TYPEN ATLAS
ICE
Technik – Geschichte – Einsatz
Claudia Franke Michael Dörflinger
TYPEN ATLAS
ICE Technik – Geschichte – Einsatz
Claudia Franke Michael Dörflinger
Inhalt
Vorwort
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Oberbau
45 46 47
Energieversorgung
Die Geschichte – von der E10 300 zum ICE V 6 E10 300 8 Die UmAn-Lok 202 003 9 Baureihe 103 10 Baureihe 403 11 Triebzüge favorisiert 12 Der ICE V entsteht 14 Die Entstehung des Namens „ICE“ 14 Führerstand des ICE V 15 Fahrmotor und Antrieb 15 Kupplung und Übergänge 16 Stromabnehmer für den ICE V 17 Das Diagnosesystem DIAS im ICE V 17 Fahrzeug- und Wagenkasten 18 Die Drehgestelle des ICE V 18 Das Bremssystem im ICE V 19 Zugsteuerebene 21 Wagenausstattung 22 ICE 1 und der Start des HGV in Deutschland 24 Bestellung und Bau 26 Das Konzept des ICE 1 26 Wagenkasten und Lackierung 27 Antrieb 28 Fahrmotor mit Notaufhängung 29 Das Bremssystem des ICE 1 30 Triebköpfe 32 Führerstand und Triebkopf 32 Kupplungen und Wagenübergänge 33 Stromabnehmer 34 Aufrüst- und Vorbereitungsdienst 34 Einsatz bis ins Jahr 2036 durch ETCS und LDV 36 Ausstattung und Redesign 38 Türen und Sitze 38 Klimaanlage 39 Wagenausstattung 39 Der Unfall bei Eschede 42 Trip to America 43 Hochgeschwindigkeit 44 Tunnel 44 Brücken 45
Bahnhöfe
Die neuen Strecken: Ulm–Wendlingen und die VDE 8
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ICE 2 – Das Teilungskonzept
49 50 50 52
Der ICE wird geteilt
Das Konzept des ICE 2
Wichtige Unterschiede zum ICE 1 Der Führerstand im ICE 2 Kupplungen und Übergänge
52 52 53 54 55 56 58 58
Stromabnehmer Elektronik im ICE 2 Wagenkasten Die Drehgestelle Das Bremssystem
Die elektrische Ausrüstung Ausstattung und Redesign Das Redesign des ICE 2 Eurotrain und ICE S Der ICE S (Baureihe 410) Einsatz für den Eurotrain
60 61 64 64 65 67 68 68 69 70 72 73 73 76 78 79 82 82 83 86 91 92 92
ICE 3 – der Star der Deutschen Bahn
Konzept und Bau des ICE 3 Die beiden Konzepte des ICE 3
Neuerungen gegenüber den alten Baureihen Der Führerstand und die Zugbeeinflussungs- systeme im ICE 3 Kupplung und Übergänge beim ICE 3
Stromabnehmer
Elektronik
Der Wagenkasten des ICE 3
Das Fahrgastinformationssystem im ICE 3
Die Drehgestelle im ICE 3 Elektrische Ausrüstung
Baureihe 406
Bremssystem im ICE 3
Wagenausstattung, WCs, Klimaanlage
Das Redesign
Der ICE 406 im Ausland
Frankreich, Niederlande und Belgien
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402 041 kommt aus der tief stehenden Abend- sonne und wird am 23. März 1998 in Kürze Hannover-Leinhausen durchfahren. Foto: Christian Stolze
Schweiz, Österreich und England
92 94 95 96 98 98 99
Elektrische Ausrüstung
124 124 125 130 130 130
Die ICE-Werke
Antrieb
Neue Werke in der Zukunft
Die Ausstattung
Velaro E, RUS, CRH, TR, e320 und EGY Der Velaro RUS – ICE 3 für Russland Spanien, Türkei, China, Eurostar und Ägypten
ICE T – bogenschneller Kurvenflitzer
Für Kurven: ICE T
Drehgestelle und Neigetechnik im ICE T
Baureihe 408 – ICE 3 neo
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Kupplung und Übergänge Der Wagenkasten des ICE T Der Führerstand des ICE T Elektrische Ausrüstung
100 101 101 102 103 104 104 106 106 107 109 110 110 112
Der ICE 3neo
134 134 135
Im Vorlaufbetrieb
Neuerungen gegenüber der Baureihe 407
Der Stromabnehmer
Baureihe 412 – Der neue ICE 4
136 138 138 138
Wagenausstattung, WCs, Klimaanlage Zugbeeinflussungssysteme Wagenausstattungen im Detail
Der längste ICE Die Elektrik
ICE TD
Erste Testfahrten Die Mechanik
Die Traktionsanlage im ICE TD
140 142 144
Verschrottung und der Advanced Trainlab
Mess- und Zulassungsfahrten ab 2015
Innenraumdesign des ICE 4
Baureihe 407 – der Nachfolger des ICE 3
Der Führerstand 145 Energieeffizienz, BMA und Fahrzeugsteuerung 146 Der ICE L 147 ICE im Einsatz 149 Das Streckennetz des ICE 150 Das ICE-Netz 1991 und 2021 im Vergleich 154 ICE-Sprinter 156 Der ICE im Ausland 159 Impressum 160
Die Konstruktion des 407
Führerstand und Zugbeeinflussungssysteme
Wagenkasten
Kupplung und Übergänge
113 115 115 116 119 121
Wagenübergänge Stromabnehmer
Leittechnik Drehgestelle Bremssystem
3
Am 20. Oktober 1985 war der ICE V in Nürnberg zu sehen, es war seine erste Langstreckenfahrt nach Minden. Foto: Matthias Maier
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KOLUMNENTITEL LINKS
Die Geschichte – von der E10 300 zum ICE V
KOLUMNENTITEL RECHTS
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MIT 200 km / h E10 300
TECHNISCHE DATEN E 10 300 Basis: Baureihe E 103 Länge über Puffer: 16.440 mm Achsfolge: Bo’Bo’ Treibraddurchmesser: 1.250 mm Dienstgewicht: 84,5 t Maximale Radsatzlast: 21,2 t Antriebsart: Gummiring- Kardan-Antrieb (SSW) Motor: 14-poliger Reihen- schlussmotor Leistung: 4 x 925 kW Stromsystem: 15kV ∼ /16,7Hz Indienststellung: 1963 Regeldienst: ab 1971 Z-Stellung: 2011 Stückzahl: 1 Höchstgeschwindigkeit: 200 km/h Die E 10 300 wurde als Testlok für den zukünftigen Schnellver- kehr modifiziert. Sie war etwa 50 km/h schneller als ihre Schwestern in der Standardbau- weise. Sie steht heute fahrbereit im Eisenbahnmuseum Koblenz. Foto: Rob Dammers/CC BY-SA 2.0
M i t der E 10 stellte die Bundesbahn 1952 ihre Schnellzuglok aus der neuen Serie der Einheitselektroloks vor. Die kobaltblauen Maschinen prägten den schnellen Personenzugverkehr ihrer Zeit. Als absehbar war, dass eine moderne Lok auf den inzwischen modernisierten Schienenwegen der Republik gebraucht wurde, wählte man die beiden Fahrzeuge E 10 299 und E 10 300 als Versuchsloks aus. Sie wurden abweichend von den anderen Mitgliedern der Baureihe mit neuen Drehgestellen auf Geschwindigkeiten von rund 200 km/h ertüchtigt. Die E 10 300 bekam einen Gummiring-Kardan-Antrieb der Firma SSW. Dieser wurde später auch bei der E 03 verwendet. Die Fahrmotoren waren direkt in das Drehgestell eingebaut. Dadurch wurde die Laufleistung gleichmäßiger und ruhiger. Auf diese Weise konnten höhere Geschwin- digkeiten gefahren werden, ohne dass die Passagiere beeinträchtigt wor- den wären. Zwischen Bamberg und Forchheim führte die Bahn Versuchsfahrten mit hohen Geschwindigkeiten durch. Dabei wurde neben dem Antrieb auch die Verbindung von Stromabnehmer und Oberleitung geprüft. Am 22. November 1963, dem Tag, an dem John F. Kennedy ermordet wurde, erreichte E 10 300 die Geschwindigkeit von 200 km/h. Nach Abschluss der Tests wurde die Lok in den allgemeinen Fahrdienst übernommen und tat in verschiedenen Regionen Deutschlands bis 2010 ihren Dienst, wobei sie mehrfach umlackiert wurde. E 10 299 hatte alternativ einen Verzweiger-Antrieb bekommen, der sich zwar auch bewährt hatte, allerdings etwas schwerer war und bei der E 03 nicht zum Einsatz kam. Aus einer Serienlok der Baureihe 110 wurde 1963 ein Versuchs- träger, der auf freier Strecke eine Geschwindigkeit von 200 km/h erzielen konnte.
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DIE GESCHICHTE – VON DER E10 300 ZUM ICE V
D ie beiden Hersteller BBC und Rheinstahl-Henschel hatten bis 1973 den Versuch unternommen, die Deutsche Bundesbahn von den Vorteilen des dieselelektrischen Antriebs zu überzeugen. In anderen Ländern, allen voran den USA, war diese Technik bei Dieselloks der Standard. Die drei Maschinen erhielten die Bezeichnung DE 2500. Doch die DB hielt an dieselhydraulischen Loks fest. Nun hatte die Bundesbahn drei Maschinen, die sie nicht im Verkehr einsetzte. Bereits 1974 wurde die zweite Lok 202 002 zu einer Gleich- strom-Elektrolok umgebaut und sollte in die Niederlande gehen. Ausgie- bige Tests folgten. Doch die NS entschied sich später für eine französische Lokomotive. 202 003 sollte zu Versuchen herangezogen werden, mit denen man Erfah- rungen für den Hochgeschwindigkeitsverkehr sammeln wollte. 1980 bekam sie den Führerstand und an einer Seite die stromlinienförmige Verkleidung der 103 sowie neue Drehgestelle. Der Name UmAn-Lok rührt von der steuerbaren Umkopplung der Antriebsmassen des vorderen Fahr- motors her. Bei höheren Geschwindigkeiten wurden die Fahrmotoren am Wagenkasten angelenkt. Dadurch wurden die ungefederten Massen redu- ziert. Die Folge waren deutlich bessere Laufeigenschaften. Bei Tests auf dem Rollprüfstand erreichte die UmAn-Lok bis zu 310 km/h. Für die Entwicklung des ICE hatte diese Technik eine besondere Bedeu- tung, denn dieses Prinzip sollte später bei den Triebköpfen des ICE wieder auftauchen. Drehstromloks werden heute nach den damals entwickelten Konstruktionen gebaut. Die UmAn-Lok kann heute im Technikmuseum Berlin besichtigt werden. Der Prototyp mit der Technik, die später für die ICE-Triebköpfe verwendet wurde, war ein Umbau aus einer dieselelektrischen Lokomotive. HENSCHEL DE 2500 Die UmAn-Lok 202 003
Rheinstahl-Henschel und BBC stellten drei Dieselloks der Baureihe 202 her. Die dritte Maschine wurde zur Elektrolok mit Drehstromantrieb umge- baut. Foto: alex26/CC BY-SA 3.0
TECHNISCHE DATEN UmAn-Lok 202 003 Basis: Baureihe DE 2500 Länge über Puffer: 18.000 mm Höhe: 4.280 mm Breite: 3.070 mm Achsfolge: Bo’Bo’ Treibraddurchmesser: 1.100 mm Dienstgewicht: 76 t Leistung: 1.840 kW Stromsystem: 15kV ∼ /16,7Hz Stromart: Drehstrom Baujahr: 1973 Stückzahl: 1 Höchstgeschwindigkeit: 310 km/h
DIE UMAN-LOK 202 003
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DIE INTERCITY-LOK Baureihe 103
103 113 im klassischen Farbkleid des Trans-Europ-Express. Foto: thofi2/Fotolia.de
A ls 1965 die ersten Vorserienloks dieser Baureihe fertig gestellt wurden, galt noch das alte Nummernschema. Sie hatten deshalb die Baureihenbezeichnung E 03. Mit Beginn der EDV-Nomenklatur im Jahr mutierte die Baureihe zur 103. Im selben Jahr wurden die ersten Serienmaschinen in Dienst gestellt. Die Vorserie wurde von Henschel und Siemens-Schuckert (SSW) gebaut. Später wurden auch andere Hersteller einbezogen. Die Bundesbahn setzte die 103 vor Schnellzügen ein, vor allem ab 1971 im Intercity-Verkehr. Aber auch vor dem prestigehaften TEE und dem berühmten „Rheingold“ fand die 103 ein Betätigungsfeld. Der sehr anspruchsvolle Dienst führte zu einem schnellen Verschleiß der Loks. In den 1980ern übernahm die neue Baureihe 120 viele Aufgaben der 103. Ab 1996 löste die 101 die meisten noch verbliebenen 103er ab. Wegen der Entscheidung der DB für Triebwagen-ICE ist die 103 bis heute die leistungsstärkste deutsche Lok im Planeinsatz aller Zeiten. Vier Exemplare stehen bis heute als Reserve bereit. Die Lieblingslok einer Generation von Eisenbahnfreunden, die heute im besten Alter sind, fuhr als Erste eine Reisegeschwindig- keit von 200 km/h.
TECHNISCHE DATEN Baureihe 103 Länge über Puffer: 19.500 mm Achsfolge: Co’Co’ Treibraddurchmesser: 1.250 mm Dienstgewicht: 114 t Maximale Radsatzlast: 19,3 t Antriebsart: Gummiring- Kardan-Antrieb (Siemens) Motor: 12-poliger Reihen- schlussmotor Leistung: 6 x 1.180 kW Stromsystem: 15kV/16,7Hz Indienststellung: 1971–1974 Stückzahl: 149 Höchstgeschwindigkeit: 200 km/h
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DIE GESCHICHTE – VON DER E10 300 ZUM ICE V
DER „DONALD DUCK“ Baureihe 403
Baureihe 403 als Lufthansa-Air- port-Express. Foto: Manfred Kopka/CC BY-SA 4.0
D ie amerikanische Zeichentrickente war sicherlich ähnlich erfolglos wie die Baureihe 403, aber sie setzte genau wie die ersten Elektrotriebwagen der DB wesentliche Akzente für die kommende Zeit. 1970 wurden diese Triebwagen bestellt. Sie sollten im Schnellverkehr eingesetzt werden und bei bis zu 200 km/h den Fernverkehr revolutionieren. Das ungewöhnliche Design und die luxuriöse Innenausstattung sollten eine neue Ära einläuten. Drei Züge wurden bis 1973 ausgeliefert, doch dann war Schluss. Die schwierige Haushaltslage nach dem Ölschock erfor- derte Einsparungen. Die Baureihe 403 krankte vor allem an der Aero- dynamik. Da die Außenhaut nicht bündig konstruiert war, kam es bei hohen Geschwindigkeiten zu großen Problemen. Doch gerade die hohe Geschwindigkeit sollte ja das Alleinstellungsmerkmal dieser Baureihe sein. Seinen Dienst tat der damalige Premiumzug zunächst zwischen Bremen und München. Ab 1982 pendelte er als Lufthansa-Airport-Express zwi- schen den Flughäfen Düsseldorf, Frankfurt und Stuttgart. Die ersten Elektrotriebwagen der Bundesbahn stammten aus dem Jahr 1970. Auch sie erreichten mehr als 200 km/h. Doch wegen der Ölkrise fehlte das Geld für Investitionen.
TECHNISCHE DATEN Baureihe 403 Länge über Puffer: 27.450 mm (Endwagen) Achsfolge: Bo’Bo’+Bo’Bo’+Bo’Bo’+Bo’Bo’ Treibraddurchmesser: 1.050 mm Dienstgewicht: 235,7 t Antriebsart: Gummiring- Kardan-Antrieb Leistung: 3.840 kW Stromsystem: 15kV/16,7Hz Indienststellung: 1973 Z-Stellung: 1993 Stückzahl: 3 Höchstgeschwindigkeit: 225 km/h
BAUREIHE 403
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DIE ENTSCHEIDUNG Triebzüge favorisiert
Der TGV, hier auf einer Fahrt im Burgund, war bei seiner Einführung 1981 auf der Strecke Paris–Lyon der erste Hochge- schwindigkeitszug Europas. Für seinen Einsatz war die Strecke neu gebaut worden und verlief sehr direkt. Das Triebwagenkonzept war erfolgreich etabliert worden. Sicher trug die Erfolgsgeschichte des„Train à grande vitesse“ viel dazu bei, dass die Entscheider bei der Bundesbahn letztlich von der Lokomotive abgekommen sind. Foto: PHB.cz/Fotolia.de
D er Erfolg der Baureihe 120 gab den Kräften Auftrieb, die sich für die Loklösung starkmachten. Die Vorteile waren nicht von der Hand zu weisen. Ein Betrieb mit lokbespannten Garnituren bedeutete natürlich ein deutliches Plus an Flexibilität. Je nach Bedarf konnten mehr oder weniger Wagen angehängt werden. Immerhin war klar, dass die Hochgeschwindigkeitsstrecken mit elektri- schem Oberleitungs-Fahrdraht betrieben werden sollten. Das war sehr sinnvoll, denn damit waren sie auch für andere E-Loks verwendbar. Das Scheitern des ET 403 warf die Befürworter der Triebwagenlösung zurück. Doch das Problem der ungünstigen Aerodynamik bei Lokomotive und Wagen war nicht zu lösen. Auch bei den Pionieren des Hochgeschwin- digkeitsverkehrs in Japan und Frankreich war man mit Triebwagen sehr erfolgreich. So wurden Planungen für einen dreiteiligen „Super-IC“ voran- getrieben. Doch die Industrie arbeitete schneller als die Bundesbahn. Aus Loks mit angehängten Wagen oder Triebwagen mit Mittelwagen? Tradition und Moderne kämpften lange gegeneinander. Doch international war längst alles klar.
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DIE GESCHICHTE – VON DER E10 300 ZUM ICE V
Frankfurt waren keine konkreten Zielvorgaben zu erhalten, weshalb ein bisschen ins Blaue hinein getestet wurde. In Frankreich gedieh der TGV zu einem der großen Prestigeprojekte, mit denen das Land verlorenes Terrain gegenüber anderen Nationen wieder aufzuholen glaubte. Doch was noch besser war: Der Hochgeschwindig- keitsverkehr in Frankreich war rentabel. Dem standen jedoch die hohen Kosten der zu bauenden Hochgeschwindigkeitsstrecken und die Entwick- lungskosten der Fahrzeuge gegenüber. Erst 1978 stellte die DB einen Anforderungskatalog für ein künftiges Hochgeschwindigkeitsfahrzeug vor. Das Konzept wurde dahin gehend weiterentwickelt, dass ein Zug mit zwei symmetrischen Triebköpfen vor- gesehen war, den ein Mess- und fünf Demonstrationswagen ergänzen sollten. Bei den Letzteren wurde der Rotstift angesetzt, dem schließlich vier Wagen zum Opfer fielen. Medienwirksam sollte das 150-jährige Bahnjubiläum im Jahr 1985 als Stichdatum für die Vorstellung eines eigenen Hochgeschwindigkeitszuges genutzt werden. Die Bahn stellte nun auch geeignete Teststrecken zur Ver- fügung. Damit war die Industrie jetzt wieder stärker interessiert. Ein gutes Geschäft bahnte sich an. Dank finanzieller Beteiligung der Bundesbahn wurden drei Mittelwagen möglich. Der jetzt fünfteilige Zug trug intern den Namen „R/S-VD“.
Anlässlich des Bahnjubiläums von 1985 wurde der InterCity-Ex- perimental vorgestellt. Foto: Bundesbahn
TRIEBZÜGE FAVORISIERT
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