Getriebetrends Gängige Vorstellung

Verbrauch, Emissionen und Kostendruck: Die Getriebeentwickler haben ihre eigenen Vorstellungen, wie mit diesen Themen umzugehen ist. Eine Patentlösung und eine globale Standardisierung

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Verbrauch, Emissionen und Kostendruck: Die Getriebeentwickler haben ihre eigenen Vorstellungen, wie mit diesen Themen umzugehen ist. Eine Patentlösung und eine globale Standardisierung der Systeme wird es allerdings auch in Zukunft nicht geben. Im Gegenteil: Die Teilmärkte verlangen immer nachdrücklicher individuell zugeschnittene Angebote.

Während in Asien das stufenlose CVT-Getriebe seine Position verteidigt, sie mit Blick auf Indien sogar noch ausweiten dürfte, behauptet sich in den USA der Wandler-Automat. In Europa gilt das Doppelkupplungsgetriebe als Hoffnungsträger.

Schnelle Entwicklung und niedrigere Kosten haben in jedem Fall hohe Priorität. „Die Entwicklungsgeschwindigkeit wird sich nicht verringern, ganz im Gegenteil“, sagte Professor Dr.-Ing. Ferit Kücükay, Chef des Instituts für Fahrzeugtechnik an der TU Braunschweig und Tagungsleiter des 6. Internationalen Getriebesymposiums, Anfang Dezember 2007 in Berlin.

„Unsere Herausforderungen sind von Begriffen wie Umwelt und Nachhaltigkeit geprägt, gleichzeitig müssen die Angebote für den Endkunden begehrenswert bleiben“, appellierte Dr. Carsten Breitfeld, Leiter der Getriebeentwicklung bei BMW, an Zulieferer und Automobilhersteller: „Wir werden die Zukunft gemeinsam gestalten müssen. Wenn das nicht gelingt, wird es für alle Beteiligten schwierig.“

Effizienz ist für Dr. Harald Naunheimer, Entwicklungschef Automatgetriebe bei ZF, die wichtigste Vorgabe im Lastenheft: „Die Reduzierung der CO2-Emissionen ist das entscheidende Kriterium für neue Technologien.“ Wie das aussehen kann, bewies der ZF-Mann bei der Präsentation des neuen, schnell schaltenden 8-Gang-Automatgetriebes. Sechs Prozent Verbrauchseinsparung gegenüber der 2006 eingeführten zweiten Generation des 6-Stufen-Vorgängergetriebes: Das sind bei einer Limousine mit Dreiliter-V6-Motor 12 Gramm pro Kilometer weniger CO2.

Das neue Getriebe wird binnen eines Jahres im Audi A8 und im neuen BMW 7er eingeführt. Lexus setzt in der LS-Baureihe schon heute eine 8-Gang-Automatik vom japanischen Zulieferer Aisin ein.

Damit behauptet die Wandler-Automatik ihre Führungsposition im Segment anspruchsvoller und leistungsorientierter Getriebe für Oberklassefahrzeuge, und zwar im Hinblick auf Wirkungsgrad und Leistungsdichte. Schließlich beweisen auch die 7-Gang-Getriebe bei Mercedes-Benz und der 6-Gang-Automat im Porsche 911 Turbo, dass man Wandler-Automaten inzwischen sehr sportlich auslegen kann – bis hin zum Zwischengasgeben.

Zwar wäre laut ZF auch eine 8-Gang-Version auf Basis des 6-HP-Lepelletier-Vorgängerbaumusters problemlos möglich gewesen, doch man entschied sich für eine Neukonstruktion. Die allerdings wurde so ausgelegt, dass ZF weiterhin die Produktionsanlagen des alten Getriebes nutzen kann.

Die Friedrichshafener planen drei bis vier Getriebevarianten für 200 bis 1 000 Nm Drehmoment sowie 100 kW bis 550 kW Nennleistung. Der modulare Aufbau schafft Freiheiten am Getriebe – es lassen sich beispielsweise Allradvarianten mit Mittendifferenzial realisieren. Vor allem jedoch ist die Modularität entscheidend für den Hybrid-Einsatz – auch wenn nach wie vor Rätselraten darüber herrscht, in welchem Umfang sich Hybrid-Konzepte durchsetzen werden.

Kaum noch bezweifelt wird in der Branche, dass die Doppelkupplungsgetriebe (DKG) sich auf breiter Front durchsetzen werden – auch wenn Verfechter der Wandlerautomatik unter der Hand streuen, dass sich ein DKG für den Längseinbau, also für tendenziell höhermotorisierte Modelle, derzeit noch nicht lohne.

Dennoch standen die diversen DKG-Konzepte im Mittelpunkt des Symposiums. Die einstige Entscheidung von VW-Aufsichtsratschef Ferdinand Piëch hat sich mittlerweile als goldrichtig erwiesen; seit fünf Jahren genießt der Volkswagen-Konzern mit dem „nassen“ 6-Gang-DKG (DQ 250, entwickelt mit Borg Warner) ein Alleinstellungsmerkmal. Seit Anfang des Jahres ist für kleinere Motoren das lange erwartete DQ-200-Getriebe zu haben – ein gemeinsam mit LuK entwickeltes 7-Gang-DKG mit Trockenkupplung.

Auch andere Zulieferer arbeiten inzwischen mit Hochdruck am Thema. Bei Ford zum Beispiel steht das mit Getrag entwickelte „nasse“ 6-Gang-DKG mit der Bezeichnung SPS 6 unmittelbar vor der Markteinführung. Es wird zunächst im Ford Focus sowie in den Volvo-Modellen S40 und V50 zum Einsatz kommen und in den typischen Turbodiesel-Motoren ein Drehmoment von 320 bis 380 Newtonmeter übertragen.

Gefertigt wird das Getriebe im neuen Werk in der Slowakei, wo ab 2010 jährlich 220 000 Einheiten vom Band laufen sollen.

Darüber hinaus baut Getrag gerade eine Produktion für Chrysler in Nordamerika auf. „Bis 2015 wollen wir jährlich zwei Millionen DKG produzieren“, sieht Getrag-Chef Tobias Hagenmeyer erhebliches Entwicklungspotenzial. „Während der Wandlerautomat schon sechzig Jahre am Markt ist, befinden wir uns bei der Doppelkupplung erst ganz am Anfang.“

Die DKG-Konzepte werden mittlerweile für immer höhere Drehmomente ausgelegt. ZF arbeitet an einem 7-Gang-DKG mit Nasskupplung, das mittelfristig bei Porsche eingeführt werden soll. Und Getrag positioniert sein DKG „Powershift 7DCI600“ laut Entwicklungschef Dr. Stephan Rinderknecht als 7-Gang-Getriebe für längs eingebaute Motoren mit Hochdrehzahl-Auslegung und Drehmoment-Werten bis 600 Newtonmeter.

Ab Frühsommer 2008 wird das 7-Gang-DKG mit dem BMW M3 Cabrio in Serie gehen und dort das automatisierte Schaltgetriebe SMG ersetzen, an dem BMW lange festgehalten hat. Später soll es auch im M3 Coupé und in der Limousine für Schaltvorgänge ohne lästige Zugkraftunterbrechung sorgen. Überhaupt ist der Stern der automatisierten Schaltgetriebe nach Einschätzung vieler Kongressteilnehmer am Sinken.

Nur noch für Kleinwagen vom Schlage eines Citroën C2 oder eines Smart Fortwo scheint die Technik sinnvoll zu sein.

Nass, trocken oder feucht? Einen Ausblick auf die zukünftige DKG-Strategien seines Hauses gab LuK-Entwicklungschef Dr. Wolfgang Reik. „Oberhalb von 300 Nm wird es nötig sein, nasse anstatt trockener Kupplungen zu verwenden.“ Um jedoch den Effizienzvorsprung trockener Systeme auch für das nasse DKG realisieren zu können, arbeitet LuK an einem neuen Ansatz. Dabei wird nicht mehr hydraulisch gesteuert, sondern mit einem Einrücksystem oder per Elektrohydraulik. Eine neue, effiziente Aktuatoren-Generation ist dafür notwendig. „Diese Systeme könne man als ,feuchte‘ Kupplungen beschreiben“, so Reik.

Außer den bereits erwähnten Getriebespezialisten und dem japanischen OEM Nissan, der im Herbst 2007 ein Sechsgang-DKG für seinen Sportwagen GT-R vorstellte, arbeitet auch der italienische Zulieferer Graziano an einem Doppelkupplungsgetriebe. Es soll über sieben Gänge und eine Drehmomentkapazität von 750 Nm verfügen und könnte in Zukunft die automatiserten Schaltgetriebe bei Ferrari, Maserati und Aston Martin ersetzen.

Steve Thomas von Ford sieht die Zukunft des DKG vor allem unterhalb des Wandler-Automaten. Und Philip Gott vom Marktforschungsunternehmen Global Insight beschreibt regionale Präferenzen: „Wir werden das DKG vor allem in Europa sehen, gefolgt von den sich entwickelnden Märkten in China und Indien.“

Global Insight prognostiziert für den chinesischen Markt im Jahr 2013 einen DKG-Anteil von vier Prozent, für Indien soll es dann ein Prozent sein.

In Asien bleibt das Handschaltgetriebe, mit Ausnahme Japans, aus Kostengründen dominierend, wobei dessen Anteil in China 2013 mit 58 Prozent denjenigen von Indien (88 Prozent) deutlich unterschreitet. Der Verbreitungsgrad von CVT-Getrieben in Indien dürfte ab 2009 mit dem Tata Nano einen Aufschwung erleben. Weltweit waren 2007 noch 52 Prozent aller Getriebe Handschaltversionen, 43 Prozent Wandlerautomaten und 3,8 Prozent CVT-Getriebe.

Kommt der Hybrid? Carsten Breitfeld von BMW ermahnte die Zuhörer, die Hybridtechnik ernstzunehmen: „Wir werden den konventionellen Triebstrang ausreizen müssen. Auf den Hybrid müssen wir uns einstellen.“ Und Dr. Michael Paul, Entwicklungsvorstand bei ZF, sagte: „Wir brauchen eine Standardisierung der Funktionalität, denn die Hybridtechnik ist betriebswirtschaftlich noch nicht über den Berg.“

„Wir haben uns den Parallel-Hybrid ausgesucht und werden modulare Baukästen schaffen“, ergänzte Dr. Bernd Vahlensieck, Leiter Vorentwicklung Hybridantriebe bei ZF.

Die eingangs erwähnte 8-HP-Getriebegeneration spielt auch hier eine Hauptrolle. Deren Modulbaukasten eigne sich laut ZF besonders gut für dieses Konzept. Der Parallel-Hybrid sei das wirtschaftliche Optimum, auch hinsichtlich CO2-Emission und Verbrauch. Die Strategie: entweder als Mild-Hybrid mit Kurbelwellen-Starter-Generator oder als Voll-Hybrid mit integrierten Starter-Generator. „Wir wollen beim Voll-Hybrid mit einer nicht zu großen elektrischen Maschine in den Markt gehen“, sagt Vahlensieck.

Ein Schmankerl bei der 8-HP-Generation ist die bauraumneutrale Auslegung des Voll-Hybridmoduls, weil das Anfahren mit der Elektromaschine möglich ist und somit der Drehmomentwandler aus dem Getriebe herausgenommen werden kann.

Zu guter Letzt wurde in Berlin auch das Low-Cost-Segment heiß diskutiert. Keith Michael von Tata kündigte an, noch mehr Stadtfahrzeuge bauen zu wollen, die speziell den Anforderungen des City-Verkehrs gewachsen sein müssten. Diesen Trend sieht auch BMW-Manager Breitfeld: In München diskutiere man Fahrzeuge speziell für den Stadtverkehr, die mit Automatikgetrieben ausgerüstet sein werden. Die Getriebe dafür dürften nicht mehr als 500 bis 600 Euro kosten.

Generell sei Low-Cost allerdings nicht Sache von BMW: „Wir haben gewisse Renditeerwartungen. Es verbietet sich daher, Autos für 3 000 Euro zu bauen.“

Zwischen den Zeilen könnte das heißen, BMWs Stadtauto von übermorgen (Projekt: „Megacity-Vehicle) kostet eher 10 000 Euro als 5 000 Euro. Eine Größenordnung, in der andere OEM allerdings auch schon einige Milliarden Euro versenkt haben. Wie BMW es besser machen will, ließ Breitfeld vage durchblicken: „Der Kostendruck wird Dimensionen erreichen, wie wir es uns heute nur ansatzweise vorstellen können.“

Manfred Jerzembek

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