Giessbach Standseilbahn

E I N E W E LT F Ü R S I C H
“Countryside”
Winner 2015
Giessbach Standseilbahn
HISTORIC
MECHANICAL ENGINEERING
LANDMARK
Die Standseilbahn Giessbach mit der
ersten Abt'schen Weiche der Welt
Veranlassung zum Bau der Giessbachbahn
Von Stahlseilen gezogene Wagen wurden mit vielen Systemvariationen auf geneigten
Fahrbahnen seit 1820 benutzt. Unter diesen war das Standseilbahnsystem mit zwei
Passgierwagen, welche am gleichen Seil hingen, welches oben an einem Rad umgelenkt war, besonders attraktiv. Es gestattete einen Gewichtsausgleich der beiden Wagen. Die Antriebskraft kam entweder vom Übergewicht eines Wagens oder von einer
Dampfmaschine, welche auf das Umlenkrad wirkte.
In Europa waren die Jahre von 1871 bis 1914 eine Periode von noch nie dagewesener
Prosperität und Frieden, welche später Belle Epoque genannt wurde. Eisenbahnnetze
wuchsen und machten internationale Reisen einfacher. In der Folge entdeckten immer
mehr Reisende die natürlichen Wunder der Alpen. Das erzeugte Gelegenheiten für
Unternehmer, diese Wunder zugänglich zu machen für Touristen, welche sich das leisten konnten. Die eindrücklichen Fälle des Giessbachs wurden als eines dieser Wunder
betrachtet. Ein Hotel wurde bei den Fällen erstmals in 1857 eröffnet. Das heutige Hotel,
das Grandhotel Giessbach mit 150 Zimmern und dem Aussehen eines französischen
Barockpalastes wurde in 1875 eröffnet (Bild 1).
Dieses Hotel war 100 Meter höher gelegen als die Schiffsanlegestelle, zu viel für viele
der Gäste. Daher schrieb der Bauherr Karl Hauser-Blattmann (1824-1895) den Bau einer
Standseilbahn aus, welche das Hotel mit der Schiffsanlegestelle verbinden sollte.
Bild 1: Das Giessbach Hotel, erbaut von den Hauser Frères. Dies ist eine im Mai 1874 datierte Projektzeichnung
Riggenbach und Abt bekamen den Auftrag
Die IGB (Maschinenfabrik der Internationalen Gesellschaft für Bergbahnen) gehörte Niklaus
Riggenbach (1817–1899), einem Schweizer Ingenieur. Sein Meisterstück war der Bau der
Zahnradbahn auf die Rigi in 1873. In 1878 stellte er den klugen 28 Jahre alten Carl Roman Abt
(1850–1933) als Chefingenieur an.
Die zeitgenössischen Standseilbahnen brauchten entweder zwei Geleise oder mindestens
drei Schienen um das gegenseitige Ausweichen der Wagen in der Streckenmitte zu ermöglichen. Abt schlug eine Lösung mit einem Gleis und einer Ausweiche in der Mitte vor. Der
offensichtliche Kostenvorteil brachte IGB vor alle anderen Wettbewerber und IGB bekam die
Bestellung. Die technische Einrichtung und Brückenteile des Oberbaus wurden gebaut und
vormontiert in Aarau. Der Transport nach Giessbach erfolgte mit Bahn und Schiff. Die Seilbahn wurde am 21 Juli 1879 eröffnet (Bild 2). Die Bauzeit von weniger als einem Jahr war ein
eindrücklicher Erfolg, wenn man die damals bescheidenen mechanischen Hilfsmittel berücksichtigt.
Aber der wirtschaftliche Erfolg von IGB war kurz. Durch ausbleibende Bestellungen meldete
IGB kurz nach der Fertigstellung der Giessbachbahn Konkurs an und Abt wurde arbeitslos.
Er arbeitete dann zwei Jahre für das Bundesamt für Eisenbahnen und wurde nachher selbständiger Ingenieur. Er überwachte den späteren Unterhalt der Giessbachbahn und die
Einführung einer verbesserten Version der Abt'schen Weiche in anderen Projekten. Später
leitete er den Bau von 72 Bergbahnen und wurde ein wohhabender Mann mit eindrücklichen
Erfolgen. Darunter war auch ein Zahnradbahnsystem, das heute noch nach ihm benannt wird
(Bild 3).
Bild 2: Die zwei Wagen kreuzen sich auf der Abt'schen Weiche in 1880.
Bild 3: "Zahnradsystem Abt" und Bild von Carl Roman Abt.
Technische Beschreibung
Carl Roman Abt publizierte die Lösung von Giessbach für
die automatische Weiche in einer Folge von sechs Artikeln in
1879 [1]. Seine Konstruktion war gekennzeichnet durch die
Aufgabe des alten Paradigmas, dass Eisenbahnwagen die
Spurkränze auf der Innenseite der Schienen haben müssen.
In Giessbach wurde ein Wagen durch äussere Spurkränze
geführt und der andere innen, wie ein normaler Eisenbahnwagen. Diese Anordnung machte die Passage der Ausweiche
automatisch. Abts Konstruktion erforderte aber zusätzliche
Führungsbleche und die obere und die untere Weiche waren
verschieden.
Abt's Giessbachkonstruktion von 1879 hatte jedoch Probleme.
Die Passage der Wagen über die Weichen war holperig und
das verursachte häufig lose Schrauben an den Schienenbefestigungen. Wahrscheinlich musste auch das Seil häufig
ausgewechselt werden. Zeitgenössische Berichte erwähnten
einfach "teuren und häufigen Unterhalt". Trotzdem war die
Bahn profitabel. Wegen der vielen Fahrgäste wurde ein jährlicher Profit von 10% gemeldet. Obwohl keine Korrespondenz
dazu von ihm gefunden wurde, fand er bald eine bessere
Lösung (Bild 4). Weil IGB aus dem Geschäft war, wurde die
neue Lösung von der Maschinenfabrik Bell, Kriens (dem früheren Konkurrenten) unter Abt's Aufsicht eingebaut.
Abt's verbesserte Lösung hatte zwei Spurkränze an den
äusseren Rädern bezüglich der beabsichtigten Ausweichfahrt (in Bild 4 sichtbar). Damit konnte die äussere Führungsschiene ununterbrochen ausgeführt werden und es war
mehr Platz für die Durchführungen von Seil und Zahnstange
in der inneren Schiene. Die inneren Räder waren nun rein
zylindrisch, ohne Spurkränze und erlaubten daher ein sanftes
Überrollen der Weichen. Diese Lösung ist, was wir heute
als Abt'sche Weiche bezeichnen, eine kurze Ausweichstelle
ohne bewegliche Teile. Sie wurde zuerst in der Standseilbahn Citta-Stazione (Lugano Switzerland) in 1886 eingebaut.
Die Giessbachbahn wurde zu dieser Lösung modifiziert in
1890 (oder 1891, je nach Quelle) und sie funktioniert heute
noch damit.
Bild 4: Das verbesserte und moderne
Prinzip der Abt’schen Weiche
(Bild: Cmglee, WikiCommons)
Diese Geschichte zeigt klar, dass einfache Ingenieurlösungen
oft erst dann gefunden werden, wenn sich kompliziertere
Lösungen nicht bewährt haben.
Anfängliche Konfiguration der Giessbachbahn
Die Giessbachbahn wurde durch einen gefüllten Wassertank
im jeweils talwärtsfahrenden Wagen angetrieben. Die Geschwindigkeit wurde vom Fahrer mit einer Bremse geregelt,
welche auf ein Zahnrad wirkte, das im Eingriff mit der Zahnstange zwischen den Schienen war. Es war das Riggenbachsystem, welches heute noch existiert, jedoch hier nur noch
als Notbremssystem. Das Wasser kam von den Giessbachfällen via ein Reservoir in der Bergstation, welche für das rasche
Füllen des Wagentankes gebaut war. Das benötigte Füllniveau
wurde vom Fahrer des unteren Wagens je nach Beladung signalisiert. Eine elektrische Glocke übermittelte die Information.
Nach der Talfahrt wurde der Tank des Wagens geleert.
Die Bergstation hatte anfänglich kein Dach. Deswegen
wurde der obere Wagen für die Winterpause in die Talstation unter Dach auf ein seitliches Gleis gebracht. Im Herbst
konnte der Wagen mit Hilfe der Bremse hinuntergefahren
werden. Im Frühling war das Hochbringen eine anstrengende Muskelarbeit mit einem handgetriebenen Hilfswagen. Das
ist in der Referenz [3] beschrieben.
Der anfängliche Wassertankbetrieb erforderte ein nahezu
konstantes Gefälle um Änderungen im Bremsaufwand für die
Geschwindigkeitsregelung zu minimieren. Daher gestaltete
Abt den Oberbau der Strecke mit einem hohen Brückenanteil, so wie er heute noch ist.
Spätere Änderungen an der Giessbachbahn
1912: Der Wassertankantrieb wurde durch einen neuen, hydraulischen Antrieb mit einer
Peltonturbine ersetzt. Ein neuer Maschinenraum mit einem Flachdach entstand. Die horizontale
Seilumlenkscheibe wurde durch eine vertikale Antriebsscheibe mit drei Seilrillen und den entsprechenden frei drehenden Umlenkscheiben ersetzt. Ritzel und Verzahnung der Treibscheibe
wurden aus Stahl gemacht und werden bis heute noch von den elektrischen Antrieben benutzt (Bild 5 und 6). Theodor Bell & Cie Kriens modifizierte den Wagenunterbau zu einer dreiachsigen Anordnung, wobei die mittleren Räder beidseitig keine Spurkränze mehr hatten. Der
vorherige Unterbau hatte die unteren beiden Achsen in einem Drehgestell. Die Notbremse
wurde wie vorher durch ein Gewicht betätigt. Das Zahnrad wurde nicht mehr für die manuelle
Geschwindigkeitsregelung benutzt. Diese wurde ersetzt durch den Geschwindigkeitsregler
der Turbine, welcher auf die Wasserdüsen wirkte.
Bild 5: Das seit 1912 benutzte
Antriebsrad im Maschinenraum.
Die drei Seiltreibrillen auf dem Rad
mit dem grossen Durchmesser sind
aus Holz. Sie bilden einen totalen
Umlenkwinkel von mehr als drei
mal 180 Grad (zum Einsetzen in die
Seilreibungsformel). Im unteren Teil
des Bildes ist der blaue elektrische
Antriebsmotor teilweise sichtbar.
Darauf sitzt der kleinere Kühlermotor. Vom Zwischengetriebe ist
nur eine grüne Ecke sichtbar. Diese
Komponenten sind von der 1998
Restaurierung.
(Bild: Nicole Berra)
Bild 7 rechts:
Die früheren
zweigleisigen Lösungen
brauchten fast doppelt
soviel Platz und Investition
in den Oberbau.
Beispiel Budavári Sikló
in Budapest, erbaut 1870
Bild 6: Das ist die Antriebswelle. Von links nach rechts sieht man die Betriebsbremsscheibe das verzahnte Ritzel und den Kettenantrieb für den Wagenstandsanzeiger.
(Bild: Nicole Berra)
1948: Der hydraulische Antrieb wurde durch einen Elektromotor mit halbautomatischer Regelung ersetzt. Die Geschwindigkeit wurde auf 1.9m/s erhöht. Der Strom kam von
einer Peltonturbine bei der Talstation, die vom Wasser des
Giessbachs angetrieben war. Der alte Peltonantrieb wurde in
den See geworfen. Später wurde er wieder geborgen und ist
seither in der Talstation ausgestellt.
1952: Beide Stationen wurden renoviert. Das zweite Gleis
neben der Talstation wurde entfernt und das Gebäude
entsprechend verkleinert. Die Bergstation bekam ein Dach,
damit ein Wagen oben überwintern konnte. Nach anderen
Quellen geschah das schon in 1948.
1958: Ein neuer Elektromotor der Maschinenfabrik Oerlikon
wurde mit 26 PS installiert.
1979: Das Hotel wurde geschlossen wegen anhaltend zu
tiefem Ertrag. Es war beabsichtigt, es durch einen modernen
Betonbau zu erstetzen. 1983 kaufte der Schweizer Umweltschützer Franz Weber das Hotel mit Hilfe seiner Gesellschaft
"Helvetia Nostra". Deren Stiftung “Giessbach dem Schweizervolk” besitzt das Hotel heute und erreichte die Unterschutzstellung. In den folgenden Jahren wurde das Hotel allmählich
renoviert. Wir können annehmen, dass dies auch die Erhaltung der Standseilbahn gefördert hat.
1989: Der Fahrbahn Oberbau wurde erneuert, wobei die
Zahnstange unverändert blieb (Bild 8).
1998: Ein neuer 31kW Gleichstrommotor mit Thyristor und
neue Bremsen wurden in der Bergstation installiert. Die Wagen
erhielten einen neuen Unterbau. Die neue Steuerung erlaubte
das Fahren von einem Wagen oder von der Station aus.
Bild 8: Oberer Teil der Abt'schen Weiche gesehen von einem Standort unter
der Brücke. Bild vom Verfasser, 2015-01-19. Der Oberbau ist grösstenteils auf
solchen Brücken.
2007 und 2009: Die hölzernen oberen Wagenteile wurden
entsprechend den Originalplänen restauriert.
2010: die Fernsteuerung wurde modernisiert.
Die Schienen der Abt'schen Weiche entsprechen heute
noch der Konstruktion von 1891. Die Zahnstange und die
Notbremse, welche auf das Zahnrad wirkt, wird noch dem
Zustand von 1879 zugeschrieben. Das Bild 9 zeigt den Zustand in 2014.
Heutiger Zustand
der Giessbachbahn
Das Hotel und die Bahn gehören der Stiftung "Giessbach
dem Schweizer Volk".
Beides wird in der Sommersaison betrieben. Die Standseilbahn hat eine Konzession der Schweizerischen Eidgenossenschaft für den öffentlichen Verkehr. Der Fahplan ist auf
die Schiffsanlegezeiten abgestimmt mit Fahrten typisch alle
halben Stunden. Diese Anordnung macht es den Gästen
möglich, wie in 1879 anzureisen. Heute hat das Hotel auch
eine Strassenverbindung mit einer Bushaltestelle in der
Nähe. Der Strassendurchgangsverkehr geht durch einen
langen Tunnel unter dem Hotel und ist weder hör- noch
einsehbar. Damit bleibt die Landschaft rund um den Giessbach im Zustand der Belle Époque
Zwei gegossene Gedenktafeln mit dreisprachigem Text sind
in Tal- und Bergstation angebracht. Der Text ist in Bild 10.
Die Enthüllungszeremonie erfolgt am 27. August 2015.
Bild 9: Man sieht vom talwärts
fahrenden Wagen hinunter über der
Abt'schen Weiche den bergwärts
fahrenden Wagen und die Talstation am See. Die Bildchen rechts
zeigen die den Schienen zugeordnete Spurkranz-anordnung. Das sichtbare untere Fahrzeug hat die Räder
mit dem doppelten Spurkranz
rechts und die zylindrischen Räder
links. Beim oberen Fahrzeug, von
dem aus das Bild aufgenommen
wurde, ist es umgekehrt und es wird
durch die linke Schiene durch die
Ausweichstelle geführt. Die zylindrischen Räder werden beim Passieren
der Weiche in jeder Stellung von
mindestens einer Schiene gestützt.
Deswegen holpert es nicht. Die
Zahnstange in der Mitte wird heute
nur noch für die Notbremse des
Zahnrades gebraucht. Bei den meisten späteren Standseilbahnen wird
die Notbremsfunktion von auf die
Schienen wirkenden Zangenbremsen wahr-genommen. Das macht
die Zahnstange überflüssig.
Zahnstange System Riggenbach, anfänglich benützt für
manuelle Geschwindigkeitskontrolle mit einer Bremse.
Jetzt noch genützt für die Notbremse in Fall von Zugseilriss.
Die inneren Schienen
brauchen Unterbrüche für
Seil und Zahnstange.
Seildurchgang zum unteren Wagen zwischen
den Schienen. Anstreifen würde das Seil beschädigen.
Die äussere Führungsschiene ist
nicht unterbrochen.
Die Bedeutung der Abt'schen Weiche
Die Ausweichlösung mit der Abt'schen Weiche ist eine der
wenigen Erfindungen, welche mehr als ein Jahrhundert
ohne Änderung gebraucht wurden und immer noch werden. Seit 1879 sind gemäss einem Buch von 1975 [2] mehr
als tausend Installationen gebaut worden, einzelne mehrere
Kilometer lang. Die meisten mit einer Abt'schen Weiche. In
2013 wurde eine neue Bahn mit einer bewegten Last von
mehr als 200 Tonnen in Betrieb genommen [5]. Heute machen Luftseilbahnen den Standseilbahnen Konkurrenz, vor
allem wegen der billigeren Fahrbahn. Aber in einigen Fällen,
besonders für schwere bewegte Lasten und in Stollen, bleibt
die Standseilbahntechnologie wettbewerbsfähig. Eine grosse Zahl Standseilbahnen bleibt in Betrieb und wird mit den
neuesten Antriebs und Steuerungstechnologien regelmässig
wieder modernisiert. Unfälle hat es -wenn auch seltenschon gegeben, aber ein Versagen der Abt'schen Weiche
war bisher nie die Ursache.
Von Carl Roman Abt konstruiert, war das die erste Standseilbahn
mit nur einer Spur auf der ganzen Länge mit einer kurzen
Ausweiche für die beiden Wagen in der Mitte. Als Abt’sche Weiche
bekannt, hat sie keine beweglichen Teile, was einen sicheren und
zuverlässigen Betrieb ermöglicht. Die Räder des einen Wagens
hatten die Spurkränze aussen und die des anderen Wagens innen,
was das automatische Ausweichen bewirkte. Unterbrüche in den
Schienen erlaubten das Kreuzen der Spurkränze und des Zugseiles.
In 1891 modifizierte Abt die Konstruktion derart, dass nur
noch die äusseren Räder der Wagen beidseitige Spurkränze
bekamen. Damit brauchen die äusseren Führungsschienen keine
Unterbrüche in der Ausweiche. Das erlaubt eine ruhigere Überfahrt
der Weiche und reduziert die Abnützung. Immer noch in Betrieb,
ist die Standseilbahn Giessbach 323 Meter lang und überwindet 98
meter Höhenunterschied. Sie wurde zum Modell für viele Andere.
Bild 10: Deutscher Text der Gedenktafel
Dank
Der Verfasser dankt den folgenden Personen für die Unterstützung und den Zugang zu den historischen Dokumenten: Adolf Wild (Steffisburg), Roger Rieker (Hilterfingen), Rene Ingold (Brienz), Peter Werren and Roman Codina
(Direktor vom Grandhotel Giessbach). Die ETH Bibliothek hat gerade im richtigen Moment die Publikationen [1]
online zugänglich gemacht.
Referenzen
[1] R. Abt: “Die Seilbahn am Giessbach”, Journal DIE EISENBAHN (später umgetauft in "Bauzeitung“), 25. Oktober
1879, Hefte 17…22. Online verfügbar: http://retro.seals.ch/digbib/voltoc?pid=sbz-001:1879:10:11. Dieser Artikel in 6
Teilen ist sehr umfassend, inklusive Zeichnungen.Er zeigt Abt's Denken und Betrachtungen zur Konstruktion, zum
Entwicklungsprozess, Betrieb, Wirtschaftlichkeit und Sicherheit, etc. Die online Version erlaubt genaues Hineinzoomen in die Zeichnungen.
[2] Walter Hefti 1975: “Schienenseilbahnen in aller Welt“, Birkhäuser Verlag Basel, ISBN 3-7643-0726-9. Dieses 300 seitige
deutsch geschriebene Buch ist sehr umfassend. Die Giessbachbahn ist mehrfach erwähnt und auch in Illustrationen
gezeigt. The Giessbachbahn is mentioned several times and also shown in illustrations.
[3] Jürg Schweizer, Roger Rieker 2004: "Grandhotel Giessbach“, Schweizer Kunstführer GSK. ISBN 3-85782-751-3,
Serie 76, Nr. 751. Dieses Büchlein zeigt historischen und wirtschaftlichen Hintergrund. Es enthält auch eine technische Beschreibung und einige historische Fakten der Giessbachbahn.
[4] Adolf Wild 2014: "Die Standseilbahn am Giessbach - Die erste eingleisige Standseilbahn, erst eine Fehlkonstruktion, dann ein Welterfolg“. Das ist eine umfassende technische Zusammenstellung der Geschichte der Seilbahn
mit vertieften technischen Erklärungen. Sie war sehr hilfreich bei der Zusammenstellung dieser Landmark-Beschreibung. Sie ist im Archiv der Grandhotels Giessbach verfügbar.
[5] Axpo 2014: “Newsletter der Kraftwerke Linth-Limmern AG | Mai 2014“, Online verfügbar.
ASME hilft der globalen Gemeinschaft der Ingenieure Lösungen
Die Giessbach Standseilbahn,
27. August, 2015 hinzugefügt
Geschichtliches Erbe Programm der ASME
Seit der Erfindung des Rades hat mechanische Innovation die Entwicklung von Zivilisation und Industrie ebenso wie die öffentliche
Wohlfahrt, Sicherheit und Komfort entscheidend beeinflusst. Durch das
Geschichts- und Nachlassprogramm fördert die ASME das Verständnis
für das Maschineningenieurwesen, die Erhaltung der technischen
Denkmäler und hilft den Ingenieuren zu mehr Engagement in allen
Aspekten der Geschichte.
In 1971 wurde das History and Heritage Committee gegründet,
welches aus Maschineningenieuren und Historikern der Technologie
zusammengesetzt ist. Dieses Komitee ist beauftragt, besonders bedeutende technisch mechanische Fortschritte zu prüfen, zu dokumentieren und zu bewerten. Weitere Information dazu ist im folgenden Link:
http://www.asme.org .
Meilenstein Auszeichnungen
Die Aktivitäten des History and Heritage Programms von ASME haben
viele Aspekte, von welchen einer das Meilensteinprogramm ist. Seit
Beginn wurden 258 Objekte, Sammlungen oder historische Orte als
historische Meilensteine des Maschineningenieurwesens bezeichnet.
Jedes repräsentiert einen Fortschritt in der Entwicklung des Maschineningenieurwesens und in seiner Bedeutung für die Gesellschaft im
Allgemeinen.
Das Meilensteinprogramm beleuchtet unser technologisches Erbe
und fördert die Erhaltung von historisch bedeutsamen Werken. Es
vermittelt eine kommentierte Liste für Ingenieure, Studierende, Lehrer,
Historiker und Reisende. Es erinnert auch daran, wo wir waren und
wohin wir auf den verschiedenen Pfaden der Entdeckungen gehen.
zu entwickeln für die Herausforderungen der realen Welt. ASME,
gegründet in 1880, ist eine Nonprofit-Berufsorganisation, welche
Zusammenarbeit, Verteilung von Wissen und berufliche Entwicklung
in allen Ingenieur Disziplinen fördert. Sie betont die wichtige Rolle des
Ingenieurs in der Gesellschaft. ASME Normen, Publikationen, Konferenzen, Weiterbildung und berufliche Entwicklungsprogramme bilden
das Fundament für den Fortschritt des technischen Wissens und für
eine sicherere Welt.
ASME Officers
Julio C. Guerrero, President
Thomas G. Loughlin, CAE, Executive Director
ASME History and Heritage Committee
Thomas H. Fehring, P.E., Chair
Richard I. Pawliger, P.E., Immediate Past Chair
J. Lawrence Lee, P.E., Past Chair
Terry S. Reynolds
Robert T. Simmons, P.E., Past President
Herman H. Viegas, P.E.
Robert O. Woods, P.E.
Corresponding Members
John K. Brown
Marco Ceccarelli
Lee S. Langston
Francis C. Moon
Paul J. Torpey, Past President
ASME Switzerland Section
Jaroslaw Szwedowicz, Chair
Wolfgang Kappis, Vice Chair
Geoffrey Engelbrecht, Treasurer
Said Havakeshian, Secretary
Hans E. Wettstein, Advisor/nominator and author of the brochure
ASME Staff
Roger Torda, manager, Communications Projects & Initiatives
Wil Haywood, Communications Coordinator
GRANDHOTEL GIESSBACH
CH-3855 Brienz Tel. +41 (0)33 952 25 25 Fax +41 (0)33 952 25 30
[email protected] www.giessbach.ch

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