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WSW GTW 2014

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GTW 2014
Anzahl: 31 (bestellt)
Hersteller: Vossloh Kiepe
Baujahr(e): geplant ab 2015
Länge: 24 m
Höhe: 2,2 m
Kleinster bef. Halbmesser: 9 m
Leermasse: 25,6 t
Höchstgeschwindigkeit: 65 km/h
Dauerleistung: 4x 60 kW
Beschleunigung: 1,3 m/s²
Bremsverzögerung: 1,3 m/s² (E-Bremse)
Stromsystem: 750 kV Gleichspannung
Stromübertragung: Stromschiene
Bremse: Elektromotorische Bremse, hydraulische Bremse
Zugsicherung: European Train Control System
Sitzplätze: 42
Stehplätze: 88

Als GTW 2014 werden die neuen Fahrzeuge der WSW mobil für die Wuppertaler Schwebebahn bezeichnet.[1] Sie werden vom Düsseldorfer Unternehmen Vossloh Kiepe hergestellt und sollen ab 2016 die bisherigen Schwebebahnen vom Typ GTW 72 ersetzen.

Technisch stellen die GTW 2014 eine Neuentwicklung dar, ein Fortschritt ist besonders der Einsatz von Drehstrom-Asynchronmotoren mit der Möglichkeit zur Energierückgewinnung beim Bremsvorgang. Die elektronische Ausstattung der Schwebebahn wurde grundlegend verändert, außerdem wird das Zugsicherungssystem ETCS installiert. Vom Außendesign sind die neuen Schwebebahnen an den GTW 72 angelehnt, das Innendesign wurde dagegen eigens überarbeitet.

Geschichte Bearbeiten

Auftragsvergabe Bearbeiten

Im Mai 2010 wurde ein Auftrag zur Erstellung eines Designkozepts an das Berliner Designerbüro büro+staubach vergeben,[2] welches unter anderem das Außendesign für die Düsseldorfer Straßenbahn-Triebwagen NF10 und NF8U sowie für die Variobahn-Fahrzeuge in München, Graz, Potsdam und Nürnberg entwarf.[3] Das Design und das Lastenheft wurden im September 2010 vorgestellt.[4][2] Am 10. November 2011 wurde ein Vertrag mit Vossloh Kiepe über 31 neue Fahrzeuge unterzeichnet; das Auftragsvolumen beträgt 122 Millionen Euro, wovon 20 Millionen Euro der Verkehrsverbund Rhein-Ruhr übernimmt. Zu diesem Zeitpunkt war die Auslieferung des ersten Fahrzeugs für Mitte 2014 und die vollständige Auslieferung der Flotte für Dezember 2015 geplant.[5]

Entwicklung Bearbeiten

Fahrzeuge des Nahverkehrs werden normalerweise nach bestehenden Normen und Regelwerken konstruiert. Diese Normen lassen sich jedoch nicht auf Schwebebahnen anwenden. Die Technik der neuen Wuppertaler Schwebebahn basiert auf der Straßenbahn-Bau- und Betriebsordnung (BOStrab), die aber in vielen Punkten angepasst werden musste. Hierzu wurden Mitarbeiter der WSW in den Entwicklungsprozess eingebunden und zahlreiche Messungen an den Bestandsfahrzeugen des Typs GTW 72 vorgenommen. Das Fahrverhalten bei leerem und vollbesetztem Fahrzeug wurde untersucht und Neigungswinkel sowie die Kräfte an sensiblen Stellen wie den Gelenken gemessen. Auch Messungen der Schallemissionen wurden durchgeführt, um Referenzwerte für die Neuentwicklung zu erhalten.[1]

Der Verlauf der gesamten Trasse der Wuppertaler Schwebebahn wurde am Computer modelliert und das Fahrverhalten der neuen Fahrzeuge auf dieser Trasse berechnet. Mit Simulationssoftware wurden Szenarien wie das Abschleppen oder die Kollision von Schwebebahnen untersucht.[1]

Im Februar 2013 wurde das Farbkonzept bekanntgegeben.[6]

Fertigungsprozess Bearbeiten

Die Züge werden unter der Führung von Vossloh Kiepe entwickelt und hergestellt, wobei für die Entwicklung der Wagenkästen die Ingenieurbüros Prose aus Winterthur und design & technik aus Altenrhein am Bodensee und für die Entwicklung der Drehgestelle die Münchner Niederlassung von Prose beauftragt wurden.[1][7] Die Wagenkästen werden in Österreich bei Hammerer Aluminium Industries hergestellt, die Front- und Heckkabine im Leichtbau-Zentrum Sachsen.[8][7] Die Endmontage der Komponenten in den Wagenkasten erfolgt im Werk von Vossloh Rail Vehicles in Valencia,[5] dort werden auch Tests am stehenden Fahrzeug durchgeführt.[1] Anschließend werden die Schwebebahnen wieder in die einzelnen Baugruppen zerlegt, nach Wuppertal transportiert und in der Hauptwerkstätte der Wuppertaler Schwebebahn in Vohwinkel erneut zusammengesetzt und aufgegleist.[7][1]

Im Dezember 2013 wurde der erste Wagenkasten eines Endwagens fertiggestellt,[8] mittlerweile sind weitere Wagenkästen produziert worden.[1]

Inbetriebnahme Bearbeiten

Aktuell ist die Auslieferung des ersten Fahrzeugs für Oktober 2015 geplant.[9] Nach einer Testphase des Fahrzeugs und des Zugsicherungssystems und der Zulassung durch die Technische Aufsichtsbehörde in Düsseldorf wird der Regelbetrieb frühestens Ende 2016 aufgenommen werden können.[9][1]

Technik Bearbeiten

Antrieb Bearbeiten

Bei den neuen Schwebebahnzügen werden Drehstrom-Asynchronmotoren eingesetzt.[10] In jedem Drehgestell befindet sich ein Fahrmotor, an den sich zu beiden Seiten hin Stirn-Kegelradgetriebe von ZF Friedrichshafen anschließen.[1][10] Motor und Getriebe sind voll abgefedert und verfügen über Gummielemente, welche Vibrationen und Schallemissionen reduzieren.[1]

Elektrisch ist der Antrieb in zwei Antriebsgruppen unterteilt: An jedem Endwagen befindet sich ein Stromabnehmer, welcher über die Stromschiene eine Gleichspannung abgreift und über Stromrichter je zwei Fahrmotoren versorgt. Fällt eine Antriebsgruppe aus, kann das Fahrzeug mit der verbliebenen Antriebsgruppe mit halber Leistung und verminderter Höchstgeschwindigkeit seine Fahrt fortsetzen.[1]

Die Höchstgeschwindigkeit des GTW 2014 beträgt 65 km/h, wobei die Strecke der Wuppertaler Schwebebahn nur für 60 km/h zugelassen ist und die Geschwindigkeit während des Betriebs somit 60 km/h nicht übersteigen wird.[10] Die Betriebsspannung wird jedoch von 600 Volt auf 750 Volt erhöht. Dadurch und durch den Einsatz von Drehstrommotoren erhöht sich die maximale Beschleunigung auf 1,3 m/s²,[1] die mittlere Beschleunigung verdreifacht sich gegenüber dem GTW 72.[10]

Bremsen Bearbeiten

Der GTW 2014 verfügt über zwei voneinander unabhängige Bremssysteme: Die elektromotorische Bremse und die hydraulische Bremse. Bei der elektromotorischen Bremse fungiert der Drehstrommotor als Generator; die kinetische Energie der Schwebebahn wird in elektrische Energie umgewandelt und das Fahrzeug so abgebremst. Die Generatorleistung entspricht der Motorleistung, auch die Bremsverzögerung ist betragsgleich mit der maximal erreichbaren Beschleunigung. Für eine Fahrt zwischen zwei Stationen veranschlagen die WSW die nötige elektrische Energie auf zwei Kilowattstunden, wobei eine Kilowattstunde bei jedem Bremsvorgang vor der nächsten Station durch die elektrische Bremse wieder zurückgewonnen werden soll.[10]

Das hydraulische Bremssystem besteht aus vier Bremssätteln, die sich jeweils am hinteren Rad eines Drehgestells befinden. Die Bremssättel drücken bei Betätigung der hydraulischen Bremse auf die Außenfläche des Rads. Am Hydrogerät befinden sich zwei Ventile: Ein Notbremsventil, welches den vollen Bremsdruck freigibt, und ein Proportionalventil, über das der Bremsdruck mit einem elektrischen Steuergerät eingestellt werden kann.[1]

Im Regelbetrieb wird lediglich die elektromotorische Bremse verwendet; die hydraulische Bremse kommt bei Zwangsbremsungen, Schnellbremsungen und Notbremsungen zum Einsatz. Beide Bremssysteme sind unabhängig von der an der Stromschiene anliegenden Spannung und funktionieren so auch bei Stromausfall.[1]

Wagenkasten Bearbeiten

Um eine möglichst niedrige Fahrzeugmasse zu erreichen, wurde der Wagenkasten in Leichtbauweise ausgeführt und besteht vollständig aus Aluminium.[1] Das Gewicht des Wagenkastens beträgt gemeinsam mit Front- und Heckkabine 5,4 Tonnen.[7] Die einzelnen Bauteile werden zunächst mittels Rührreibschweißen zu Baugruppen zusammengefügt. Diese Baugruppen werden anschließend durch konventionelles Metallinertgasschweißen miteinander verbunden. Aufgrund von geringen zulässigen Fertigungstoleranzen ist die Schweißreihenfolge fest gegeben.[1]

Bisher mussten zur Kontrolle der Schweißnähte zeitaufwendige Prüfungen stattfinden, bei denen auch Teile der Inneneinrichtung ausgewechselt werden mussten. Die Züge des Typs GTW 2014 verfügen daher über Stellvertreternähte an kritischen, aber leicht zugänglichen Stellen, die eine Prüfung der übrigen Schweißnähte ersparen.[1]

Elektronik Bearbeiten

In den neuen Schwebebahnwagen befinden sich zwei voneinander unabhängige Datenbussysteme. Ein System verbindet die Steuergeräte der sicherheitsrelevanten Komponenten wie Antrieb, Bremsen und Türen. An das zweite System sind die übrigen Geräte wie Klimaanlage oder Fahrgastinformationssysteme angeschlossen. Für die Datenübertragung wird das Bussystem CANopen verwendet.[1]

Zugsicherung Bearbeiten

Die neuen Wagen der Wuppertaler Schwebebahn werden mit ETCS-Aurüstung für ETCS Level 3, dem höchsten Sicherheits-Integritätslevel, ausgestattet.[11][12] Hierbei erfolgt die Kommunikation zwischen Zug- und Streckenausrüstung über Eurobalisen und Zugfunk. Dementsprechend verfügen die GTW 2014 über eine Eurobalisen-Antenne und eine Zugfunkanlage für Terrestrial Trunked Radio, welches in Wuppertal anstelle von GSM-R verwendet wird. Verschiedene Odometrie-Sensoren dienen zur Ermittlung der aktuellen Position und Geschwindigkeit, die von einem Fahrtenaufzeichnungsgerät gespeichert werden. Der ETCS-Fahrzeugrechner EVC führt alle Daten zusammen, überwacht die Bewegung des Zuges und führt gegebenenfalls Zugbeeinflussung durch. Der Fahrer kann auf das ETCS-System über den im Führerstand installierten Monitor des Driver Machine Interface (DMI) zugreifen. Lieferant der Zugsicherungstechnik ist Alstom Transport Deutschland aus Salzgitter. Das fahrzeugseitige ETCS-System überträgt die aktuelle Position des Fahrzeugs durchgehend an die Streckenausrüstung und an das Stellwerk. Auf diese Weise erhält der nachfolgende Zug eine Fahrerlaubnis bis zum letzten übertragenen Standort des vorausfahrenden Zuges.[11] Dadurch wiederum kann die minimale Taktzeit von drei auf zwei Minuten verkürzt werden.[10][12] Außerdem soll die Fahrzeit für die gesamte Strecke von Oberbarmen nach Vohwinkel auf 25 Minuten reduziert werden.[12]

Design und Ausstattung Bearbeiten

Außendesign Bearbeiten

Eine Holzstudie in der Schwebebahnwerkstatt (2013)

Das Außendesign der Fahrzeuge wurde bereits vor der Ausschreibung erstellt. Bei der Gestaltung des Fahrzeugs mussten jedoch die grundlegenden Abmessungen beibehalten werden. Gründe dafür sind Lichtraumprofil der Strecke, Abmessungen und Markierungen in den Stationen, Gewichtsvorgaben und kleine Kurvenradien von 9 m in den Wendeschleifen.[13][1][10] Einige Änderungen gegenüber den bisher eingesetzten Fahrzeugen wurden dennoch vorgenommen: Die Frontscheibe ist nun nach unten geneigt, um dem Fahrer eine bessere Sicht zu ermöglichen, die Heckscheibe reicht vom Wagendach bis fast an den Boden und bietet einen Panoramablick für die Fahrgäste, außerdem wurden nebeneinanderliegende Fenster miteinander verbunden, um den Eindruck eines „Fensterbands“ zu erzeugen.[14] Die Designer gaben an, bei der Gestaltung des Wahrzeichens der Stadt Wuppertal Kontinuität in den Vordergrund zu stellen und kein modisches, sondern ein zeitloses Design angestrebt zu haben.[13]

Der Einbau von weiteren Glaselementen war nicht möglich, da Glasfenster ein höheres Gewicht haben als Aluminium-Seitenwände und die Gewichtsvorgaben sonst nicht hätten erfüllt werden können.[13] In den ursprünglichen Planungen war eine Kunststoff-Verkleidung der Drehgestelle vorgesehen, die jedoch später verworfen wurde, da sie einerseits das Gewicht erhöhte und da andererseits Wünsche aus der Bevölkerung nach freiem Blick auf die Technik eingegangen waren.[6][5]

Die Züge des Typs GTW 2014 sollen in hellblau lackiert werden und sich damit in das Corporate Design der WSW einfügen.[6] Anders als bisher soll es keine Vollwerbung auf den Schwebebahnen geben. Lediglich die Unterseite der Bahn sowie das Mittelstück zwischen den beiden Gelenken samt dem dazugehörigen Fenster sind für Werbung freigegeben.[15]

Innenraum Bearbeiten

Fahrgastraum Bearbeiten

Eine Holzstudie in der Schwebebahnwerkstatt (2013)

Die Sitzaufteilung des Fahrgastraums ist im Vergleich zum GTW 72 gleich geblieben; auf der linken Seite der Fahrzeugs sind zwei Sitze nebeneinander in Fahrtrichtung angeordnet, auf der rechten Seite befinden sich die Einstiegstüren und ein Durchgang. Anstelle der Kunststoffsitze werden gepolsterte Sitze aus Holz verwendet. An den Fahrzeugenden wurden Mehrzweckabteile eingerichtet; die vorderste Tür verfügt zudem über eine Klapprampe für Rollstuhlfahrer. Zusätzliche Haltegriffe werden an den Sitzen und an der Decke angebracht.[16] Das Fahrgastinformationssystem besteht aus zwei Monitoren, von denen einer direkt hinter der Führerkabine und einer in der Mitte der Schwebebahn platziert ist.[10]

Für die Farbgebung wurden drei unterschiedliche Varianten entwickelt, die jeweils auf ein Drittel der Fahrzeuge angewandt werden. Die Seitenwände sind stets weiß und die Haltestangen grau, doch Boden und Sitzpolster erhalten je nach Variante grüne, rote oder gelbe Farbe.[6]

Die Fenster des GTW 2014 lassen sich nicht mehr öffnen, stattdessen wird die Temperatur im Fahrzeuginneren durch eine Luftbehandlungsanlage mit Entfeuchter reguliert. Die maximale Kälteleistung ist jedoch beschränkt, da für die Klimatisierung auf dem Dach des Fahrzeugs wenig Raum zur Verfügung steht.[1]

Führerstand Bearbeiten

Eine Holzstudie in der Schwebebahnwerkstatt (2013)

Der Sitz des Fahrers ist höhenverstellbar und verfügt über eine Federung. Zwischen Fahrgastraum und Führerstand befindet sich eine durchsichtige Trennscheibe aus Plexiglas, in die eine Tür eingebaut ist.[1][16] Im Fahrerpult sind nun zwei Touchscreens eingebaut.[16] Der Führerstand besitzt zudem eine vom Fahrgastraum unabhängige Klimatisierung.[1]

Weblinks Bearbeiten

Commons-logo.svg <Lang> Commons: Holzstudie (Juli 2013) in der Schwebebahnwerkstatt – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. 1,00 1,01 1,02 1,03 1,04 1,05 1,06 1,07 1,08 1,09 1,10 1,11 1,12 1,13 1,14 1,15 1,16 1,17 1,18 1,19 1,20 1,21 Dipl.-Ing. Joachim Ebmeyer, Dipl.-Ing. Christoph Deiss: Schweizer Drehgestell-Knowhow für neue Schwebebahnwagen für die Wuppertaler Stadtwerke. In: Eisenbahntechnische Rundschau 9/2014, S. 177-181.
  2. 2,0 2,1 Zeitstrahl. auf neue-schwebebahn.de, abgerufen am 2. November 2014.
  3. Büro+Staubach Transport auf buero-staubach.de, abgerufen am 2. November 2014.
  4. Design Exterior und Interior auf neue-schwebebahn.de, 1. September 2010, abgerufen am 2. November 2014.
  5. 5,0 5,1 5,2 Vossloh Kiepe baut neue Schwebebahn-Generation auf neue-schwebebahn.de, 10. November 2011, abgerufen am 2. November 2014.
  6. 6,0 6,1 6,2 6,3 Jetzt kommt Farbe ins Spiel auf neue-schwebebahn.de, 22. Februar 2013, abgerufen am 2. November 2014.
  7. 7,0 7,1 7,2 7,3 Noch einige Stationen bis Wuppertal auf neue-schwebebahn.de, abgerufen am 2. November 2014.
  8. 8,0 8,1 Erster Wagenkasten der neuen Generation auf neue-schwebebahn.de, 21. November 2013, abgerufen am 2. November 2014.
  9. 9,0 9,1 Lothar Leuschen: Neue Schwebebahn kommt später. Website des Solinger Tageblatts, 1. September 2014, abgerufen am 3. November 2014.
  10. 10,0 10,1 10,2 10,3 10,4 10,5 10,6 10,7 Konstruktion auf neue-schwebebahn.de, abgerufen am 3. November 2014.
  11. 11,0 11,1 Peer Jacobsen: Tradition und Zukunft: Die Wuppertaler Schwebebahn mit ETCS Level 3 und TETRA. In: Eisenbahntechnische Rundschau 6/2014, S. 54-57.
  12. 12,0 12,1 12,2 Betriebssystem auf neue-schwebebahn.de, abgerufen am 4. November 2014.
  13. 13,0 13,1 13,2 Die Schwebebahn ist eine einmalige Chance auf neue-schwebebahn.de, 9. November 2010, abgerufen am 3. November 2014.
  14. Außendesign auf neue-schwebebahn.de, abgerufen am 3. November 2014.
  15. Außenwerbung auf neue-schwebebahn.de, abgerufen am 3. November 2014.
  16. 16,0 16,1 16,2 Innendesign auf neue-schwebebahn.de, abgerufen am 4. November 2014.

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