Kfz-Kraftübertragung und Getriebe – Automatikgetriebe im Grundprinzip vergleichen
Einleitung
Kfz-Kraftübertragung und Getriebe – Automatikgetriebe im Grundprinzip vergleichen
Lernkurs für die Kfz-Mechatroniker-Ausbildung
Leitfrage: Wie übertragen unterschiedliche Automatikgetriebe die Motorkraft – und wie lassen sich Auffälligkeiten anhand von Diagnosedaten eingrenzen?
Lernziele: Du kannst Planetengetriebe, Doppelkupplungsgetriebe und stufenlose Getriebe unterscheiden, Kraftflüsse erklären und einfache Diagnosedaten begründet interpretieren.
Lernzeit: Sechs kurze Lerneinheiten zuzüglich Übungen, etwa 60–90 Minuten.
Arbeitsmittel: Systembilder, Animationen, Diagnose-Datensätze und Fallkarten.
Sicherheit: Dieser Kurs arbeitet mit Bildern und simulierten Daten. Sicherheitsrelevante Fahrzeugarbeiten, Hochvolt-Arbeiten, Arbeiten an Rückhaltesystemen sowie Fahrfreigaben sind qualifiziertem Fachpersonal vorbehalten. Herstellerangaben und betriebliche Sicherheitsvorgaben sind verbindlich. Der Kurs erteilt keine Zulassungs-, Reparatur- oder Fahrfreigabe.
Dein Ausbildungsauftrag
Ein Kunde berichtet: „Mein Auto mit Doppelkupplungsgetriebe ruckelt beim Anfahren.“
Du erhältst ein Getriebeschema und simulierte Diagnosedaten. Deine Aufgabe ist nicht, ein Bauteil auszutauschen, sondern eine begründete Fehlerhypothese zu entwickeln und weitere Prüfbedarfe zu benennen.
Lerneinheit 1: Drei Automatikprinzipien erkennen
Dauer: 6 Minuten
| Getriebeart | Kraftübertragung | Übersetzung | Typisches Merkmal |
|---|---|---|---|
| Wandlerautomatik | Drehmomentwandler und geschaltete Getriebeelemente | Feste Gangstufen | Planetenradsätze mit Kupplungen und Bremsen |
| Doppelkupplungsgetriebe | Zwei Kupplungen mit zwei Teilgetrieben | Feste Gangstufen | Vorwahl des nächsten Gangs |
| Mechanisches CVT | Variator, beispielsweise mit Schubgliederband oder Kette | Kontinuierlich veränderbar | Veränderliche wirksame Laufradien |
Merke: Automatisch schalten bedeutet nicht, dass alle Getriebe gleich aufgebaut sind.
Basisaufgabe: Erkläre Deinem Lernpartner, welcher Getriebetyp ohne feste mechanische Gangstufen arbeitet.
Feedback: Das mechanische CVT verändert seine Übersetzung kontinuierlich. Wandlerautomatik und Doppelkupplungsgetriebe besitzen dagegen definierte Gangstufen.
Lerneinheit 2: Planetengetriebe und Wandlerautomatik
Dauer: 8 Minuten
Systembild: Planetenradsatz

Bildauftrag: Suche Sonnenrad, Planetenräder, Planetenträger und Hohlrad.

Ein Planetengetriebe besteht aus drei zentralen Gliedern: Sonnenrad, Hohlrad und Planetenträger mit Planetenrädern.
Je nachdem, welches Glied angetrieben, festgehalten oder als Abtrieb genutzt wird, entstehen unterschiedliche Drehzahlverhältnisse und Drehrichtungen.
Wichtig: Die gezeigte Animation veranschaulicht eine bestimmte Betriebsart, nicht sämtliche möglichen Schaltzustände.
Systembild: Drehmomentwandler

Der Drehmomentwandler überträgt Drehmoment hydrodynamisch. Wesentliche Bauteile sind Pumpenrad, Turbinenrad und Leitrad. Beim Anfahren kann Drehmomentüberhöhung entstehen. Eine Wandlerüberbrückungskupplung kann den hydrodynamischen Schlupf in geeigneten Betriebszuständen reduzieren.
Video: ZF Aftermarket – Wie funktioniert ein Drehmomentwandler?
Beobachtungsauftrag: Erkläre die Aufgabe des Leitrads und der Wandlerüberbrückungskupplung.
Animation: Gangbildung
Bei einer Wandlerautomatik verändern Kupplungen und Bremsen die Verbindungen und Abstützungen der Planetenradsätze. Die Getriebesteuerung koordiniert die Schaltvorgänge.
Basisaufgabe: Warum benötigt eine Wandlerautomatik Schaltelemente?
Feedback: Die Schaltelemente verbinden oder halten einzelne Getriebeglieder. So entstehen unterschiedliche Übersetzungen, ohne dass die Zahnradpaare bei jedem Gangwechsel neu ineinandergeschoben werden müssen.
Lerneinheit 3: Doppelkupplungsgetriebe
Dauer: 8 Minuten
Systembild: Zwei Teilgetriebe

Bildauftrag: Verfolge den Kraftfluss über beide Kupplungen.
Ein Doppelkupplungsgetriebe besitzt zwei weitgehend unabhängige Teilgetriebe. Typischerweise übernimmt eines die ungeraden, das andere die geraden Vorwärtsgänge.
Während ein Gang Drehmoment überträgt, kann im anderen Teilgetriebe bereits ein geeigneter nächster Gang eingelegt sein.
Beim Gangwechsel erfolgt eine koordinierte Übergabe des Drehmoments zwischen beiden Kupplungen. Bei geeigneter Gangfolge ist dadurch ein Wechsel weitgehend ohne Zugkraftunterbrechung möglich.
Schnittmodell

Suchauftrag: Erkenne im Schnittbild Kupplungsbereich, Getriebewellen und Zahnräder.
Video: KfzNet – DSG Getriebe Funktion und Erklärung
Anwendungsaufgabe: Beschreibe einen Gangwechsel vom ersten in den zweiten Gang.
Musterantwort: Der zweite Gang wird im zunächst unbelasteten Teilgetriebe vorgewählt. Anschließend wird das Drehmoment kontrolliert von der ersten auf die zweite Kupplung übertragen.
Feedback: Entscheidend ist die Abstimmung beider Kupplungen. Die bloße Vorwahl des zweiten Gangs bewirkt noch keinen Kraftfluss über diesen Gang.
Lerneinheit 4: Stufenlose Getriebe
Dauer: 8 Minuten
Mechanisches CVT

Bei einem verbreiteten CVT übertragen zwei verstellbare Kegelscheibenpaare mit einem geeigneten Zug- oder Schubmittel das Drehmoment.
Verändern sich die wirksamen Laufradien, verändert sich die Übersetzung kontinuierlich.
Untersetzung: Kleiner wirksamer Radius an der Antriebsseite und größerer Radius an der Abtriebsseite.
Schnelle Übersetzung: Größerer wirksamer Radius an der Antriebsseite und kleinerer Radius an der Abtriebsseite.

Bildauftrag: Erkenne die metallische Kette als Kraftübertragungselement.
Video: Thomas Schwenke – How does a continuously variable transmission work?
Basisaufgabe: Warum kann die Motordrehzahl bei einem CVT während einer Beschleunigung nahezu konstant bleiben?
Feedback: Die Getriebesteuerung kann die Übersetzung fortlaufend ändern. Dadurch kann die Fahrzeuggeschwindigkeit steigen, während der Motor in einem gewählten Drehzahlbereich arbeitet.
Weitere stufenlose Konzepte

Toroidales CVT: Eine veränderte Kontaktgeometrie zwischen Scheiben und Rollen ermöglicht eine kontinuierliche Übersetzungsänderung.

Hybrid-e-CVT: Bei leistungsverzweigten Hybridsystemen, beispielsweise von Toyota, werden Planetengetriebe und elektrische Maschinen kombiniert. Hier ist kein mechanischer Riemenvariator für die kontinuierliche Anpassung erforderlich.
Transferaufgabe: Warum ist die Bezeichnung e-CVT allein kein Nachweis für einen Riementrieb?
Feedback: Die Bezeichnung beschreibt eine stufenlos wirkende Funktion, aber nicht zwingend denselben mechanischen Aufbau. Entscheidend ist das konkrete Herstellerkonzept.
Lerneinheit 5: Diagnose und Fehlereingrenzung
Dauer: 12 Minuten
Grundregel: Ein Symptom ist noch keine Diagnose. Ein Messwert muss zum Betriebszustand, zum Steuerungsauftrag und zu den fahrzeugspezifischen Vorgaben passen.
Alle folgenden Daten sind didaktisch simuliert. Sie stammen nicht aus einem realen Fahrzeug. Vergleichswerte sind keine Herstellergrenzwerte. Es werden keine realen Prüf- oder Fahrversuche angeordnet.
Werkstattfall A: Doppelkupplungsgetriebe
Kundenbeanstandung: Zittern beim Anfahren.
| Simulierter Datenpunkt | Kundenfall | Fiktiver Vergleichsfall |
|---|---|---|
| Kupplung K1 | Anfahren angesteuert | Anfahren angesteuert |
| K1-Schlupfdrehzahl am vergleichbaren Auswertepunkt | 340 1/min | 60 1/min |
| Motorlauf im Protokoll | Unauffällig | Unauffällig |
| Fehlerspeichereintrag | Keiner | Keiner |
Auftrag: Welche Baugruppe würdest Du zunächst als Verdachtsbereich nennen? Welche Alternativerklärung bleibt möglich?
Gestufte Hilfen zum Ausbildungsfall
Hilfe 1 – Orientierung: Welche Kupplung überträgt im dargestellten Betriebszustand das Drehmoment?
Hilfe 2 – Auswertung: Vergleiche die beiden Schlupfwerte. Was fällt bei gleichem Auswertepunkt auf?
Hilfe 3 – Eingrenzung: Unterscheide zwischen einer auffälligen Kupplungsfunktion und einer bereits bewiesenen Ursache. Denke auch an Betätigung, Sensorik, Adaptionszustand und äußere Einflüsse.
Begründetes Feedback zum Ausbildungsfall
| Aussage | Rückmeldung |
|---|---|
| „Die Kupplung ist sicher verschlissen.“ | Nicht ausreichend begründet. Erhöhter Schlupf kann verschiedene Ursachen haben. |
| „Der Kupplungszweig K1 und seine Betätigung sind vorrangige Verdachtsbereiche.“ | Gut begründet. Die Auffälligkeit tritt beim angeforderten Anfahren auf und betrifft den entsprechenden Kraftübertragungszweig. |
| „Die Ursache ist noch nicht bewiesen. Herstellerbezogene Sollwerte, weitere Zustandsdaten und mögliche Alternativursachen müssen fachlich bewertet werden.“ | Sehr gut begründet. Die Aussage trennt Beobachtung, Hypothese und notwendige Absicherung. |
Zwischenergebnis: Verdacht auf Auffälligkeit im K1-Kraftübertragungs- oder Betätigungssystem. Keine Bauteildiagnose, Reparaturentscheidung oder Fahrfreigabe.
Werkstattfall B: Wandlerautomatik
Kundenbeanstandung: Spürbarer Ruck beim Wechsel vom zweiten in den dritten Gang.
| Simulierter Diagnoseparameter | Beobachtung |
|---|---|
| Angeforderter Gang | Dritter Gang |
| Erkannter Gang während der Auffälligkeit | Zweiter Gang |
| Schaltelementstatus | Übergang angefordert |
| Wandlerüberbrückung | Nicht aktiv |
| Störung | Verzögerte Gangübernahme |
Anwendungsaufgabe: Warum ist ein sofortiger Austausch des Drehmomentwandlers nicht begründet?
Feedback: Die Abweichung betrifft die Gangübernahme. Deshalb gehören die beteiligten Schaltelemente, ihre Ansteuerung, die hydraulische Versorgung und die Erkennung der Gangzustände zu den möglichen Prüfbereichen. Eine eindeutige Ursache ist mit diesen Daten nicht nachgewiesen.
Werkstattfall C: Mechanisches CVT
Kundenbeanstandung: Hohe, relativ gleichbleibende Motordrehzahl beim Beschleunigen.
| Simulierter Diagnoseparameter | Beobachtung |
|---|---|
| Sollübersetzung | 1,72 |
| Istübersetzung | 1,70 |
| Übersetzungsverlauf | Kontinuierlich |
| Fehlerspeicher | Ohne Eintrag |
Transferaufgabe: Ist die Kundenwahrnehmung bereits ein Getriebefehler?
Feedback: Nein. Ein solches Drehzahlverhalten kann zum normalen CVT-Funktionsprinzip gehören. Die dargestellte Soll-Ist-Nähe liefert am gezeigten Messpunkt keinen eindeutigen Fehlernachweis. Bei fortbestehender Beanstandung sind weitere fachgerechte Daten und Herstellerinformationen erforderlich.
Lerneinheit 6: Systeme vergleichen und Entscheidungen begründen
Dauer: 8 Minuten
| Vergleichskriterium | Wandlerautomatik | Doppelkupplungsgetriebe | Mechanisches CVT |
|---|---|---|---|
| Kernprinzip | Planetensätze und Schaltelemente | Zwei automatisierte Teilgetriebe | Variabler mechanischer Übersetzungsbereich |
| Anfahrelement | Häufig Drehmomentwandler | Kupplung | Bauartabhängig |
| Gangwechsel | Wechsel der Schaltzustände | Kupplungswechsel und Gangvorwahl | Kontinuierliche Verstellung |
| Diagnosehinweis | Schaltzustand und Kraftschluss vergleichen | Kupplungszustände und Teilgetriebe vergleichen | Soll-Ist-Übersetzung vergleichen |
Merksatz: Vergleiche zuerst den Kraftfluss, dann die Steuerung und schließlich die Daten. Daraus entsteht eine nachvollziehbare Fehlerhypothese.
Interaktive Aufgaben
Quiz: Teste Dein Wissen
Welches Bauteil gehört zu einem einfachen Planetenradsatz? (Sonnenrad) (!Schwungrad) (!Nockenwelle) (!Einspritzventil)
Welches Bauteil dient bei einer typischen Wandlerautomatik als hydrodynamisches Anfahrelement? (Drehmomentwandler) (!Synchronring) (!Zahnriemen) (!Turbolader)
Welche Aufgabe haben Bremsen in einem Planetenautomaten? (Getriebeglieder festhalten) (!Kraftstoff einspritzen) (!Abgas kühlen) (!Reifendruck regeln)
Wie viele Kupplungen zur Verbindung der Teilgetriebe mit dem Antrieb kennzeichnen ein Doppelkupplungsgetriebe? (Zwei) (!Eine) (!Drei) (!Vier)
Was geschieht vor einem typischen Gangwechsel im Doppelkupplungsgetriebe? (Der nächste Gang wird vorgewählt) (!Das Differenzial wird gesperrt) (!Der Motor wird ausgeschaltet) (!Alle Zahnräder werden ausgekuppelt)
Was ermöglicht bei einem mechanischen Riemenvariator die stufenlose Übersetzungsänderung? (Veränderliche wirksame Laufradien) (!Feste Gangradpaare) (!Eine zusätzliche Zündkerze) (!Eine unveränderliche Riemenlage)
Welche Baugruppe übernimmt bei einem leistungsverzweigten Hybridantrieb die mechanische Leistungsverzweigung? (Planetengetriebe) (!Abgaskatalysator) (!Anlasserrelais) (!Luftfilter)
Welche Aussage über erhöhte Kupplungsschlupfwerte ist fachlich richtig? (Sie erfordern weitere Fehlereingrenzung) (!Sie beweisen immer Kupplungsverschleiß) (!Sie beweisen einen Motorschaden) (!Sie ersetzen die Herstellerdiagnose)
Welche Information ist bei einer Getriebediagnose besonders wichtig? (Abgleich von Sollwerten und Istwerten) (!Allein die Lackfarbe) (!Allein das Fahrzeugalter) (!Allein der Reifenhersteller)
Welche Aussage beschreibt die Grenzen dieses Lernkurses korrekt? (Er ermöglicht eine theoretische Fehlereingrenzung) (!Er erteilt eine Fahrfreigabe) (!Er ersetzt die Herstelleranweisungen) (!Er bestätigt eine sichere Reparatur)
Memory
Ordne Bauteile und Funktionen einander zu.
| Sonnenrad | Zentrales Zahnrad im Planetensatz |
| Hohlrad | Außenliegendes Zahnrad mit Innenverzahnung |
| Planetenträger | Träger der umlaufenden Planetenräder |
| Drehmomentwandler | Hydrodynamische Momentübertragung |
| Doppelkupplung | Wechsel zwischen zwei Kraftübertragungszweigen |
| Variator | Kontinuierliche Veränderung der Übersetzung |
| Mechatronik | Elektronisch gesteuerte Betätigung und Regelung |
| Wandlerüberbrückung | Verringerung des hydrodynamischen Schlupfs |
Drag and Drop
Ordne jedem Bauteil die richtige Funktion zu.
| Ordne die richtigen Begriffe zu. | Funktion |
|---|---|
| Sonnenrad | Zentrales Getrieberad |
| Kupplung | Drehmomentverbindung herstellen |
| Bremse | Getriebeglied festhalten |
| Variator | Übersetzung kontinuierlich verändern |
| Sensor | Betriebszustand erfassen |
Kreuzworträtsel
| Sonnenrad | Wie heißt das zentrale Zahnrad eines Planetenradsatzes? |
| Hohlrad | Welches Zahnrad besitzt bei einem einfachen Planetenradsatz eine Innenverzahnung? |
| Kupplung | Welches Bauteil kann zwei drehende Baugruppen zur Drehmomentübertragung verbinden? |
| Variator | Wie heißt die verstellbare Übersetzungseinheit eines mechanischen CVT? |
| Mechatronik | Welche Baugruppe kombiniert elektronische Steuerung mit der Getriebebetätigung? |
| Leitrad | Welches Bauteil lenkt im hydrodynamischen Drehmomentwandler die Ölströmung um? |
LearningApps
Lückentext
Offene Aufgaben
Bearbeite die Aufgaben in aufsteigender Schwierigkeit. Die Feedbackhinweise beschreiben, woran Du eine fachlich überzeugende Lösung erkennst.
Leicht – Basis
- Planetengetriebe: Erstelle eine beschriftete Skizze der wesentlichen Getriebeglieder. Feedback: Alle Bauteile müssen in ihrer räumlichen Zuordnung erkennbar sein.
- Drehmomentwandler: Erstelle drei Bildkarten zu Pumpenrad, Turbinenrad und Leitrad. Feedback: Entscheidend ist die jeweilige Funktion im Ölkreislauf.
- Doppelkupplungsgetriebe: Zeichne zwei getrennte Kraftübertragungszweige. Feedback: Jeder Zweig benötigt eine eigene Kupplung und einen nachvollziehbaren Weg zum gemeinsamen Abtrieb.
- Stufenloses Getriebe: Gestalte ein Schaubild für zwei unterschiedliche Variatorstellungen. Feedback: Die wirksamen Radien müssen zum dargestellten Übersetzungsverhältnis passen.
Standard – Anwendung
- Kraftfluss: Erstelle eine kurze Bildpräsentation, die einen Gangwechsel im Doppelkupplungsgetriebe erklärt. Feedback: Vorwahl und Kupplungsübergabe müssen zeitlich richtig angeordnet sein.
- Fehlerdiagnose: Werte Werkstattfall A aus und formuliere zwei mögliche Ursachenbereiche. Feedback: Messwert, Hypothese und fehlender Nachweis müssen getrennt werden.
- Automatikgetriebe: Entwickle einen Interviewleitfaden für eine qualifizierte Werkstattfachkraft zu typischen Kundenbeanstandungen. Feedback: Frage nach Symptomen, Diagnoseverfahren und Herstellerinformationen, nicht nach vorschnellen Reparaturen.
- Getriebetechnik: Erstelle ein Lernplakat zum Vergleich aller drei Getriebekonzepte. Feedback: Die Unterscheidung zwischen festen Gangstufen und kontinuierlicher Übersetzung muss zutreffen.
Schwer – Transfer
- Diagnosestrategie: Entwirf einen Entscheidungsbaum für die theoretische Eingrenzung von Anfahrruckeln. Feedback: Jeder Entscheidungsknoten benötigt ein passendes Datenkriterium und eine Alternativhypothese.
- Hybridantrieb: Erstelle eine Erklärung, warum ein leistungsverzweigtes e-CVT kein mechanisches Riemen-CVT sein muss. Feedback: Kraftfluss und konstruktiver Aufbau müssen klar unterschieden werden.
- Werkstattkommunikation: Verfasse einen fachlichen Bericht zu Werkstattfall B, der Beobachtung, Verdacht und offene Fragen enthält. Feedback: Eine nicht nachgewiesene Ursache darf nicht als sicherer Defekt dargestellt werden.
- Lernvideo: Produziere ein zweiminütiges Erklärvideo mit Papiermodellen oder Animationen zu einem Getriebeprinzip. Feedback: Jede Bewegung muss eine technisch passende Funktion zeigen; es sind keine Arbeiten am Fahrzeug erforderlich.


Lernkontrolle
- Systemvergleich: Begründe, weshalb ein Doppelkupplungsgetriebe beim Gangwechsel anders arbeitet als eine Wandlerautomatik.
- Fehlereingrenzung: Erkläre anhand von Werkstattfall A, weshalb ein auffälliger Schlupfwert allein keinen Kupplungsschaden beweist.
- Kraftübertragung: Vergleiche die Aufgaben einer Wandlerüberbrückungskupplung und einer Doppelkupplung.
- Diagnosedaten: Entwickle für Werkstattfall B zwei alternative Fehlerhypothesen und benenne passende zusätzliche Informationen zur fachlichen Unterscheidung.
- Getriebekonzepte: Begründe, warum gleichmäßige Motordrehzahl bei steigender Geschwindigkeit je nach Getriebekonzept unterschiedlich bewertet werden muss.
- Sicherheitsbewusstsein: Erkläre, weshalb eine theoretische Fehlereingrenzung weder eine Reparaturentscheidung noch eine Fahrfreigabe darstellt.
Bewertungskriterien: Fachlich richtiger Kraftfluss, logische Ursachenanalyse, Unterscheidung zwischen Daten und Vermutung, begründete Alternativen und Beachtung der Sicherheitsgrenzen.
Lernnachweis
Für einen erfolgreichen Lernnachweis solltest Du Folgendes vorlegen:
- Systemskizzen: Du kannst die wesentlichen Bauteile der drei Getriebeprinzipien darstellen.
- Funktionsvergleich: Du kannst die Unterschiede der Kraftübertragung erklären.
- Diagnoseauswertung: Du kannst mindestens zwei simulierte Datensätze auswerten.
- Fehlerhypothese: Du kannst Beobachtungen von möglichen Ursachen unterscheiden.
- Transfer: Du kannst den Unterschied zwischen mechanischem CVT und leistungsverzweigtem Hybrid-e-CVT erklären.
- Sicherheitskompetenz: Du erkennst die Grenzen des Kurses und die Notwendigkeit qualifizierter Facharbeiten und verbindlicher Herstellerinformationen.
Empfohlener Nachweis: Ein Lernportfolio mit drei Systemskizzen, einer Vergleichstabelle und einem kurzen Diagnosebericht.
Wichtig: Der Lernnachweis ist keine berufliche Befähigungsfeststellung oder Berechtigung zu sicherheitsrelevanten Arbeiten.
OERs zum Thema
Wikipedia: Grundlagen der Fahrzeuggetriebe
Weiterführende offene Informationsquellen:
- Umlaufrädergetriebe und Planetenradsätze
- Doppelkupplungsgetriebe
- Stufenloses Getriebe
- Wikimedia Commons: Stufenlose Getriebe
Die Wikimedia-Texte und -Abbildungen stehen jeweils unter den auf den Ursprungsseiten angegebenen Lizenzen. Herstellerinformationen sind fachliche Quellen, jedoch nicht automatisch offene Bildungsressourcen.
Geprüfte technische Fachquellen
- ZF Aftermarket: Drehmomentwandler – Aufbau und Funktion.
- ZF Aftermarket: Mechatronik im Automatikgetriebe – Steuerung und Schaltelemente.
- ADAC: Doppelkupplungsgetriebe – Funktionsprinzip und Varianten.
- Bosch: Schubgliederband in einem CVT-Getriebe – Variatorprinzip.
- Toyota: E-CVT Hybrid Transaxle – Elektrische Maschinen und Leistungsverzweigung.
Quellenhinweis: Die Grundlagen sind durch Fachinformationen und technische Darstellungen gestützt. Die Werkstattfälle und Diagnosewerte wurden ausschließlich für diesen Lernkurs konstruiert. Sie sind keine fahrzeug- oder herstellerspezifischen Diagnosevorgaben.
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