Die baulichen Maßnahmen für die „Große Elektrisierung“

Die baulichen Maßnahmen fanden im gesamten Netz der Stadt-, Ring- und Vortortbahnen für die große Elektrisierung statt.Hier soll nur auf einige bauliche Schwerpunkte, eingegangen werden. Diese standen dann auch im Zusammenhang mit den Erfordernissen des elektrischen Zugbetriebes, Zu den baulichen Schwerpunkten gehören:
Sanierung der Stadtbahnbögen
Höherlegung der Bahnsteige
Veränderung der Gleisanlagen im Bereich Charlottenburg und Richtung Spandau West
Neubau Bahnhof Ausstellung
Umbau Bahnhof Wannsee

Die Stadtbahnstrecke verläuft vom Schlesischen Bahnhof bis Charlottenburg und hat eine Länge von rund 12 km. Auf der Teillänge von rund 8 km sind die Gleistrassen auf Viadukte errichtet. Diese steinernen Viadukte mit ihren Bögen waren zum Zeitpunkt der „Großen Elektrisierung“ durch den Zugverkehr mit ständig gestiegenen Achslasten der Eisenbahnwagen schadhaft und somit für den geplanten elektrischen Zugverkehr nicht mehr ausreichend standhaft.  Somit wurde bereits 1922 beschlossen, eine Grundinstandsetzung der Stadtbahnviadukte durchzuführen. Es mussten 600 Stadtbahnbögen der freien Strecke generell und 160 Stadtbahnbögen im Zusammenhang mit den Bahnhöfen saniert werden. Zur Anwendung kam ein neuartiges Verfahren, das ein untergezogenes Gewölbe vorsah. Gleichzeitig wurden die Pfeiler der Viadukte durch konstruktive Maßnahmen entlastet. Die Reihenfolge der Bogenverstärkung ergab sich aus dem jeweiligen Zustand und den örtlichen Bedingungen. Es wurden auch zuerst die Bögen saniert, in denen der Einbau von Gleichrichterwerken vorgesehen war. In der folgenden Grafik ist die schrittweise Sanierung der Stadtbahnbögen dargestellt.

 

Die gesamte Grunderneuerung der Stadtbahn erfolgte von 1923 bis 1932.

Diese Länge der baulichen Maßnahmen ergab sich aus der Notwendigkeit, die Arbeiten unter Weiterführung des Zugbetriebes auszuführen. Mit der „Großen Elektrisierung war in den Jahren 1927/28 eine Erhöhung der Bahnsteige erforderlich. Die Bahnsteiganhebung wurde so gewählt, dass bei tiefster Lage der Wagenfedern und der Achsen der Bahnsteig und der Wagenfußboden in gleicher Höhe liegen. Es ergab sich aus dieser Vorgabe eine Bahnsteighöhe von 960 mm über Schienenoberkante (SO). Für die Bahnsteigerhöhung musste eine Sondergenehmigung erteilt werden, da sie der gültigen Eisenbahn Bau- und Betriebsordnung entgegenstand.

Deshalb wurde auf dem Bahnhof Tempelhof ein Versuchsbahnsteig errichtet, der dann zu einer kurzfristigen Entscheidung führte. So konnten 93 Bahnsteige der elektrisch betrieben Bahn sofort und die Vorortbahnsteige nach Einzelfallprüfung erhöht werden. Die bauliche Ausführung der Bahnsteigerhöhung war unterschiedlich. Die ersten 230 mm Erhöhung über SO ruhten auf Mauerwerkskörper. Darauf wurden Beton, Betonplatten und Gußasphalt aufgebracht. Andere Erhöhungen der Bahnsteige wurden mit Stahlkonstruktionen und Betonteilen im Rahmen der baulichen Maßnahmen  durchgeführt.

 

Die hohen Bahnsteige dienen der Bequemlichkeit.

Sie fördern das schnelle Ein- und Aussteigen. Nach den ersten Erfahrungen könnte man daran denken, das Maß auf etwa 1030 mm zu vergrößern. Dadurch würde der im Allgemeinen immer noch vorhandene Trittunterschied von etwa 140 mm auf 70 mm vermindert. Das bei der Berechnung angenommene Zusammentreffen ungünstigster Umstände erweist sich als eine zu strenge Annahme. Ein Bestandteil der „Großen Elektrisierung“ waren die Umbauten der Bahnanlagen westlich des Bahnhofs Charlottenburg. Mit diesem Umbau entstanden die lange geplanten Verbindungsgleise zwischen den Stadtbahngleisen und den Vorortgleisen nach Spandau mit der Einmündung im Bereich vom Bahnhof Heerstraße.

Zu diesen Umbauten gehörten der Neubau des Bahnhofes Eichkamp an der Strecke nach Spandau West und der Neubau des Kreuzungsbahnhofes Ausstellung am Schnittpunkt der Stadt- und Ringbahn. Die ganze Umgestaltung der Bahnanlagen stellt eine der größten Bauvorhaben der Reichsbahn dar. Der alte Gleiskörper zwischen Charlottenburg und Heerstraße, auf dem bisher Fern- und Vorortzüge gemeinsam fuhren, ist aufgehoben. Es sind neue Strecken mit besonderen Gleisen für Fern- und Vorortbahn vorhanden. Die Vorortgleise entspringen den Stadtbahngleisen und sind mit Stromschienen ausgerüstet.Von Charlottenburg führt eine neue viergleisige Stadtbahnstrecke nach dem Westen in den Grunewald hinein.

 

An der Kreuzung mit der Ringbahn ist der zweistöckige Bahnhof Ausstellung errichtet,

der unten für die Stadtbahn zwei Bahnsteige mit Richtungsbetrieb, oben für die Ringbahn einen quer gelegten, vom unteren bequem erreichbaren Bahnsteig erhalten hat. Westlich der Station zweigen die neuen Spandauer Vorortgleise ab und biegen kurz vor dem provisorischen Haltepunkt Eichkamp der Potsdamer Strecke nordwestlich ab und zwar unter der Avus und dem alten Kronprinzessinnenweg hindurch. Hinter dem Bahnhof findet in dieser riesigen Senke, deren Aushub rechts als gewaltige Sandhochfläche aufgeschüttet ist, die Überkreuzung des Stadtbahnkörpers mit der neuen Spandauer Fernstrecke statt. Diese senkt sich von Charlottenburg aus, links von der Stadtbahn, von erhöhtem Damm allmählich in die Tiefe. In dem Einschnitt verbleiben die Gleise bis Station Heerstraße, wo dem Gelände nur mit mächtigen Futtermauern Raum für den hier angelegten neuen Vorortbahnsteig abgerungen werden konnte. Jenseits der Station Heerstraße trennt sich die Fern- und Vorortbahn.

 

Der neue Bahnhof Eichkamp

war bautechnisch kompliziert zu bauen, da die Gleise mit Bahnsteig in einem acht Meter tiefen Einschnitt liegen. Das Empfangsgebäude des Bahnhofs wurde auf die Böschung des Einschnitts gelegt und damit der Eingang in Straßenhöhe gebracht. Vom Empfangsgebäude ist eine Überführung aus Stahl nach den Stadtbahngleisen hinübergeführt. Damit werden die Fernzüge unter der überdachten Überführung hindurch geleitet. Der neue Bahnhof Ausstellung wurde als letztes Bauprojekt innerhalb der Umbauten westlich von Charlottenburg fertig gestellt. Das Empfangsgebäude hat eine weiträumige freundliche Halle mit wassergrünen Kacheln an den Wänden und sechs Fahrkartenschalter auf einer Seite, die man nach einem Vorraum mit Windfangtüren betritt.  Außer der Eingangshalle ist die gesamte Bahnhofsanlage eine einzige neuartige Stahlkonstruktion, deren große Glasfenster das Licht hereinfluten lassen.

Die unteren Bahnsteige sind nicht abgeschlossen, sondern nur überdacht.  Der obere Bahnsteig der Ringbahn befindet sich in einer geschlossenen Bahnhofshalle. In allem ist dieser Bahnhof Ausstellung ganz nach den Methoden neuer Bahnhofsgestaltung errichtet, wie auch das in einem seitlich aufgestockten Turmbau untergebrachte Stellwerk zeigt.  Im Rahmen der Umbauten westlich von Charlottenburg wurde auch der am Ende des Baubereiches liegende Bahnhof Heerstraße baulich verändert. Es wurde ein neuer Bahnsteig mit der neuen Gleisführung gebaut und das Empfangsgebäude instand gesetzt. Mit dem Abschluss der Bauarbeiten wurden bereits im Jahr 1929 erfreuliche Ergebnisse hinsichtlich der Verbesserung der Verkehrsverhältnisse festgestellt. Die Beseitigung der Kreuzung bei der Ausfahrt der Züge aus Charlottenburg nach Halensee hat in dem dichten elektrischen Betrieb die Beibehaltung dieser Schleifenfahrt von der Stadtbahn nach dem Südring ermöglicht.

 

Die Fesselung der Einwohnerschaft

von Wilmersdorf, Schmargendorf und Halensee bei ihrer Fahrt in die Geschäftsstadt an die Stadtbahn war das Ziel. Die verkürzte Fahrzeit mit der bequemen direkten Verbindung hat ihren Zweck nicht verfehlt. Die Verkehrssteigerung beträgt in dieser Verbindung 40 %. Der Umsteigebahnhof Ausstellung wirbt für die Fahrten vom Süd- und Nordring nach Richtung Grunewald und Spandau. Auch diese Absicht wurde erfüllt. Man kann diesen Erfolg etwa mit dem Anwachsen der Verkehrszahlen in den Umsteigeverbindungen messen. Sie sind im Jahr auf 2,5 Millionen Fahrten gestiegen. Ein weiteres und in diesem Abschnitt letztes Bauvorhaben im Zusammenhang mit der „Großen Elektrisierung“ war der Umbau des Bahnhofs Wannsee.

Der bisherige Bahnhof aus dem Jahre 1874 hatte zahlreiche betriebliche und verkehrliche Missstände, die mit dem elektrischen Zugbetrieb nicht mehr von den Fahrgästen hinnehmbar waren. Die Gleise wurden generell umgebaut und in Fernbahn- und Vorortgleise getrennt. Dazu wurde ein weiterer Bahnsteig für den Richtungsverkehr gebaut, der den Fahrgästen das Umsteigen auf verschiedenen Bahnsteigen ersparte. Gleichzeitig wurde ein neues Bahnhofsgebäude nach modernen Verkehrsbedürfnissen errichtet. Die Bauarbeiten dauerten gut ein Jahr und am 1. April 1928 wurde der neue Bahnhof Wannsee eröffnet. 

 

2. 3. Ausrüstung der Strecken

2. 3. 1. Kabelanlagen 30 kV

Die Energiezuführung aus den bereits genannten zwei Kraftwerken in Berlin erfolgte über neu verlegte Hochspannungskabel zu den Schaltwerken Halensee und Markgrafendamm. Es wurden jeweils acht Kabel erdverlegt, vorwiegend im öffentlichen Straßenbereich, bestehend aus Dreileiter Massekabel. Damit standen zur Energieübertragung mit Beginn der „Großen Elektrisierung“ jeweils acht Drehstromsysteme in den beiden Schaltwerken zur Verfügung. Das bahneigene 30 kV Kabelnetz wurde gemäß der Grafik hergestellt. Dabei wurde der Grundsatz „gesonderte Reserve- und Betriebskabel“ verwirklicht. Waren für den Betrieb ein bis zwei Kabel erforderlich, so wurde immer ein weiteres Reservekabel verlegt, um den ersten Kabelfehler durch Umschaltung auf das Reservekabel zu beherrschen. Nach Berechnungen und Planungen, die bereits 1924 vorlagen, wurden zur „Großen Elektrisierung“ 1928 folgende Kabel verlegt:
2 Kabel an der Stadtbahn, dem östlichen Südring und an den Vorortstrecken nach Spandau West, Potsdam und Kaulsdorf sowie von Cöpenick nach Rahnsdorf
3 Kabel an dem Nordring, dem westlichen Südring und an den Vorortstrecken nach Cöpenick und Nieder Schöneweide
Die teilweise Verlegung von drei Kabel an der Ringbahn erfolgte aus Gründen der Reserveeinspeisungen in Schmargendorf und Putlitzstraße sowie der geplanten Verbindung zu den Nordstrecken. In diesem Kabelnetz sind die Kabel für die Gleichrichterwerke der Stadt- und Ringbahn als so genannte Ringkabel verlegt. Das heißt, diese Werke können von zwei Seiten mit Energie versorgt werden. Die Gleichrichterwerke der Vorortbahnen sind als Stichkabel verlegt, hier ist das Reservekabel neben dem Betriebskabel unerlässlich. In den Schaltwerken besteht die Möglichkeit zur disponiblen Schaltung der ankommenden und abgehenden Kabel über die Schaltanlagen 30 kV. 

 

Verwendete Kabeltypen

Das Gürtelkabel mit einer zulässigen Spannung bis 35 kV wurde vorwiegend im Nordbereich eingesetzt. Als Dreileiterkabel entspricht die Dicke der Aderisolierung nicht der vollen Spannung zwischen den Phasen. Jede Ader ist für sich isoliert und zwar für die halbe Nennspannung. Zwischen zwei Kabel-adern ist aber somit trotzdem die volle Isolation für die Nennspannung garantiert. Eine gemeinsame Papier-Isolierung über allen drei Adern, die so genannte Gürtelisolierung, entspricht der für die Nennspannung erforderlichen Isolationsstärke und gibt dem Kabel seinen Namen. Das Dreibleimantel-Kabel besitzt nicht die elektrischen Nachteile des Gürtelkabels. Jede Ader ist für die volle Nennspannung isoliert und erhält über jeder Aderisolierung einen separaten Bleimantel. Damit erreicht man, daß die Feldlinien sich radial zum Bleimantel ausbilden und das Dielektrikum gleichmäßig belasten.

Zum Ausfüllen der verseilten Adern kommt „Beilauf“ zum Einsatz, der keinerlei Isolationsfunktion besitzen muss. Über diesen gerundeten Körper liegt eine Polsterschicht aus bitumengetränktem Papier und zum zusätzlichen mechanischen Schutz ein äußerer Bleimantel der gegenläufig mit Stahlblech-Wendel versehen ist. Diese Konstruktion, durch eine Jute-Schicht geschützt, ist sehr materialaufwendig und mechanisch sicher. Das Höchstädter-Kabel hat die gleichen günstigen elektrischen Eigenschaften, wie sie im Dreibleimantel-Kabel vorhanden sind.  Jedoch befindet sich über der Aderisolierung kein gesonderter Bleimantel, sondern eine Wicklung aus metallisiertem Papier ersetzt den Bleimantel über den Adern.

Dieses Metallpapier ist perforiert, damit das Tränkmittel, welches sich unter dem äußeren Bleimantel befindet, die Aderisolation ungehindert durchsetzen kann. Verschiedene Belastungsverhältnisse des Kabels verursachen durch die veränderten Leitertemperaturen eine geringe Strömung des Tränkmittels. Die Metallisierung besteht aus Aluminium, einem nichtmagnetischen Material. Somit werden zusätzliche elektromagnetische Verluste durch Wirbelstrombildung vermieden.

 
Die Arten der Kabelverlegung

Die Kabel wurden in der Regel in Erde verlegt. Auf der Stadtbahn, den Brückenübergängen und in einigen anderen Bereichen wurden die Kabel in Kanäle verlegt. Beide Verlegearten bieten einen ausreichenden Schutz für die Kabelanlagen. Die Kabel wurden von Kabeltrommeln, die aufgebockt auf einem Eisenbahnwagen oder unmittelbar am Kabelgraben sich befinden, per Hand z. T. über Rollen abgezogen und in den Kabelgraben verlegt. Bei der Erdverlegung kam es darauf an, dass die Kabel im Sandbett verlegt werden und mittels Kabelabdeckhauben einen zusätzlichen Schutz erfahren. Man verhindert auf diese Weise Beschädigungen durch Steine und Fremdkörper im Erdreich. Die Verlegetiefe bei Erdverlegung beträgt in der Regel 0,9 m. Erdverlegung für die Kabel ist deshalb so günstig, weil im Gegensatz zur Verlegung in Luft die Belastung des Kabels um etwa 14 % höher ausfallen darf, denn die Ableitung der Betriebswärme ist wesentlich effektiver. 

Der Kabelkanal auf der Stadtbahn wurde aus Beton gefertigt. Dabei kam es auf Grund der Trassenfüh-rung zu Abdeckplatten mit unterschiedlichen Abmessungen. Auf den Brücken der Stadtbahn wurde der Kabelkanal aus Holz gefertigt und auf Traversen aus Eisen verlegt. Diese aufwendigen Arbeiten erforderten pro Meter Kanal für Beton 220 und für Holz 27 Reichsmark. Die Kabeltrassen auf der Stadtbahn wurden getrennt für die 30 kV Kabel auf der Fernbahnseite und für die Signal-, Fernmelde- und sonstigen Kabel auf der Stadtbahnseite aus Sicherheits- und elektrischen Gründen genutzt. Die in Erde oder im Kanal verlegten Kabel wurden in regelmäßigen Abständen mit Kennzeichnung der Kabel versehen. Dazu verwendete man Bänder aus Bleiblech auf denen die Nennspannung, Kabel Nr., Anzahl der Leiter, Querschnitt und Leiterwerkstoff eingestanzt waren.

 

Kabelverbindung

Da die Kabel nicht endlos hergestellt und die Kabeltrommeln im Durchmesser auch begrenzt sind, ergeben sich Kabellängen von bis zu 500 m, die auf einer längeren Kabelstrecke miteinander dauerhaft verbunden werden müssen. Dazu werden besondere Kabelgarnituren zur Verbindung der Leiter und zur Gewährleistung einer durchgehenden Kabelisolierung verwendet. Die ordnungsgemäße Verbindung der Kabel untereinander ist zeitlich gesehen sehr aufwendig. Sie untergliedert sich in zwei Schritte. Der erste ist der zeitaufwendigste, denn er beinhaltet den elektrisch wichtigen Teil, die Montage der Kabelenden. Der zweite Teil der Montage erfüllt lediglich Aufgaben des mechanischen Schutzes und wird mit der Montage der Guß-Außenmuffe abgeschlossen.

Die Arbeiten einer Muffenmontage umfassen das Absetzen der äußeren Armierung, das Absetzen des Bleimantels, das Absetzen der Leiterisolation, das Abkochen (Feuchtigkeitsentzug) der in Büchsen gelieferten Papier-Isolationsrollen verschiedener Breiten, dass anschließende Wickeln der Aderisolation, die Montage der Muffengarnituren, das Schmieren mittels Lot zur Verbindung des Bleimantels mit der Armatur, das Massekochen (Bitumen) zum Vergießen der äußeren mit der inneren Muffe und das Absenken der Muffe in die endgültige Lage. Dabei muss der Vergussstoff (Isoliermasse, als auch das Bitumen) eine Abkühlungsphase durchlaufen. Bei Dreileiter-Massekabel beträgt die Montagezeit mit 3 Kabelmonteure insgesamt 72 Stunden.

 

Anschlüsse der 30 kV Kabel an den Schaltanlagen

Die Kabel werden in der Regel in den Keller der Gleichrichterwerke durch Maueröffnungen, die anschließend abgedichtet werden, eingeführt. Im Gebäude liegen die Kabel bis zu den Schaltanlagen auf Traversen. Zur Verbindung der Kabel mit den Schaltanlagen sind Kabelendverschlüsse erforderlich. Für die Massekabel wurden mit Beginn der Elektrifizierung 1926/28 Fächerendverschlüsse installiert. In der Weiterentwicklung kamen bei den Massekabeln Einleiterendverschlüsse verschiedener Bauformen zum Einsatz. Sie ließen sich einfacher montieren, wurden aber gleichfalls mit Kabelimprägniermasse gefüllt. Regelmäßig erfolgte die Kontrolle des Massestandes in den Armaturen, um den Verlust der Isolationsfähigkeit durch das gefährliche „Trockenfallen“ zu verhindern.

Die Endverschlussmontage unterscheidet sich von der Muffenmontage nur unwesentlich. In beiden Fällen ist die Isolationsfestigkeit ausschlaggebend. Lediglich der Schirm des Kabels muss entsprechend abgesetzt und mittels Strahlungsring abgeschlossen werden. Er verhindert gefährliche Sprüherscheinungen, die zwangsläufig zu einem Kabelfehler im Endverschluss führen können. Dieser Schirm wird über ein flexibles Kabel herausgeführt und mit der Anlage (Gerüst) verbunden. Relais überwachen das Gerüst, registrieren jeden unzulässigen Spannungsanstieg und schalten die fehlerbehaftete Anlage ab.

 

Die aus den Endverschlüssen herausgeführten Leiter

sind über Kabeltrenner, Leistungsschalter und Trennschalter mit der jeweiligen Sammelschiene verbunden. In den Schaltwerken werden alle ankommenden und abgehenden Kabel zu einer Doppelsammelschiene geführt. Damit bestehen die vielfältigsten Möglichkeiten zur Schaltung der Kabel. Die Sammelschienen verfügen über Längs- und Querkupplungen mit Leistungsschalter zur weiteren Herstellung gewünschter Schaltzustände. Die Schaltanlagen sind in offener Bauweise ausgeführt und erfordern somit zur Anordnung der Endverschlüsse und Schaltgeräte eine mehrgeschossige Bauweise. Damit erklären sich auch die größeren Gebäudehöhen der Schaltwerke gegenüber den Gleichrichterwerken. In den Gleichrichterwerken der Vorortbahnen werden die 30kV Kabel bis zum Endwerk durchgeschleift. Das heißt, es sind ankommende und abgehende Kabel, die an eine Sammelschiene über die genannten Schaltgeräten angeschaltet werden.

In den Gleichrichterwerken der Stadt- und Ringbahn wurde eine andere Art der Verbindung der Kabel mit der Schaltanlage gewählt. In den Ringbahnwerken wird auch jedes Kabel durchgeschleift, die dafür erforderlichen Endverschlüsse und Trennschalter sind in einer Schaltzelle untergebracht. Über weitere Systemtrennschalter können hier die Gleichrichter angeschaltet werden. Für diese Kabel sind nur in den benachbarten Schaltwerken Leistungsschalter vorhanden. In den Stadtbahnwerken besteht das gleiche Schaltungsprinzip der 30 kV Kabel, jedoch ist die Anordnung entsprechend der Unterbringung in den Stadtbahnbögen räumlich abweichend. Für die Stadtbahn sind nur im Gleichrichterwerk Friedrichstraße sowie in den Schaltwerken Markgrafendamm und Halensee Kabel-Leistungsschalter vorgesehen.

 

2. 3. 2. Kabelanlagen 3 kV

Die konzentrierte und umfangreiche Fernsteuerung der Gleichrichterwerke auf der Stadt- und Ringbahn erforderte eine weitgehend unabhängige Versorgung dieser Gleichrichterwerke mit Energie zur Überwachung und Steuerung der Bahnstromanlagen. Für die Überwachung und Steuerung ist die Funktion der Bahnstromanlagen hinsichtlich ihrer Eigenbetriebe unerlässlich. Aus diesen Gründen wurde für alle Gleichstrom-Unterwerke der Stadt- und Ringbahn ein gesondertes 3kV Kabelnetz mit zwei Kabel aufgebaut. Dazu wurden entlang der Stadtbahn im Kabelkanal und entlang der Ringbahn in Erde Dreileiterkabel als Massekabel mit Bleimantel verlegt Dieses Kabelnetz hat eine Längevon 111 km. Die Einspeisung des 3 kV Kabelnetzes erfolgt in den Schaltwerken Markgrafendamm und Halensee.

Dazu wurde die Spannung 3 kV aus dem 30 kV Netz transformiert. Die beiden Kabel werden über ein Trennschaltersystem durch jedes Gleichstrom-Unterwerk geschleift. Diese 3 kV Kabel sind ständig eingeschaltet und versorgen wechselseitig von Gleichrichterwerk zu Gleichrichterwerk über einen angeschalteten Transformator mit einer Leistung von 25 kVA die Hilfs- und Nebenanlagen mit der Spannung 380/220 Volt.. Bei Ausfall des 30 kV Netzes behalten die Hilfsbetriebe der Gleichrichterwerke ihre Funktion und das Gleichrichterwerk kann weiterhin überwacht und gesteuert werden. Aus dem 3 kV Netz erfolgt auch über die Gleichrichterwerke eine Stromversorgung des Streckenblockes, weiterer Signal- und Weichenanlagen der Stadt- und Ringbahn.

 

2. 3. 3. Stromschienenanlagen

Die Stromschienenanlagen umfassen die eigentliche Stromschiene mit den dazugehörigen Speise- und Rückleitungskabel, den Trennern, Rückleitungsverbindern und sonstigem Zubehör. Zuerst eine allgemeine Beschreibung der Stromschienanlage. Seit der Elektrifizierung der Nordstrecken wurde die von unten bestrichene Stromschiene eingeführt. Der robuste und technisch einfache Aufbau der Stromschiene bewährte sich und fand bei der „Großen Elektrisierung“ seine grundsätzliche Anwendung. Der Gleichstrom wird über Einleiterkabel mit einem Querschnitt von 500 mm² zur Stromschiene geleitet. Die Verbindung der Kabel zur Stromschiene erfolgt über ein besonderes Anschlussstück aus Kupferbronze, dem Schienenstuhl. Die Stromschiene ist isoliert an Träger auf gehangen, die auf den Schwellen stehen. Es werden Isolatoren aus Steatit bzw. Porzellan verwendet. Die Stromschiene ist mit Schutzkästen aus Holz gegen zufällige Berührung verkleidet.

Zum Abtrennen einzelner Stromschienenabschnitte werden Trenner verwendet. Die Stromschienenabschnitte werden auf den Vorortstrecken durch Trennstellen und auf der Stadt- und Ringbahn durch Lücken unterteilt. An den Fahrschienen befinden sich im Bereich der Gleichrichterwerke Rückleitungskabel mit dem gleichen Querschnitt wie Speisekabel. Außerdem sind die Fahrschienen einschließlich der angrenzenden Ferngleise mit Kabel bzw. Verbinder zur Rückstromführung ausgerüstet. Die eigentliche Stromschiene besteht aus einem Spezial-Weicheisen mit ungleichem Doppel-T-Profil von 5100 mm² Querschnitt mit nahezu doppelter Leitfähigkeit wie gewöhnlicher Stahl.

 

Das Gewicht der Stromschiene beträgt 40 kg je lfd. Meter.

Der gewählte Querschnitt reicht für alle Abstell- und Nebengleise und auch für die freie Strecke aus, solange noch nicht der stärkste vorgesehene Verkehr zu bewältigen ist.
An allen Stellen, an denen ein größerer leitender Querschnitt erforderlich ist, soll eine Kupfer- oder Aluminiumverstärkung, wo erforderlich auch noch nachträglich, in Bandform angeordnet werden. Zur Aufnahme dieser Verstärkung ist oberhalb der Eisenschiene im Isolatorkopf ein Hohlraum geschaffen worden. Nach dieser allgemeinen Beschreibung sollen nun die Bauteile und die Sonderform der Stromschienenanlage mit ihrem technischen Entwicklungszustand 1928 erläutert werden. Die Bauteile der Stromschiene haben sich gegenüber der Elektrifizierung der Nord-strecken etwas verändert. In den Jahren 1924 – 1925 wurden noch Stromschienen-träger aus U-Stahlprofil, stehende Kabelendverschlüsse und spannungslose Stromschienenaufläufe verwendet.

Es kamen jetzt Stromschienenträger aus ungleichschenkligem T-Stahl zum Einsatz, weil sich die U-Träger in der Montage nicht bewährten. Die geteilten Isolatoren aus Teatit oder Porzellan wurden weiterhin verwendet, jedoch mit den Klauen und jetzt zwei Bolzen am Träger befestigt. Dabei wurde um die Stromschiene eine Ledermanschette und zwischen dem oberen Teil der Isolatorhälften ein Rundgummi gelegt. Damit erreichte man eine gute Erhaltung der anliegenden Flächen des Isolators sowie eine optimale Halterung der Stromschiene.

 

Die Stromschienenträger

werden mit drei bis vier Schwellenschrauben auf eine besonders lange Holzschwelle, Bockschwelle genannt, geschraubt. Dabei ist die Höhen- und Seitenlage der Stromschiene zur Schienenoberkante der Fahrschienen nach vorgegebenen Maßen mit Hilfe einer Stromschienenlehre einzustellen.Diese Bauart wurde Stadtbahn genannt, weil sie erstmals bei der „Großen Elektrisierung“ der Stadtbahn zum Einsatz kam. Auf der Stromschiene sind Holzschutzkästen aufgesetzt, die ein unbeabsichtigtes Berühren der Stromschiene verhindern. 

Die Schutzkästen sind durch ölgetränkte Holzzwischenlagen gegen die Stromschiene isoliert. Die Zwischenlagen, auch Reiter genannt, besitzen einen Stehbolzen, damit die aufgesetzten Schutzkästen mit Kappenmuttern auf der Stromschiene befestigt werden können. Obwohl die Schutzabdeckung aus Holz sehr einfach gestaltet ist, hat sie sich im Betrieb gut bewährt. Versuche mit Schutzabdeckungen aus Hartpapier, Gummi und sogar aus Beton waren nicht zufrieden stellend.

 

Die Stromschienen

haben an den Unterbrechungsstellen Aufläufe bzw. baugleiche Abläufe, welche die Stromabnehmer ohne Stoß unter die Stromschiene führen sollen. Dieses Bauteil war auf den Nordstrecken noch kompliziert ausgeführt. Mit einem speziellen Stromschienenträger wurde die Auflaufspitze ohne Isolierung befestigt und am freien Steg von oben mit einer Stellschraubeneinrichtung in die richtige Höhenlage gebracht. Die Auflaufspitze war durch eine Isolierlasche auf Abstand mit der Stromschiene verbunden. Die eigentliche Spitze des Bauteils war weiterhin stark nach oben gezogen. Diese Bauform erwies sich zu aufwendig und war für den Lauf des Stromabnehmers unter der Strom-schiene nicht erforderlich. Somit wurden nur noch die abgebildeten Auflaufspitzen mit normalen Trägern und ohne Isolierung und Stelleinrichtung montiert.
Bei Weichen sind längere Auflaufstücke, Kletteraufläufe genannt, eingebaut, die vom Stromabnehmer seitlich bestrichen und durch eine Führungsschiene unter die Stromschiene geleitet werden. 

Die Stromschienen sind untereinander durch Laschen verbunden. Diese Verbindung ist aber nicht überall starr, sondern jeder dritte Stoss ist, um eine Bewegung der Schienen infolge von Temperaturänderungen zu ermöglichen, als beweglicher Stoss ausgebildet. Bei dem beweglichen Stoss, auch Temperaturstoss genannt, sind die beiden Laschen mit der einen Stromschiene durch Schrauben und außerdem durch Anschweißen fest verbunden. Die freien Laschenenden tragen bewegliche Kupferseile mit Kabelschuhen, die an die anstoßende Strom-schiene angenietet sind. Dadurch kann die Stromschiene ungehindert dem Wärmeausgleich folgen, während die Verbindung gleichzeitig eine gute elektrische Leitfähigkeit hat.Die Stellen, wo Laschenverbindungen sich befinden, sind durch breitköpfige Nägel gekennzeichnet, die auf der Oberseite des Holzschutzes angebracht sind.

 

An vielen Brückenkonstruktionen

ist es nicht möglich, den Raum für Stromschiene und Stromabnehmer zu gewinnen. Die Brückenteile ragen in den der Stromschiene zugewiesenen Raum hinein. Bei allen Brückenneubauten wird zwar das vorgesehene Profil freigehalten, was jedoch bei den vorhandenen Brücken schwierig herzustellen ist. Von der Freimachung des Profils bei einem Teil der bestehenden Brücken muss abgesehen werden. Möglichkeiten zur Profilherstellung ist der Neubau der Brücke oder die Hebung der Gleise auf der Brücke. Die letztere Möglichkeit ist aber nur dann gegeben, wenn die Brücken eine Schotterbettung tragen und sich nicht unmittelbar neben der zu hebenden Stelle umfangreich Gleisanpassungen erforderlich machen. An denjenigen Stellen, an denen eine Freimachung des Lichtraumes für die von unten bestrichene Stromschiene wegen zu hoher Kosten ausgeschlossen ist, muss eine Schiene angeordnet werden, bei welcher die Stromabnahme von der Seite erfolgt.

Vor diesen Stellen verlassen die Stromabnehmer des Fahrzeuges die von unten bestrichene Stromschiene und laufen, von entsprechenden Auflaufstücken geleitet, auf die seitlich zu bestreichende Schiene auf. An Stellen, an denen auf beiden Seiten der Gleise Brückenträger in das Lichtraumprofil der Stromschiene hineinragen, müssen auf beiden Seiten derartige seitlich bestrichene Schienen angeordnet werden, da die Stromabnehmer an den Triebwagen beiderseitig angeordnet sind und aus dem Profil der Brücke hinausgeführt werden müssen.

 

Diese Form der Stromschienen, auch Brückenleitschienen genannt,

stellen eine Sonderbauart dar. Auf kurzen Brücken führen die seitlich bestrichenen Brückenleitschienen in der Regel keine Spannung. Sie stehen nur unter Spannung, wenn ein Stromabnehmer sie berührt. Auf langen Brücken ist eine der beiden Brückenleitschienen an der Stromzuführung beteiligt und steht ständig unter Spannung. Das ist in der Regel an allen Stellen der Fall, wo durch eine spannungslose Brückenleitschiene eine Lücke von mehr als 30 m in der Stromzuführungsanlage entstehen würde. Die Brückenleitschienen, die ständig unter Spannung stehen, sind daran kenntlich, dass sie an der Oberseite und an der vom Gleise abgewendeten Seite durch eine Holzabdeckung gegen Berührung geschützt sind. Die Brückenleitschienen, die nicht ständig Strom führen, haben keinen Holzschutz.

An den Brücken befinden sich Brückensicherungen, die bei Auftreten unzulässiger Fehlerspannungen, z. B. infolge der Berührung des Stromabnehmers mit der Brücke, durchschlagen. Auf Grund der Sonderbauart Stromschiene wurde ein neuer Stromabnehmer entwickelt, der in vertikaler Richtung nur eine geringe Bewegung gestattet, dagegen in horizontaler Richtung weit ausweichen kann. Damit kann der Stromabnehmer die beengten Stellen infolge der Brückenleitschiene gut durchlaufen. Außerdem ist der Stromabnehmer im Weichenbereich in der Lage an dem Weichenauflauf entlang gut unter die Strom-schiene zu gleiten.

 

Der Stromabnehmer

kann auf einfache Weise soweit nach innen gedrückt werden, dass er die Stromschiene nicht mehr berührt und kann in dieser Lage festgestellt werden. Dadurch können Fahrzeuge mit Isolationsfehlern spannungslos gemacht werden. Jeder Triebwagen und jeder Beiwagen hat zwei Stromabnehmer, die zu beiden Seiten an den Drehgestellen unter dem Führerstand angebracht sind. Die vier Stromabnehmer eines Viertelzuges sind durch eine Kabelleitung miteinander verbunden. Sie führen alle vier Spannung, wenn einer von ihnen die Stromschiene berührt. Der Stromabnehmer besteht aus einer Hebelkonstruktion, die einen eisernen Gleitschuh trägt. Die Hebelkonstruktion wird durch Federn in ihrer Lage gehalten. Die Federn pressen den Gleitschuh an die Stromschiene an. Der gesamte Stromabnehmer sitzt an einem Holzbalken, der am Wagendrehgestell zwischen den Achsen angebracht ist. Entgegen der Verwendung stehender Kabelendverschlüsse für 800 Volt Kabel auf den Nordstrecken kamen jetzt liegende Endverschlüsse zum Einsatz. Damit vereinfachte sich die Montage auf der Baustelle. Der Kabelendverschluss für 800 Volt Kabel war technisch bedingt, da die Bleimantelkabel mit dem Querschnitt von 500 mm² nicht starr an die infolge Zugfahrten sich bewegende Stromschiene ange-klemmt werden können. Bei direktem Anschluss sind Isolationsfehler bis zu Kabelbrüchen möglich. Deshalb werden die Kabel in den Endverschluss geführt und über eine Klemme werden flexible Lei-tungen mit einem Querschnitt von 2 x 240 mm² mit Hilfe eines Anschlussstückes an der Stromschiene befestigt. Zur Isolierung wird der Endverschluss mit Kabelmasse ausgefüllt. Der so beschriebene Anschluss trifft für die Verbindungskabel bei Unterbrechung der Stromschiene zu.

 

Die Speisekabel 800 Volt,

aus den Gleichrichterwerken kommend, werden über Trennschalter an die Stromschiene angeschlossen. Hierbei ist das Speisekabel über Kabelendverschluss und zwei flexible Leitungen mit Kabelschuhe an dem Trennschalter angeklemmt. Von dem Trennschalter führen Kupferbänder zu einem Kontaktbock, auch Schienenstuhl genannt, der an der Stromschiene angeschraubt ist. Die Trennschalter, auch Streckenschalter genannt, sind einpolige Schalter oder Umschalter, die auf der Strecke zwischen Speisekabel und Stromschiene eingefügt sind und den Anschluss der Speisekabel an der Stromschiene vermitteln. Mit ihnen können die Speisekabel von der Stromschiene abgetrennt werden. Durch Trenn-Umschalter können die Stromschienen von Abstellgleisen, Bahnsteiggleisen usw. wahlweise an die durchgehende Stromschiene der einen oder anderen Fahrrichtung angeschlossen oder auch spannungslos gemacht werden.

Die Kontakte der Trennschalter sind auf Stützisolatoren befestigt, die auf einer gemeinsamen Grundplatte sitzen. Das Schaltorgan ist ein Messer, dass im eingeschalteten Zustand die beiden Kontakte miteinander verbindet. Das Messer ist an dem einen Kontakt drehbar befestigt. Es hat an seinem freien Ende einen Ansatz, der zum Aufsetzen einer isolierten Schaltstange dient. Eine solche Schaltstange ist jedem Schalter beigelegt. Der Schalter darf nur mit dieser Schaltstange betätigt werden.  Die Schalter sind durch einen hölzernen Schutzkasten abgedeckt, dessen Oberseite aufklappbar ist.

 

Von den Gleichrichterwerken sind die Rückleitungskabel an den Fahrschienen angeschlossen.

Dazu werden die Kabel im Gleis über eine Klemme mit Kupferseil an die Fahrschienen angeklemmt. Da die Fahrschienen als Rückleiter benutzt werden, müssen sie gut leitend miteinander verbunden werden. Die elektrische Leitfähigkeit der Schienenstöße wird dadurch verbessert, dass die Berührungsstellen von Laschen und Schienen verzinkt oder die Stöße durch kupferne Längsverbinder überbrückt werden.
Die Längsverbinder bestehen aus kurzen U-förmig gebogenen Kupferseilen. Diese sind mit Eisenschuhen an den Schienenköpfen angeschweißt. Es werden auch längere Seile verwendet, die mit Kupferstöpseln in Löchern am Schienensteg befestigt werden.  Die Fahrschienen eines Gleises werden mit Querverbinder und die Gleise einschließlich Ferngleise werden mit Gleisverbinder nach den gleichen Grundsätzen guter elektrischer Kontakte untereinander verbunden.

Nach der Beschreibung der wesentlichsten Bauteile soll nun noch über die Montage der Stromschienenanlage im Rahmen der „Großen Elektrisierung“ berichtet werden. Die Stromschienen werden in der Regel bei zweigleisiger Strecke in der Mitte zwischen den beiden Gleisen so aufgebaut, dass im Abstand von 5,20 m, d. h. auf jeder achten Schwelle, ein Stromschienenträger befestigt ist. Nur im Bereich von Bahnhöfen wechselt die Stromschiene auf die dem Bahnsteig abgewandte Gleisseite.

 

Die Stromschienenanlage ist in Stromschienenabschnitte unterteilt,

die von den Gleichrichterwerken eingespeist werden. Auf den Vorortstrecken werden die Stromschienenabschnitte durch Trennstellen über 30 m und auf der Stadt- und Ringbahn durch Lücken unter 30 m baulich getrennt. Eine Trennstelle darf nicht mit eingeschaltetem Triebfahrzeug durchfahren werden, damit keine Verschleppung der Speisespannung von einem Gleichrichterwerk zum nächsten Gleichrichterwerk über das Triebfahrzeug erfolgt. Deshalb sind die Signale zum Ausschalten und Einschalten an Trennstellen aufgestellt. Die gesamte Montage der Stromschienenanlage auf der Stadt- und Ringbahn erfolgte in manueller Arbeit. In Folge des dichten Zugverkehrs mussten die baulichen Maßnahmen in Nachtsperrpausen jeweils von 1 Uhr bis ½ 5 Uhr durchgeführt werden.

Auf den Vorortstrecken konnten die baulichen Maßnahmen am Tage in größeren Sperrpausen erfolgen. Für die Montage der Stromschienen wurden einfache Hilfsmittel, Maschinen und Werkzeuge eingesetzt, die besonders für diese Arbeiten geeignet waren. Hierzu sollen einige Bilder von der Baustelle im Bereich des Bahnhofs Stahnsdorf informieren.