德国联邦铁路420型电力动车组

結構

每列電聯車由三節採用短式車鉤聯接的部分所組成，其中包括各自帶有駕駛室的兩節端部車廂和一節中部車廂。各車廂之間不可貫通。中部車廂的型號為421型。二端車廂的序列號則較一端車廂高出500。所有的中部車廂都採用輕質鋁結構製造。端部車廂最初仍為鋼結構，但自420 131號車開始也同樣使用鋁材，從而節省了9噸的整備重量。在端部車廂裝有夏芬伯格式車鉤，以便實現多單元的聯結和解掛。短編組（單列）、滿編組（兩列）和長編組（三列）的配置都是可行的。
儘管端部車廂僅設二等座席，但如今在斯圖加特和法蘭克福的快鐵列車上仍然在中部車廂內使用到一等隔間。1970年代中期，即奧運會結束後不久，一等座便已在慕尼黑被棄用，原因是當地的高客流量而導致運力嚴重缺乏：它首先是去除了外觀的標識，其後又拆除車內的隔板。在法蘭克福和斯圖加特，一等隔間的面積僅為原設計尺寸的一半，由於車輛座位間距較大，因此增加的二等區域如今仍可在第一至第六批次的車輛中見到。
每節車廂的每側各有四扇門，每列車組合計共24扇門，它們與高站台的高度齊平，可以實現旅客的快速乘降。絕大部分車輛都配備的是滑動推拉門，由於飄雪入侵，使得它們在慕尼黑的首個冬季便遇到了開啟困難。僅最後兩個批次的車輛配備有轉動推拉門。

電氣設備

420型搭載兩套獨立的電氣系統，因此它有兩個總開關、兩個變壓器和兩個電池組等。車輛原本在421型中部車廂上配備了兩副受電弓（在運用中僅以後側的一副升弓），而大部分車輛都在1980年代後期拆除了第二副受電弓。三節車廂中的每一輛都依靠兩個空氣懸架和雙軸的動力轉向架支承。因此，列車的全部十二個輪軸都可傳動。鼻懸式單軸電動機（鼻懸滾柱軸承，大輪懸架）通過帶有兩個非對稱半控整流橋的相位控制晶閘管，在程序電路中實施無級控制。
常用制動器為電制動，在必要時（低速範圍，即電制動力降低至60公里/小時以下）會輔以啟用電控氣壓制動器。
用於慕尼黑快鐵網絡的首批次列車安裝了線狀列車控制系統，從而應當允許更密集的行車間隔。該系統於數年後被拆除。

制動系統

這些車輛配備了連續、自動和間接作用的克諾爾空氣制動器，並具有統一效果（每端駕駛室配有一個克諾爾EE4型自動調節器；420型的制動管路為：KE-P-A-E (D)，或第七和第八批次的KE-R-A-E (D)）。420型電聯車具有三個控制閥（每節車廂1個）和可單獨鎖定的可切換轉向架制動器。在制動器發生機械故障的情況下，不需要關閉整列車的制動器，而是僅關閉所涉及的轉向架制動器，這減少了由此導致的制動功率和可用制動重量百分率的損失。
每個輪軸有一個車輪制動盤，即每組轉向架兩個，呈對角安裝（例外情況是第七和第八批次，它們每軸有兩個車輪制動盤，即每個車輪一個）。這種尺寸相當小的機械制動系統需要在電制動失效的情況下將最大速度限制在70公里/小時以內，以避免車輪制動盤不會因過熱而過載。如果電制動僅在電氣設備上失效且列車長度為短編組，則可在故障設備上關閉氣壓輔助制動後允許更高的限速，至停車前不久則使用駕駛員的制動閥進行制動，以避免列車的縱向抽動。制動計算僅基於空氣制動，當轉向架制動器或制動閥關閉時，它只會被扣除制動百分率。在制動計算中不考慮電制動和氣壓輔助制動，因為它們依賴於電流（並且僅僅是氣壓輔助制動所需的電池電流）。
前六個批次的車輛有一個主軸手閘，第七和第八批次則有一個通過壓縮空氣工作的彈簧儲能式制動器。

原型車

隨著一個全新的城市快鐵網絡將於1972年在慕尼黑通車，在同年舉辦奧運會的促進下，必須採購新的現代化車輛來滿足快速交通的需求。新車最初被規劃定型為ET20和21型。
在德國鐵路車輛型號方案進行改革後，三輛原型車於1969年以420型001至003號的車號交付使用。1969年10月30日，420 001號車向媒體開放，並於1970年2月27日首次載客運行。至1970年2月，全部三列電聯車均已通過鐵路部門驗收，並開始進行密集的運轉試驗。列車的端部車廂由猛獅製造，中部車廂則由WMD提供。
420 001號車
420 001號車是以純橙色塗裝交付，在2004年12月從慕尼黑快鐵退役後轉作館藏車輛，可隨時用於特殊和紀念運行，並由慕尼黑快鐵與愛好者組織——慕尼黑快鐵註冊協會（S-Bahn München e. V.）共同保養維護。2010年，它被巴伐利亞州古蹟保護署列為德國公共短途客運的歷史見證物，作為技術古蹟而受到文物保護。它於2016年底移交紐倫堡德國鐵路博物館，並一直持有運營許可證。
420 002號車
420 002號車獲得了藍綠色+卵石灰色塗裝，這是由慕尼黑市民對後續交付的量產車進行投票後確定的。它曾長期停放在多納斯貝格橋站附近的萊姆東站。如今則有其中一節端部車廂在慕尼黑的德意志博物館交通中心內展出，但由於空間原因，其它車廂無法存放至博物館而被拆解報廢。
420 003號車
編號為420 003的第三輛原型車曾限定用於法蘭克福快鐵（萊茵-美因快鐵），並採用胭脂紅+卵石灰的配色方案。由於原始的鮮紅色調褪色嚴重，車輛於1981年被重新粉刷為藍綠色+卵石灰色塗裝。此後，它一直保持這種塗裝直至退役。經過在特魯德靈站的長期封存後，這列電聯車被運走拆解。

實用性

三節編組的420型電聯車被證明是一個成功的設計。人們自1972年起便可在萊茵-魯爾快鐵、自1975年（試通車）起在法蘭克福快鐵以及自1977年起在斯圖加特快鐵的網絡上見到其蹤跡。在萊茵-魯爾快鐵較長的線路中，列車的口碑不佳，主要是因為缺乏廁所。而車廂之間無法貫通也遭到詬病。杜塞道夫的交通工程師曾建議對運用於萊茵-魯爾快鐵的420型車組進行改造（對於沒有電氣設備的中部車廂，每節每側改為三扇車門，車廂間可以貫通；增設廁所和自動飲料販售機），但未能實施。由於車廂的設計原因，它們無法作進一步的改動。為此，配屬於杜塞道夫和科隆的電聯車自1980年起被機車牽引的推挽式列車加x型車廂的模式所取代。杜塞道夫的閒置動車組則幾乎全數移交至慕尼黑，因為當地的需求迫切。

車內布置

從1969年的原型車至1981年交付的第六批次車輛，其內部基本保持一直，僅有極少的變化。在兩節420型端部車廂中，各分有兩個同樣大小、帶隔牆和中間門的隔間，供吸菸者和非吸菸者使用。在421型中部車廂中，最初設有三個隔間：其中兩個較小的為一等座，提供16至17個面對面席位，同樣將吸菸者和非吸菸者隔開；中部車廂另一半的33個席位則被指定為禁菸二等座。僅原型車及第一批次車輛能夠保持這種空間分配直至退役。從第二至第六批次的車輛，則於1991年至1995年間進行了客艙改造，其中除斯圖加特和法蘭克福的特定車輛外，所有的中間隔牆都被拆除。在17席的一等隔間和49席的二等座之間則設有一個帶彈簧門的玻璃隔牆作為通道。
所有座位均為標準的2+2布局。二等座起初安裝的是帶有集成泡沫扶手的酒紅色人造革座椅。在一等座中，座椅面料及扶手均為藍黑色格紋。每組座位附近都有一張小桌板、一個大菸灰缸或垃圾簍、兩個掛衣鉤和一個掛式窗——其槽口允許打開至一隻手的寬度。窗體由庫多玻璃製成，具有一定的不透明度（鏡像），因此可以從一開始就省去窗簾。
照明帶由嵌入車頂飾面的並置雙螢光燈管組成，形成在夜間和隧道內的基本照明。作為依賴於電池電源的應急照明，在每個乘降門上方的維護面板內安裝有螢光燈。這可照亮貼在門上的快鐵網絡圖。二等座的所有側面板——包括隔牆和中間門，都使用了白色的樹脂材料，幾乎沒有可識別的線條圖案。在一等座則使用了淺色和深色版本的木質貼麵塑料板。它僅覆蓋於車廂前壁和帶中間門的隔牆。在慕尼黑運用的車廂中，每個端壁和隔牆上都貼有一個帶車廂編號的標籤。中間門設有窗戶，透過窗戶可以看到另一個隔間。在駕駛室和乘客車廂之間的門中，後續批次也安裝了類似的窗戶，以便為乘客提供更高的安全感。駕駛員可以用剛性捲簾遮蔽這個窗戶。最後一扇原始的、相當侷促的隔間門於1999年被拆除而不作更換。1987年，第一和第二批次的各一節端部車廂被運往阿默湖畔雄多夫，並在那裡用作車內重新設計的測試車輛。這是必要的，因為諸如人造革狹縫的破壞性損傷會導致難以承受的人力和資金負擔，車輛也因此會長期停用。最終，一體式座椅選用了三色的絲絨狀阻燃織物。所有座椅都在1995年之前完成更換，唯一的例外是420 130號車，它在駕駛室壁的一側保留了兩對舊式人造革長凳直至退役。在免熨的油氈地板下方是一層簡易的厚木底板。單層的低地護板和維修蓋板是由鍛打金屬片製成。若要操作蓋板後方的壓縮空氣閉塞閥、壓力控制器和氣壓計，則需使用特殊的鑰匙開啟。在中部車廂，一部分電氣開關元件是收納在所謂的「背包」之內。每節421型車的前壁上有大約2平方米的大蓋板，它們同樣需要特殊的鑰匙開啟。
在420 018號車中，曾試驗性的在二等座區域內安裝修訂版本的扶手杆布置。該車輛在退役前從未進行改裝。
由於當時鐵路車輛的廁所系統仍是簡易的直排管道，列車在行駛中的產生的糞便會被直接傾下軌道，考慮到快鐵網絡多為隧道線路，因此擯棄了車載廁所的配置。

批次間的差異

個別批次的車輛之間存在有各種差異。第一批次車輛中最引人注目的特徵是車頭側面車號標識的下方有一個可見的紅點（從1972年至1980年代中期重噴或新噴漆之前）。它用於標明車輛安裝有線狀列車控制系統（LZB）。而裝有LZB設備的車輛所需的駕駛室顯示儀則並不總是標配的。
原型車及第一批次的所有車輛在車身外部都有一個較寬的保護板，以此（與柏林和漢堡等其它快鐵一樣）可減小站台邊緣與車輛之間的空隙。這種寬邊保護板在車輛的兩端呈楔形。由於它較《鐵路建設及營運條例》中所允許的車輛寬度超出了3厘米，因此在快鐵網絡之外進行移送時必須拆除防護板。第二批次則採用了面積只有原先三分之二大小的窄板，其在端部呈鈍圓形。
自第七批次起，滑動推拉門被轉動推拉門所取代，並將從內開門的既有把手替換為搖杆，因為乘客的手臂容易被滑動推拉門（通過6巴的壓縮空氣輔助開啟）所夾傷。在第一批次的車輛中，門把手以金屬片遮蓋，並不允許觸碰。
自第二批次的420 131號車開始，整車結構都使用鋁材構建。此外，自該車號起，車身縱梁不會再影響轉向架的高度。所有配屬法蘭克福和斯圖加特的車輛都帶有「禁菸」標識，這與萊茵-魯爾網絡形成鮮明的對比——後者車輛仍然可以在指定區域內吸菸（「吸菸」字樣以紅底白字展示，「禁菸」則以白底黑字展示）。
第三批次基本上均為全列禁菸車輛。該批次還移除了當時尚不成熟的既有LZB設備。以往所有的內部門都為金屬灰色，自第三批次起則被漆為淨橙色。
第四批次在構造方面中再有一些變化：由於在短途運輸網絡中，使用一等座的快鐵乘客比例已經很低，因此一等座區域的面積被減半。自1982年以來，所有新交付的車輛都在外門側以現代化的象形圖取代了「吸菸」或「禁菸」字樣。如同在1960年代一樣，更大、更現代化的席位等級標識也以金屬赭色展示於外門側。隨後，計劃用於未來法蘭克福快鐵網絡的車輛遭到投訴，由於缺乏禁止上車補票的信息，法院做出判決，要求法蘭克福交通集團為所有在其網絡中運行的車輛配備貼紙，它們被粘貼至所有車門的外側，並附有「僅憑有效車票搭乘」的字樣。這些貼紙此後也被斯圖加特交通及資費集團所效仿，應用至在那裡運行的所有車輛。
在1980年代早期，當一些車輛發生多起不明原因的火災後，所有車廂都配備了滅火器，它們位於乘客區域上方的行李架內，並有對所有乘客都清晰可見的標識。
自第七批次起，僅設一個受電弓，先前存在的第二副受電弓被擯棄。不久之後，幾乎所有同型車輛的第二受電弓都被移除。
原型車和前七個批次的車輛無論是開啟或關閉車門都需時約1秒。第八批次則是開啟需1秒，關閉約需3秒。

車輛租借

由於一再出現車輛短缺的情況，配屬於不同車輛段之間的列車經常需要調撥出借。特別是在1978年夏天，法蘭克福快鐵除了多輛淨橙色的車組外，還使用了一些來自慕尼黑的藍綠色車組。此後隨著斯圖加特快鐵的通車，法蘭克福又於1978年10月至1979年3月間，向前者出借了多輛標有「法蘭克福一段」（Bw Frankfurt 1/(M)）字樣的動車組。而法蘭克福的短缺則致使其需要再次借用藍綠色的車組。這些列車保留了內部的「慕尼黑快鐵路線圖」和門邊帶有「MVV資訊」的信息框，並僅在車頭的司機室上方替換了目的地顯示牌。其所配屬的「慕尼黑-施泰因豪森車輛段」字樣也保存完好。這種調配時有發生，主要原因是運用於法蘭克福和斯圖加特快鐵網絡的車輛交付較晚。1993年，由於使用了錯誤的潤滑脂，斯圖加特快鐵網絡中的所有列車都必須暫時停駛。此後的幾周，斯圖加特快鐵都是使用來自法蘭克福和慕尼黑的車輛作為過渡性的解決方案。

替代

420型電聯車逐漸被422型（2007年）、423型（自1998年）和430型（自2013年）等更具現代化的動車組所取代。
在慕尼黑，隨著貫通內城的主線鐵路引入線狀列車控制系統（LZB），420型原本自2004年12月3日起停運。然而，在達豪－阿爾托明斯特鐵路進行電氣化改造後的電力車輛短缺，420型又自2014年12月的運行圖調整起重返慕尼黑網絡，擔當S2、S4和S20線的加班服務。為此，15列原配屬斯圖加特的車組的被轉移至慕尼黑，並接受了徹底的重裝。根據快鐵總負責人貝恩哈德·魏澤的說法，這種解決方案比購入新列車至少便宜十倍。它們應至少維持服役至2020年。但由於缺乏LZB設備，它們僅可於非繁忙時段在主線通行。自2017年6月起，列車也會在周末用於S2線和S4線的圖定服務——由於發車間隔較長，即便是缺少LZB，它們也可在主線上圖定運行。為了滿足日益增加的乘客數量，慕尼黑快鐵和巴伐利亞鐵路公司計劃將從斯圖加特增加接納20至30組車輛。至2017年4月底，慕尼黑快鐵宣布已從全德範圍內收購了21輛別處已不再需要的420型車。它們將預裝LZB系統，以便在主線隧道中行駛，並在發生車輛故障時靈活運用。首批列車已於2017年12月底開始上線運營。而最多達36列原斯圖加特的車組也將增加慕尼黑的運營儲備，並應自2018年12月起允許擴大供應。它們都將配備LZB系統。2018年11月，這些車輛被聯邦鐵道部批准用於載客運行。自2019年4月1日起，首批經過改造的車輛開始在尖峰時段投入加密班次運行。
在萊茵-美因快鐵，420型車經過36年的服役後於2014年11月3日凌晨結束運用。一些退役的車輛被轉移至位於哈姆的德鐵停運管理部門。據萊茵-美因交通集團發言人曾表示不排除向海外出售，但自2014年11月結束運用以來，許多原配屬法蘭克福的420型已被報廢。部分車輛也移交至萊茵-魯爾快鐵。
對於斯圖加特快鐵，實際運用應該在2014年11月結束，但由於新的430型車持續存在問題，420型的退役時間無法如期實現。在斯圖加特，420型仍於七條路線中的六條擔任加密班次服務，僅S60線不再使用。最終的兩列車組後於2016年11月4日停運。
由於配屬法蘭克福的列車已於2014年11月退役，故此後僅有第七及第八批次的車輛仍在圖定運行。
420型車曾一次又一次的被調往萊茵-魯爾快鐵，以支援那裡的機輛模式推挽式列車。在2004年6月的運行圖調整中，舊批次的420型車重新投入萊茵-魯爾快鐵的S7和S9線運行。此後，它們已於2008年11月17日（S7線）和至2009年2月27日（S9線）被422型車所取代。2014年年中，來自斯圖加特和法蘭克福的列車再被轉移至萊茵-魯爾快鐵，以支援由機車牽引x型車廂運行的S6線。一旦440型車無法於2014年12月的運行圖調整中投入使用，則應將422型轉移至S6線，而420型則改至S5線和S8線運行。然而，後者並未執行這些任務，而是在作為加密路線的S68線上，於朗根費爾德、杜塞道夫和伍珀塔爾-福溫克爾之間擔當個別班次。
自2015年12月的運行圖調整以來，420型車開始投入科隆快鐵的S12線使用；至2018年，它們也會擔當從科隆火車總站至德爾布呂克車站之間於每天早晨開行的S11加密線的雙向運行。當局希望通過這項措施將快鐵服務延伸至錫格河鐵路並提供更多額外的運力。在2016年的狂歡節（女人狂歡節）期間，也有一些420型車被運用至通往迪倫的S19線之中。

SL X420型

2002年，一部分來自慕尼黑的420型車組曾被改稱為X420型租賃至瑞典首都斯德哥爾摩的通勤鐵路。它們在斯德哥爾摩交通公司（SL）內以德國鐵路子公司「德鐵區域瑞典」的名義採用藍白色塗裝運行。至2005年11月，首列同款車組被報廢至瑞典中部的尼克羅帕。X420型車的運用於2005年12月14日結束，最後的三組列車（054、058和044號）也於兩天後被送往尼克羅帕。至此，這款420型的變體成為歷史，因為當地原先訂購的X60型車組已經交付。

ET 420Plus型

第七批次的兩列車組（420 400和420 416號）於2006年在克雷費爾德-歐普姆車輛段進行大修時，獲得了一項名為ET 420Plus（420型電聯車+）的全面重新設計計劃。車輛在外觀上可以通過設於前端、兩側和車內的電子發車牌（液晶屏）、車頂的新空調系統、LED大燈和尾燈以及帶有TAV技術的自動門鎖裝置進行識別。由於帶有空調系統的設備，每節車廂各有兩扇摺疊窗被拆除。在中部車廂和端部車廂間的端壁上則加裝了窗戶，以便乘客可以望到相鄰車廂。
在乘降門上有一個用於開門的綠色按鈕和一個用於嬰兒車出入的藍色按鈕，與423型車的乘降門類似。
重大的變化來自於內部空間：以往的綠色座墊被423型廣為人知的藍色所取代，這是斯圖加特所有車組自2007年以來都採用的配置。整個內部空間保持淺灰色，地板則鑲以深灰色。短式車鉤端部的分隔墊片具有圓形的上緣，並以不鏽鋼杆鑲邊。內部照明加工精美，加蓋有無煙煤色的格柵。滅火器不再置於行李架上，而是放在座椅下方的凹槽內。
內部格局也發生了改變，因此在端部車廂的最前部有兩套四席座椅，而用於停放自行車和嬰兒車的空間此時則占據第一和第二扇乘降門之間的一側區域（駕駛台的左側）。此外，腿部空間增設了照明，乘降門上也配備了司機的揚聲器，並且車輛整體都配備了視頻監控。
此外，停站播報也已更新，它將會提供從車站至站內不同出口路線的信息。出口路線也會顯示在車廂內部的液晶顯示屏上，後者會交替顯示時間和下一站的確切名稱。
自2006年4月10日起，這兩列車組開始在斯圖加特快鐵網絡的S2、S6和S60線展開載客試運行。
2009年7月，隨著四列此前已臨時停用的第七批次車組（425、428、429及430號）交付法蘭克福，意味著所需車輛儲備的進一步改造被取消：420Plus計劃因故障頻發而終止。僅有的其中一列主要用於S60線的圖定運行，另一列則儲備在車輛段。在2014年1月17日的運用結束後，420 400號車於兩天後被轉移至內卡河畔霍爾布的SVG鐵路體驗世界。420 416號車則來到紐倫堡德國鐵路博物館。至2016年4月22日，該車又從紐倫堡轉移至達姆施塔特火車總站，並在那裡供達姆施塔特工業大學作教學用途。