Die Erfindung betrifft einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit einem
in einem Gehäuse aufgenommenen, von einer Antriebseinheit angetriebenen
Pumpenrad, einem Turbinenrad, gegebenenfalls einem Leitrad, einer mittels
zumindest eines einen Reibeingriff im Kraftweg zwischen einem Antriebsteil
und einem Ausgangsteil des Drehmomentwandlers bildenden
Reibeingriffsmittels mit oder ohne Schlupf betreibbaren
Wandlerüberbrückungskupplung und gegebenenfalls mit zumindest einem
zumindest einstufigen, im Kraftfluss zwischen einem Antriebsteil wie Turbine
und/oder Ausgangsteil der Wandlerüberbrückungskupplung und einem
abtriebsseitigen Teil des Drehmomentwandlers angeordneten
Torsionsschwingungsdämpfer, wobei beidseits des Reibeingriffsmittels bei
geschlossener oder schlupfender Wandlerüberbrückungskupplung jeweils eine
mit einem Druckmedium zum Betreiben des Drehmomentwandlers befüllbare
erste und zweite Kammer gebildet wird.
Ein dieser Gattung zugehöriger Drehmomentwandler ist beispielsweise in der
DE 36 14 158 gezeigt, bei dem die Wandlerüberbrückungskupplung einen
Reibeingriff zwischen dem angetriebenen Gehäuse und einem axial
verlagerbaren, drehfest auf einer Nabe als Ausgangsteil - hier unter
Zwischenschaltung eines Torsionsschwingungsdämpfers aufgenommen ist. In
diesem sogenannten zweikanaligen Drehmomentwandler trennt der Kolben in
eingerücktem Zustand der Wandlerüberbrückungskupplung zwei Kammern über
den Reibbelag ab, so dass je nach herrschenden Druckverhältnissen in den
beiden Kammern die Wandlerüberbrückungskupplung ein- und ausgerückt
werden kann. Die Bildung des Reibeingriffs bis zum völligen Schließen der
Kupplung bedingt einen Schlupf beider Reibungspartner gegeneinander,
wodurch Reibungswärme entsteht, die durch das Druckmedium nur
unzureichend abgeführt werden kann. Hierdurch entstehen Überhitzungen im
Bereich des Reibeingriffs, insbesondere am Reibbelag, wodurch dieser und vor
allem das mit ihm in Verbindung kommende Druckmedium nachhaltig
geschädigt oder gar zerstört werden kann.
Weiterhin kann es aus Komfortgründen wünschenswert sein, die
Wandlerüberbrückungskupplung sanft, das heißt mit erhöhtem Schlupf
einzurücken. Dies bedingt eine zusätzliche Entstehung von Wärme und einen
effektiven Abtransport dieser.
Aufgabe der Erfindung ist daher einen Mechanismus zum Abtransport der durch
Schlupfvorgänge entstehenden Wärme vorzuschlagen. Eine Überhitzung der
Reibpartner, insbesondere des Reibbelags und des Druckmediums, soll wirksam
vorgebeugt werden. Die Bauform des zweikanaligen Wandlers soll dabei nach
Möglichkeit erhalten bleiben. Die Integration einer Lösung in bestehende
Bauformen soll in kostengünstiger Weise möglich sein. Die Schnittstellen zu
einer Druckversorgungseinrichtung, zum Getriebe und die
Druckmediumsleitungen sollen nach Möglichkeit unverändert erhalten bleiben.
Der Drehmomentwandler soll dennoch ökonomisch betrieben werden, das heißt
insbesondere bei eingerückter, ohne Schlupf betriebenen
Wandlerüberbrückungskupplung sollen die Druckmediumsflüsse über die
Reibeingriffsflächen minimiert oder idealerweise unterbunden werden.
Die Aufgabe wird durch einen hydrodynamischen Drehmomentwandler gelöst,
der ein in einem Gehäuse aufgenommenen, von einer Antriebseinheit angetrie
benen Pumpenrad, einem Turbinenrad, gegebenenfalls einem Leitrad besteht
und eine mittels zumindest eines einen Reibeingriff im Kraftweg zwischen einem
Antriebsteil und einem Ausgangsteil des Drehmomentwandlers bildenden Reib
eingriffsmittels mit oder ohne Schlupf betreibbaren Wandlerüberbrückungs
kupplung sowie gegebenenfalls zumindest einen zumindest einstufigen, im
Kraftfluss zwischen einem Antriebsteil wie beispielsweise einer Turbine und/oder
einem Ausgangsteil der Wandlerüberbrückungskupplung und einem abtriebssei
tigen Teil des Drehmomentwandlers angeordneten Torsionsschwingungsdämp
fer aufweist, wobei beidseits des Reibeingriffsmittels bei geschlossener oder
schlupfender Wandlerüberbrückungskupplung jeweils eine mit einem Druckme
dium zum Betreiben des Drehmomentwandlers beziehungsweise zum Betätigen
der Wandlerüberbrückungskupplung befüllbare erste und zweite Kammer gebil
det wird und beide Kammern mittels zumindest eines in dem Reibeingriffsmittel
vorgesehenen Kanals verbindbar sind.
Dabei kann das Gehäuse des Drehmomentwandlers von der Antriebseinheit,
beispielsweise von einer Brennkraftmaschine, einer Gasturbine, einem Elektro
motor, und das Gehäuse drehfest mit dem Pumpenrad verbunden sein, so dass
das Pumpenrad über das Gehäuse von der Antriebseinheit angetrieben wird. Die
Wandlerüberbrückungskupplung stellt eine Verbindung zwischen einem an
triebsseitigen Bauteil wie beispielsweise dem Gehäuse oder einem mit dem
Gehäuse drehfest verbundenen Bauteil und einem ausgangsseitigen Bauteil wie
beispielsweise der Getriebeeingangswelle, einer darauf drehfest angeordneten
Turbinennabe oder einem auf der Getriebeeingangswelle oder auf der Nabe
drehfest angeordneten Teil, zur Überbrückung der hydraulischen Strecke über
das Pumpenrad zum Turbinenrad, das mit einem Ausgangsteil des Drehmo
mentwandlers drehfest verbunden ist, dar.
Die Erfindung kann weiterhin in der Weise dargestellt werden, dass ein von einer
Druckversorgungseinrichtung, beispielsweise einer Pumpe, die von der An
triebseinheit oder von einem Elektromotor angetrieben werden kann, bereitge
stellter Druckmediumsfluss über einen hydraulischen Pfad von einer Kammer in
die andere an Reibeingriffsbereich vorbeigeführt ist, wobei ein axial in Abhängig
keit von den durch die Druckversorgungseinrichtung eingestellten Druck in den
beiden Kammern und dem daraus resultierenden Differenzdruck verstellbares
Teil der Wandlerüberbrückungskupplung, beispielsweise ein axial verlagerbarer
Kolben den Reibeingriff der Reibpartner herstellt und in den hydraulischen Pfad
im Bereich der Reibpartner eine Strombegrenzungseinrichtung geschaltet ist, die
steuerbar ist. Besonders vorteilhaft ist eine Selbststeuerung dieser, beispielswei
se in Abhängigkeit vom Schlupf beziehungsweise von der Differenzdrehzahl,
wobei die Steuerung unmittelbar durch entsprechend angeordnete und/oder
ausgebildete Steuerbauteile oder mittelbar über sich durch den Schlupf einstel
lende Parameter, beispielsweise durch die bei Schlupf erniedrigte Viskosität
infolge einer Erwärmung dieses durch Reibungswärme, nachfolgend in vorteil
haften - nicht zwangsweise erschöpfend aufgezählten - Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
Bei vorteilhaften Ausgestaltungsbeispielen kann die Wandlerüberbrückungs
kupplung einen Reibeingriff zwischen dem antriebsseitigen Bauteil und einem
abtriebsseitigen Bauteil, beispielsweise einem drehfest und axial verlagerbar auf
einem Abtriebsteil aufgenommenen Kolben, ausbilden. Der Reibeingriff des
Reibeingriffsmittels kann dabei von zwei Reibpartnern gebildet werden, wobei
ein Reibpartner zumindest ein Reibbelag und der andere zumindest eine dieser
zugeordnete Gegenreibfläche sein kann. Im Bereich des Reibeingriffs trennt die
eingerückte oder schlupfende Wandlerüberbrückungskupplung das Wandlervo
lumen in zwei Kammern, die mit unterschiedlichem Druckmediumsdruck betrie
ben werden können, wodurch der Kolben wie Steuerkolben, der die eine von der
anderen Kammer räumlich im wesentlichen trennen kann, durch den Druckun
terschied axial so beaufschlagt werden kann, dass ein auf ihm angebrachter
oder durch ihn angesteuerter Reibpartner in Eingriff mit dem anderen Reibpart
ner gebracht wird.
Die Ausgestaltung des Reibeingriffs kann beispielsweise mit einem Reibein
griffsmittel erfolgen, das aus einem Reibbelag und einer mit diesem in Reibein
griff bringbaren Gegenreibfläche besteht, wobei der Reibbelag an der an
triebsseitigen Wirkkomponente der Kupplung, beispielsweise auf dem Gehäuse
direkt oder auf einem mit diesem fest verbundenen Flanschteil und die Gegen
reibfläche auf dem Kolben oder auf einem mit diesem direkt oder zumindest
drehfest mit einem Ausgangsteil des Wandlers verbunden ist, wobei die Gegen
reibfläche auf dem korrespondierenden Bauteil - Ausgangs- oder Eingangsteil
des Wandlers - angeordnet ist. Weiterhin kann das Reibeingriffsmittel aus ei
nem Lamellenpaket aus aufeinander sich abwechselnden Reibbelägen und
Scheiben mit Gegenreibflächen gebildet sein, die einerseits die mit dem Ein
gangsteil drehfest und andererseits mit dem Ausgangsteil drehfest verbunden
sind, wobei sie axial unter Begrenzung durch Anschläge mittels des Kolben
beaufschlagbar sind, beispielsweise können die Gegenreibflächen drehfest mit
dem Gehäuse und die Reibbeläge drehfest über ein Verbindungsmittel mit der
auf der Getriebeeingangswelle drehfest angeordneten Nabe verbunden sein.
Eine weitere vorteilhafte Anordnung kann eine Reiblamelle vorsehen, die dreh
fest mit dem Ausgangsteil, beispielsweise der Nabe des Drehmomentwandlers
verbunden ist und von einem Kolben axial so beaufschlagt wird, dass beide
Seiten der Reiblamelle - eine mit dem Gehäuse und die andere mit Kolben - in
Reibeingriff gebracht wird, wobei die Reibfläche und dadurch das übertragbare
Drehmoment deutlich erhöht werden kann. Die Reibbeläge können dabei beid
seitig auf der Reiblamelle oder auf dem Gehäuse und/oder dem Kolben ange
ordnet sein. Es versteht sich, dass hierzu der Kolben vorteilhafterweise drehfest
mit dem Gehäuse verbunden sein kann. Hierzu wird eine Anordnung eines
Wandlers vorgeschlagen, die für sich unabhängig von mit Nuten versehenen
Reibeingriffsmitteln vorteilhaft sein kann und erfinderisch ist, die einen axial
verlagerbar und drehfest mit dem Gehäuse verbundenen Kolben vorsieht, der
verdrehbar auf einem Ausgangsteil des Wandlers, beispielsweise einer Nabe,
angeordnet und abgedichtet ist und radial außen mittels axial elastischer Ener
giespeicher, beispielsweise mittels über den Umfang verteilter, an einem Ende
mit dem Kolben und am anderen Ende mit dem Gehäuse verbundener Blattfe
dern am Gehäuse befestigt und zentriert ist. Besonders vorteilhaft kann dabei
die Befestigung der Blattfedern zumindest an einem Bauteil mittels einer Ver
nietung sein, wobei die mittels aus dem Gehäuse und/oder aus dem Kolben
ausgestellter Nietwarzen erfolgt. Die Reiblamelle kann sich dabei bis unmittelbar
radial von innen an die Vernietung unter Wahrung eines Spalt ausdehnen, wo
durch eine komplizierte Vernietung im radialen Ausdehnungsbereich der
Reiblamelle entfällt.
Vorteilhaft kann weiterhin sein, im Kraftfluss zwischen dem Antriebsteil und dem
Abtriebsteil einen Torsionsschwingungsdämpfer vorzusehen. Dieser kann zur
Dämpfung von Torsionsschwingungen beispielsweise dann wirksam sein, wenn
über die Wandlerüberbrückungskupplung und/oder die Turbine Kraft übertragen
wird. Hieraus leiten sich verschiedene vorteilhafte Anordnungsprinzipien ab. Es
können für den Kraftpfad Antriebseinheit/Wandlerüberbrückungs
kupplung/Ausgangsteil und Antriebseinheit/Pumpenrad/Turbinenrad/Ausgangs
teil verschiedene Torsionsschwingungsdämpfer verwendet werden oder es kann
ein Torsionsschwingungsdämpfer verwendet werden, dessen Eingangsteil mit
der Turbine und mit dem Ausgangsteil der Wandlerüberbrückungskupplung,
beispielsweise dem Kolben verbunden ist. Auch kann es vorteilhaft sein nur
einen Torsionsschwingungsdämpfer, entweder einer Wandlerüberbrückungs
kupplungsdämpfer oder einen Turbinendämpfer vorzusehen. Der zumindest eine
Torsionsschwingungsdämpfer kann in an sich bekannter Weise ausgestaltet sein
und ein aus gegeneinander entgegen der Wirkung von Energiespeichern wie
beispielsweise Schraubenfedern und/oder Gummielementen oder dergleichen
verdrehbaren Scheibenteilen als Ein- und Ausgangsteil gebildet sein, wobei eine
oder mehrere Dämpferstufen seriell oder parallel zusammengeschaltet sein
können und entsprechend vorteilhaft ausgestaltete Reibungseinrichtungen hier
zu am Torsionsschwingungsdämpfer angeordnet sein können. Vorteilhaft kann
beispielsweise die Integration eines Eingangsteils des Torsionsschwingungs
dämpfers in die Wandlerüberbrückungskupplung sein, beispielsweise kann ein
scheibenförmiges Eingangsteil von der Wandlerüberbrückungskupplung, bei
spielsweise dem Kolben gebildet oder mit ihm fest verbunden sein. So kann
beispielsweise die Reiblamelle das Eingangsteil eines Torsionsschwingungs
dämpfer bilden, wobei der Torsionsschwingungsdämpfer radial innerhalb der
den Reibeingriff der Wandlerüberbrückungskupplung ausbildenden Reiblamelle
sein.
Erfindungsgemäß weist zumindest ein Reibpartner eingearbeitete Nuten zur
Herstellung des zumindest einen Kanals als Verbindung der beiden Kammern
auf. Durch den Druckunterschied der beiden Kammern kommt es zu einer
Durchströmung der Nuten und damit zu einer Kühlung der Reibeingriffsfläche,
insbesondere des gegen Hitze empfindlichen Reibbelags. Durch die Erhöhung
des Druckmediumsflusses wird dieses lokal weniger erhitzt und daher weniger
zersetzt. Art und Anzahl der Nuten können vielfältig variiert werden. Es versteht
sich, dass die Nuten in der Gegenreibfläche oder im Reibbelag eingebracht sein
können oder Gegenreibfläche und Reibbelag mit Nuten versehen sein können,
die sich insbesondere bei einer Relativverdrehung von Antriebs- und Abtriebsteil
in ihren Profilen bezüglich ihrer Wirkungsweise, beispielsweise durch eine Ver
größerung des Querschnitts ergänzen können.
Besonders vorteilhaft kann es sein, den zumindest einen Kanal beziehungsweise
die Nuten mit dem Druckmedium so zu durchströmen, dass während des Rei
beingriffs der Druckmediumsstrom in Abhängigkeit vom Schlupf eingestellt wer
den kann, vorzugsweise durch eine Steigerung des Flusses mit zunehmendem
Schlupf. Vorteilhaft kann auch sein, den Fluss erst dann zu ermöglichen, wenn
eine Relativverdrehung zwischen Antriebs- und Abtriebsteil, das heißt wenn
Schlupf entsteht, was bedeutet, dass der Druckmediumsfluss erst dann entsteht,
wenn beispielsweise durch Schlupf eine erhöhte Reibungsenergie in die Reib
partner eingetragen wird, also nur dann wenn eine Kühlung der Reibpartner
notwendig ist. Im Falle der eingerückten Wandlerüberbrückungskupplung ist
dann der Druckmediumsfluss beziehungsweise Druckmediumsstrom vernach
lässigbar und die Pumpleistung zur Erzeugung des Druckmittelstroms kann
entfallen, wodurch eine wirtschaftlichere Betriebsweise des Drehmomentwand
lers resultiert, die sich beispielsweise bei einem Einsatz in einem Kraftfahrzeug
durch einen verringerten Treibstoffverbrauch positiv bemerkbar macht. Durch
diese vorteilhafte Anordnung kann außerdem die Wandlerüberbrückungskupp
lung zur Erhöhung des Komforts in schlupfender Weise ohne zu erwartende
Dauerschäden betrieben werden. Vorteilhaft kann dabei sein, den Strom abhän
gig von einer Differenzdrehzahl zwischen Antriebseinheit und Ausgangsteil zu
gestalten, wobei Detektions- und/oder Steuermittel der Differenzdrehzahl
und/oder des Differenzdrucks in vorteilhafter Weise innerhalb des Wandler ohne
zusätzliche von außen einwirkende Hilfsmittel, beispielsweise selbststeuernd die
Einstellung einer schlupfabhängigen Betriebsweise der Kühlung der Reibpartner
wie unten detailliert beschrieben bewirken können.
Der Differenzdruck steigt bei geschlossener oder schlupfender Wandlerüber
brückungskupplung mit zunehmendem von der Wandlerüberbrückungskupplung
zu übertragendem Moment, so dass es vorteilhaft sein kann, den Druckmedi
umsstrom nicht proportional zu diesem variabel einstellbaren Differenzdruck
zwischen den beiden Kammern auszugestalten sondern beispielsweise bei
geschlossener Wandlerüberbrückungskupplung den Druckmediumsstrom unab
hängig von der Differenzdrehzahl zu drosseln oder abzuriegeln.
Ein vorteilhaftes Ausgestaltungsbeispiel kann die Auswahl der von Breite und
Tiefe abhängigen Nutenquerschnitte, Nutenlänge und Anzahl in der Weise sein,
dass der Fluss von Druckmedium durch diese von der Viskosität des Druckme
diums abhängig ist, so dass bei einem aufgeheizten Reibeingriff infolge einer
Relativverdrehung der beiden Reibpartner dieses erwärmt und infolge der ab
nehmenden Viskosität schneller durch die Nuten fließt und dabei über seine
Wärmekapazität den Reibpartnern Wärme entzieht und diese kühlt. Hierdurch
erfolgt eine direkte Steuerung des Druckmittelstroms durch die entstehende
Wärme an den Reibpartnern. Bei geschlossener Wandlerüberbrückungskupp
lung sinkt die Wärmeentwicklung und der Fluss des Druckmediums nimmt durch
eine Viskositätserhöhung ab. Auf diese Weise können die entsprechend ausge
stalteten Nuten als einstellbare Barriere für das Fluid wie Druckmedium dienen,
weitere Beispiele sind unten angeführt.
Nach einem erfinderischen Gedanken kann im Bereich des Reibeingriffs zumin
dest eine Kühlfläche zur Kühlung der bei Schlupf erwärmten Reibpartner vorge
sehen sein, wobei die Kühlfläche mit einem Wärmereservoir kleinerer Tempera
tur wärmeleitend in Verbindung stehen kann und/oder die Kühlfläche einer er
höhte Oberfläche zur Abkühlung durch das Druckmedium aufweisen kann. Ein
Ausführungsbeispiel sieht beispielsweise eine Kühlfläche am Gehäuse, Kolben
oder einem mit dem einen oder anderen Teil verbundenen Bauteil vor.
Ein weiterer erfinderischer Gedanke sieht vor, in diese Kühlfläche Nuten einzu
arbeiten, die in Art, Anzahl und/oder Ausgestaltung für sich oder in Verbindung
mit einer viskositätsabhängigen Durchflusssteuerung des Druckmediums einge
setzt werden können. Die Fläche oder Kühlfläche - vorzugsweise aus Metall wie
Stahl, Grau, Aludruckguss, Metalllegierungen und dergleichen -, in der die Nuten
eingebracht werden, kann eine am Gehäuse, an einem mit diesem zumindest
drehfest verbundenen Bauteil, eine am Kolben und/oder eine an mit dem Kolben
zumindest drehfest verbundenen Fläche sein, wobei mehrere Flächen zur Bil
dung eines Reibeingriffs mit mehreren Reibbelägen ebenfalls in den erfinderi
schen Gedanken einbezogen sind. Die Nuten können mittels Präge- oder Press
verfahren direkt in die Gegenreibfläche eingeprägt, von der Seite der Gegenreib
fläche oder von der der Gegenreibfläche abgewandten Seite des die Gegenreib
fläche tragenden Bauteils durchgestellt sein, wobei mindestens eine Prägekante
im Bereich der Gegenreibfläche abgerundet sein kann. Die Nuten werden dabei
von einem inneren Radius des als Reibpartner vorgesehenen, vorzugsweise
ringförmigen Reibbelags zu einem äußeren Radius eingebracht, wobei es vor
teilhaft sein kann, die eine Vielzahl von Nuten über den Umfang verteilt und
geradlinig radial nach außen anzuordnen. Eine Erstreckung der Nuten in radiale
Richtung über den Reibbelag beziehungsweise die gemeinsame Reibeingriffs
fläche hinaus kann ebenfalls vorteilhaft sein. Die Anzahl der Nuten kann zwi
schen 8 und 400, vorzugsweise zwischen 100 und 300 Nuten, eine Länge zwi
schen 10 und 50, vorzugsweise zwischen 10 und 30 mm betragen. Zur Optimie
rung der Nutengeometrie beziehungsweise der Geometrie der Gegenreibfläche
zur Erzielung einer möglichst hohen Kontaktfläche zum Reibbelag und einer bei
minimal gehaltenem Druckmediumsfluss sowie einer möglichst hohen Kontakt
fläche zum Druckmedium, beispielsweise ATF, kann die Weite der Nuten zwi
schen 0,2 und 20 mm, vorzugsweise zwischen 0,5 und 1 mm und die Nuttiefe
kleiner 0,3 mm, vorzugsweise kleiner 0,15 mm betragen. Ein Flächenverhältnis
zwischen eingeprägten Nuten und aktiver Reibfläche im Bereich des Reibein
griffs kann vorteilhafterweise zwischen 2 : 1 und 1 : 20, vorzugsweise 1 : 1 und 1 : 10,
was gegenüber einer planen Gegenreibfläche eine angenäherte aktive Gegen
reibfläche zwischen 33% und 95%, vorzugsweise zwischen 50% und 91%
bedeutet.
Ein Ausführungsbeispiel mit entsprechend vorgesehenen Nuten kann als
Drehmomentwandler ausgebildet sein, bei dem die Nuten beidseitig in der zwi
schen dem Kolben und dem Gehäuse angeordneten Reiblamelle vorgesehen
sind, wobei das Gehäuse und der Kolben jeweils zumindest einen Reibbelag,
der mit der Reiblamelle in Reibeingriff bringbar ist, aufweisen können. Dabei
können die Nuten der beiden Seiten der Reiblamelle sich über den Umfang
verlaufend abwechseln, das heißt es kann eine Reiblamelle so ausgestaltet,
beispielsweise geprägt sein, beziehungsweise können die Nuten der Reiblamelle
so durchgestellt sein, dass auf einer Seite der Reiblamelle das ein Tal einer Nut
bildende Material auf der anderen Seite eine aktive Reibfläche bildet und umge
kehrt. Hierbei können die Nuten im wesentlichen radial ausgerichtet sein. Diese
entsprechend ausgestaltete Reiblamelle kann direkt ein Eingangsteil eines Tor
sionsschwingungsdämpfers bilden oder mit dem Eingangsteil des Torsions
schwingungsdämpfers verbunden, beispielsweise vernietet, verschweißt oder
verschraubt sein.
Die so vorgesehenen Nuten können nach einem weiteren erfinderischen Gedan
ken durch eine porös ausgebildete Gegenreibfläche ersetzt werden, die den
Druckmediumsstrom bei eingerückter oder schlupfender Wandlerüberbrüc
kungskupplung in ähnlicher Weise begrenzen kann, beispielsweise in von der
Viskosität des Druckmediums abhängiger Arbeitsweise. Eine derartige poröse
Gegenreibfläche kann aus einem beliebigen porösen, mechanisch und gegen
das Druckmedium stabilen Material gebildet sein. Als vorteilhaft haben sich Sin
termaterialien wie Metall, Kunststoff, Keramik, Glas und deren Gemische erwie
sen, wobei Gegenreibflächen aus Sintermetall unter anderem infolge der hohen
Hitzebeständigkeit, geringer Stückkosten, hoher Abriebfestigkeit, hoher mecha
nischer Stabilität, sehr guter Verarbeitbarkeit mit anderen im Wandler verwen
deten Materialien sowie guter Resistenz gegenüber dem Druckmedium beson
ders vorteilhaft sein kann. Die porösen Reibflächen können aus vorzugsweise
ringförmig gestalteten Scheibenteilen gebildet sein, die an ein Bauteil zur Bildung
eines Reibeingriffs mit dem Reibbelag angebracht werden können, wobei dieses
Bauteil eine gute Wärmeleitfähigkeit und/oder eine große Wärmekapazität zur
Abführung der in das poröse Bauteil eingeführten Wärme zu erreichen, wobei
ein guter Anlagekontakt des porösen Teils am Trägerteil von Vorteil sein kann.
Das poröse Scheibenteil wird wie andere Gegenreibflächen vorteilhafterweise
am Gehäuse, am Kolben und/oder an einem mit diesen verbundenen Bauteil
angebracht. Die Befestigung erfolgt durch einen Formschluss, beispielsweise
durch Verstemmen, Verschrauben, eine Vernietung, die beispielsweise mittels
aus dem Trägermaterial geformten Nietwarzen, auf die das poröse Scheibenteil
aufgesteckt und anschließend vernietet wird, erfolgen kann oder mittels einer
Verklebung. Es versteht sich, dass derartige poröse Gegenreibflächen auch an
Lamellenkupplungen und Reiblamellen vorteilhaft sein kann. Eine alternative
Möglichkeit, den Reibkontakt auszugestalten, kann in besonderen Fällen darin
bestehen, dass auf dem porösen Scheibenteil einseitig oder zweiseitig jeweils
zumindest ein Reibbelag aufgebracht, beispielsweise verklebt oder versintert
wird, und diese Reibbeläge in herkömmlicher Weise einen Reibkontakt mit einer
Gegenreibfläche in an sich bekannter Weise ausbilden.
Ein weiteres vorteilhaftes Ausgestaltungsbeispiel sieht einen Drehmoment
wandler mit einem Reibeingriffsmittel aus mindestens zwei Reibpartnern mit
jeweils einer Reibfläche vor, wobei der erste Reibpartner - beispielsweise der
Reibbelag - zur Bildung des zumindest einen Kanals beziehungsweise zur Bil
dung über den Umfang verteilter Nuten, wobei diese sich nur begrenzt von ei
nem Reibflächenumfang und der ersten Kammer her in die Reibfläche hinein
erstrecken und in der Reibfläche ein Ende bilden. Der dazu komplementäre
Reibpartner - beispielsweise die Gegenreibfläche - weist auf radialer Höhe
dieser Nutenden über den Umfang verteilte Öffnungen zu der zweiten Kammer
auf. Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel sieht einen Drehmoment
wandler vor, bei dem der erste Reibpartner ein an dem Gehäuse befestigter
Reibbelag ist, der einen Reibeingriff mit der Gegenreibfläche des Kolbens aus
bildet, wobei radial von innen her mit der ersten Kammer zwischen Kolben und
Gehäuse eine Verbindung bildende Nuten über die im Kolben vorgesehenen
Öffnungen eine Verbindung mit der zweiten Kammer bilden, insoweit sich die
Enden der Öffnungen überlappen. Die Öffnungen können dabei auch im Reib
belag und die Nuten in der Gegenreibfläche vorgesehen sein, der Reibbelag
kann auf der Antriebsseite, beispielsweise dem Gehäuse oder auf der Ab
triebsseite, beispielsweise dem Kolben, der Wandlerüberbrückungskupplung mit
einer dazu korrespondierenden Gegenreibfläche angeordnet sein. Die Nuten
können von radial innen oder radial außen in das Innere der Reibeingriffsfläche -
Reibbelag oder Gegenreibfläche - geführt sein. Derartige Anordnungen bilden
vorteilhafterweise eine mit zunehmendem Schlupf abnehmende Barriere für das
Druckmedium. Ohne Relativverdrehung sind die Öffnungen, die jeweils eine
Verbindung zu einer Kammer bilden, gegenüber den die andere Kammer ver
bindenden Nuten ohne Relativverdrehung fixiert und bei entsprechender Anord
nung und Anzahl von über den Umfang verteilten Nuten und Öffnungen kommt
nur eine begrenzte Anzahl von Nuten und Öffnungen aufeinander zu liegen, so
dass nur ein sehr kleiner, idealerweise gar kein Druckmediumsstrom von der
einen Kammer zur anderen zustande kommt. Die Ausformung und Anordnung
der Nuten ist zur Einstellung der Steuerung der Überlappung, zur Minimierung
der Überlappung von Öffnungen und Nuten und zur Erzielung eines hohen Küh
leffekts am Reibkontakt - insbesondere am Reibbelag - optimiert, so können
beispielsweise die Nuten im Bereich ihres innenseitigen Endes in Umfangsrichtung
radial erweitert sein, die Nuten können tangential in Drehrichtung und/oder an
ihrem Ende schmal mit erhöhtem Tiefenprofil und in Richtung der zu verbinden
den Kammer, radial außen oder radial innen verbreitert mit einem geringeren
Tiefenprofil, beispielsweise zur Erhöhung der effektiven Kühlfläche, ausgebildet
sein. Weiterhin können Anzahl von Öffnungen und Nuten verschieden sein, so
kann beispielsweise das Verhältnis von Nuten zu Öffnungen ein nicht natürliche
Zahl bilden, so dass bei entsprechend eingestelltem Abstand, das heißt bei
entsprechender Anzahl von Öffnungen oder Nuten eine Überlappung besonders
effektiv minimiert werden kann. Besonders vorteilhaft kann es sein, die Anzahl
von Öffnungen und Nuten als unterschiedliche Primzahlen zu wählen, so dass
maximal eine Nut und eine Öffnung aufeinander zu liegen kommen, wenn der
Schlupf abgeregelt wird und daher der Fluss von Druckmedium in diesem Be
triebszustand minimiert werden kann.
Zur weitergehenden Abdichtung von eventuell überlappenden Öffnungen und
Nuten können an der Nutseite oder vorzugsweise an der Öffnungsseite entspre
chende Ventile zum Schließen der Verbindungen zwischen Nuten und Öffnun
gen vorgesehen sein, die selbstschaltend sein können, beispielsweise in Abhän
gigkeit vom Differenzdruck der beiden Kammern. Auf diese Weise kann eine
zusätzliche Barriere zwischen der ersten und zweiten Kammer geschaffen wer
den, die unabhängig vom Schlupf ist. Derartige Ventile können beispielsweise
am Eingang der Öffnungen vorgesehen sein, wobei bewegliche Klappen oder
Zungen einem Dichtsitz mit dem die Öffnungen umgebenden Material oder ei
nem auf diesem angebrachten Dichtmaterial bilden können. Hierbei können die
Klappen zwangsweise und vorzugsweise während des Schlupfs offen, bei
spielsweise entgegen der Wirkung einer Federkraft, gehalten sein und so einge
stellt sein, dass bei einem vorgegebenen Differenzdruck die Klappen schließen.
Die Federkraft kann gebildet werden, indem die Klappen komplett aus einem
Ringteil oder einem Ringausschnitt für eine oder mehrere Klappen teilweise
ausgestanzt und ausgestellt sind und federnd mit dem Ringteil oder dem Ring
ausschnitt verbunden sind. Das Ringteil kann dabei direkt mit dem die Öffnun
gen tragenden Bauteil wie Kolben verbunden, beispielsweise verschweißt, ver
punktet, vernietet oder mittels eines Formschlusses verbunden sein. Um bei
einer nach dem Schließen der Ventile sicheres Öffnung dieser bei erneut auf
tretendem Schlupf sicher zu stellen, kann zumindest eine im sich relativ zum
Bauteil mit den Ventilen verdrehten Bauteil angebrachte Nut vorgesehen sein,
die von dem radial entgegengesetzten Umfang der Reibfläche, von der aus die
übrigen Nuten in Richtung Öffnungen geführt sind, als von derselben Kammer,
mittels deren höherem Druck die Ventile geschlossen wurden, geführt ist. Diese
Nut bildet eine Verbindung zu dieser Kammer, wodurch ein eventueller Unter
druck aufgelöst und die entsprechenden Ventile unter Mitwirkung der anliegen
den Federkraft geöffnet werden können.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel nach dem erfinderischen Gedanken sieht
einen Drehmomentwandler vor, der im Bereich der Wandlerüberbrückungs
kupplung zumindest einen druckelastischer Speicher zur Aufnahme und Abgabe
von Druckmedium aufweist, der bei einer Relativverdrehung der Reibpartner der
Wandlerüberbrückungskupplung mit Druckmedium aus einer mit Druckmedium
höheren Drucks befüllten zweiten Kammer befüllt und in Folge der Relativver
drehung zur zweiten Kammer hin verschlossen und zur ersten, mit Druckmedium
geringeren Drucks befüllten Kammer hin geöffnet wird, wodurch der druckelasti
sche Speicher das Druckmedium an die erste Kammer abgibt. Der druckelasti
sche Speicher kann dabei so ausgestaltet sein, dass der Befüll- oder Entleervor
gang durch einen druckelastischen Widerstand, beispielsweise einer Speicher
wand, unterstützt wird oder dass der Entleervorgang in die erste Kammer durch
das auf den druckelastischen Speicher wirkende Druckmedium höheren Drucks
der zweiten Kammer nach dem Öffnen des druckelastischer Speichers zur er
sten Kammer hin das Druckmedium durch Verformen des druckelastischen
Speichers unterstützt. Dabei kann es vorteilhaft sein, den zumindest einen druc
kelastischen Speicher an dem Reibpartner anzuordnen, der nicht den Reibbelag
trägt, beispielsweise an der abgewandten Seite der Gegenreibfläche eines Kol
bens oder an der Außenseite des Wandlergehäuses. Weiterhin kann sich der
druckelastische Speicher über den gesamten Umfang erstrecken oder in eine
Mehrzahl - beispielsweise 3 bis 36, vorzugsweise 9 bis 24 - kleinerer Speicher
unterteilt sein, die jeweils separate Zugänge aufweisen. Der Speicher ist entge
gen des Befüllwiderstands in seinem Volumen variabel und beispielsweise aus
einem elastischen Material wie Gummi hergestellt, die Volumenausdehnung
kann durch die Elastizität des Speichers oder einen Anschlag begrenzt sein. Zur
selbsttätigen Steuerung der Befüllung und Entleerung des druckelastischen
Speicher kann der Speicher so ausgebildet sein, dass er mit Druckmedium der
Kammer mit höherem Druck befüllt wird, anschließend mit der Kammer mit nied
rigerem Druck verbunden wird, wobei die Kammer mit dem höheren Druck auf
den druckelastischen einwirkt und diesen komprimiert, wodurch der zumindest
eine Speicher in die Kammer mit dem niedrigeren Druck entleert wird. Anschlie
ßend wird der Speicher wieder mit Medium der druckhöheren Kammer befüllt.
Dieser Vorgang wird solange wiederholt, bis der Schlupf abgeregelt wird. In einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform können die druckelastischen Speicher
aus Blechformteilen oder aus Faltenbälgen aus Blech oder Kunststoff gebildet
und mit dem Kolben im wesentlichen dicht verbunden sind. Besonders vorteilhaft
kann es sein, die druckelastischen Speicher aus einem einzigen Blechteil zu
formen. Der Befüllwiderstand kann aus einer Wand des zumindest einen druc
kelastischen Speichers gebildet sein, wobei die Wand als ein zwei Extrempunkte
mit dazu unterschiedlichen Speichervolumina einnehmendes Schnappblech
ausgebildet sein kann. Hierbei kann das Schnappblech zumindest an einem
Extrempunkt auf Anschlag gehen und damit das Füllvolumen begrenzen. Außer
dem kann das Schnappblech beim Entleervorgang auf Anschlag gehen, wobei
der Kolben für das Schnappblech beim Entleervorgang einen Anschlag bilden
kann.
Die Steuerung der Befüll- und Entleervorgänge des druckelastischen Speichers
kann nach dem erfinderischen Gedanken mittels sich über den Umfang abwech
selnder Nuten in einem der Reibpartner, vorzugsweise im Reibbelag, erfolgen,
wobei eine Nut von radial innen und die in Umfangsrichtung darauffolgende von
radial außen an Öffnungen zum zumindest einen druckelastischen Speicher
geführt ist und dabei der eine Nutentyp die Öffnungen von radial außen mit der
einen Kammer und der andere Nutentyp die Öffnungen mit der anderen Kammer
verbindet, so dass eine wechselseitige Verbindung der Kammern dann eintritt,
wenn Schlupf vorhanden ist, das heißt, wenn durch die Relativverdrehung der
beiden Reibpartner die verschiedenen Nutentypen an den Öffnungen vorbei
führt. Die Nuten können hierzu - wie bei dem vorigen Ausführungsbeispiel er
wähnt - eine zur Kühlung und Steuerung entsprechende Ausgestaltung aufwei
sen, beispielsweise können sie in Umfangsrichtung ein- oder beidseitig im ra
dialen Bereich der Öffnungen erweitert sein und/oder zur besseren Kühlung
entsprechend ausgestaltete Tiefen- und Breitenprofile und/oder flächige Ausge
staltungen der Nuten aufweisen, wobei die beiden Nutentypen nicht zwangsläu
fig gleich oder symmetrisch aus gestaltet sein müssen sondern beispielsweise in
Bezug auf ihre Führung von Druckmedium von radial außen nach innen oder
umgekehrt mit den unterschiedlichen zur Verfügung stehenden Flächen, ihre
unterschiedlichen Kühlungsfunktionen, unterschiedlich anliegenden Druckmedi
umsdrücken entsprechend ausgestaltet und an diese - nicht erschöpfend an
geführten - Bedingungen ausgestaltet sein können.
Nach einem weiteren erfinderischen Gedanken kann ein Drehmomentwandler
an einem Reibpartner eine mit dem anderen Reibpartner bei zu vernachlässi
gender Relativverdrehung in Dichtkontakt bringbare Dichtung aufweisen, wobei
an einer Dichtfläche für die Dichtung in Umfangsrichtung betrachtet eine Wellen
struktur in axiale Richtung vorgesehen ist. Diese Wellenstruktur bewirkt, dass bei
nicht schlupfenden Kupplungsbauteilen sich die Dichtung dichtend an die Wel
lenstruktur anlegen kann, während bei einer Relativverdrehung der beiden Teile
gegeneinander die Dichtstruktur nicht so schnell an die Wellenstruktur angepasst
werden kann und daher ein Dichtspalt entstehen kann, der die beiden Kammern
verbindet, wodurch infolge eines Druckgefälles von einer Kammer zur anderen
Kammer ein Druckmediumsstrom eingestellt werden kann, der zur Kühlung des
Reibeingriffs während einer Betriebsweise mit Schlupf beiträgt. In einem vorteil
haften Ausführungsbeispiel kann die Dichtung so angeordnet sei, dass sie durch
die Flussrichtung des Druckmediums selbstverstärkend wirksam ist. Beispiels
weise kann die Dichtung an einem Kolben mit einem Reibpartner angebracht
werden, der in Reibeingriff mit dem den anderen Reibpartner aufweisenden
Gehäuse bringbar ist, wobei am Gehäuse die wellenartige Dichtfläche vorgese
hen ist. Empfehlenswert ist die Anbringung dieser Dichtungseinrichtung radial
außerhalb des Reibeingriffs, vorzugsweise am Außenumfang des Kolbens, in
besonderen Ausgestaltungsbeispielen kann auch radial innerhalb des Reibein
griffs abgedichtet werden und/oder die Dichtung zwischen den beiden Kammern
am Gehäuse oder einem mit diesem verbundenen Bauteil mit einer entspre
chenden Dichtfläche am Kolben oder einem anderen abtriebsseitigen Bauteil der
Wandlerüberbrückungskupplung angeordnet sein.
Die Betriebsweise eines vorteilhaft ausgestalteten Drehmomentwandlers gemäß
des erfinderischen Gedankens sieht vor, dass von einer extern, beispielsweise
im Getriebe, angeordneten Druckversorgungseinrichtung Druckmedium über
eine Zuleitung in den Wandler gepumpt wird und über eine im Druck einstellbare
Ableitung den Wandler wieder verläßt. Im Druckmediumsfluß zwischen den Zu-
und Ableitung ist die Wandlerüberbrückungskupplung angeordnet, die im einge
rückten oder schlupfenden Betrieb den Wandler in zwei Kammern unterteilt,
wobei eine als erste Kammer bezeichnete von der als zweite Kammer, in der die
Turbine, das Pumpenrad und gegebenfalls das Leitrad untergebracht sind, be
zeichnete Kammer abgetrennt ist. Gegebenfalls in den Kraftweg einzugliedernde
Torsionsschwingungsdämpfer können in der ersten und/oder zweiten Kammer
untergebracht sein. Die Wandlerüberbrückungskupplung wird durch einen an
eine Kammer angelegten Druckmediumsdruck in Reibeingriff gebracht, wobei
vorteilhafterweise ein axial verlagerbarer oder axial in radialer Höhe des Rei
beingriffs deformierbarer Kolben, der die beiden Kammern voneinander trennen
und hierzu entsprechend abgedichtet sein kann, durch den Druck beaufschlagt
wird. Die Druckrichtung kann in der Weise ausgestaltet sein, dass die Drucker
höhung durch die Druckversorgungseinrichtung in die erste Kammer eingespeist
wird, dadurch den Kolben beaufschlagt und einen Reibeingriff mit der An
triebsseite bewirkt, wobei das durch den zumindest einen Kanal wie Nuten flie
ßende Druckmedium die sich bei Schlupf erwärmenden Reibpartner kühlt und
anschließend in ein Druckmittelreservoir, das das im Kraftfluß nachgeschaltete
Getriebe sein kann, abgeführt werden kann. Es kann nun von Nachteil oder
sogar schädlich sein, wenn stark angewärmtes Druckmedium in das Druckmittel
reservoir gelangt. Es kann daher nach einem weiteren erfinderischen Gedanken
besonders vorteilhaft sein, wenn die Flussrichtung umgedreht und die erste
Kammer mit Druck beaufschlagt wird und das Druckmedium nicht durch den
Wandler vorgewärmt wird sondern mit niedriger Anfangstemperatur in Kontakt
mit dem Reibflächen kommt. Hierzu kann das Druckmedium beispielsweise über
einen Ölkühler vorgekühlt werden.
Hierzu kann eine andere Anordnung der Wandlerüberbrückungskupplung ange
zeigt sein, die einen axial verlagerbaren Kolben vorsieht, der auf einem an
triebsseitigen oder abtriebsseitigen Bauteil wie Nabe verdrehbar angeordnet ist
und einen Reibeingriff mit einem Antriebsteil vorsieht, das axial zwischen Kolben
und Turbine angeordnet ist, so dass der beaufschlagende Druckmediumsdruck
den Kolben axial in Richtung Turbine beaufschlagt. Das zwischen Kolben und
Turbine angeordnete Antriebsteil kann beispielsweise ein mit dem Gehäuse fest
verbundenes, radial von dem Gehäuseumfang nach innen geführtes Flanschteil
sein.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel zur Verbesserung der Druckmittelführung kann
einen Drehmomentwandler vorsehen, dessen Kolben mittels eines axial verla
gerbaren Hilfskolbens beaufschlagt wird, wobei der Hilfskolben von einem
Druckmittel beaufschlagt wird, das einer dritten Kammer, die der Hilfskolben von
der ersten Kammer abtrennt, zugeführt wird und zwischen dem Kolben und dem
Hilfskolben Druckmedium über den ersten Kanal dem zweiten Kanal oder über
den zweiten Kanal zum ersten Kanal als Kühlfluid zur Kühlung der Reibpartner
gepumpt wird. Dabei ist der Hilfskolben vorteilhafterweise axial zwischen einem
radial verlaufenden Gehäuseteil und dem Kolben angeordnet. Weiterhin kann
der Kolben einen Reibeingriff zu mindestens einem mit dem Gehäuse fest ver
bundenen Reibpartner ausbilden, besonders vorteilhaft ist die Gestaltung des
Kolbens als Beaufschlagungsmittel für eine Lamellenkupplung, deren Lamellen
mit dem Ausgangsteil des Wandlers, beispielsweise mit einem auf einer Aus
gangsnabe angeordneten Torsionsschwingungsdämpfer, verbunden ist und
deren Gegenreibflächen mit dem Außenumfang des Gehäuses mit Ausnahme
eines endseitigen, dem Kolben gegenüberliegenden fest mit dem Gehäuse
verbundenen Anschlags axial verlagerbar und drehfest verbunden sind.
Eine in Verbindung mit den genannten Ausführungsbeispielen oder für sich
betrachtete vorteilhafte Ausführung eines Drehmomentwandlers nach dem erfin
derischen Gedanken sieht eine Kühlfläche vor, die in wärmeleitender Verbindung
mit einem Reibpartner steht und eine wärmeleitende Verbindung zu einem
Kühlmediumsspeicher oder -kammer zur Bildung einer Wärmetransporteinrich
tung aufweist. Dieser Kühlmediumsspeicher kann ein Volumen ausbilden, das
zumindest teilweise mit einem Kühlmedium oder -fluid befüllt ist und bei Erwär
mung der Reibpartner diesen Wärme entzieht. Ein erfindungsgemäßer Kühlme
diumsspeicher kann radial nach innen von den Reibeingriffsflächen weg erwei
tert sein, wodurch bei entsprechender Abstimmung des Kühlmediums eine Ver
dampfung dessen durch die sich beim Reibeingriff bildende Wärme erfolgt, die
gasförmige Phase wird infolge der Fliehkraft des sich drehenden Gehäuses und
damit des an diesem befestigten Kühlspeichers infolge der geringeren Dichte
nach radial innen beschleunigt und kann an dem kühleren Teil des Kühlmedi
umsspeichers rekondensieren und wird als Flüssigkeit wieder nach außen be
schleunigt. Ein derartiger Kühlkreislauf kann lokal auftretende Wärme im Reib
flächenbereich abführen. Der Kühlmediumsspeicher wird vorteilhafterweise
mittels eines - vorzugsweise außerhalb - auf dem Gehäuse angebrachten, bei
spielsweise verschweißten, und wirksam abgedichteten topfförmigen Teils gebil
det werden. In besonderen Fällen kann der Kühlmediumsspeicher auch auf dem
Kolben oder einem anderen drehbaren Bauteil des Wandlers vorgesehen wer
den. Als Kühlfluid können alle Stoffe mit einer für diesen Zweck wirksamen
Verdampfungsenthalpie, beispielsweise Wasser, ein zu einer Flüssigkeit ver
dichtetes Gas oder dergleichen vorteilhaft sein. Auch kann es vorteilhaft sein
entsprechende Stoffe zur Kühlung durch Nutzung von Schmelzenthalpien wie
festes Natrium oder dergleichen einzusetzen.
Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel zur Kühlung der Reibeingriffsflä
chen sieht einen Drehmomentwandler vor, dessen Turbine zumindest eine axial
in Richtung Wandlerüberbrückungskupplung ausgerichtete Schaufel aufweist.
Vorteilhaft ist eine Ausgestaltung von mehreren, über den Umfang verteilten
Schaufeln. Die Schaufeln können aus der Turbine ausgestellt sein oder an die
ser befestigt, beispielsweise verschweißt, vernietet, verbördelt oder dergleichen
sein. Vorteilhafterweise sind die Schaufeln auf radialer Höhe der Reibpartner
angeordnet und so ausgerichtet beziehungsweise geformt, dass sie die Relativ
geschwindigkeit von Druckmedium an dem ihnen zugewandten Seite erhöhen
und damit eine erhöhte Wärmeabfuhr bewirken. Der Kühleffekt ist dann beson
ders effektiv, wenn in einem Ausführungsbeispiel mit der Turbine benachbartem
Kolben eine Relativverdrehung zwischen Turbine und Kolben stattfindet. Eine
Anordnung der Schaufeln auf der Turbine kann ebenfalls vorteilhaft sein, wenn
die Schaufeln auf einem Schaufelrad - beispielsweise aus bezogen auf die
Turbine anderem Material - angeordnet sind, wobei das Schaufelrad mit der
Turbine drehfest verbunden ist und die Schaufeln aus dem Schaufelrad ausge
stellt sein können.
Nach dem erfinderischen Gedanken kann ein weiteres Ausgestaltungsbeispiel
einer schlupfabhängigen Kühlung der Reibpartner einen Drehmomentwandler
vorsehen, in eine Pumpe angeordnet ist, die selbsttätig wirkend bei einer Rela
tivverdrehung eines angetriebenen Teils und eines abtriebsseitigen Teils Druck
medium durch den zumindest einen Kanal fördert. Hierzu kann ein Pumpe vor
gesehen sein, die nach dem Prinzip einer Dosierpumpe arbeitet und von einer
Druckmittelleitung mit hohem Druckmediumsdruck Druckmedium in eine Leitung
mit niedrigem Druck in Abhängigkeit vom Schlupf dosiert. In diesen Kreislauf ist
die Reibeingriffsfläche der Wandlerüberbrückungskupplung einbezogen und die
Pumpe kann an nahezu beliebiger Stelle angeordnet werden. Zur selbsttätigen
Steuerung der Pumpe in Abhängigkeit vom Schlupf kann eine besonders vorteil
hafte Ausgestaltung die Anordnung der Pumpe im Bereich der Drehachse der
Antriebswelle beziehungsweise der Getriebeeingangswelle vorsehen, wobei die
Pumpe beispielsweise aus einem als Pumpenzylinder ausgestalteten Pumpen
gehäuse, in dem ein Pumpenkolben verlagerbar geführt ist, mit je einer Öffnung
am Ende des Pumpenzylinders gebildet sein kann und das Pumpengehäuse mit
einem Antriebsteil, beispielsweise einem Gehäuseteil oder einer Führungsnabe
drehfest verbunden ist. Die Zuführung des Druckmediums und dessen Ableitung
in Richtung Reibpartner sind über das Ausgangsteil des Wandlers, beispielswei
se über die Nabe der Turbine auf die Öffnungen der Pumpe geführt. Tritt nun
eine Relativverdrehung zwischen Antriebs- und Abtriebsteil ein wird das Pum
pengehäuse im Abtriebsteil verdreht und alternierend an den Leitungen zur Zu-
und Abfuhr des Druckmediums vorbeigeführt, wobei der Pumpenkolben alternie
rend eine aus der Zuleitung im Pumpengehäuse aufgenommene Druckmedi
umsmenge über die Ableitung zu den Reibpartnern pumpt. Bei nachlassender
Relativverdrehung kann der Pumpenkolben ein dichtendes Ventil für die Zulei
tung bilden.
Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel einer schlupfabhängigen Versor
gung der Reibpartner mit Druckmedium mittels einer Pumpe sieht zumindest
eine, vorteilhafterweise mehrere über den Umfang verteilte Pumpen wie Dosier
pumpen im Bereich des Reibeingriffs der Wandlerüberbrückungskupplung vor,
wobei - wie zuvor bereits beschrieben - ein Reibpartner über den Umfang alter
nierend von radial außen und von radial innen in der Reibfläche endende Nuten
aufweist, die mit Öffnungen im dazu korrespondierenden Reibpartner bei Über
lappung zusammenwirken und jeweils eine Verbindung zur ersten beziehungs
weise zweiten Kammer herstellen. In diesem Ausführungsbeispiel sind jeweils
zwei in Umfangsrichtung benachbarte Öffnungen mit den Öffnungen einer Do
sierpumpe mit Pumpenzylinder und darin verlagerbarem Pumpenkörper verbun
den. Bei einer Relativverdrehung der Reibpartner überlagern sich die Öffnungen
der Dosierpumpen mit den Nuten so, dass sich an den Pumpenöffnungen stets
eine Überlappung einer druckseitigen Nut mit einer Öffnung und eine Überlap
pung einer drucklosen Nut mit der anderen Öffnung der Dosierpumpen ergibt.
Dadurch bildet sich ein Zustand aus, bei dem von der Druckseite her die Do
sierpumpen mit Druckmedium bis zum Anschlag des Pumpenkörpers am Pum
pengehäuse befüllen und bei weiterer Verdrehung die Öffnungen gegenüber den
Nuten verlagert werden, so dass die Verbindung der Öffnungen mit den Kam
mern umgekehrt wird und das Druckmittelvolumen in der Pumpe in die drucklose
Kammer beziehungsweise in die Kammer mit dem geringeren Druck dosiert
wird. Dieses Wechselspiel von Befüllen und Entleeren der Dosierpumpe und
damit eine Dosierung von Druckmedium über die Reibpartner zu deren Kühlung
setzt sich fort, bis der Schlupf abgeregelt wird und findet in jeder der über den
Umfang verteilten Dosierpumpen statt.
Ergänzend oder alternativ zu den beschriebenen Anordnung kann nach dem
erfinderischen Gedanken ein Verfahren zur Steuerung der Kühlung einer
Wandlerüberbrückungskupplung eines Drehmomentwandlers vorteilhaft sein,
wobei die Wandlerüberbrückungskupplung durch einen Reibeingriff zwischen
einem Gehäuseteil und einem Ausgangsteil des Drehmomentwandlers schaltbar
ist und in einem schlupfenden oder nicht schlupfenden Betrieb des Reibeingriffs
beidseits von den Reibeingriff bildenden Mitteln eine mit einem Druckmedium
befüllte Kammer gebildet wird, die durch zumindest einen Kanal in den Mitteln
miteinander verbunden sind und im schlupfenden Betrieb ein einzustellender
Druckmediumsstrom zwischen den beiden Kammern größer ist als im nicht
schlupfenden Betrieb. Dabei kann in einem weiter ausgestalteten Verfahren der
Druckmediumsstrom im nicht schlupfenden Bereich begrenzt beziehungsweise
abgestellt werden, beispielsweise mittels eines Ventils eingestellt wird. Weiterhin
kann das Verfahren vorsehen, dass der Druckmediumsstrom in Abhängigkeit
von sich durch Schlupf überschneidenden Öffnungsquerschnitten in gegenein
ander durch den Schlupf relativ verdrehten Bauteilen wie Reibpartnern der
Wandlerüberbrückungskupplung eingestellt wird.
Zusammenfassend kann die Erfindung als Strombegrenzungs-, Stromregel-
und/oder Stromsteuerungseinrichtung in ölhydraulischer Betrachtungsweise
beschrieben werden, die bei geöffneter Wandlerüberbrückungskupplung über
brückt und bei schlupfender und/oder eingerückter Wandlerüberbrückungs
kupplung im Bereich des Reibeingriffs zwischen Antriebsseite - beispielsweise
einem Gehäuseteil des Wandlers - und der Abtriebsseite - beispielsweise dem
Kolben der Wandlerüberbrückungskupplung wirksam ist. Dabei erfolgt die Re
gelung oder Ansteuerung der Stromregeleinrichtung direkt in Abhängigkeit vom
Schlupf oder einem Parameter, der in Beziehung mit dem Schlupf steht, vom
Schlupf beeinflusst oder bestimmt wird, beispielsweise die Differenzdrehzahl
zwischen Antriebs- und Abtriebsseite der Wandlerüberbrückungskupplung, der
Öffnungs-, beziehungsweise Schließdruck zum Betätigen der Wandlerüberbrüc
kungskupplung, die Druckmediumstemperatur insbesondere im Bereich des
Reibeingriffs oder - mittels eines separaten Sensors erfasst - zur Steuerung des
Druckmediumsflusses in Verbindung mit einem im hydraulischen Pfad vorgese
henen Druckbegrenzungsventils zur Steigerung des Flusses bei ansteigender
Druckmediumstemperatur, die Viskosität des Druckmediums, die Reibbelag
stemperatur oder dergleichen, wobei dem erfinderischen Gedanken entspre
chend eine Kombination zweier oder mehrerer Einflussgrößen besonders vor
teilhaft zur Ansteuerung der Stromregeleinrichtung sein kann, um beispielsweise
eine optimale Kühlung der Reibeingriffsflächen bei ökonomisch begrenztem
Druckmediumsfluss und/oder -druck zu erzielen.
Nach dem erfinderischen Gedanken kann es in speziellen Anwendungsfällen
vorteilhaft sein, die in den Anmeldungsunterlagen vorgeschlagene Wandlerüber
brückungskupplung als Kupplung, beispielsweise als Anfahrkupplung, separat
vorzusehen und auf eine Kopplung mit einem Drehmomentwandler zu verzich
ten. In diesen Fällen kann diese Kupplung eine den üblichen Reibungskupplun
gen entsprechende Aufgabe erfüllen. Ein Einsatz in Verbindung mit manuell oder
automatisch schaltbaren Getrieben mit diskreten Übersetzungsstufen sowie
insbesondere mit CVT-Getrieben kann besonders vorteilhaft sein. In Ausfüh
rungsbeispielen nach einem erfinderischen Gedanken kann diese Kupplung in
Verbindung mit antriebsseitigen Schwungmassen wie Schwungrädern, bei
spielsweise geteilten Schwungrädern oder Einrichtungen mit Zweimassen
schwungeffekt, beispielsweise gegeneinander relativ entgegen der Wirkung
zumindest eines Energiespeichers und gegebenenfalls einer Reibeinrichtung
verdrehbare Schwungmassen, vorgesehen sein. Die Kupplung kann dabei in
Aggregaten wie dem Getriebe oder der Antriebseinheit integriert sein und von
einer in einem dieser Aggregate vorhandenen Druckversorgungseinrichtung wie
Ölpumpe mit Druckmedium versorgt werden.
Die Erfindung wird anhand der Fig. 1 bis 35 näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Drehmomentwand-
lers nach dem erfinderischen Gedanken,
Fig. 2 bis 8 Ausführungsbeispiele erfinderischer Drehmomentwandler
im Schnitt,
Fig. 9 bis 12 vorteilhafte Ausgestaltungsbeispiele der Wandlerüberbrüc
kungskupplung,
Fig. 13 ein Ausgestaltungsbeispiel eines Reibpartners,
Fig. 13a ein Detail aus Fig. 13,
Fig. 14 eine Ansicht eines Kolbens mit druckelastischen Spei
chern,
Fig. 15 ein Schnitt entlang der Linie A-A des Kolbens der Fig. 14,
Fig. 16a bis 20b vorteilhafte Ausgestaltungsbeispiele von Wandlerüber
brückungskupplungen mit druckelastischen Speichern,
Fig. 21 ein Ausgestaltungsbeispiel der Wandlerüberbrückungs
kupplung des Drehmomentwandlers der Fig. 3,
Fig. 22 ein Schnitt durch das Ausgestaltungsbeispiel der Fig. 21
entlang der Linie B-B,
Fig. 23 und 24 vorteilhafte Ausgestaltungsbeispiele von Wandlerüber
brückungskupplungen,
Fig. 25 eine weitere Ausgestaltung der Wandlerüberbrückungs
kupplung des Drehmomentwandlers der Fig. 8,
Fig. 26 ein Detail Y der Fig. 25,
Fig. 27 das Detail Y der Fig. 25 in Ansicht X,
Fig. 29 das Detail Y aus Fig. 25 in Ansicht W,
Fig. 29a bis 29k verschiedene vorteilhafte Strukturen von Reibbelägen,
Fig. 30 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemä
ßen Drehmomentwandlers,
Fig. 31 eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Kolbens des
Drehmomentwandlers der Fig. 2,
Fig. 32a und 32b Schnitte durch den Kolben der Fig. 31 entlang der Linie
C-C bei unterschiedlichen Funktionszuständen des Kol
bens,
Fig. 33 einen Teilschnitt durch einen Drehmomentwandler mit
einer Dichteinrichtung am Kolbenumfang,
Fig. 34a und 34b Schnitte entlang der Linie D-D des Kolbens der Fig. 33
bei verschiedenen Funktionszuständen
und
Fig. 35 ein Ausführungsbeispiel eines Drehmomentwandlers mit
einer speziell ausgestalteten Kühlfläche im Bereich der
Reibpartner.
Die Fig. 1 zeigt schematisch einen Drehmomentwandler 1 mit einer von einer
Antriebseinheit 2, beispielsweise, einer Brennkraftmaschine, einer Elektroma
schine, einer Gasturbine oder einem Hybridantrieb, angetriebenen Antriebswelle
3, die - vorzugsweise axial flexibel - mit einem Gehäuseteil 4 des Drehmoment
wandlers 1 kraftschlüssig oder fest verbunden ist. Das Gehäuseteil 4 ist mit dem
Pumpenrad 5 drehfest verbunden, wobei das Pumpenrad 5 ein weiteres Gehäu
seteil bilden kann oder mit einem weiteren mit dem Gehäuseteil 4 fest und dich
tend verbundenen Gehäuseteil drehfest verbunden sein kann. Das in sich ge
schlossene und nach außen abgedichtete Gehäuse 4a ist mit Druckmedium
befüllt, das als Wandlermedium bei rotierendem Pumpenrad 5 ein diesem zuge
ordnetes Turbinenrad 6 antreibt. Das Turbinenrad 6 ist drehfest über eine Nabe
mit der Getriebeeingangswelle 7 verbünden, die das eingeleitete Drehmoment
auf das Getriebe 8 wie Geschwindigkeitswechselgetriebe, beispielsweise ein
Schaltstufenautomat, ein CVT-Getriebe mit Umschlingungsmittel oder Reibrä
dern oder dergleichen, und von dort an zumindest ein Antriebsrad 9 eines Kraft
fahrzeugs überträgt. Zur Wandlung des Drehmoments in bestimmten Drehzahl
bereichen ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein ansonsten optionales
Leitrad 10, das sich mittels eines Freilaufs 11 gegen ein fest angeordnetes Ge
häuseteil 12, beispielsweise einem rohrförmig axial erweiterten Hals des Getrie
begehäuses abstützt.
Der Kraftfluss über Pumpenrad 5 und Turbinenrad kann mittels einer Wand
lerüberbrückungskupplung 13 überbrückt werden. Hierzu ist zwischen einem
Antriebsteil - hier dem Gehäuseteil 4 und einem axial verlagerbaren, mittelbar
oder unmittelbar mit einem Ausgangsteil 7 wie der Getriebeeingangswelle oder
einer auf dieser drehfest angeordneten Nabe, die auch die Turbine 6 aufnehmen
kann, angeordneten Bauteil 16, beispielsweise einem axial verlagerbaren Kol
ben, jeweils zumindest ein Reibpartner 14, 15, die bei axialer Verlagerung des
Bauteils 16 in Reibeingriff zueinander gebracht werden, wobei ein Reibpartner
14, 15 ein Reibbelag und der andere eine Gegenreibfläche, beispielsweise eine
Metallfläche mit entsprechender vorteilhafter Oberflächenrauhigkeit sein kann.
Der Reibeingriff der Reibpartner kann bei Schlupf, das heißt bei einer Differenz
drehzahl zwischen dem Gehäuseteil 4 und dem Kolben 16, und ohne Schlupf
bei vernachlässigbarer Differenzdrehzahl erfolgen. Die Steuerung des Reibein
griffs erfolgt durch Einstellung eines Druckunterschieds in den beiden mit
Druckmedium zumindest teilweise befüllten oder durchströmten Kammern 17,
18 mittels der Druckversorgungseinrichtung 19, deren Druck mittels eines
Druckbegrenzungsventils limitiert sein kann. Bei einem gegenüber der Kammer
17 erhöhten Druck in der Kammer 18 wird in dem gezeigten Ausführungsbeispiel
der Kolben 16 in Reibeingriff mit dem Gehäuse gebracht. Die Höhe des Druc
kunterschieds bestimmt dabei, ob die Wandlerüberbrückungskupplung 13
schlupfend oder ohne Schlupf betrieben wird. Bei vernachlässigbaren Druckun
terschied kann der Kolben 16 mittels eines Energiespeicher und/oder durch
Einbau einer - nicht dargestellten - Drossel wie beispielsweise Druckbegren
zungsventil in den Druckmediumsfluss zwischen der Wandlerüberbrückungs
kupplung 13 und dem Ablauf 20 zurückgestellt und dadurch die Wandlerüber
brückungskupplung 13 geöffnet werden. Der Druckmediumspfad gestaltet sich
aus dem Teilpfad 19a in die Kammer 18 und dem Teilpfad 19b in das Druckmit
telreservoir 20. Die Pumpe 20a wird aus dem Druckmittelreservoir 20a mit
Druckmedium versorgt, dabei können die Reservoirs 20, 20a identisch oder
miteinander - vorteilhafterweise unter Zwischenschaltung einer Kühleinrichtung -
verbunden sein. Es versteht sich, dass auch eine umgekehrte Führung des
Druckmediums vorteilhaft sein kann, indem die Pumpe 19 das Druckmittel zuerst
in die Kammer 17 und dann in die Kammer 18 durch die Reibpartner 14, 15
fördert. Die Kammern 17, 18 sind gegeneinander so abgedichtet, dass ein Aus
tausch von Druckmedium im wesentlichen nur über den Bereich des Reibein
griffsmittels 21 erfolgt.
Nach dem erfinderischen Gedanken erfolgt die Ausbildung des Reibeingriffsmit
tels 21 mit den Reibpartner 14, 15 nun in der Weise, dass der Fluss des Druck
mediums über die Reibpartner 14, 15 gesteuert werden kann, dass also im hy
draulischen Pfad 19a, 19b zwischen den beiden Kammern 17, 18 eine Stromre
gelungs- beziehungsweise eine Strombegrenzungseinrichtung 22 wirksam ist,
die den Druckmediumsstrom oder -fluss den Erfordernissen des Reibeingriffs
anpasst. Die Erfordernisse sehen zumindest einen geringen beziehungsweise
vernachlässigbaren Druckmediumsfluss bei vernachlässigbarer Relativverdre
hung zwischen der Antriebsseite 4 und der Abtriebsseite 7 vor und/oder einen in
Abhängigkeit von einem Schlupfparameter variierenden Druckmediumsfluss vor,
wobei die Steuerung der Stromregelungseinrichtung 22 mittels der Differenz
drehzahl der beiden Teile 4, 7, den Differenzdruck zwischen den Beiden Kam
mern 17, 18, der Viskosität des Druckmediums und/oder aus der Auswertung
einer Kombination dieser erfolgen kann. Dabei ist es von wesentlichem Vorteil
für den praktischen Nutzen des Drehmomentwandlers 1, wenn die Steuerung
selbständig innerhalb des Wandlers 1 erfolgt. Diesbezüglich können Steuermittel
in Art und Ausgestaltung der Reibpartner 14, 15 und/oder Mittel zur Dosierung
von Druckmedium durch die Reibpartner 14, 15 vorgesehen sein.
Die schlupfabhängige Ausgestaltung des Druckmediumsflusses hat insbesonde
re den Vorteil, dass bei einer Zunahme des Flusses mit der Differenzdrehzahl
der Teile 4, 7 die Reibpartner 14, 15, die bei einer Erhöhung der Differenzdreh
zahl während eines Reibeingriffs mehr Wärme produzieren, effektiver durch das
Druckmedium - das hierbei durch den erhöhten Fluss nicht so stark erwärmt
wird - gekühlt werden und damit Reibpartner 14, 15 und Druckmedium besser
vor Verschleiß und Zerstörung geschützt sind. Weiterhin ist eine Abriegelung des
Druckmediums durch die Stromregelungseinrichtung 22 bei abgeregeltem
Schlupf von Vorteil, weil Verluste von Druckmedium in die Kammer mit kleinerem
Druck - hier Kammer 17 - bei eingerückter und daher durch die Pumpe 19
druckbeaufschlagt betriebener Wandlerüberbrückungskupplung 13 eine erhöhte
Pumpenleistung erfordern und damit eine weniger ökonomische Betriebsweise
die Folge ist.
Zur Verringerung von Torsionsschwingungen können in dem Drehmoment
wandler 1 zwei Torsionsschwingungsdämpfer 23, 24 vorgesehen sein, die ein-
oder mehrstufig ausgestaltet sein können, wobei in mehrstufiger Ausführung die
einzelnen Dämpferstufen parallel oder seriell geschaltet sein können und ent
sprechende Anschläge der Dämpfer zum Schutz der elastischen Mittel zwischen
den Ein- und Ausgangsteilen der Torsionsschwingungsdämpfer 23, 24 sowie
den einzelnen Stufen überlagert oder auf mehrere Stufen einwirkende, ver
schleppte und/oder nicht verschleppte Reibeinrichtungen vorgesehen sein kön
nen. Dabei kann der erste Torsionsschwingungsdämpfer 23 im Kraftfluss zwi
schen der Wandlerüberbrückungskupplung 13 und der Getriebeeingangswelle 7
angeordnet sein, wobei Teile zur Bildung von Eingangsteil aus dem Kolben 16
und Teile des Ausgangsteil durch Bauteile der Turbinennabe gebildet sein kön
nen. Der zweite Dämpfer 24 kann ein Turbinendämpfer sein, der in den Kraft
pfad zwischen Turbine 6 und Getriebeeingangswelle 7 geschaltet sein kann,
wobei die Turbine 6 auf einer Nabe der Getriebeeingangswelle 7 begrenzt ver
drehbar angeordnet sein und das Ausgangsteil des Dämpfers 24 fest mit dreh
fest mit dieser verbunden sein kann, wodurch sich innerhalb der begrenzten
Verdrehbarkeit der wirksame Bereich des Torsionsschwingungsdämpfer 24
ergeben kann. Auch kann es vorteilhaft sein die beiden Funktionen der Tor
sionsschwingungsdämpfer 23, 24 in einem Torsionsschwingungsdämpfer zu
sammenzufassen, indem das Eingangsteil des Torsionsschwingungsdämpfer
von der Wandlerüberbrückungskupplung 13, beispielsweise in Form des Kol
bens 16 und der Turbine 6 beaufschlagt wird und das Ausgangsteil des Tor
sionsschwingungsdämpfer mit der Getriebeeingangswelle 7 oder mit der auf
dieser drehfest angeordneten Nabe drehfest verbunden ist.
Weiterhin kann am Drehmomentwandler 1, der hierzu nach einem erfinderischen
Gedanken auch ohne die Stromregelungseinrichtung 22 vorteilhaft sein kann,
zumindest eine der Zusatzmassen 25a, 25b, 25c, 25d angebracht sein, um
spezielle Anforderungen der Schwingungsdämpfung und/oder -tilgung zu lösen.
Vorteilhaft kann dabei sein, den Zweimassenschwungeffekt auszunutzen und
beispielsweise vor und hinter einem Torsionsschwingungsdämpfer 23, 24 Mas
sen 25b, 25a beziehungsweise 25c, 25d vorzusehen - hierbei können selbstver
ständlich bereits vorhandene Wandlerbauteile mit entsprechenden Massen und
Trägheitsmomenten, wie beispielsweise das Turbinenrad 6, das Gehäuse 4a
und dessen Bestandteile einbezogen sein. Auch kann es vorteilhaft sein nur eine
Masse 25b und/oder 25c im Kraftfluss vor dem Torsionsschwingungsdämpfer 23
beziehungsweise 24 anzuordnen, wobei die Lage der Massen zur Erhöhung des
Trägheitsmoments vorzugsweise an radial äußeren Bauteilen angebracht wer
den kann und in Bauräumen, die durch die vorgegebene Anordnungen frei sind,
beispielsweise im Bereich des radial äußeren oder radial inneren Torus der
Turbine 6 oder im Winkel des Gehäuses 4a in radialer Verlängerung des Kol
bens 16. Die Massen 25a, 25d können dabei direkt oder über weitere Bauteile
mit dem Ausgangsteil der entsprechenden Torsionsschwingungsdämpfer 23, 24,
die Massen 25b, 25c direkt am Eingangsteil des Torsionsschwingungsdämpfers
24 oder anderen mit dem Eingangsteil verbundenen Bauteilen wie Kolben 16
beziehungsweise Turbine 6 angeordnet sein.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Drehmomentwandlers 101 im
Schnitt. Die Kurbelwelle 103 der - nicht näher dargestellten - Antriebseinheit ist
mit einem axial flexiblen, auf an einem axialen Vorsprung 103a der Kurbelwelle
103 zentrierten Antriebsblech 126 verbunden, beispielsweise mittels der Schrau
ben 103b verschraubt. Radial außen weist das Antriebsblech 126 einen auf
diesem axial fest und drehfest beispielsweise mittels einer Verzahnung, Ver
stemmung, Verschweißung und/oder Aufschrumpfen aufgenommenen Anlas
serzahnkranz 126a sowie gegebenenfalls umlaufende Markierungen zur Steue
rung der Antriebseinheit auf. Radial zwischen Anlasserzahnkranz 126a und
Verschraubung 103b ist ein das Antriebsblech 126 mit Aufnahmemitteln 104b
des Drehmomentwandlers 101 lösbar verbunden, beispielsweise mittels Schrau
ben 126b verschraubt oder mittels einer Selbstverriegelungseinrichtung, eines
Bajonettverschlusses oder dergleichen verrastet. Die Aufnahmemittel 104b kön
nen ringförmig oder ringsegmentförmig am Wandlergehäuse 104a befestigt sein,
beispielsweise verschweißt oder vernietet, beispielsweise mittels am Gehäuse
104a oder an den Befestigungsmitteln 104b ausgeformter Nietwarzen. Das Ge
häuse 104a kann im Bereich der Aufnahmemittel 104b, axial eingezogen sein,
so dass die Aufnahmemittel 104b axial beabstandet zur Befestigung des An
triebsblechs 126 an der Kurbelwelle 103 angeordnet sein. Hierzu kann das An
triebsblech 126 radial außen im Bereich der Aufnahmemittel 104b axial von der
Kurbelwelle 103 wegweisend ausgestaltet sein. Die Aufnahmemittel können
mittels über den Umfang verteilter sich axial erstreckender Nocken 104c mit dem
Gehäuse 104a verbunden sein und/oder für sich als erfinderisch betrachtete
Ausgestaltung für alle Drehmomentwandler vorteilhaft anwendbare Lösung der
Aufgabe der Verbindung von Antriebseinheit und Drehmomentwandler ohne
Befestigungsmittel mit entsprechend komplementär im Gehäuse 104a ausgebil
deten Anprägungen 104d, die auch als separat ausgestalteter Nockenring auf
dem Gehäuse 104a angebracht sein können, einen Formschluss, beispielsweise
eine Verzahnung, Profilierung, Hirth-Verzahnung und/oder Verstiftung bilden, so
dass in Drehrichtung eine drehfeste Verbindung gebildet wird und die Befesti
gung zwischen Antriebsblech 126 und Gehäuse 104b mittels der Befestigungs
mittel 126b entfallen kann. Hierdurch kann eine aufwendige Montage des
Drehmomentwandlers 101 an das Antriebsblech 126 bei der Endmontage des
Antriebsstrangs entfallen. Das Antriebsblech 126 kann dabei gegen das Gehäu
se 104a unter Vorspannung eingebaut werden, das axiale Moment des
Drehmomentwandlers 101 kann sich dabei in Richtung Getriebe vorteilhafterwei
se mittels eines vorzugsweise gelagerten Anschlags des Gehäuses 104a bei
spielsweise am - nicht gezeigten - Getriebegehäuse oder an der Getriebeein
gangswelle 107 abstützen. Der Formschluss kann zwischen Antriebsblech 126
und Gehäuse 104a kann so ausgestaltet sein, dass er bei dessen Bildung wäh
rend der Montage selbst ausrichtet. Es verste 82297 00070 552 001000280000000200012000285918218600040 0002010117746 00004 82178ht sich, dass entsprechende Noc
ken 104c aus dem Antriebsblech 126 einteilig, beispielsweise durch Umlegung
von Blech gebildet sein und die Befestigungsmittel 104b und/oder der Anlasser
zahnkranz 126a Zusatzmassen, die das Torsionsschwingungsverhalten des
Antriebsstrangs durch Nutzung des Zweimassenschwungeffekts in Verbindung
mit zumindest einem Torsionsschwingungsdämpfer positiv beeinflussen können,
bilden können. Weiterhin kann es vorteilhaft sein, das Gehäuse 104 direkt unter
Weglassung des Antriebsblechs 126 mittels eines Formschlusses mit der Kur
belwelle 103 zu verbinden, wobei an der Kurbelwelle 103 direkt oder vorzugs
weise an einem mit der Kurbelwelle 103 angebrachten, vorzugsweise gehärteten
Bauteil mit kleinerem Radius als das Antriebsblech 126 vorzugsweise radial im
Bereich der Verschraubung 103a den Formschluss bildende Elemente vorgese
hen sein können, die mit entsprechend komplementär ausgebildeten Bauteile
oder Anprägungen des Gehäuses 104a einen Formschluss bilden. Hier kann der
Formschluss so ausgebildet sein, dass gleichzeitig ein Versatz von Kurbelwelle
103 und Getriebeeingangswelle 107 kompensiert werden kann. Radial zwischen
dem Außenumfang und dem Formschluss kann das Gehäuse 104a axial flexi
bel, beispielsweise durch Variation der Blechstärke in diesem Bereich ausge
staltet sein. Der Formschluss kann insbesondere zur Geräuschdämpfung be
schichtet sein, beispielsweise mit einer Beschichtung aus Kunststoff, anderen
Metallen oder -legierungen oder Keramik oder zwischen den beiden den Form
schluss bildenden Teilen kann ein Dämpfungselement wie ein Energiespeicher,
beispielsweise ein Federelement, ein Gummiteil oder dergleichen angeordnet
sein.
Das Gehäuse 104a bildet mit dem Pumpenrad 105 einen Formschluss 105a und
bildet damit das Eingangsteil des Drehmomentwandlers 101. Der Formschluss
105a kann an mehreren, - wie hier gezeigt - an drei Umfängen des Pumpenrads
105 über den Umfang verteilte Nocken aufweisen, die in dazu im Gehäuse 104a
vorgesehene, komplementäre Einprägungen eingreifen. Das Gehäuse 104a
mündet in Richtung Getriebeseite in den axial erweiterten Wandlerhals 104e, der
auf dem axial erweiterten Teil 108a des Getriebes, das das Leitrad 110 über den
Freilauf 111 aufnimmt, gelagert und abgedichtet ist. Das Pumpenrad 105 stützt
sich am Leitrad 110 mittels eines Lagers 110a verdrehbar ab.
In Wirkverbindung über das Druckmedium ist der - nicht näher dargestellten - Beschaufelung des Pumpenrads 105 das Turbinenrad 106 mit einer - ebenfalls
nicht näher dargestellten - Beschaufelung sowie das Leitrad 110 zugeordnet.
Das Turbinenrad 106 ist auf einer Nabe 106a drehfest aufgenommen, beispiels
weise mit dieser vernietet; diese ist drehfest und axial verlagerbar auf der Ge
triebeeingangswelle 107 aufgenommen, mittels der Dichtung 107a gegen diese
abgedichtet und stützt sich über das Axiallager 110b am Leitrad 110 ab.
Weiterhin ist auf einem axialen Vorsprung der Nabe 106a der Kolben 116 für die
Wandlerüberbrückungskupplung 113 axial verlagerbar aufgenommen, gegen
diesen mittels der Dichtung 106c abgedichtet; der sich radial erweiternde
Flansch 106b zur Aufnahme des Turbinenrads 106 ist zugleich ein axialer An
schlag für den Kolben 116 bei einer Axialverlagerung. Der Kolben 116 mit einer
Reibeingriffsfläche 115, beispielsweise einem Reibbelag, der aufgeklebt, aufge
nietet oder dergleichen sein kann, bildet mit der Gehäusewand 104 mit einer
Gegenreibfläche 114 die Wandlerüberbrückungskupplung 113 mit der erfin
dungsgemäßen Strombegrenzungseinrichtung 122, die in vorteilhaften Ausge
staltungsbeispielen in den nachfolgenden Fig. 9 bis 13 in vergrößerter Dar
stellung näher erläutert ist.
Der Kolben 116 teilt den durch das Gehäuse 104a begrenzten Wandlerinnen
raum in zwei Kammern 117, 118, die bei eingerückter oder schlupfender Wand
lerüberbrückungskupplung 113 bis auf einen sich in Abhängigkeit der Wirkung
der Strombegrenzungseinrichtung 122 einstellenden Druckmediumsflusses
gegeneinander abgedichtet sind. Die Zuleitung von Druckmedium erfolgt in die
sem Ausführungsbeispiel des Drehmomentwandlers 101 durch eine radial zwi
schen dem Getriebehals 108a und dem Wandlerhals 104e geführten Drucklei
tung 119a in die Kammer 118, die Ableitung aus der Kammer 117 über eine
Hohlbohrung 107b in der Getriebeeingangswelle 107, die in eine radial zwischen
dem Getriebehals 108a und der Getriebeeingangswelle 107 vorgesehene Ab
leitung 119b mündet. Getriebehals 108a und Getriebeeingangswelle 107 sind
mittels des Gleitlagers mit Dichtfunktion 108b gegeneinander gelagert und abge
dichtet, so dass Druckmedium aus der Ableitung 119b nicht in die Kammer 118
gelangen kann.
Durch eine Erhöhung des Druckmediumsdrucks in der Kammer 118 gegenüber
der Kammer 117 wird der Kolben 116 axial verlagert und das Reibeingriffsmittel
121 mit den Reibeingriffsflächen 114, 115 gebildet aus den Reibpartnern 114',
115' bildet einen Reibeingriff und übertragen ein Drehmoment vom Gehäuse
104a über die Gehäusewand 104 auf den Kolben 116. Durch die Einstellung
eines höheren Drucks in der Kammer 117 wird der Reibeingriff zwischen den
Teilen 114, 115 getrennt und das zu übertragende Drehmoment wird vom Pum
penrad 105 über das Turbinenrad 106, die Nabe 106a auf die Getriebeein
gangswelle 107 übertragen. Das bei geschlossener oder schlupfender Wand
lerüberbrückungskupplung 113 in den Kolben 116 eingeleitete Drehmoment
wird weiter in die Nabe 106a und dort in die Getriebeeingangswelle 107 einge
leitet. Hierzu ist der Kolben über einen Torsionsschwingungsdämpfer 123 mit
Verdrehspiel im Bereich der Wirkung des Torsionsschwingungsdämpfer 123 mit
der Nabe 106a drehfest verbunden, wobei am Außenumfang des Torsions
schwingungsdämpfer 123 dessen Eingangsteil 123a, hier bestehend aus zwei
Scheibenteilen, mit dem der Kolben 116 fest verbunden, beispielsweise vernietet
ist und dessen Ausgangsteil 123b, das hier als Flanschteil axial zwischen den
beiden Scheibenteilen des Eingangsteils 123a angeordnet ist, drehfest und axial
verlagerbar, beispielsweise mittels einer Verzahnung auf der Nabe 106a ange
ordnet ist. Zwischen Ausgangsteil 123b und Eingangsteil 123a sind Energiespei
cher 123c angeordnet, entgegen deren Wirkung Eingangs- und Ausgangsteil
123a, 123b gegeneinander relativ verdrehbar sind, wozu diese über entspre
chende Beaufschlagungs-, Aufnahme- und Abstützeinrichtungen verfügen. Es
versteht sich, dass Anschläge der beiden Teile 123a, 123b die Wirkung der
Energiespeicher mit zunehmendem Winkel begrenzen können. Weiterhin kann
eine Reibeinrichtung, wie beispielsweise ein axial zwischen den Teilen 123a,
123b wirksamer Energiespeicher 123d vorgesehen sein.
Der Drehmomentwandler 101 ist mittels eines Zapfens 104f, der mit dem Ge
häuse 104a fest verbunden und vorteilhafterweise mittels einer aus der Gehäu
sewand 104 axial ausgestellten Nietwarze 104g zentriert oder aus der Gehäu
sewand 104 geformt ist und in eine Öffnung 103c der Kurbelwelle 103 axial
eingreift, mit der Kurbelwelle 103 verdrehbar verbunden. Die Lagerung erfolgt in
der Weise, dass ein Winkel- und/oder Axialversatz der Getriebeeingangswelle
107 gegen die Kurbelwelle 103 ausgeglichen werden kann. Die axialen Vor
sprünge 103a der Kurbelwelle bilden durch ihr Profil eine Einführhilfe für den
Zapfen 104f bei der Montage.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, mittels der ausgestellten Nietwarze 104g auch
den Zapfen 104f, der auch hülsenförmig oder topfförmig ausgestaltet sein kann,
am Gehäuse 104a zentriert zu befestigen, das heißt mit diesem zu vernieten,
wobei eine zusätzliche Befestigung - wie beispielsweise die hier gezeigte Ver
schweißung - entfallen kann. Es versteht sich, dass diese Ausführung auch für
alle anderen Wandlerbauarten mit einem Pilotlager in der Kurbelwelle vorteilhaft
sein kann. In diesem Zusammenhang kann es auch vorteilhaft sein, eine ent
sprechende Aufnahme, das heißt Zentrierung und/oder Lagerung, für die Getrie
beeingangswelle auszubilden, indem ein hülsenförmiges Bauteil an der Ge
häuseinnenwand des Wandlers vorgesehen wird, in das die Getriebeeingangs
welle eingeführt wird. Dieses Bauteil kann vorteilhafterweise mittels einer aus der
Gehäusewand ausgestellten Nietwarze befestigt sein.
Fig. 3 zeigt einen Drehmomentwandler 201, der sich im wesentlichen vom
Drehmomentwandler 101 der Fig. 1 durch eine geänderte Ausgestaltung der
Wandlerüberbrückungskupplung 213 unterscheidet. Hierbei ist der Kolben 216
im Bereich seines Außenumfangs axial verlagerbar und drehfest mit der Gehäu
sewand 204 verbunden. Ein für alle Drehmomentwandler dieser Art besonders
vorteilhaftes Ausgestaltungsbeispiel sieht einen Kolben 216 vor, der mit dem
Gehäuse 204 mittels über den Umfang verteilter Blattfedern 216a verbunden ist,
wobei jeweils ein Ende der Blattfedern 216a am Kolben 216 und deren anderes
Ende mit der Gehäusewand 204 fest verbunden ist. Dabei kann es besonders
vorteilhaft sein, im Bereich der Gehäusewand 204 eine Vernietung vorzusehen,
die aus axial ausgestellten beziehungsweise aus der Gehäusewand 204 ausge
formten Nietwarzen 204h gebildet ist. Es kann auch vorteilhaft sein zusätzlich
oder alternativ im Kolben 216 entsprechende Nietwarzen vorzusehen.
Die verdrehbare Anordnung des Kolbens 216 auf der Nabe 206a wird durch ein
Axiallager wie beispielsweise der Gleitringscheibe 206d erleichtert. Die
Drehmomenteinleitung von der Gehäusewand 204 bei geschlossener oder
schlupfender Wandlerüberbrückungskupplung 213 auf die Getriebeeingangs
welle 207 erfolgt über die Reiblamelle 223d, die im Bereich ihres Außenumfangs
und radial innerhalb der Nietwarzen 204h beidseitig Reibbeläge 214a', 214b'
aufweist, die mit den Gegenreibflächen 215a', 215b' einen Reibeingriff bilden,
und die mit dem Eingangsteil 223a des Torsionsschwingungsdämpfer 223 fest
verbunden, beispielsweise vernietet ist. Das Ausgangsteil 223b des Torsions
schwingungsdämpfer 223 ist drehfest und axial verlagerbar mit der Nabe 206a,
beispielsweise mittels der Verzahnung 223e verbunden, wobei das Ausgangsteil
zur Bildung dieser radial innen in axiale Richtung umgeformt sein kann. Die
Ausgestaltung des Torsionsschwingungsdämpfer 223 ist dem Torsionsschwin
gungsdämpfer 123 der Fig. 1 ähnlich.
Der Reibeingriff der Wandlerüberbrückungskupplung 216 erfolgt an zwei Reib
belägen, wodurch durch die erhöhte Reibfläche das zu übertragende Reibmo
ment erhöht oder die Reibbeläge geometrisch unter Verminderung des Bau
raums angepasst werden können. Die Strombegrenzungseinrichtung bezie
hungsweise Stromregeleinrichtung 222 kann an einem oder beiden Reibeingrif
fen 214a, 215a und/oder 214b, 215b vorgesehen sein. Vorteilhafte Ausgestal
tungsbeispiele sind im Detail in den Fig. 22 bis 25 gezeigt und näher erläu
tert.
Fig. 4 zeigt ein dem Drehmomentwandler 201 der Fig. 3 ähnliches Ausfüh
rungsbeispiel eines Drehmomentwandlers 301, der ohne antriebsseitige Anbin
dung und ohne Getriebeeingangswelle dargestellt ist, wobei die Unterschiede im
wesentlichen in der Ausgestaltung und Wirkungsweise der Wandlerüberbrüc
kungskupplung 313 und des Torsionsschwingungsdämpfer 323 liegen. Der we
sentliche Vorteil dieses Ausführungsbeispiels liegt in der Verwendung des Tor
sionsschwingungsdämpfers 323 als Turbinendämpfer und als Torsionsschwin
gungsdämpfer für die Wandlerüberbrückungskupplung 313. Hierzu ist das Ein
gangsteil 323a sowohl mit der Nabe 306a, auf der das Turbinenrad 306 drehfest
angeordnet ist, als auch mit der Reiblamelle 323d drehfest verbunden, so dass
Drehmoment vom Turbinenrad 306 und von der Wandlerüberbrückungskupp
lung 313 in das Eingangsteil 323a eingespeist werden kann. Das Eingangsteil
323a ist hierzu mittels eines Formschlusses wie der Verzahnung 323e mit der
Nabe 306a verbunden, die Reiblamelle 323d ist radial außerhalb der Energie
speicher 323c mit dem Eingangsteil 323a fest verbunden, beispielsweise ver
nietet. Die Nabe 306a ist gegenüber der - nicht dargestellten - Getriebeein
gangswelle verdrehbar angeordnet, wobei ein Nabenteil 306f mittels der Verzah
nung 307b mit der Getriebeeingangswelle drehfest verbunden und die Nabe 306a
verdrehbar am Außenumfang des Nabenteil 306f verdrehbar, beispielswei
se unter Zwischenlegung eines Lagers, beispielsweise eines Gleitlagers 306g
oder eines Wälzlagers, aufgenommen werden kann. Das Ausgangsteil 323b des
Torsionsschwingungsdämpfers 323 ist fest mit dem Nabenteil 306f verbunden,
beispielsweise geschweißt wie laser-, impuls- oder punktgeschweißt oder ver
stemmt. Ein weiteres, zur günstigeren Räumung der Verzahnung 307b separat
ausgestaltetes Nabenteil 306h kann die Nabe 306a zusätzlich radial außen an
deren Innenumfang aufnehmen, beispielsweise mittels eines Presssitzes, und
auf der Getriebeeingangswelle abstützen, wobei Lagerstellen zur Relativverdre
hung zwischen Getriebeeingangswelle und Nabenteil 306h vorgesehen sein
können.
Die Dämpfung von Torsionsschwingungen erfolgt durch eine Relativverdrehung
von Eingangs- und Ausgangsteilen 323a, 323b entgegen der Wirkung der Ener
giespeicher 323c und einer Reibeinrichtung, die durch den axial wirksamen,
zwischen dem Seitenteil 323b' und dem Eingangsteil 323a verspannten Energie
speicher 323d und/oder durch das Reibmoment des Gleitlagers 306g oder vor
zugsweise an der Reibstelle 323b" gebildet werden kann. Das mit dem Aus
gangsteil 323b über den Umfang verteilte Nieten 323f verbundene Seitenteil
323b' sowie das Ausgangsteil 323b umschließen das Eingangsteil 323a, das
radial außen mittels den Nieten 323f' mit der Reiblamelle 323d verbunden ist,
axial und bilden Beaufschlagungs-, Aufnahme- und/oder Abstützeinrichtungen
für die Energiespeicher 323c, beispielsweise über den Umfang verteilte, gege
benenfalls ineinander geschachtelte Schraubendruckfedern, und gegebenen
falls Anschläge zur Begrenzung der maximalen Verdrehbarkeit gegeneinander.
Die Fig. 5 und 6 zeigen Ausführungsbeispiele von Drehmomentwandlern
401, 401a, die ähnlich sind und deren Gemeinsamkeiten unter Verwendung
gleicher Bezugszeichen beschrieben werden, im Teilschnitt. In einem von der
Antriebseinheit angetriebenen Gehäuse 404a mit drehfest mit diesem verbunde
nem Pumpenrad 405 sind Turbinenrad 406, Leitrad 410 und die Wandlerüber
brückungskupplung 413. Der Kolben 416 ist axial auf der Nabe 406a gelagert
und mit einer Mitnehmerscheibe 416b, die drehfest und axial verlagerbar mittels
der Verzahnung 416c auf der Nabe 406a aufgenommen ist, beispielsweise mit
tels über den Umfang verteilter Nieten 416d verbunden. Die Funktion der Mit
nehmerscheibe 416b kann in einem weiteren Ausführungsbeispiel in Eingangs-
und Ausgangsteil eines Torsionsschwingungsdämpfers aufgeteilt sein, wobei die
se relativ entgegen der Wirkung zumindest eines Energiespeichers und gegebe
nenfalls einer Reibeinrichtung verdrehbar sind. Ausgangs- und/oder Ein
gangsteil können hierzu aus mehreren Scheibenteilen gebildet sein, das Ein
gangsteil kann zusätzlich oder alternativ eine Verbindung zum Turbinenrad 406
oder einem mit dieser verbundenen Bauteil aufweisen.
Der Reibeingriff zwischen dem Kolben 416 als abtriebsseitigem Bauteil und dem
Gehäuse 404a als antriebsseitigem Bauteil wird durch die Reibpartner 414', 415'
mit den Reibeingriffsflächen 414, 415 gebildet. Die antriebsseitige Reibeingriffs
fläche wie Reibpartner 415 ist auf einem sich vom Gehäuseinnenumfang nach
radial innen erstreckenden, mit dem Gehäuse 404a fest verbundenen Flanschteil
404i angeordnet, das am Gehäuse 404a axial angeflanscht und befestigt, bei
spielsweise verschweißt sein, sich zuerst in Richtung Antriebseinheit erstrecken
und radial nach innen umgeformt sein kann. Eine Reibeingriffsfläche 414, 415
kann durch einen Reibbelag gebildet sein, der auf dem Kolben 416 oder auf dem
Flanschteil 404i aufgebracht sein kann. Die Wandlerüberbrückungskupplung 413
kann im Bereich des Reibeingriffs eine Strombegrenzungseinrichtung 422 auf
weisen, die wie in den übrigen Ausführungsbeispielen unter dem Index x22,
wobei x für die entsprechende Ausgestaltung steht, unter Rücksichtnahme auf
die geänderten Geometrie unter Verwendung des Flanschteils 404i, das zu
diesem Zweck die Funktion einer Gehäusewand wie beispielsweise entspre
chend der Wand 104 der Fig. 2 des Gehäuses 404a übernehmen kann.
Die Funktionsweise der Drehmomentwandler 401, 401a zur Ansteuerung der
Wandlerüberbrückungskupplung 413 mittels Druckmedium, sieht einen verän
derten Druckmittelfluss gegenüber den beispielsweise in den Fig. 1 bis 4
gezeigten Drehmomentwandlern 1, 101, 201, 301 vor. Bei den Drehmoment
wandlern 401, 401a wird zum Schließen oder zum schlupfenden Betrieb der
Wandlerüberbrückungskupplung 413 das Druckmittel zuerst in die Kammer 417
und von dort über die Strombegrenzungseinrichtung 422 in die Kammer 418
eingeleitet und anschließend abgeführt. Durch die Bildung eines Differenzdrucks
zwischen den Kammern 417 und 418 mit einem höheren Druck in der Kammer 417
wird die Wandlerüberbrückungskupplung 413 geschlossen oder schlupfend
betrieben, bei höherem Druck in der Kammer 418 wird die Wandlerüberbrüc
kungskupplung 413 geöffnet. Es kann auch vorteilhaft sein, die Wandlerüber
brückungskupplung 413 mittels eines Energiespeichers bei nachlassendem
Druck in der Kammer 417 selbstöffnend auszugestalten, wobei beispielsweise
zwischen der Nabe 406a und dem Koben 416 ein axial wirksamer Energiespei
cher vorgesehen sein kann. Der Vorteil dieser Druckmediumsführung kann darin
liegen, dass durch den schlupfenden Betrieb der Wandlerüberbrückungskupp
lung 413 erwärmtes Druckmedium nicht direkt über eine Ableitung wärmeemp
findlichen Bauteilen, beispielsweise im Getriebe zugeführt sondern vorher eine
Durchmischung in der Kammer 418 mit weniger angewärmtem Druckmedium
erfolgen kann. Weiterhin kann kühleres, beispielsweise über eine Kühleinrich
tung vorgekühltes Druckmedium in kleineren Mengen direkt - und nicht durch
den Wandler angewärmt - an die Reibeingriffsflächen 414, 415 herangeführt
werden.
Zusätzlich oder alternativ - auch in anderen Drehmomentwandlern ohne geän
derte Druckmediumsführung vorteilhaft - kann wie in den Ausführungsbeispielen
401, 401a gezeigt eine zusätzliche Kühleinrichtung 427a, 427b vorgesehen sein,
die für eine erhöhte Verwirbelung beziehungsweise einen erhöhten Druckmedi
umsfluss am Flanschteil 404i oder beispielsweise in anderen Ausführungsbei
spielen am Kolben im radialen Bereich des Reibeingriffs bei einer Relativverdre
hung dieser gegen das Turbinenrad 406 sorgt. Hierzu sind beispielsweise am
Turbinenrad 406 der Fig. 5 über den Umfang verteilte Schaufeln 428a vorge
sehen, die beispielsweise aus dem Turbinenrad 406 ausgestellt oder mit diesem
einen Formschluss bilden oder an diesem befestigt, beispielsweise vernietet
oder verschweißt sein können. Die Schaufeln 428 können dabei auch durch
einzelne, nicht umgebogene Laschen gebildet sein, mittels derer ansonsten die
Turbinenschaufeln 406' mit dem Turbinenrad 406 formschlüssig durch umlegen
der Laschen verbunden werden. Die Kühleinrichtung 427a führt hierbei mittels
der Schaufeln 428a durch einen Reibkontakt der Reibpartner 414, 415 im
schlupfenden Betrieb erwärmtes Druckmedium ab und führt kühleres Druckme
dium aus dem Volumen der Kammer 418 zu beziehungsweise verwirbelt das
Druckmedium an der Oberfläche der Kühlfläche des Flanschteils 404i, so dass
bei Spitzenerwärmungen das Abführen der Wärme zu einer gleichmäßigeren
Wärmebelastung beziehungsweise -verteilung an den Reibpartnern 414, 415
und damit zu einer schonenderen Erwärmung des Druckmediums führt. In glei
cher Weise wirkt die Kühleinrichtung 427b des Ausführungsbeispiels 401a mit
dem Unterschied, dass die Schaufeln 428b aus einem Scheibenteil 428c gebil
det, beispielsweise aus diesem ausgestellt oder mit diesem verbunden sind und
das Scheibenteil 428c mit dem Turbinenrad 406 verbunden, beispielsweise an
dessen Innenumfang mit dem Turbinenrad 406 verschweißt ist.
Fig. 7 zeigt ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel eine Drehmomentwandlers
501 im Schnitt mit einer drehfest mit dem Gehäuse 504a, beispielsweise mittels
einer im fest mit dem Gehäuse 504a verbundenen Zapfen 504f vorgesehenen
Verzahnung verbundenen Nebenabtriebswelle 507c, die in der hohlgebohrten,
von dem Gehäuse über den Wandler mit Drehmoment der Antriebseinheit be
aufschlagten Getriebeeingangswelle 507 geführt ist. Auf einem axialen Vor
sprung des Zapfens 504f ist axial verlagerbar und drehfest gegenüber dem
Zapfen 504f ein Hilfskolben 516e aufgenommen, der an seinem Außenumfang
an einem axial verlaufenden Gehäuseteil des Gehäuses 504a abgedichtet ist, so
dass durch den Hilfskolben 516e eine Kammer 518a gebildet wird, die zur Axial
verlagerung des Hilfskolbens 516e mit Druckmedium beaufschlagbar ist. Der
Hilfskolben 516e steht in Anschlagkontakt mit dem axial verlagerbaren, auf ei
nem Vorsprung 506i der mit der Getriebeeingangswelle 507 axial verlagerbar
und drehfest verbundenen Nabe 506a angeordneten Kolben 516, der das ab
triebsseitige Teil der Wandlerüberbrückungskupplung 513 bildet oder ist mit
diesem axial fest verbunden, beispielsweise verschweißt, verrastet oder ver
punktet. Das antriebsseitige Teil wird durch das mittels eines Formschlusses
drehfest am Gehäuse 504a angeordnete und axial durch den Anschlag 504k
begrenzte, radial sich nach innen erstreckende Flanschteil 504i gebildet, wobei
der Formschluss durch eine Außenprofilierung, beispielsweise eine Außenver
zahnung gebildet sein kann, die in ein komplementär ausgestaltetes, vorzugs
weise aus dem Gehäusematerial ausgeformtes, beispielsweise durchgestelltes
Innenprofil des Gehäuses 504a eingreift. Der Reibeingriff erfolgt auf eine
Reiblamelle 523d über die Reibeingriffsflächen 514a, 514b, 515a, 515b, wobei
die Reibeingriffsflächen 514a, 514b durch Reibbeläge gebildet sein können, die
bevorzugt an der Reiblamelle 523d befestigt sind und zur Bildung einer Verbin
dung einen Kanal wie beispielsweise ein Nutmuster 530 aufweisen können. Die
Reiblamelle 523d ist unter Zwischenschaltung eines Torsionsschwingungs
dämpfers 523 - wie bereits in Fig. 3 unter 223 beschrieben - drehfest und axial
verlagerbar auf der Nabe 506a radial außerhalb und vorzugsweise auf gleicher
axialer Höhe wie der Kolben 516 angeordnet.
Bei eingerückter oder schlupfender Wandlerüberbrückungskupplung 513 trennt
der Kolben 516 in Verbindung mit den Reibpartnern 514a, 514b, 515a, 515b
unter Bildung der Strombegrenzungseinrichtung 522 das Wandlervolumen in
zwei Kammern 517, 518 ab. Zur Ansteuerung der Wandlerüberbrückungskupp
lung 513 wird die Kammer 518a ein Druckmediumsdruck angelegt, der gegen
über dem Druck in der Kammer 518 zum Einrücken der Kupplung 513 höher und
zum Ausrücken dieser kleiner ist. Die Zuleitung des Druckmediums zur Kammer
518a erfolgt über eine mit der - nicht dargestellten - Druckversorgungseinrichtung
in Verbindung stehende Leitung 504p im Leitradstutzen 504e, der an seinem
Innenumfang mittels der Bohrung 504n mit der Bohrungen 507e, 507f in der
Getriebeeingangswelle 507 beziehungsweise der Nebenabtriebswelle 507c in
Verbindung steht, so dass das Druckmedium in den in der Nebenabtriebswelle
507c geführten Kanal 507d und von dort über den Stichkanal 5041 in die Kam
mer 518a gelangt und diese mit dem vorgegebenen Druck beaufschlagt. Die
Beaufschlagung der Kammer 118a mit Druck ist vorteilhafterweise bei vorliegen
dem Ausführungsbeispiel unabhängig von der Durchströmung der Strombegren
zungseinrichtung 522, das heißt, die Kammern 517, 518 können unabhängig
vom in der Kammer 518a anliegenden Druck durchströmt werden. Die Strö
mungsrichtung und -reihenfolge, in der die Kammern 517, 518 angeströmt wer
den, kann dem Anwendungsfall entsprechend ausgestaltet werden, in dem
gezeigten Ausführungsbeispiel 501 wird zuerst die Kammer 517 mit Druckmedi
um versorgt. Die Versorgung der Kammern 517 erfolgt durch eine weitere Ver
bindungsleitung 504p' und eine sich anschließende Axialbohrung 504o im dreh
festen Leitradstutzen 504e durch die mit einer Öffnung 504q versehene Nabe
506a. Über die Kammer 517 und die Nuten 530 gelangt das Druckmedium in die
Kammer 518 und wird über die Öffnung 504r in eine im Leitradstutzen 504e
vorgesehene - in diesem Schnitt nicht ersichtliche - Ableitung abgeführt. Der
Vollständigkeit halber seien die Öffnungen 504m, 504d im Leitradstutzen 504e
beziehungsweise in der Getriebeeingangswelle 507 erwähnt, über die das sich
anschließende Getriebe, beispielsweise ein Drehmomentfühler eines CVT-
Getriebes in Verbindung mit einer weiteren oder einer der Leitungen 504p, 504p'
und der Leitung 519a zwischen Nebenabtriebswelle 507c und Getriebeein
gangswelle 507 mit Druckmedium versorgt wird. Es versteht sich, dass einzel
nen Bohrungen und Öffnungen zur Bildung einzelner Zuleitungen zu verschiede
nen Kammern gegeneinander abgedichtet sind.
Es versteht sich, dass weitere Ausführungsbeispiele mit einem Hilfskolben 516e
unter Ausbildung einer separat ansteuerbaren Druckkammer 518a auch für
Drehmomentwandler ohne Nebenabtrieb und/oder ohne Strombegrenzungsein
richtung 522 vorteilhaft sein kann. Die hierzu nötigen Auswahl an Druckmedi
umsleitungen wird dabei in Abhängigkeit von der Ausführungsweise eines derar
tigen Ausführungsbeispiel vorgesehen. Weiterhin kann der Druckmediumsfluss
von Drehmomentwandlern durch speziell angeordnete Ventile begrenzt werden.
Beispielsweise kann eine Strombegrenzungseinrichtung - wie beispielsweise die
Strombegrenzungseinrichtung 522 - ein Strombegrenzungsventil enthalten, das
den Druckmediumsfluss in Abhängigkeit von der Temperatur steuert, so dass
beispielsweise bei entstehender Erwärmung des Druckmediums bei schlupfen
der Wandlerüberbrückungskupplung der Druckmediumsfluss gesteigert wird.
Hierzu muß das Strombegrenzungsventil nicht direkt im Bereich des Reibein
griffs angeordnet sein, es kann vielmehr ausreichend sein, in diesem Bereich
einen Temperatursensor anzuordnen.
In Fig. 8 ist ein Ausführungsbeispiel eines Drehmomentwandlers 601 im Schnitt
gezeigt, der mit dem Drehmomentwandler 101 der Fig. 1 ähnlich ist und im
Unterschied zu diesem eine spezielle Ausgestaltung des Kolbens 616 zur Aus
bildung der Strombegrenzungseinrichtung 622 aufweist. Weiterhin ist eine ent
sprechende Form und Ausgestaltung der Reibeingriffsflächen 614, 615 mit
Reibpartnern 614', 615' vorgesehen, die in den 16a und 16b näher erläutert ist.
Der Kolben 616 mit über den Umfang verteilten elastischen Druckspeichern 629
ist in den Fig. 14 und 15 näher dargestellt und erläutert.
Die Fig. 9 bis 12 zeigen Ausführungsbeispiele X(9) bis X(12) der Strombe
grenzungseinrichtung 122 der Fig. 2 im Detail. X(9) der Fig. 9 zeigt dabei
einen Kolben 116 und einen Gehäuseausschnitt der Gehäusewand 104 mit
einer der Wandlerüberbrückungskupplung 113 zugewandten Kühlfläche 104k
und mit über den Umfang verteilten radial ausgerichteten Nuten 130, die in die
Gehäusewand 104 eingeprägt sind. Dabei bildet die nicht eingeprägte Fläche die
antriebsseitige Reibeingriffsfläche 114 und der auf dem Kolben 116 befestigte
Reibbelag 115' die abtriebsseitige Reibeingriffsfläche 115. Im geschlossenen
und schlupfenden Betrieb der Wandlerüberbrückungskupplung 113 befinden
sich die Reibeingriffsflächen 114, 115 in Reibeingriff zueinander, ein Druckmedi
umsfluss kommt lediglich über die Nuten 130 zustande. Der Querschnitt, der sich
aus der Tiefe und Breite der Nuten 130 bildet sowie die Anzahl der über den
Umfang verteilten Nuten 130 ist dabei maßgeblich für den Druckmediumsfluss
bei einer vorgegebenen Temperatur und damit eingestellter Viskosität des
Druckmediums. Bei einer Erhöhung der Druckmediumstemperatur durch ein
Reibmoment der beiden Reibeingriffsflächen 114, 115, während die Wand
lerüberbrückungskupplung 113 schlupft, wird das durch die Nuten 130 gedrückte
Druckmedium erwärmt, indem es die entstehende Wärme an den Reibeingriffs
flächen aufnimmt. Dadurch verringert sich dessen Viskosität und erhöht bei
vorgegebenem Druck dessen Durchfluss. Entsprechende Auslegung der Nuten
130 optimiert zumindest die Kühlung der Reibeingriffsflächen 114, 115 sowie
den Durchfluss bei schlupfender und nicht schlupfender Wand 113. Diese Art
der Anordnung ergibt daher ein Ausführungsbeispiel einer Strombegrenzungs
einrichtung 22, 122, die schlupfabhängig ist. Es versteht sich, dass in speziellen
Fällen die Nuten 130 unter Gesichtspunkten der Kühlung so optimiert werden
können, dass eine nahezu viskositätsunabhängige Betriebsweise möglich sein
kann.
Für vorteilhafte Ausgestaltungsbeispiele hat sich gezeigt, dass die radiale Länge
L der Nuten 130 wie in einer Ansicht eines Ausschnitts aus der Gehäusewand
104 in Fig. 13 gezeigt im Bereich 10 mm < L < 50 mm in besonders vorteilhaften
Ausgestaltungsbeispielen zwischen 10 mm < L < 30 mm betragen kann. Dabei ist
die Länge L der Nuten 130 vorzugsweise größer als die Länge des Querschnitts
Reibbelags 115 in radiale Richtung, so dass das Druckmedium durch diesen
nahezu ungehindert in die Nuten 130 ein- und ausströmen kann. Unter hydrody
namischen Gesichtspunkten ist die Länge L der Nuten 130 sowie deren Quer
schnittsfläche sowie das Verhältnis zwischen Nuttiefe t und Nutbreite b maßge
bend. Ein Schnitt entlang der Linie A-A der Fig. 13 zeigt in Fig. 13a den Quer
schnitt eines Teils der Gehäusewand 104 mit einer Nut 130 mit der Nuttiefe t und
der Nutbreite b und einer optional gerundeten Kante 130'. Es hat sich als vorteil
haft erwiesen, die Nutbreite b zwischen 0,2 und 20 mm, vorzugsweise zwischen
0,5 und 1 mm und die Nuttiefe t kleiner 0,3 mm vorzugsweise kleiner 0,15 mm zu
wählen. Es versteht sich, dass nicht nur rechteckige Nuten 130 vorteilhaft sein
können sondern dass die Form der Nuten 130 insbesondere zu einer bezüglich
der Fläche zwischen Nuten 130 und erhabenen Zwischenraum 130a gleichmä
ßigen Verteilung in radiale Richtung trapezförmig mit der breiteren Grundseite
radial außen ausgestaltet werden kann. Weiterhin können die Nuten 130 Rich
tungsanteile in Umfangsrichtung aufweisen, so dass beispielsweise eine erhöhte
Flussrate des Druckmediums mit zunehmender Drehzahl des die Nuten 130
tragenden Bauteils erfolgen kann.
Der Gesamtfluss wird neben der Ausgestaltung der einzelnen Nuten 130 durch
deren Anzahl bestimmt. Eine Anzahl zwischen 8 und 400, vorzugsweise zwi
schen 100 und 300 Nuten hat sich als vorteilhaft erwiesen.
Das Einbringen der Nuten 130 der Fig. 13 kann mittels Press-, Erodier-, Fräs
verfahren oder dergleichen erfolgen. In der Fig. 9 sind hierzu Nuten 130 gezeigt
die eingepresst sind. Fig. 10 zeigt eine Detail X(10) mit eingepressten Nuten
130b, die in der Deckelwand 104 durchgestellt sind, das heißt, auf der anderen
Seite der Gehäusewand 104 als erhabene Ausprägungen 130c ausgestellt sind.
Die Pressrichtung der beiden Ausgestaltungsbeispiele ist von der Reibein
griffsseite 114 her. Das Detail X(11) der Fig. 11 zeigt eine antriebsseitige Rei
beingriffsfläche 114, die gegenüber der Gehäusewand 104 axial erhaben aus
gebildet ist, wobei über den Umfang verteilt nicht erhaben ausgeprägte - in
dieser Darstellung nicht ersichtlicher - Nuten vorgesehen sind. Die Ausbildung
kann mittels eines axial von der der Reibeingriffsfläche 114 abgewandten Seite
der Gehäusewand 104 eingebrachten Nutenmusters 130e mit über den Umfang
verteilten Nuten erfolgen, wobei die erhabenen Ausprägungen 114 durch das
Material der Gehäusewand 104 durchgestellt sind.
Das Detail X(12) des Ausführungsbeispiels 101 der Fig. 2 sieht eine Ausfüh
rung ohne Nuten unter Verwendung eines für Druckmedium durchlässigen Mate
rials, beispielsweise Sintermaterialien, poröse Keramik, poröse, temperaturbe
ständige organische Materialien wie Kunststoff, poröses Glas und dergleichen
vor, das als Reibpartner mit einer antriebsseitigen Reibeingriffsfläche 114 einen
Reibeingriff mit der abtriebsseitigen Reibeingriffsfläche 115, beispielsweise eines
Reibbelags, der auf einem Kolben 116 aufgebracht ist, bildet. Wird die hier offen
dargestellte Wandlerüberbrückungskupplung 113 geschlossen oder schlupfend
betrieben, wird Druckmedium durch die poröse Schicht 131 in Form eines
Scheibenteils gedrückt. Dabei wird bei Entwicklung von Reibungswärme durch
Schlupf diese auf das Druckmedium übertragen und abgeführt. Der Durchfluss
ergibt sich unter anderem in Abhängigkeit von der von der Reibungswärme ein
gestellten Druckmediumstemperatur und der Porosität des Scheibenteils 131.
Das Scheibenteil 131 ist mit dem es aufnehmenden Teil wie hier der Gehäuse
wand 104 fest verbunden, beispielsweise mittels Nieten 131a, beispielsweise
mittels ausgestellter Nietwarzen, vernietet, verklebt oder als Beschichtung auf
getragen. Es versteht sich, dass auch der Kolben 116 die poröse Schicht als
Scheibenteil tragen kann und entsprechend der Reibbelag mit der Reibeingriffs
fläche 114 auf der Gehäusewand 104 angeordnet sein kann. Weiterhin kann der
Reibbelag auf der porösen Schicht 131 angebracht sein und der Kolben 116
oder die Gehäusewand 104 direkt oder über eine weitere poröse Schicht eine
Gegenreibfläche bilden.
Die Fig. 14 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Kolbens 616 der Fig. 8 als
Teilansicht mit über den Umfang verteilten druckelastischen Speichern 629, die
auf dem Kolben 616 im wesentlichen dicht aufgebracht sind und mit diesem
entlang der Linie 629a fest verbunden, beispielsweise verklebt oder verschweißt
sind. Die druckelastischen Speicher 629 können auch aus einem Blechteil 629c
geformt sein, das beispielsweise ringscheibenförmig auf dem Kolben 616 aufge
bracht sein kann. Jeder druckelastische Speicher 629 ist nach außen mit einer
Öffnung 629b verbunden, die radial im Bereich der Reibeingriffsfläche 615 - wie
aus dem Schnitt des Kolbens 616 mit druckelastischen Speichern 629 und mit
ihnen kommunizierenden Öffnungen 629b entlang der Linie A1-A1 in der Fig.
15 ersichtlich wird - angeordnet ist. In Abhängigkeit vom im Druckspeicher 629
und dem außen anliegenden Druck verändert der druckelastische Speicher sein
Volumen und wird über die Öffnung 629b befüllt oder entleert. Dabei erfolgt die
Volumenänderung über eine Elastizität des Materials, beispielsweise dünnes
Blech, Gummimaterialien, eine Mischung dieser oder dergleichen, in dem ge
zeigten Beispiel dünnes Blech.
Die Ansteuerung der Befüllung und Entleerung der über den Umfang verteilten
druckelastischen Speicher übernimmt unter Ausbildung der Strombegrenzungs
einrichtung 622 der Fig. 8 die Ausgestaltung der Reibeingriffsflächen 614, 615,
die in den Fig. 16a bis 18b anhand von vorteilhaften Ausgestaltungsbeispie
len des Drehmomentwandlers 601 der Figur im Detail dargestellt sind. Zur bes
seren Übersicht der Zugehörigkeit von Reibbelägen sind die Ausführungsbei
spiele jeweils in offener Position gezeigt, obwohl die Funktion nur im Reibeingriff
eintritt. Fig. 16a zeigt dabei die Ausgestaltung des Reibeingriffsmittels 621 mit
den Reibpartnern 614', 615', wobei der Reibpartner 614' als des Reibbelag aus
geführt ist und die Reibeingriffsfläche 614 bildet, während eines Entleerungs
vorgangs eines der druckelastischen Speichers 629 durch eine der im Kolben
616 vorgesehenen, über den Umfang verteilten Öffnungen 629b. Hierzu weist
der Reibbelag 614' über den Umfang verteilte, von radial innen zumindest bis auf
die radiale Höhe der Öffnung 629b und nach radial außen verschlossene Nuten
630 auf, die bei einer Relativverdrehung der Gehäusewand 604 gegenüber dem
Kolben 616 zeitweise die Öffnung 629b überschneidet. Der in der Kammer 618 -
entsprechend der Kammer 118 in Fig. 2 - anliegende Druck zur Axialververla
gerung des Kolbens 618 mit Bildung des Reibeingriffs der Reibeingriffsflächen
614, 615 ist höher als der in der Kammer 617 - entsprechend der Kammer 117
der Fig. 2 - und drückt daher den Druckmediumsinhalt des druckelastischen
Speichers 629, der wie gezeigt deformiert wird und auf Axialanschlag mit dem
Kolben 616 gehen kann, in die Kammer 617. Durch den Druckmediumsfluß
erfolgt eine Kühlung der sich während der Schlupfphase gegeneinander verdre
henden Reibeingriffsflächen 614, 615. Infolge weiterer Relativverdrehung dieser
wird der druckelastische Speicher 629 - wie in Fig. 16b gezeigt - wieder befüllt.
In dem Reibbelag sind dazu vorzugsweise mit den mit der Kammer 617 in Ver
bindung stehende Nuten 630 über den Umfang abwechselnde Nuten 630a vor
gesehen, die von radial außen zumindest auf die radiale Höhe der Öffnungen
629b und nach radial innen verschlossen geführt sind, so dass bei Überschnei
dung der Öffnungen 629b mit den Nuten 630a ein Druckausgleich stattfindet und
der druckelastische Speicher 629 wieder mit Druckmedium aus Kammer 618
befüllt wird. Der Befüll- und Entleervorgang der über den Umfang verteilten druc
kelastischen Speicher 629 erfolgt sukzessive entsprechend der Überschneidung
der Nuten 630, 639a mit den Öffnungen 629b solange, bis die Relativverdrehung
zum Stillstand kommt, die Wandlerüberbrückungskupplung 613 also eingerückt
ist oder ausgerückt wird. In diesem Sinne wirkt die Anordnung der druckelasti
schen Speicher 629 in Verbindung mit den Nuten 630, 630a als Stromregelein
richtung 622, wobei die Regelgröße der Schlupf ist. Vorteilhafterweise kann die
Anzahl der Öffnungen 629b und die Anzahl der Nuten 630, 630a so eingestellt
werden, dass die Wahrscheinlichkeit, dass durch sich rhythmisch wiederholen
des Überschneiden von Nuten 630, 630a und Öffnungen 629 mit nachfolgen
dem Befüllen und Entleeren der druckelastischen Speicher 629 eine Anre
gungsfrequenz zur Anregung des Drehmomentwandlers und/oder des anderer
Bauteile des Antriebsstrangs oder des Kraftfahrzeugs zu Schwingungen
und/oder Geräuschbildung niedrig ist oder derartige Vorgänge ganz ausge
schlossen werden können. Vorteilhaft sind Anzahlen von Öffnungen 629b bezie
hungsweise Nuten 630, 630a mit großen gemeinsamen Vielfachen, besonders
zueinander verschiedene Primzahlen.
Die Fig. 17a und 17b zeigen eine Abwandlung der Wandlerüberbrückungs
kupplung 613 der Fig. 16a und 16b als Wandlerüberbrückungskupplung 613a,
bei dem die druckelastischen Speicher 629 am Kolben 616 und der Reibpartner
Reibbelag 615' ebenfalls am Kolben 616 angeordnet ist. Der Reibbelag 615'
weist hierzu Öffnungen 629' auf, die sich mit den Öffnungen 629b des Kolbens
616 decken. Die Nuten 630, 630a sind in der Gehäusewand 104 eingearbeitet,
beispielsweise eingepresst, eingefräst oder erodiert.
Ein weiteres in der Darstellung der Fig. 18a und 18b entsprechend gezeigtes
Ausgestaltungsbeispiel einer den Wandlerüberbrückungskupplungen 613, 613a
ähnliche Wandlerüberbrückungskupplung 613c mit an der Außenseite des Trä
gerteils 604 angeordneten druckelastischen Speichern 629 mit auf dem Kolben
616 angebrachtem Reibbelag 614'. Die Öffnungen 629 sind durch das Gehäuse
604 geführt.
In den Fig. 19a bis 20b sind jeweils zwei Ausführungsbeispiele von Wand
lerüberbrückungskupplungen 213a, 213b im Detail gezeigt, die anstelle der
Wandlerüberbrückungskupplung 213 der Fig. 3 einsetzbar sind, wobei die
drehfeste Aufnahme des Kolbens 216 mittels der Blattfedern 216a entfällt und
ein Formschluss 216a - wie beispielsweise in Fig. 7 gezeigt - die drehfeste
Mitnahme mit dem Gehäuseteil 204 übernimmt. Die Wandlerüberbrückungs
kupplungen 213a, 213b in den Fig. 19a bis 20b sind zur besseren Übersicht
der Zugehörigkeit der einzelnen Komponenten zueinander geöffnet dargestellt,
die Funktion der Wandlerüberbrückungskupplungen 213a, 213b erfolgt jedoch in
geschlossener Form, das heißt bei in Reibeingriff stehenden Reibeingriffsflächen
214a, 214b, 215a, 215b. Fig. 19a zeigt die das Drehmoment an das Aus
gangsteil 206a des Wandlers 201 übertragende Reiblamelle 223d mit beidseitig
angeordneten Reibbelägen 214', 214". Die druckelastischen Speicher 229 sind
auf der der Reibeingriffsfläche 215a gegenüberliegenden Seite des Kolbens 216
angeordnet und jeweils mit einer Öffnung 229b versehen. Fig. 19a zeigt die
Befüllung der Speicher 229 über die Nuten 230, wobei das Druckmittel von der
Kammer 218 über den Formschluss 216a' und/oder über eine - nicht darge
stellte - Öffnung radial zwischen dem Formschluss 216a' und der Reibeingriffs
fläche 215a in die Speicher 229 geleitet wird. Die Nuten 230a sind in dem Reib
belag 214", der den Reibeingriff mit der Reibfläche 215b der Gehäusewand 204
bildet eingearbeitet. Zur Schaffung einer Verbindung zwischen den Öffnungen
229b weisen die Reibbeläge 214', 214" und die Reiblamelle 223d ebenfalls eine
Öffnung 229c auf. Die Entleerung der Speicher 229 des Ausführungsbeispiels
der Fig. 19a ist in Fig. 19b gezeigt. Hierzu sind Nuten 230 vorzugsweise ab
wechselnd mit den Nuten 230a über den Umfang angeordnet. Die Funktion der
Entleerung der Speicher 229 ist unter Fig. 16a erläutert.
Die Fig. 20a und 20b zeigen analog zu den vorhergehenden Fig. 19a
und 20a die Befüllung und Entleerung der druckelastischen Speicher 229, wobei
hierzu unterschiedlich die den Austauschvorgang von Druckmedium steuernden
Nuten 230, 230a in dem dem Kolben 216 zugewandten Reibbelag 214' vorgese
hen sind und damit die Öffnung 229c der Fig. 19a entfallen kann. Es versteht
sich, dass die Ausgestaltung der Reibeingriffsflächen 214a, 214b, 215a, 215b
der Fig. 19a bis 20b auch in einem einzigen Ausführungsbeispiel einsetzbar
ist, indem beide Reibbeläge 214', 214" entsprechende Nuten 230, 230a aufwei
sen und die druckelastischen Speicher 229 vorzugsweise alternierend durch die
Nuten 230, 230a des einen und des anderen Reibbelags 214', 214" befüllt und
entleert werden.
Fig. 21 zeigt ein dem Drehmomentwandler 201 der Figur ähnliches Ausfüh
rungsbeispiel mit einer hier im Detail gezeigten, geänderten Wandlerüberbrüc
kungskupplung 213d mit einer Reiblamelle 223d', einem mit dem Gehäuseteil
204 über einen Formschluss wie Blattfedern 216a axial verlagerbar und drehfest
verbundenen Kolben 216, der bei Axialverlagerung jeweils einen am Gehäuseteil
204 und am Kolben 216 angebrachten Reibbelag 214', 214" mit der Reiblamelle
223d' in Reibeingriff bringt. Die Reiblamelle 223d' weist im Bereich der Reibbe
läge 214', 214" ein sich über den Umfang abwechselndes Axialprofil 230b auf,
das in einem Schnitt entlang der Linie B-B in Fig. 22 näher erläutert ist. Hierbei
zeigt die Fig. 22 das Gehäuseteil 204 mit dem an ihm befestigten Reibbelag
214', die Reiblamelle 223d', den Kolben 216 mit dem an diesem befestigten
Reibbelag 214". Die Reiblamelle 223d' ist mit über den Umfang axial sich mit
Nuten 232a, 232b abwechselnden erhabene Reibflächen 233a, 233b versehen,
wobei die zum Reibbelag 214" hin erhabenen Reibflächen 233a zum Reibbelag
214' hin die Nuten 232a bilden und die zum Reibbelag 214' hin erhabenen Reib
flächen 233b die Nuten 232b am Reibbelag 214" bilden. Die Nuten 232a, 232b
bilden die Stromregeleinrichtung 222 zwischen den beiden Kammern 217, 218
durch Einstellung des Flusses in Abhängigkeit von der Temperatur und damit
von der Viskosität des Druckmediums. Bezüglich der Auslegung der Tiefe, Län
ge, Breite und Anzahl der Nuten 232a, 232b gelten die bereits zuvor anhand der
Wandlerüberbrückungskupplung 613a, 613b, 613c unter Berücksichtigung der
Verdoppelung der Nuten 232a, 232b durch Anlage an zwei Reibbeläge 214',
214" mit entsprechender Erhöhung dieser Anzahl beschriebenen Angaben.
Die Fig. 23 und 24 zeigen in Anlehnung an das Ausführungsbeispiel einer
Wandlerüberbrückungskupplung 113 im Detail X(12) der Fig. 12 den Einsatz
von porösen Materialien an einer Wandlerüberbrückungskupplung 213a mit
einer Reiblamelle 223d", an der zwei Sinterbeläge 231a - wie unter Fig. 12
näher beschrieben - befestigt sind und mit den Reibbelägen 214', 214" in Reib
kontakt bringbar sind. Es versteht sich, dass zumindest einer der Reibbeläge
214', 214" auch auf dem entsprechenden Sinterbelag 231a angeordnet sein
kann und der Reibeingriff mit dem Kolben 216 und/oder mit der Gehäusewand
204 erfolgt. Eine weitere Variante für eine Wandlerüberbrückungskupplung 213b
mit Sintermaterial zeigt Fig. 24. Hier ist die Reiblamelle 223d''' nur bis radial
innerhalb der Reibbeläge 214', 214" ausgeführt und mit einer sich nach radial
außen anschließenden Sinterscheibe 231b verbunden, beispielsweise vernietet,
die mittels der Reibflächen 215, 215a den Reibeingriff mit den Reibbelägen 214',
214" ausbildet.
Fig. 25 zeigt einen Ausschnitt einer Wandlerüberbrückungskupplung 613d mit
einem Reibeingriffsmittel 621 bestehend aus den Reibpartnern 614', 615' mit
den Reibeingriffsflächen 614, 615 und einem Kolben 616d, der die Kolben 116
der Fig. 2 oder 616 der Fig. 8 ersetzen kann, wodurch eine weitere vorteilhafte
Möglichkeit einer Stromregeleinrichtung 122 beziehungsweise 622 zwischen den
Kammern 617, 618 vorgeschlagen werden kann. Hierzu weist der Kolben 616d
einen Reibbelag 614' auf, in den über den Umfang verteilt Nuten 630d eingear
beitet sind, die von radial innen bis auf die radiale Höhe der Öffnungen 629b und
nach radial außen verschlossen eingearbeitet sind. Anstatt der druckelastischen
Speicher 629 der Fig. 8, 16a, 16b sind die Öffnungen 629b im Kolben 616d
direkt mit der Kammer 618 verbunden. Bei einer Relativverdrehung des Gehäu
seteils beziehungsweise der Gehäusewand 604 gegen den Kolben 616d über
schneiden sich die Öffnungen 629b und die Nuten 630d zeitlich und geben in
dieser Überschneidungszeit einen Pfad zwischen der Kammer 617 und der
Kammer 618 frei, durch den Druckmedium fließen kann, so dass während der
Schlupfphase zumindest der Reibbelag 614' durch das Medium gekühlt wird.
Wächst der Druck in der Kammer 618 zum Schließen der Wandlerüberbrüc
kungskupplung 613d durch eine Axialverlagerung des Kolbens 616d an, nimmt
die Relativverdrehung ab und kommt schließlich zum Stehen. Die Anzahl der
Öffnungen 629b und die Anzahl der Nuten 630d können dabei so abgestimmt
sein, dass die Wahrscheinlichkeit der Überschneidung sehr gering ist, beispiels
weise durch Wahl jeweils verschiedener Primzahlen als Anzahl für die Öffnun
gen 629b und Nuten 630d. Weiterhin kann - wie in dem Ausführungsbeispiel der
Fig. 25 gezeigt - eine Verschließeinrichtung 635 vorgesehen sein, der bei ho
hem Druck - und damit geschlossener Wandlerüberbrückungskupplung 613d
mit nicht mehr nötiger Kühlung des Reibbelags 614' - zumindest eine, vorzugs
weise alle Öffnungen 629b im wesentlichen dichtend verschließt.
Hierzu zeigt die Fig. 26 die Verschließeinrichtung 635 zum Verschließen der
Öffnungen 629b als Detail Y, die Fig. 27 das Detail V der Fig. 26 in Ansicht
aus der Richtung X und Fig. 28 ein Detail aus der Ansicht W der Fig. 25. Die
Verschließeinrichtung 635 wird aus axial verlagerbaren Zungen 635a gebildet,
die vorteilhafterweise aus einem ringförmigen, mit dem Kolben 616d fest ver
bundenen, beispielsweise verklebten oder verschweißten Ringteil 635b ausge
stellt sind. Die Verstellung der Zungen 635a über den vom Druckmedium ange
legten Druck erfolgt gegen die Rückstellkraft der Zungen 635a aufgrund der
elastischen Eigenschaften des Materials, beispielsweise Blech. Die Rückstell
kraft ist beispielsweise durch Wahl des Materials sowie dessen Dicke und der
gleichen so eingestellt, dass bei einem Druck, der die Wandlerüberbrückungs
kupplung 613d schließt, auch die Zungen 635a auf die Öffnungen 629b dichtend
gelegt werden. Bei nachlassenden Druck werden die Zungen 635a infolge ihrer
Rückstellkraft wieder in die öffnende Position zurückgestellt. Hierzu kann zusätz
lich vorgesehen sein, dass im Reibbelag 614' zumindest eine Nut nach radial
außen öffnend angeordnet ist, die bei erneut auftretendem Schlupf bei einer
Relativverdrehung von Kolben 616d und Gehäusewand 604 die Zungen 635a
mit dem in der Kammer 618 herrschenden Druck beaufschlagt und dadurch
zusätzlich eine verbesserte Öffnung der Zungen 635a erwirkt werden kann.
Auf diese Weise kann eine Stromregeleinrichtung 122, 622, 622a für das
Druckmedium vorgeschlagen werden, die in Abhängigkeit vom zunehmenden
Druckmediumsdruck und/oder Differenzdrehzahl zwischen Gehäuse 604 und
Kolben 616d, das heißt bei schlupfender Wandlerüberbrückungskupplung ver
mehrt produzierter Reibungswärme, den Druckmediumsfluss anpasst und bei
eingerückter, nicht schlupfender Wandlerüberbrückungskupplung den Druckme
diumsfluss abriegelt. Es versteht sich, dass diese Stromregeleinrichtung auch für
andere Ausführungsbeispiele mit anders ausgestalteten und angeordneten
Reibbelägen und Reiblamellen mit an das Gehäuse gekoppeltem Kolben vortei
haft sein kann. Hierzu können beispielsweise Ausführungsbeispiele entspre
chend der Fig. 17 bis 20b mit der entsprechenden Stromregeleinrichtung
anstatt einer Ausführung mit druckelastischen Speichern vorgesehen sein.
Die Fig. 29a-29k zeigen vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten für Reib
beläge 636a-636k, die beispielsweise anstelle der Reibbeläge 214', 214", 614'
in den Fig. 16a, 16b, 19a, 19b, 20a, 20b zur Ansteuerung des Druckmedi
umsflusses über die Reibbeläge eingesetzt werden können. Dabei kann es vor
teilhaft sein, bei Verwendung einer Stromregeleinrichtung mit druckelastischen
Speichern, die nach radial innen geöffneten Nuten 636a'-636k' und die nach
radial außen geöffneten Nuten 636a"-636k" in annähernd gleicher Anzahl über
den Umfang vorzugsweise sich abwechselnd verteilt anzuordnen, während bei
einer Stromregeleinrichtung 622a der Fig. 25 nur einzelne, beispielsweise eine
oder drei über den Umfang verteilte Nuten 636a'-636k' in das ansonsten über
den Umfang gleichmäßig angeordnete Nutmuster der Nuten 636a"-636k"
eingefügt werden. Das in der Fig. 29a gezeigte Ausführungsbeispiel des Reib
belags 636a sieht im radialen Bereich der Öffnungen 629b, 229b Erweiterungen
in Umfangsrichtung vor, beispielsweise um die Überschneidungsdauer der Nuten
636a', 636a" mit den Öffnungen 629b, 229b zu erhöhen während auftretendem
Schlupf zu erhöhen, während die Nuten 636b' und 636b" der Fig. 29b nur radial
ausgerichtet sind und im radialen Bereich der Öffnungen 629b, 22b enden. Im
Gegensatz hierzu ist der Reibbelag 636c mit Nuten 636c', 636c" versehen, die
radial über die radiale Höhe der Öffnungen 229b, 629b hinaus erweitert sind. Die
Nuten 636d', 636d" des Reibbelags 636d in Fig. 29d weisen einen Richtungs
anteil in Umfangsrichtung auf, wobei der Richtungsanteil der Nuten 636d' dem
der Nuten 636d" - wie gezeigt - entgegengesetzt oder gleichsinnig sein kann.
Die Fig. 29e, 29f, 29g zeigen Ausschnitte aus Reibbelägen 636e, 636f, 636g
mit Nuten 636e', 636e", 636f', 636f", 636g', 636g", die jeweils radial oder radial
innen vom jeweiligen Umfang her in die Reibbeläge 636e, 636f, 636g hinein und
wieder an diesem Umfang endend heraus geführt sind. Vorteilhafte Ausgestal
tungsformen können Ringausschnitte, rechteckige Ausschnitte, Reibbeläge mit
gemischten, aneinander bezüglich einer Linienführung der Nuten so angepass
ten Geometrie, dass bei gegebener Fläche ein möglichst Lange Nut resultiert,
beispielsweise halbkreisförmigen Ringförmigen Nuten 636e' radial außen und
Nuten 636e" in Form von Trapezausschnitten radial innen oder dergleichen. Die
Fig. 29h und 29i zeigen Ausführungsbeispiele mit Nuten 636h', 636h", 636i',
636i", deren Breite am Umfang in dessen Richtung sie geöffnet sind, größer
oder gleich der Tiefe in radiale Richtung ist. Daraus können rechteckige, dreiec
kige gemischte und/oder ähnliche Formen in den Reibbelägen 636h, 636i resul
tieren. Die Kanten dieser Nuten 636h', 636h", 636i', 636i" können gerundet sein.
Fig. 29j zeigt einen Reibbelag 636j mit Nuten 636j', 636j", die zur Erhöhung der
Länge und damit insbesondere zur besseren Kühlung des Reibbelags 636j nicht
in gerader Linie vom entsprechenden Umfang radial innen beziehungsweise
radial außen an den radialen Punkt der Überschneidung mit den Öffnungen
229b, 629b sondern beispielsweise - wie in Fig. 29j gezeigt - zickzagförmig
ausgeführt sind. Fig. 29k zeigt einen Reibbelag 636k mit Nuten 636k', 636k"
mit kammförmiger Struktur, wobei die deren Zähne in Außen- beziehungsweise
Innenumfangsrichtung ausgerichtet. Es versteht sich, dass diese Nuten entspre
chend der Darstellung in den Fig. 17a, 17b auch in die Gegenreibfläche,
beispielsweise in der Gehäusewand 604 - wie gezeigt - oder im Kolben 616
eingebracht werden können.
Fig. 30 zeigt ein weiteres Ausgestaltungsbeispiel eines Drehmomentwandlers
701 mit dem Reibeingriffsmittel 722 und der Stromregeleinrichtung 722, die in
Abhängigkeit vom Schlupf der Wandlerüberbrückungskupplung 713 die Zufuhr
von Druckmedium an diese regelt. Die Regelgröße ist dabei unmittelbar die
Differenzdrehzahl zwischen dem Kolben 716 und dem Gehäuse 704. Hierzu ist
in der Nabe 706a, die mit dem Turbinenrad 706 und dem Kolben 716 als aus
gangsseitigem Teil der Wandlerüberbrückungskupplung 713 - hier unter Zwi
schenschaltung und Wirkung des Torsionsschwingungsdämpfers 723 - an
triebsmäßig verbunden ist, eine Dosierpumpe 737 vorgesehen, die gegen die
Nabe 706a verdrehbar in dieser aufgenommen und axial mittels des Sicherungs
rings 737a gesichert ist. Die Dosierpumpe 737 ist mittels des Pumpengehäuses
737b drehfest, beispielsweise - wie hier gezeigt - mittels in eine Öffnung 704f'
des axial erweiterten Zapfens 704f, der mit der Gehäusewand 704 fest verbun
den ist, eingreifender Stifte 737c mit der Gehäusewand 704 verbunden und folgt
der Drehbewegung dieser. Im Pumpengehäuse 737b ist ein Pumpenkörper 738,
beispielsweise eine Kugel, entlang einer vorzugsweise hohlzylindrischen Pum
penkammer 741 axial verlagerbar geführt, der das Pumpenvolumen bezie
hungsweise die Pumpenkammer 741 jeweils an den beiden Ausgängen 739,
740 der Pumpe 737 beispielsweise über eine Dichtsitz abdichtet. Den Ausgän
gen 739, 740 stehen Leitungen 742, 743 in der Nabe 706a gegenüber, die
jeweils eine Verbindung an die Druckseite 719a und an den Ablauf 719b zum
Transport des Druckmediums aufweisen und die bei einer Relativverdrehung von
Gehäuseteil 704 und Nabe 706a abwechselnd jedoch und gleichzeitig mit den
Ausgängen verbunden werden, wobei das Pumpengehäuse jeweils um 180°
verdreht wurde. Auf diese Weise wird bei einer Relativverdrehung des Gehäu
seteils 704 gegen die Nabe 706a bei gegenüber der Leitung 742 erhöhtem
Druck in der Leitung 743 zweimal ein Kammervolumen 741 von der Hochdruck
seite der Leitung 743 in die Leitung 742 dosiert, indem bei Verbindung des Aus
gang 740 unter Druck zuerst der Pumpenkörper 743 in der Pumpenkammer 741
axial gegen den Ausgang 739 dichtend verlagert wird und nach einer Verdre
hung im Drehsinn der Gehäusewand 704 das Pumpengehäuse 737b zur Nabe 706a
relativ verdreht, so dass sich der Ausgang 739 mit der Leitung 743 über
schneidet, und dadurch der Pumpenkörper erneut axial verlagert und das aufge
nommene Druckmedium in die Leitung 742 dosiert. Dieser Vorgang wiederholt
sich bis zum Verschwinden der Relativverdrehung von Gehäusewand 704 und
Nabe 706a bei eingerückter Wandlerüberbrückungskupplung 713. Im offenen
Zustand der Wandlerüberbrückungskupplung 713 kommt es infolge eines feh
lenden Druckunterschieds zwischen den beiden Leitungen 742, 743 zu keinem
nennenswerten Druckmediumsfluss über diese, obwohl durch den Schlupf zwi
schen Turbinenrad 706 und Pumpenrad 705 eine Relativverdrehung zwischen
Gehäuseteil 704 und Nabe 706a resultieren kann.
Zur Weiterleitung des in die Leitung 742 dosierten Druckmediums in den Bereich
des Reibeingriffs der Wandlerüberbrückungskupplung 713, in denen bei Schlupf
entstehende Reibungswärme an den Reibflächen 714, 715 abgeführt werden
soll, ist zwischen dem Kolben 716 und einem weiteren Bauteil 744 eine Kammer
745 gebildet, die mit der Leitung 742 in Verbindung steht und nach außen, das
heißt zur Kammer 718 hin abgedichtet ist. Das Bauteil 744 kann aus beispiels
weise Kunststoff mittels Spritzgußverfahren oder Blech mittels Prägeverfahren
hergestellt sein und ist radial innen gegen die Nabe 706a und radial außen ge
gen den Kolben 716 abgedichtet. Im Bereich der Aufnahme 723g des Torsions
schwingungsdämpfers 723 am Kolben 716 kann das Bauteil 744 am Kolben 716
anliegen und/oder um die Aufnahme 723g herum ausgespart und separat ge
dichtet sein. Im Bereich der Reibeingriffsflächen, vorzugsweise radial außen sind
über den Umfang vorgesehene Öffnungen 729b vorgesehen, die in Verbindung
mit in einer Reibfläche 714, 715, vorzugsweise in dem Reibbelag 714' vorgese
henen - nicht näher dargestellten - Nuten das von der Pumpe 737 in die Leitung
742 und in die Kammer 745 dosierte Druckmedium in die Kammer 717 weiter
leiten. Die Kammer 717 weist eine nicht näher dargestellte Verbindung zur Ab
leitung 719b auf. Für die - nicht näher dargestellten - Nuten können Nutmuster
der Fig. 29a-29k vorteilhaft sein - mit der Einschränkung, dass eine Öff
nung der Nuten nur vom Innenumfang her zur radialen Höhe der Öffnungen
729b vorgesehen ist. Die Wandlerkammer 718 wird wie an sich bekannt durch
die Zuleitung 719a mit Druckmedium versorgt.
Die Fig. 31 bis 32b zeigen eine weitere Variante einer Stromregeleinrichtung
822 in Form des Dosierpumpenprinzips der Fig. 30 in einer Teilansicht in Fig.
31 beziehungsweise Teilschnitten entlang der Linie C-C hierzu in den Fig.
32a und 32b bei unterschiedlichen Funktionszuständen. In Fig. 31 ist der teil
weise in Ansicht dargestellte Kolben 816 mit über den Umfang verteilten Dosier
pumpen 837, die im Gegensatz zur Dosierpumpe 737 in Fig. 30 direkt im Be
reich des Reibeingriffs zwischen Kolben 816 und Gehäusewand 804 mit einem
dazwischen angeordneten Reibbelag 814', der entweder am Kolben 816 oder
vorzugsweise an der Gehäusewand 804 befestigt sein kann, am Außenumfang
des Kolbens 816 angeordnet sind und daher keiner besonderen Vorkehrungen
zur Heranleitung des Druckmediums bedürfen. Wie Fig. 32 zeigt, weisen die
Dosierpumpen 837 an ihren umfangsseitigen Enden jeweils einen Ausgang 839, 840
auf, der aus Stutzen 839a, 840a gebildet ist, die in entsprechende Öffnun
gen 839b, 840b im Kolben 816 bis zu einem Anschlag 839c, 840c eingeführt
sind. Die Stutzen 839a, 840a sowie das zwischen ihnen aufgenommene Rohr
stück 837c bilden das Pumpengehäuse 837b, in dem entlang des Rohrlängs
achse der Pumpenkörper 838 axial verlagerbar ist. Es versteht sich, dass die
Stutzen 839a, 840a oder die Dosierpumpe 837 auch zweiteilig steckbar als
Kunststoffteil mittels Spritzguß in vorteilhafter Weise herstellbar sind.
Bei auf der Gehäusewand 804 fixiertem Reibbelag 814' sind in diesem von radial
außen über den Umfang abwechselnd mit von radial innen her geführten, bis
radial zu den Ausgängen 839, 840 verlaufende Nuten 830, 830a vorgesehen, die
in ihrem Abstand voneinander in Umfangsrichtung so angeordnet sind, dass bei
einer Relativverdrehung der Gehäusewand 804 gegen den Kolben 816 jeweils
eine radial nach innen geöffnete Nut 830 und jeweils eine radial nach außen
geöffnete Nut 830a diese Ausgänge 839, 840 gleichzeitig überschneiden. Für
die weitere Ausgestaltung der Nuten 830, 830a wird auf die Fig. 29a-29k
verwiesen. Bei Fixierung des Reibbelags 814 auf dem Kolben 816 weist dieser
den Ausgängen 839, 840 entsprechend angeordnete Öffnungen auf und die
Nuten 830, 830a sind in die Gehäusewand 804 eingearbeitet.
Die Funktionsweise der über den Umfang verteilten Dosierpumpen erfolgt - wie
in Fig. 32a gezeigt - in der Weise, dass von der Druckseite her, beispielsweise
von der Kammer 118 bei einem entsprechend der Anordnung der Stromregelein
richtung 822 ausgestalteten Wandler Druckmedium über die Nuten 830 in Pfeil
richtung unter Verlagerung des Pumpenkolbens 838 - hier eine Kugel - in das
Pumpenvolumen 841 hinein gedrückt und dieses befüllt wird. Gleichzeitig wird
in dem durch den Pumpenkolben 838 abgetrennten Pumpenvolumen 841a
vorhandenes Druckmedium über die Nuten 830 in die mit dem Ablauf verbunde
ne Kammer dosiert und es kommt zu einem schlupfabhängigen Fluss von
Druckmedium. Der Pumpenkolben befindet sich im Endzustand dichtend an der
Öffnung 840. Im weiteren, in der Fig. 32b gezeigten Ablauf der Relativverdre
hung überschneiden sich die Ausgänge 839, 840 mit den komplementären Nu
ten 830a, 830, die Ausgänge 839 überschneiden sich mit den Nuten 830 und die
Ausgänge 840 mit den Nuten 830a, das heißt, das in Fig. 32a in die Pumpen
kammer 841 über die Nuten 830a wird in Fig. 32b in die Nuten 830 dosiert,
indem an die Anschlüsse 840 über die mit der Hochdruckseite verbundenen
Nuten 830a erneut Druckmedium in die Pumpenkammer 841 und zwar in die
Teilkammer 841a gepumpt wird. Dies führt zu einer Umkehrung der Flussrich
tung des Druckmediums entlang der Pfeile gegenüber dem Beispiel in Fig. 32a
und daher zu einem kontinuierlichen Pumpeffekt, solange eine Relativverdre
hung der beiden Teile 804, 816 gegeben ist. Bei eingerückter Wandlerüberbrüc
kungskupplung 813 dichten die Pumpenkörper 838 den Druckmittelfluss von der
Hochdruckseite zur Niederdruckseite im wesentlichen dichtend ab.
Fig. 33 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Drehmomentwandlers 901 mit der
Wandlerüberbrückungskupplung 913 mit den Reibpartnern 914', 915', der im
wesentlichen mit dem Drehmomentwandler 101 der Fig. 2 vergleichbar ist im
Teilschnitt. Der Wandler 901 weist eine spezielle Ausgestaltung des Kolbens
916 auf, der im Bereich seines Außenumfangs eine Dichtung 950 auf, die gegen
das Gehäuseteil 904 mittels einer Dichtlippe 951 in Anlagekontakt bringbar ist.
Die Dichtung 950 kann bezüglich ihrer Materialeigenschaften, beispielsweise
ihres Elastizitätsmoduls, ihrer shore-Härte, einer in die Dichtung 950 im Bereich
der Dichtlippe 951 eingearbeiteten Verstärkung wie Drahtring und/oder derglei
chen, so ausgestaltet sein, dass der Anlagekontakt nur bei erhöhtem Druck des
Druckmediums erfolgt. Weiterhin ist in der Gehäusewand 904 ein über den Um
fang variierendes, Axialprofil 952, beispielsweise in Form eines Wellenzuges
eingearbeitet, beispielsweise eingeprägt, durchgestellt oder mittels eines Fließ
pressverfahrens hergestellt, an das sich die Dichtlippe 951 der Dichtung 950 bei
eingerückter Wandlerüberbrückungskupplung 913 axial dichtend anlegt. Fig.
34b zeigt hierzu entlang der Schnittlinie D-D den Dichtring 950 in Anlagekontakt
zur Gehäusewand 904 gemeinsam in Pfeilrichtung umlaufend. Tritt zwischen
dem Kolben 916 und der Gehäusewand 904 eine Relativverdrehung auf, so
kann infolge des Axialprofils 952 der Gehäusewand 904 die Dichtlippe 951 den
Anlagekontakt, insbesondere auch wegen des geringeren Drucks und/oder de
ren Steifigkeit, nicht aufrechterhalten, so dass - wie in Fig. 34a gezeigt - wäh
rend einer Relativverdrehung von Dichtung 950 gegenüber der Gehäusewand
904 in Pfeilrichtung Dichtspalte 953 entstehen durch die Druckmedium von der
Hochdruckseite, beispielsweise Kammer 918, zur Niederdruckseite, beispiels
weise Kammer 917 fließt, wobei im Reibeingriffsbereich weiterhin radial verlau
fende - nicht näher dargestellte - Nuten beispielsweise im Reibbelag 914' vorge
sehen sind. Der Anlagekontakt in Abhängigkeit vom Druck, bei dem die Wand
lerüberbrückungskupplung 913 eingerückt ist, kann durch die oben erwähnte
Ausgestaltung des Dichtrings 950 beziehungsweise der Dichtlippe 951 voreinge
stellt werden.
Fig. 35 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Drehmomentwandlers 1001 im
Teilschnitt, der alternativ oder zusätzlich zu einer Stromregeleinrichtung 22 wie in
Fig. 1 gezeigt ein Kühleinrichtung 1060 zur Kühlung der Reibeingriffsflächen
1015, 1014 der Reibpartner 1014', 1015' der Wandlerüberbrückungskupplung
1013 auf der diesen abgewandten Seite 1061 aufweist, wie hier beispielsweise
die Gehäusewand 1004. Andere Ausführungsbeispiele können auch oder alter
nativ in entsprechender Weise die Kühlung der abgewandten Seite des Kolbens
1016 vorsehen. Zur Kühlung ist eine sich radial nach innen über die Reibein
griffsflächen 1014, 1015 hinaus erstreckende Kammer 1062 vorgesehen, die
beispielsweise durch die Gehäusewand 1004 und ein mit ihr verbundenes, bei
spielsweise dicht verschweißtes Blechteil 1063 mit einer verschließbaren Einfül
löffnung 1064 gebildet ist. Die Kammer ist teilweise mit einem Kühlmittel 1065
befüllt, das unter der auf es einwirkenden Reibungswärme einen Phasenüber
gang von einem Zustand größerer in einen Zustand kleinerer Dichte ausführt.
Durch diesen Phasenübergang nimmt das Kühlmittel 1065 Energie auf und wird
gleichzeitig infolge der kleineren Dichte und der auf dieses wirkenden geringeren
Fliehkraft bei drehendem Gehäuse 1004 nach radial innen beschleunigt. Dort
kann es an kühlere Gehäusebereiche 1004h, 1063a Wärme abgeben und der
Phasenübergang wird reversiert, was eine erneute Fliehkraftbeschleunigung
nach radial außen und eine erneute Kühlung der Gehäusefläche 1061 durch das
wieder abgekühlte Kühlmittel 1065 zur Folge hat. Als Kühlmittel können bei
spielsweise Wasser, Ammoniak, Schwefelhexafluorid, Freonersatzstoffe mit
einem Phasenübergang flüssig nach gasförmig, Stoffe mit einem Übergang von
fest nach gasförmig oder Stoffe von fest nach flüssig wie zum Beispiel Natrium
vorteilhaft sein. Zur Angleichung des Phasenübergangs an die bei der Entwick
lung von Reibungswärme entstehenden Temperaturen kann die Kammer unter
Druck gesetzt werden oder Unterdruck angelegt werden. Die Kühleinrichtung
1060 kann insbesondere auch für Wandler mit konischer Wandlerüberbrüc
kungskupplung vorteilhaft sein, da hier die Kammer 1062 in den konisch ausge
bildeten Raum im Bereich der Reibeingriffsflächen angeordnet werden kann und
damit der axiale beanspruchte Bauraum gering ausfällt.
Gleichartige Bauteile sind über die einzelnen Figuren hinweg im wesentlichen
durch Bezugszeichen mit gleichen zweistelligen Endziffern dargestellt. Zur Un
terscheidung der Bauteile der einzelnen, nicht erschöpfend aufgeführten Ausfüh
rungsbeispiele werden den zweistelligen Bezugszeichen in Hunderterschritten
weitere Ziffern angefügt. Es versteht sich, dass im Rahmen der Offenbarung
vergleichbare Teile untereinander austauschbar sind.
Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvor
schläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die
Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung
und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmalskombination zu beanspruchen.
In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Aus
bildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des je
weiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung
eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen
der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik
am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die
Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Tei
lungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindun
gen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteran
sprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.
Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verste
hen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Ab
änderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Ele
mente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kom
bination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemei
nen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebe
nen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Ver
fahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe
entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegen
stand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen,
auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.