Variomatic

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Hinterachsantrieb Variomatic
Hinterachsantrieb Variomatic
Prinzip
Animierte Darstellung des Prinzips

Variomatic ist die Bezeichnung des niederländischen Fahrzeugherstellers DAF für ein stufenlos stellbares vollautomatisches Getriebe, einer Bauform des CVT-Getriebes (engl.: Continuously variable transmission) als Riemengetriebe.

Geschichte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Nach Entwicklungen zu Beginn des 20. Jahrhunderts entwickelt van Doorne die Variomatic ab 1950 und brachte es 1958 in Serie[1]. Kennzeichen dieses Getriebes waren:

  • Keilriemen aus Gummi
  • Fliehkraftbetätigte Gewichte zur Selbststeuerung der Übersetzung (Variatorscheiben) an der Antriebsseite der Variomatic
  • Unterdruckbetätigte Membran
  • Federn an den Variatorscheiben der Abtriebsseite
  • Entfall des Achsdifferentials (wenn je ein Getriebe je Rad verbaut wurde)

Da die Fliehkraftbetätigung jeder Fahrgeschwindigkeit nur eine Übersetzung zuordnete, wurde diese mit der Unterdruck-Membran übersteuert. So konnte bei konstanter Fahrgeschwindigkeit die Übersetzung beispielsweise zu niedrigerer Motordrehzahl verändert werden.

Das Getriebe wurde doppelt ausgeführt, so dass jedes Rad ein eigenes Getriebe hatte. Das Differential konnte dabei entfallen, da der Riemenschlupf bereits den Drehzahlausgleich zwischen den Rädern erlaubte[1]. Es wurden allerdings auch Fahrzeuge mit nur einer Variomatic und Differential gebaut.

Durch die Gummikeilriemen war diese Variomatic auf ein maximales Drehmoment von 100 Nm beschränkt[1].

Zwischen 1970 und 1975 entwickelte van Doorne auch ein Schubgliederband für die Variomatic[1], welches ab 1987 in Serie ging.

Heutzutage sind ähnliche Getriebe bei Mopeds und Motorrollern weit verbreitet und wird auch bei ihnen als Variomatic bezeichnet.

Aufbau[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Zwischen konischen Riemenscheiben-Paaren läuft ein flacher, umlaufend geschlossener Riemen, dessen gegenüberliegenden, schmale Flanken die konische Oberfläche der Riemenscheiben berühren, die Drehmomentübertragung geschieht durch Reibschluss. Die nötige Riemenvorspannung kann beispielsweise durch axial zu den Riemenscheiben wirkende Federkraft erzeugt werden. Durch gleichzeitige, gegensinnige Änderung des Abstandes der konischen Riemenscheiben ändert sich der Berührradius der Riemenflanken. Der Verstellung kann geschieht je nach Geschwindigkeit z.B. durch Fliehkraftgewichte, die je nach deren Drehzahl. Damit ergab sich eine stufenlose Änderung des Übersetzungsverhältnisses. Zusätzliches Steuermoment war der Unterdruck aus dem Ansaugtrakt, abhängig von der Gaspedalstellung. Der Unterdruck wurde über zwei sehr große, federbelastete Dosen in eine Kraft umgesetzt, die die Riemenscheiben entsprechend verstellten.

Ein Vorteil ergab sich aus der Verdrehbarkeit: Wie im Bild zu sehen, erlaubten die Keilriemen eine gewisse Verdrehung beim Einfedern; auf Gleichlaufgelenke im Antrieb konnte somit verzichtet werden.

Bei den DAF-Modellen 600 bis 55 wurde auf ein Differentialgetriebe verzichtet. Jedes Hinterrad wurde einzeln von einem Keilriemen angetrieben; die unterschiedlichen Raddrehzahlen in Kurven glich der Schlupf der Riemen aus. Auf glatter Fahrbahn konnte ein einzelnes Rad nicht durchdrehen (wie bei einem Teilsperrdifferenzial), was besonders Rallyefahrer zu schätzen wussten. Der DAF konnte dank seiner Technik vorwärts und rückwärts gleich schnell fahren. Das wurde bei einigen „Spektakelrennen“ namens AVRO-Achteruitrijden (dt. AVRO-Rückwärtsfahren) für den niederländischen Fernsehsender AVRO mit schrottreifen DAF-Modellen hinlänglich bewiesen. Allerdings endeten diese Versuche mit den meist unvermeidlichen Überschlägen nach Lenkmanövern. Der Nachlauf der Lenkachse, der bei Vorwärtsfahrt die Räder automatisch in die 'Geradeaus'-Richtung bringt, verkehrt sich beim Rückwärtsfahren in das Gegenteil und führt zum Volleinschlag der Räder mit entsprechenden Folgen für die Fahrstabilität, besonders bei höheren Geschwindigkeiten.

In den DAF-Modellen 46, 66, 77 und den davon abstammenden Volvo-Modellen wurde eine De-Dion-Achse eingebaut, dazu ein Synchron-Wendegetriebe mit umgekehrtem Schaltschema ("Hebel vorn = rückwärts"), ein Differentialgetriebe und Gelenkwellen. Der Sperrdifferentialeffekt fiel damit weg. Mit dem schwächeren Motor im DAF 46 konnte daher eine Riemenscheibengruppe entfallen, was träge Masse, Reibung und Kosten sparte.

Aktuell werden Riemenvariomatic-Getriebe z. B. in Motorrollern, Quads, ATVs, Schneemobilen und Ständerbohrmaschinen eingesetzt.

Ähnlich arbeiten CVT-Getriebe mit Lamellenkette statt Keilriemen. Die Kraft wird nicht über Keilriemen, sondern über Stahlgliedbänder (siehe Bild) oder Ketten übertragen. Diese Getriebe wurden von verschiedenen Herstellern entwickelt und angeboten, konnten sich jedoch noch nicht in größerem Rahmen durchsetzen. Bei Audi wird diese Getriebeform z. B. unter der Bezeichnung Multitronic angeboten.

Die A- (W169) und B-Klasse (W245) von Mercedes-Benz des Daimler-Konzerns werden mit einem CVT-Automatikgetriebe mit virtuellen Gängen ausgestattet (Autotronic), die auch wahlweise per Hand geschaltet werden können.

Motorsport[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Im damals noch jungen Automobilsport Rallycross wurden von der DAF-Sportabteilung in Eindhoven (unter der Leitung von Rob Koch, später von Fred Hagendoorn) zu Anfang der 1970er-Jahre sogar zwei DAF 555 Coupé 4WD als offizielles CAMEL-DAF racing team eingesetzt. Die dritte 5 in der Typbezeichnung stand für die Gruppe 5 laut FIA-Reglement. Die Fahrzeuge verfügten über einen Sportvariomatic-Allradantrieb mit jeweils einem Riemen für die Kardanwellen zur Vorder- und Hinterachse und selbstsperrenden Differentialen vom BMW 2002. Die verwendete Sportvariomatic hatte man ursprünglich für die Formel 3 entwickelt.

Die mit gut 200 PS starken Ford-BDA-Motoren ausgerüsteten Fahrzeuge waren unter den beiden Brüdern und Spediteuren Jan de Rooy (später auch berühmt geworden als DAF-Trucker bei der Rallye Dakar) und Harry de Rooy für einige Zeit europaweit fast unschlagbar, obwohl sie zumeist erst 5 Sekunden nach den Fahrzeugen mit Zweiradantrieb losfahren durften (4WD penalty).

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. a b c d Harald Naunheimer, Bernd Bertsche, Gisbert Lechner, "Fahrzeuggetriebe", Abschnitt 1, 2. Auflage 2007, Springer Berlin Heidelberg, ISBN 978-3-540-30625-2