De tram: waar hij stroom vandaan haalt en hoe hij rijdt

De tram haalt zijn stroom uit een draad die boven het spoor hangt en bovenleiding heet. Op het dak heeft hij een stroomafnemer die de draad steeds raakt. De stroom gaat door de motoren en loopt via de wielen weg naar de rails, die hem terugvoeren. In Bratislava staat er op de draad een gelijkspanning van 600 volt.

De motoren zitten in de draaistellen, de frames met wielen onder het rijtuig, en drijven via een tandwieloverbrenging de assen aan. Een stalen wiel rolt over een stalen rail met weinig weerstand, en de rails leiden de tram tegelijk, zodat hij geen stuur nodig heeft. De eerste elektrische tram in vaste openbare dienst reed vanaf 1881 bij Berlijn; daarvoor trokken in steden paarden de rijtuigen over rails. In Bratislava rijdt de tram sinds 1895.

Waar de tram stroom vandaan haalt en hoe hij die omzet in beweging

De bovenleiding is een draad die boven de baan gespannen is en onder spanning staat. De tram raakt hem met de stroomafnemer op het dak, en de stroom gaat via de besturing naar de motoren. Van de motoren loopt hij via de wielen naar de rails en daarlangs terug naar het onderstation dat de leiding voedt. Zo sluit de stroomkring zonder tweede draad.

De meeste tramnetten hebben de pluspool in de draad en de minpool in de rails. Een net dat zo is aangesloten, beschadigt metalen leidingen die naast de baan in de grond liggen minder door corrosie. Bratislava gebruikt precies deze aansluiting, met 600 volt gelijkstroom.

De stroomafnemer was niet altijd hetzelfde. Op oude foto’s en op modellen vind je drie soorten:

• Trolleystang. Een lange stang op het dak met een rolletje of een sleepschoen aan het eind. Een veer drukt hem van onderen tegen de draad. Hij was typisch voor Amerikaanse netten.
• Lierbeugel. Een boogvormig frame dat met de bovenrand tegen de draad rust. Walter Reichel, een medewerker van Werner von Siemens, ontwierp hem in 1889, en op het Europese vasteland werd hij snel gangbaar.
• Pantograaf. Een opvouwbaar scharnierend frame met een brede sleepstrip bovenop. Hij springt bijna nooit van de draad, is makkelijk op te zetten en neer te laten, en de meeste trams hebben hem tegenwoordig.

De stroom drijft de tractiemotoren aan, de elektromotoren die het voertuig trekken. Elke motor drijft meestal één as aan via een tandwieloverbrenging die het toerental van de motor verlaagt en de kracht op de wielen vergroot. Oudere trams hadden gelijkstroommotoren voor ongeveer 600 volt. Bij lage snelheid leveren ze veel kracht, wat juist bij het optrekken van pas komt. Nieuwere voertuigen hebben wisselstroommotoren, waarvoor elektronica de stroom uit de leiding aanpast.

Waarom hij op rails rijdt en hoe hij optrekt en remt

Rails geven de tram twee dingen: weinig rolweerstand en een nauwkeurige geleiding. Een metalen wiel rolt over een metalen rail met weinig weerstand, makkelijker dan een wagenwiel over de bestrating. Al bij de paardentram betekende dat dat een paard over rails meer kon trekken dan over de weg en dat de rit soepeler was.

Op de rail houdt vooral de vorm van de wielen de tram. Hun loopvlak is licht kegelvormig, zodat het wielstel, twee wielen op een gemeenschappelijke as, vanzelf naar het midden van het spoor terugkeert. De flens, de verhoogde rand aan de binnenkant van het wiel, grijpt pas in als dat niet genoeg is, bijvoorbeeld in een krappe bocht.

In de stad liggen de rails gelijk met de bestrating, daarom gebruikt men groefrail. Naast de railkop heeft die een groef waar de flens doorheen loopt, en auto’s en voetgangers kunnen de baan oversteken. De Franse uitvinder Alphonse Loubat bedacht hem in 1852. De groef raakt vol met grind en vuil en moet worden schoongemaakt, anders rijdt de tram hard en kunnen wiel en rail beschadigen. Voor een fietser is het een plek waar het wiel kan vastlopen.

De bestuurder regelt optrekken en remmen met een rijschakelaar. Oudere trams hadden een aparte hendel om te rijden en een aparte voor de rem, nieuwere hebben één rijschakelaar met een veiligheidsschakelaar die de tram stopt als de bestuurder hem niet meer vasthoudt. Om te remmen heeft de tram meerdere systemen:

• Elektrische rem. Bij het remmen schakelen de motoren om naar generatoren en zetten ze de beweging weer om in stroom. Die gaat terug de leiding in of wordt in remweerstanden omgezet in warmte. Zo slijten de wrijvingsremmen minder.
• Wrijvingsremmen op de wielen. Ze stoppen de tram ook als de elektrische rem uitvalt.
• Railrem. Elektromagneten die aan het draaistel vlak boven de rail hangen, worden naar de rail getrokken en remmen door wrijving direct op de rail. Hij hangt niet af van hoe goed de wielen grip hebben op de rail, en helpt daarom ook op een natte baan. Hij wordt gebruikt bij snel remmen en noodremmen.

Hoe de paardentram een elektrische tram werd

Voor de elektriciteit trokken paarden de rijtuigen over rails door de straten. Zo’n paardentram werd in 1832 in New York ingevoerd en verspreidde zich van daaruit naar andere Amerikaanse en Europese steden. Een rijtuig met paarden vervoerde meer mensen, en soepeler, dan een omnibus, een paardenbus zonder rails.

Paarden hadden echter hun grenzen. Eén paard werkte vier tot vijf uur per dag, daarom had een lijn voor één rijtuig wel tien paarden in de stal nodig. Ze moesten gevoerd en verzorgd worden, en hun mest moest worden opgeruimd.

De eerste elektrische tram voor vaste openbare dienst werd op 16 mei 1881 door de firma Siemens & Halske in Lichterfelde bij Berlijn in gebruik genomen. De lijn was 2,4 kilometer lang en de stroom van 180 volt liep door de rails zelf, ongeveer zoals bij een modelspoorbaan van nu. Bij overwegen kregen mensen en paarden daardoor elektrische schokken. Een bovenleiding kreeg deze lijn pas in 1891.

Aan de verspreiding van de stroomtoevoer van bovenaf droeg de Amerikaanse uitvinder Frank J. Sprague flink bij, die de trolleystang verbeterde. Vanaf 1888 reden zijn trams in Richmond in de VS, ook heuvels op met hellingen van meer dan 10 procent. Elektriciteit verving daarna snel de paarden, en in de jaren 1890 begonnen paardentrams in de VS en in Europa geleidelijk te verdwijnen.

In Bratislava vertrok de eerste tram met passagiers op 27 augustus 1895, in een tijd dat veel Europese steden nog met de paardentram reden. De stroom van 550 volt werd opgewekt door een stoomcentrale aan de huidige Pribinovastraat. De hoofdlijn was 3125 meter lang en had 12 haltes, en de rit duurde 16 minuten. Op de eerste dag reden 2468 passagiers met de tram mee.

Waar je op let bij een model van een historische tram

Een model van een historische tram laat dezelfde onderdelen zien als het echte voertuig, alleen vereenvoudigd. Welke daarvan jouw model heeft en of sommige bewegen, lees je in de handleiding en zie je op de afbeeldingen. Let bij het bekijken op deze plekken:

• Stroomafnemer op het dak. Aan de vorm zie je welk systeem het voorbeeld van stroom voorzag: een lange stang is een trolleystang, een boogvormig frame een lierbeugel en een opvouwbaar scharnierend frame een pantograaf. Kijk bij een trolleystang welke kant de stang op wijst. Bij een echte tram werd de stang achter het rijtuig aan getrokken, niet ervoor, anders sprong hij makkelijk van de draad. Bij de eindhalte draaide men hem daarom bij tweerichtingsrijtuigen in de nieuwe rijrichting.
• Draaistel en assen. Tel de assen onder het rijtuig. De eerste elektrische trams waren kleine vierwielige rijtuigen met twee assen. Later werden ze vervangen door zwaardere achtwielige rijtuigen, die veel meer mensen vervoerden en hun wielen meestal in twee draaibare draaistellen hadden. Bij een echte tram zitten de wielen vast op de as en draait de motor de hele as rond.
• Cabine en balkons. Kijk of het model een bestuurdersplaats aan één kant heeft of aan beide. Een tweerichtingstram met bediening aan beide kanten kan bij de eindhalte gewoon van richting wisselen, een eenrichtingstram keert bij de eindhalte via een keerlus. In Bratislava rijden beide soorten.
• Wielen. Hebben de wielen van het model een verhoogde rand, dan is dat de flens. Vergelijk aan welke kant van het wiel hij zit: bij een echte tram zit hij aan de binnenkant, tussen de rails.

Wil je deze onderdelen op een eigen model bekijken, dan kun je kiezen voor het houten model Historische tram Rolife TG505 of Klassieke stadstram ROKR LK801. Het model ROKR LK801 bootst volgens de beschrijving in de winkel de Lissabonse tram van lijn 28 na en heeft een veermechanisme dat het vooruit laat rijden. Beide modellen zijn volgens de gegevens in de winkel bedoeld vanaf 14 jaar.

Veelgestelde vragen