1. Из Кельна можно съездить в Аахен.
2. Очень рекомендую проехать вдоль Рейна, бросить взгляд на замки. Мы ездили с западной стороны. Можно посетить замок Марксбург. Из Боппарда фуникулер поднимает на гору, с которой открывается панорама излучины Рейна, красиво. В городке Bacharah чудесные фахверковые домики. Это где мы были. На карте как интересные еще отмечены Rüdesheim am Rhein  и Ingelheim am Rhein. Мы выбрали для базирования на Рейне Oberwesel из-за замка-отеля, но он стоит на горушке над городом, и пешком не находишься, а как там организован транспорт в центр – не в курсе, мы были на машине.
3. Вы не написали, в какое время планируете путешествовать. Если в теплое – советую прокатиться на кораблике по Мозелю, очень живописно. В городке Cochem красивый, но заново построенный в 19 веке замок. Недалеко от него – один из самых красивых виденных мной замков Eltz, как доехать до него общественным транспортом – не представляю, ближайшие станции поезда – в Mozelkern и Müden. Городок Beilstein очень симпатичный, но поезд туда вроде не идет, думаю, можно корабликом. В городке Bernkastel-Kues потрясающая центральная площадь, но ж/д там нет, надо смотреть автобус или кораблик. Город Trier был крупным центром в римские времена, смешно, наверное, ехать в Германии специально смотреть развалины терм или перестроенную базилику, но остатки ворот очень значительные, я подобных нигде не видела. От Трира недалеко до Люксембурга. Мы на Мозеле базировались в Кохеме, там есть совершенно очаровательный отель в старинном домике.
4. Карта рекомендует Висбаден, Майнц, Дармштадт и Вормс, но в этих городах я не была.
5. Heidelberg считается красивым городом, мы его только пересекли, мельком увидели интересный мост. Неподалеку карта отмечает Speyer.
6. Если выбрать район западнее – опять же только по данным карты – Zweibrücken Ottweiler.
7. Еще южнее – Баден-Баден (нет ж/дороги)  и Gernsbach, восточнее – Calw, Esslingen am Neckar, Штутгарт,  Schwäbisch Gmünd,  Schwäbisch Hall.
8. Южнее – Ульм, Bad Urach, Tübingen, западнее Horb am Neckar, Rottweil, Freudenstadt  и совсем недалеко Страсбург и Кольмар.
9. На подъезде к Бодензее – Biberach a.d. Ri ß, Memmingen, Ravensburg, Wangen im Allgäu, Isny im Allgäu.
10. На Бодензее из того, что видела: Meersburg – совершенно очаровательный городок, Mainau – самый красивый парк, что я посещала, но ж/д в этих местах нет, до Меерсбурга ходят паромы из Констанца и из Фридрихсхафена, похоже. Еще  рекомендуют Lindau, Констанц, швейцарский Stain am Rhein. Рейнский водопад не так далеко и швейцарский St. Gallen, Карта отмечает еще сам Фридрихсхафен, Reichenau и Überlingen

Я бы 7-8 дней за вычетом того времени, что ушло бы на Кельн и Аахен, поделила между Рейном и Мозелем и на Бодензее поехала бы в другой раз. Но если уже запланировали Бодензее, то опустила бы Аахен и все промежуточные интересности, оставив только Кельнский собор, Рейн, Мозель и Бодензее.

и в Бонн - обязательно
меня ни Кельн, ни Аахен не впечатлили так, как Бонн (мы на обратном пути еще в Брюле вышли, посмотрели на дворец с парком), тем более что у Бонна с Кельном общая транспортная система
Кельн совершенно не впечатлил(

от Бонна (и наверянка от Кельна тоже) по Рейну ходят прогулочные кораблики до Кобленца
у нас базой был Дюссельдорф, и из него мы ездили так: 1 день - Кельн, 2 - Аахен и Штолберг (там очень милый замок) , 3 - Бонн и пригороды+Брюль

везде ездили по земельным билетам (стоят 35 евро), они действуют не только на поезда, но и на весь общественный транспорт (катались на подземном трамвае в Бонне)

в брюле?
вы выходите с платформы и через 50 м дворцовые ворота

замок штольберг тоже у станции, его видно, но там просто нужно обойти через жилые кварталы - ну минут 7 идти