Flüssiqkeitskreislaufs einer Drehmomentwandlereinrichtunq

Die Erfindung betrifft eine Drehmomentwandlereinrichtung umfassend eine Gehäuseanordnung, und eine in der Gehäuseanordnung angeordnete hydrodynamische Einrichtung, wobei die hydrodynamische Einrichtung ein Pumpenrad, welches über die Gehäuseanordnung mit einer Antriebswelle antriebsseitig verbunden ist, ein mit einer Abtriebswelle verbindbares Turbinenrad und ein Leitrad umfasst, und wobei die Räder zusammen einen mit einer Flüssigkeit gefüllten Kreislauf bilden, insbesondere wobei der Kreislauf mittels einer externen Versorgungseinrichtung mit Flüssigkeit speisbar ist.

Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum Regeln eines Flüssigkeitskreislaufs einer Drehmomentwandlereinrichtung.

Übliche Drehmomentwandlereinrichtungen umfassen eine hydrodynamische Einrichtung in bekannter Art mit einem Leitrad, einem Turbinenrad und einem Pumpenrad. Das Leitrad ist über eine Leitradstütze in einer Drehrichtung getriebegehäusefest sperrend und in einer anderen Drehrichtung mit einem Freilauf mitdrehend ausgebildet. Die Leitradstütze ist dabei fest mit dem Getriebegehäuse verbunden. Eine Regelung des Kühlölstroms des Drehmomentwandlers, der im Folgenden auch kurz als Wandler bezeichnet wird, erfolgt über den hydraulischen Kreis des Getriebes durch das Getriebesteuergerät oder die Getriebeölpumpe. Nachteilig dabei ist, dass die Zuführleitungen zum Wandler nicht veränderbar sind und die Flusswiderstände konstant bzw. nicht beeinflussbar sind. Die Auslegung der Getriebeölpumpe erfolgt deshalb dergestalt, dass auch ein angenommenes Worst-Case-Szenario für die Kühlung abgedeckt ist.

In der US 4,049,093 ist vorgeschlagen worden, ein zweites Ventil im Kreislauf anzuordnen dergestalt, dass dieses den Zufluss zu dem Raum zwischen Gehäuse und Kolben einer Drehmomentwandlerüberbrückungsanordnung steuern kann. Für das Beaufschlagen von Zu- und Ablauf ist in üblicher weise ein Zweiwege-Umkehrventil angeordnet, welches je nach Bedarf die beiden Leitungen im Sinne eines Zuflusses oder Abflusses steuern kann. Nachteilig dabei ist, dass das Ventil passiv aufgrund der Rich- tung des Flüssigkeitsstroms, welcher durch das Zweiwegeventil bereitgestellt wird, gesteuert wird. Dementsprechend ist nachteilig, dass die Flexibilität deutlich eingeschränkt ist. Außerdem erfolgt die Steuerung durch das Zweiwegeventil bzw. die Pumpe, die extern also außerhalb des Kreislaufs angeordnet sind.

Aus der DE 44 23 640 A1 ist ein hydrodynamischer Drehmomentwandler mit Überbrü- ckungskupplung bekanntgeworden. Hierbei wird über das Pumpenrad und einem damit verbundenen Rohr die Pumpe für den Hydraulikkreislauf angetrieben. Zur Verbesserung des Hydraulikflüssigkeitsflusses wird das Öl bei einem Strömen radial nach innen so geleitet, so dass Effekte im strömenden Öl basierend auf der Korioliskraft reduziert werden.

In der DE 199 09 349 A1 ist ein weiterer hydrodynamischer Drehmomentwandler gezeigt. In Abhängigkeit eines externen Umschaltventils und mittels einer Pumpe können Bohrungen einerseits eine Axialbohrung, andererseits ein Ringkanal mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt werden. Das Umschaltventil übernimmt dabei die Funktion, die Bohrung bzw. den Kanal jeweils als Zu- oder Ablauf zu schalten. Auf der dem Eingang des Getriebes zugewandten Seite weist die Axialbohrung im Übergang zum Druckraum zwischen Gehäuse und Kolben einer Überbrückungskupplung für eine hydrodynamische Einrichtung einen Einsatzkörper auf, der insgesamt kegelig, jedoch mit im Axialschnitt konkaver Mantelfläche ausgebildet ist. Dieser kann auch als Ansatz des Wandlergehäuses ausgebildet sein. Mittels dieses Einsatzkörpers kann die Hydraulikflüssigkeit strömungsgünstig und ohne Bildung irgendwelcher Totwassergebiete mit geringeren Strömungsverlusten zwischen der Axialbohrung und dem Kolbenraum strömen. Die Pumpe ist in üblicher Weise mittels einer Verbindungseinrichtung mit dem Pumpenrad verbunden zu deren Antrieb.

Sämtliche vorgenannten Drehmomentwandler haben jedoch den Nachteil, dass die Pumpenleistung für das Worst-Case-Szenario für die Kühlung ausgelegt werden muss. Nachteilig ist dabei weiter, dass dies eine hohe Leistungsaufnahme bedingt und die Pumpe folglich in vielen Arbeitsbereichen ineffizient arbeitet. Ein weiterer Nachteil ist, dass die durch die hohe Pumpenleistung verursachte hohe Dynamik der Hydraulikflüssigkeit im Wandlerkreislauf zu einem starken„Eigenpumpen" führen kann, welches sich insbesondere durch entsprechend hohen Druckanstieg in der Zulaufleitung äußert. Zur Sicherstellung des erforderlichen Volumenstroms des Kühlöls, der Hydraulikflüssigkeit, etc. ist somit ein hoher Versorgungsdruck erforderlich, was die Kosten und den Bauraum des Drehmomentwandlers erhöht.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine effizientere hydraulische Versorgung des Getriebes, insbesondere des Wandlerkreislaufs, bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Reduktion der Leistungsaufnahme der Pumpe für die Hydraulikflüssigkeit bereitzustellen und die Flexibilität zu erhöhen, d.h. eine bedarfsgerechte Versorgung mit Hydraulikflüssigkeit des Drehmomentwandlers sicherzustellen und darüber hinaus diese im Wesentlichen bauraumneut- ral und kostengünstig bereitzustellen.

Die vorliegende Erfindung löst die Aufgabe bei einer Drehmomentwandlereinrichtung umfassend eine Gehäuseanordnung, eine in der Gehäuseanordnung angeordnete hydrodynamische Einrichtung, wobei die hydrodynamische Einrichtung ein Pumpenrad, welches über die Gehäuseanordnung mit einer Antriebswelle antriebsseitig verbunden ist, ein mit einer Abtriebswelle verbindbares Turbinenrad und ein Leitrad umfasst, und wobei die Räder zusammen einen mit einer Flüssigkeit gefüllten Kreislauf bilden, insbesondere wobei der Kreislauf mittels einer externen Versorgungseinrichtung mit Flüssigkeit speisbar ist dadurch, dass die Drehmomentwandlereinrichtung derart ausgebildet ist, sodass dieser aktiv und/oder passiv in Abhängigkeit einer Drehzahldifferenz zwischen Pumpenrad und Turbinenrad der hydrodynamischen Einrichtung zumindest ein Flussregelungselement zur Regelung des Flüssigkeitsstromes für die Drehmomentwandlereinrichtung im Kreislauf betätigt.

Die vorliegende Erfindung löst die Aufgaben ebenfalls durch ein Verfahren zum Regeln eines Flüssigkeitskreislaufs einer Drehmomentwandlereinrichtung, insbesondere gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch, dass die hydrodynamische Einrichtung aktiv und/oder passiv in Abhängigkeit einer Drehzahldifferenz zwischen Pumpenrad und Turbinenrad der hydrodynamischen Einrichtung zumindest ein Flussregelungselement zur Regelung des Flüssigkeitsstromes für den Drehmomentwandler im Kreislauf betätigt. Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass damit eine bedarfsgerechte Hydraulikflüssigkeitssteuerung mittels zumindest eines Flussregelungselementes zur Regelung des Flüssigkeitsstroms innerhalb des Kreislaufs ermöglicht wird. Durch das insbesondere zusätzlich zur einer Vorsorgungseinrichtung angeordnete zumindest eine Fluss- regelungselement, welches vorzugsweise in die hydrodynamische Einrichtung integriert ist jedoch auch in ein nachgeschaltetes Getriebe ganz oder teilweise integriert sein kann, kann auf zusätzliche aufwendige Steuerungs- und Regelungselemente verzichtet werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Flexibilität erhöht wird, da sowohl eine aktive als auch alternativ oder zusätzlich eine passive Regelung des Flussregelungselements über die Drehzahldifferenz zwischen Pumpenrad und Turbinenrad ermöglicht wird. Damit ist in Abhängigkeit der Drehzahl eine entsprechende Steuerung in flexibler Weise möglich.

Unter einer Welle ist nachfolgend nicht ausschließlich ein beispielsweise zylindrisches, drehbar gelagertes Maschinenelement zur Übertragung von Drehmomenten zu verstehen, sondern vielmehr sind hierunter auch allgemeine Verbindungselemente zu verstehen, die einzelne Bauteile oder Elemente miteinander verbinden, insbesondere Verbindungselemente, die mehrere Elemente verdrehfest miteinander verbinden.

Zwei Elemente werden insbesondere als miteinander verbunden bezeichnet, wenn zwischen den Elementen eine feste, insbesondere verdrehfeste Verbindung, besteht. Insbesondere drehen solche verbundenen Elemente mit der gleichen Drehzahl.

Zwei Elemente werden im Weiteren als koppelbar oder verbindbar bezeichnet, wenn zwischen diesen Elementen eine lösbare Verbindung besteht. Insbesondere drehen solche Elemente mit der gleichen Drehzahl, wenn die Verbindung besteht.

Die verschiedenen Bauteile und Elemente der genannten Erfindung können dabei über eine Welle bzw. ein Verbindungselement, aber auch direkt, beispielsweise mittels einer Schweiß-, Press- oder einer sonstigen Verbindung miteinander verbunden sein. Unter einer Kupplung ist vorzugsweise in der Beschreibung, insbesondere in den Ansprüchen, ein Schaltelement zu verstehen, welches, je nach Betätigungszustand, eine Relativbewegung zwischen zwei Bauteilen zulässt oder eine Verbindung zur Übertragung eines Drehmoments darstellt. Unter einer Relativbewegung ist beispielsweise eine Rotation zweier Bauteile zu verstehen, wobei die Drehzahl des ersten Bauteils und die Drehzahl des zweiten Bauteils voneinander abweichen. Darüber hinaus ist auch die Rotation nur eines der beiden Bauteile denkbar, während das andere Bauteil still steht oder in entgegengesetzter Richtung rotiert.

Im Folgenden ist unter einer nicht betätigten Kupplung eine geöffnete Kupplung zu verstehen. Dies bedeutet, dass eine Relativbewegung zwischen den beiden Bauteilen möglich ist. Bei betätigter bzw. geschlossener Kupplung rotieren die beiden Bauteile dementsprechend mit gleicher Drehzahl in dieselbe Richtung.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Zweckmäßigerweise ist das Flussregelungselement derart ausgebildet und/oder betätigbar, so dass bei einer ersten Differenzdrehzahl ein hoher Flüssigkeitsstrom und bei einer zweiten Differenzdrehzahl ein kleiner Flüssigkeitsstrom der hydrodynamischen Einrichtung zuführbar ist, wobei die erste Differenzdrehzahl größer ist als die zweite Differenzdrehzahl. Damit lässt sich bei einer hohen Verlustleistung, d.h. bei einer hohen Differenzdrehzahl ein hoher und mit sinkender Verlustleistung ein geringerer Flüssigkeitsstrom der Drehmomentwandlereinrichtung zuführen.

Vorteilhafterweise ist das zumindest eine Flussregelungselement mittels einer translatorischen und/oder rotatorischen Bewegung eines oder mehrerer Betätigungselemente der hydrodynamischen Einrichtung betätigbar. Damit lässt sich auf einfache und kostengünstige Weise das Flussregelungselement mittels der hydrodynamischen Einrichtung in Abhängigkeit einer Drehzahldifferenz zwischen Elementen derselben betätigen.

Zweckmäßigerweise ist zumindest eines der Betätigungselemente als Leitradstütze für das Leitrad ausgebildet, derart dass die Leitradstütze zumindest teilweise gegenüber der Gehäuseanordnung verdrehbar ist und dass das zumindest eine Flussre- gelungselement in Abhängigkeit des Verdrehwinkels der Leitradstütze gegenüber der Gehäuseanordnung betätigbar ist. Damit ist die Leitradstütze über einen bestimmten Winkel verdrehbar im Getriebegehäuse gelagert. Die Verdrehung kann beispielsweise über mechanische Anschläge über ein Kräftegleichgewicht eingestellt werden, damit die Abstützung des Drehmoments sichergestellt ist. Insgesamt kann dadurch eine einfache und kostengünstige Betätigung des zumindest einen Flussregelungselements für die Steuerung des Flüssigkeitsstroms anhand der Drehzahldifferenz bereitgestellt werden.

Vorteilhafterweise ist das zumindest eine Flussregelungselement ausgebildet, einen veränderlichen Querschnitt und/oder eine veränderliche Länge für einen Durchfluss des Flüssigkeitsstroms bereitzustellen. Damit lässt sich auf einfache Weise der Durchfluss beispielsweise für den Zu- und/oder Ablauf des Kreislaufs sowie in Leitungen des Kreislaufs regulieren. Dabei sind alle möglichen Schaltungszustände denkbar, beispielsweise ein vollständiger Verschluss von Leitungen oder ein Wechsel der Strömungsrichtung im Wandler ohne die externe hydraulische Ansteuerung zu beeinflussen. Stellt das Flussregelungselement neben einer Querschnittsveränderung auch eine gewisse Länge einer Leitung bereit, die mit dem Querschnitt versehen ist, wirkt also als Drossel, läßt sich auch eine temperaturabhängige Steuerung des Flüssigkeitsstroms realisieren. Werden der Querschnitt und die Länge des wirkenden Querschnitts verändert, kann beispielsweise bei einem Kaltstart eines Fahrzeugs, bei dem das Kühlöl noch nicht erwärmt und damit zäh ist durch eine geeignete Drosselauslegung am Durchströmen zumindest teilweise gehindert werden, sodass sich der Drehmomentwandler schneller erwärmen kann. Eine veränderliche Länge kann beispielsweise durch ein„teleskopartiges" Ausziehen mehrerer ineinander angeordneter Hohlwellen, oder dergleichen erfolgen.

Zweckmäßigerweise ist das zumindest ein Flussregelungselement in Form eines Schieber-, eines Blenden- und/oder eines Sperrelements ausgebildet. Damit ist eine einfache und kostengünstige Ausbildung des Flussregelungselements sichergestellt.

Vorteilhafterweise ist das Schieberelement scheibenförmig, kugelförmig, kegelförmig und/oder zylinderförmig ausgebildet. Damit ist zum einen eine kostengünstige Herstel- lung sichergestellt, zum anderen kann das Schieberelement je nach Anforderungen entsprechend ausgebildet werden.

Zweckmäßigerweise ist für das zumindest eine Flussregelungselement und/oder für das zumindest eine Betätigungselement zumindest ein Vorspannelement angeordnet, derart, dass das Flussregelungselement in einer definierten Ausgangsposition anordenbar ist. Dadurch wird es möglich, ein positionsabhängiges Momentengleichgewicht zu erreichen, so dass beispielsweise ein Leitungsquerschnitt in Abhängigkeit der Momentbelastung freigegeben, verschlossen oder verändert wird. So kann beispielsweise das Flussregelungselement über die sinnhafte Anordnung von Kanälen des Kreislaufs so ausgebildet werden, dass dieses in Abhängigkeit des Stützmoments unterschiedliche bzw. veränderliche Querschnitte bzw. unterschiedliche Führung der Hydraulikflüssigkeit im Kreislauf ermöglicht. Dabei lässt sich beispielsweise bei gegebenem Druckgefälle ein variabler Volumenstrom durch die Drehmomentwandlereinrichtung erzeugen. Nutzt man beispielsweise das Stützmoment der Leitradstütze aus, sinkt das Stützmoment ab bei sinkender Differenzdrehzahl und damit auch die Wandlung des Drehmoments. Durch das Vorspannelement kann also das positionsabhängige Momentengleichgewicht erreicht werden.

Vorteilhafterweise ist das zumindest eine Vorspannelement mechanisch, hydraulisch und/oder elektrisch aktiv und/oder passiv betätigbar. Damit lässt sich auf einfache und kostengünstige Weise das Vorspannelement flexibel an äußere Gegebenheiten anpassen bzw. mit passiven und/oder aktiven Aktuatoren betätigen. Darüber hinaus ist ein Vorteil, dass sich die Aktuatoren betätigt werden, um bestimmte Kühlungstrategien für den Drehmomentwandler zu ermöglichen. Es ist alternativ oder zusätzlich ein Beeinflussungselement für das Vorspannelement anordenbar, welches die Spann-Charakteristik des Vorspannelements ändert, beispielsweise die Steifigkeit einer Feder be- einflusst. Dies ermöglicht dann eine Änderung der passiven Schaltdrehzahl für das Flussregelungselement, sodass zum Beispiel eine Nachkühlung auch oberhalb des Schaltpunktes ermöglicht werden kann, indem eine Rückstellung des Vorspannelements, beispielsweise in Form einer Feder verzögert wird. Zweckmäßigerweise sind eine Rücksteileinrichtung und/oder eine Sicherungseinrichtung für das Flussregelungselement angeordnet. Mittels des Sicherungselements wird sichergestellt, dass das Flussregelungselement sich immer in einer definierten Position befindet. Wird das Flussregelungselement beispielsweise durch eine Auslenkung betätigt, ermöglicht die RückStelleinrichtung für das Flussregelungselement und/oder für ein Betätigungselement für das Flussregelungselement die Rückstellung der Position des jeweiligen Elements in jedem Fall.

Vorteilhafterweise umfassen die Rücksteileinrichtung und/oder Sicherungseinrichtung ein oder mehrere elastische Elemente, insbesondere in Form von Spiral-, Blatt- und/oder Torsionsfedern. Damit kann auf kostengünstige Weise eine Sicherungseinrichtung und/oder eine Rücksteileinrichtung zur Verfügung gestellt werden.

Zweckmäßigerweise ist die Sicherungseinrichtung in Form zumindest einer Rasteinrichtung ausgebildet, insbesondere wobei die Rasteinrichtung richtungsabhängig ausgebildet ist. Damit wird die Flexibilität beim Einsatz der Drehmomentwandlereinrichtung wesentlich erhöht: Auf diese Weise kann beispielsweise eine Rastierung des Flussrege- lungselements und/oder des Betätigungselements an beliebiger Position mit entsprechenden Abhängigkeiten vom Stützdrehmoment, beispielsweise der Leitradstütze ermöglicht werden. Die Sicherungseinrichtung kann zusammen mit der Rück- stelleinrichtung angeordnet werden derart, so dass über einen Drehwinkel eine Veränderung der wirksamen Rückstellkraft erzeugt wird, womit eine definierte Verzögerung bzw. Hysterese des Flussregelungselements zwischen einem Anstieg des Stützmoments der Leitradstütze und einem entsprechenden Abfall ermöglicht wird. Eine derartige Verzögerung ist nach einem hohen Leistungseintrag vorteilhaft, der einen höheren Durchfluss bedingt: Damit wird eine ausreichende Nachkühlung sichergestellt. Darüber hinaus ist es ebenso möglich, den Flüssigkeitsfluss nach Überschreiten einer bestimmten Grenzlast auf einen maximalen Flüssigkeitsstrom direkt umzuschalten, wobei bei geringerer Last verschiedene Winkelpositionen des Flussregelungselements und/oder des Betätigungselements kontinuierlich variabel sein können. Eine Rasteinrichtung kann beispielsweise in Form einer Kugelraste ermöglicht werden, die zur richtungsabhängigen Betätigung unterschiedliche bzw. asymmetrisch angeordnete bzw. zulaufende Rampen mit unterschiedlichen Winkeln aufweisen kann oder auch durch einen in einen Kanal eingreifenden Stift, oder ähnliches

Vorteilhafterweise sind externe Zu- und/oder Abläufe für den Kreislauf angeordnet und mittels des zumindest einen Flussregelungselements der Flüssigkeitsstrom in diese externen Zu- und/oder Abläufe ganz oder teilweise umleitbar. Einer der damit erreichten Vorteile ist, dass damit auch außerhalb des Kreislaufs angeordnete Elemente bei Bedarf in Abhängigkeit der Drehzahldifferenz betätigt werden können. Beispielsweise kann auf diese Weise der Flüssigkeitsstrom in das nachgelagerte Getriebe zur Schmierung des Radsatzes oder in andere Bedarfsbereiche fließen, wodurch auch eine schwächer bzw. kleiner ausgelegte Pumpe hierfür ermöglicht wird. Grundlage ist hierfür, dass sich im allgmeinen der Bedarf an Schmierung für den Radsatz reziprok zum Bedarf an Kühlung des Drehmomentwandlers verhält, sodass eine abwechselnde und/oder zumindest teilweise gemeinsame Nutzung des Flüssigkeitstroms möglich ist.

Vorteilhafterweise ist ein Dämpfungselement zur Dämpfung der Bewegung des Flussregelungselements und/oder des Betätigungselements angeordnet. Somit kann ein Anschlagen beispielsweise der Leitradstütze bei der entsprechenden Auslenkung bzw. Rückführung an die Ausgangsposition vermieden bzw. zumindest vermindert werden. Das Dämpfungselement kann beispielsweise in Form eines Gummipuffers oder ähnliches ausgeführt sein.

Vorteilhafterweise ist das Flussregelungselement ausgebildet, um den Flüssigkeitsstrom in radialer und/oder axialer Fließrichtung zu regeln. Damit kann das Flussregelungselement an verschiedenste Gegebenheiten im Getriebe entsprechend angepasst werden, was die Flexibilität hinsichtlich der Ausgestaltung der Drehmomentwandlereinrichtung erhöht.

Zweckmäßigerweise ist die Sicherungseinrichtung temperaturabhängig ausgebildet und umfasst insbesondere ein Bimetall und/oder ein Memorymetall. Damit lässt sich auf einfache Weise eine Temperaturabhängigkeit der Sicherungseinrichtung ermöglichen. Beispielsweise kann die Sicherungseinrichtung dergestalt mit dem Flussregelungselement und/oder dem Betätigungselement zusammenwirken, so dass bei Unterschreiten eines bestimmten Temperaturniveaus dieses dem Flussregelungselement ermöglicht, einen maximalen Durchfluss bereitzustellen, bis ein bestimmtes Temperaturniveau wieder unterschritten wird. Damit kann eine ausreichende Nachkühlung sichergestellt werden. Die Sicherungseinrichtung kann beispielsweise sowohl in Form eines Bimetallschalters oder Memorymetallschalters ausgebildet sein als auch als eine aktive Rastvorrichtung, die das Flussregelungselement nach dem Öffnen in seiner Öffnungsstellung hält bis beispielsweise ein Steuersignal die Rastvorrichtung wieder freigibt.

Vorteilhafterweise ist das Betätigungselement und das Flussregelungselement einstückig ausgebildet. Dies ermöglicht eine einfache und kostengünstige Herstellung einerseits und eine zuverlässige Betätigung des Flussregelungselements andererseits.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen, und aus dazugehöriger Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Bevorzugte Ausführungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente beziehen.

Dabei zeigen jeweils in schematischer Form

Fig. 1 a-d Querschnitte bzw. Längsschnitte eines Teils einer Drehmomentwandlereinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 einen Axialschnitt eines Teils einer Drehmomentwandlereinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Fig. 3 einen Querschnitt eines Teils einer Drehmomentwandlereinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 einen Axialschnitt eines Teils einer Drehmomentwandlereinnchtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 einen Axialschnitt eines Teils einer Drehmomentwandlereinnchtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 einen Axialschnitt eines Teils einer Drehmomentwandlereinrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 einen Querschnitt eines Teils einer Drehmomentwandlereinrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 einen Querschnitt eines Teils einer Drehmomentwandlereinrichtung gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 9 einen Querschnitt eines Teils einer Drehmomentwandlereinnchtung gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 10 eine axiale Draufsicht eines Teils einer Drehmomentwandlereinnchtung gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 1 1 eine axiale Draufsicht eines Teils einer Drehmomentwandlereinnchtung gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 12 eine axiale Draufsicht eines Teils einer Drehmomentwandlereinnchtung gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 13 eine Rasteinrichtung für eine Drehmomentwandlereinrichtung gemäß einer dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Fig. 14 ein Kennfeld für einen Blendenquerschnitt über Druckdifferenz und Volumenstrom für ein Flussregelungselement in Form eines Stützwellenschiebers auf Basis einer Blende für eine Drehmomentwandlereinrichtung gemäß einer fünfzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 15 ein Kennfeld für ein Leitradstützmoment über einem Drehzahlverhältnis und einer Pumpendrehzahl für eine Drehmomentwandlereinrichtung gemäß einer fünfzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 1 6 ein Umschaltkennfeld für einen Leitradstützwellenschieber mit Schaltschwelle bzw. maximaler Begrenzung für eine Drehmomentwandlereinrichtung gemäß einer sechszehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 17 ein Umschaltkennfeld für einen Leitradstützwellenschieber mit Schaltschwelle und Maximalbegrenzung für eine Drehmomentwandlereinrichtung gemäß einer siebzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 18a-e Schaubilder für den Zusammenhang zwischen Verdrehwinkel, der Rückstellungskraft und dem Leitradstützmoment einer linearen Feder und einer Übertot- punktfeder;

Fig. 19a-b einen Querschnitt bzw. Axialschnitt bzw. abgewinkelte Fläche einer Hohlwelle mit veränderlichem Querschnitt für eine Drehmomentwandlereinrichtung gemäß einer neunzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 20 einen Querschnitt bzw. Axialschnitt bzw. abgewinkelte Fläche der Hohlwelle mit veränderlichem Querschnitt für eine Drehmomentwandlereinrichtung gemäß Fig. 19, die gegenüber einer Nabe verdreht ist;

Fig. 21 einen Querschnitt eines Teils einer Drehmomentwandlereinrichtung gemäß einer zwanzigsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und Fig. 22 eine abgewinkelte Fläche für einen Teil der Drehmomentwandlereinrichtung gemäß der zwanzigsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 1 a-d zeigen Querschnitte bzw. Längsschnitte eines Teils einer Drehmomentwandlereinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

In den Fig. 1 a-d sind drei Leitungen L1 , L2, L3 gezeigt, die in einer Hohlwelle HW angeordnet sind. Die Hohlwelle HW ist verdrehbar in einer Nabe N gelagert, welche nur eine Zuführleitung und eine Abführleitung aufweist. Durch eine Feder F, welche in Fig. 1 a in unbelastetem Zustand dargestellt ist, wird die Nabe N und die Hohlwelle HW in der Position gemäß Fig. 1 c gehalten, wobei Leitung L1 zur Zuführleitung und Leitung L3 zur Abführleitung ausgerichtet sind. Leitung L2 ist in diesem Fall ungenutzt. Erfährt nun die Hohlwelle HW ein Drehmoment, wird die Feder F zusammengedrückt (Feder gespannt) gemäß Fig. 1 b, wodurch Leitung L1 nun mit der Abführleitung und Leitung L2 nun mit der Zuführleitung verbunden ist. Leitung L3 ist in diesem Fall ungenutzt. Leitung L2 und Leitung L3 sind über einen Verbindungskanal VK verbunden, so dass alle Leitungen dauerhaft durchströmt werden können. Um ein Anschlagen von der Nabe auf der Hohlwelle HW beim Entspannen Feder F zu vermeiden bzw. zu vermindern kann ein Dämpfungselement 1 1 , beispielsweise in Form eines Gummipuffers zwischen diesen beiden angebracht werden. Der Spalt/Dichtspalt zwischen Hohlwelle HW und Nabe N ist so gering ausgeführt, dass Verlustströme zwischen Zuführleitung und Abführleitung möglichst gering sind. Hier kann beispielsweise ein zusätzliches Dichtelement 10 angeordnet werden. Der Übergang zwischen Nabe N und Hohlwelle HW dient somit als Steuerkante ST für den Durchfluss zwischen den Leitungen L1 -L3.

Diese Ausführung kann ebenfalls am Übergang einer Leitradstützwelle zum Getriebegehäuse erfolgen, in dem die Hohlwelle durch die Leitradstützwelle und die Nabe durch das Getriebegehäuse ersetzt wird und/oder am/im Leitrad/Freilauf, wobei die Hohlwelle dann durch den Freirauminnenring und die Nabe durch den Freilaufaußenring ersetzt wird.

Fig. 2 zeigt einen Axialschnitt eines Teils einer Drehmomentwandlereinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Fig. 2 ist das Schnittbild einer axialen Steuerkante ST mit veränderlichem Querschnitt gezeigt. Das rechte Bauteil 2 ist getriebefest und besitzt einen ausreichend groß dimensionierten, tangential verlaufenden Kanal K2, der mit der im linken Bauteil 1 vorhandenen Bohrung K1 in Verbindung steht. Die Querschnittsfläche Q für den Durchfluss zwischen den Kanälen K1 , K2 ist über die Winkelposition veränderlich durch einen kontinuierlich ändernden Radius R1 , R2 des Kanals K2 des Bauteils 2, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Weiter zu erkennen ist eine Drehzuführung, über die Welle 3 dargestellt, welche optional ist. Aufgrund der getriebefesten Anbindung über das Bauteil 2 ist eine direkte, dichte Versorgung über eine Getriebeschnittstelle möglich. Ebenfalls möglich ist eine Drossel-Auslegung, wodurch sich auch eine Temperaturabhängigkeit des Querschnitts Q und damit der Durchflussmenge erzielen lässt.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt eines Teils einer Drehmomentwandlereinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

In Fig. 3 ist der Querschnitt des Bauteils 2 gemäß Fig. 2 gezeigt. Zu erkennen sind der tangential verlaufende Zuführkanal K2 der sich im Wesentlichen über einen Viertelkreis erstreckt und variierenden Radius R1 , R2 entlang des Viertelumfangs aufweist. Damit lässt sich die Querschnittsfläche Q je nach Drehwinkel des Bauteils 1 für die Hydraulikflüssigkeit ändern.

Fig. 4 zeigt einen Axialschnitt eines Teils einer Drehmomentwandlereinrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

In Fig. 4 ist im Wesentlichen der gleiche Aufbau wie in der Fig. 2 gezeigt. Im Unterschied zur Fig. 2 ist zwischen Bauteil 1 und Bauteil 2 eine dünne Blendenscheibe bzw. ein Blendenring 4 angeordnet, welche/r winkelpositionsabhängige Querschnitte für einen Durchlass 5 bereitstellt, und Änderungen des Durchflusswiderstandes in Abhängigkeit des Verdrehwinkels ermöglicht.

Fig. 5 zeigt einen Axialschnitt eines Teils einer Drehmomentwandlereinrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Fig. 5 ist im Wesentlichen der gleiche Aufbau gemäß Fig. 4 gezeigt. Im Unterschied zum Aufbau gemäß Fig. 4 ist beim Aufbau gemäß Fig. 5 zwischen den beiden Bauteilen 1 und 2 eine Blendenquerschnittsänderung mittels zweier Blendenringe 4, 4a dargestellt, welche die winkelpositionsabhängigen Querschnitte 5, 5a ermöglicht.

Fig. 6 zeigt einen Axialschnitt eines Teils einer Drehmomentwandlereinrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

In Fig. 6 ist im Wesentlichen derselbe Aufbau wie in Fig. 5 gezeigt. Im Unterschied zum Aufbau gemäß Fig. 5 sind die Blendensegmente 6, 6a nicht in Form von Ringen angeordnet, die sich über die gesamte radiale Erstreckung der beiden Bauteile 1 und 2 erstrecken, sondern die entsprechenden Blendensegmente 6, 6a sind in entsprechenden Vertiefungen der jeweiligen Bauteile 1 und 2 angeordnet. So ist im Bauteil 1 eine entsprechende Vertiefung für das Blendensegment 6 vorgesehen, welches einen Durch- lass 5 aufweist und im Bauteil 2 ist eine entsprechende Vertiefung für die Aufnahme des Blendensegmentes 6a mit Durchlass 5a angeordnet.

Die in den Fig. 4-6 gezeigten Querschnitte der Blenden bzw. Blendensegmente weisen insbesondere eine stetig anstiegende bzw. abfallende Querschnittsfläche, vorzugsweise zwischen 4 mm ² und 10 mm ² auf.

Fig. 7 zeigt einen Querschnitt eines Teils einer Drehmomentwandlereinrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

In Fig. 7 ist ein Blendenring 4 in axialer Draufsicht gezeigt, der unterschiedlich ausgeformte Öffnungen 5a, 5b, 5c und 5d aufweist, die je nach Applikation oder Gegebenheiten angepasst werden können. Diese können ganz oder teilweise tropfenförmig, oval, symmetrisch und/oder asymmetrisch in Umfangsrichtung ausgebildet sein. Die Öffnungen der Fig. 7 erstrecken sich dabei im Wesentlichen im linken oberen sowie rechten unteren Bereich des Blendenrings 4. Die untere Öffnung 5c dient dabei als Rücklauf bzw. Abfluss und stellt durch ihre Auslegung sicher, dass auch bei Verdrehung des Blenderings 4 der Abfluss immer geöffnet ist. Mittels der oberen bzw. linken Öffnun- gen 5a, 5b, 5d lassen sich bestimmte Zustände für den Flüssigkeitstrom zum Drehmomentwandler realisieren. Selbstverständlich können hier, wie auch allgemein, jeweils Zu- und Ablauf vertauscht werden.

Fig. 8 zeigt einen Querschnitt eines Teils einer Drehmomentwandlereinrichtung gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

In Fig. 8 ist ein im Wesentlichen viertelkreisförmiges Blendensegment 6 gezeigt, welches unterschiedliche Querschnitte bzw. Öffnungen 5a, 5b, 5c aufweist und je nach äußeren Gegebenheiten oder Applikation angepasst werden kann. Diese können die oben beschriebenen Ausbildungen aufweisen.

Fig. 9 zeigt einen Querschnitt eines Teils einer Drehmomentwandlereinrichtung gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

In Fig. 9 ist eine weitere Ausführungsform eines Blendensegments 6 mit einem veränderlichen Querschnitt 5a gezeigt, wobei der Querschnitt beispielsweise sich in einem Bereich erheblich verjüngt und ansonsten kontinuierlich in Umfangsrichtung ab- bzw. zunimmt.

Insbesondere zeigen die Figuren 8 und 9 jeweils Blendensegmente 6, die für eine Querschnittsänderung einer Leitung dienen. Selbstverständlich kann ein weiteres Blendensegment für eine weitere Leitung angeordnet werden.

Fig. 10 zeigt eine axiale Draufsicht eines Teils einer Drehmomentwandlereinrichtung gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 1 1 zeigt eine axiale Draufsicht eines Teils einer Drehmomentwandlereinrichtung gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 1 2 zeigt eine axiale Draufsicht eines Teils einer Drehmomentwandlereinrichtung gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 13 zeigt eine Rasteinrichtung für eine Drehmomentwandlereinrichtung gemäß einer dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In den Fig. 10-12 ist jeweils eine axiale Draufsicht einer Umschalteinrichtung für die Strömungsrichtung eines Kühlöl- oder Hydraulikflüssigkeitsstroms gezeigt in einer Ausgangsstellung für den Betriebsbereich, in dem die Wandlerkupplung einer Drehmomentwandlereinrichtung geschlossen ist, sowie für den Wandlerbetrieb mit geringen Differenzdrehzahlen. Zur Vereinfachung der Darstellung sind in den Fig. 10-12 keine Blende oder Blendensegmente oder Leitungen L1 , L2, L3, ZL, AL gezeigt, die speziellen oder veränderlichen Querschnitt aufweisen. Selbstverständlich kann/können dies/e angeordnet bzw. ausgebildet werden.

In den Fig. 10-12 führt die Leitung L1 führt zum Wandler, die Leitung L2 zum Ablauf AL und der Zulauf ZL ist, wie auch beispielsweise in der Fig. 2, im Bauteil 2 angeordnet. Wird nun das Bauteil 2 entgegen dem Uhrzeigersinn gegenüber dem Bauteil 1 ver- oder gedreht, wird die Leitung L1 nun mit dem Ablauf AL an der Steuerkante ST verbunden und die Leitung L2 wird mit dem Zulauf ZL verbunden, so dass entgegen der in den Fig. 10-12 dargestellten Ausgangsposition, bei der die Leitung L1 mit dem Zulauf ZL und die Leitung L2 mit dem Ablauf AL verbunden ist, die Strömungsrichtung umgekehrt.

In Fig. 10 ist eine Rücksteileinrichtung F in Form einer Feder angeordnet, in Fig. 1 1 ist eine Rücksteileinrichtung in Form eines hydraulischen Aktuators angeordnet, der in Fig. 1 1 über eine externe Zuleitung 8 gesteuert wird und in Fig. 2 über die Rückwirkung eines Druckes, beispielsweise in der Ablaufleitung AL durch eine direkte Verbindung des hydraulischen Aktuators mittels der Leitung 8 zum Ablauf AL angesteuert werden kann. Weiter ist in den Fig. 10 bis 12 ein mechanischer Anschlag M angeordnet, der den Drehwinkel des Bauteils 2 gegenüber dem Bauteil 1 begrenzt. Selbstverständlich kann auch ein zweiter mechanischer Anschlag vorgesehen sein, der den Verdrehwinkel des Bauteils 2 sowohl mit dem Uhrzeigersinn als auch gegen den Uhrzeigersinn jeweils begrenzt. Eine derartige Begrenzung ist aber beispielsweise auch über einen in einen entsprechenden Kanal eingreifenden Stift möglich.

Daneben ist eine solche Begrenzung auch mittels einer Rastierung, wie dies in Fig. 13 in Form einer Kugelraste dargestellt ist, möglich. Dies kann nicht nur als Begrenzung der ausschließlichen Endlage bzw. des Verdrehwinkels angeordnet sein, sondern es kann auch eine Rastierung an beliebiger Winkelposition mit entsprechenden Abhängig- keiten vom jeweiligen Drehmoment auf die Bauteile 1 , 2 bzw. auf die Leitradstütze einer hydrodynamischen Einrichtung erfolgen. Ebenso möglich ist auch eine Rückstellfederanordnung, die über den Drehwinkel eine Veränderung der wirksamen Rückstellkraft erzeugt, womit eine definierte Verzögerung bzw. Hysterese einer Blende, wie dies beispielsweise in Fig. 4 dargestellt ist, zwischen Stützmomentanstieg und Stützmomentabfall einer Leitradstütze ermöglicht. Dies ist insbesondere zweckmäßig, wenn z.B. nach einem hohen Leistungseintrag ein höherer Durchfluss oder eine Nachkühlung sichergestellt werden muss. Darüber hinaus kann dies auch zweckmäßig sein, den Hydraulikflüssigkeitsstrom nach einem Überschreiten einer bestimmten Grenzlast auf einen maximalen Hydraulikflüssigkeitsstrom direkt umzuschalten, wobei bei geringerer Last die Drehwinkelposition auch kontinuierlich variabel ausgestaltet sein kann.

Weiterhin ist ebenfalls eine richtungsabhängige Rastierung möglich, so dass Position bzw. Hysterese über Kraft bzw. Drehmoment von der Bewegungsrichtung abhängig ist. Bei einer richtungsabhängigen Rastierung besteht dann ein Kräftegleichgewicht zwischen dem Stützdrehmoment, der Rückstell kraft der Feder bzw. des Aktuators und der Kraft für die Rastierung. Dies ermöglicht ebenfalls eine schnelle Zuschaltung: Eine Kühlung der Drehmomentwandlereinrichtung erfolgt bis zu bestimmten Stützmomenten in der Ausgangslage. Anschließend wird ein schnelles Umschalten auf eine Zielbetriebsposition ermöglicht und eine optimale Kühlung sichergestellt. Durch unterschiedliche Blendenstufen können beispielsweise auch Regelschwingungen der hydraulischen Flüssigkeit vermieden werden oder auch kann ein sog. Stall-Betrieb, also beispielsweise bei einem Getriebe dreht der Antrieb während der Abtrieb steht, abgefangen werden, indem der Flüssigkeitsstrom bei einem bestimmten Niveau abgefangen wird, d.h. sich nicht weiter vergrößert. Eine richtungsabhängige Rastierung kann beispielsweise über unterschiedlich ausgebildete Rampen RP1 , RP2 für die Vertiefung in die eine Raste einigreift, erreicht werden. In Fig. 13 wird dies im Wesentlichen durch unterschiedliche Steigungen der Rampen RP1 , RP2 entlang der Relativbewegungsrichtung zwischen den beiden Bauteilen 1 ,2 erreicht.

Insbesondere für die Drehmomentwandler gemäß der nachfolgenden Fig. 4 bis 18 sind folgende Betriebsbereiche relevant: 1 . Eine sog.„Normal-Stellung" - erster Betriebsbereich - , bei dem das Leitrad in Ausgangslage ist und das Leitradstützmoment bis zu einer Schaltschwelle ansteigt.

2. Der zweite Bereich ist der sog. Regelbereich, bei der eine Schaltschwelle 130 überschritten ist, das Leitrad winkelverdreht ist, wobei der Winkel abhängig vom

Leitradstützmoment oberhalb der Regelbereichsschwelle 130 ist.

3. Der dritte Betriebsbereich ist charakterisiert durch die maximale Grenzlage, d.h. die Rastierschwelle und Regelbereichsschwelle 130 ist überschritten, das Leitrad ist mit maximalem Winkel verdreht und ist in seiner maximalen Winkelposition, d.h. der Auslenkwinkel ist maximal. Das Leitrad befindet sich in der maximalen Winkelposition durch Umschaltung bzw. Übertotpunktlage ÜTL mit reduzierter Rückstellkraft. Die maximale Position bleibt so länger erhalten, bis das Stützmoment die Rückstellkraft in der Endlage unterschreitet.

Fig. 14 zeigt ein Kennfeld für einen Blendenquerschnitt über Druckdifferenz und Volumenstrom für ein Flussregelungselement in Form eines Stützwellenschiebers auf Basis einer Blende für eine Drehmomentwandlereinrichtung gemäß einer fünfzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung..

In Fig. 14 ist eine mögliche Auslegung für einen Blendenquerschnitt in Abhängigkeit der Blendendruckdifferenz und in Abhängigkeit des entsprechenden Volumenstromes einer Hydraulikflüssigkeit gezeigt. Eingezeichnet sind repräsentativ bestimmte Leitradstützmomente 133, die mit der Differenzdrehzahl zwischen Pumpe und Turbine 134 korrelieren. Die Kurven 100 bis 104 zeigen beispielhaft mögliche Verläufe einer Blendenauslegung, welche noch auf einen entsprechenden Verdrehwinkel für die Blende umgesetzt werden muss. Weiterhin sind zwei Grenzen 105 und 106 gezeigt, wobei das Bezugszeichen 105 die Grenze des Blendenquerschnitts und die Grenze 106 die Grenze eines externen Volumenstroms für die Hydraulikflüssigkeit darstellt, welche unter den Voraussetzungen von maximalem Blendendurchmesser bzw. maximal möglichem Volumenstrom zu betrachten sind. So ist beispielsweise in Fig. 14 gezeigt, dass bei einem geringen Stützmoment 33 ein geringerer Volumenstrom zur Verfügung steht und dass mit zunehmendem Stützmoment 133 der Volumenstrom 107 entsprechend der konstanten Blende ansteigt. Erreicht dieser die Volumenstromgrenze 106 kann seitens der Hyd- raulik nicht mehr Volumenstrom für die Hydraulikflüssigkeit zur Verfügung gestellt werden, was zu einer Druckabsenkung in der Zuleitung führen würde. Dies kann durch eine entsprechende Verringerung des Blendenquerschnitts verhindert werden.

Im Detail zeigt die Kurve 100 eine gestufte zunehmende Kennung, die zunächst linear bis zu einem Leitradstützpunkt von 100 Nm ansteigt, dann stärker ansteigt bis zu einem Leitradstützmoment von 150 Nm und dann wiederum flacher verläuft bis zum maximalen Leitradstützmoment von 200 Nm. Die Kurve 101 zeigt die entsprechende Kennlinie für eine Blende mit konstantem Querschnitt. Die Kurve 102 zeigt die Kennlinie für einen konstanten Volumenstrom bis 150 Nm Leitradstützdrehmoment mit einer leicht S- förmigen Kontur zwischen 150 Nm und 200 Nm Leitradstützmoment, d.h. mit starker Progressivität bei Höchstleistung, wie dies beispielsweise bei einem Stall-Betrieb erforderlich wäre Die Kurve 103 zeigt die Linie eines konstanten Volumenstroms Q und die Kurve 104 zeigt eine individuell eingestellte von einer beliebigen Applikation definierte Kennlinie.

Fig. 15 zeigt ein Kennfeld für ein Leitradstützmoment über einem Drehzahlverhältnis und einer Pumpendrehzahl für eine Drehmomentwandlereinrichtung gemäß einer fünfzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung..

In Fig. 15 ist das Leitradstützmoment über dem Drehzahlverhältnis und der Antriebsdrehzahl/Pumpendrehzahl aufgetragen. In Kombination mit der Fig. 14 kann damit der jeweilige Drehwinkel ermittelt werden. Gezeigt sind verschiedene Betriebsbereiche. Im Bereich 1 10 ist das Flussregelungselement in seiner Stellung„normal" bzw. nicht geschaltet. Im Bereich 1 1 1 ist das Flussregelungselement in der Stellung„regeln" (Regelbereich), d.h. es ist geschaltet. Zwischen den beiden Bereichen 1 10 und 1 1 1 ist ein Umschaltbereich 1 12 vorhanden, d.h. es wird eine Schaltstelle mit Hysterese abgebildet

Fig. 1 6 zeigt ein Umschaltkennfeld für einen Leitradstützwellenschieber mit Schaltschwelle bzw. maximale Begrenzung für eine Drehmomentwandlereinrichtung gemäß einer sechszehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und Fig. 7 zeigt ein Umschaltkennfeld für einen Leitradstützwellenschieber mit Schaltschwelle und Maxi- malbegrenzung für eine Drehmomentwandlereinrichtung gemäß einer siebzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

In den Fig. 1 6 und 17 ist jeweils der Verdrehwinkel über dem Drehzahlverhältnis bzw. der Antriebsdrehzahl gezeigt. Diese sind auf Basis eines linearen Rückstell kraftverlauf s ermittelt. In Fig. 1 6 ist das Umschaltkennfeld dabei in zwei Bereiche 120, 121 unterteilt, wobei im Bereich 120 das jeweilige Flussregelungselement, hier in Form eines Schiebers nicht geschaltet ist und im Bereich 121 das Flussregelungselement geschaltet ist und der Verdrehwinkel desselben in Abhängigkeit des Drehzahlunterschieds erfolgt. In Fig. 17 ist weiterhin der maximale Verdrehwinkel auf ca. 68° begrenzt, was durch den Bereich 122 gezeigt ist. Fig. 17 zeigt somit eine Schaltschwelle mit zusätzlichem Endanschlag (Bezugszeichen 122).

Fig. 18a-e zeigen Schaubilder für den Zusammenhang zwischen Verdrehwinkel, der Rückstellungskraft und dem Leitradstützmoment einer linearen Feder und einer Über- totpunktfeder;

In Fig. 18a-b ist jeweils die Rückstell kraft über dem Verdrehwinkel W gezeigt. In Fig. 18a erfolgt die Rückstellkraft linear (Kurve 131 ) gegenüber dem Verdrehwinkel W. Gepunktet eingezeichnet ist eine Kurve 132 für die Rückstell kraft in Abhängigkeit des Winkels für eine Übertotpunktfeder (ÜTP-Feder), die bei einer Übertotpunktlage eine reduzierte Rückstellkraft aufweist. In Fig. 18b ist eine zusätzliche Schwelle für den Regelbereich 130 gezeigt. Somit wird erst, wenn die Schwelle 130 der Rückstellkraft überschritten wird, überhaupt das Flussregelungselement betätigt. Weiter gezeigt ist eine dreiecksförmige Erhöhung der Rückstellkraft ausgehend vom linearen Verlauf 131 a, die durch eine Rastierung des Flussregelungselements bzw. dessen Verdrehwinkels verursacht wird. Ist die Rastierung erfolgt, so muss eine höhere Rückstellkraft aufgewendet werden, um die Rastierung wieder zu lösen.

In den Fig. 18c-d ist jeweils der Verdrehwinkel W über dem Leitradstützmoment 133 für eine lineare Rückstell kraft (Fig. 8c) bzw. für eine nichtlineare Rückstellkraft (Fig. 8d), die durch eine Übertotpunktfeder bereitgestellt wird, aufgetragen. Der Verdrehwinkel W ist dabei bei linearer Rückstellkraft proportional (Kurve 135) zum Leitradstützmoment 133, d.h. bei einem Wert von 60% des maximalen Leitradstützmoments 133 weist der Verdrehwinkel W einen Wert von ebenfalls 60% des maximalen Verdrehwinkels W auf (Fig. 18c). Der Verdrehwinkel W bei der von der Übertotpunkt-Feder bereitgestellten nichtlinearen Rückstellkraft folgt dabei nichtlinear in Abhängigkeit des Leitradstützmoments 133. Bei 60% des maximalen durch das Leitrad bereitstellbaren Stützmoments 133 weist der Verdrehwinkel W lediglich einen Wert von ebenfalls 30% des maximalen Verdrehwinkels W auf. Beim sog. Übertotpunkt ÜTP, der in Fig. 18d bei 80% des maximalen Leitradstützmoments 133 korrespondierend zu einem Verdrehwinkelwert W von 50% des maximalen Verdrehwinkels W erreicht wird, erfolgt eine Auslenkung direkt auf den Maximalwert des Verdrehwinkels W, da die Übertotpunkt- Feder am und ab Übertotpunkt ÜTP bei weiterer Auslenkung weniger Rückstellkraft zur Verfügung stellt, als zur Kompensation der weiteren Auslenkung der Leitradstütze durch das Leitradstützmoment 133 (Kurve 136 und Übertotpunkt ÜTP in Fig. 18d).

In der Fig. 18e ist nun der Verdrehwinkel W in Abhängigkeit des Leitradstützmoments 133 aufgetragen. Dabei ist eine Schwelle 130 für den Regelbereich bei 10% des Maximalwerts des Leitradstützmoments 133 angenommen, d.h. bei Leitradstützmomenten 133 unterhalb derselben erfolgt keine Regelung des Durchflusses durch das Flussrege- lungselement. Wird die Regelschwelle 130 von 10% des Maximalwerts des Leitradstützmoments 133 überschritten folgt der Verdrehwinkel W zunächst im Wesentlich linear dem ansteigenden Leitradstützmoment 133. Ab einem Leitradstützmoment 133 von 30% des Maximalwerts des Leitradstützmoments 133 greift eine Rastierung (Bereich 201 ), d.h. das Leitradstützmoment 133 steigt an ohne, dass es auf Grund der Rastierung zu einer weiteren Verdrehwinkelerhöhung W kommt. Die in Fig. 18e gezeigte Kurve verläuft also horizontal im Bereich 201 , der sich zwischen 30% und 50% des Maximalwerts des Leitradstützmoments 133 erstreckt. Wird das Leitradstützmoment 133 über 50% des Maximalwerts des Leitradstützmoments weiter erhöht, steigt der Verdrehwinkel W wieder weiter nichtlinear bis zu einem Übertotpunkt ÜTP an, der bei 80% des Maximalwerts des Leitradstützmoments 133 erreicht wird. Überschreitet das Leitradstützmoment 133 diesen Wert, wird direkt der maximal mögliche Verdrehwinkel W eingestellt (Bereich 203). Die vorstehend beschriebenen Abschnitte werden als Zuschaltcharakteristik bezeichnet, d.h. die Bereiche 200-203 werden durchlaufen, wenn sich das Leitradstützmoment erhöht. Umgekehrt wird bei einer Verminderung des Leitradstützmoments die Kurve 204 - was ein Beispiel für eine sogenannte Abschaltcharakteristik darstellt - durchlaufen. Befindet sich das Leitradstützmoment 133 auf dem maximal möglichen Wert, wird der maximale Wert des Verdrehwinkels W erst vermindert, wenn der Übertotpunkt ÜTP unterschritten wurde, d.h. das Leitradstützmoment 133 unter 80% des Maximalwerts des Leitradstützmoments 133 abgesunken ist. Eine Rastierung erfolgt nicht mehr, da die Raste- rung richtungsabhängig ausgebildet ist und hier nur bei einem Ansteigen des Leitradstützmoments 133 wirksam ist. Weiter entspricht der Verlauf 204 nicht exakt dem Verlauf der Kurvenabschnitte 200 bzw. 202, sondern weist eine gewisse Hysterese auf. Bei 5% des Maximalwerts des Leitradstützmoments 133 ist keine Winkelauslenkung W mehr vorhanden. Der Verdrehwinkel W auf Grund eines ansteigenden Leitradstützmoments 133 erhöht sich erst wieder oberhalb der Regelschwelle 130, sinkt aber nicht weiter ab, wenn sich das Leitradstützmoment 133 unterhalb der Regelschwelle 130 wieder erhöht.

Fig. 19a-b zeigt einen Querschnitt bzw. Axialschnitt bzw. abgewinkelte Fläche einer Hohlwelle mit veränderlichem Querschnitt für eine Drehmomentwandlereinrichtung gemäß einer neunzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und Fig. 20 zeigt einen Querschnitt bzw. Axialschnitt bzw. abgewinkelte Fläche der Hohlwelle mit veränderlichem Querschnitt für eine Drehmomentwandlereinrichtung gemäß Fig. 19, die gegenüber einer Nabe verdreht ist.

In Fig. 19a bzw. 19b ist eine Nabe N und eine Hohlwelle HW dargestellt. Die Hohlwelle ist wie auch in der Fig. 2 drehbar zur und in der Nabe N gelagert. In der Hohlwelle HW befindet sich ein Kanal K1 , der auf der radialen Au ßenseite der Hohlwelle HW einen Durchlass in Form einer Bohrung 5 aufweist, die mit einem Kanal K2 der Nabe N fluidisch verbunden ist. Die Bohrung 5 ist weist einen veränderlichen Querschnitt in Um- fangsrichtung der Hohlwelle HW auf (Stoßkante in Fig. 19b). Wird die Hohlwelle HW als verdreht, ist die Bohrung 5 in der Nabe N nicht mehr direkt über der Durchgangsbohrung in Form des Kanals K2, sondern gegenüber dieser verdreht (siehe Fig. 20a, b) und stellt auf Grund des von dem Verdrehwinkel der Hohlwelle HW gegenüber der Nabe N einen vom Verdrehwinkel abhängigen Querschnitt für eine Hydraulikflüssigkeit ein. Fig. 21 zeigt einen Querschnitt eines Teils einer Drehmomentwandlereinrichtung gemäß einer zwanzigsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und Fig. 22 zeigt eine abgewinkelte Fläche für einen Teil der Drehmomentwandlereinrichtung gemäß der zwanzigsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Um eine Bearbeitung von Hohlwellen HW zu vermeiden, kann analog zur axialen Ausführung eine Blendenhülse 4 zwischen Nabe N und Hohlwelle HW mit entsprechendem Querschnittsverlauf (siehe Fig. 22) verwendet bzw. angeordnet werden. Die Kanäle K1 , K2 mit veränderlichem Querschnitt können ebenfalls in der Nabe N eingebracht werden. Allgemein kann durch eine axiale Verschiebung von Hohlwelle HW zu Nabe N Hohlwelle HW/Blendenhülse 4 oder Nabe N zu Blendenhülse 4 der veränderliche Querschnittskanal auch axial eingebracht werden.

Es ist auch denkbar, dass die Blendenhülse 4 durch axiale Bewegung oder in Kombination mit einer rotatorisch-translatorischen Bewegung den Querschnitt Q variieren lässt, z.B. ein Stift, der die Hülse 4 über eine entsprechende Kurvenform in Folge der Rotation der Welle W in axialer Richtung bewegt, um z.B. auf eine andere Querschnittskennung zu gelangen. Eine weitere Möglichkeit ist eine drehweiche Welle, die durch Verformung einen Querschnitt Q steuert, z.B. eine gestützte Welle oder ein eigenes Element oder Hülse 4, die insbesondere auch eine Rückstellfunktion ermöglicht bzw. übernimmt. Ebenfalls ist auch eine Veränderung des Querschnitts durch diese Verformung, z.B. einer Stütze, so dass der Querschnitt der Blende 4 mit steigendem Stützmoment geringer wird.

Zusammenfassend bietet die vorliegende Erfindung den Vorteil, dass eine bedarfsgerechte Kühlölversorgung einer Drehmomentwandlereinrichtung bauraumneutral und kostengünstig ermöglicht wird. Gleichzeitig ist eine zuverlässige Kühlölversorgung der Drehmomentwandlereinrichtung möglich. Darüberhinaus kann die Leistungsaufnahme einer Getriebeölpumpe verringert und damit die Effizienz der hydraulischen Versorgung der Drehmomentwandlereinrichtung oder allgemeiner des Getriebes erreicht werden. Insgesamt kann durch die vorliegende Erfindung insbesondere ein Leitrad einer hydrodynamischen Wandlereinrichtung zur Verfügung gestellt werden, welches winkelver- drehbar zum Getriebegehäuse gelagert ist und z.B. über Federn im Kräftegleichgewicht gehalten und damit auch eine Ausgangslage sichergestellt ist. Beim Anfahren, d.h. bei Betrieb der Drehmomentwandlereinrichtung wird Drehmoment am Leitrad erzeugt, welches im Wesentlichen zur Differenzdrehzahl zwischen Turbine und Pumpe korreliert und damit zur Verlustleistung beiträgt. Das Leitrad abgestützte Drehmoment verdreht das Leitrad entgegen der Federkraft und ermöglicht so eine definierte Winkelposition zwischen Leitrad und Getriebe. Damit kann ein Querschnitt des Zuflusses in Abhängigkeit des Stützmoments dargestellt werden, in dem beispielsweise eine Blende mit bedarfsgerechtem Querschnitt freigegeben wird. Dies ermöglicht eine bedarfsgerechte Kühlung. Mit sinkender Wandlung nimmt das Stützmoment am Leitrad ab und der Querschnitt bzw. die Blende kann kontinuierlich verändert werden oder auch unterschiedliche Querschnitte, beispielsweise stufenweise, annehmen. Eine RückStelleinrichtung, z.B. Feder und Anschlag, stellt die Ausgangsposition sowie auch eine Endposition sicher. Darüber hinaus können die Leitungen in der Welle zur Drehmomentwandlereinrichtung geführt werden und zustandsabhängig die Strömungsrichtung ändern, wobei beim Getriebe nur eine feste Zu- und Abführleitung vorhanden sind.

Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.

Bezuqszeichen

1 , 2 Bauteil

3 Welle

, 4a Blendenring

5, 5a, 5b, 5c Durchlass

6, 6a Blendensegment

7 Aktuator

8 Steuerleitung Aktuator

9 Rasteinrichtung

10 Dichtungselement

1 1 Dämpfungselement

100, 101 , 102, 103, Kennlinien

105, 106 Grenze

1 10, 1 1 1 , 1 12 Kennfeldbereiche Ventil

120, 121 , 122 Kennfeldbereiche Schalter

130 Schwelle Regelbereich

131 Rückstellkraft

132 Kennlinie Übertotpunktfeder

133 Leitradstützmoment

134 Drehzahl Pumpe/Turbine

135, 136 Verdrehwinkel in Abh. Stützmoment

200, 201 , 202, 203, Abschnitte Kennlinie

A Achse

AL Ablauf

F Feder

HW Hohlwelle

K1 , K2 Kanal

L1 , L2, L3 Leitung

L Lager LRS Leitradstütze

N Nabe

ÜTP Übertotpunkt

Q Querschnitt Durchfluss

R1 , R2 Radius

RP1 , RP2 Rampe

ST Steuerkante

VK Verbindungskanal

W Verdrehwinkel

ZL Zulauf