Beim ICE 4 lässt sich unterscheiden zwischen Triebdrehgestellen und Laufdrehgestellen. Sie lassen sich vor allem schon durch die Optik unterscheiden.
Triebdrehgestelle
Die Triebdrehgestelle sind von Siemens und eine Weiterentwicklung aus der SF 500-Familie. Sie sind auch wieder mit einer Drehgestellüberwachung mittels Sensoren ausgestattet, wie bereits beim 407.
Es sind 2 Fahrmotoren pro Triebdrehgestell vorhanden. Die Radscheibenbremsen sind beidseitig angeordnet. Weiterhin sind Luftfedern als Sekundärfederung vorhanden, bei deren Ausfall der Wagenkasten auf einer Notfeder aufliegen kann. Außerdem können bis zu zwei Schlingerdämpfer eingebaut werden. Der Triebzug 9002 besaß bei der Inbeetriebnahme (Stand Oktober 2015) teilweise verbaute Schlingerdämpfer der Firma Koni, die durch die blaue Lackierung sehr auffällig waren.
Laufdrehgestelle
Die Laufdrehgestelle Flexx Eco 5101 der Firma Bombardier sind eine Weiterentwicklung aus der Bombardier Flexx Eco-Familie und wurden für den Hochgeschwindigkeitsverkehr optimiert. Sie sind optisch sehr auffällig, da sie innengelagert sind. Dadurch werden sie gegenüber normalen außengelagerten Drehgestellen wesentlich leichter. Das Laufdrehgestell am Endwagen wiegt beispielsweise ca. 5.700 kg. Das Gesamtgewicht des ICx konnte durch diese Drehgestelle um rund 5 % gesenkt werden.
Die Federung ist durch Luftfedern als Sekundärfederung und durch Gummikonusfedern als Primärfederung ausgeführt.
Auch die Aerodynamik lässt sich verbessern, da die Laufdrehgestelle, welche direkt an den Endwagen eingesetzt werden, mit einer Verkleidung versteckt und noch windschnittiger verkleidet werden können. Ob sich jedoch diese Verkleidung auch bei den Serienzügen durchsetzen wird, das ist derzeit noch nicht bekannt.
Die aerodynamische Verkleidung an einem Endwagen des Tz 9002 im September 2015
Die Laufdrehgestelle verfügen zudem über Magnetschienenbremsen und der Kompaktbremszangeneinheit mit Federspeicher und Radbremsscheiben sowie Wellenbremsscheibe.
Drehgestellüberwachung (DGÜ)
Die Drehgestellüberwachung (DGÜ) ist ein zentrales sicherheitsrelevantes Subsystem der BR 412 und dient der kontinuierlichen Zustandsüberwachung der Fahrwerke und Antriebskomponenten. Ziel ist die frühzeitige Detektion thermischer, mechanischer oder dynamischer Auffälligkeiten, um Betriebsrisiken zu minimieren und zustandsorientierte Instandhaltung zu ermöglichen.
Die DGÜ umfasst folgende Funktionen:
- Heißläuferüberwachung (HLÜ)
- Laufstabilitätsüberwachung (LSÜ)
- Rollüberwachung (RLÜ)
- Antriebslagerüberwachung (ALÜ)
Heißläuferüberwachung (HLÜ)
Die HLÜ überwacht permanent die Temperatur der Radsatzlager. Jedes einzelne Radsatzlager ist hierzu mit zwei voneinander unabhängigen Temperatursensoren ausgestattet. In einem 12-teiligen Triebzug ergibt sich daraus eine Gesamtanzahl von 192 Temperatursensoren innerhalb der Radsatzlager.
Die Sensoren sind im oberen Lagerbereich positioniert, um thermische Spitzen frühzeitig zu erfassen. Die HLÜ führt eine zyklische Plausibilisierung der Sensorsignale durch und erkennt Leitungsunterbrechungen (Drahtbruchüberwachung). Durch diese redundante und überwachte Sensorik werden Fehlalarme reduziert und gleichzeitig echte Überhitzungszustände zuverlässig erkannt.
Laufstabilitätsüberwachung (LSÜ)
Die LSÜ analysiert kontinuierlich Beschleunigungs- und Schwingungssignale der Fahrwerke, um Instabilitäten im Laufverhalten zu detektieren.
Im Falle einer Instabilität wirken periodisch erhöhte Querkräfte auf den Gleisrost, die im Extremfall zu einer unzulässigen Beanspruchung der Infrastruktur führen könnten. Ursachen können beispielsweise sein:
- Verschleiß oder Ausfall von Schlingerdämpfern
- Abnutzung von Radführungsbuchsen
- veränderte Radprofile
Werden diese Stabilisierungselemente in ihrer Wirkung eingeschränkt, kann das Fahrwerk seine Eigenbewegungen nicht mehr ausreichend dämpfen und beginnt instabil zu laufen. Zu berücksichtigen ist, dass auch streckenseitige Einflüsse – etwa lokal erhöhte Konizität – ähnliche Schwingungsmuster erzeugen können. Diese sind jedoch nicht zwangsläufig als fahrzeugseitige Instabilität zu bewerten. Die LSÜ differenziert diese Zustände und meldet erkannte Instabilitäten in zwei Eskalationsstufen.
Rollüberwachung (RLÜ)
Die Rollüberwachung dient der Erkennung eines nicht drehenden Radsatzes unabhängig vom Gleitschutzsystem. Ziel ist es, blockierende Radsätze frühzeitig zu erkennen und eine sicherheitsgerichtete Reaktion einzuleiten. Hierzu sind alle Radsätze mit zwei Drehzahlsensoren ausgerüstet. Erkennt nur einer der beiden Sensoren einen Stillstand, wird automatisch eine sogenannte Rollprobe initiiert.
Im Rahmen dieser Plausibilitätsprüfung bewertet die Fahrzeugsteuerung, ob der zweite, unauffällige Sensor der realen Geschwindigkeitsreduktion folgt. Ist dies der Fall, wird der meldende Sensor als unplausibel klassifiziert und durch die Fahrzeugsteuerung ausgruppiert. Dadurch wird eine unnötige Betriebsbeeinträchtigung vermieden, ohne die Sicherheitsfunktion zu kompromittieren.
Antriebslagerüberwachung (ALÜ)
Die ALÜ überwacht die thermische Belastung der Motor- und Getriebelager innerhalb der Antriebseinheiten.
Pro Antrieb sind folgende Sensoren vorhanden:
- zwei Temperatursensoren für die Motorlager (A-Seite und B-Seite)
- vier Temperatursensoren für die Getriebelager
- jeweils Antriebs- und Radseite
- jeweils für Großrad und Ritzel
Die Temperaturwerte werden durch das Antriebssteuergerät (ASG) kontinuierlich erfasst. Aus diesem Grund bleibt das ASG im Fahrbetrieb dauerhaft aktiviert – auch dann, wenn der zugehörige Stromrichter nicht in Betrieb ist.
Bei Erreichen definierter Grenzwerte („ALÜ Stufe 1“, „ALÜ Stufe 2“ oder „ALÜ Stufe 3“) erfolgt:
- eine Störungsmeldung auf dem MTD
- eine automatische Geschwindigkeitsbegrenzung
- eine Überwachung der Einhaltung durch die Fahrzeugsteuerung
Damit wird ein thermisch kritischer Zustand kontrolliert abgeführt und ein Folgeschaden an Antriebskomponenten verhindert.
Vereinfachte Darstellung
[SENSOR]
↓
[Signalaufbereitung / Erfassung]
↓
[Plausibilisierung / Redundanzvergleich]
↓
[Grenzwert- & Musteranalyse]
↓
[Fahrzeugsteuerung]
↓
[Anzeige + Geschwindigkeitsbegrenzung + Sicherheitsreaktion]