 erst einmal eine Geschichte der Planungen: Seit den 1820er Jahren arbeiteten die damals noch… …   Deutsch Wikipedia

  • Geschichte der Eisenbahn in Italien — Die erste Eisenbahn in Italien nahm 1839 ihren Betrieb auf. Aus Privat und ländereigenen Bahnen entstand nach der Vereinigung zum Königreich Italien 1861 in wechselvoller Geschichte bis 1905 ein Staatsunternehmen, das seitdem den Großteil des… …   Deutsch Wikipedia

  • Chronik der Elektrifizierung von Eisenbahnstrecken in Österreich — Werner von Siemens Der elektrische Betrieb von Eisenbahnstrecken in Österreich reicht bis in das Jahr 1880 zurück. Damals wurde als zweite elektrisch betriebene Bahn der Welt eine kleine Ausstellungsbahn temporär in Betrieb genommen. Bauherr war …   Deutsch Wikipedia

  • Chronik der Elektrifizierung von Eisenbahnstrecken in der Schweiz — Die erste elektrifizierte Eisenbahnstrecke in der Schweiz war 1888 die Tramway Vevey Montreux Chillon. Seit 2004 ist das Netz des grössten Infrastrukturbetreibers, der Schweizerische Bundesbahnen, vollständig elektrifiziert; die meisten Strecken… …   Deutsch Wikipedia

  • Elektrifikation — Als Elektrifizierung (Schweiz auch: Elektrifikation) wird allgemein die Bereitstellung der Infrastruktur zur Versorgung mit elektrischem Strom bezeichnet. Sie begann mit dem Ende des 19. Jahrhunderts und ist global noch nicht abgeschlossen.… …   Deutsch Wikipedia


We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.