mini|hochkant=2|Museumszug mit Lokomotive der Reihe Re 4/4 und drei Leichtstahlwagen (erster, dritter und Steuerwagen) Die Leichtstahlwagen waren eine Wagengattung der Schweizerischen Bundesbahnen (SBB). Die 25 bis 30 Tonnen schweren vierachsigen Leichtstahlwagen prägten das Bild der SBB von den 1930er bis in die 1990er Jahre. Es wurden gut 1000 Leichtstahlwagen gebaut.

Vorgeschichte Entwicklung Die Weltwirtschaftskrise der 1930er Jahre führte zu einem Umdenken im Bau von Personenwagen. Zur damaligen Zeit waren schwere Stahlwagen mit einer Masse von 40–45 Tonnen üblich. Das Sitzplatzangebot betrug dabei, je nach Klasse, etwa 40 bis 80 Sitze. Nach 1932 setzte ein grosser Rückgang im Eisenbahnverkehr ein. Bei den Schweizerischen Bundesbahnen waren Gegenmassnahmen in allen Bereichen zu treffen. Die Wirtschaftlichkeit des Betriebes musste erhöht werden. Insbesondere nahmen auch langsam der einsetzende Autoverkehr und damit das Erscheinen der ersten Reisebusse den Bahnen zusätzlich Passagiere weg.

Im Personenverkehr waren Fahrplanverdichtung und das Auflockern der schweren Reisezüge, das zu vielen und langen Zwischenhalten führte, gefragt. Durch das Gelände bedingt ist das Netz der SBB sehr kurvenreich, was viele Geschwindigkeitsbeschränkungen zur Folge hat. Die SBB versprachen sich durch leichtere Personenwagen günstige Auswirkungen auf die Fahrzeiten. Mit weniger Masse kann schneller beschleunigt werden. Wegen des geringeren Achsdrucks können höhere Kurvengeschwindigkeiten zugelassen werden. Dadurch kann die Fahrzeit teilweise erheblich verkürzt werden. Allerdings galt zu damaliger Zeit der Grundsatz, dass guter Fahrkomfort nur durch die Massenträgheit und damit möglichst schwere Wagen gewährleistet werden konnte.

mini|Prototyp-Leichtstahlwagen Cr4ü 10001, einem Buffetwagen mit zwei Drittklassabteilen. Die Ausführung der Türen unterschied sich von der Serienausführung. mini|Typenskizze des Buffetwagens Cr4ü 10001 1 Elektrischer Herd, 2 Boiler 50 Liter. 3 Tisch und Kasten, 4 Kleiderschrank, 5 Essensausgabe, 6 Kühlschrank, 7 Wäsche und Besteck, 8 Gläser, 9 Schalterschrank, 10 Wassertank 220 Liter mini|Typenskizze des Erst-/Zweitklass-Abteilwagens, erbaut von der Schwei­zerischen Industrie-Gesellschaft (SIG). Der Auftrag einer Studie für eine neue Wagenserie mit verminderter Wagenmasse gegenüber den schweren Stahlwagen, die 40–45 t wogen, und einer um 5 km/h höheren Kurvengeschwindigkeit bei gleichbleibendem oder verbessertem Komfort erteilte der Zugförderungs- und Werkstättendienst der SBB im Jahre 1932 an die Schweizerische Wagons- und Aufzügefabrik (SWS) in Schlieren. Mit dem Auftrag lag ein Grundkonzept des Obermaschineningenieurs der SBB, Walter Müller, und dessen Sektionschef für den Wagenbau, Fritz Halm, vor. Diese konnten die SWS, insbesondere den technischen Direktor Karl Füchslin und den Chefkonstrukteur Robert Müller, mit ihrer Idee überzeugen. Karl Füchslin führte die statischen Berechnungen durch, eine zur damaligen Zeit aufwendige Arbeit. Robert Müller war der Konstrukteur.

Der 80-plätzige Drittklasswagen durfte eine Masse von 25 Tonnen nicht überschreiten. Diese Forderung galt für damalige Verhältnisse als äusserst futuristisch. Die Masseverminderung durfte dabei die Solidität des Wagens nicht beeinträchtigen. Wegen des aufkommenden Autoverkehrs durfte im Hinblick auf den Reisekomfort keine Verschlechterung zugelassen werden, es war sogar eine Verbesserung gewünscht. In einer Zeit, in der Wagen aus einem Rahmen mit darauf aufgebautem Kasten bestanden, erschienen die Forderungen utopisch. Es kam deshalb auch Kritik von verschiedenen Seiten. Das Wagnis gelang aber, und die Leichtstahlwagen wurden zu einem vollen Erfolg. 1935 wurde der Wagenkasten des ersten Prototyps fertiggestellt. Beim ersten Einsatz des Vorserientyps ab Fahrplanwechsel 1937 zeigte sich, dass alle Forderungen erfüllt bzw. sogar übertroffen wurden. Die Leichtstahlwagen hatten bei Auslieferung eine Höchstgeschwindigkeit von 125 km/h. Auf den 1. Januar 1969 wurde diese auf 140 km/h erhöht. Leichtbauwagen mit offenen Plattformen für Nebenbahnen dagegen hatten eine Höchstgeschwindigkeit von 100 km/h.

Das Konzept der Leichtstahlwagens bildete die Grundlage des Waggonbaues für die schweizerischen Bahnen, und dies bis in die 1970er Jahre. Nach dem Zweiten Weltkrieg bestand bei vielen schweizerischen Normal- und Schmalspurbahnen der Bedarf der Erneuerung des Wagenparks. Das Konzept der konsequenten Einhaltung der leichten Stahlbauweise – eigentlich muss man von Wagen in leichter Stahlbauweise sprechen, Leichtstahlwagen ist faktisch gesehen der falsche Ausdruck – kam neben der SBB auch bei den meisten normal- oder schmalspurigen Bahnen zur Anwendung. In der Folge entstanden, aufbauend auf dem gleichen Konzept, die Einheitswagen der schweizerischen Bahnen. Die Leichtstahlwagen der SBB wurden in 1163 Exemplaren gebaut. Ab 1983 wurden sie ausrangiert. Dies war 1998 für die Personenwagen abgeschlossen, einige Gepäckwagen fuhren noch bis 2001.

Leichtschnellzüge mit schwerem Wagenmaterial Am 15. Mai 1936 führten die SBB die zwei Zugpaare 5/27 und 6/27 zwischen Zürich und Genf ein. Die ersten Leichtstahlwagen waren damals noch in Konstruktion. Diese Züge hatten verkürzte Fahrzeiten und hielten nur in Bern und Lausanne. Gegenüber rund fünf Stunden verkürzte sich die Reisezeit auf nur noch 3 Stunden 25 Minuten. Die Durchschnittsgeschwindigkeit zwischen Genf und Lausanne betrug 97 km/h. Als Reisegeschwindigkeit über die ganze Strecke ergaben sich 84 km/h. Diese Fahrzeiten wurden durch die nachfolgend aufgelisteten Massnahmen erreicht: Steigerung der Höchstgeschwindigkeit auf 110 km/h (durch Erhöhung der vmax bei den Ae 3/6I ab Nummer 10637 auf 110 km/h) Anhebung der Kurvengeschwindigkeit um 5 km/h Reduktion der Zugmasse auf 150 t zwecks rascher Beschleunigung nach Geschwindigkeitsbeschränkung Dies war die Geburt der sogenannten Städteschnellzüge, damals allerdings noch als Leichtzüge oder Leichtschnellzüge bezeichnet. Eine solcherart zusammengesetzte Komposition durfte dabei eine Gesamtmasse bei der Anhängelast von 150 t nicht überschreiten. Die Züge wurden dabei jeweils aus den neusten Wagen der schweren Stahlbauart zusammengesetzt.

Der Zug bestand aus einem vierachsigen Wagen B4ü, zwei vierachsigen C4ü und einem dreiachsigen Gepäckwagen F3ü. Für diese speziellen Einsätze musste die Bremsanlage angepasst werden. Der Bremsdruck wurde von 5 at auf 6 at erhöht. Das Atelier des Charmilles in Genf entwickelte dazu die R-Bremse (R=Rapid), die bei einer Geschwindigkeit über 80 km/h erhöhten Klotzdruck erzeugt und denselben bei einer Geschwindigkeit unter 40 km/h wieder reduziert, da sonst die Gefahr des Gleitens der Räder bestehen würde. Mit dieser Einrichtung konnten die Bremswege um fast 15 Prozent verkürzt werden. Auch beim Wagenlauf mussten Anpassungen wegen der höheren Geschwindigkeiten vorgenommen werden. Die Wiegenpendel der B4ü wurden auf 300 Millimeter gekürzt und schräg aufgehängt, und das Seitenspiel wurde auf 45 Millimeter erweitert. Die Achsbüchsführungen der C4ü mussten durch eine neue Ausführung ersetzt werden, um die Abnützung zu reduzieren. Bei den meisten Wagen wurde die Neigung der Laufflächen der Radsätze auf 1:40 anstatt 1:20 umprofiliert. Versuchsfahrten zwischen Schlieren und Wettingen zeigten, dass die getroffenen Massnahmen richtig waren und einem betriebsmässigen Einsatz nichts mehr im Wege stand.

Das Führen eines Restaurationsbetriebes wurde als notwendig erachtet, aber ein zusätzlicher Speisewagen konnte wegen der beschränkten Zugmasse nicht mitgeführt werden. Die Passagiere wurden deshalb an ihren Sitzplätzen aus einer Küche verpflegt. Diese befand sich in einem abgetrennten Bereich der Gepäckwagen F3ü auf einer Fläche von 2,1 × 2,7 m. Die recht umfangreichen Kücheneinrichtungen wurden über eine fliegende Leitung direkt von der 220-Volt-Anzapfung des Lokomotivtransformators gespeist. Die recht gefährliche Anlage wurde später durch einen 1000/220 Volt-Transformator unter dem Wagenboden ersetzt, der über die Heizleitung mit Strom versorgt wurde.

Das Konzept dieser Züge war ein Erfolg. Die Züge waren schon am dritten Tag nach Inbetriebnahme vollbesetzt, ohne dass dadurch eine Verkehrsabnahme in den anderen Zügen erfolgte. Zwischen Zürich und Bern musste dabei auch schon bald – unter Inkaufnahme der Überschreitung der Gesamtmasse von 150 t – ein weiterer C4ü und manchmal sogar noch ein BC4ü beigestellt werden.

Überzeugt vom Konzept dieser Städteschnellzüge entschlossen sich deshalb die SBB in einem gewagten Schritt, die in Entstehung begriffenen Leichtstahlwagen nicht im Nahverkehr, sondern für die Bildung solcher Schnellzüge einzusetzen.

Technik mini|300px|Leichtstahlwagen-Prototypzug auf einer Versuchs­fahrt im Wallis bei Sitten. Zum Fahrplanwechsel im Juni 1937 wurden die ersten acht Leichtstahlwagen in Betrieb gesetzt. Es handelte sich dabei um fünf Drittklass-Wagen (den Prototyp C4ü 9601 und die Vorserientypen C4ü 9602–9605), zwei Zweitklass-Wagen B4ü 4101–4102 und den Buffet-Wagen mit Dritte-Klasse-Abteilen Cr4ü 10001. Sie wurden von Anfang an im Städte-Leichtschnellzugpaar 6/27 Zürich–Genf–Zürich eingesetzt. Geführt wurde der Zug von einer Ae 3/6I 110. Sie ersetzten das schwere Wagenmaterial des Leichtschnellzuges von 1936.

Mit der für die Zuggattung festgelegten Zugmasse von 150 Tonnen konnten wegen der geringeren Wagenmasse ein bis zwei Wagen mehr eingestellt werden, was sich auf Platzangebot auswirkte. Leichtstahl-Gepäck-/Postwagen standen zu diesem Zeitpunkt noch nicht zur Verfügung. Deshalb kam – wie bei den Leichtschnellzügen mit schwerem Wagenmaterial – wieder ein verfügbarer F3ü zum Einsatz. In diesen wurde eine provisorische Posteinrichtung eingebaut. Die Leichtstahlwagen wurden weiterhin auch in den Zügen 210 und 215 Basel–Lausanne–Basel über Delémont eingesetzt.

Grundprinzip Das Pflichtenheft war umfangreich. Deshalb ist nicht erstaunlich, dass die Vorarbeiten und Erprobungen lange dauerten. Zwischen Auftragserteilung 1932 und Inbetriebsetzung 1937 vergingen fünf Jahre. Da mit der Konstruktion dieser Wagen absolutes Neuland betreten wurde, kann aber festgestellt werden, dass es sich um eine Meisterleistung aller Beteiligten handelte, ein Konzept zu entwickeln, das den Bau von Eisenbahnwagen in der Schweiz über Jahrzehnte nachhaltig prägen sollte.

Masseverminderung mini|Untersicht des aus 2 mm starkem Stahlblech geschweissten Wagenbodens. Die schweren Stahlwagen waren alle genietet. Durch die konsequente Anwendung der Schweisstechnik konnte die Masse schon stark vermindert werden. Diese Einsparung war aber noch nicht genug. Die Automobilindustrie diente dabei als Vorbild. Hier war man auf die Konstruktion von selbsttragenden Karosserien übergegangen. Mit dieser Massnahme konnte auf ein besonderes Chassis verzichtet werden. Bei den schweren Stahlwagen wurde die Tragfunktion durch ein schweres Untergestell übernommen. Der darauf aufgebaute Kasten mit seinem Gerippe hatte nur einen kleinen statischen Einfluss.

Die fundamentale Neuerung bestand bei den Leichtstahlwagen darin, dass auf ein Untergestell verzichtet wurde. Der ganze Wagen bildete ein selbsttragendes, annähernd rechteckiges Rohr. Alle Kastenteile (Boden, Seiten- und Stirnwände und Dach) bildeten eine als Ganzes wirkende Tragkonstruktion. Neben dem Verzicht auf das Untergestell führte auch die wesentlich grössere statische Höhe zu einer erheblichen Massenreduktion. Dazu führten auch neuartige Schweisstechniken und die generelle Anwendung von – wo immer möglich – leichten Materialien zu einer beachtlichen Masseneinsparung. Verglichen mit den vorhandenen Wagen ergaben sich bei einer Masse von 25 t (Prototyp) beziehungsweise 27–29 Tonnen (Vorserien- und Serienfahrzeuge) Einsparungen von 27 Prozent gegenüber der geschweissten und 36 Prozent gegenüber der genieteten Konstruktion, und dies trotz einer um zwei Meter grösseren Länge.