Viersystem-Hochleistungslokomotive Eurosprinter ES64F4
Berichterstattung Siemens.com/mobility, Gestaltung Franz Straka und Martin Ortner

Symbolfoto der ES64F4. Foto: Siemens AG/Erlangen

Technische Daten

Achsfolge Bo‘Bo‘ Leistungsfaktor nahe 1, geregelt
Spurweite 1.435 mm Drehzapfenabstand 9.900 mm
Länge über Puffer 19.580 mm Radsatzstand 2.900 mm
Breite 3.000 mm Raddurchmesser (neu) 1.250 mm
Gewicht 87 t Umgrenzungsprofil UIC 505-1
Spannungssysteme AC 15 kV, 16,7 Hz;
AC 25 kV, 50 Hz; DC 3 kV; DC 1,5 kV
Temperaturbereich –30 °C ... +50 °C
Höchstgeschwindigkeit 140 km/h, optional
160 km/h
Einsatzhöhe bis 1.400 m über NN
Leistung AC 6.400 kW, DC 3 kV 6.000 kW, DC 1,5 kV 4.200 kW Anfahrzugkraft 300 kN
Dauerzugkraft 270 kN Elektrische Bremskraft 150 kN … 300 kN (variabel)
Zulassungen (Stand 08/2006): Deutschland, Österreich, Schweiz, Italien, Schweden, Slowenien, Polen, Kroatien, Rumänien, Niederlande, Grenzbahnhöfe Decin (Tschechische Republik), Padborg (Dänemark)

1999 erteilte die Deutsche Bahn AG an Siemens den Auftrag über 100 Viersystem - Lokomotiven der Baureihe 189. Es folgten weitere Aufträge über 45 Lokomotiven für die Dispolok GmbH, 12 Lokomotiven Re 474 für die Schweizerischen Bundesbahnen, 50 Fahrzeuge für Mitsui Rail Capital Europe und weitere Loks für diverse Privatbahnkunden. Ihren Einsatz finden die Lokomotiven dieser Baureihe im grenzüberschreitenden schweren Güter- und Personenverkehr.


Für die ES64F4 wurde eine spezielle LED Technologie eingebaut. Foto: Siemens AG/Erlangen

Sie können nicht nur in Wechselspannungsnetzen mit 15 kV / 16,7 Hz und 25 kV / 50 Hz betrieben werden, sondern auch in Netzen mit 1,5 kV und 3 kV Gleichspannung. Die BR 189 verfügt über Einzelachssteuerung und erreicht eine Höchstgeschwindigkeit von 160 km/h. Während die Lokomotiven in Netzen mit Wechselspannung eine Leistung von 6.400 kW erreichen können, beträgt ihre Leistung im DC 3 kV-Netz 6.000 kW und bei DC 1,5 kV 4.200 kW.

Die Fahrmotoren werden von je einem Pulswechselrichter aus den Gleichspannungs - Zwischenkreisen gespeist. Die Zwischenkreisspannung wird in Netzen mit Wechselspannung von Vierquadrantenstellern erzeugt, während in Netzen mit Gleichspannung die Fahrdrahtspannung direkt in die Zwischenkreise gespeist wird.


Traktionsstromrichter in HV-IGBT-Technologie.
Foto: Siemens AG/Erlangen

Zulassungen in Europa (Stand 08/2008).
Foto: Siemens AG/Erlangen

Die Bedienung der Lokomotive ist einheitlich mit anderen für den grenzüber-schreitenden Verkehr vorgesehenen Fahrzeugen gestaltet. Hierzu gehört unter anderem auch die Anzeige der für den Triebfahrzeugführer wichtigen Daten mittels DMI-Display (Driver-Machine-Interface). Dieser Lokomotiven-Typ ist mit den für den Betrieb im europäischen Ausland notwendigen elektrischen Ausrüstungen ausgestattet. Dabei sind die Lokomotiven für die Zulassung in folgenden Ländern vorbereitet: Deutschland, Österreich, Ungarn, Schweiz, Dänemark, Schweden, Norwegen, Italien, Frankreich, Niederlande, Luxemburg, Belgien, Polen, Tschechien, Slowakische Republik, Slowenien, Kroatien und Rumänien.


Zugkraftdiagramm für vier Spannungssysteme.
Foto: Siemens AG/Erlangen

Eine wesentliche Innovation zur Erfüllung der umfangreichen elektrischen und räumlichen Anforderungen ist der Einsatz von wassergekühlten Hochvolt-IGBTTraktionsstromrichtern (Insulated Gate Bipolar Transistor). Die erstmalige Verwendung von 6,5 kV-IGBT erlaubt es, die Oberspannung in Gleichstromnetzen ohne Tiefsetzsteller direkt in die Zwischenkreise zu speisen. Als vorrangige Bremse dient die rekuperative und verschleißfreie elektrische Bremse, welche die kinetische Energie ins Fahrleitungsnetz zurückspeist.

Da die Rückspeisung in Gleichspannungsnetzen nicht immer möglich ist, besitzt die ES64F4 zusätzlich eine Widerstandsbremse mit einer Leistung von 2.600 kW. Die pneumatische Bremse wirkt auf Radscheibenbremsen, die an allen Rädern angebracht sind.

Die Hochleistungsdrehgestelle mit Drehzapfenanlenkung bilden einen optimalen Kompromiss aus Oberbaufreundlichkeit, maximaler Zug- und Bremskraftübertragung und guter Laufeigenschaft. Zudem werden die Anforderungen nach dem Merkblatt UIC 518 eingehalten.


Anordnung der Stromabnehmer.
Foto: Siemens AG/Erlangen

Lokomotiven Layout. Foto: Siemens AG/Erlangen
Neben den vier Stromabnehmern des Typs Siemens SBS 2T, sind die Hochspannungskomponenten für die Wechselspannungssysteme wie AC-Hauptschalter, Systemtrenner, Oberspannungswandler und Überspannungsableiter am Dach angeordnet. Die elektrischen Verbindungen sind für Oberströme bis zu 4.000 A ausgelegt.

Montagehalle in München. Bau der Lokomotive für die Mitsui Rail Capital Europe. Foto: Martin Ortner

Frontansicht der Lokomotive für die Mitsui Rail Capital Europe. Foto: Martin Ortner

In dem so genannten 3 kV-Gerüst sind die Komponenten für die Gleichspannungssysteme, wie DC-Hauptschalter, DC-Oberstrom- und Oberspannungswandler untergebracht. Hier befinden sich auch die Schütze zur Versorgung der Zugsammelschiene mit den Spannungen AC 1.000 V 16,7 Hz, AC 1.500 V 50 Hz, DC 1.500 V und DC 3.000 V.


Führerstand der Lokomotive für die Mitsui Rail Capital Europe. Foto: Martin Ortner

Der Hilfsbetriebeumrichter (HBU), ebenfalls in IGBT-Technologie, mit einer Ausgangsleistung von 4 x 90 kVA, variabler Ausgangsfrequenz und 75 % Redundanz, wird aus den Zwischenkreisen der Traktionsstromrichter gespeist. Der HBU versorgt unter anderem die Fahrmotorlüfter, Bremswiderstandslüfter, Kühlturmlüfter, Kühlmittelpumpen, Batterieladegerät, Klimageräte und alle Heizungen mit Energie.

Für die ES64F4 wurden spezielle Signallichter und Scheinwerfer in LED-Technologie und integrierten Linsenscheinwerfern entwickelt. Hiermit ist die Erfüllung der in den UIC-Merkblättern 534 und 651 definierten Lichtstärken sowie die Anzeige aller geforderten Signalbilder und Lichtfarben der verschiedenen Bahngesellschaften gesichert

Berichterstattung von Siemens com/mobility
Gestaltung von Franz Straka und Martin Ortner
November 2009