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Dokumentenidentifikation DE102006028776A1 27.12.2007
Titel Hydrodynamischer Drehmomentwandler für ein Kraftfahrzeug
Anmelder DaimlerChrysler AG, 70327 Stuttgart, DE
Erfinder Koppitz, Bernd, Dipl.-Ing. (BA), 73650 Winterbach, DE;
Lang, Jürgen, Dipl.-Ing. (FH), 71522 Backnang, DE;
Riedl, Klaus, Dr.-Ing., 72074 Tübingen, DE;
Schultz, Heinz, 73269 Hochdorf, DE
DE-Anmeldedatum 23.06.2006
DE-Aktenzeichen 102006028776
Offenlegungstag 27.12.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.12.2007
IPC-Hauptklasse F16H 41/04(2006.01)A, F, I, 20060623, B, H, DE
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft einen hydrodynamischen Drehmomentwandler (1) für ein Kraftfahrzeug.
Erfindungsgemäß ist ein Teilstück (60) der von Pumpenrad (10), Turbinenrad (20) und Leitrad (15) gebildeten Umgrenzung (30) gegenüber der restlichen Umgrenzung (30) verschieblich ausgebildet, so dass ein vom Pumpenrad (10) auf das Turbinenrad (20) übertragbares Moment veränderbar ist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen hydrodynamischen Drehmomentwandler für ein Kraftfahrzeug gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Ein derartiger Drehmomentwandler ist aus der DE 23 50 600 A1 bekannt. Der dort offenbarte Drehmomentwandler weist ein Pumpenrad auf, welches mit einem Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs antriebsverbindbar ist sowie ein Turbinenrad, welches mit einer Eingangswelle eines Getriebes des Kraftfahrzeugs antriebsverbindbar ist. Dabei bilden das Pumpenrad, das Turbinenrad und das Leitrad eine Umgrenzung eines Raums, in dem ein hydraulischer Kreislauf ausbildbar ist.

Derartige Drehmomentwandler können das Problem aufweisen, dass sie in Kombination insbesondere mit einem Dieselmotor ein Hochlaufen des Motors nach dessen Start bei tiefen Temperaturen und/oder in höheren Höhenlagen erschweren oder sogar verhindern, da sie für den Motor einen zu großen Widerstand darstellen. Aus diesem Grund werden derartige Drehmomentwandler in der Regel als so genannte weiche Drehmomentwandler mit einer relativ flachen Kennlinie ausgeführt, also als Wandler, die erst bei höheren bis hohen Drehzahlen des Pumpenrades das abgegebene Motormoment überhöht auf das Turbinenrad übertragen. Somit ist ein Motorstart zumindest bis auf Leerlaufdrehzahl problemlos möglich. Ein derart weich ausgelegter Wandler hat jedoch den Nachteil, dass es zu Verzögerungen bei der Umsetzung einer Momentanforderung durch einen Fahrer des Fahrzeugs mit einer derartigen Antriebskonstellation kommt, da der Motor erst auf höhere Drehzahlen hochdrehen muss, bevor dieses Moment vom Drehmomentwandler überhöht auf das Getriebe übertragen wird. Ein derartiges Verhalten wird auch als "Gummiband-Effekt" bezeichnet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen hydrodynamischen Drehmomentwandler für ein Kraftfahrzeug anzugeben, welcher einen ungehinderten Motorstart auch bei Kälte und/oder in hoher Höhe ermöglicht und dabei eine direkte Momentenüberhöhung auch bei niedrigen Motordrehzahlen aufweist.

Diese Aufgabe wird durch den hydrodynamischen Drehmomentwandler mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Dieser Drehmomentwandler ist mechanisch derart gestaltet, dass ein Teilstück des von Pumpenrad, Turbinenrad und Leitrad umgrenzten Raums derart gegenüber der restlichen Umgrenzung verschieblich ausgebildet ist, dass ein vom Pumpenrad auf das Turbinenrad übertragbares Moment veränderbar ist.

Durch ein Verrücken des Teilstücks aus seiner Ausgangslage wird der sich während der Rotation des Pumpenrades im Wandler einstellende hydraulische Kreislauf gestört. Dabei kann das Teilstück beispielsweise in Form eines Kreissegments prinzipiell in Richtung des Kreislaufmittelpunkte hinein- oder herausverschoben werden. Beiden Varianten gemeinsam ist, dass weniger Hydraulikflüssigkeit im idealen Winkel auf die Beschaufelung des Turbinenrades geleitet wird und somit der Widerstand, der vom Turbinenrad über die Hydraulikflüssigkeit auf das Pumpenrad zurückwirkt, verringert wird. Dadurch kann das mit dem Antriebsmotor direkt verbundene Pumpenrad bei verschobenem Teilstück ungehinderter umlaufen. Somit ist der Widerstand, den der Antriebsmotor insbesondere beim Kaltstart und in hoher Höhe erfährt, geringer als bei nicht verschobenem Teilstück.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Teilstück des hydrodynamischen Drehmomentwandlers parallel verschieblich zur Rotationsachse des Drehmomentwandlers ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass zum Verschieben des Teilstücks weg vom Mittelpunkt des hydraulischen Kreislaufs einerseits das Teilstück nicht gegen die bei Rotation des Wandlers auftretende Zentrifugalkraft bewegt werden muss und andererseits die Außenkontur des Wandlers, die in der Regel vom Pumpenrad sowie dessen Anbindung an den Motor gebildet ist, gegenüber herkömmlichen Wandlern in radialer Richtung nicht verändert werden muss. Somit ist die Variante mit einer axialen Verschiebung des Teilstücks konstruktiv einfacher und damit kostengünstiger zu verwirklichen.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Teilstück mittels eines Stellzylinders verschiebbar. Ein Stellzylinder bietet die Möglichkeit, aktiv die Verstellung des Teilstücks vornehmen zu können. Somit kann im Rahmen einer Antriebsteuerung oder -regelung bzw. einer separaten Getriebesteuerung oder -regelung gezielt die Verschiebung des Teilstücks vorgenommen werden. Denkbar ist jedoch auch eine Verschiebungsmöglichkeit, die nicht direkt beeinflussbar sondern vielmehr beispielsweise durch Fliehkraft, abhängig von der Drehzahl des Pumpenrades oder des Wandlerinnendrucks, initiiert wird.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Teilstück mit einer zwischen Gehäuse und Turbinenrad angeordneten Kupplung antriebsverbunden. In bekannten Drehmomentwandlern werden zur Erhöhung seines Wirkungsgrades teilweise Überbrückungskupplungen eingesetzt, um eine reibschlüssige oder nur mit geringem Spiel behaftete mechanische Verbindung zwischen Pumpen- und Turbinenrad herstellen zu können. Bekannt sind dabei so genannte 2-Kanal- und 3-Kanal-Wanler. Gegenüber dem 2-Kanal-Wandler weist der 3-Kanal-Wanler einen zusätzlichen Kolben auf, der separat angesteuert und weitestgehend unabhängig vom Hydraulikdruck im Wandler mit Druck beaufschlagt und dadurch verschoben werden kann. Durch Anbindung des Teilstücks an den Kolben der Überbrückungskupplung kann ein Stellzylinder vermieden werden und trotzdem eine aktive Steuerung bzw. Regelung der Teilstückverschiebung vorgenommen werden.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen dem Teilstück und dem Kolben der Überbrückungskupplung ein Längenausgleichselement angeordnet. Ein derartiges Längenausgleichselement kann beispielsweise eine Teleskopstange mit einer Druckfeder sein, mit der der Abstand zwischen dem Teilstück und dem Kolben verkürzt werden kann, beispielsweise wenn das Teilstück in seiner eingerückten, den hydraulischen Kreislauf unterstützenden Position festgelegt ist und die Überbrückungskupplung weiter schließt. Über ein derartiges Längenausgleichselement ist es möglich, trotz Anbindung des Teilstücks an den Kolben der Überbrückungskupplung eine gewisse Unabhängigkeit zwischen der Ansteuerung der Überbrückungskupplung und der Verschiebung des Teilstücks zu erzielen.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Teilstück eine ringförmige Grundform auf und ist konzentrisch zur Rotationsachse des Drehmomentwandlers angeordnet. Obwohl es prinzipiell auch möglich ist, ein nicht ringförmiges Segment als Teilstück vorzusehen, beispielsweise können mehrere Segmente über den Umfang des Pumpenrades oder Turbinenrades verteilt in Form von verschieblichen Fenstern vorgesehen werden, ist ein ringförmiges Teilstück einfacher und somit kostengünstiger herstellbar.

Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Drehmomentwandlers näher erläutert. Dabei zeigen:

1 einen schematischen Halbquerschnitt durch einen erfindungsgemäßen hydrodynamischen Drehmomentwandler in einer ersten Ausführungsform mit verschobenem Teilstück,

2 eine Darstellung gemäß 1 mit nicht verschobenem Teilstück und

3 eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen hydrodynamischen Drehmomentwandlers.

In den Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Der in den Figuren jeweils dargestellte Ausschnitt zeigt in vereinfachter Weise lediglich den oberen Teil eines an sich bezüglich einer Rotationsachse 2 nahezu rotationssymmetrischen Bauteils.

Der in den Figuren dargestellte, erfindungsgemäße Drehmomentwandler 1 umfasst eine Gehäuseanordnung 3, die über ein als Keilwellenprofil ausgestaltete Anbindung 7 mit einem nicht dargestellten Antriebsmotor verbunden ist. Zwischen dieser Anbindung 7 und dem Antriebsmotor kann zur Komforterhöhung ein nicht dargestellter Schwingungsdämpfer angeordnet sein. Die Gehäuseanordnung 3 ist in den Figuren zweigeteilt dargestellt, wobei die beiden topfförmigen Gehäuseteile 4,6 miteinander verschweißt sind. Auf diese Zweiteilung ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt, insbesondere kann die Gehäuseanordnung 3 auch aus mehr als zwei Teilen 4,6 zusammengesetzt sein.

Auf der vom Antriebsmotor gegenüber liegenden Axialseite weist die Gehäuseanordnung 3 eine abtriebsseitige Gehäusenabe 8 auf, die beispielsweise mit einer nicht dargestellten Getriebeanordnung verbunden ist und dort eine ebenfalls nicht dargestellte Fluidförderpumpe zur Drehung antreibt. Zur abtriebsseitigen Gehäusenabe 8 konzentrisch angeordnet ist eine Abtriebswelle 9, die mit ihrem freien Ende aus der Gehäuseanordnung 3 herausragt. Diese Abtriebswelle 9 kann beispielsweise als eine Getriebeeingangswelle ausgebildet sein.

Der in den Figuren rechte Teil 6 der Gehäuseanordnung 3 weist auf der Innenseite eine Beschaufelung 11 auf und stellt ein bekanntes Pumpenrad 10 dar. Axial benachbart ist radial innenliegend neben dem Pumpenrad 10 ein Leitrad 15 angeordnet, welches mittels eines Freilaufs 17 auf einer Statorwelle 18 in einer Drehrichtung drehbeweglich abgestützt ist. Die Statorwelle 18 ist in der Regel an einem Gehäuse der dem Drehmomentwandler 1 nachgelagerten Getriebeanordnung abgestützt. In axialer Richtung ist das Leitrad 15 einerseits gegenüber dem Pumpenrad 10 und andererseits gegenüber einem Sockel 21 eines Turbinenrades 20 gelagert. Das Pumpenrad 10, das Turbinenrad 20 und das Leitrad 15 bilden zusammen eine zumindest teilweise Umgrenzung 30 eines Strömungsraums 32, in dem ein hydraulischer Kreislauf 33 vom Pumpenrad 10 zum Turbinenrad 20 und über das Leitrad 15 zurück zum Pumpenrad 10 ausbildbar ist.

Der Sockel 21 des Turbinenrades 20 ist über eine Keilwellenverbindung 23 mit der Abtriebswelle 9 drehfest verbunden und axial gegenüber einem Kolbenträger 35, der formschlüssig mit dem in den Figuren linken Teil 4 der Gehäuseanordnung 3 verbunden ist, gelagert. Dabei liegt der Kolbenträger 35 unter Ausbildung eines Kanals 37 an der Innenwand 5 des linken Teils 4 der Gehäuseanordnung 3 an. An seinem Außenumfang weist der Kolbenträger 35 eine Gleitfläche 36 auf, auf der ein ringförmiger Kolben 41 einer Überbrückungskupplung 40 mit seinem Innenumfang axial verschieblich gelagert ist. Der Kolben 41 stützt sich mit seinem Außenumfang an der Innenwand 5 des linken Teils 4 der Gehäuseanordnung 3 ab.

An dem dem Turbinenrad 20 zugewandten axialen Ende des Kolbenträgers 35 ist eine Tellerfeder 38 angeordnet, die sich einerseits an einem auf dem Kolbenträger 35 gehaltenen axialen Sicherungsring 39 abstützt. Andererseits liegt die Tellerfeder 38 am Kolben 41 an und sucht diesen unter Minimierung eines Druckraums 42 zwischen Kolben 41 und Innenwand 5 der Gehäuseanordnung 3 in Richtung Innenwand 5 zu drängen.

Zwischen dem Kolben 41 und dem Turbinenrad 20 ist ein Lamellenpaket 43 der Überbrückungskupplung 40 angeordnet. Dabei sind nebeneinander abwechselnd Außenlamellen 45 und Innenlamellen 55 angeordnet. Die Außenlamellen 45 weisen Zähne 46 am Außenumfang auf, die mit Zähnen 48 am Innenumfang eines mit der Gehäuseanordnung 3 antriebsverbundenen Außenlamellenträgers 47 in Umfangsrichtung formschlüssig verbunden sind. Diesen Außenlamellen 45 benachbart sind Innenlamellen 55 angeordnet, die an ihrem Innenumfang Zähne 56 aufweisen, die mit Zähnen 58 am Außenumfang eines am Turbinenrad 20 befestigten Innenlamellenträgers 57 in Umfangsrichtung formschlüssig verbunden sind. In axialer Richtung sind die Innenlamellen 55 und Außenlamellen 45 verschieblich gelagert. Jedoch ist die axiale Verschieblichkeit in Richtung Turbinenrad 20 durch eine äußere Abschlusslamelle 49 und einen diese fixierenden Sicherungsring 59 begrenzt. Die Innenlamellen 55 und/oder Außenlamellen 45 weisen auf den jeweiligen Stirnseiten, die anderen Lamellen 45;55 zugewandt sind, zumindest teilweise Reibbeläge auf.

Auf der dem Turbinenrad 20 zugewandten Seite des Kolbens 41 ist ein in den Figuren zweiteilig dargestelltes Trägerelement 50 angeordnet, welches kraftschlüssig mit dem Kolben 41 verbunden und somit zusammen mit diesem axial, d.h. parallel zur Rotationsachse 2 des Wandlers 1 verschieblich ist. Der sich radial erstreckende Teil 51 des Trägerelements 50 folgt im Wesentlichen der Kontur des Kolbens 41. Der im Wesentlichen axiale Teil 52 ist zinkenförmig ausgebildet, so dass mehrere Zinken 53 über den Umfang verteilt angeordnet sind. In radialer Richtung sind diese Zinken 53 zwischen Außenlamellenträger 47 und Innenlamellen 55 sowie in Umfangsrichtung zwischen Zähnen 48 des Außenlamellenträgers 47 und Zähnen 46 der Außenlamellen 45 axial verschieblich angeordnet. Alternativ können die Zinken 53 auch durch Öffnungen in den Zähnen 48 des Außenlamellenträgers 47 oder durch Öffnungen in den Zähnen 46 der Außenlamellen 45 geführt sein.

Die Enden der Zinken 53 sind mit einem Teilstück 60 der Umgrenzung 30 des hydraulischen Strömungsraums 32 verbunden. Dieses Teilstück 60 ist im in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ringförmig ausgestaltet, radial außerhalb des Turbinenrades 20 angeordnet und infolge seiner Anbindung an die Zinken 53 mit dem Kolben 41 der Überbrückungskupplung 40 axial verschieblich. Da es aufgrund der Anbindung an das Gehäuse 3 stets mit der Drehzahl des Pumpenrades 10 umläuft, ist das Teilstück 60 als zum Pumpenrad 10 gehörig anzusehen, auch wenn es sich radial außerhalb des Turbinenrades 20 befindet.

In 1 ist das Teilstück 60 in seiner vollständig ausgerückten Position dargestellt. Diese ergibt sich, wenn der Kolben 41 der Überbrückungskupplung 40 vollständig von der Tellerfeder 38 nach links bis zur Anlage an das Gehäuse 3 verschoben ist. Dabei sind die Reiblamellen 45,55 soweit von einander getrennt, dass kein Reibmoment zwischen ihnen vom Gehäuse 3 auf das Turbinenrad 20 übertragen wird.

Das Turbinenrad 20 ist in der in 1 und 2 dargestellten Ausführungsform gegenüber herkömmlichen Turbinenradformen in der radialen Erstreckung verkürzt und weist zudem eine Doppelwandung auf. Dabei sind durch die innere Wandung 24 und durch die äußere Wandung 25 des Turbinerades Kanäle 26 gebildet, die sowohl am oberen Ende in Richtung des Teilstücks 60 als auch am unteren Ende in Richtung des Leitrades 15 offen sind. Der Verlauf der Kanäle 26 ist dabei jeweils derart geformt, dass bei Pumpenraddrehzahlen unterhalb und im Bereich der Leerlaufdrehzahl des nicht dargestellten Antriebsmotors, der in der Regel ein Verbrennungsmotor ist, Hydraulikflüssigkeit relativ ungebremst vom Pumpenrad 10 bzw. vom Teilstück 60 durch die Kanäle 26 des Turbinerads 20 strömen kann. Zudem weist das Leitrad 15 unterhalb seiner Beschaufelung Öffnungen 16 auf, die in Verlängerung der unteren Kanalaustrittsöffnungen des Turbinenrades 20 angeordnet sind, durch die Hydraulikflüssigkeit, die durch die Kanäle 26strömt, das Leitrad 15 passieren und wieder dem Pumpenrad 10 zugeführt werden kann.

In der in 1 dargestellten ausgerückten Position des Teilstücks 60 wird aufgrund der inneren Formgebung des Teilstücks 60 ein Teil des Hydraulikstromes 33 im umgrenzten Strömungsraum 32 vom Pumpenrad 10 auf das Teilstück 60 und von dort in die oberen Öffnungen der Kanäle 26 geleitet. Dieser Teil des Hydraulikstromes 33 kann bei niedrigen Pumpenraddrehzahlen aufgrund der Strömungsführung kaum Strömungsenergie an das Turbinenrad 20 abgeben, wodurch der auf das Pumpenrad 10 und somit auf den Antriebsmotor zurückwirkende Widerstand geringer ist als bei der in 2 dargestellten vollständig eingerückten Position des Teilstücks 60. Ein weiterer Teilstrom strömt auf die Beschaufelung 22 des Turbinenrades 20, wird dort aufgrund der Geometrie der Beschaufelung 22 umgelenkt und gibt somit ein Teil der Strömungsenergie an das Turbinenrad 20 ab, wodurch dieses rotatorisch angetrieben wird. Diese ausgerückte Position des Teilstücks 60 ist somit besonders für einen Motorstartvorgang geeignet, bei dem ein kalter Verbrennungsmotor vom Stillstand auf Leerlaufdrehzahl beschleunigt werden muss. Aufgrund des geringeren Moments, welches vom Turbinenrad 20 auf das Pumpenrad 10 bei ausgerücktem Teilstück 60 zurückwirkt, stellt das Pumpenrad 10 für den Antriebsmotor einen geringeren Widerstand dar als Pumpenräder 10 herkömmlicher Drehmomentwandler. Daher kann der Motor schneller die Leerlaufdrehzahl erreichen.

Bei einem betriebswarmen Antriebsmotor sind die sonstigen kältebedingten Widerstände (z.B. temperaturabhängige Schmierstoffe) gering. Daher ist dort ein Ausrücken des Teilstücks 60 eigentlich nicht mehr erforderlich, da der Antriebsmotor in diesem Zustand ausreichend Drehmoment zur Verfügung stellt, um auch bei einem Warmstart die Leerlaufdrehzahl problemlos zu erreichen.

Bei einem Anfahrvorgang aus der Leerlaufdrehzahl des Antriebsmotors wird vom Antriebsmotor das Pumpenrad 10 beschleunigt, wodurch mehr Hydraulikflüssigkeit auf die Beschaufelung 22 des Turbinenrades 20 gelangt und somit zunehmend Moment auf das Turbinerad 20 und das dem Wandler nachgeschaltete Getriebe übertragen wird. Zudem wird dieses Moment noch infolge des Leitrads 15 in bekannter Weise erhöht.

Abhängig von der Fahrstrategie der Antriebsteuerung des Fahrzeugs, in dem der erfindungsgemäße Drehmomentwandler 1 Einsatz findet, wird der Wandler 1 ab einem bestimmten Zeitpunkt durch vollständiges oder zumindest teilweises Schließen der Überbrückungskupplung 40 überbrückt werden. Dazu wird in bekannter Weise über den Kanal 37 zwischen Kolbenträger 35 und Gehäuse 3 Hydraulikflüssigkeit in den Druckraum 42 gepresst, wodurch der Kolben 41 gegen die Kraft der Tellerfeder 38 nach rechts verschoben wird. Dabei werden einerseits die Lamellen 45,55 immer weiter zusammengedrückt bis diese aufgrund Reibschlusses das gewünschte Reibmoment übertragen, andererseits wird über das Trägerelement 50 das Teilstück 60 immer weiter in Richtung Pumpenrad 10 verschoben, bis es schließlich in die vollständig eingerückte Position gelangt. Mit zunehmender Verschiebung des Teilstücks 60 in Richtung Pumpenrad 10 wird zunehmend mehr Hydraulikflüssigkeit auf die Beschaufelung 22 des Turbinerades 20 und weniger Hydraulikflüssigkeit durch die Kanäle 26 des Turbinenrades 20 geleitet.

Alternativ kann die Anbindung des Teilstücks 60 an den Kolben 41 der Überbrückungskupplung 40 derart ausgebildet sein, dass das Teilstück 60 bereits vor dem vollständigen Schließen der Überbrückungskupplung 40 in seine vollständig eingerückte Position gelangt. Um dann jedoch ein weiteres Schließen der Überbrückungskupplung 40 zu gewährleisten, ist ein Längenausgleichselement, beispielsweise ein teleskopierbares Trägerelement 50 mit einer zwischen Kolben 41 und Teilstück 60 angeordneten Druckfeder nötig.

In 2 ist das Teilstück 60 in seiner vollständig eingerückten Position dargestellt. Hierbei befindet sich der Kolben 41 in seiner maximal möglichen ausgefahrenen Position, die durch vollständigen Reibschluss des Lamellenpakets 43 begrenzt ist. In der vollständig eingerückten Position leitet das Teilstück 60 die Hydraulikflüssigkeit nahezu vollständig auf die Beschaufelung 22 des Turbinenrades 20, womit der erfindungsgemäße Drehmomentwandler 1 dann die Eigenschaft eines herkömmlichen Drehmomentwandler aufweist.

In 3 ist eine alternative Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Diese unterscheidet sich gegenüber der in 1 und 2 dargestellten Ausführungsform durch andere Formgebungen des Pumpenrades 10, des Turbinenrades 20 und des Teilstücks 60. Das Turbinenrad 20 ist einwandig ausgeführt und weist einen größeren Durchmesser auf. Dagegen ist das Pumpenrad 10 im Durchmesser verkürzt. Zudem ist das Teilstück 60 in seiner Form verändert und ist nun überwiegend radial außerhalb des Pumpenrades 10 angeordnet.

In der ausgerückten Position des Teilstücks 60, die mit durchgezogener Linie dargestellt ist, stellt das Teilstück 60 für einen Teil des Hydraulikkreislaufes 33 einen Widerstand dar. Zudem ermöglicht das Teilstück 60 durch Freigabe eines Öffnungsquerschnitts 31 in der Umgrenzung 30 des Strömungsraums 32 einem Teil des Hydraulikstroms, den Strömungsraum 32 zu verlassen. Dies beides führt dazu, dass das Pumpenrad 10 weniger Moment aufnehmen und auf das Turbinenrad 20 übertragen kann als bei eingerückter Position des Teilstücks 60, wenn die Innenkontur des Teilstücks 60 den Hydraulikstrom nicht behindert, wie dies mit gestrichelter Linie dargestellt ist. Selbstverständlich kann das Teilstück 60 auch eine andere als die dargestellte, den Hydraulikstrom behindernde Form aufweisen.

In einer nicht dargestellten Ausführungsform weist die in 3 dargestellte Ausführungsform ein Pumpenrad 10 auf, welches doppelwandig ausgebildet ist (analog des Turbinenrads 20 der in 1 und 2 gezeigten Ausführungsform). In vorteilhafter Ausgestaltung weist dabei die Innenwand des Pumpenrades 10 eine gebogene Form auf, die in Verlängerung des vollständig nach links verschobenen Teilstücks 60 beginnend ungefähr äquidistant zur Außenwand verläuft.

Mit den in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Drehmomentwandlers 1 kann dieser als steifer Wandler ausgelegt werden ohne die Problematiken des Antriebsmotors bei Kaltstart bzw. der reduzierten Luftmassen in der Höhe berücksichtigen zu müssen.


Anspruch[de]
Hydrodynamischer Drehmomentwandler (1) für ein Kraftfahrzeug mit:

– einem Pumpenrad (10), welches mit einem Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs antriebsverbindbar ist,

– einem Turbinenrad (20), welches mit einer Eingangswelle eines Getriebes des Kraftfahrzeugs antriebsverbindbar ist und

– einem Leitrad (15), welches über einen Freilauf (17) an einer Statorwelle (18) in einer Drehrichtung beweglich abgestützt ist,

wobei das Pumpenrad (10), das Turbinenrad (20) und das Leitrad (15) eine zumindest teilweise Umgrenzung (30) eines Raums (32) bilden, in dem ein hydraulischer Kreislauf (33) ausbildbar ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

ein Teilstück (60) der Umgrenzung (30) derart gegenüber der restlichen Umgrenzung (30) verschieblich ausgebildet ist, dass ein vom Pumpenrad (10) auf das Turbinenrad (20) übertragbares Moment veränderbar ist.
Hydrodynamischer Drehmomentwandler (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Teilstück (60) parallel zur Rotationsachse (2) des Drehmomentwandlers (1) verschieblich ausgebildet ist. Hydrodynamischer Drehmomentwandler (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Teilstück (60) mittels eines Stellzylinders (4,35,41) verschiebbar ist. Hydrodynamischer Drehmomentwandler (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Teilstück (60) mit einer zwischen Pumpenrad (10) und Turbinenrad (20) angeordneten Kupplung (40) antriebsverbunden ist. Hydrodynamischer Drehmomentwandler (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Teilstück (60) mit einem verschieblichen Kolben (41) der Kupplung (40) antriebsverbunden ist. Hydrodynamischer Drehmomentwandler (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Teilstück (60) und dem Kolben (41) ein Längenausgleichselement angeordnet ist. Hydrodynamischer Drehmomentwandler (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Teilstück (60) ringförmig ausgebildet und konzentrisch zur Rotationsachse (2) des Drehmomentwandlers (1) angeordnet ist.






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