Fahrleitungsbauarten in Deutschland

Der Artikel Fahrleitungsbauarten in Deutschland behandelt die Oberleitungs-Typen der verschiedenen deutschen Staatsbahnen im Laufe der Zeit.

Bauarten der Deutschen Reichsbahn vor 1945

Einheitsfahrleitung (1926) Nachdem im Fahrleitungsbau etwa zwei Jahrzehnte lang experimentiert worden war, begann die Deutsche Reichsbahn Anfang der 1920er Jahre die Auswirkungen der entstandenen Bauteil-Vielfalt bei der Instandhaltung der Anlagen zu spüren. 1921 wurde im Reichsverkehrsministerium ein „Fahrleitungsausschuß“ einberufen, der die Betriebserfahrungen aus den elektrisch betriebenen Strecken zwecks Vereinheitlichungen auswerten sollte. 1924 wurden die erarbeiteten „Vorschriften über die Ausführung und die Festigkeitsberechnung für Wechselstrom-Fernbahnen“ vorläufig erlassen und am 1. März 1926 endgültig in Kraft gesetzt. Die Vereinheitlichung beschränkte sich allerdings im Wesentlichen auf das reine Kettenwerk. Zum Bereich der Ausleger, Quertragwerke, Masten, Nachspannungen und Isolatoren waren nur allgemeine Festlegungen getroffen worden. Bei der ebenfalls nicht vereinheitlichten Tragseil-Aufhängung hatte sich zwar weithin die Führung des Tragseiles lotrecht über dem Fahrdraht als de-facto-Standard ergeben, allerdings war diese Aufhängung genau zu dieser Zeit Gegenstand intensiver Versuche der Hersteller mit windschiefen (Tragseil verläuft im Zickzack gegenläufig zum Fahrdraht) und halbwindschiefen (Tragseil verläuft in Gleisachse) Anordnungen, die ein besseres Windabtriebsverhalten versprachen.

Bei den Kettenwerken wurde die Nutzung des noch heute gebräuchlichen Rillenfahrdrahts verbindlich festgelegt, da er günstigeres Windabtriebsverhalten als die vormals auch verwendeten Profilfahrdrähte zeigte. Die Regel-Fahrdrahthöhe wurde auf 6,0 m festgelegt, der Seitenausschlag des Fahrdrahtes (Zickzack) auf ±600 mm, und die maximale Nachspannlänge auf 1500 m. Einwandfreie Stromabnahme musste bis 110 km/h gewährleistet sein.

Einheitsfahrleitung (1931) Zum 15. Mai 1931 wurden die Fahrleitungsvorschriften von 1926 in weitreichend überarbeiteter Form unter dem Titel „Dienstvorschrift für die Ausführung und die Festigkeitsberechnung der Fahrleitungen für Wechselstrombahnen für 15 kV Nennspannung“ neu in Kraft gesetzt. Erstmals wurden die Fahrleitungsanlagen mit allen benötigten Einzelteilen in verbindlichen Normzeichnungen des Reichsbahnzentralamts München ausspezifiziert.

Die Vorschrift forderte einwandfreie Befahrbarkeit der Fahrleitung bis 120 km/h. Vorspannbetrieb mit elektrischen Lokomotiven war zu berücksichtigen. In der Praxis wurden Fahrleitungen der Bauart 1931 bis 110 km/h befahren, denn bei 120 km/h kam es selbst mit modernen Stromabnehmern in Nachkriegs-Bauweise häufig zu Bügelspringen. Für die ab 1935 eingeführten Stromabnehmer mit Kohleschleifstücken konnten mit der damaligen Entwicklungsstufe dieser Technologie aufgrund der hohen Masse zunächst höchstens 90 km/h zugelassen werden. Vorteile der Kohleschleifstücke waren eine drei- bis vierfach längere Standzeit des Fahrdrahts und weniger Funkstörungen für die Anlieger der Bahnstrecken.

Der Seitenausschlag wurde auf ±500 mm reduziert. Der maximale Mastabstand wurde auf 75 m begrenzt. Das Kettenwerk war halbwindschief ausgeführt. Das Tragseil wurde nicht nachgespannt. Die Ausleger der Einzelstützpunkte entsprachen einer süddeutschen Bauart und bestanden aus zwei gebogenen Winkeleisen, an denen das Tragseil mit einem bzw. bei Gleisbögen unter 300 m mit zwei Isolatoren aufgehängt war. Die Systemhöhe betrug 1,40 m. Die Quertragwerke waren schlesischer Bauart und hatten in der Regel ein geerdetes oberes Richtseil. Bei Gleisbögen mit weniger als 800 m Radius war dies so nicht mehr möglich, weil sich eine zu starke Schrägstellung der Isolatoren am oberen Richtseil ergeben hätte. In solchen Fällen musste das obere Richtseil unter Aufwendung zusätzlicher Isolatoren spannungführend ausgebildet werden. Die grundsätzliche Bauweise dieser Quertragwerke wurde auch nach dem Krieg und bis in die heutige Zeit beibehalten.

Die Sicht auf Signale musste entweder durch Aufweitung des Abstands zwischen Mast und Gleis (Sichtkeil) oder durch Einsatz von Mehrgleisauslegern sichergestellt sein. In reinen Rangierbereichen konnte Einfachfahrleitung ohne Tragseil gebaut werden. Streckentrenner waren bis 50 km/h zulässig; bei höheren Geschwindigkeiten mussten Streckentrennungen gebaut werden.

Für Triebfahrzeugdurchläufe in das österreichische Netz nach dem »Anschluss Österreichs« wurden die Reichspaletten mit einer Breite von 1950 mm eingeführt. Dafür musste der Seitenausschlag auf ±400 mm reduziert werden. Ausgeführt wurde diese Änderung bis zum Ende des Zweiten Weltkrieges praktisch nur im süddeutschen Netz.

Fahrleitung mit Doppelfahrdraht (1942) Anfang der 1940er Jahre war das Reichsbahnzentralamt München vom Reichsverkehrsministerium beauftragt worden, eine Einheitsfahrleitung für hohe Geschwindigkeiten und hohe Strombelastungen bis zur Baureife zu entwickeln, mit der zukünftige Streckenelektrifizierungen nach Kriegsende realisiert werden sollten. Angepeilt wurden Geschwindigkeiten von 150 bis zu 200 km/h. Kriegsbedingt kam dieses Projekt über die Erprobung von Einzelkomponenten nicht hinaus, aber die erstellten Unterlagen bildeten die gemeinsame Ausgangsbasis für die nach dem Krieg getrennt laufende Weiterentwicklung der Fahrleitungen in den beiden deutschen Staaten.

Die erhalten gebliebenen Zeichnungen zeigten bereits Konstruktionsmerkmale, die sich auch in den Nachkriegsbauarten wiederfinden: Für die Einzelstützpunkte war der Drehausleger der Bauart AEG vorgesehen. Aus den Kettenwerken der Bauart Siemens-Schuckert übernahm man das Y-Beiseil, dessen Länge man nach Versuchen im Jahr 1941 auf 12 Meter festgelegt hatte. Die erhöhte Stromtragfähigkeit der Fahrleitungsanlage sollte durch Nutzung von Doppelfahrdraht erreicht werden. Vor der nach dem Krieg stattdessen üblichen Lösung mit auf den Masten mitgeführten Verstärkungsleitungen schreckte man aus Kostengründen zurück. Die beabsichtigte versetzte Aufhängung der Doppelfahrdrähte erwies sich allerdings als wenig praxistauglich, da die Abnutzung der beiden Fahrdrähte jeweils an den Hängern stark unterschiedlich ausfiel. Parallel zur Fahrleitung mit Doppelfahrdraht wurde allerdings auch eine Variante mit Einfachfahrdraht entwickelt.

Bauarten der Deutschen Reichsbahn nach 1953 mini|Re 1, Stützpunkt rechts mit Seil als Spitzenanker, links mit Spitzenrohr Kennzeichnend für die nach 1945 von der Deutschen Reichsbahn entwickelten Fahrleitungsbauarten war das Streben nach Materialeinsparung. Dies äußerte sich zum Beispiel in einer auf der freien Strecke auf 1,40 m reduzierten Systemhöhe des Kettenwerks. Wenn keine Kräfte in Richtung Mast wirken, ist bei den Reichsbahn-Fahrleitungen die Spitzenverankerung des Auslegerrohres als Seil anstelle eines Rohres ausgeführt. Markant für Fahrleitungen in Reichsbahn-Bauweise ist auch, dass die Spitzenverankerung nicht waagerecht eingebaut wird, sondern um 25 cm zum Mast schräggeneigt ist. Die Masten können dadurch 25 cm kürzer ausfallen. Die schrägliegende Spitzenverankerung wurde auch dann eingebaut, wenn die Masten für die Aufnahme von Speise- oder Verstärkungsleitungen verlängert wurden.

Bis 1965 waren zunächst drei Kettenwerksbauarten spezifiziert: Re 75: Ohne Y-Beiseil, Fahrdraht-Seitenhalter als Rohr ausgeführt, Systemhöhe 1,40 m. Re 120: 6 m lange Y-Beiseile mit einem Hänger, Fahrdraht-Seitenhalter in Leichtbauweise, Systemhöhe 1,40 m. Re 160: 12 m lange Y-Beiseile mit zwei Hängern, Fahrdraht-Seitenhalter in Leichtbauweise, Systemhöhe auf 1,80 m erhöht.

mini|Angeschuhter Flachmast Da es bei der Reichsbahn keine planmäßig mit 160 km/h befahrbaren Strecken gab, wurde die Bauart Re 160 nicht gebaut. Ab 1966 wurde das Zeichnungswerk umgestellt und auf nur noch zwei Bauarten reduziert: Re 1: Abgeleitet aus der vormaligen Bauart Re 75, aber jetzt bis 100 km/h spezifiziert. Re 2: Zusammenfassung der vormaligen Bauarten Re 120 und Re 160. 12 m lange Y-Beiseile mit zwei Hängern, Fahrdraht-Seitenhalter in Leichtbauweise, aber Systemhöhe von 1,40 m. Spezifiziert bis 160 km/h.

Für Geschwindigkeiten bis 200 km/h hatte die Zentralstelle für Elektrotechnik der DR eine Bauart Re 3 in der Entwicklung, die aber über eine Versuchsinstallation 1978 bei Radis nicht hinauskam. Nach der Wende entwickelte die Reichsbahn noch eine Fahrleitung Re 250 DR, die zwischen Breddin und Glöwen sowie in Westdeutschland zwischen Almstedt und Giften erprobt wurde. Sie entspricht weitgehend der späteren gesamtdeutschen Bauart Re 330.

Als nach 1990 die Geschwindigkeiten im Reichsbahn-Netz auf bis zu 200 km/h erhöht werden sollten, erwiesen sich die vorhandenen, verhältnismäßig kurzen Masten als hinderlich. Höhere Geschwindigkeiten erfordern längere Y-Beiseile, für die wiederum eine Systemhöhe von nur 1,40 m aufgrund des größeren Durchhangs eigentlich zu wenig ist. Um den Austausch verhältnismäßig junger Masten dennoch zu vermeiden, entwickelte die Reichsbahn noch eine Bauart Re 200 DR, bei der Y-Beiseile analog der westdeutschen Bauart Re 200 in ein Kettenwerk mit nur 1,40 m Systemhöhe eingebaut werden konnten. Die Erprobung fand auf der Strecke Wiesenburg–Güterglück bei Nedlitz statt, ein Einsatz erfolgte später auf einigen Abschnitten der Bahnstrecke Berlin–Halle. In Einzelfällen wurden Masten auch durch Aufsätze verlängert.

Bauarten der Deutschen Bundesbahn Re 75 mini|Stützpunkte Bauart Re 75 in einem Quertragwerk Die Re 75 war die einfachste Fahrleitungsbauart der Bundesbahn. Auf freier Strecke beträgt ihre Systemhöhe 1,40 m, während sie in Bahnhöfen mit 2,0 m Systemhöhe installiert wurde. Die Seitenhalter sind in der Regel einfache Rohrseitenhalter. Da Rohrseitenhalter innerhalb gewisser Grenzen auch auf Druck belastet werden können, wurden sie bei Gleisbögen mit mehr als 800 m Radius auch an bogeninnen stehenden Masten verwendet. Nur bei engeren Gleisbögen kommt ein Leichtbau-Seitenhalter am Stützrohr zum Einsatz. Das Tragseil wird bei der Re 75 nicht nachgespannt. Y-Seile werden nicht verwendet. Der Baukostenunterschied zur Bauart Re 160 war immer gering und wurde je nach Untersuchung mit etwa 2 % beziffert (der größte Teil davon rührte aus der Möglichkeit zur zweifeldrigen Nachspannung her, wohingegen die Re 160 üblicherweise mit dreifeldriger Nachspannung aufgebaut wurde). Dennoch wurde die Re 75 während der gesamten Bundesbahnzeit zur Elektrifizierung von Bahnhofsgleisen und Strecken geringer Verkehrsbedeutung verwendet. Die Verwendung der Bauart ist seit 1992 für Neubauten nicht mehr zugelassen.

Re 100 mini|Re 100 mit Aluminium-Ausleger Das Kettenwerk der Re 100 ist sehr ähnlich zur Re 75, allerdings wird hier auch das Tragseil nachgespannt und der Fahrdraht wird mit etwas Vordurchhang eingebaut. In frühen Re-100-Anlagen wurden noch Rohrseitenhalter verwendet, die allerdings anders als bei der Re 75 nur auf Zug beansprucht werden. Seit der Umstellung auf Aluminium-Ausleger werden nur noch Leichtbau-Seitenhalter genutzt. Die Re 100 ist heute die für die geringste Geschwindigkeit für Neubauten zugelassene Bauart bei der Deutschen Bahn AG. Im Jahr 2011 wurde eine eurowippentaugliche Variante Re 100i entwickelt. Der maximale Mastabstand verringert sich bei dieser Variante von 80 auf 67 Meter.

Re 120 Aufbauend auf die Re 100 war in den 1950er Jahren eine Bauart Re 120 spezifiziert. Der wesentliche Unterschied zur Re 100 war ein einfaches Y-Beiseil von 6 m Länge mit einem Hänger 0,5 m vom Stützpunkt entfernt. Der Baukostenvorteil gegenüber der Re 160 war sehr gering. Ab 1960 wurde keine Re 120 mehr gebaut.

Re 160 mini|Quertragwerk. Linker Stützpunkt in Bauart Re 160, rechter in Re 100.