Die Automatik mit eingebautem Fahrspaß schreibt Erfolgsgeschichte bei Continental

• Pionierleistung aus Nürnberg: Steuergeräte für erstes nasses und erstes trockenes Doppelkupplungsgetriebe von Continental
• Weltweit erstmals Getriebesteuergerät und zwei Gleichstrom-Schaltmotoren zu einem mechatronischen Aktorsteuermodul kombiniert

Nürnberg/Regensburg, 28. Januar 2014. Automatikgetriebe und sportliche Fahrweise bilden ein Begriffspaar, das lange nicht so richtig zusammenpassen wollte. Jetzt jährte sich die breite Markteinführung einer Technologie zum zehnten Mal, die den scheinbaren Widerspruch ausräumt: das Doppelkupplungsgetriebe (DKG). Immer mehr Autofahrer, vor allem in Europa und China sind von der Verbindung aus Fahrspaß und vollautomatisiertem Schalten begeistert – und das bei einem gegenüber manuell geschalteten Getrieben um bis zu fünf Prozent sparsamerem Verbrauch. Nicht umsonst gilt das DKG als eine der bedeutendsten Innovationen auf dem Getriebesektor. Continental zählt zu den Pionieren dieser Technologie. „Wir beschäftigen uns schon seit Ende der 1990er Jahre mit der Steuerung von Doppelkupplungen. Von Anfang haben wir dabei unsere Expertise in der Steuerung von Stufenautomaten und stufenlosen Getrieben eingebracht. So konnten wir entscheidend dazu beitragen, dass dieser Getriebetechnologie 2003 der Durchbruch gelang", erläutert Rudolf Stark, Leiter der Geschäftseinheit Getriebe.

Nahezu in jedem DKG im Markt kommt das Know-how von Continental zum Einsatz. 2013 liefen in den Werken des Unternehmens in Europa, Asien und Nordamerika Getriebesteuergeräte im zweistelligen Millionenbereich vom Band, davon über zwei Millionen Einheiten allein im Stammwerk in Nürnberg.

Von Anfang an hat Continental bei dieser Technologie die Meilensteine gesetzt: zunächst mit der vollständig ins Getriebe integrierten Steuerung für das weltweit erste nasse Sechs-Gang-Doppelkupplungsgetriebe DQ250 von Volkswagen, ab 2007 auch mit der Steuerung für die erste Schaltbox dieser Art in trockener Ausführung und mit sieben Gängen.

Erfunden wurden Systematik und Aufbau eines Doppelkupplungsgetriebes eigentlich schon vor etwa 70 Jahren. Dessen Kern besteht darin, dass das Räderwerk in zwei Teilgetriebe aufgeteilt wird. Das eine ist für die geradzahligen, das andere für die ungeradzahligen Gänge zuständig. Jedes Teilgetriebe ist mit einer eigenen Kupplung an die Motorschwungscheibe angebunden. Die Kupplung, die im Kraftfluss des gerade eingelegten Gangs liegt, wird geschlossen, während die andere geöffnet bleibt.

Beim "nassen" Doppelkupplungsgetriebe kommen in der Regel zwei Lamellenkupplungen zum Einsatz, die vom Getriebeöl umspült werden. Dabei dient das Öl sowohl zur Kühlung der Kupplung als auch zur Schmierung des Radsatzes. "Trockene" DKG arbeiten dagegen mit zwei trocken laufenden Reibscheibenkupplungen. Sie werden meist nur in Verbindung mit Motoren bis etwa 250 Nm Drehmoment eingesetzt, da die beim Schalten und Anfahren entstehende Verlustwärme bei höheren Leistungen ohne Kühlöl schwierig abzuführen ist. 
Indem eine Kupplung in dem Maße schließt, wie die andere öffnet, ist ein Gangwechsel ohne Zugkraftunterbrechung möglich. Entscheidende Bedeutung bei diesem Vorgang kommt der Getriebesteuerung zu: In Abhängigkeit von der Leistungsanforderung des Fahrers wählt diese blitzschnell die richtige Schaltstufe aus und steuert die Kupplungen sowie den entsprechenden Schaltaktuator so an, dass der Gangwechsel zügig und dennoch komfortabel umgesetzt wird.

Voraussetzung dafür ist eine leistungsfähige Elektronik, die darüber hinaus sehr robust ist: Sie muss gewährleisten, dass die Schaltvorgänge über die gesamte Lebensdauer immer gleich ablaufen.

Continental ist es gelungen, solch hohe Anforderungen dauerhaft zu erfüllen. Entwickelt wurden die Steuereinheit und deren voll automatisierter Produktionsprozess im Leitwerk für Getriebesteuerungen von Continental in Nürnberg. Pro Modul werden bis zu 100 verschiedene Halbleiterbausteine eingesetzt – neben vielen weiteren Sensor- und Mechatronik-Komponenten. Diese Bausteine sitzen auf einer Gold-Oberfläche und werden mittels Gold-Drähten verbunden. Ein solcher Draht ist dreimal dünner als ein menschliches Haar. So feine Strukturen sind manuell nicht mehr zu verarbeiten. Continental setzt dafür Bondmaschinen ein, die pro Sekunde mehr als 100 Arbeitsschritte ausführen. Auch die zum weltweiten Fertigungsverbund gehörenden Werke in Rumänien, Mexico, China und Korea arbeiten mit dem exakt gleichen Herstellungsprozess.

Continental hat die Weiterentwicklung der Steuerungstechnologie noch einmal intensiviert und Anfang letzten Jahres in Nürnberg ein neues Test- und Entwicklungszentrum in Betrieb genommen. Mit den neuen Prüfanlagen kann nicht nur die Funktion der Steuerelektronik getestet werden, sondern auch deren Zusammenwirken mit der hydraulischen oder elektromechanischen Aktuatorik. So ist das System noch genauer abzustimmen.

Wurden bisher hauptsächlich Pkw mit einem Doppelkupplungsgetriebe ausgestattet, erweitert sich das Anwendungsgebiet immer mehr auch auf Nutzfahrzeuge und Landmaschinen. Inzwischen erobert es sogar den Zweiradmarkt. Ein geradezu idealer Mitspieler ist das DKG für einen elektrifizierten Antrieb: Durch den Systemaufbau mit zwei Teilgetrieben kann die E-Maschine nicht nur zwischen Motor und Getriebe platziert werden, sondern auch schaltbar mit einem oder beiden Radsätzen gekoppelt werden. Diese Vielseitigkeit sichert dieser innovativen Getriebeart ein weiteres Kapitel in seiner bisherigen Erfolgsgeschichte.