E 360 Trifase Historisches etc.

Historisches: Die Entwicklung der elektrischen Zugtraktion in Italien und Europa

Trifase-Storia

Trifase: 3-Phasen-Wechselstrom (Drehstrom). Es waren statt der heute bei 1-Phasen-Wechselstrom- und Gleichstrombahnen üblichen Stromzuführung 2 Oberleitungsdrähte erforderlich, was natürlich vergleichsweise aufwändiger war. Als dritte Phase (Stromrückführung) dienten wie normalerweise auch bei anderen Systemen die Schienen.

Italienische “Trifase“-Ellok 360

Die erste “große“ Drehstrom-Elektrolok Italiens. Ein wenig bekannter Meilenstein in der Entwicklung der elektrischen Zugtraktion in Italien

Die E 360 wurde in 3 Exemplaren gebaut.

Sie war eine der ersten und erfolgreichen Wegbereiter für die damals neue und bis dato in Italien noch nicht erprobte Drehstrom- (Trifase) Elektrolokomotivtechnik.

Das Drehstrom-Konzept und die Technik der E 360 hatte sich offenbar bewährt und gab letztlich den Ausschlag für die Elektrifizierung Oberitaliens mit dem Trifase-System. Trotz mancher Nachteile der Drehstromtechnik. Es gab damals noch nicht die Hochleistungs-Regelelektronik wie bei Drehstrom-Triebfahrzeugen der Neuzeit unter Wechselstrom- oder Gleichstrom-Fahrleitung.

Das beweist auch die Tatsache, dass diese 3 Loks über ca. 30 Jahre in Betrieb waren, und die in über 25 Jahren teilw. in großen Stückzahlen gebauten und deshalb auch allgemein bekannten späteren Trifase-Loktypen (z.B. E 330, 331, 332, 333, 431, 432, 470, 471, 472, 550, 551, 552, 554, 570) optisch und technisch meist große Ähnlichkeiten mit der E 360 hatten.

Die ersten elektrischen Bahnen

Schon im Jahr 1837 hatte der Amerikaner Thomas Davenport, der auch den ersten elektr. Wagen baute, das US-Patent für einen Elektromotor erhalten. Ein Generator, mit dem sich dauerhaft hohe Ströme erzeugen lassen, stellt im Prinzip nichts anderes als die Umkehrung eines Motors dar. Diese Erkenntnis samt praktischer Umsetzung begründete jedoch erst 30 Jahre später Werner Siemens, der 1879 erstmals auf der Berliner Gewerbeausstellung die berühmte kleine elektr. Grubenbahnlok (3 PS) mit offenen Sitz-Wägelchen vorstellte. Das Maschinchen steht heute im Siemens-Museum in München. Ein Jahr später setzte Thomas Alva Edison in Amerika ebenfalls eine kleine, aber deutlich stärkere und schnellere Grubenlok in Gang. Allerdings hatte schon 1864, also noch vor der Formulierung des dynamo- elektrischen Prinzips durch Siemens, der ital. Ingenieur Pacinotti in einer Fachzeitschrift über eine elektr. Maschine berichtet, die als Motor wie als Generator arbeiten konnte. Bald entstanden ab 1884 in Amerika elektr. Straßenbahnen und Überlandbahnen mit Straßenbahncharakter. Ähnliches geschah auch in Europa, wo “die Elektrische“ bald zum unverzichtbaren Attribut jeder Großstadt gehörte. Besonders auch in Budapest / Ungarn, wo Siemens & Halske ab ca. 1889 eine Stadtbahn erbaute. Dort ging auch 1896 eine U-Bahn in Betrieb, gleich nach der ersten U-Bahn-“Vollbahn“ der Welt 1890 in London, mit elektr. Lokomotiven. Weitere folgten ab 1900 in Paris, Baltimore etc.

Die erste ausschließlich elektrisch betriebene (Gleichstrom-) Vollbahn mit 4,5 km Länge gehörte der Lokalbahn AG in München und führte ab 1895 von Tettnang (Württ.) nach Meckenbeuren.

Vor allem forcierte jedoch die Preußisch-Hessische Staatsbahn besonders auch die Fernbahn- Elektrifizierung. Ein angenehmer und vorerst “Nebeneffekt“ der Bahn-Elektrifizierung war die Versorgungsmöglichkeit von Privathäusern, öffentlichen Gebäuden und Industrie mit elektrischem Strom.

Zum historischen Vergleich:

Die ersten brauchbaren aber noch höchst primitiven Dampfloks fuhren um 1800 auf Kohlegrubenbahnen in England. 1825 fuhr der erste Eisenbahnzug der Welt mit offizieller Personenbeförderung von Stockton nach Darlington in England. Stephenson’s “ROCKET“ gewann den ersten Lokomotiv-Wettbewerb 1929 auf der gerade neu errichteten Liverpool-Manchester-Bahn mit Personenbeförderung.

Die erste Eisenbahn in Deutschland Nürnberg-Fürth wurde 1835 eröffnet.

In Italien fuhr die erste Dampf-Eisenbahn ab 1839 auf der Strecke Napoli-Portici.

3-Phasen-Wechselstrom

als Versuch

Die ersten elektrischen Bahnen wurden mit Gleichstrom betrieben, der damals nur in verhältnismäßig niedrigen Spannungen von mehreren Hundert Volt zur Verfügung stand. Gleichstrom eignete sich deshalb nach damaligem Stand der Technik wegen der Leitungs-Übertragungsverluste etc. und deshalb erforderlicher zahlreicher kostspieliger Einspeisungspunkte nicht für einen Bahnbetrieb über längere Entfernungen.

Schon vor 1900 begann deshalb die Suche nach dem optimalen Bahn-Stromsystem. Dafür bot sich der Drehstrom an, der sich mittels Transformatoren auf Hochspannung transformieren lässt, womit größere Übertragungsweiten ohne übermäßige Energieverluste zu erzielen sind. Der Drehstrommotor bestach außerdem durch einfachen Aufbau, hohe Leistung bei geringem Gewicht, geringen Verschleiß und niedrigen Wartungsaufwand.

Nach ca. 10-jähriger Entwicklung wurde der Drehstrommotor erstmals auf der Trambahnlinie Lugano-Paradiso im Schweizer Kanton Tessin im Bahnbetrieb erprobt: Charles Eugene Lancelot Brown, Sohn des Gründers der Schweizerischen Lokomotiv- und Maschinenfabrik Winterthur, unternahm 1895 zusammen mit Walter Boveri die ersten Versuchsfahrten mit einem Drehstromwagen. 1897 absolvierte die erste Zahnrad-Drehstromlokomotive die ersten Versuchsfahrten auf dem gerade fertiggestellten ersten Teilstück der Gornergratbahn (Zermatt), die noch heute wie auch z.B. die Jungfrau-Bahn mit Drehstrom und Doppeldraht-Oberleitung betrieben wird.

1899 ging die von Brown, Boveri & Cie im Schweizer Baden mit Drehstrom elektrifizierte Bahn von Burgdorf (Emmental) nach Thun mit Triebwagen und 2 Lokomotiven in Betrieb. Letztere sind heute im Verkehrshaus Luzern bzw. im Deutschen Museum München zu besichtigen.

Die erste Drehstom-Strecke Deutschlands war ab 1900 Murnau– Oberammergau mit 2 Triebwagen, zusätzlich zum Dampfbetrieb. AEG und Siemens bauten einen Versuchstriebwagen, der auf einer Teststecke bei Berlin 1903 den damaligen Geschwindigkeits-Weltrekord von 210 km/h aufstellte. Zu einer weiteren praktischen Nutzanwendung der Drehstromtechnik für geplante Schnellverkehrsstrecken kam es jedoch auf Grund politischer, technischer und wirtschaftlicher Probleme in Deutschland vorerst nicht.

E 360: Die erste “große“ Drehstrom-Elektrolok Italiens,

auf Veltlinbahn und Simplon

Die ungarische Maschinenfabrik Ganz & Cie / Budapest ließ nach Einrichtung ihrer elektrischen Abteilung 1878 unter dem berühmten Chefkonstrukteur Kalman Kando 1899 in Ungarn zunächst eine 1,5 km lange Versuchsstrecke auf der Altofener Donauinsel für 3000 Volt Drehstrom anlegen. Günstige Versuchsergebnisse verhalfen der Firma zu Aufträgen zuerst für eine kurze Werksbahnstrecke der Munitionsfabrik Wöllersdorf bei Wiener Neustadt. Dann aber lieferte die Firma Drehstromfahrzeuge vor allem nach Italien, zuerst an die erste für ausschließlich elektrischen Drehstrom-Betrieb von anfangs 3000 V 15,6 Hz konzipierte Veltlinbahn in Norditalien, die 1902 eröffnet und von der Eisenbahngesellschaft Rete Adriatica (RA) geführt wurde. Die ersten Strecken führten anfangs von Lecco (Comer See) über Colico nach Sondrio, mit einer Zweiglinie von Colico nach Chiavenna, insgesamt 106 km Länge, wurden später mehrmals erweitert z.B. bis Tirano (Anschluss an die Gleichstrom-RhB-Berninabahn) und existieren heute noch, wenn auch natürlich nicht mehr mit Drehstrom elektrifiziert.

Das waren die ersten Linien des zukünftigen norditalienischen Drehstromnetzes, das nach und nach in Piemont, Ligurien, Trentino und Südtirol aufgebaut wurde. Die neugebaute Veltlin-Linie diente anfangs primär als “Teststrecke“ zur erstmaligen Erprobung und Beobachtung der für Italien neuartigen Trifase-Elektrotraktionstechnik und allem Zubehör.

Ganz & Cie lieferte als Erstausstattung einige elektr. Bo’Bo’-Triebwagen:

1901: 5 Stck. RA 301-305 / FS E 1-5,

1902: 5 Stck. RA 321-325 / FS E 21-25,

kleine elektr. Bo+Bo-Loks:

1901: 2 Stck. RA 341-342 / FS E 430 001-430 002 (eine der kleinen Bo+Bo-Loks steht heute im Museo Scienza e Tecnica “Leonardo da Vinci“ Milano) sowie im Jahr 1905 die 3 starken Elloks RA 361-363 / FS E 360 001-003 (Vorbilder der FINE SCALE MÜNCHEN-Modelle).

Sie waren damit die ersten Elektro-Vollbahnfahrzeuge Italiens, wenn man einmal von einigen früheren italienischen Gleichstrom-Fahrzeugen mit Stromschienen- und Akku(versuchs-)betrieb absieht.

Als in der Schweiz 1906 die Aufnahme des Betriebs am Simplon durch den damals mit fast 20 km längsten Tunnel der Welt bevorstand, war wegen der Streckenneigung in Tunnelmitte befürchtet worden, dass durch die Rauchgasansammlung ein Dampfbetrieb im Tunnel nicht möglich sei.

Brown, Boveri & Cie übernahm daraufhin kurzfristig und auf eigene Rechnung die Elektrifizierung des rund 22 km langen Abschnittes Brig - Iselle mit Drehstrom von 3300 Volt 16 2/3 Hertz, wohl um die Vorteile des Elektrobetriebs unter Beweis zu stellen und dadurch Aufträge von den Schweizerischen Bundesbahnen (SBB) zu erhalten. Für diesen hauptsächlich im Tunnel gelegenen Streckenabschnitt wurden von der SBB die 3 Veltlin-Elloks RA 361-363 für 2 Jahre angemietet, bis sie eigene Drehstromloks in Dienst stellen konnte. Die 3 RA-Loks wurden von der SBB provisorisch durch Entfernung der Buchstaben RA “umgezeichnet“. Der mit Drehstrom betriebene Teil der Simplonlinie wurde erst ca. 1930 auf das inzwischen seit langem in der Schweiz und in Europa überwiegend übliche weil technisch vorteilhaftere 1-Phasen-Wechselstromsystem umgestellt.

Die Rete Adriatica (RA) wurde von der neugegründeten Staatsbahn FS (Ferrovie dello Stato Italia, heute seit 2000 TRENITALIA S.p.A.) übernommen. Ebenso wurden nach und nach auch die meisten anderen bis dato eigenständigen italienischen Bahngesellschaften in die FS eingegliedert.

Die FS war 1905 per Gesetz gegründetet worden, um die auch schon damals in Italien üblichen häufigen Streiks der Eisenbahnbediensteten und die damit verbundene Wirtschaftsschädigung einzudämmen.

Die 3 Elloks RA 361-363 erhielten von der FS die Bezeichnung E 360 001-003 und später den FS-typischen schwarzen Anstrich, wie man’s von Dampflokomotiven gewohnt war.

Sie verblieben nach ihrem Simplon-Einsatz ausschließlich auf den Veltlin-Linien der FS.

Die E 360 001 wurde erst in den 1960er-Jahren verschrottet. Davor diente sie nach ihrer Ausrangierung in den 1930er-Jahren noch gelegentlich für Austellungen historischer Fahrzeuge.

Heute ist leider kein Exemplar der E 360 mehr erhalten. Auch keine der vier äußerlich fast identischen Veltlin-Nachfolge-Loks E 380 (bzw. Umbauversion E 390) von ca. 1907 und auch keine der ebenfalls ziemlich ähnlichen SBB- Simplontunnel-Loks Fb 3/5 364-365 (später umbenannt in Ae 3/5 364-365) von ca. 1908.

Trifase in Italien

Obwohl schon 1905 das 1-Phasen-Wechselstromsystem einsatzreif, wenn auch nur wenig erprobt war (die damaligen “Kinderkrankheiten“ wie z.B. funkensprühende Kollektoren konnten reduziert bzw. umgangen werden) und von SIEMENS erstmals auf der bayerischen Lokalbahn Murnau – Oberammergau sowie von der Maschinenfabrik OERLIKON in der Schweiz ab 1905 erfolgreich zum Einsatz gebracht wurde, setzte die italienische Staatsbahn trotz der Trifase-Nachteile (besonders an Weichen sehr aufwändige zweipolige Oberleitung, nur wenige konstante Motordrehzahl- und damit Geschwindigkeitsstufen möglich) offenbar auf die bis dato ersichtlichen Vorteile und positiven Erfahrungswerte von 3-Phasen- Wechselstrom (längere Erfahrungswerte, schon existierende Trifase-Oberleitung, existierende Drehstrom-Triebfahrzeuge, -Kraftwerke und Unterwerke, robuste Technik, Preisgünstigkeit) und rüstete einen großen Teil der nord- und mittelitalienischen Alt- und Neubau-Strecken nach und nach von Dampfbetrieb aufÊTrifase-Elektrobetrieb um.

Dies war im Vergleich zu anderen europäischen Bahnen, die größtenteils mit Dampfloks betrieben wurden und erst ab ca. 1925 mit der Elektrifizierung begannen, nicht nur technisch sehr fortschrittlich, sondern im rohstoffarmen und gebirgigen Italien auch eine praktische Erfordernis. Besonders auf den tunnelreichen Strecken Liguriens wären Dampfloks wohl nicht sehr vorteilhaft gewesen, und auf den in Italien zahlreichen steilen Gebirgsstrecken geht Dampfloks nun mal eher die Puste aus als Elloks.

Die ersten Trifase-Oberleitungsmasten der Veltlinbahn bestanden noch aus Holzstämmen mit Auslegern sowie Brücken-Stabilisatoren, die von der Bauart jedoch schon deutliche optische Ähnlichkeit mit der auch heute verwendeten typischen FS-MANNESMANN-Oberleitungs-Bauart mit Rohrstangen und breiten Auslegern hatte. Neuere Trifase-Masttypen sind mit Ausnahme der Fahrdraht-Aufhängung optisch ziemlich identisch mit modernen FS-Oberleitungsmasten. Die Trifase-Oberleitung war äußerst empfindlich und aufwändig: Es waren viele Unterwerke zur Stromeinspeisung erforderlich,da die Loks selbst keinen Haupttrafo besaßen und die Fahrmotoren sehr empfindlich für Spannungsschwankungen waren (z.B. bei starker Stromentnahme durch anderer Loks). Auch war ein sehr kurzer Mastenabstand nötig, um die Doppel-Leitungen stabil und berührungs(kurzschluss-)sicher zu halten. Der Fahrdraht-Zickzack war nur plusminus 10 cm, es gab keine Gewichtsnachspannung. Deshalb waren nur relativ niedrige Höchstgeschwindigkeiten bis max. 100 km/h möglich.

1942 hatte das italienische Drehstromnetz mit 1840 km seine größte Ausdehnung erreicht.

Die Trifase-Epoche ging in Italien erst im Mai 1976 mit einer Feier im Bahnhof Acqui Terme zu Ende. Spätestens ab diesem Zeitpunkt waren bzw. wurden alle italienischen Trifase-Linien auf Gleichstrom umgestellt, etliche Linien bereits früher:

Der italienische Teil der Brenner-Strecke z.B. schon 1965.

Die Umstellung erfolgte oft "über Nacht":

In der Übergangszeit der Umstellung auf 3000V Gleichstrom wurden oft die alten Trifase-Doppel-Fahrdraht-Leitungen durch Zusammenschieben weiterbenutzt, bis die Einfachdrähte mit neuen Aufhängungen montiert waren.

Die urigen braunen Lok-Ungetüme blieben unvergesslich und sind heute in einigen Fahrzeug-Museen zu bewundern: z.B.

Museo Ferroviario di Pietrarsa (bei Neapel), MUSEO NAZIONALE DELLA SCIENZA E DELLA TECNICA DI MILANO, MUSEO FERROVIARIO PIEMONTESE (Torino/ Savigliano), Technikmuseum Speyer (Speyer, Deutschland).

Drehstrom-Antriebstechnik heute

1979 wurde von KRAUSS MAFFEI auf der Verkehrsausstellung in München der Prototyp der ersten modernen Universallokomotive (DB BR 120) mit dem vielversprechenden Drehstrom-Antriebssystem vorgestellt. Die Drehstrom-Antriebstechnik kommt heute bei modernen Lokomotiven und Triebwagen aller Art dank modernster Umformer- und Steuerungselektronik unter Wechselstrom- und Gleichstromsystemen verstärkt zum Einsatz, z.B. auch für sog. Mehrsystem-Elloks, die grenzüberschreitend unter verschiedenen Stromsystemen fahren können.

Weitere Informationen und Bilder zur Veltlin- Bahn, zu Trifase- Technik, -Lokomotiven, Oberleitung etc. finden Sie in den FINE SCALE MÜNCHEN- Prospekten und Spezial-Infoseiten sowie in zahlreichen sehr empfehlenswerten Fachbüchern und Publikationen.

Buchtitel und Bestell-Adressen siehe unten bzw. z.B. auf der Link-Liste auf den FINE SCALE MÜNCHEN-Internetseiten. Oder einfach mal im Internet nach “Trifase“ suchen!

Buchempfehlungen:

Für detaillierte Informationen zur Technik, Geschichte und Entwicklung der Trifase-Eisenbahn-Technik (in italienischer Sprache, aber schon wegen der Bilder auch für Nicht-italienisch-Kundige zu empfehlen):

-> FERROVIE TRIFASI NEL MONDO

1895-2000

Giovanni Cornolo, Martin Gut.

535 Seiten, Fachkompendium, durchgehend bebildert, meist historische SW-Abb., 1999

ISBN 88-87372-10-1

Verlag: Ermano Albertelli editore

-> LOCOMOTIVE TRIFASE

Trifase-Elloks von 1902-1976

Wunderschöner Bildband, A 4, 130 Seiten, SW und Farbe. 2003, ISBN 88900979-9-X ca. EUR 29,-

Verlag: DUEGI EDITRICE (gibt auch das bekannte und sehr gute monatlich erscheinende Eisenbahnmagazin ”TUTTO TRENO” heraus)

via Vittorio Veneto 19, I-35020 Albinasego (PD), Tel. 0039-049-711363 Fax 0039-049-6826077

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