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EINLEITUNG
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Das Technologiefeld bezieht sich im Allgemeinen auf Fahrzeug-Drehmomentwandlerbaugruppen, insbesondere auf Drehmomentwandlerkupplungen und deren Betriebsverfahren.
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Der Drehmomentwandler ist eine hydrodynamische Vorrichtung, die zwischen dem Motor und dem Getriebe eines Fahrzeugs angeordnet ist. Die Drehmomentwandlerbaugruppe stellt eine Fluidkupplung zur Verfügung, mit der Leistung vom Motor auf die verschiedenen Komponenten des Fahrzeuggetriebes wie die Antriebswelle, Differential und Räder manipuliert und übertragen werden kann. Eine Drehmomentwandlerkupplung, auch bekannt als Überbrückungskupplung, verbindet bei Betätigung mechanisch den Motor und das Getriebe und umgeht dabei verschiedene Komponenten des Drehmomentwandlers, um die Leistung direkt vom Motor auf das Getriebe zu übertragen. Eine Zweiwege-Fluidsteuerungsanordnung für eine Drehmomentwandlerkupplung kann einfacher und kostengünstiger herzustellen sein als andere Fluidsteuerungsanordnungen, wie beispielsweise Dreiwege- oder Vierwege-Implementierungen.
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DE 10 2017 100 403 A1 beschreibt ein Getriebe mit einem Gehäuse mit einer Vorderabstützung, die ein Reservoir und einen ersten Durchgang in Fluidverbindung mit dem Reservoir definiert. Das Getriebe schließt auch einen Drehmomentwandler mit einer Überbrückungskupplung mit einem zwischen einer Ausgleichskammer und einer Beaufschlagungskammer vorgesehenen Kolben ein. Die Kupplung fixiert die Turbine als Reaktion auf einen den Fluiddruck in der Ausgleichskammer überschreitenden Fluiddruck in der Beaufschlagungskammer am Pumpenrad. Das Getriebe schließt weiter eine an der Vorderabstützung fixierte hohle Statorwelle und eine trieblich mit der Turbine verbundene Turbinenwelle ein. Die Turbinenwelle erstreckt sich durch die Statorwelle und definiert einen zweiten Durchgang in Fluidverbindung mit dem ersten Durchgang und der Ausgleichskammer. Das Reservoir, der erste Durchgang, der zweite Durchgang und die Ausgleichskammer sind so angeordnet, dass Fluid bei Außerhubsetzung des Kolbens vom Reservoir zur Ausgleichskammer strömt.
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US 2014 / 0 326 563 A1 beschreibt eine Überbrückungsvorrichtung mit einem Kupplungsteil, einer Eingangsplatte, einer Ausgangsplatte, Torsionsfedern und einem Eingangsplatten-Stützelement. Das Kupplungsteil ist zwischen einer vorderen Abdeckung und einem Turbinenrad angeordnet und dazu konfiguriert, die Übertragung eines Drehmoments zuzulassen oder zu blockieren. Die Eingangsplatte ist mit einem Kupplungsausgangselement des Kupplungsteils gekoppelt. Die Ausgangsplatte ist an einem Turbinengehäuse befestigt. Die Torsionsfedern sind zwischen der Eingangsplatte und der Ausgangsplatte angeordnet und absorbieren und dämpfen eine Torsionsschwingung. Das Eingangsplatten-Stützelement ist an einer vorderen Abdeckungsseite eines Turbinengehäuses befestigt und positioniert die Eingangsplatte in einer radialen Richtung und einer axialen Richtung.
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DE 10 2007 061 951 A1 beschreibt eine Kopplungsanordnung, die mit einer Kupplungsvorrichtung versehen ist, deren Anpresselement über Abdichtungen mit einem Bauteil in Wirkverbindung steht und einen Anpresselementen-Druckraum von einem Kupplungselementen-Kühlungsraum trennt. Dem Anpresselement ist eine Druckmittelpassage zwischen dem Anpresselementen-Druckraum und dem Kupplungselementen-Kühlungsraum zugeordnet, die bei dem Anpresselement in Einrückposition freigegeben ist und bei dem Anpresselement in Ausrückposition dagegen verschlossen ist. Die dem Anpresselement zugeordnete Abdichtung übernimmt die Funktion einer Verschlussvorrichtung für einen Durchlass der Druckmittelpassage. Die Abdichtung verfügt daher bei in Einrückposition stehendem Anpresselement über einen Zugang des Anpresselementen-Druckraums zum Durchlass, bei in Ausrückposition stehendem Anpresselement ist der Zugang dagegen gesperrt. Der Durchlass ist entweder der Abdichtung oder dem Anpresselement zugewiesen.
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DE 101 04 346 A1 beschreibt einen hydrodynamischen Drehmomentwandler für Automatgetriebe von Fahrzeugen, welcher ein Turbinenrad, ein Pumpenrad, ein feststehendes Leitrad und eine Wandler-Überbrückungskupplung aufweist, mit einem in einem Kolbenraum verschiebbar gelagerten Kolben. Der Kolbenraum ist in einen Betätigungsraum und in einen Verschieberaum unterteilt. Der Kolben weist eine erste Axialfläche auf, die dem Betätigungsraum zugewandt ist, der über Kanäle mit der hydraulischen Ansteuerung des Drehmomentwandlers verbunden ist, sowie eine zweite Axialfläche, die dem Verschieberaum zugewandt ist, der über Kanäle mit dem Getriebesumpf verbunden ist.
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BESCHREIBUNG
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Erfindungsgemäß ist eine Drehmomentwandlerbaugruppe vorgesehen, die konfiguriert ist, um zwischen einem Motor und einem Getriebe in einem Fahrzeug verbunden zu werden. Die Drehmomentwandlerbaugruppe umfasst eine Deckplatte; eine Pumpe mit einer Vielzahl von Laufradschaufeln; eine Turbine mit einer Vielzahl von Turbinenschaufeln; einen Stator mit einer Vielzahl von Leitschaufeln, die zumindest teilweise zwischen der Pumpe und der Turbine angeordnet sind; und eine Kupplungsbaugruppe, die funktionsfähig zwischen der Deckplatte und der Turbine verbunden ist. Die Kupplungsbaugruppe umfasst eine Abdeckplatte, eine turbinenseitige Platte und einen Kolben, der zumindest teilweise zwischen der Abdeckplatte und der turbinenseitigen Platte angeordnet ist. Ein Ladekreislauf ist zumindest teilweise zwischen der Deckplatte und der Abdeckplatte konfiguriert, ein Kompensationskreislauf ist zumindest teilweise zwischen der Abdeckplatte und dem Kolben konfiguriert, und ein Anwendungskreislauf ist zumindest teilweise zwischen dem Kolben und der turbinenseitigen Platte konfiguriert. Der Anwendungskreislauf und der Ladekreislauf weisen einen gemeinsamen Lade- und Anwendungseinlassabschnitt auf.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann diese Baugruppe ferner einen der folgenden Schritte oder Merkmale oder eine technisch mögliche Kombination dieser Schritte oder Merkmale beinhalten: der gemeinsame Lade- und Anwendungseinlassabschnitt teilt sich in den Anwendungskreislauf und der Anwendungskreislauf ist konfiguriert, um in den Ladekreislauf einzuspeisen; die Kupplungsbaugruppe beinhaltet eine bidirektionale Dichtung zwischen der turbinenseitigen Platte und dem Kolben; die bidirektionale Dichtung ist konfiguriert, um ein erhöhtes Durchflussvolumen von dem Ladekreislauf in den Anwendungskreislauf im Vergleich zu einem Durchflussvolumen von dem Anwendungskreislauf in den Ladekreislauf zu ermöglichen; die Kupplungsbaugruppe beinhaltet ein Vorspannelement zwischen der Deckplatte und dem Kolben, wobei das Vorspannelement konfiguriert ist, um die Kupplungsbaugruppe in eine ausgekuppelte Position vorzuspannen; der Kolben beinhaltet eine Rückseite und eine Anwendungsseite, und der Ladekreislauf ist konfiguriert, um von der Rückseite des Kolbens isoliert zu werden; die Kupplungsbaugruppe beinhaltet ein Mehrplatten-Kupplungspaket; und/oder der Kolben betätigt das Mehrplatten-Kupplungspaket und bewirkt, dass mehrere Platten des Mehrplatten-Kupplungspakets in direkten Kontakt kommen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine Drehmomentwandlerbaugruppe vorgesehen, die konfiguriert ist, um zwischen einem Motor und einem Getriebe in einem Fahrzeug verbunden zu werden. Die Drehmomentwandlerbaugruppe umfasst eine Deckplatte; eine Pumpe mit einer Vielzahl von Laufradschaufeln; eine Turbine mit einer Vielzahl von Turbinenschaufeln; einen Stator mit einer Vielzahl von Leitschaufeln, die zumindest teilweise zwischen der Pumpe und der Turbine angeordnet sind; eine Kupplungsbaugruppe, die funktionsfähig zwischen der Deckplatte und der Turbine verbunden ist, wobei die Kupplungsbaugruppe eine Abdeckplatte, eine turbinenseitige Platte, ein Vorspannelement und einen Kolben umfasst, der zumindest teilweise zwischen dem Vorspannelement und der turbinenseitigen Platte angeordnet ist. Der Kolben beinhaltet eine Rückseite und eine Anwendungsseite, und das Vorspannelement ist konfiguriert, um die Rückseite des Kolbens von der Abdeckplatte weg in eine ausgekuppelte Position zu bringen.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann diese Anordnung ferner einen der folgenden Schritte oder Merkmale oder eine technisch mögliche Kombination dieser Schritte oder Merkmale beinhalten: das Vorspannelement ist eine Wellenfeder oder Blattfeder; das Vorspannelement ist in einem Ausgleichshohlraum angeordnet, der zwischen der Rückseite des Kolbens und der Abdeckplatte ausgebildet ist; ein Ladekreislauf ist zumindest teilweise zwischen der Deckplatte und der Abdeckplatte ausgebildet, ein Kompensationskreislauf ist zumindest teilweise in dem Ausgleichshohlraum konfiguriert und ein Anwendungskreislauf ist zumindest teilweise zwischen der Anwendungsseite des Kolbens und der turbinenseitigen Platte konfiguriert; und/oder eine Federkraft des Vorspannelements ist ausgebildet, um einen Anlaufdruck in dem Anwendungskreislauf zu überwinden.
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Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform ist ein Verfahren zum Betreiben einer Drehmomentwandlerbaugruppe für ein Fahrzeug vorgesehen, das die folgenden Schritte umfasst: Leiten von Fluid von einem Sammelbehälter in einen gemeinsamen Lade- und Anwendungseinlassabschnitt; Leiten des Fluids von dem gemeinsamen Lade- und Anwendungseinlassabschnitt in einen Anwendungskreislauf; Leiten des Fluids von dem Anwendungskreislauf in einen Ladekreislauf; getrenntes Leiten von Ausgleichsfluid von einem Kompensationseinlassabschnitt in einen Kompensationskreislauf; und Zirkulieren von Fluid aus dem Ladekreislauf und dem Anwendungskreislauf zurück in den Sammelbehälter.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann dieses Verfahren ferner einen der folgenden Schritte oder Merkmale oder eine technisch mögliche Kombination dieser Schritte oder Merkmale beinhalten: das Ausgleichsfluid wird durch eine separate Ölzufuhr aus dem gemeinsamen Lade- und Anwendungseinlassabschnitt zugeführt; Umkehren einer Strömungsrichtung des Fluids, so dass das Fluid von dem Ladekreislauf und dem Anwendungskreislauf aus dem gemeinsamen Lade- und Anwendungseinlassabschnitt strömt; und/oder eine bidirektionale Dichtung ist zumindest teilweise zwischen dem Anwendungskreislauf und dem Ladeskreislauf vorgesehen, um ein erhöhtes Durchflussvolumen von Fluid zwischen dem Ladekreislauf und dem Anwendungskreislauf zu fördern, wenn das Fluid von dem Ladekreislauf und dem Anwendungskreislauf aus dem gemeinsamen Lade- und Anwendungseinlassabschnitt strömt.
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Figurenliste
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Bevorzugte exemplarische Ausführungsformen werden im Folgenden in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezeichnungen gleiche Elemente bezeichnen und wobei:
- 1 eine partielle, schematische Querschnittsansicht einer Drehmomentwandlerbaugruppe ist, die einen Fluidströmungskreislauf gemäß einer Ausführungsform darstellt;
- 2 eine partielle, schematische Querschnittsansicht der Drehmomentwandlerbaugruppe von 1 ist, die einen Fluidströmungskreislauf gemäß einer weiteren Ausführungsform darstellt; und
- 3 eine partielle, schematische Querschnittsansicht der Drehmomentwandlerbaugruppe der 1 und 2 ist, die einen Fluidströmungskreislauf gemäß einer weiteren Ausführungsform darstellt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die hierin beschriebenen Drehmomentwandlerbaugruppen und Betriebsverfahren können vorteilhafterweise für eine besser steuerbare Fluidperformance und Kupplungsreaktion sorgen. Die Drehmomentwandlerkupplung trennt den hohen Ladedruck des Wandlers vom Anwendungsdruck des Kolbens und modifiziert eine Zweiwegeanordnung so, dass sie eine Dreiwegefunktionalität ohne den Aufwand oder die Komplexität eines dritten kontrollierten Fluidwegs erreichen kann. Dementsprechend können Ausführungsformen der hierin offenbarten Drehmomentwandlerbaugruppen und Betriebsverfahren eine einfachere und kostengünstigere Fluidführung erreichen. In zumindest einigen Implementierungen wird dies erreicht, indem der Kolben der Kupplungsanordnung so ausgerichtet wird, dass der Ladedruck des Wandlers zuerst zum Anlegen der Drehmomentwandlerkupplung und dann zum Durchströmen des Wandlers wirkt. Zusätzlich ist ein Kompensations- oder Ausgleichsfluidkreislauf vorgesehen, um den Anwendungskreislauf und den Ladekreislauf zu trennen und dadurch einen Rückseitendruck gegenüber dem Kupplungskolben zu verringern.
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1 veranschaulicht schematisch eine Drehmomentwandlerbaugruppe 10, die zwischen einem Motor 12 und einem Getriebe 14 eines Fahrzeugs geschaltet ist. Das Fluid wird durch eine Welle 16, die eine einzelne Turbinenwelle sein kann, in den Hauptkörper der Drehmomentwandlerbaugruppe 10 geleitet. Die Drehmomentwandlerbaugruppe 10 beinhaltet eine Deckplatte 20, eine Pumpe 22 mit einer Vielzahl von Laufradschaufeln 24, eine Turbine 26 mit einer Vielzahl von Turbinenschaufeln 28 und einen Stator 30 mit einer Vielzahl von Leitschaufeln 32, die zumindest teilweise zwischen der Pumpe und der Turbine angeordnet sind. Eine Kupplungsanordnung 34 ist funktionsfähig zwischen der Deckplatte 20 und der Turbine 26 verbunden. Die Kupplungsbaugruppe 34 beinhaltet ein Mehrplatten-Kupplungspaket 36 und eine Dämpfungsplatte 38 sowie eine Abdeckplatte 40, eine turbinenseitige Platte 42 und einen Kolben 44, der zumindest teilweise zwischen der Abdeckplatte 40 und der turbinenseitige Platte 42 angeordnet ist. Die Konfiguration der Kupplungsbaugruppe 34 kann vorteilhafterweise für eine bessere Reaktionsfähigkeit und Steuerbarkeit mit weniger komplexen Fluidverteilungsschemata sorgen.
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Der Motor 12 ist ein Verbrennungsmotor und kann ein Diesel- oder Benzinmotor sein, um zwei Beispiele zu nennen, obwohl eine alternative Kraftstoffquelle verwendet werden kann.
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Der Motor 12 hat einen oder mehrere Zylinder mit einem Kolben. Der Kolben dreht die Kurbelwelle über volumetrische Veränderungen in der Brennkammer durch Zündung und Verbrennung eines Luft-Kraftstoff-Gemischs. Die Darstellung von Motor 12, Getriebe 14 und Drehmomentbaugruppe 10 ist schematisch, und dementsprechend können weitere, nicht veranschaulichte Merkmale wie ein Schwungrad, verschiedene Antriebsorgane, Ventile, Dichtungen oder Wellen usw. vorgesehen werden. Darüber hinaus kann das Fahrzeug, das die Drehmomentwandlerbaugruppe 10 verwendet, in einigen Ausführungsformen ein Hybridfahrzeug sein, so dass der Verbrennungsmotor 12 nicht die einzige Quelle der Antriebsleistung ist und ein oder mehrere Motor/Generatoren zur Ergänzung des Motors 12 verwendet werden. In noch einer weiteren Ausführungsform kann der Motor 12 ein Elektromotor oder eine andere Art von Antriebsmaschine sein, die im Allgemeinen das Antriebsmoment über die Kurbelwelle an das Getriebe 14 liefert.
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Das Getriebe 14 gibt das Antriebsmoment vom Motor 12 über die Drehmomentwandlerbaugruppe 10 und die Getriebewelle aus. Das Getriebe 14 kann ein Vorderradgetriebe, ein Hinterradgetriebe, ein Allradgetriebe usw. sein, das Drehmoment steuerbar auf die verschiedenen Komponenten des Fahrzeugs verteilt. In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Getriebe 14 ein Getriebe mit verschiedenen Getriebesätzen, Wellen und Kupplungen und/oder Bremsen, um Leistung selektiv auf andere verschiedene Komponenten wie eine Antriebswelle und Räder des Fahrzeugs zu übertragen.
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Die Drehmomentwandlerbaugruppe 10 stellt eine Fluidkupplung zur Verfügung, mit der Leistung vom Motor 12 auf das Getriebe 14 und seine verschiedenen Komponenten übertragen und manipuliert werden kann. Eine Ölwanne oder ein Sammelbehälter 46 ist konfiguriert, um der Drehmomentwandlerbaugruppe 10 Fluid 48, wie beispielsweise Getriebeöl oder Automatikgetriebeöl (ATF), zuzuführen. Das Fluid ist im Allgemeinen in einem Pumpengehäuse 50 der Pumpe 22 und der Deckplatte 20 enthalten, die so miteinander verbunden sind, dass die Pumpe 22 angetrieben wird, wenn der Motor 12 die Deckplatte 20 antreibt. Eine Vielzahl von Laufradschaufeln 24, die mit dem Inneren der Pumpe 22 verbunden sind und in Umfangsrichtung um das Innere der Pumpe 22 herum beabstandet sind, leiten das Getriebeöl 48 toroidal nach außen zur Turbine 26. Mit ausreichender Kraft drehen sich die Turbinenschaufeln 28 mit den Laufradschaufeln 24. Das die Turbine 26 über die Turbinenschaufeln 28 verlassende Fluid trifft auf die Leitschaufeln 32 des Stators 30. Der Stator 30 leitet den Fluidstrom von der Turbine 26 zur Pumpe 22 in die gleiche Richtung wie die Drehung der Laufradschaufeln 24 um, wodurch das Pumpendrehmoment reduziert und eine Drehmomentvervielfachung verursacht wird.
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Verschiedene Aspekte der Fluidsteuerung, das Ein- und Auskuppeln der Kupplungsbaugruppe 34 usw. können über eine Steuerung 52 durchgeführt werden, die eine dedizierte Drehmomentwandler-Steuerung, eine Getriebe- oder Antriebsstrangsteuerung usw. sein kann. Die Steuerung 52 kann als eine elektronische Steuereinheit (ECU), ein Steuermodul usw. betrachtet werden und kann eine Vielzahl von elektronischen Verarbeitungsvorrichtungen, Speichervorrichtungen, Ein-/Ausgabevorrichtungen (I/O) und/oder anderen bekannten Komponenten beinhalten und kann verschiedene Steuerungs- und/oder Kommunikationsfunktionen ausführen. In einer exemplarischen Ausführungsform beinhaltet die Steuerung 52 eine elektronische Speichervorrichtung 54, die Sensormessungen, Nachschlagetabellen oder andere Datenstrukturen, Algorithmen (z.B. einen oder mehrere Algorithmen, die in dem nachstehend beschriebenen Verfahren dargestellt sind) usw. speichert. Die Speichervorrichtung 54 oder nur ein Teil davon kann in Form einer elektronischen Datenstruktur, wie sie in der Technik verstanden wird, implementiert oder aufrechterhalten werden. Die Steuerung 52 beinhaltet auch eine elektronische Verarbeitungsvorrichtung 56 (z.B. einen Mikroprozessor, einen Mikrocontroller, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), etc.), die Anweisungen für Software, Firmware, Programme, Algorithmen, Skripte usw. ausführt, die in der Speichervorrichtung 54 gespeichert sind und die die hierin beschriebenen Prozesse und Verfahren teilweise steuern können.
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Die hydrodynamische Kupplung zwischen der Pumpe 22 und der Turbine 26 kann durch Einkuppeln oder Betätigen der Kupplungsbaugruppe 34 umgangen werden. In der veranschaulichten Ausführungsform kommen beim Einkuppeln der Kupplungsbaugruppe 34 mehrere mit einem Reibmaterial ausgekleidete Platten 58, 60 des Mehrplatten-Kupplungspakets 36 in direkten Kontakt mit einer Anwendungskraft, die ausreicht, um eine Relativdrehung oder ein „Rutschen“ unter normalen Betriebsbedingungen zu verhindern. Da die erste Vielzahl von Kupplungsplatten 58 an der Deckplatte 20 befestigt ist und die zweite Vielzahl von Kupplungsplatten 60 an der Dämpferplatte 38 und der Turbine 26 montiert ist, dient das Einkuppeln der Kupplungsbaugruppe 34 der mechanischen Kopplung der Pumpe 22 und der Turbine 26, so dass sie sich gemeinsam drehen. Somit ist das Motordrehmoment ohne Effizienzverluste, die mit dem Betrieb des Fluids 48 assoziiert sind, auf das Getriebe 14 übertragbar. Die Kupplungsbaugruppe 34 kann auch teilweise eingekuppelt sein, so dass die Kupplungsplatten 58, 60 mit einer reduzierten Anpresskraft in Eingriff gebracht werden, so dass die Kupplungsplatten 58, 60 steuerbar rutschen können. Aspekte der vorliegenden Offenbarung können auch auf andere Kupplungsplattenkonfigurationen anwendbar sein, aber in einer vorteilhaften Ausführungsform wird das Mehrplatten-Kupplungspaket verwendet, um eine verbesserte Abstimmbarkeit und Steuerung zu ermöglichen.
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Die Pfeile in 1 veranschaulichen schematisch verschiedene Fluidströmungskreisläufe, die während des Betriebs der Drehmomentwandlerbaugruppe 10 und der Kupplungsbaugruppe 34 verwendet werden können. In den 1 und 3 stellen die Pfeile mit gestrichelter Linie den Anwendungskreislauf 62 dar, mit dem der Kolben 44 betätigt und die Kupplungsbaugruppe 34 eingekuppelt wird. Ebenfalls in den 1 und 3 stellen die Pfeile mit durchgezogener Linie den Ladekreislauf 64 dar, welcher der primäre Fluidströmungsweg durch das Toriodvolumen der Baugruppe 10 ist. Das Fluid 48 wird aus dem Sammelbehälter 46 in einen gemeinsamen Lade- und Anwendungseinlassabschnitt 66 gepumpt. Der Anwendungskreislauf 62 und der Ladekreislauf 64 überlappen sich in dem gemeinsamen Lade- und Anwendungseinlassabschnitt 66. In einigen Ausführungsformen wird das Fluid 48 zunächst in einen Anwendungshohlraum 68 und dann in einen Ladeeinlassabschnitt 70 geleitet, so dass der Anwendungskreislauf 62 vollständig mit dem Ladekreislauf 64 überlappt. In dieser Ausführungsform teilt sich der gemeinsame Lade- und Anwendungseinlassabschnitt 66 in den Anwendungskreislauf 62 und der Anwendungskreislauf wird dann konfiguriert, um in den Ladekreislauf 64 einzuspeisen. Dies kann durch separate Löcher vom Anwendungskreislauf 62 in die Wandlerladung oder den Ladeeinlassabschnitt 70 erreicht werden. Das Zuführen von Kupplungsanwendungsfluid 48 in den Ladekreislauf 64 kann helfen, die Kupplungsbaugruppe 34 zu kühlen. Vorteilhafterweise speist der Anwendungskreislauf 62 in den Ladekreislauf 64 ein, um den Druck im gemeinsamen Lade- und Anwendungseinlassabschnitt 66 zu erhöhen, der dazu dient, den Druck im Anwendungshohlraum 68 zu erhöhen, der dann auf die Anwendungsseite 72 des Kolbens 44 wirkt. Wenn der Druck auf der Anwendungsseite 72 des Kolbens 44 im Vergleich zur Rückseite 74 des Kolbens größer ist, bewegt sich der Kolben, um einen direkten Kontakt zwischen den Platten 58, 60 des Kupplungspakets 36 herzustellen. Die Bewegung des Kolbens 44 zum Einkuppeln der Kupplungsbaugruppe 34 in dieser Ausführungsform (oder Auskuppeln wie in 3 dargestellt) wird durch den Pfeil 76 an einem Betätigungsarm des Kolbens gezeigt, der sich axial von einem radial vorstehenden Körper zum Mehrlatten-Kupplungspaket 36 erstreckt.
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Bei typischen Zweiwegeanordnungen kann die Überlappung zwischen dem Anwendungskreislauf 62 und dem Ladekreislauf 64 zu einem hohen Ladedruck im Ladekreislauf 62 führen, der auf die Rückseite 74 des Kolbens 44 wirkt und dadurch höhere erforderliche Anpressdrücke für die Kupplungsbaugruppe 34 erzeugt. Um dies zu erreichen, beinhaltet die Drehmomentwandlerbaugruppe 10 eine Kompensationskreislauf 78, der in 2 mit Pfeilen gekennzeichnet ist. Der Kompensationskreislauf 78 beinhaltet einen Ausgleichshohlraum 80, der über einen Kompensationseinlassabschnitt 82, der vom Fluid 48 getrennt sein kann, mit einem Ausgleichsöl gefüllt werden kann, oder in einigen Ausführungsformen wird das Ausgleichsöl auch aus dem Fluid 48 in den Sammelbehälter 46 gepumpt. Der Kompensationskreislauf 78 und der Ausgleichshohlraum 80 dienen dazu, den hohen Wandler-Ladedruck (Ladekreislauf 64) zumindest teilweise vom Kolben-Anwendungsdruck (Anwendungskreislauf 62) zu trennen. Der Kompensationskreislauf 78 trägt dazu bei, den Kolben 44 rotierend auszugleichen, so dass der Ladedruck des Wandlers auf der Rückseite 74 des Kolbens 44 weniger (oder gar keinen) Einfluss auf den Kolben 44 und/oder den Kreislauf 62 hat. Dementsprechend ist in den dargestellten Ausführungsformen der Ladekreislauf 64 zumindest teilweise zwischen der Deckplatte 20 und der Abdeckplatte 40 angeordnet; der Kompensationskreislauf 78 ist zumindest teilweise zwischen der Abdeckplatte 40 und der Rückseite 74 des Kolbens 44 angeordnet; und der Anwendungskreislauf 62 befindet sich zumindest teilweise zwischen der Anwendungsseite 72 des Kolbens 44 und der turbinenseitigen Platte 42. Die Überlappung zwischen dem Anwendungskreislauf 62 und dem Ladekreislauf 64 durch Einspeisung des Ladefluids 48 in den Anwendungshohlraum 68 kann durch die in den Abbildungen dargestellte Konfiguration, bei der der Ausgleichsdruck die Lade- und Anpressdrücke trennt, leichter erreicht werden. Nach dem Durchströmen des Ladekreislaufs 64 wird das Fluid 48 sowohl aus dem Ladekreislauf 64 als auch aus dem Anwendungskreislauf 62 wieder in den Sammelbehälter 46 zurückgeführt. Ein Vorteil der vorliegenden Baugruppe 10 gegenüber typischen Dreiwegeanordnungen besteht darin, dass das Ausgleichsfluid ohne neue Führungen durch die Deckplatte 20, das Gehäuse und/oder den Ventilkörper/Soleniod vorangetrieben werden kann.
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Zurück zu 1, während des unidirektionalen Betriebs der Drehmomentwandlerbaugruppe 10 können die Drücke in den verschiedenen Kreisläufen 62, 64, 78 gesteuert werden, um das Ein- und Auskuppeln der Kupplungsbaugruppe 34 zu erleichtern. Ein Vorspannelement 84 kann in den Ausgleichshohlraum 80 zwischen der Rückseite 74 des Kolbens 44 und der Abdeckplatte 40 eingebracht sein. Das Vorspannelement 84 ist vorteilhafterweise eine Wellenfeder oder eine Blattfeder, aber andere Typen und Konfigurationen für das Vorspannelement sind durchaus möglich, wie z.B. die Verwendung von Bändern oder verschiedenen Federtypen, um nur einige Beispiele zu nennen. Das Vorspannelement 84 kann verwendet werden, um den Kolben 44 oder die Kupplungsbaugruppe 34 in eine ausgekuppelte Position zu bringen. Bei unidirektionalem Betrieb kann die Steuerbarkeit verbessert werden, aber die Federkraft des Vorspannelements 84 sollte so eingestellt werden, dass ein möglicher Anfangsdruck im Anwendungskreislauf 62 oder Anwendungshohlraum 68 überwunden wird, bevor die Wandlerbaugruppe 10 unter Druck gesetzt wird. In einer solchen Ausführungsform kann es vorteilhaft sein, den Anpressdruck höher als den Anfangsladedruck einzustellen. Anschließend kann bei unidirektionalem Durchfluss, sobald unter Druck gesetzt, der Druck in dem gemeinsamen Lade- und Anwendungseinlassabschnitt 66 erhöht oder verringert werden, je nachdem, ob die Kupplungsbaugruppe 34 ein- oder ausgekuppelt werden soll.
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Die Drehmomentwandlerbaugruppe 10 kann auch nach einem bidirektionalen Strömungsmuster betrieben werden. 1 veranschaulicht ein im Uhrzeigersinn wirkendes Strömungsmuster, das zum Einkuppeln der Kupplungsbaugruppe 34 verwendet werden kann, während 3 ein gegen den Uhrzeigersinn wirkendes Strömungsmuster veranschaulicht, das zum Auskuppeln der Kupplungsbaugruppe verwendet werden kann. Im Gegensatz zur Darstellung von 1 wird die Strömungsrichtung in 3 umgekehrt, so dass das Fluid von dem Anwendungskreislauf 62 und dem Ladekreislauf 64 aus dem gemeinsamen Lade- und Anwendungseinlassabschnitt 66 strömt, wie durch die Pfeile bezeichnet. Das bidirektionale Strömungsmuster ist ähnlich wie bei herkömmlichen Zweiwege-Steuerungen, beinhaltet aber ein verbessertes Ausbalancieren des Kupplungskolbens 44. Da im Ladekreislauf 64 ein höherer offener Zufuhrwandlerstrom vorhanden ist, können eine oder mehrere bidirektionale Dichtungen 86, 88 verwendet werden, um an bestimmten Stellen einen höheren umgekehrten Strom zu ermöglichen. Vorteilhaferweise fördern die bidirektionalen Dichtungen 86, 88 ein erhöhtes Durchflussvolumen von Fluid 48 im Gegenuhrzeigersinn im Vergleich zum Uhrzeigersinn.
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Die bidirektionalen Dichtungen 86, 88 können an den gewünschten Einbauort und die gewünschte Konfiguration angepasst werden. Die bidirektionalen Dichtungen 86, 88 können eine Vielzahl von Formen annehmen und hängen wahrscheinlich vom Montageort ab. So können beispielsweise die bidirektionalen Dichtungen Rückschlagkugeln oder Rückschlagventile, Dichtringe mit einer oder mehreren Nuten, Löcher usw. sein, um erhöhte Durchflussmengen in eine Richtung zu fördern, oder ein anderer Dichtungstyp. In einer vorteilhaften Ausführungsform sind eine oder mehrere bidirektionale Dichtungen 86, 88 den ringförmigen Dichtungen ähnlich, die in der U. S. Anmeldung Serial No. 15/802,768 beschrieben sind, die dem vorliegenden Anmelder zugeordnet und durch Bezugnahme hierin in ihrer Gesamtheit aufgenommen ist. Die bidirektionale Dichtung 86 befindet sich an einem radial distalen Ende der turbinenseitigen Platte und ist mit dem Kolben 44 verbunden, um den Fluidstrom innerhalb des Anwendungshohlraums 68 zu steuern. Die bidirektionale Dichtung 86 kann erhöhte Fluiddurchflussmengen aus dem Anwendungshohlraums 68 von dem Anwendungskreislauf 62 fördern, wenn die Kupplung 34 ausgekuppelt werden soll. Die bidirektionale Dichtung 88 kann auch am Ausgang des Ladekreislaufs verwendet werden, um selektiv Fluiddurchflussmengen innerhalb des Ladekreislaufs 64 zu steuern. Am Ladeeinlassabschnitt 70 kann eine eingeschränkte Öffnung 90 vorgesehen werden, um den Fluidstrom am Eingang des Ladekreislaufs 64 zu steuern. Mehr oder weniger bidirektionale Dichtungen können enthalten sein, als in den Abbildungen dargestellt, und wie bereits erwähnt, können die Dichtungen je nach Montageort und dem gewünschtem Fluiddurchfluss unterschiedliche Formen und/oder Konfigurationen annehmen, um eine verbesserte Betriebsfunktionalität zu gewährleisten.
