In einem Auto mit Schaltgetriebe erreicht die Motorkraft bei jedem Gangwechsel für den kurzen Moment, in dem der Fuß auf der Kupplung steht, die Räder nicht — das Auto macht eine winzige "Pause". Ein Doppelkupplungsgetriebe, weithin unter dem Volkswagen-Markennamen DSG bekannt, ist darauf ausgelegt, diese Pause fast vollständig zu beseitigen. Die Grundidee ist überraschend einfach: Statt eines Getriebes verwendet man zwei halbe Getriebe in einem Gehäuse, jedes von einer eigenen Kupplung betätigt.
Zwei Getriebe, ein Gehäuse
Im Inneren eines DSG liegen zwei ineinander verschachtelte Eingangswellen. Die hohle äußere Welle ist mit der einen Kupplung verbunden, die massive innere Welle mit der anderen. Die Gänge sind auf diese Wellen verteilt: Üblicherweise sitzen der 1., 3. und 5. Gang (sowie der Rückwärtsgang) auf einer Welle, der 2., 4. und 6. Gang auf der anderen. Zu jedem Zeitpunkt ist nur eine Kupplung geschlossen und leitet die Motorkraft über ihre Ganggruppe an die Räder; die andere Kupplung ist offen.
Der Kniff besteht darin, dass das ruhende halbe Getriebe nicht wirklich ruht. Während das Auto im 3. Gang fährt, sagt das Steuergerät voraus, dass der Fahrer höchstwahrscheinlich in den 4. Gang hochschalten wird, und legt den 4. Gang bereits ein — weil die Kupplung dieser Welle offen ist, hat das keine Wirkung. Wird hochgeschaltet, öffnet die eine Kupplung, während die andere schließt. Der Übergang wird in Millisekunden gemessen, und weil beide Kupplungen kurz gemeinsam schleifen, wird das Drehmoment an den Rädern nie unterbrochen.
Nasse und trockene Kupplungen
DSG-Getriebe unterscheiden sich nach Kupplungstyp. Bei Nasskupplungssystemen laufen die Lamellen in einem Ölbad; das Öl kühlt sie und verringert den Verschleiß, weshalb sie bei drehmomentstarken Motoren bevorzugt werden. Trockenkupplungssysteme kommen ohne Öl aus, haben geringere Reibungsverluste und tragen so ein wenig zum Kraftstoffsparen bei; da sie ihre Wärme schlechter abgeben, werden sie meist mit drehmomentschwächeren Motoren kombiniert. Die erste Sechsgang-Einheit des Volkswagen-Konzerns (DQ250) hatte eine Nasskupplung; das spätere Siebengang-DQ200 nutzte eine Trockenkupplung.
Ursprung der Idee: die 1930er Jahre
Die Doppelkupplungsidee ist nicht neu. Der französische Ingenieur Adolphe Kégresse ließ das Prinzip Mitte der 1930er Jahre patentieren und baute 1939 einen Prototyp in einen Citroën Traction Avant ein, doch ihm ging das Geld aus, bevor es fertig wurde. 1949 patentierte Borg-Warner eine ähnliche Konstruktion, die es "Getriebe mit doppelter Vorgelegewelle" nannte, doch dieses Patent lief 1969 aus, ohne je in Serie zu gehen. Das in Großbritannien Ende der 1950er Jahre entwickelte Easidrive war eines der ersten Serienbeispiele und kam 1961 im Hillman Minx zum Einsatz — erwies sich aber als unzuverlässig. Das Problem lag nicht in der Mechanik, sondern daran, dass es noch keine Elektronik gab, die schnell und präzise genug war, um zwei Kupplungen zu steuern.
Reifung auf der Rennstrecke
Nutzbar wurde die Technik durch den Motorsport. Anfang der 1980er Jahre entwickelte Porsche ein System namens "Doppelkupplungsgetriebe" (kurz PDK); das PDK wurde 1986 erstmals im Porsche 962 im Rennen eingesetzt und erlaubte den Fahrern, ohne die Hände vom Lenkrad zu nehmen zu schalten. Etwa zur gleichen Zeit testete Ferdinand Piëch, damals bei Audi, das System und passte es für den Rallyewagen Audi Sport quattro S1 an. Als die elektronische Steuerung über rund vierzig Jahre billig und zuverlässig genug geworden war, folgte die Serienfertigung.
2003: Auf die Straße
Volkswagen brachte gemeinsam mit Borg-Warner sein Sechsgang-DSG 2003 im Golf R32 und kurz darauf im Audi TT auf den Markt — das erste in einem Pkw in Serie gefertigte Doppelkupplungsgetriebe. Der 250 PS starke Golf R32 mit DSG erreichte 100 km/h etwas schneller als die Handschalter-Version und verbrauchte dabei weniger Kraftstoff. Dieser doppelte Vorteil — schneller als ein Schaltgetriebe und effizienter als eine Automatik — verbreitete die Technik rasch; heute bieten die meisten Hersteller von Alfa Romeo bis Volvo eine Doppelkupplungsoption an.
Der Unterschied zur Wandlerautomatik
Klassische Automatikgetriebe verwenden statt einer mechanischen Verbindung zwischen Motor und Getriebe einen sogenannten Drehmomentwandler, der die Kraft über eine Flüssigkeit (Hydrauliköl) überträgt. Das ist sehr sanft und sorgt von Natur aus für das "Kriechen" bei niedriger Geschwindigkeit, doch die Flüssigkeitsübertragung bedeutet einen gewissen Verlust. Da ein DSG eine direkte mechanische Kupplung nutzt, hat es diesen Verlust nicht und schaltet knackiger. Dafür kann sich ein DSG bei sehr niedrigen Geschwindigkeiten (Parkmanöver, Anfahren am Steilhang) weniger geschmeidig verhalten und ist komplexer und damit teurer in der Reparatur. In den letzten Jahren sind einige Hersteller (darunter BMW und Aston Martin) im Namen des Komforts zu Wandlerautomatiken zurückgekehrt; bei Porsche hingegen wählt die große Mehrheit der 911-Käufer weiterhin das PDK.