CVT = Continously Variable Transmission

Ein stufenloses automatisches Schaltgetriebe ist beim besten Willen keine neue Erfindung im Automobilbau. Schon die ersten funktionsfähigen Automobile von Carl Benz und Gottlieb Daimler aus dem Jahre 1886 besaßen CVTs: Meyers Konversationslexikon von 1898 beschreibt u. a. den Patentmotorwagen von Benz und bemerkt dabei, "die Kraft wird von der Maschinenwelle durch Riemen auf eine Nebenwelle und von hier aus durch ... Ketten und Kettenräder auf die Hinterräder des Wagens übertragen". 1897 ließ sich ein Amerikaner namens H. C. Spaulding ein Getriebe mit Kegelscheiben mit variablem Durchmesser patentieren und von 1900 bis 1914 konnten in Frankreich Autos der Marke Fouillaron gekauft werden, die ein Getriebe mit axial beweglichen Kegelscheiben und Riemen besaßen.

Größere Verbreitung und einen entsprechenden Bekanntheitsgrad erlangte das CVT durch die holländische Marke DAF. DAF ist eine Gründung der Gebrüder Van Doorne [DAF = Van Doorne's Automobiel Fabrik]. H. J. "Hub" Van Doorne ist der Entwickler des Variomatic genannten CVT, mit dem jeder DAF von 1958 bis 1974 (und bis 1991 jedes nach der Übernahme durch Volvo weiterentwickelte Auto der Typen 66 und 343) gebaut wurde.

Funktionsprinzip des CVT

Warum stufenlos schalten?

Jeder Fahrradfahrer dürfte wissen, daß es weniger Kraftaufwand erfordert, bei konstanter Pedaldrehzahl durch Gangwechsel die Geschwindigkeit den Wünschen und Straßenzuständen anzupassen, als diese Anpassung durch schnelleres oder weniger schnelles Pedaltreten zu erzielen. Ähnlich verhält es sich bei einem Automotor: Wenn die Motordrehzahl konstant gehalten werden kann (z. B. im Bereich des geringsten spezifischen Kraftstoffverbrauchs, oder im Bereich der höchsten Leistungsausbeute), dann arbeitet dieser Motor besonders effizient.

Bei Getrieben mit (endlich vielen) Gangwechseln kann die Motordrehzahl nicht konstant gehalten werden, weil durch jeden Gangwechsel ein Drehzahlsprung entsteht. Je mehr Gangwechsel möglich sind, desto geringer ist die Drehzahl-Lücke, die durch die jeweiligen Drehzahlsprünge entsteht. Ideal wären also unendlich viele Gangwechsel, was einer stufenlosen Anpassung entspricht.

Wie wird stufenlos geschaltet?

Variator eines CVT - (c) Honda, Neuseeland
Schnitt durch den Variator
Zentrales Element für die Kraftübertragung bei einem CVT ist der Variator. Er besteht aus einem Keilriemen und zwei Kegelscheibenpaaren. Das eine Kegelscheibenpaar ist mit dem Motor verbunden, das andere mit der Antriebsachse. Jeweils eine Hälfte eines Kegelscheibenpaares ist unbeweglich, während die andere Hälfte axial verschoben werden kann.

Wenn die Kegelscheiben weit voneinander entfernt sind, dann beschreibt der Keilriemen einen kleinen Durchmesser auf der Kegelfläche. Sind die Kegelscheiben dagegen nah bei einander, dann folgt der Keilriemen einem großen Durchmesser auf der Kegelfläche.

Ein kleiner Keilriemen-Durchmesser entspricht einem kleinen Gang eines konventionellen Getriebes, ein großer Durchmesser einem großen Gang.

Sind die Kegelscheiben weit voneinander entfernt und werden die Kegelscheiben zusammengedrückt, dann vergrößert sich der Keilriemen-Durchmesser und damit das Übersetzungsverhältnis von klein auf groß. Da dieser Vorgang stufenlos erfolgt, verändert sich das Übersetzungsverhältnis ebenfalls stufenlos.

Wenn ein Kegelscheibenpaar zusammengedrückt wird, dann muß sich notgedrungen das andere Kegelscheibenpaar auseinander bewegen, weil der Keilriemen seine Länge nicht verändert. Dieser Effekt verfeinert die Veränderung des Übersetzungsverhältnisses zusätzlich.

Theorie und Praxis

Theoretisch ist das CVT das ideale Getriebe. Es besteht aus weniger Teilen als jedes konventionelle Getriebe (und ist damit preiswerter zu bauen). Es erlaubt die effektivste Nutzung des Kraftstoffs und vermeidet die wenig komfortablen Schalt-Rucke.

In der Praxis ergaben sich allerdings erhebliche Probleme, die bis heute nicht vollständig überwunden werden konnten:

Das Anfahrmoment wird durch Fliehkraftkupplungen bewältigt.

Außerdem scheinen die Fahrer mit dieser Art des Schaltens (noch) nicht vertraut zu sein, deshalb werden CVTs häufig zusätzlich mit vordefinierten Schaltstufen ausgestattet. Damit geht selbstverständlich der Vorteil der Einfachheit verloren.

Honda CVT-Getriebe - (c) Honda, Deutschland
Schnitt durch das Honda Multimatic-Getriebe des Civic