Technik - Auf Zahnrädern in die Berge

Vier Systeme von vier Schweizer Ingenieuren – sie brachten die ersten Touristen auf Schweizer Gipfel und prägten massgeblich die Geschichte der Zahnradbahn. Die Meilensteine in Bildern.

Die Anfänge machte ein Engländer:

Der Ingenieur John Blenkinsop baute die erste Dampflokomotive, die über ein Zahnrad angetrieben wurde. Die zwischen 1811 und 1812 gebaute Dampflok konzipierte Blenkinsop als Industriebahn, um schwere Lasten von bis zu 100 Tonnen zu transportieren. Angetrieben wurden sie von einem Zahnrad, das ausserhalb der Gleise in die Zahnstange griff.

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Die erste Zahnradbahn am Berg:

Ab 1866 baute Sylvester Marsh eine Zahnradbahn im US-Bundesstaat New Hampshire auf den Berg Mount Washington. In dieser Konstruktion verlegte der Erfinder auf der 4,8 Kilometer langen Strecke die Zahnradstange zwischen den Gleisen. Die Zahnradbahn wurde 1869 eröffnet und ist bis heute in Betrieb.

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Die erste Zahnradbahn in der Schweiz:

1871 eröffnete die Rigi-Bahn ihren Betrieb zwischen Vitznau und der Rigi. Treibende Kraft des Baus war der Eisenbahnpionier Niklaus Riggenbacher. Er hatte erkannt, dass immer mehr Touristen und Besucher die Gipfel entdecken wollten – ein grosses Potenzial. Ein Merkmal der ersten Zahnradlokomotiven war der senkrechte Kessel in der Mitte der Lok.

RBS Worb/Rigibahnen

Vater der Zahnradbahn:

Der Mechniker Niklaus Riggenbach (1817-1899) tüftelte als erster an einem System, um mit Loks steilere Abschnitte befahren zu können. Resultat: Das System Riggenbach und der Bau der Rigi-Bahn. Dank dieser Pionierleistung baute er Zahnradbahnen in der ganzen Welt – nicht zuletzt erkennbar an seinem Outfit.

Staatsarchiv Luzern

Zahnrad greift in die Zahnradstange:

Das System von Riggenbach hat Ähnlichkeiten mit dem Konzept von Marsh am Mount Washington. Die Zahnradstange zwischen den Gleisen hat die Funktion einer Leiter. Das Zahnrad der Lok greift in die Sprossen und schiebt den Zug «Tritt für Tritt» Richtung Gipfel. Riggenbachs System kam in vielen Zahnradbahnen auf verschiedenen Kontinenten zum Einsatz.

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1873 – Die Rigi-Bahn hat sich etabliert:

Im Hintergund das Hotel Rigi-Kaltbad. Die Lokomotive hatte bereits einen liegenden Dampfkessel. Das verbesserte die Sicherheit, da man die Kessel besser kontrollieren und reinigen konnte. Dank der Eröffnung der Rigi-Bahn verzeichnete der Tourismus einen Zuwachs von 30'000 auf 150'000 Besucher pro Saison. Riggenbachs kalkül war aufgegangen.

RBS/Worb/Rigibahn

So sieht die Vitznau-Rigi-Bahn heute aus:

Beissender Rauch und schmutzige Gesichter sind passé. Die Zahnradbahn wird mit Strom angetrieben. Die Fahrt von Vitznau auf die Rigi dauert rund 30 Minuten. Während die alten Dampflokomotiven mit zirka 9 Kilometer pro Stunde fuhren, schaffen die heutigen Loks bis zu 23 Kilometer pro Stunde.

Wikipedia/Laurent Stalder

Die Dampflokomotiven gehen in Pension:

Die erste elektrisch Zahnradbahn der Welt nahm ihren Betrieb im Jahr 1893 auf: Die «Chemin de Fer du Salève». Gebaut mit einem neuen Zahnradsystem, führte die Strecke auf den Mont Salève im französischen Departement Hoch-Savoyen südlich von Genf. Der Erfinder der Technologie hiess Carl Roman Abt.

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72 Bergbahnen weltweit:

Der Ingenieur entwickelte das System Abt – es sorgte für Furore, weil es das erste war, das am Berg mit und in der Fläche ohne Zahnradantrieb betrieben werden konnte – der Mischbetrieb. Der Zahnradantrieb konnte aus- und eingekoppelt werden. Nebst der Salève-Bahn leitete Abt den Bau von zahlreichen Bergbahnen in der Schweiz und im Ausland.

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System Abt:

Die Erfindung hatte viele Vorteile gegenüber bestehenden Systemen. Zum einen war es einfacher zu bauen, da die Zahnradstange nur mit Flacheisen konstruiert war. Zum anderen greifen mehrere Zahnräder in die Zahnradstange, was ein seitliches Entgleisen verhindert und eine gleichmässige Verteilung der Kräfte bewirkt.

Wikipedia/Softeis

Die steilste Zahnradbahn der Welt:

Die 1889 eröffnete Strecke führte mit einer Steigung von 48 Prozent auf den Pilatus. Niemand traute dem Ingenieur Eduard Locher diese Meisterleistung zu, doch er belehrte die Kritiker eines Besseren. Sein neu entwickeltes System Locher ermöglichte die 4,6 Kilometer lange Strecke auf den Gipfel zu befahren.

Wikipedia/Andy Dingley

System Locher:

Sein System unterschied sich stark von bisherigen Techniken, dadurch konnte es viel steilere Hänge bezwingen: Die Zahnräder liegen seitlich der Zahnstange. Deshalb wirkt die Kraft waagrecht auf die Zahnradstange, was die Gefahr des Aushebelns ausschliesst. Auch die Zahnräder sind seitlich geführt, so dass ein Zug fast nicht entgleisen kann.

Wikipedia/Roland Zumbühl

Berühmt dank der Pilatusbahn:

Eduard Lochers System kam nur bei der Pilatusbahn zum Einsatz. Das reichte aber, um ihn in der ganzen Welt bekannt zu machen. Der Nachteil: Das System ist kompliziert und teuer. Der Ingenieur und Erfinder konstruierte nebst der Pilatusbahn vor allem Brücken und Tunnels.

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Heute:

Eine Fahrt mit der Pilatusbahn auf den Gipfel dauert heute 30 Minuten. Talwärts fährt die Zahnradbahn langsamer, was die Fahrzeit um 10 Minuten verlängert. Die roten Triebwagen überwinden eine Höhendifferenz von 1635 Meter – notabene mit dem gleichen System wie im Jahr 1889.

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Mit dem Zug aufs Jungfraujoch:

Die Jungfraubahn ist eine weitere Pionierleistung in der Geschichte der Zahnradbahnen. Während der Bauzeit von 1896 bis 1912, galt es, einige Hürden zu meistern. Die Bedingungen in grosser Höhe waren anstrengend und gefährlich. Zudem fehlte es immer wieder an Geld. Dadurch dauerte der Bau doppelt so lang wie ursprünglich geplant.

jungfrau.ch

Etappe für Etappe:

Die Kosten für den Bau der Jungfraubahn waren hoch. Die Erbauer nahmen die erstellten Abschnitte jeweils sofort in Betrieb. Dies finanzierte den Bau des nächsten Abschnitts. So konnte zunächst nur bis zum Eigergletscher gefahren werden. Ziel war jedoch immer der Gipfel.

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Emil Strub gewann die Ausschreibung:

Die Erbauer der Jungfraubahn suchten nach Lösungen und veranstalteten einen Wettbewerb. Strub gewann, und lieferte die Technik für die Zahnradbahn, gleichzeitig wurde er auch als Direktor der Jungfraubahn eingesetzt. Mit seinem eigenen Ingenieurbüro realisierte er Zahnradbahnen in ganz Europa.

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System Strub:

Die Konstruktionen von Strub und Riggenbach haben viel Ähnlichkeiten. Das geht so weit, dass manche Zahnradbahnen unter gewissen Bedingungen in beiden Systemen fahren können. Unterschiedlich ist vor allem die Zahnstange. Anstatt einer liegenden Leiter wie bei Riggenbach, kommt hier eine Keilkopfschiene mit Ausschnitten für das Zahnrad zum Einsatz.

Wikipedia/Markus Giger

Der höchst gelegene Bahnof in Europa:

Dies und andere Merkmale machten die Jungfraubahn weltberühmt. Heute werden die Touristen während der rund 50 Minuten langen Fahrt auf eine Höhe von 3454 Meter Höhe über Meer transportiert. Dabei überwindet die Bergbahn 1400 Höhenmeter.

jungfrau.ch

Der Bau von Zahnradbahnen hatte seinen Höhepunkt während der Jahrhundertwende um 1900. In dieser Zeit herrschte ein regelrechter Erfindergeist. Damals entwickelten vier Schweizer Ingenieure die vier grossen Zahnrad-Antriebssysteme, die bis heute noch verwendet werden: Locher, Strub, Abt und Riggenbach. Dank der neuen Technologie wurde die touristische Erschliessung von Bergen möglich – ein wahrer Bergbahn-Boom folgte.

Innovationen und Schweizer Qualität waren damals weltweit gefragt; das brachte den einen oder anderen Ingenieur rund um die Welt. Nach der Boomzeit gab es jedoch nicht mehr viel Bewegung in der Entwicklung der Systeme. An immer mehr Orten übernahmen die günstigeren Seilbahnen und Aufzüge die Arbeit, Touristen auf Berge zu transportieren. So lösten die neuen Beförderungsmittel die Zahnradbahnen langsam ab.

Dort, wo heute Zahnradbahnen betrieben werden, sind oft die Systeme von damals noch im Einsatz, wie zum Beispiel das System Strub bei der Jungfraubahn. Und: Erst kürzlich hat die Firma Stadler Mega-Zahnrad-Loks nach Brasilien geliefert – konstruiert mit dem System Abt, das im Jahr 1882 entwickelt wurde.