U-Bahn Berlin |
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Typ F 74-79 |
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Im August 1972 wurden von der BVG (West) 28 neue Doppeltriebwagen bestellt. Durch die erwünschte weitere Steigerung von Attraktivität der U-Bahn Fahrzeuge (Verwendung von Quer- statt Längssitze, Verbesserung der Innenraumbeleuchtung, Innenlautsprecheranlage, Erhöhung der Verkehrssicherheit für die Fahrgäste durch die unter Dauerverschluß stehenden Türen), sowie durch die in den letzten Jahren neu hinzugekommen Ausrüstungsteile, beispielsweise der Zugfunk, Einrichtungen für den automatischen Zugbetrieb (LZB), die bisher meist nachträglich eingebaut wurden und die jetzt in der Fahrzeugausrüstung ab Werk integriert wurde, musste ein neuer U-Bahn Wagentyp geschaffen.
F74, Wagen 2515 Der F74 wurde noch sehr in Anlehnung an den Vorgängertyp DL gehalten. Die Vorzüge des Leichtmetall-Waggonbaus haben hier ebenso Anwendung gefunden, wie auch die Antriebsmotoren übernommen wurden. Bedingt viele kleiner technischer Unterschiede können die Zugtypen DL und F jedoch nicht im Zugverband fahren. Um eine mechanische und pneumatische Kuppelbarkeit mit allen anderen Großprofilfahrzeugen (z.B. beim Abschleppen) zu ermöglichen, jedoch ohne dass die verschiedenen Fahrzeuggattung elektrisch verbunden werden, sind die Kabelkupplungen der Serien D / DL mit versetzt angeordneten Zentrierstiften ausgestattet. Die Baukosten werden 1973 (Stand zur Zeit der Vertragsunterzeichnung für die Serie F74) für einen Doppeltriebwagen mit 1.030.000 Deutsche Mark beziffert. Im Vergleich dazu lagen die Kosten für die letzten DL-Typ bei einer Einheit DL70 um 53% niedriger. Hier dürfte auch die wirtschaftliche Entwicklung in Westdeutschland mit einspielen. Von den F74 erwartet man jedoch eine höhere Energieeinsparung.
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Ab 1976 wurde die Lieferung F76 ausgeliefert, dessen waggonbaulicher Teil nun auch zum Teil von der Waggon Union in Berlin-Reinickendorf gefertigt wurde. Der Wagenkastenrohbau ist eine wasserdichte, nach dem MIG- oder WIG-Verfahren schutzgasgeschweißte, röhrenartige Leichtmetallkonstruktion mit Tonnendach und ohne Seitenwandeinzug. Das Tonnendach kann im Notfall betreten werden, ohne dass es zu Verformungen kommt. Für die Gerippeteile sind weitgehend statisch, gewichtsmässig und schweißtechnisch günstig ausgelegte Strangpreßprofile aus A1 Zn 4,5 Mg 1 F 35 verwendet worden. Die Seitenwände bestehen aus 3 mm - Blechen A1 Mg 2 Mn 0,8 F 24, für das Dach wurde 2,5 mm dickes Blech der gleichen Qualität verwendet; für den 26 mm hohen Wellblechboden kommt 1,2 mm dickes Blech aus A1 Zn 4,5 Mg 1 F 35 zum Einsatz. Gerippeteile, Seitenwände, Dach und Wellblechboden werden zum Tragen herangezogen, wobei das Gerippe eine genügende Sicherheit gegenüber allen statischen und dynamischen Beanspruchungen hat. Der mit dem Untergestell verschweißte Wellblechboden muss so ausgelegt sein, dass sich eine hohe Drucksteifigkeit und ausreichende Knickfestigkeit gegen die Zug- und Stoßkräfte im Betrieb und beim Kuppeln ergibt. Der Wagenkasten selbst muss eine statische Mittelpufferkraft von 785 kN aufnehmen können, wobei eine Beanspruchung der Bauteile bis z 0,2 (Streckgrenze) zulässig ist. Die BVG führte beim Musterzug 2500 / 2501 einen entsprechenden Druckversuch durch.
Die Serie beginnt mit der Wagennummer 2556 und ist an einer Änderung der Frontpartie erkennbar: Die Führerstandsfenster sich nun leicht in die Seitenfläche gezogen und die Frontlinie begradigt. Feine, für den Fahrgast kaum sichtbare Details wurden aufgrund der Betriebserfahrungen der Vorserie verbessert.
Die F-Züge erhielten eine umkehrende Belüftungsanlage, die ja nach den Bedürfnissen (Winter oder Sommer) geschaltet werden konnte. Ein Vorheizen der stehenden Wagen an Endbahnhöfen war bis 1990 nicht erforderlich, da das Großprofilnetz zum Zeitpunkt der Entwicklung des Zuges nur 3 Bahnhöfe ausserhalb der Tunnelnetzes gab. Auch die früheren Serien der U-Bahn verfügten über keine Heizkörper. Das neue Schaltwerk GNW 92 war eine Weiterentwicklung des bisher bei der Serie DL verwendeten Typ GNW 72. Der Schaltwerksmotor mit Schneckengetriebe wird durch einen Scheibenläufermotor ersetzt. Mit Rücksicht auf den LZB-Betrieb erhalten die neuen Züge eine stufenlose thyristorisch gesteuerte elektrische Bremse unter Fortfall der Erreger-Regelschütze. Das Anfahren erfolgt über 35 Stufen, davon 17 Serien-, 15 Parallel- und 3 Feldschwächungsstufen (bisher 15 + 7 + 3 Stufen), das Bremsen im unteren Geschwindigkeitsbereich über 12 Schaltwerkstufen.
Links: Schaltwerk GNW 92 , rechts: Fahrstand F74
Die ersten Wagen erhielten noch die rote Raucher, bzw. schwarze Nichtraucher- Beschriftung an den Türen. Vorgesehen waren die ungeraden Kompressorwagen für Raucher, die Steuerwagen mit geraden Nummer für Nichtraucher. Das generell verfügte Rauchverbot bei der BVG im Jahr 1974 Überschnitt sich jedoch mit der Einteilung während der Auslieferung |
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Das grüne Licht an der Fahrzeugfront (oder grünes Feld auf dem Zielbandfilm) zeigt dem Betriebspersonal, dass es sich hier um einen Leerzug handelt Ein FS- und ein FK-Wagen bilden zusammen einen Doppeltriebwagen (DTW) des Typs F. Die Aufteilung der gemeinsam genutzten Ausrüstungsteile wurde wie folgt vorgenommen: |
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Die Fahrzeuge des Typs F einschl. der Einbauten und Ausrüstungen sind für eine Einsatzdauer von 30 - 40 Jahre konstruiert. Der Fahrzeugtyp F79 erfuhr einige weitere Detailveränderungen. Beispielsweise eine verbesserte, auf die Drehkranzbelastung abgestimmte Megi-Achs- und Wiegefederung und mit je einem Federspeicherbremszylinder geänderter Bauart je Drehgestell, wobei die Wiegenfederung zur Vermeidung von Schwingungen durch Boge-Teleskop-Stoßdämpfer abgedämpft wird. Die bisher im Drehgestell I eingebaute Handbremse entfiel. Auffällig für den Fahrgast ist die neue Längssitzbank am Fahrerstandsende des Wagens. Bei den bisherigen F-Lieferungen wurde nur am Kurzkuppelende eine Längssitzbank eingebaut (siehe Zeichnung).
Die letzten Gleichstrommotoren des Typs F wiesen folgende Kenndaten bei einem Raddurchmesser von 0,805 m, Getriebeuntersetzung 5,125 : 1, Getriebewirkungsgrad 0,975 auf:
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Der Drehstromantrieb: Schritt 1: Das KOLOMO-Versuchsfahrzeug 2578 / 2579 Mit Weiterentwicklung der Halbleitertechnik in der Industrie wurde die Ansteuerung von Drehstrommotoren für den Einsatz in der Schienenfahrzeugtechnik anwendbar. Der Doppeltriebwagen 2578 / 2579 aus der Serie F76 wurde versuchsweise mit einem Drehstrom-Fahrmotor und Thyristorumrichtern ausgerüstet. Dieses erste U-Bahnfahrzeug in Deutschland mit dieser neuen Antriebsausrüstung entstand in Zusammenarbeit mit der AEG-Telefunken, Orenstein&Koppel sowie der BVG. Fahrmotoren in der Traktion werden in einem weiten Drehzahlbereich motorisch und generatorisch betrieben. Bei Verwendung von Drehstrommotoren ist ein Drehspannungsnetz veränderlicher Frequenz und veränderlicher Spannung erforderlich. Dieses wird über einen statischen Umrichter direkt aus dem Gleichspannungsnetz der Stromschiene erzeugt. Es wird ein Pulswechselrichter eingesetzt, der neben der Frequenzverstellung die Spannungsverstellung durch mehrmaliges Pulsen innerhalb einer Halbperiode der Grundschwingung ermöglicht.
Anordnung des Umrichters unter dem Wagen Das Motorkonzept basiert auf einen Vorschlag der Waggonbaufirma Orenstein&Koppel. Als Fahrmotoren werden Doppelmotoren eingesetzt, die in den Drehgestellen längst angeordnet sind. Die Doppelmotoren bestehen aus zwei elektrisch voneinander unabhängigen Drehstrom-Asynchronmotoren, die ein gemeinsames Gehäuse haben. Jeder Einzelmotor treibt über ein Winkelgetriebe eine der beiden Achsen des Drehgestells an. Beide Achsen sind dadurch nicht wie beim üblichen Zweilängsantriebantrieb der bisherigen F74 / F76 Züge über den Motor starr gekuppelt, sodass bei der vorliegenden Anordnung mit Einzelantrieb größere Raddurchmesser- Differenzen in einem Drehgestell zugelassen werden können.
Drehstrom-Doppelfahrmotor mit herausgezogenen Kurzschlußläufern. Foto: AEG-Telefunken 1975 Wegen der verhältnismäßig niedrigen Motorleistung bei U-Bahn Triebwagen ist es sinnvoll, mehrere Fahrmotoren in Parallelschaltung aus einem Umrichter zu speisen. Hierdurch lässt sich der Aufwand im Leistungs- und Steuerungsteil gegenüber einer Versorgung der Fahrmotoren über einzelne Umrichter wesentlich vermindern. Die Parallelschaltung erfordert jedoch den Einsatz von Motoren mit möglichst weicher Drehmoment - Drehzahl - Kennlinie, damit die Strom- bzw. Drehmomentfehlverteilung der Motoren bei voneinander abweichenden Drehzahlen in Grenzen bleibt. Jeder Motor ist mit einem Drehzahlgeber ausgerüstet. Die Erfassung erfolgt mit einem im Lagerschild angeordneten Aufnehmer durch Abtastung einer Zahnscheibe auf dem Lüfterrad. Ein Einzelmotor erwirkt eine Leistung von 70 kW bei 92 Amperé und 560 Volt / 60 Hz. Die Drehzahl liegt bei 1153 U/min. Der Motor wird eigenbelüftet (Lüfterrad). Ein Doppelmotor wiegt 1035 Kg. Der Drehstromantrieb: Schritt 2: Die erste Serie F79.3 Die Ergebnisse der ausführlichen Drehstromversuche der Berliner U-Bahn (der DL Doppeltriebwagen 2430/ 2431 erprobte die Thyristorsteuerung am Gleichstrommotor) am F76 2578 / 2579 konnten in die letzten 12 Fahrzeuge des Typs F79 einfließen. Die Wagen des Typs F79.3 (2712 - 2723) erhielten jeweils einen Drehstrommotorantrieb, jedoch unterscheiden sich alle Fahrzeuge voneinander in der Ausführung. Die Antriebe der Wagen 2712- 2717 wurden von der AEG geliefert, die der Wagen 2718 - 2723 von Siemens. Aufgrund der Einzelanfertigung und Versuchsbauten wurden die Fahrzeuge schon früh aus dem Verkehr gezogen, da eine Ersatzteilbeschaffung nicht mehr möglich war. Der serienmäßige Drehstromantrieb wurde bei der Kleinprofilserie A3L82 erstmalig umgesetzt, das Großprofil erhielt ab dem Typ F84 - Zügen den serienmässigen Drehstromantrieb.
Wagenbaulich gab es bei den F79.3 keine Unterschiede, lediglich die der veränderten Technik notwendigen Änderungen. So waren die F79.3 an zwei zusätzlichen Lüftern auf dem Dach erkennbar, um die im Trennwandbereich anfallende Abwärme der Elektronik abzuführen. Um die zusätzliche elektronische Ausrüstung, wie Fahrzeugsteuergerät, in der Trennwand unterzubringen, war es notwendig, diese um 100mm breiter auszuführen. Im Bodengestell mussten veränderte Anordnungen der Geräte berücksichtigt werden, daher war eine spätere Umrüstung auf Gleichstrommotoren oder der Drehstromtechnik späterer F-Serien nicht möglich.
2661 in Alexanderplatz (Strecke E) Gleis 3
Die Doppeltriebwagen 2658/59, 2660/61, 2674/75 und 2668/69 wurden im Juli 2009 nach einer Hauptuntersuchung für den Inselbetrieb auf der Linie U55 zwischen Berlin-Hauptbahnhof - Bundestag - Brandenburger Tor eingesetzt. Der Innenraum wurde dabei modernisiert. Für die übrigen Wagen der beschriebenen Baureihen F74, F76 und F79 ist ab 2010 ein Ertüchtigungsprogramm vorgesehen.
Quellen:
Text und Zusammenstellung: M. Jurziczek von Lisone, 2002, überarbeitet 3/2010 |
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Fahrzeug-Kurzbeschreibungen der F74, F76 (Serie und Drehstromversuchszug) und F79.3 findet sich im Downloadbereich (Dokumente) unter den Nummern 154, 156, 161 und 162 >> Dokumente << |
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