DE102008031010A1

DE102008031010A1 - Zwei-Kanal Mehrfunktionsdrehmomentwandler

Info

Publication number: DE102008031010A1
Application number: DE102008031010A
Authority: DE
Inventors: Vural Wooster Ari; Todd Shreve Sturgin; Kevin Wooster Parks
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-07-11
Filing date: 2008-06-30
Publication date: 2009-01-15
Also published as: US8348036B2; US20090014269A1; JP5645354B2; JP2009019772A

Abstract

Mehrfunktionsdrehmomentwandler, der Folgendes aufweist: eine Druckbeaufschlagungskammer für eine Drehmomentwandlerkupplung; eine erste Druckkammer, die einen Torus aufweist; und ein nachgiebiges Strömungssteuerungselement in fluidischer Verbindung mit der Beaufschlagungskammer und der ersten Druckkammer, und Fluidströmung zu der Druckbeaufschlagungskammer steuern kann. Das nachgiebige Strömungselement ist beweglich um die Fluidströmung zu der Druckbeaufschlagungskammer im Drehmomentwandlerbetrieb des Drehmomentwandlers zu blockieren und eine Fluidströmung zu der Beaufschlagungskammer im Überbrückungsbetrieb zu ermöglichen. Der Drehmomentwandler weist eine zweite Druckkammer auf und die Kupplung weist eine Kolbenplatte auf, die die Druckbeaufschlagungskammer und die zweite Druckkammer mindestens teilweise abgrenzt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an Vorrichtungen zur Kraftübertragung zwischen einer drehenden Antriebseinheit, wie z. B. dem Motor eines Kraftfahrzeugs, und einer drehenden Abtriebseinheit, wie z. B. dem Schaltgetriebe des Kraftfahrzeuges. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen Mehrfunktionsdrehmomentwandler mit einem Zwei-Kanal System, der eine Getriebeeingangswelle aus Vollmaterial verwendet, die als Drei-Kanal System arbeitet.
1 stellt ein allgemeines Blockschaltbild dar, welches die Beziehung zwischen Motor 7, Drehmomentwandler 10, Getriebe 8 und der Differential-/Achsanordnung 9 in einem typischen Fahrzeug zeigt. Die Verwendung von Drehmomentwandlern zum übertragen eines Drehmoments vom Motor auf das Getriebe eines Kraftfahrzeugs ist bekannt.
Die drei Hauptkomponenten des Drehmomentwandlers sind die Pumpe 37, die Turbine 38 und das Leitrad 39. Der Drehmomentwandler bildet eine abgeschlossene Kammer wenn die Pumpe an den Deckel 11 angeschweisst wird. Der Deckel ist mit einer Flex-Platte 41 verbunden, welche wiederum mit der Kurbelwelle 42 des Motors 7 verschraubt ist. Der Deckel kann mit der Flex-Platte unter Verwendung von Nasen oder Stehbolzen verbunden werden, die an den Deckel geschweisst sind. Die geschweisste Verbindung zwischen der Pumpe und dem Deckel überträgt das Motordrehmoment auf die Pumpe. Deshalb dreht sich die Pumpe immer mit Motordrehzahl. Die Pumpe nutzt, diese Drehbewegung, um das Fluid radial nach Aussen und axial in Richtung der Turbine zu bewegen. Daher ist die Pumpe eine zentrifugale Pumpe, die Fluid von einem kleinen radialen Einlass zu einem grossen radialen Auslass bewegt und damit die Energie in dem Fluid erhöht. Der erforderliche Druck um die Getriebekupplungen und die Drehmomentwandlerkupplung in Eingriff zu bringen wird von einer zusätzlichen Pumpe im Getriebe geliefert, die von der Pumpennabe angetrieben wird.
In dem Drehmomentwandler 10 wird ein Fluidkreislauf von der Pumpe, manchmal Impeller genannt, der Turbine und dem Leitrad, manchmal Reaktor genannt, erzeugt. Der Fluidkreislauf ermöglicht eine fortlaufende Drehung des Motors, wenn das Fahrzeug stillsteht und beschleunigt das Fahrzeug, wenn dies vom Fahrer gewünscht wird. Der Drehmomentwandler verstärkt das Motordrehmoment mit dem Drehmomentverhältnis ähnlich einem Untersetzungsgetriebe. Das Drehmomentverhältnis ist das Verhältnis von Ausgangsdrehmoment zu Eingangsdrehmoment. Das Drehmomentverhältnis ist bei geringen Turbinendrehzahlen, oder bei Drehzahl Null der Turbine, auch Stillstand genannt, am höchsten. Die Drehmomentverhältnisse bei Stillstand liegen üblicherweise in einem Bereich von 1,8 bis 2,2. Das bedeutet, dass das Ausgangsdrehmoment des Drehmomentwandlers ist 1,8- bis 2,2-mal grösser ist, als das Eingangsdrehmoment. Die Ausgangsdrehzahl ist jedoch wesentlich niedriger als die Eingangsdrehzahl, da die Turbine mit dem Ausgang verbunden ist und sich nicht dreht, der Eingang sich aber mit Motordrehzahl dreht.
Die Turbine 38 verwendet die Fluidenergie, die sie von der Pumpe 37 erhält, um das Fahrzeug anzutreiben. Das Turbinenrad 22 ist mit der Turbinennabe 19 verbunden. Die Turbinennabe 19 weist eine Keilwellenverzahnung auf, um das Turbinendrehmoment an die Getriebeeingangswelle 43 zu übertragen. Die Eingangswelle ist mit den Rädern des Fahrzeuges übder Zahnräder und Wellen in dem Getriebe 8 und in dem Achsdifferential 9 verbunden. Die Kraft des Fluides, welche die Turbinenschaufel beaufschlagt, wird von der Turbine als Drehmoment ausgegeben. Axiale Drucklager 31 stützen die Komponenten gegen die durch das Fluid aufgebrachten Axialkräfte. Wenn das Ausgangsmoment ausreicht, um die Trägheit des stillstehenden Fahrzeugs zu überwinden, dann beginnt das Fahrzeug sich zu bewegen.
Nachdem die Fluidenergie von der Turbine in Drehmoment gewandelt wurde, ist immer noch etwas Energie in dem Fluid enthalten. Das Fluid, welches aus dem kleinen radialen Auslass 44 austritt, würde normalerweise so in die Pumpe eintreten, dass es der Drehung der Pumpe entgegenwirkt. Das Leitrad 39 wird verwendet, um das Fluid umzulenken, um die Beschleunigung der Pumpe zu unterstützen und damit das Drehmomentverhältnis zu verbessern. Das Leitrad 39 ist mit der Leitradwelle 45 mit einer Freilaufkupplung 46 verbunden. Die Leitradwelle ist mit dem Getriebegehäuse 47 verbunden und dreht sich nicht. Die Freilaufkupplung 46 verhindert, dass sich das Leitrad 39 bei geringen Drehzahlverhältnissen dreht, wenn sich die Pumpe schneller als die Turbine dreht. Fluid, welches in das Leitrad 39 aus dem Turbinenauslass 44 eintritt, wird von den Leitschaufeln 48 umgelenkt, um in die Pumpe 37 in Drehrichtung einzutreten.
Die Eintritts- und Austrittswinkel der Schaufeln, die Form des Pumpenrades und des Turbinenrades und der Gesamtdurchmesser des Drehmomentwandlers beeinflussen seine Leistung. Die Auslegungsparameter umfassen das Drehmomentverhältnis, den Wirkungsgrad und die Fähigkeit des Drehmomentwandlers, Drehmoment zu übertragen, ohne es dem Motor zu ermöglichen „hochzudrehen". Dies tritt ein, wenn der Drehmomentwandler zu klein ist und die Pumpe den Motor nicht verlangsamen kann.
Bei niedrigen Drehzahlverhältnissen funktioniert der Drehmomentwandler gut und lässt den Motor drehen, während das Fahrzeug stillsteht, und verstärkt das Motordrehmoment und erhöht damit die Fahrleistungen. Bei Drehzahlverhältnissen von kleiner als 1 ist der Wirkungsgrad des Drehmomentwandlers geringer als 100%. Das Drehmomentverhältnis des Drehmomentwandlers verringert sich fortlaufend von einem Maximum von ungefähr 1,8 bis 2,2 zu einem Drehmomentverhältnis von ungefähr 1, wenn die Turbinendrehzahl sich an die Pumpendrehzahl annähert. Das Drehzahlverhältnis, wenn das Drehmomentverhältnis 1 erreicht, wird Kopplungspunkt genannt. An diesem Punkt muss das Fluid, welches in den Stator eintritt, nicht mehr umgelenkt werden, und die Freilaufkupplung im Leitrad ermöglicht es dem Leitrad, sich in der gleichen Richtung wie die Pumpe und die Turbine zu drehen. Da das Leitrad das Fluid nicht umlenkt, ist die Drehmomentabgabe des Drehmomentwandlers identisch mit der Drehmomenteinleitung. Der gesamte Fluidkreislauf dreht sich gemeinsam.
Der maximale Wirkungsgrad des Drehmomentwandlers ist wegen der Verluste im Fluid auf 92–93% begrenzt. Daher wird die Drehmomentwandlerkupplung 49 eingesetzt, um den Drehmomentwandlereingang mechanisch mit dem Ausgang zu verbinden, was den Wirkungsgrad auf 100% verbessert. Die Kolbenplatte 17 wird hydraulisch angedrückt, wenn dies von der Getriebesteuerung angesteuert wird. Die Kolbenplatte 17 ist zur Turbinennabe 19 hin an ihrem Innendurchmesser mit dem O-Ring 18 abgedichtet, und gegenüber dem Deckel 11 an ihrem Aussendurchmesser mit dem Reibmaterialring 51 abgedichtet. Diese Dichtungen erzeugen eine Druckkammer und bringen die Kolbenplatte 17 in Eingriff mit dem Deckel 11. Diese mechanische Verbindung überbrückt den Fluidkreislauf des Drehmomentwandlers.
Die mechanische Verbindung der Drehmomentwandlerkupplung 49 überträgt wesentlich mehr Drehschwingungen vom Motor an den Antriebsstrang. Da der Antriebsstrang im Grunde ein Feder-Massesystem ist, können Drehmomentschwankungen vom Motor Eigenfrequenzen des Systems anregen. Ein Dämpfer wird verwendet um die Eigenfrequenzen des Antriebsstranges aus dem Bereich des Fahrbetriebs zu bewegen. Der Dämpfer weist Federn 15 auf, die in Reihe mit dem Motor 7 und dem Getriebe 8 geschaltet sind, um die wirksame Federkonstante des Systems zu verringern und damit die Eigenfrequenz abzusenken.
Die Drehmomentwandlerkupplung 49 weist im Allgemeinen vier Komponenten auf: die Kolbenplatte 17, die Deckelplatten 12 und 16, die Federn 15 und den Flansch 13. Die Deckelplatten 12 und 16 übertragen Drehmoment von der Kolbenplatte 17 auf die Druckfedern 15. Die Fortsätze 52 der Deckelplatten werden um Federn 15 zur axialen Festlegung gebildet. Drehmoment von der Kolbenplatte 17 wird auf Deckelplatten 12 und 16 durch eine Nietverbindung übertragen. Die Deckelplatten 12 und 16 übertragen Drehmoment auf Druckfedern 15 durch Berührung mit einer Kante des Federfensters. Beide Deckelplatten wirken zusammen und lagern die Feder auf beiden Seiten der Federmittelachse. Die Federkraft wird auf den Flansch 13 durch Berührung mit einer Kante des Flanschfederfensters übertragen. Manchmal hat der Flansch eine Nase zum Verhindern von Drehbewegungen oder einen Schlitz, der in einen Bereich der Deckelplatte eingreift, um übermässiges Zusammenpressen der Federn während des Auftretens von hohen Drehmomenten zu verhindern. Drehmoment von dem Flansch 13 wird auf die Turbinennabe 19 übertragen und auf die Getriebeeingangswelle 43.
Energieaufnahme kann durch Reibung, manchmal Hysterese genannt, erreicht werden, wenn dies gewünscht wird. Hysterese schliesst Reibung beim Eindrehen und beim Auseinanderdrehen der Dämpferplatten ein, so dass die tatsächliche Reibung verdoppelt wird. Das Hysteresepaket besteht im Allgemeinen aus einer Tellerfeder 14, die zwischen dem Flansch 13 und einer der Deckelplatten 16 angebracht ist, um den Flansch 13 in Berührung mit der anderen Deckelplatte 12 zu bringen. Durch Steuern der Grösse der Kraft, die von der Tellerfeder 14 aufgebracht wird, kann auch die Höhe des Reibmoments gesteuert werden. Übliche Hysteresewerte liegen im Bereich von 10–30 Nm.
Im Überbrückungsbetrieb des Drehmomentwandlers wird wenig oder kein Drehmoment auf die Turbinennabe 19 aufgebracht. Zeitgleich erhalten die Deckelplatten 16 Motordrehmoment über den Dämpfer. Deshalb gibt es eine unterbrochene Berühfläche zwischen der Deckelplatte 16 und der Turbinennabe an der Keilwellenverbindung zwischen der Platte und der Nabe, was unerwünschte Schwingungen und Lärm verursacht. Anders ausgedrückt schlägt die Deckelplatte gegen die Turbinennabe an der Keilwellenverzahnung wegen Schwankungen im Motordrehmoment an, was die oben genannten Vibrationen und Geräusche hervorruft. Die im Gemeinschaftseigentum befindliche U.S. Provisional Patent Application Nr. 60/816,932 , angemeldet am 28. Juni 2006, legt ein Mittel zum Verhindern der oben genannten Schwingungen und Geräusche während des Betriebes eines Drehmomentwandlers im Drehmomentwandlermodus offen. Jedoch ist es wünschenswert, den Reibungswiderstand in der Drehmomentwandlerkupplung während des Betriebes im Drehmomentwandlermodus weiter zu verringern.
Ein herkömmliches Drei-Kanal Getriebesystem erfordert eine hohle Getriebeeingangswelle für den dritten Kanal. In einem Zwei-Kanal System ist es möglich, dass ein Hochdrehen des Motors erfolgt, wenn die Pumpenkupplung gelöst ist und die Turbinenkupplung nicht eingreift, d. h. der Motor läuft unkontrolliert hoch und dreht sich ohne Wiederstand. Andere Systeme ermöglichen es der Pumpenkupplung im Eingriff zubleiben, wenn die Drehmomentwandlerkupplung eingreift, aber diese erfordern weiterhin eine hohle Eingangswelle und ein Drei-Kanal System.
Es ist bekannt eine Anordnung mit zwei Massen und eine Pumpenkupplung zu verwenden, um die Pumpe in einem Mehrfunktionsdrehmomentwandler von dem Motor zu entkoppeln, wenn das Fahrzeug sich im Leerlauf befindet. Die Leistung solcher Drehmomentwandler ist unter verschiedenen Betriebsbedingungen und Fahrzeugbetriebsbedingungen, manchmal nicht gleichmässig.
Daher gibt es seit langem einen Bedarf einen Drehmomentwandler vorzuschlagen, welcher in der Lage ist, eine Pumpenkupplung im Eingriff zu halten, während die Turbinenkupplung in Eingriff gebracht wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Mehrfunktionsdrehmomentwandler, der Folgendes aufweist:

– eine Druckbeaufschlagungskammer für eine Drehmomentwandlerkupplung
– eine erste Druckkammer, die einen Torus aufweist
– ein elastisches Strömungssteuerungselement in fluidischer Verbindung mit der Beaufschlagungskammer und der ersten Druckkammer, welches dazu eingerichtet ist, Fluid zur Beaufschlagungskammer zu steuern.
– In einer ersten Ausführungsform ist das elastische Strömungssteuerungselement dazu so angeordnet, dass es den Fluß von, Fluid zur Beaufschlagungskammer in dem Drehmomentwandlermodus für den Drehmomentwandler blockiert.
– In einer zweiten Ausführungsform weist der Drehmomentwandler eine zweite Druckkammer auf und die Kupplung weist eine Kolbenplatte auf, welche die Beaufschlagungskammer und die zweite Druckkammer zumindest teilweise begrenzt, und die Kolbenplatte weist eine Öffnung in fluidischer Verbindung mit der Beaufschlagungskammer und der zweiten Druckkammer auf.

In einer dritten Ausführungsform weist der Drehmomentwandler Kühlfluid die Kupplung ein Reibmaterial auf. Während des Überbrückungsbetriebs des Drehmomentwandlers kann das Kühlfluid von der Druckbeaufschlagungskammer durch das Reibmaterial über die Öffnung und die zweite Druckkammer strömen. In einer vierten Ausführungsform dient die zweite Druckkammer als Druckausgleich während des Drehmomentwandlerbetriebs und des Überbrückungsbetriebs des Drehmomentwandlers. In einer fünften Ausführungsform dient die erste Druckkammer als Druckausgleich während des entkoppelten Leerlaufbetriebs des Drehmomentwandlers. In einer sechsten Ausführungsform weist der Drehmomentwandler eine Pumpenkupplung auf und die erste Druckkammer weist eine Druckbeaufschlagungskammer für die Pumpenkupplung auf, und im Überbrückungsbetrieb des Drehmomentwandlers ist das nachgiebige Strömungssteuerungselement dazu eingerichtet, um eine fluidische Verbindung mit der Druckbeaufschlagungskammer herzustellen.
In einer siebten Ausführungsform weist der Drehmomentwandler eine Pumpenkupplung, die erste Druckkammer eine Druckbeaufschlagungskammer für die Pumpenkupplung auf, und der Druck in der ersten Druckkammer ist dazu vorgesehen, die Pumpenkupplung im Überbrückungsbetrieb und im Drehmomentwandlerbetrieb des Drehmomentwandlers zu schliessen. In einer achten Ausführungsform weist der Drehmomentwandler eine zweite Druckkammer und eine Pumpenkupplung auf, wobei die erste Druckkammer eine Druckbeaufschlagungskammer für die Pumpenkupplung aufweist. Während des entkoppelten Leerlaufbetriebs des Drehmomentwandlers kann der Druck in der zweiten Kammer erhöht werden, um die Drehmomentwandlerkupplung und die Pumpenkupplung zu lösen. In einer weiteren Ausführungsform weist der Drehmomentwandler einen ersten Druckkanal auf, der Kühlfluid an die Druckbeaufschlagungskammer und die erste Druckkammer liefern kann. Alternativ kann der Drehmomentwandler auch einen zweiten Druckkanal aufweisen, mit dem Kühlfluid an die zweite Druckkammer geliefert werden kann.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin auch einen Mehrfunktionsdrehmomentwandler, der eine Druckbeaufschlagungskammer für eine Drehmomentwandlerkupplung und ein nachgiebiges Strömungssteuerungselement aufweist. Im Drehmomentwandlermodus des Drehmomentwandlers ist das nachgiebige Strömungssteuerungselement so positioniert, dass die Fluidströmung zur Druckbeaufschlagungskammer im Überbrückungsbetrieb des Drehmomentwandlers blockiert ist, wobei das nachgiebige Strömungssteuerungselement dazu, eine Fluidströmung zur Druckbeaufschlagungskammer ermöglichen kann. In einer Ausführungsform weist der Drehmomentwandler eine Drehmomentwandlerkupplungskolbenplatte auf und die Fluidströmung zu der Druckbeaufschlagungskammer kann, die Drehmomentwandlerkupplungskolbenplatte axial verschieben. In einer weiteren Ausführungsform weist der Drehmomentwandler eine Drehmomentwandlerkupplung auf. Die axiale Verschiebung der Drehmomentwandlerkupplungskolbenplatte greift in die Drehmomentwandlerkupplung ein.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin einen Mehrfunktionsdrehmomentwandler, der Folgendes aufweist:

– einen ersten Fluidkreislauf, der eine Druckbeaufschlagungskammer für eine Pumpenkupplung aufweist;
– eine Druckbeaufschlagungskammer für eine Drehmomentwandlerkupplung;
– einen zweiten Fluidkreislauf, der zumindest teilweise die jeweilige Druckbeaufschlagungskammer für die Drehmomentwandlerkupplungen eingrenzt;
– ein nachgiebiges Strömungssteuerungselement, welches die Strömung zu der Druckbeaufschlagungskammer für die Drehmomentwandlerkupplung steuern kann.
– In einer Ausführungsform ist die Pumpenkupplung gelöst, wenn der Druck in dem zweiten Fluidkreislauf grösser ist als der Druck in dem ersten Fluidkreislauf. In einer anderen Ausführungsform ist die Drehmomentwandlerkupplung gelöst, wenn der Druck in dem zweiten Fluidkreislauf grösser ist als der Druck in der Druckbeaufschlagungskammer.

Die vorliegende Erfindung betrifft zudem einen Drehmomentwandler, der Folgendes aufweist:

– eine erste Druckkammer, die einen Torus aufweist;
– eine zweite Druckkammer, und ein nachgiebiges Strömungssteuerungselement, welches axial verschieblich ist, um eine Öffnung zwischen der ersten und der zweiten Druckkammer während des Überbrückungsbetriebs des Drehmomentwandlers zu steuern.
– In einer ersten Ausführungsform blockiert das nachgiebige Strömungssteuerungselement die Öffnung während des Drehmomentwandlerbetriebs des Drehmomentwandlers.
– In einer zweiten Ausführungsform weist der Drehmomentwandler eine Unterbrechungskammer auf, die unabhängig von der ersten und der zweiten Druckkammer ist.
– In einer dritten Ausführungsform ist der Fluiddruck während des entkoppelten Leerlaufbetriebs in der Unterbrechungskammer grösser als in der ersten und zweiten Druckkammer.

In einer vierten Ausführungsform weist der Drehmomentwandler eine Drehmomentwandlerkupplung, eine Drehmomentwandlerkupplungskolbenplatte, und eine Pumpenkupplung auf. Die Drehmomentwandlerkupplung weist Reibplatten auf, die drehfest mit der Drehmomentwandlerkupplungskolbenplatte verbunden sind. Wenn der Fluiddruck in der Unterbrechungskammer grösser ist als der Fluiddruck in der ersten und zweiten Druckkammer werden in einer fünften Ausführungsform die Drehmomentwandlerkupplung und die Pumpenkupplung in eine offene Position gebracht. Wenn der Fluiddruck in der zweiten Druckkammer erhöht wird, bewegt der Fluiddruck in einer sechsten Ausführungsform die Drehmomentwandlerkupplungskolbenplatte axial auf die erste Druckkammer zu, um die Drehmomentwandlerkupplung zu schliessen. In einer siebten Ausführungsform ist die Drehmomentwandlerkupplung an der Pumpenkupplung befestigt.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Steuern eines Drehmomentwandlers, das die folgenden Schritte aufweist:

– Drücken von Fluid durch einen Kanal, um eine erste Kammer mit Druck zu beaufschlagen;
– Aufbringen eines ersten Druckes, um die Pumpenkupplung zu schliessen; Aufbringen eines zweiten Fluiddruckes;
– axiales Verschieben eines nachgiebigen Strömungssteuerungselements durch den zweiten Fluiddruck;
– und axiales Verschieben einer Drehmomentwandlerkupplungskolbenplatte durch den zweiten Druck.

Weitere vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden aus der nun folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung und aus den beigefügten Zeichnungen und Patentansprüchen ersichtlich. Dabei kennzeichnen gleiche Bezugszahlen in verschiedenen Zeichnungsansichten gleiche oder funktional ähnliche elementare Bestandteile der Erfindung. Obgleich die vorliegende Erfindung in Bezug auf derzeit bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wird, ist festzuhalten, dass die beanspruchte Erfindung nicht auf die offengelegten Ausführungsformen beschränkt ist.
Es zeigen im Einzelnen:
1 eine allgemeine Blockdiagrammdarstellung des Leistungsflusses in einem Kraftfahrzeug, welche dazu dient, die Zuordnung und Funktion eines Drehmomentwandlers in dessen Antriebsstrang zu erklären;
2 eine Querschnittsansicht eines Drehmomentwandlers des Stands der Technik, welcher an dem Motor eines Kraftfahrzeugs befestigt gezeigt ist;
3 eine linke Ansicht des in 2 gezeigten Drehmomentwandlers, welche allgemein entlang der Linie 3-3 in 2 aufgenommen ist;
4 eine Querschnittsansicht des in 2 und 3 gezeigten Drehmomentwandlers, welche allgemein entlang der Linie 4-4 in 3 aufgenommen ist;
5 eine erste Explosionsansicht des in 2 gezeigten Drehmomentwandlers, welche aus der Perspektive eines Betrachters gezeigt wird, der den zerlegten Drehmomentwandler von links sieht;
6 eine zweite Explosionsansicht des Drehmomentwandlers, der in 2 gezeigt wird, aus der Perspektive eines Betrachters, der den zerlegten Drehmomentwandler von rechts sieht;
7A eine perspektivische Ansicht eines Zylinderkoordinatensystems, welches räumliche Bezeichnungen vorstellt, die in der vorliegenden Patentanmeldung verwendet werden;
7B eine perspektivische Ansicht eines Gegenstandes in dem Zylinderkoordinatensystem von 7A, welche räumliche Bezeichnungen vorstellt, die in der vorliegenden Patentanmeldung verwendet werden;
8 eine teilweise Querschnittsansicht eines Drehmomentwandlers gemäss der vorliegenden Erfindung mit einer Pumpenkupplung;
9 eine teilweise Querschnittsansicht des Drehmomentwandlers, welcher in 8 gezeigt wurde, während des Drehmomentwandlerbetriebs des Drehmomentwandlers;
10 eine teilweise Querschnittsansicht eines Drehmomentwandlers, welcher in 8 gezeigt wurde, während des Überbrückungsbetriebes des Drehmomentwandlers; und
11 eine teilweise Querschnittsansicht eines Drehmomentwandlers, welcher in 8 gezeigt wurde, während des ausgekuppelten Leerlaufbetriebes des Drehmomentwandlers.
7A zeigt eine perspektivische Ansicht eines Zylinderkoordinatensystems 80, welches räumliche Bezeichnungen darlegt, die in der vorliegenden Patentanmeldung verwendet werden. Die vorliegende Erfindung wird zumindest teilweise in Zusammenhang mit einem Zylinderkoordinatensystem beschrieben. Das System 80 weist eine Längsachse 81 auf, welche im Folgenden als Bezug für Richtungsbezeichnungen und räumliche Bezeichnungen verwendet wird. Die Adjektive „axial", „radial", und „umfänglich" beziehen sich jeweils auf eine Ausrichtung parallel zur Achse 81, zum Radius 82 (der senkrecht zur Achse 81 ist), und zum Umfang 83. Die Adjektive „axial", „radial", und „umfänglich" beziehen sich auch auf Ausrichtungen parallel zu den betreffenden Ebenen. Um die Anordnung von verschiedenen Ebenen zu verdeutlichen, werden die Gegenstände 84, 85 und 86 verwendet. Die Fläche 87 des Gegenstandes 84 bildet eine axiale Fläche. Das bedeutet, die Achse 81 bildet eine Mantellinie. Die Fläche 88 des Gegenstands 85 bildet eine radiale Ebene. Das bedeutet, der Radius 82 bildet eine Mantellinie. Die Fläche 89 des Gegenstandes 86 bildet eine Umfangsfläche. Das bedeutet, der Umfang 83 bildet eine Mantellinie. In einem weiteren Beispiel erfolgt die axiale Bewegung oder Anordnung parallel zur Achse 81, die radiale Bewegung oder Anordnung erfolgt parallel zum Radius 82, und die umfängliche Bewegung oder Anordnung erfolgt parallel zum Umfang 83. Die Drehung erfolgt mit Bezug auf die Achse 81.
Die Adverbien „axial", „radial", und „umfänglich" beziehen jeweils sich auf eine Ausrichtung parallel zur Achse 81, zum Radius 82, oder zum Umfang 83. Die Adverbien „axial", „radial", und „umfänglich" beziehen sich auch auf eine Ausrichtung parallel zu den jeweiligen Ebenen.
7B ist eine perspektivische Ansicht des Objekts 90 in dem Zylinderkoordinatensystems 80 von 7A, welche räumliche Bezeichnungen vorstellt, die in der vorliegenden Patentanmeldung verwendet werden. Der zylindrische Gegenstand 90 steht für einen zylindrischen Gegenstand in einem Zylinderkoordinatensystem, und schränkt die vorliegende Erfindung in keinster Weise ein. Der Gegenstand 90 weist eine axiale Fläche 91, eine radiale Fläche 92, und eine Umfangsfläche 93 auf. Die Fläche 91 ist Teil einer axialen Ebene, die Fläche 92 ist Teil einer radialen Ebene, und die Fläche 93 ist Teil einer Umfangsfläche.
8 ist eine teilweise Querschnittsansicht eines Mehrfunktionsdrehmomentwandlers 100 gemäss der vorliegenden Erfindung. Der Drehmomentwandler 100 weist ein nachgiebiges Strömungssteuerungselement 102 auf, eine Pumpenkupplung 104, die drehfest mit der Drehmomentwandlerkupplung 106 verbunden ist, einen Dämpfer 108, der drehfest mit Deckel 110 verbunden ist, und eine Pumpe 112. Die Pumpenkupplung bildet einen Teil der Druckkammer 114.
Unter Bilden eines Teils der Druckkammer 114 ist zu verstehen, dass die Pumpenkupplung 104 zumindest einen Bereich der Abgrenzung der Druckkammer bildet. Das heisst, die Pumpenkupplung bildet einen Bereich des Äusseren der Kammer. Das nachgiebige Strömungssteuerungselement 102 bildet auch mindestens einen Teil der Abgrenzung der Druckkammer 114.
Die Beaufschlagungskammer 116 kann im Betrieb die Drehmomentwandlerkupplungskolbenplatte 118 axial in Richtung des Pfeils 120 verschieben, wenn der Druck in der Kammer 116 grösser ist als der Druck in der Kammer 122. Die Kammer 116 erhält eine Fluidströmung von der Kammer 114 durch einen Strömungskanal 124, wenn der Druck in der Kammer 114 die Kraft des nachgiebigen Strömungssteuerungselements 102 übersteigt. Das nachgiebige Strömungssteuerungselement enthält einen Stempel 126, eine Feder 128, und eine Dichtung 130. Die Feder 128 kann eine Spiralfeder, eine gewellte Scheibe, oder eine Tellerfeder sein, oder jegliche Feder, die in der Technik bekannt ist. Damit Fluid durch den Strömungskanal 124 übertragen wird, muss der Stempel 126 axial in Richtung des Pfeils 132 verschoben werden. Wenn der Stempel 126 einmal über den Strömungskanal 124 hinaus verschoben ist, dann strömt Fluid aus der Kammer 114 durch den Strömungskanal 124 und in die Kammer 116.
Die Beaufschlagungskammer 116 wird zumindest teilweise von der Drehmomentwandlerkupplungskolbenplatte 118, den Dichtungen 134, und dem Deckel 110 gebildet. Fluiddruck in der Kammer 116 verlagert die Drehmomentwandlerkupplungskolbenplatte 118 axial und bringt damit die Drehmomentwandlerkupplung 106 in Eingriff, wenn der Druck in der Beaufschlagungskammer grösser ist, als der Druck in der Kammer 122. Wenn der Fluiddruck in der Kammer 114 die Kraft des elastischen Strömungssteuerungselements 102 übersteigt, dann wird der Druck zwischen der Kammer 114 und der Kammer 116 wegen der fluidischen Verbindung zwischen den Kammern aufgehoben. Die Kammer 122 wirkt als Druckausgleich, wenn Fluiddruck auf die Kammern 114 und 116 aufgebracht wird. Im gleichen Sinne wirkt die Kammer 114 als Druckausgleich, wenn die Kammer 122 mit Fluiddruck beaufschlagt wird.
Die Kammer 114 wird zumindest teilweise von der Pumpe 112, der Pumpenkupplung 104, der Pumpenkupplungskolbenplatte 136, der Turbinennabe 138, und dem Stempel 126 gebildet. Die Pumpenkupplung 104 weist eine Kolbenplatte 136, eine Lagerplatte 140, und Reibmaterial 142 auf. Die Lagerplatte 140 wird mit dem Pumpenrad 145 über ein beliebiges in der Technik bekanntes Verbindungsmittel, das eine Schweissnaht 146, Niete, oder jedes andere Verbindungsmittel sein kann, verbunden. Die Lagerplatte 140 kann im Betrieb der Anpresskraft der Kolbenplatte 136, die durch die Bewegung in der Kammer 114 hervorgerufen wird wiederstehen. Das Reibmaterial 142 ist zwischen Bereichen der Kolbenplatte 136 und der Lagerplatte 140 angeordnet. Die Pumpenkupplung 104 kann schliessen, wenn der Druck in der Kammer 114 grösser ist als der Druck in der Kammer 122, und zu öffnen wenn der Druck in der Kammer 122 grösser ist, als in der Kammer 114. In einigen Ausführungsformen weist die Kammer 114 auch eine Druckbeaufschlagungskammer für die Pumpenkupplung 104 auf, die zumindest teilweise von der Turbine gebildet wird.
Die Kolbenplatte 136 ist an der Turbinennabe 138 mit einer Dichtung abgedichtet und automatisch mit der Kupplung 106 durch das Verbindungsmittel 144 verbunden und kann drehfest mit der Turbinennabe 138 verbunden werden. Die drehfeste Verbindung kann eine Keilwellenverbindung sein. Drehfest verbunden oder befestigt bedeutet, dass die Kolbenplatte und die Kupplung so verbunden sind, so dass sich die zwei Komponenten gemeinsam drehen, d. h. die beiden Komponenten sind in Bezug auf Drehung festgelegt. Drehfestes Verbinden von zwei Komponenten beschränkt nicht zwangsläufig die Relativbewegung in anderen Richtungen. Es ist z. B. möglich, dass zwei Komponenten, die drehfest verbunden sind, axial relativ zueinander über eine Keilwellenverbindung beweglich sind. Jedoch ist festzuhalten, dass eine drehfeste Verbindung nicht bedeutet, dass eine Bewegung in anderen Richtungen notwendigerweise erfolgt. Zum Beispiel können zwei Komponenten, die drehfest verbunden sind, axial aneinander festgelegt sein. Die vorgehende Erklärung einer drehfesten Verbindung ist auf die nun folgenden Erörterungen anwendbar.
Da die Kolbenplatte 136 drehfest an der Kupplung 106 durch das Verbindungsmittel 144 befestigt ist, welches im Gegenzug mit dem Dämpfer 108 und dem Deckel 110 verbunden ist, ist die Kolbenplatte 136 betriebsmässig dazu eingerichtet, sich mit Motordrehzahl zu drehen. Wenn sich die Pumpenkupplung 104 im Eingriff befindet, d. h. wenn der Fluiddruck in der Kammer 114 grösser ist als der Fluiddruck in der Kammer 122, dann wird die Motordrehung durch die Pumpenkupplung an die Pumpe 112 übertragen. Da die Pumpe 112 drehfest durch die Pumpenkupplung 104 verbunden ist, wird die Motordrehung jedesmal durch fluidische Dämpfung geregelt, wenn die Pumpenkupplung eingreift oder schliesst. Mit geregelt ist gemeint, dass die Drehung der Pumpe 112 durch das Fluid in der Kammer 114 gebremst wird, und dadurch der Motor daran gehindert wird „hochzudrehen". Gebremst bedeutet, dass das Fluid in der Kammer 114 der Drehung der Pumpe 112 entgegenwirkt und eine Beschleunigung verhindert, wenn andere Dämpferelemente aus dem Drehmomentkreislauf entfernt werden. „Hochdrehen" bedeutet eine Beschleunigung, die unerwartet zunimmt, da entgegenwirkende Kräfte entfernt werden. Anders ausgedrückt ist das „Hochdrehen" ein unerwünschter Betriebszustand, in dem die Motordrehzahl wegen des Entfernens der Dämpferkraft zunimmt.
Die Drehmomentwandlerkupplung 106 weist Reibplatten und Reibmaterial auf, das zwischen den Reibplatten angeordnet ist. Die Reibplatten 148A, 148B, und 148C sind drehfest an dem Verbindungsmittel 144 befestigt und zum Reibeingriff mit den Reibplatten 150A und 150B durch Reibmaterial zwischen den Reibplatten 148A–C und 150A–B eingerichtet. Jede Art von in der Technik bekanntem Reibmaterial kann verwendet werden. Das Reibmaterial kann auch auf jede in der Technik bekannte Weise konfiguriert sein. Zum Beispiel kann das Reibmaterial an einem anderen Bauteil wie Reibplatten 148 befestigt werden, oder kann aus getrennten Elementen bestehen, die zwischen anderen Komponenten wie z. B. Reibplatten 148A, 148B, und 148C angeordnet sind. Im Betrieb bringt das Zusammendrücken der Kupplung 106 die Reibplatten 148 und 150 in Reibeingriff und bringt damit die Verbindungsmittel 144 und die Drehmomentwandlerkupplungskolbenplatte 118 in Eingriff. Die Kupplung 106 wird von der Kolbenplatte 118 und der Kolbenplatte 136 zusammengedrückt, wenn der Fluiddruck in beiden Kammern 114 und 116 grösser ist als der Fluiddruck in der Kammer 122.
Die Pumpenkupplung 104 kann, während des Drehmomentwandlerbetriebes und während des Drehmomentwandlerkupplungsbetriebes des Drehmomentwandlers, der im Folgenden beschrieben wird, in Eingriff kommen. Im Drehmomentwandlerbetrieb wird die Pumpenkupplung 104 dadurch in Eingriff gebracht, dass der Fluiddruck in der Kammer 114 grösser ist als der Fluiddruck in der Kammer 122, die sich in fluidischer Verbindung mit der Kammer 114 befindet. Wenn die Kupplung geschlossen ist, dann ist das Kühlfluid dazu eingerichtet, von der Kammer 114 durch das Reibmaterial z. B. durch Nuten in dem Reibmaterial (nicht gezeigt) zur Kammer 122 zu strömen. Damit liefert der Drehmomentwandler 100 eine vorteilhafte Kühlströmung durch das Reibmaterial, was die Leistung und die Standzeit des Reibmaterials verbessert, während er weiterhin Kühlströmung von dem Torus erhält. In einigen Ausführungsformen weist die Kolbenplatte 136 eine Öffnung auf (nicht gezeigt), die dazu eingerichtet ist, eine Kühlströmung von der Kammer 114 zu der Kammer 122 zu ermöglichen. Zum Beispiel liefert die Öffnung einen von den Abmessungen her stabilen Kanal für die Strömung. In einigen Ausführungsformen kann die Kolbenplatte 118 auch eine Öffnung 119 aufweisen, die dazu eingerichtet ist, eine Kühlfluidströmung von der Kammer 116 zur Kammer 122 zu ermöglichen.
Die Kammer 122 erhält Fluid durch den Kanal 152, während die Kammern 114 und 116 Fluid durch den Kanal 154 erhalten. Damit wirkt durch die Verwendung eines nachgiebigen Strömungssteuerungselements 102 der Kanal 154 als Doppelkanal und liefert Fluiddruck an zwei Kammern, wobei nur ein Kanal vorhanden ist. In vorteilhafter Weise ermöglicht diese Anordnung den Betrieb von drei Kammern mit nur zwei Eingangskanälen. Im Betrieb, wenn Fluid durch den Kanal 152 gelenkt wird, wirkt der Kanal 154 als Druckausgleichskanal, womit Fluid zu dem Kanal 154 als Mittel zum Verringern des Drucks in dem Kanal 152 umgeleitet werden kann. In gleicher Weise wirkt der Kanal 152 als ein Mittel zum Verringern des Drucks im Kanal 154, wie oben beschrieben.
9 ist eine teilweise Querschnittsansicht des Drehmomentwandlers 100 während des Drehmomentwandlerbetriebes des Drehmomentwandlers. Während des Drehmomentwandlerbetriebes wird Fluiddruck in die Kammer 114 durch den Kanal 154 eingeleitet, so dass der Druck in der Kammer 114 grösser ist, als der Druck in der Kammer 122 und der Kammer 116. Im Drehmomentwandlerbetrieb erzeugt der Fluiddruck in der Kammer 114 nicht genug Kraft um die Kraft des nachgiebigen Strömungssteuerungselements 102 zu überwinden, daher weist die Kammer 116 nicht genug Fluiddruck auf, wenn sich der Drehmomentwandler im Drehmomentwandlerbetrieb befindet, und die Kammer 114 befindet sich nicht in fluidischer Verbindung mit der Kammer 116.
Die Kolbenplatte 136 wird axial durch Fluid in der Kammer 114 in die Richtung des Pfeils 132 gedrückt. Die Axialbewegung der Kolbenplatte 136 bringt die Pumpenkupplung 104 in Eingriff, und verbindet die Pumpe 112 drehfest mit der Kolbenplatte 136. Da die Kolbenplatte 136 drehfest mit dem Deckel 110 verbunden ist, ist die Pumpe 112 dazu eingerichtet sich während des Drehmomentwandlerbetriebs mit Motordrehzahl zu drehen, und das Drehmoment zu verstärken. Obgleich die Kolbenplatte 136 sich axial auf die Kupplung 106 zu bewegt, greift die Kupplung 106 nicht ein, da der axiale Verfahrweg der Kolbenplatte 136 nicht gross genug ist, um die Drehmomentwandlerkupplung zusammenzudrücken.
10 ist eine teilweise Querschnittsansicht des Drehmomentwandlers 100 während des Überbrückungsbetriebes des Drehmomentwandlers. Während des Überbrückungsbetriebes, genauso wie während des Drehmomentwandlerbetriebes, wird Fluid in die Kammer 114 durch den Kanal 154 eingebracht, so dass der Druck in der Kammer 114 grösser ist als der Druck in der Kammer 122 und in der Kammer 116. Jedoch ist der Fluiddruck in der Kammer 114 erhöht, so dass das nachgiebige Strömungssteuerungselement 102 axial in die Richtung des Pfeils 132 über das Schlüsselloch 124 versetzt wird und damit die Kammern 114 und 116 in fluidische Verbindung bringt. In dieser Anordnung wird Fluid von der Kammer 114 zur Kammer 116 übertragen und zwischen den beiden Kammern ausgeglichen, während das nachgiebige Strömungssteuerungselement 102 im ausgelenkten Zustand verbleibt. Ähnlich dem Drehmomentwandlerbetrieb bleibt die Pumpenkupplung 104, wie oben ausgeführt, während des Überbrückungsbetriebes im Eingriff, da der Druck in der Kammer 114 immer noch grösser als der Druck in der Kammer 122 ist. Da die Pumpenkupplung 104 während des Überganges zwischen dem Drehmomentwandlerbetrieb und dem Überbrückungsbetrieb im Eingriff bleibt, wird der Motor (nicht gezeigt) weiterhin durch die Dämpfung durch die Pumpe 112 geregelt und damit ein „Hochdrehen" wie oben beschrieben verhindert.
Im Überbrückungsbetrieb wird die Kolbenplatte 118 axial in Richtung des Pfeils 120 bewegt, und drückt die Drehmomentwandlerkupplung 106 zusammen, und verbindet damit den Deckel 110 und die Turbinennabe 138 drehfest. Die drehfeste Verbindung zwischen dem Deckel 110 und der Turbinennabe 138 erzeugt nahezu eine Eins-zu-Eins Verbindung, wobei nur minimal Energie verloren geht. Im Überbrückungsbetrieb bleiben die Drehmomentwandlerkupplung 106 und die Pumpenkupplung 104 im Eingriff, daher drehen sich die Dämpferkupplungen, die Turbine, die Turbinennabe, und die Pumpe als Gesamtanordnung.
Um vom Überbrückungsbetrieb auf Drehmomentwandlerbetrieb umzuschalten wird der Fluiddruck im Kanal 154 verringert, so dass das nachgiebige Strömungssteuerungselement 102 den Druck in der Kammer 114 überwindet und die Kammer 116 gegenüber der Kammer 114 abdichtet. In dieser Ausführungsform erhält die Kammer 116 nicht länger Fluiddruck und die Kolbenplatte 118 wird axial in Richtung des Deckels 110 gedrückt. Da sich jedoch immer noch Fluiddruck in der Kammer 114 befindet, bleibt die Pumpenkupplung während des Übergangs vom Überbrückungsbetrieb zum Drehmomentwandlerbetrieb im Eingriff.
11 ist eine teilweise Querschnittsansicht des Drehmomentwandlers 100 während des entkoppelten Leerlaufbetriebes des Drehmomentwandlers. Während des entkoppelten Leerlaufbetriebes wird Fluid in die Kammer 122 durch den Kanal 152 eingebracht, so dass der Druck in der Kammer 122 grösser ist, als der Druck in der Kammer 114 und in der Kammer 116. Da der Druck in der Kammer 122 grösser ist als der Druck in der Kammer 114, wird die Pumpenkupplung 104 geöffnet, oder andersherum gesagt, die Kolbenplatte 136 wird in Richtung der Pumpe 112 gedrückt. Wenn die Pumpenkupplung 104 offen ist, dann dreht sich die Pumpe 112 nicht mehr mit Motordrehzahl mit dem Deckel 110, und Drehmoment wird nicht auf die Abstützplatte 140 und die Pumpe 112 übertragen, da die Kolbenplatte 136 sich frei dreht. In einigen Ausführungsformen wird die Kammer 122 zumindest teilweise von der Turbinennabe 138 und den Dichtungen 134 und 156 abgedichtet. In einer bevorzugten Ausführungsform bleibt der Druck in der Kammer 114 gleich und der Druck in der Kammer 122 wird erhöht um die Pumpenkupplung 104 zu lösen. In vorteilhafter Weise ermöglicht diese Anordnung einen schnelleren Eingriff der Pumpenkupplung, da der Druck schneller verringert werden kann, als er aufgebaut werden kann.
Weiterhin, da der Druck in der Kammer 122 grösser ist als in der Kammer 116, bringt die Kolbenplatte 118 die Drehmomentwandlerkupplung 106 nicht in Eingriff. Da die Kupplung 106 gelöst oder offen ist, kann sich die Turbinennabe 138 frei drehen. Wie oben beschrieben, da beide Kupplungen 104 und 106 gelöst sind, drehen sich der Deckel 110 und das äussere Pumpenrad frei mit Motordrehzahl ohne Einschränkung durch die Drehmomentwandlerbauteile. In vorteilhafter Weise ermöglicht es die Anordnung dem Motor (nicht gezeigt) sowohl schneller zu drehen, als auch schneller zu beschleunigen und ermöglicht es daher den Motor während des Leerlaufs oder während einer Geschwindigkeitsverringerung abzuschalten, und schnell wieder anzulassen, wenn wieder Leistung erforderlich ist.
Die folgenden Ausführungen sind mit Bezug auf die 8 bis 11 zusehen. Die vorliegende Erfindung weist weiterhin ein Verfahren zum Betreiben eines Drehmomentwandlers auf. Obgleich das Verfahren zur Klarheit als Abfolge von Schritten beschrieben wird, sollte keine Reihenfolge vorausgesetzte werden, es sei denn dies ist ausdrücklich festgehalten. Im Drehmomentwandlerbetrieb des Drehmomentwandlers bringt ein erster Schritt Fluid in die Kammer 114 durch den Kanal 154 durch eine Getriebepumpe (nicht gezeigt) ein, und versetzt die Kolbenplatte 136 axial um die Pumpenkupplung 104 in Eingriff zubringen.
Im Überbrückungsbetrieb des Drehmomentwandler bringt ein erster Schritt Fluid in die Kammer 114 durch den Kanal 154 durch eine Getriebepumpe (nicht gezeigt) ein, und bewegt die Kolbenplatte 136 axial um die Pumpenkupplung 104 in Eingriff zu bringen. Ein zweiter Schritt erhöht den Fluiddruck in der Kammer 114 wenn die Pumpe einmal im Eingriff ist, um das nachgiebige Strömungssteuerungselement 102 in Richtung des Pfeils 132 zu bewegen um einen fluidischen Ausgleich zwischen den Kammern 114 und 116 zu ermöglichen. Ein dritter Schritt versetzt die Kolbenplatte 136 axial in Richtung des Pfeils 120, wobei der Fluiddruck in der Kammer 116 die Drehmomentwandlerkupplung 106 in Eingriff bringt. Ein vierter Schritt drückt die Kupplung 106 auf Grund der axialen Bewegung der Kolbenplatte 116 zusammen, und ermöglicht die Übertragung von Drehmoment von dem Deckel 110 auf den Dämpfer 108. Ein fünfter Schritt überträgt Drehmoment von dem Dämpfer 108 durch die Kolbenplatte 110 auf die Turbinennabe 138.
Im entkoppelten Leerlaufbetrieb des Drehmomentwandlers bringt ein erster Schritt Fluid in die Kammer 122 durch den Kanal 152 mit einer Getriebepumpe (nicht gezeigt) ein und bewegt die Kolbenplatte 136 axial in Richtung des Pfeils 120 und bewegt die Kolbenplatte 118 axial in Richtung des Pfeils 132. Die jeweilige Bewegung der Kolbenplatten 120 und 132 löst oder öffnet sowohl die Pumpenkupplung als auch die Drehmomentwandlerkupplung. Da beide Kupplungen gelöst sind, wird kein Drehmoment durch den Drehmomentwandler übertragen.
Festzuhalten ist, dass der Drehmomentwandler gemäss der vorliegenden Erfindung nicht auf Typ, Grösse, Anzahl, und Ausbildung der Komponenten die in den Figuren gezeigt sind beschränkt ist, und dass andere Arten, Anzahlen, und Ausbildungen von Komponenten im Schutzumfang der beanspruchten Erfindung eingeschlossen sind. Beispielsweise, ist ein Drehmomentwandler gemäss der vorliegenden Erfindung nicht auf die Verwendung einer Drehmomentwandlerkupplung oder eines Dämpfers mit den gezeigten Ausbildungen beschränkt, und andere Arten von Komponenten und Anzahlen und Grössen und Ausbildungen von Komponenten für eine Drehmomentwandlerkupplung oder einen Dämpfer sind im Schutzumfang der beanspruchten Erfindung eingeschlossen.
Damit ist ersichtlich, dass die Ziele der vorliegenden Erfindung wirksam erreicht werden, obgleich Modifikationen und Änderungen an der Erfindung für Fachleute einfach ersichtlich sind und sich diese Modifikationen innerhalb des Schutzumfanges der beanspruchten Erfindung befinden. Ebenso ist festzuhalten, dass die vorgehende Beschreibung die vorliegende Erfindung beispielhaft darstellt, sie aber nicht einschränkt. Daher sind andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung möglich, ohne über den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung hinauszugehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- US 60/816932 [0013]

Claims

Drehmomentwandler, der Folgendes aufweist: eine Druckbeaufschlagungskammer für eine Drehmomentwandlerkupplung; eine erste Druckkammer, die einen Torus aufweist; und ein nachgiebiges Strömungssteuerungselement in fluidischer Verbindung mit der Beaufschlagungskammer und der ersten Druckkammer, wobei das Strömungssteuerungselement geeignet ist, die Fluidströmung zu der Druckbeaufschlagungskammer von der ersten Kammer zu steuern.
Drehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das nachgiebige Strömungssteuerungselement eine Feder und einen Stempel aufweist.
Drehmomentwandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Drehmomentwandlerbetrieb des Drehmomentwandlers das nachgiebige Strömungssteuerungselement die Fluidströmung zu der Druckbeaufschlagungskammer zu blockieren kann.
Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Druckkammer vorgesehen ist, wobei die Kupplung eine Kolbenplatte aufweist, die zumindest teilweise die Druckbeaufschlagungskammer und die zweite Druckkammer begrenzt, und wobei die Kolbenplatte eine Öffnung in fluidischer Verbindung mit der Druckbeaufschlagungskammer und der zweiten Druckkammer aufweist.
Drehmomentwandler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kühlfluid vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung Reibmaterial aufweist, und wobei während des Überbrückungsbetriebes des Drehmomentwandlers das Kühlfluid dazu eingerichtet ist, von der Druckbeaufschlagungskammer durch das Reibmaterial über die Öffnung und die zweite Druckkammer zu strömen.
Drehmomentwandler nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass während des Überganges vom Drehmomentwandlerbetrieb auf den entkoppelten Leerlaufbetrieb der Druck in der zweiten Druckkammer erhöht wird.
Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Pumpenkupplung vorgesehen ist und die erste Druckkammer eine Druckbeaufschlagungskammer für die Pumpenkupplung aufweist.
Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, dass das nachgiebige Strömungssteuerungselement im Überbrückungsbetrieb des Drehmomentwandlers eine Fluidströmung zu der Druckbeaufschlagungskammer ermöglicht.
Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1–8, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Pumpenkupplung aufweist, wobei die erste Druckkammer eine Druckbeaufschlagungskammer für die Pumpenkupplung aufweist und Druck in der ersten Druckkammer, die Pumpenkupplung im Überbrückungsbetrieb und im Drehmomentwandlerbetrieb des Drehmomentwandlers schließen kann.
Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1–9, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Druckkammer und eine Pumpenkupplung vorgesehen ist, wobei die erste Druckkammer eine Druckbeaufschlagungskammer für die Pumpenkupplung aufweist, und wobei während des entkoppelten Leerlaufbetriebes des Drehmomentwandlers Druck in der zweiten Druckkammer, erhöht werden kann, um die Drehmomentwandlerkupplung und die Pumpenkupplung zu lösen.
Drehmomentwandler nach einem der Ansprüche 1–10, dadurch gekennzeichnet, dass einen ersten Druckkanal vorgesehen ist, der Kühlfluid an die Druckbeaufschlagungskammer für die Drehmomentwandlerkupplung und die erste Druckkammer liefern kann.
Drehmomentwandler, der Folgendes aufweist: eine erste Druckkammer, die einen Torus aufweist; eine zweite Druckkammer; und ein nachgiebiges Strömungssteuerungselement, welches axial bewegt werden kann, um eine Öffnung zwischen der ersten und der zweiten Druckkammer zu steuern.
Drehmomentwandler nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das nachgiebige Strömungssteuerungselement die Öffnung während des Drehmomentwandlerbetriebes des Drehmomentwandlers blockiert.
Drehmomentwandler nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass er weiterhin eine Entkopplungskammer aufweist, die unabhängig von der ersten und der zweiten Druckkammer ist.
Verfahren zum Steuern eines Drehmomentwandlers, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: – Drücken von Fluid durch einen Kanal um die erste Kammer mit Druck zu beaufschlagen; – Aufbringen eines ersten Drucks in der ersten Kammer um die Pumpenkupplung zu schliessen; – Aufbringen eines zweiten Fluiddrucks; – axiales Bewegen eines nachgiebigen Strömungssteuerungselementes durch den zweiten Fluiddruck; und – axiales Bewegen der Drehmomentwandlerkupplungskolbenplatte durch den zweiten Druck.
Verfahren nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Zusammendrücken einer Drehmomentwandlerkupplung; und Übertragen von Drehmoment von dem Deckel durch einen Dämpfer und die Drehmomentwandlerkupplung auf eine Turbinennabe.