Die elektrische Eisenbahn zu Northfleet mit in Reihenschaltung fahrenden Wagen. Mit Abbildungen auf Tafel 28. Die elektrische Eisenbahn zu Northfleet. Nach dem Londoner Electrical Engineer, 1889 * S. 215 (vgl. auch Engineering vom 15. März 1889, Bd. 47 * S. 219) hat im Frühjahre 1889 das Series Electrical Traction Syndicate in London, das die Patente der Prof. Ayrton und Perry und des verstorbenen Prof. Fleeming Jenkin erworben hat, zu Northfleet, Kent, die erste elektrische Eisenbahn Europas gebaut, auf welcher die Wagen in Hintereinanderschaltung fahren. Dasselbe haben Jenkin, Ayrton und Perry schon bei dem (Telpher-)Seilbahn-Betrieb für Güter (vgl. 1886 259 * 410. 1884 252 * 114. 1883 248 419) gethan, während Prof. Short diese Schaltungsweise auf elektrischen Eisenbahnen in Amerika mit Erfolg zur Durchführung gebracht hat Elektrische Bahnen mit oberirdisch geführten Leitern sind in den neuen Städten Amerikas sehr beliebtIm Electrical Engineer, 1889 * S. 170, finden sich Mittheilungen über einige solche amerikanische Bahnen, die in jüngster Zeit von der Sprague Company gebaut worden sind. Auf der etwa 6km,4 langen Bahn zu Brokton, auf der 4 Wagen im Betriebe sind, wurden versuchsweise alle 4 Wagen an einer vom Maschinenhause möglichst entfernten Stelle hinter einander aufgestellt und gleichzeitig in Betrieb gesetzt. Der Versuch gelang vollkommen. Obgleich die Kraft für alle Wagen aus 3 bis 5km Entfernung geliefert wurde, liefen die Wagen pünktlich an und fuhren schnell. – Bei der Sprague'schen oberirdischen Leitung ist der eigentlich arbeitende Draht ein dünner Siliciumbronzedraht, der über der Mitte des Geleises auf Querstangen hingeführt wird; der Haupttheil des Stromes geht aber durch einen Hauptleiter, der alle 33 bis 66m mit dem arbeitenden Leiter verbunden ist und entweder unterirdisch oder oberirdisch zur Seite der Bahn geführt wird. Der Querschnitt des arbeitenden Leiters ist weder von der Zahl der Wagen, noch von der Länge der Bahn abhängig. Die Gesellschaft in Brokton bezieht ihre Elektricität von der dortigen Beleuchtungsgesellschaft. Die Bahn in Wilmington City hat sich so gut bewährt, daſs nach achtmonatlichem Betriebe die Zahl der Wagen vergröſsert worden ist. Im Vergleiche mit dem Pferdebetriebe erweist sie sich entschieden billiger und leistungsfähiger. Die Zahl der nach Sprague's Weise betriebenen Bahnen wächst sehr rasch., im Allgemeinen dürften sie sich aber fürs Land empfehlen; in belebten Städten dagegen dürften nur Wagen mit Speicherbatterien und Bahnen mit unterirdisch in Kanälen geführten Leitern zulässig sein. Im letzteren Falle legt man gewöhnlich zwei Leiter in die Kanäle und schaltet die Motoren mehrerer zu gleicher Zeit fahrender Wagen parallel zu einander in das Leiterpaar ein. Bei der Reihenschaltung werden die Motoren sämmtlicher Wagen hinter einander in den einen Leiter eingeschaltet und der andere Leiter bildet eine stets ununterbrochene, zusammenhängende Rückleitung. Die Reihenschaltung bietet hier, ähnlich wie bei Glühlampen (vgl. 1889 273 360), den groſsen Vortheil, daſs der Querschnitt des Kupferkabels nur so groſs zu sein braucht, als es für einen Motor nöthig ist, weil ja derselbe Strom alle Motoren nach einander durchläuft; daher gewährt die Reihenschaltung groſse Ersparniſs in den Kosten fürs Kupfer und im Kraftverluste in den Leitern. Dagegen muſs die Spannung in den Leitern sehr groſs sein, weil der Strom die ganze Folge von Motoren durchläuft; dies erschwert aber die Isolirung und beraubt alle Motoren des Stromes, falls eine Linienunterbrechung eintritt. Bei einer Bahn von 8km Länge würden, wenn die Spannung an den Klemmen eines Motors zu 200 Volt angenommen wird und 400 mit dieser Spannung bis zum Mittelpunkte der Linie übertragen werden sollen, bei einem sehr dicken Leiter von etwa 0,1 Ohm Widerstand in 1km (was 3t Kupfer auf 1 engl. Meile, oder 1900k auf 1km entspricht) am Anfange der Linie 2500 erforderlich sein, wobei das Mehr durch den Widerstand der Leiter verloren geht. Bei der Reihenschaltung würden für dieselbe Spannung von 200 Volt an jedem Motor etwa 405 im Maschinenhause erforderlich sein. Bei gröſserer Spannung – etwa 400 Volt – würde der Verlust bei der Parallelschaltung viel kleiner sein, indessen ist die Erhöhung der Spannung an den Motoren über eine gewisse Grenze hinaus nicht sicher, und die Kraftersparniſs beim Laufen mehrerer Wagen auf derselben Bahn ist stets bei der Reihenschaltung weit vorwiegend. Die ausgeführte Bahn ist bloſs ein Theil der Gravesend-Rosherville-Northfleet-Pferdebahn und reicht von der Station Northfleet bis zu dem Magazine der Gesellschaft; sie hat eine Länge von etwa 1km,2; zu ihrem Betriebe reichen 2 Wagen aus, doch eignet die Bahn sich zu einem Versuche mit der neuen Betriebsweise und ist gleich von Anfang zum elektrischen Betriebe bestimmt worden. Es sind einige steile Steigungen von 1 : 30 und 1 : 42 da; wagerechte Strecken; eine Weiche; ein Magazin mit sehr scharfer Krümmung; doppeltes Geleise; einfaches Geleise mit Kreuzungen. Die Enge an der einen Stelle hat nicht gestattet, ein einfaches Geleise in die Mitte zu legen, deshalb hat man, um Raum für vorüberfahrende Wagen zu schaffen, ein doppelt-einfaches Geleise gelegt, dämlich (wie aus dem in Fig. 14 gegebenen Querschnitte ersichtlich wird) drei Schienen, von denen zwei über Leitungskanälen liegen, während die dritte eine gewöhnliche Langschwellenschiene ist; beim Fahren in beiden Richtungen läuft der Wagen auf der Mittelschiene, welche aber bei der Fahrt in der einen Richtung als Zuleitungsschiene dient, bei der Fahrt in der anderen Richtung als gewöhnliche Laufschiene. An den Weichen muſsten die Kanäle unter dem Erdboden besondere Einrichtungen bekommen und besondere Weichenzungen angeordnet werden, damit der Wagen stets von selbst auf die linke Seite der Straſse geleitet werde. An dem Gabelende bei der Station Northfleet kann der Wagen mittels eines Hebels in das gewünschte Geleise gelenkt werden. Der Grundgedanke des Betriebs läſst sich mit Hilfe von Fig. 13 erläutern. Die Dynamo hat die für sämmtliche hinter einander geschaltete Motoren nöthige Spannung zu liefern; ein Leiter leitet den Strom entlang der ganzen Bahn und müſs ihn den Motoren zuführen können; ein zweiter Leiter führt ihn zur Maschine zurück; im ersteren Leiter sind Contacte nöthig, welche den Strom nach den Motoren abführen können, jedoch ohne daſs dabei der Stromkreis unterbrochen wird. Solche Contacte sind a, b und g, h in Fig. 13, jedes Contactpaar wird durch Federn für gewöhnlich an einander gedrückt, kann aber durch ein als „Pfeil“ bezeichnetes, vom Wagen herabreichendes Contactstück getrennt werden, das sich zwischen den Contactpaaren hindurch drängt und etwas länger als der Abstand zweier benachbarter Contactpaare ist, so daſs es jedes Paar erst verläſst, nachdem es in das nächstfolgende schon eingetreten ist. Der Pfeil ist zu beiden Seiten mit einem Kupferstreifen n und u belegt, welche jeder um das eine Pfeilende herum geführt sind; von den Streifen n und u gehen die beiden Drähte d, d aus, in welche der Motor M auf dem Wagen eingeschaltet ist. Bei der in Fig. 13 gezeichneten Stellung liegen die Contacte b und g an nichtleitenden Stellen des Pfeiles, der Strom nimmt daher den Weg x, a, u, d, M, d, n, h, i. Geht in Fig. 13 der Wagen von links nach rechts, so trennt der Pfeil, wenn er zwischen a und b tritt, zunächst dieses Contactpaar, ohne die leitende Verbindung zwischen beiden zu unterbrechen; g liegt jetzt noch an u, und der Strom nimmt den Weg x, a, u (b, c, g, u), d, M, d, h, i; dann folgt die in Fig. 1 gezeichnete Stellung des Pfeiles; endlich gelangt b an n und g an n bezieh. in unmittelbare Berührung mit h, und dann ist der Stromweg x, a. u, d, M, d, n, b, c, g, h, i. So lange der Pfeil sich nicht innerhalb der Paare a, b und g, h befindet, geht der Strom von x nach a, b, c, g, h, i. Es können dabei beliebig viele Wagen gleichzeitig auf der Bahn laufen. Das Geleise sieht nicht viel anders aus, als bei jeder gewöhnlichen Straſsenbahn. Der Kanal für die Leiter liegt nämlich nicht in der Mitte, wie es sonst bei elektrischen Bahnen üblich ist, sondern unter der einen Schiene. Diese Schiene ist geschlitzt, wie dies Fig. 14 sehen läſst; de Schlitz ist reichlich 21mm breit und durch ihn geht der Träger des Pfeils hinab in den Kanal. Die federnden Contacte sind seitwärts vom Schlitze angebracht, so daſs sie durch den Schlitz nicht gesehen werden können; auch kann durch den Schlitz eindringender Regen und Schmutz nicht zu den Verbindungsstellen gelangen; ferner können unachtsame und neugierige Personen keinen elektrischen Schlag erhalten. Die Kanäle sind stark genug ausgeführt, daſs sie den schweren Verkehr der Groſsstädte aushalten können; zugleich sind sie möglichst klein gehalten, so daſs sie den Wasser- und Gasröhren unter der Straſsenfläche thunlichst wenig in den Weg kommen. Das Straſsenwerk ist nach den Zeichnungen des Gesellschaftsingenieurs Kincaid, die elektrischen Anlagen unter der Aufsicht des Direktors der United Electrical Enginering Company E. Manville ausgeführt worden. Das in Gravesend hergestellte Rohr des Kanals ist 203mm weit und liegt mit dem Boden 330mm unter der Straſsenfläche. Der Schlitz, durch welchen die Leitung vom Leiter nach dem Motor auf dem Wagen hergestellt wird, wird dadurch gebildet, daſs zwei Schienenköpfe einen Spalt von 21mm zwischen sich lassen; die Schienen sind den gewöhnlichen Vignolschienen ähnlich, 113mm hoch, mit 44mm breiten Köpfen. Die äuſsere von diesen beiden Schienen dient als Pfad für das Wagenrad, die innere entspricht dem Spurrande einer gewöhnlichen Straſsenbahnschiene. Die Schienen stehen durch ihren Steg mit guſseisernen Stühlen oder Jochen in Verbindung, in Abständen von etwa 1m,2; die Joche lassen unter sich einen freien Raum unter der unteren Schienenkante von 330mm Höhe und 203mm Breite. Die Wände des Kanals sind 152mm die von Portlandcement hergestellt. Die Schienen haben eine Länge von 6m,4; die Joche sind zu beiden Seiten der Schienstöſse in 430mm Abstand, von Mitte zu Mitte, angebracht, und es ist eine Kammer gebildet, worin diese Stöſse liegen, welche den Zugang zu den federnden Contacten gewähren, die Entfernung des sich etwa in der Röhre ansammelnden Schmutzes gestatten und einen Zugang zu den Laschen des Stoſses ermöglichen. Die zugehörige zweite Schiene liegt wie bei den gewöhnlichen Straſsenbahnen auf Langschwellen; die Geleisweite wird durch Verbindungsstücke gefestigt, welche an den letzteren Schienen Und den guſseisernen Jochen angebracht sind. Auf jeder Seite des Geleises liegt in dem Cement eine 75mm weite Thonröhre, deren Enden in die Kammern unter dem Kanäle hineinjagen und hier offen und zugänglich sind. In diese Röhren sind Längen von etwa 6m,4 von Henley's gut isolirtem Ozokerit-Kautschuk-Kabel (von 12000 Megohm Widerstand auf 1km) eingezogen. Auch das aus einem Ganzen bestehende Rückleitungskabel ist in solche Röhren eingezogen, da es hier sehr wesentlich ist, daſs die Erde keinen Leitungsschluſs bilde. Die kurzen Kabelstücke verbinden die federnden Contacte mit einander. In jeder Kammer des Kanales liegt ein Contactpaar. Dieses besteht nach Fig. 15 aus einem Paar glasirter Thonwaarenblöcke (355 × 75 × 100mm), die auf an die Joche angegossenen Stützen ruhen; die Blöcke liegen an den entgegengesetzten Seiten der Röhre. An jedem Block ist mittels einer doppelten Spiralfeder ein Guſsstück aus Kanonenmetall angebracht, das an seinen Enden gebogen, in der Mitte aber flach ist; die Federn drücken die beiden Stücke fest mit 3k Druck gegen einander. Der Pfeil liegt unter dem Wagen in dessen ganzer Länge. Er besteht aus zwei Kautschukriemen, und auf jeden ist fast auf die ganze Länge ein Messingstreifen genietet. An jedem Ende ist die Nase des Pfeiles mit in eine Schneide auslaufendem Schmiedeisen belegt, so daſs der Pfeil leicht zwischen die Contactpaare eindringen kann. Die gröſste Dicke des Pfeiles beträgt 25mm. Der an jeder Seite des Pfeiles angebrachte Leiter greift um das eine Pfeilende herum, läſst aber nahe am Ende zwischen sich und dem zweiten Leiter einen nichtleitenden Zwischenraum, der an Länge die Contactfläche des Contactes etwas übertrifft. Die Contacte lassen sich in dem Kanäle leicht und in wenigen Minuten abnehmen und auswechseln. Damit aber bei einer solchen Auswechselung eines Contactes der Dienst nicht unterbrochen werde, sind Vorkehrungen zur Kurzschlieſsung getroffen, so daſs der Stromkreis ununterbrochen bleibt; auf die Länge von 6m,3 aber vermag der im Gange befindliche Wagen bequem durch seine Trägheit zu laufen? und dann bekommt er ja von Neuem Strom. Die Contacte sind sehr einfach und billig; sie machen an ihren gegen einander gepreſsten Oberflächen einen ganz guten Contact und der Widerstand der Leitung ist nur sehr wenig gröſser, als er sich nach dem bloſsen Widerstände der Kabel berechnet. Die Wagen sind in den Falcon Engine and Car Works in Loughborough gebaut. Die Motoren sind eine besonders von Elwell-Parker in Wolverhampton erbaute (vgl. 1888 267 * 404) Sorte und besonders schmal, damit sie in die auf dem nur 1m,067 breiten Geleise laufenden Wagen passen. Vorn ruht der Motor in zwei Lagern auf der Triebachse des Wagens, hinten wird er von einer vom Wagenkörper herabreichenden starken Spiralfeder getragen. Die Motorwelle wirkt durch doppelt Schneckenräder unmittelbar auf die Wagenachse, bei einem Verhältnisse 1 : 4,5 der Räder. Der Motor läuft mit 400 Umdrehungen in der Minute und leistet dabei, wenn die Feldmagnete vollständig erregt sind, 15 an der Bremse. Der verhältniſsmäſsig groſse Motor läuft also langsam; es ist dies zwar etwas theuerer, allein die ausführenden Ingenieure hielten es für besser, als die Verwendung eines kleinen und rasch laufenden Motors. Der Pfeil liegt unter der einen Seite des Wagens. Er wird in Abständen von 1m,7 auf fünf guſseisernen Blöcken, welche entlang der Oberfläche der Schiene gleiten und durch eiserne Stangen unter einander verbunden sind, die jede Beanspruchung auf Zug von dem Kautschukriemen fernhalten, angebracht. Zur Regulirung der Wagengeschwindigkeit läſst sich ein Nebenschluſs von ⅓, oder von ⅔ zu den Feldmagneten des Motors herstellen, oder eine Kurzschlieſsung derselben. Die Bürsten lassen sich umstellen und dadurch die Bewegungsrichtungen umkehren; diese Umstellung der Bürsten bildet zugleich eine sehr wirksame Bremsung und ermöglicht, den Wagen sehr rasch zum Stillstehen zu bringen. Doch ist auch eine gewöhnliche Fuſsbremse vorhanden. Jede Dynamo ist mit einem Ampèremeter versehen, auf welchem die normale Stromstärke (50 Ampère) durch einen rothen Strich markirt ist. Einer der Wagen wird mittels Bernsteinlampen von geringem Widerstände (vgl. 1888 269 * 168. 1889 273 * 360) elektrisch beleuchtet, unter Mitbenutzung von drei Electrical Power Storage-Zellen, welche groſs genug sind, um nötigenfalls die Lampen allein zu speisen. Für die Reihenschaltung muſs der Strom in der Leitung sehr unveränderlich erhalten werden; die Spannung hat sich nach der Beanspruchung und der Zahl der laufenden Wagen zu richten. Deshalb hat das Syndicat eine Dynamo mit unveränderlichem Strom von Statter und Comp. (vgl. 1888 268 * 359) gewählt, welche sich für diesen Zweck ganz zufriedenstellend erweist. Die Spannung ändert sich von wenigen Volt bis über 400. Der Verlust in der Linie erscheint bei dieser Bahn etwas hoch; er wird praktisch zu etwa ¼ der ganzen Kraft angegeben. Es ist aber das Kabel möglichst dünn genommen worden, weil sein Preis niedriger sein sollte. Der Verlust wird auch nicht gröſser, ob 1 oder 12 Wagen laufen. Die Probefahrten im März waren sehr befriedigend. Die Wagen liefen, sehr wenig lärmend, mit 16km Geschwindigkeit in der Stunde. Die Linie soll mit voller Ausrüstung 120000 bis 140000 M. kosten. Der Preis einer gewöhnlichen Straſsenbahnlinie beträgt 140000 M. für 1 engl. Meile (87500 M. für 1km); für Anlage der Leitung kommen 30000 M. hinzu (knapp 20000 für 1km). Die Umwandelung einer schon bestehenden Linie dürfte 25000 bis 51000 M. kosten; der Motor nebst Zubehör kostet für jeden Wagen wenig über 4000 M.