Historisches

Die Geschichte der Schweizerischen Bergbahnen

Seit der Erfindung der Eisenbahn wurde gerade in der Schweiz immer wieder darüber nachgedacht, auch die Berge mit der Eisenbahn zu erschliessen. Der Tourismus in den Alpen erlebte bereits zur Mitte des 19. Jahrhunderts seine erste Blüte und an einigen exponierten Lagen mit beeindruckender Aussicht entstanden glamouröse Hotelpaläste. Diese waren jedoch nur zu Fuss erreichbar. Reiche Gäste liessen sich auf Sänften hinauf tragen.
Nun lassen sich durch Reibungsbahnen aber nur beschränkte Steigungen überwinden. Zwar wurde die Adhäsionskraft in den Anfängen des Eisenbahnbaus unterschätzt; dennoch wäre es undenkbar gewesen, Berggipfel mit reinen Adhäsionsbahnen zu erschliessen.
Vielmehr stand am Anfang die Idee der "Schiefen Ebene" im Zentrum. Dabei sollten auf Schienen fahrende Wagen am Seil den Berg hoch gezogen werden durch gleichzeitig talwärts gleitende, mit Wasser gefüllte Wagen; eine Idee, welche später durch den Bau von Standseilbahnen wieder aufgegriffen wurde. Der Nachteil dieser Technik war jedoch die eingeschränkte Flexibilität: die schiefen Ebenen mussten gradlinig sein und ihre Länge war beschränkt.

Niklaus Riggenbach erschliesst die Rigi

Niklaus Riggenbach
Quelle: unbekannt

Der 1817 im Elsass geborene Ingenieur Niklaus Riggenbach war seit 1856 Maschinenmeister und Chef der neuen Hauptwerkstätte der Schweizerischen Centralbahn in Olten. Hier bereitete ihm die schwache Adhäsion der damaligen Lokomotiven auf der alten Hauensteinstrecke Sorgen, welche damals die Hauptstrecke Basel - Olten war. Gerade bei Regen und entsprechend glitschigen Schienen hatten die Züge Mühe, die Steigungen von bis zu 27 Promille zu bewältigen.
Bei der Suche nach Lösungen für dieses Problem fiel ihm die Möglichkeit ein, eine Zahnstange in der Gleismitte zu platzieren, in welche ein gezahntes Antriebsrad der Lokomotive eingreifen würde. Die Idee der Zahnradbahn war geboren! 1863 liess er die Erfindung patentieren.
Für die Hauensteinstrecke schien diese Idee zwar nicht wirklich zu taugen, jedoch erkannte Riggenbach das Potential seiner Idee zur Erschliessung von Alpengipfeln. Im Gegensatz zur Schiefen Ebene war solch eine Bahn anpassungsfähig und in der Länge unbeschränkt.
Zusammen mit den Ingenieuren Ferdinand Adolf Naeff und Olivier Zschokke projektierte und baute Riggenbach eine Zahnradbahn von Vitznau auf die Rigi, bei der er seine Zahnstange zur Anwendung brachte. 1871 wurde die Strecke Vitznau - Staffelhöhe als erste Bergbahn Europas eröffnet. Für den obersten Abschnitt bis Rigi Kulm, welcher auf Gebiet des Kantons Schwyz liegt, erhielt die Bahn keine Konzession, da dieser Kanton das Projekt einer Bergbahn auf die Rigi von Arth aus bevorzugte. Erst zwei Jahre später konnte die Vitznau-Rigi-Bahn das obere Teilstück im Auftrag der Arth-Rigi-Bahn bauen, musste dafür aber noch jahrzehntelang eine Pacht an die Arth-Rigi-Bahn entrichten, was immer wieder zu Misstönen zwischen den beiden Bahnen führte, die erst mit der Fusion 1992 endeten.

Rigi Kaltbad
Rigi Kaltbad um 1875 mit der normalspurigen Zahnradbahn Vitznau - Rigi im Hintergrund
und der meterspurigen Adhäsionsbahn nach Rigi Scheidegg im Vordergrund.
Quelle: Sammlung Verkehrshaus der Schweiz, Luzern

Die Schmalspurbahnen kommen

Wenn man die beiden Zahnradbahnen auf die Rigi heute betrachtet und sie mit anderen Bergbahnen vergleicht, fällt ein technisches Merkmal besonders auf: die Spurbreite. Lediglich die 1875 eröffnete Rorschach - Heiden-Bahn, an dessen Bau ebenfalls Niklaus Riggenbach beteiligt war, ist noch als Normalspurbahn ausgeführt, alle anderen Zahnradbahnen, aber auch die meisten in den Bergen angelegten Adhäsionsbahnen sind als Schmalspurbahnen erstellt worden.
Der Grund hierfür liegt in der frühen Erstellung dieser Bahnen. Anfänglich wurde die Spurweite nie in Frage gestellt. Die Normalspur mit 1435 mm wurde aus England, dem Mutterland der Eisenbahnen, übernommen und stand nicht zur Diskussion. (Man sagt, dies entsprach dem Radabstand der damaligen englischen Postkutschen.) So wurde sie auch für die Rigibahnen übernommen. Erst 1873 eröffnete die Chemin de fer de Lausanne - Echallens mit dem Abschnitt Lausanne - Chesaux die erste schmalspurige Eisenbahnstrecke der Schweiz.
Nun erkannten die Ingenieure aber rasch, dass sich eine schmalere Spurbreite besser für engere Radien und grössere Steigungen eignet als eine Normalspurbahn und Schmalspurbahnen damit viel anpassungsfähiger sind an die anspruchsvolle Topographie in den Bergen.
Die heute nicht mehr existierende Rigi - Scheidegg-Bahn kann man als erste Schmalspurbahn in den Bergen bezeichnen. Sie hatte eine Spurweite von 1000 mm und war als Adhäsionsbahn angelegt. 1874 wurde das erste Teilstück von Rigi Kaltbad bis Unterstetten eröffnet.
Doch der Mensch neigt dazu, zu übertreiben. So wurde gerade bei Zahnradbahnen die Spurbreite zugunsten einer besseren Anpassungsfähigkeit und niedrigeren Baukosten massiv gesenkt. Die 1889 eröffnete Pilatusbahn zum Beispiel verfügte nur noch über eine Spurbreite von 800 mm. Ausserdem kam bei dieser Bahn noch eine andere spezielle Neuerung zum Einsatz: die von Eduard Locher entwickelte Zahnstange mit horizontalem Zahneingriff. Dies war nötig aufgrund der enormen Steilheit von bis zu 480 Promille. Bei einer Zahnradbahn mit vertikalem Zahneingriff würde bei dieser Steilheit die Gefahr des Aufsteigens des Zahnrades auf der Zahnstange bestehen, was zur Entgleisung des Fahrzeuges führen würde. Die Lochersche Zahnstange birgt dieses Risiko nicht. Diese Erfindung machte die Pilatusbahn zur steilsten Zahnradbahn der Welt.
Während die Zahnstange der Pilatusbahn einzigartig blieb, setzte sich die Spurbreite von 800 mm für Zahnradbahnen vorübergehend durch. Die 1890 eröffnete Zahnradbahn auf den Monte Generoso wurde ebenso in dieser Spurweite gebaut wie die Brienz Rothorn-Bahn (1892), die Rochers-de-Naye-Bahn (1892), die Schynige Platte-Bahn (1893) und die Wengernalpbahn ( 1893).
Bei den Zahnstangen gab es aber auch weiterhin Variationen. Während die Monte Generoso-Bahn, die Brienz Rothorn-Bahn und die Rochers-de-Naye-Bahn das von Roman Abt entwickelte System mit der Doppellamelle und dem dadurch entstehenden ruhigen Lauf bevorzugten, griffen die Bahnen auf die Schynige Platte und die Wengernalp wieder auf das Riggenbachsche System zurück.

Wengernalpbahn
Dampfzahnradbahn Wengernalp. Zeitgenössische Postkarte um 1900. Quelle: unbekannt

Ein Meter setzt sich durch

Doch bei aller Anpassungsfähigkeit: die 800 mm breite Spur hatte auch ihre negativen Seiten. Einerseits beschränkte sie die Fahrzeugbreite, was unter anderem den Einbau leistungsstarker Motoren einschränkte, andererseits führte sie bei ungleichmässiger Beladung der Wagen zu einer gewissen Instabilität. So kam es, dass nach 1893 in der Schweiz keine für den öffentlichen Personentransport vorgesehenen Bahnen mehr neu gebaut wurden mit einer Spurweite von 800 mm oder schmaler.
Auch bei den Zahnradbahnen setzte sich nun jene Spurbreite durch, die sich bei schmalspurigen Adhäsionsbahnen bereits etabliert hatte: 1000 mm. Die 800 mm kamen lediglich noch bei Erweiterungen bereits bestehender Anlagen zum Zug, zum Beispiel von Montreux nach Glion als Erweiterung der Bahn auf den Rochers-de-Naye.
Die Adhäsions- und Zahnradbahnen im Chablais rund um Aigle, Bex und Monthey zum Beispiel, die im frühen 20. Jahrhundert entstanden, erhielten alle eine Spurweite von 1000 mm.
Auch die 1898 eröffnete Gornergratbahn und die in mehreren Sektoren zwischen 1898 und 1912 eröffnete Jungfraubahn erhielten beide eine Spurweite von 1000 mm. Bei der Zahnstange hörte die Einigkeit jedoch auf: bei der Gornergratbahn wurde das System Abt gewählt, während die Jungfraubahn das von Emil Strub entwickelte System bevorzugte, das aus einer mittleren Schiene bestand, aus welcher die Zahnlücken ausgefräst wurden.

Die Elektrizität kommt in die Berge

Jungfraubahn
Die von Anfang an mit Drehstrom elektrifizierte Jungfraubahn mit Rowan-Zug und
Jungfrau. Zeitgenössische Postkarte, frühes 20. Jahrhundert. Quelle: Ed. Photoglob, Zürich

Die beiden am Schluss erwähnten Zahnradbahnen zeichnen sich durch eine weitere Besonderheit aus: während die vorangehenden Bahnen als Dampfzahnradbahnen gebaut waren, wurden die Bahnen aufs Jungfraujoch und auf den Gornergrat von Beginn an elektrisch betrieben. Und zwar mit Drehstrom und dies bis heute.
Was bitte ist Drehstrom? Drehstrom ist eine Art Wechselstrom, der jedoch neben der Masse zwei Phasen benötigt. Beim Drehstrom laufen der Generator und die angetriebenen Motoren synchron, das Potenzial der Phasen wechselt ständig. Im Gegensatz zu anderen Stromarten gibt es beim Drehstrom an den Motoren keine Schleifkontakte, die zu Funkenbildung führen können.
Als Alternative stand damals lediglich der Gleichstrom. Bis zum Ende des 19. Jahrhunderts waren vor allem Strassenbahnen und strassenbahnähnliche Bahnen mit einem Gleichstrommotor ausgestattet worden. Jedoch hatte der Gleichstrom den Ruf, nur geringe Leistungen zu ermöglichen, die zwar für Strassenbahnen durchaus genügen würden, jedoch nichts seien für steile Zahnradbahnen. Ausserdem konnte Gleichstrom nur über eine beschränkte Strecke übertragen werden und brauchte regelmässig neue Einspeisungen.
Der Einphasen-Wechselstrom, wie er später für Vollbahnen in der Schweiz zum Standard wurde, stand damals noch nicht zur Debatte. Erst ab 1905 fanden auf der Strecke Zürich Seebach - Wettingen erste Versuche mit dieser Stromart statt.
So fiel für die Zahnradbahnen auf das Jungfraujoch und den Gornergrat die Wahl auf den Drehstrom, zumal dieser im Gegensatz zum Gleichstrom noch den Vorteil bietet, dass ein Motor ohne weiteres auch als Generator funktionieren kann und somit ein talwärts fahrendes Fahrzeug Energie ins Netz zurückgeben kann, welche wiederum von bergwärts fahrenden Fahrzeugen genützt werden kann.
Jedoch hat der Drehstrom auch seine Nachteile. Er benötigt zum Beispiel eine zweipolige Fahrleitung, was vor allem beim Überspannen von Weichen und Kreuzungen zum Problem wird, da sich die beiden unterschiedlich gepolten Fahrleitungen ja nicht berühren dürfen. Ausserdem ist die Drehzahl des Motors vorgegeben und somit kann die Geschwindigkeit eines Fahrzeuges nur eingeschränkt variiert werden.
Schlussendlich überwogen die Nachteile des Drehstroms. Ursprünglich mit Drehstrom elektrifizierte Vollbahnen wie die Burgdorf - Thun-Bahn oder die SBB-Strecke Sion - Brig - Iselle wurden später auf Einphasen-Wechselstrom umgebaut, als diese Stromart sich durchzusetzen begann. Andere Drehstrombahnen der Schweiz wurden auf Gleichstrom umgebaut, wieder andere verschwanden gänzlich, wie die 1905 eröffnete Zahnradbahn Brunnen - Axenstein, welche mit Drehstrom elektrifiziert war und auf einer Spurweite von 1000 mm mit einer Zahnstange System Strub unterwegs war.

Zahnradbahn Brunnen-Morschach-Axenstein
Zahnradbahn Brunnen - Morschach - Axenstein, Aufnahme um 1960. Quelle: Harald Navé

Im ersten Jahrzehnt des 20. Jahrhunderts setzte sich die Erkenntnis durch, dass der Gleichstrom sehr wohl ausreicht, um Zahnradbahnen zu betreiben. So elektrifizierte man auch im Gebirge die Bahnen fortan mit Gleichstrom, so dass heute die Jungfrau- und die Gornergratbahn die einzigen Drehstrombahnen der Schweiz sind.
Die Kleine Scheidegg im Berner Oberland wurde durch diese Umstände zum Schauplatz aussergewöhnlicher Eisenbahngeschichte. Hier treffen sich die Normen unterschiedlicher Jahrzehnte. Die 800 mm breiten Gleise der Wengernalpbahn dokumentieren die übliche Spurweite für Zahnradbahnen der frühen 1890er Jahre, die 1000 mm breiten Gleise und der Drehstrom der Jungfraubahn repräsentieren die üblichen Normen betreffend Spurweite und Stromart für Zahnradbahnen um 1900 und der Gleichstrom der Wengernalpbahn wiederum zeigt die um 1910 übliche Elektrifikation der Zahnradbahnen. 20 Jahre Zahnradbahngeschichte auf einem Fleck!

Das Zeitalter der Seilbahnen

Nach 1912 wurden in der Schweiz mit Ausnahme von vereinzelten Umbauten von Standseilbahnen zu Zahnradbahnen keine neuen Zahnradbahnen mehr eröffnet. Lediglich einige Zahnstangenabschnitte bei eigentlichen Adhäsionsbahnen wie auf dem Streckennetz der heutigen Matterhorn - Gotthard-Bahn kamen noch dazu. Die Erschliessung der Berggipfel hingegen erfolgte ab nun mehr und mehr durch Seilbahnen, die schneller und einfacher zu erbauen und kostengünstiger zu unterhalten sind.
Obwohl das Zeitalter dieser speziellen Art von Eisenbahnen schnell vorbei war, blieb die Schweiz das Land der Zahnradbahnen. In keinem anderen Land gibt es heute noch so viele Bahnen dieser Spezies wie hier. Schliesslich stammt der erfolgreichste Zahnradbahnbauer aller Zeiten, Niklaus Riggenbach, aus der Schweiz, und selbst einige Zahnradbahnen im Ausland tragen seine Handschrift.

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