Die Straßenbahn: woher sie Strom bekommt und wie sie fährt

Die Straßenbahn bezieht ihren Strom aus einem Draht, der über den Gleisen hängt und Oberleitung heißt. Auf dem Dach hat sie einen Stromabnehmer, der den Draht ständig berührt. Der Strom fließt durch die Motoren und über die Räder in die Schienen, die ihn zurückleiten. In Bratislava liegt am Draht eine Gleichspannung von 600 Volt an.

Die Motoren sitzen in den Drehgestellen, also den Rahmen mit Rädern unter dem Wagen, und treiben die Achsen über ein Zahnradgetriebe an. Ein Stahlrad rollt auf einer Stahlschiene mit geringem Widerstand, und die Schienen führen die Straßenbahn zugleich, sodass sie kein Lenkrad braucht. Die erste elektrische Straßenbahn im dauerhaften öffentlichen Betrieb fuhr ab 1881 bei Berlin, davor zogen in den Städten Pferde die Wagen über Schienen. In Bratislava fährt die Straßenbahn seit 1895.

Woher die Straßenbahn Strom bekommt und wie sie ihn in Bewegung umsetzt

Die Oberleitung ist ein Draht, der über der Strecke gespannt ist und unter Spannung steht. Die Straßenbahn berührt ihn mit dem Stromabnehmer auf dem Dach, und der Strom fließt über die Steuerung zu den Motoren. Von den Motoren geht er über die Räder in die Schienen und durch sie zurück zum Unterwerk, das die Leitung speist. So schließt sich der Stromkreis ohne einen zweiten Draht.

Die meisten Straßenbahnnetze haben den Pluspol im Draht und den Minuspol in den Schienen. Ein so geschaltetes Netz schädigt Metallrohre, die neben der Strecke im Boden liegen, weniger durch Korrosion. Bratislava nutzt genau diese Schaltung mit 600 Volt Gleichstrom.

Der Stromabnehmer war nicht immer gleich. Auf alten Fotos und an Modellen findest du drei Arten:

• Stangenstromabnehmer. Eine lange Stange auf dem Dach mit einer Rolle oder einem Schleifschuh am Ende. Eine Feder drückt sie von unten an den Draht. Typisch war er für amerikanische Netze.
• Lyrabügel. Ein bogenförmiger Rahmen, der mit seiner Oberkante am Draht anliegt. Entworfen hat ihn Walter Reichel, ein Mitarbeiter von Werner von Siemens, im Jahr 1889, und in Kontinentaleuropa wurde er schnell üblich.
• Pantograf. Ein zusammenklappbarer Gelenkrahmen mit einer breiten Schleifleiste oben. Er springt kaum vom Draht ab, lässt sich leicht heben und senken, und die meisten Straßenbahnen haben ihn heute.

Der Strom treibt die Fahrmotoren an, also die Elektromotoren, die das Fahrzeug ziehen. Jeder Motor treibt meist eine Achse über ein Zahnradgetriebe an, das die Drehzahl des Motors senkt und die Kraft an den Rädern erhöht. Ältere Straßenbahnen hatten Gleichstrommotoren für etwa 600 Volt. Bei niedriger Geschwindigkeit liefern sie viel Kraft, was gerade beim Anfahren nützt. Neuere Fahrzeuge haben Drehstrommotoren, für die eine Elektronik den Strom aus der Leitung anpasst.

Warum sie auf Schienen fährt und wie sie anfährt und bremst

Schienen geben der Straßenbahn zwei Dinge: geringen Rollwiderstand und genaue Führung. Ein Metallrad rollt auf einer Metallschiene mit geringem Widerstand, leichter als ein Wagenrad auf Pflaster. Schon bei Pferdebahnen hieß das, dass ein Pferd auf Schienen mehr ziehen konnte als auf der Straße und die Fahrt ruhiger war.

Auf der Schiene hält die Straßenbahn vor allem die Form der Räder. Ihre Lauffläche ist leicht kegelförmig, sodass sich der Radsatz, also zwei Räder auf einer gemeinsamen Achse, von selbst zur Gleismitte zurückbewegt. Der Spurkranz, also der erhöhte Rand an der Innenseite des Rades, greift erst ein, wenn das nicht reicht, zum Beispiel in einer engen Kurve.

In der Stadt liegen die Schienen auf Höhe des Pflasters, deshalb verwendet man die Rillenschiene. Neben dem Schienenkopf hat sie eine Rille, in der der Spurkranz läuft, und Autos wie Fußgänger können die Strecke überqueren. Erfunden hat sie der französische Erfinder Alphonse Loubat im Jahr 1852. Die Rille setzt sich mit Splitt und Schmutz zu und muss gereinigt werden, sonst fährt die Straßenbahn hart, und Rad wie Schiene können Schaden nehmen. Für Radfahrer ist sie eine Stelle, an der das Rad hängen bleiben kann.

Anfahren und Bremsen steuert der Fahrer mit dem Fahrschalter. Ältere Straßenbahnen hatten einen eigenen Hebel zum Fahren und einen eigenen zum Bremsen, neuere haben einen einzigen Fahrschalter mit Sicherheitsschalter, der die Straßenbahn anhält, wenn der Fahrer ihn nicht mehr hält. Zum Bremsen hat die Straßenbahn mehrere Systeme:

• Elektrische Bremse. Beim Bremsen werden die Motoren auf Generatorbetrieb umgeschaltet und wandeln die Bewegung wieder in Strom um. Der fließt entweder zurück in die Leitung oder wird in Bremswiderständen zu Wärme. So nutzen sich die Reibungsbremsen weniger ab.
• Reibungsbremsen an den Rädern. Sie halten die Straßenbahn auch dann an, wenn die elektrische Bremse ausfällt.
• Schienenbremse. Elektromagnete, die am Drehgestell knapp über der Schiene hängen, ziehen sich an die Schiene heran und bremsen durch Reibung direkt an ihr. Sie hängt nicht davon ab, wie gut die Räder auf der Schiene haften, und hilft deshalb auch auf nasser Strecke. Eingesetzt wird sie bei Schnell- und Notbremsungen.

Wie aus der Pferdebahn die elektrische Straßenbahn wurde

Vor der Elektrizität zogen Pferde die Wagen über Schienen durch die Straßen. Eine solche Pferdebahn wurde 1832 in New York eingeführt und verbreitete sich von dort in weitere amerikanische und europäische Städte. Ein Pferdewagen auf Schienen beförderte mehr Menschen und fuhr ruhiger als ein Omnibus, also ein Pferdebus ohne Schienen.

Pferde hatten jedoch Grenzen. Ein Pferd arbeitete vier bis fünf Stunden am Tag, deshalb brauchte die Bahn für einen Wagen bis zu zehn Pferde im Stall. Sie mussten gefüttert und gepflegt werden, und ihr Mist musste weggeräumt werden.

Die erste elektrische Straßenbahn für den dauerhaften öffentlichen Betrieb eröffnete die Firma Siemens & Halske am 16. Mai 1881 in Lichterfelde bei Berlin. Die Strecke war 2,4 Kilometer lang, und den Strom mit 180 Volt leiteten die Schienen selbst, ähnlich wie bei einer heutigen Modelleisenbahn. An Bahnübergängen bekamen deshalb Menschen und Pferde elektrische Schläge. Eine Oberleitung bekam diese Strecke erst 1891.

Zur Verbreitung der Stromzufuhr von oben trug der amerikanische Erfinder Frank J. Sprague wesentlich bei, der den Stangenstromabnehmer verbesserte. Ab 1888 fuhren seine Straßenbahnen in Richmond in den USA, auch Steigungen von über 10 Prozent hinauf. Danach ersetzte die Elektrizität die Pferde rasch, und in den 1890er-Jahren begannen die Pferdebahnen in den USA und in Europa nach und nach zu verschwinden.

In Bratislava fuhr die erste Straßenbahn mit Fahrgästen am 27. August 1895 los, zu einer Zeit, als viele europäische Städte noch mit der Pferdebahn fuhren. Den Strom mit 550 Volt erzeugte ein Dampfkraftwerk in der heutigen Pribinova-Straße. Die Hauptstrecke war 3125 Meter lang, hatte 12 Haltestellen, und die Fahrt dauerte 16 Minuten. Am ersten Tag fuhren 2468 Fahrgäste mit der Straßenbahn.

Worauf du am Modell einer historischen Straßenbahn achten kannst

Das Modell einer historischen Straßenbahn zeigt dieselben Teile wie das echte Fahrzeug, nur vereinfacht. Welche davon dein Modell hat und ob sich manche bewegen, erfährst du aus seiner Anleitung und den Abbildungen. Achte beim Betrachten auf diese Stellen:

• Stromabnehmer auf dem Dach. An der Form erkennst du, welches System das Vorbild versorgte: Eine lange Stange ist ein Stangenstromabnehmer, ein bogenförmiger Rahmen ein Lyrabügel und ein zusammenklappbarer Gelenkrahmen ein Pantograf. Beim Stangenstromabnehmer schau, wohin die Stange zeigt. Bei der echten Straßenbahn wurde die Stange hinter dem Wagen hergezogen, nicht vor ihm, sonst sprang sie leicht vom Draht ab. An der Endstation wurde sie deshalb bei Zweirichtungswagen in die neue Fahrtrichtung gedreht.
• Drehgestell und Achsen. Zähl die Achsen unter dem Wagen. Die ersten elektrischen Straßenbahnen waren kleine vierrädrige Wagen mit zwei Achsen. Später ersetzten sie schwerere achträdrige Wagen, die viel mehr Menschen beförderten und ihre Räder meist in zwei Drehgestellen hatten. Bei der echten Straßenbahn sitzen die Räder fest auf der Achse, und der Motor dreht die ganze Achse.
• Führerstand und Plattformen. Schau, ob das Modell den Führerstand an einem Ende oder an beiden hat. Eine Zweirichtungsbahn mit Bedienung an beiden Enden kann an der Endstation einfach die Richtung wechseln, eine Einrichtungsbahn wendet an der Endstation in einer Wendeschleife. In Bratislava fahren beide Arten.
• Räder. Haben die Räder des Modells einen erhöhten Rand, ist das der Spurkranz. Vergleiche, auf welcher Seite des Rades er sitzt: Bei der echten Straßenbahn ist er auf der Innenseite, zwischen den Schienen.

Wenn du dir diese Teile an einem eigenen Modell ansehen willst, kannst du zum Holzmodell Historische Straßenbahn Rolife TG505 oder Klassische Stadtstraßenbahn ROKR LK801 greifen. Das Modell ROKR LK801 bildet laut Beschreibung im Shop die Lissabonner Straßenbahn der Linie 28 nach und hat einen Federmechanismus, der es vorwärts bewegt. Beide Modelle sind laut den Angaben im Shop ab 14 Jahren geeignet.

Häufige Fragen