Kein anderes Produkt steht so sehr für das Know-how von ZF wie das Getriebe. Das verwundert nicht. Schließlich ist "ZF" nichts anderes als das Kürzel für Zahnradfabrik.
Ohne Getriebe geht fast nichts. Zumindest nicht, wenn ein Verbrennungsmotor das Fahrzeug antreiben soll. Denn Diesel-, Benzin- oder Gasmotoren haben trotz vieler Vorteile einen gewichtigen Nachteil: Bei niedrigen Drehzahlen liefern sie kaum Leistung, bei hohen Drehzahlen sinken die Kräfte (Drehmoment). Es bleibt ein mehr oder weniger kleiner Bereich zwischen diesen Extremen, der annehmbare und verwertbare Leistung sowie geringen Verbrauch verspricht.
Dazu kommt speziell bei Straßenfahrzeugen ein weiteres Problem: Stetig wechselnde Geschwindigkeiten, unterschiedliche Topografie und wechselnde Gesamtgewichte – leer, beladen oder mit Anhänger – erfordern passende Zahnradpaarungen in allen Lebenslagen. Ein Pkw muss einerseits auch mit Anhänger im Steilstück anfahren können und andererseits seine Höchstgeschwindigkeit irgendwo im Bereich der Nenndrehzahl erreichen. Hieraus resultieren im Wesentlichen die sogenannte Spreizung eines Getriebes (Quotient aus größtem und kleinsten Gang) und die stetig wachsende Zahl der Gänge. Bei den niedrigen Leistungen und geringen Geschwindigkeiten in den 60er-Jahren kamen viele Pkw noch mit einem Dreiganggetriebe aus, heute sind sechs Gänge die Regel – und noch mehr nicht die Ausnahme.
Nochmals verschärft ist die Situation im Nutzfahrzeug und hier ganz speziell im schweren Lkw. Der nutzbare Drehzahlbereich misst weniger als 1.000/min, der wirtschaftliche Drehzahlbereich in aller Regel die Hälfte davon. Nicht zu vergessen das Leistungsgewicht. Ein Pkw kommt in aller Regel auf 75 bis 100 PS pro Tonne, ein schwerer Lkw gibt sich mit 10 bis 15 PS je Tonne zufrieden.
Je mehr Gänge, desto besser
Um diese relativ geringe Leistung in extremen Situationen nutzen zu können, ist ein vielstufiges Getriebe mit kleinen Gangsprüngen unverzichtbar. Nützlich sind die vielen Gänge außerdem, wenn es darum geht, auch auf mittelschwerer Topografie oder im Flachland immer im Bereich des maximalen Drehmoments und des besten Verbrauchs zu fahren.
Als der Verbrauch und die Abgase eines Lkw noch keine so große Rolle wie heute spielten, genügten auch sechs Gänge wie im einst populären Getriebe ZF S6-60 oder AK6-80. "S" stand damals für die Ausführungen mit Synchroneinrichtungen, AK für die weitaus beliebtere Allklauen-Version. Die Zahlen 60 und 80 bezogen sich auf die zulässigen Eingangsdrehmomente in Meterkilogramm (1 mkg entspricht ungefähr 10 Nm). Alternativ gab es eine Vorschaltgruppe, um die Anzahl der Gänge auf zwölf zu verdoppeln. Damit freilich tat sich so mancher Fahrer schwer.
Als dann der Turbolader im Lkw Einzug hielt, standen die Getriebelieferanten vor einem neuen Problem. Die Motorkräfte stiegen fortan in einem Maß, das es vorher noch nicht gegeben hatte. Zuerst auf 1.000, dann auf 1.200 und schon Mitte der 70er-Jahre auf 1.500 Nm. Ein "Hilfsmittel" wie den Turbolader des Motors, um das Getriebe zu verstärken, hatten die Getriebehersteller nicht parat. Also mussten neue Getriebe mit höheren Eingangsdrehmomenten her.
1979 kommt das Ecosplit-Getriebe
Bei ZF mündete dies im Jahr 1979 in der Vorstellung der legendären Ecosplit-Getriebe, die heute noch weltweit zum Einsatz kommen. Wohl jeder, der in den 80er- und 90er-Jahren sein Geld mit Lkw-Fahren verdiente, hat den Schalthebel eines solchen 16-Gang-Getriebes schon in der Hand gehabt. Geschaltet wurde zumeist im Doppel-H, teilweise aber auch im Einfach-H. Die Bauweise: ein Viergang-Hauptgetriebe mit vorgeschalteter Splitgruppe und nachgeschalteter Bereichsgruppe (Rangegruppe) mit Planetenradsatz.
Die erste, 1979 vorgestellte Generation bestand aus vier Varianten und trug Bezeichnungen wie 16 S 130 (für 130 mkg Eingangsdrehmoment). Die zweite Generation brachte knapp zehn Jahre später eine verbesserte Synchronisation. In der dritten Generation gab es ein Alugehäuse und die Möglichkeit, einen Retarder zu integrieren. Heute reichen die Ecosplit-Getriebe von 2.100 bis 2.800 Nm Eingangsdrehmoment und sind wahlweise als 12 S oder 16 S (12 oder 16 Gänge) zu bekommen. Komplettiert wird die Eco-Familie von den Getrieben Ecomid (bis 1.500 Nm) und Ecolite (bis 1.050 Nm) mit neun beziehungsweise sechs Gängen. Insbesondere mit den 16-Gang-Varianten des Ecosplit taten sich die Fahrer anfangs schwer. So mancher schaltete Gang für Gang und tat schwer mit der gewachsenen Anzahl. Erst umfassende Fahrerschulungen erhöhten die Akzeptanz. Wer jetzt gelernt hatte, Gänge großzügig zu überspringen, der freute sich, dass er nun mit dem Ecosplit für jede denkbare Situation die passende Zahnradpaarung zur Verfügung hatte.
Schalterleichterung für den Fahrer hieß ein großes Thema in den 80er-Jahren. ZF war dabei sehr aktiv und zeigte auf Basis der Ecosplit-Getriebe vier Varianten von der Joystick-Schaltung bis zum automatisierten 16-Gang-Getriebe. Noch fehlte allerdings eine leistungsfähige Elektronik. Der Start in die Automatisierung von Mehrwellengetrieben war damit dennoch erfolgt.
AS Tronic erstmals mit zwei Vorgelegewellen
Keine zehn Jahre später: AS Tronic heißt das neue große Getriebe für schwere Lkw. Die Basis bildet ein klauengeschaltetes Dreiganggetriebe mit synchronisierter Vor- und Nachschaltgruppe. Erstmals kommen zwei Vorgelegewellen zum Einsatz, damit sich die anfallenden Kräfte besser verteilen können. Zwölf statt 16 Gänge reichen jetzt bei entsprechend ausgelegter Spreizung für die mittlerweile äußerst drehmomentstarken Motoren. Die Kupplung ist automatisiert, die Synchronisierung erfolgt über die Motorsteuerung (beim Heraufschalten) und via Getriebebremse beim Abwärtsschalten. Die Schaltarbeit wie auch die Kupplungsbetätigung übernehmen Druckluftzylinder. Letztlich resultiert daraus nicht nur eine deutliche Arbeitserleichterung, sondern auch ein längeres Leben für Kupplung und Getriebe, weil Fehlschaltungen und allzu langes Kupplungschleifen damit der Vergangenheit angehören. Schnell setzt sich dieses Getriebe durch und erhält Bestnoten für Schaltstrategie, Schaltgeschwindigkeit sowie den fein dosierbaren Manövriermodus. Auf ähnliche Weise automatisiert ZF in der Folge die leichten und mittelschweren Getriebe, die fortan AS Tronic mid und AS Tronic lite heißen. Und schließlich gibt es auch eine Variante mit 16 Gängen sowie Wandlerschaltkupplung (TC Tronic) für den Schwertransport.
Das Thema Vollautomatik für Nutzfahrzeuge beherrscht ZF natürlich auch, wie das Beispiel 8HP zeigt. Das Achtganggetriebe kommt jetzt in einigen Varianten des Transporters Iveco Daily zum Einsatz. Ein anderes Beispiel ist EcoLife – ein vollautomatisches Sechsganggetriebe für Stadt-, Überland und Reisebusse mit Eingangsdrehmomenten von 1.000 bis 2.100 Nm. Auch die aus dem Lkw bekannte AS Tronic mit 12 Gängen und Eingangsdrehmomenten bis 2.700 Nm wird im Reisebus eingesetzt.
TraXon am Start
Während ZF gerade die Produktion der einmillionsten AS Tronic feiert, ist der Nachfolger bereits in den Startlöchern. TraXon heißt das neue Getriebe, das die AS Tronic in den kommenden Jahren sukzessive ablösen wird. Wesentlicher Unterschied: TraXon ist modular aufgebaut und lässt sich mit fünf verschiedenen Systemen kombinieren, beispielsweise mit einem Hybridmodul oder einer Doppelkupplung. Hinzu kommt PreVision GPS, eine vorauschauende Schaltstrategie, die sich auf digitales Kartenmaterial stützt. Bei entsprechender Integration im Fahrzeug trägt PreVision GPS dazu bei, unnötige Schaltungen zu vermeiden.
Mit Bus, Transporter und Lkw ist das Thema Getriebe noch lange nicht erschöpft. Denn auch im Pkw, der hier freilich außen vor bleibt, ist ZF weltweit schon lange bestens vertreten. Hinzu kommen Anwendungen im Marine-Segment, bei Bau- und Landmaschinen oder – wie der Fahrbericht auf Seite 42 zeigt – in Terminal-Zugmaschinen.
