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Title:
TORQUE CONVERTER WITH MULTIPLE FUNCTIONS WITH A LEVER SPRING, AND METHOD FOR CONTROLLING THE HYDRAULIC PRESSURE AND FLOW
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/077370
Kind Code:
A1
Abstract:
A torque converter (100) contains a pump coupling (102) with a first region which is connected to a cover (104) of the torque converter, and with a second region which is connected to a pump (106). Said torque converter also contains a lever element (108) which is in contact with the coupling and which is movable, in order to increase a first force which is applied to the first lever element in order to activate the coupling. In some embodiments, the converter contains a pump piston plate (110) which engages with the lever element and which is movable, in order to apply the force to the lever element. In some embodiments, the torque converter contains a torus and a pressure chamber (146) for the pump coupling. A second force is associated with a hydraulic pressure in order to prevent cavitation in the torus, a third force is necessary in order to operate the pump coupling to transmit a desired torque via the pump coupling, and the increased force is at least equal to the sum of the second force and the third force.

Inventors:
STURGIN TODD (US)
Application Number:
PCT/DE2007/002221
Publication Date:
July 03, 2008
Filing Date:
December 10, 2007
Export Citation:
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Assignee:
LUK LAMELLEN & KUPPLUNGSBAU (DE)
STURGIN TODD (US)
International Classes:
F16H45/02
Foreign References:
US2700444A1955-01-25
US4733761A1988-03-29
JP2005036958A2005-02-10
US5695028A1997-12-09
DE4342439A11994-06-23
US3398603A1968-08-27
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
LUK LAMELLEN UND KUPPLUNGSBAU BETEILIGUNGS KG (Bühl, DE)
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Claims:

PATENTANSPRüCHE

1. Drehmomentwandler, aufweisend: eine Pumpenkupplung mit einem ersten Bereich, der mit einem Deckel des Drehmomentwandlers verbunden ist, und einem zweiten Bereich, der mit einer Pumpe verbunden ist; und ein Hebelelement, das sich in Berührung mit der Pumpenkupplung befindet, und beweglich ist, um eine erste Kraft zu verstärken, die auf das erste Hebelelement aufgebracht wird, um die Pumpenkupplung zu betätigen.

2. Drehmomentwandler nach Anspruch 1 , weiterhin aufweisend: eine Pumpenkolbenplatte, die sich axial mit dem Hebelelement im Eingriff befindet, und beweglich ist, um die erste Kraft zu erzeugen.

3. Drehmomentwandler nach Anspruch 2, weiterhin aufweisend: eine Druckplatte, die sich mit der Pumpenkolbenplatte im Eingriff befindet und mit dem Hebelelement verbunden ist.

4. Drehmomentwandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpenkolbenplatte und das Hebelelement unabhängig drehbar sind.

5. Drehmomentwandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpenkolbenplatte drehfest mit dem Deckel verbunden ist, und das Hebelelement drehfest mit der Pumpe verbunden ist.

6. Drehmomentwandler nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpenkupplung weiterhin eine Pumpenplatte und eine feste Platte aufweist, die Pumpenplatte axial beweglich ist, die feste Platte an der Pumpe angebracht ist, ein Ende des Hebelelements schwenkbar mit der festen Platte verbunden ist, und das Hebelelement die Pumpenplatte berührt.

7. Drehmomentwandler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpenplatte so angeordnet ist, dass sie die Pumpenkupplung als Reaktion auf die Bewegung des Hebelelements schliesst.

8. Drehmomentwandler nach Anspruch 6, weiterhin aufweisend: eine Ausgangsnabe und eine Drehmomentwandlerkupplung, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentwandlerkupplung die feste Platte und eine Kolbenplatte, die mit der Ausgangsnabe verbunden ist, aufweist.

9. Drehmomentwandler nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend: eine Dämpferanordnung, die drehfest mit dem Deckel und der Pumpenkupplung verbunden ist.

10. Drehmomentwandler nach Anspruch 1 , weiterhin aufweisend: einen Toms, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Kraft einem Hydraulikdruck zugeordnet ist, um Kavitation in dem Toms zu verhindern, eine dritte Kraft erforderlich ist, um die Pumpenkupplung zu bedienen, um ein gewünschtes Drehmoment über die Pumpenkupplung zu übertragen, und die verstärkte Kraft zumindest gleich der Summe aus der zweiten und der dritten Kraft ist.

11. Drehmomentwandler, aufweisend: eine Dämpferanordnung, die drehfest mit einem Deckel für den Drehmomentwandler verbunden ist; eine Pumpenkupplung mit einem ersten Bereich, der mit der Dämpferanordnung verbunden ist, und mit einem zweiten Bereich, der mit einer Pumpe verbunden ist, wobei der zweite Bereich eine axial bewegliche Platte aufweist und eine an der Pumpe angebrachte Platte; eine Kolbenplatte; und ein Hebelelement, das schwenkbar mit der festen Platte verbunden ist und sich axial im Eingriff mit der Kolbenplatte und der axial beweglichen Platte befindet, dadurch gekennzeichnet, dass das Hebelelement beweglich ist, um eine Kraft zu verstärken, die auf die Kolbenplatte aufgebracht wird, und die verstärkte Kraft auf die axial bewegliche Platte zu übertragen.

12. Drehmomentwandler, aufweisend: eine Kupplung, die mit einem ersten und einem zweiten

Drehmomentübertragungselement des Drehmomentwandlers verbunden ist; und ein Hebelelement, das sich in Berührung mit der Kupplung befindet, und beweglich ist, um eine erste Kraft zu verstärken, die auf das Hebelelement zum Betätigen der Kupplung aufgebracht wird.

13. Drehmomentwandler nach Anspruch 12, weiterhin aufweisend: eine Kolbenplatte, die sich im Eingriff mit einem ersten Ende des Hebelelements befindet, und beweglich ist, um die Kraft auf das Hebelelement zu übertragen.

14. Drehmomentwandler nach Anspruch 12, weiterhin aufweisend: eine axial befestigte Platte, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Ende des Hebels schwenkbar an der festen Platte befestigt ist.

15. Verfahren um einen Drehmomentwandler zu betreiben, die folgenden Schritte aufweisend:

Aufrechterhalten des Fluiddrucks in einer zweiten Kammer auf einem höheren

Niveau, als des Fluiddrucks in einer ersten Kammer, wobei die erste Kammer einen Toms enthält;

Verstärken einer Kupplungsdruckkraft unter Verwendung einer mechanischen

übersetzung durch einen Hebel;

Aufrechterhalten des Fluiddrucks in einer dritten Kammer, auf einem höheren

Niveau, als des Fluiddrucks in der zweiten Kammer;

Schliessen eines Drehmomentübertragungspfads zwischen dem Deckel und einer Pumpe als Reaktion auf die Verstärkung der Kupplungsdruckkraft, und

Aufrechterhalten des Fluiddrucks in einer dritten Kammer auf einem höheren

Niveau, als des Fluiddrucks in der zweiten Kammer; und

Abströmen des Fluids aus der zweiten Kammer in die erste Kammer, um den

Toms zu kühlen.

16. Verfahren nach Anspruch 15, weiterhin aufweisend: öffnen eines mechanischen Drehmomentübertragungspfads zwischen einem Deckel für den Drehmomentwandler und einer Ausgangsnabe als Reaktion auf das Aufrechterhalten des Fluiddrucks in einer zweiten Kammer auf einem höheren Niveau, als des Fluiddrucks in einer ersten Kammer.

17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomentpfad zwischen dem Deckel und der Pumpe Reibmaterial enthält, und das Verfahren weiterhin Umgehen des Reibmaterials mit dem Fluss zwischen der ersten und der zweiten Kammer aufweist.

Description:

DREHMOMENTWANDLER MIT MEHREREN FUNKTIONEN MIT EINER HEBELFEDER UND VERFAHREN ZUM STEUERN DES HYDRAULISCHEN

DRUCKS UND FLUSSES

GEBIET DER ERFINDUNG

[02] Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen in Vorrichtungen zur Kraftübertragung zwischen einer rotierenden Antriebseinheit, wie z.B. dem Motor eines Kraftfahrzeugs, und einer rotierend angetriebenen Einheit, wie z.B. dem Schaltgetriebe in dem Kraftfahrzeug. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen Drehmomentwandler mit mehreren Funktionen mit einer Hebelfeder, um die Drehmomentkapazität von Kupplungen in dem Drehmomentwandler zu erhöhen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

[03] Fig. 1 beschreibt ein allgemeines Blockdiagramm, welches die Beziehung von Motor 7, Drehmomentwandler 10, Getriebe 8, und Differential / Achsaufbau 9 in einem typischen Fahrzeug zeigt. Es ist gut bekannt, dass ein Drehmomentwandler verwendet wird, um Drehmoment von einem Motor auf ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs zu übertragen.

[04] Die drei Hauptkomponenten des Drehmomentwandlers sind die Pumpe 37, Turbine 38, und der Stator 39. Der Drehmomentwandler wird zum geschlossenen Behälter, wenn die Pumpe an den Deckel 11 geschweisst wird. Der Deckel ist mit einer Flexplatte 41 verbunden, welche wiederum mit der Kurbelwelle 42 des Motors 7 verschraubt ist. Der Deckel kann mit der Flexplatte unter Verwendung von Nasen oder Bolzen verbunden werden, die mit dem Deckel verschweisst sind. Die Schweissverbindung zwischen der Pumpe und dem Deckel überträgt Motordrehmoment auf die Pumpe. Deshalb dreht sich die Pumpe immer mit Motordrehzahl. Die Funktion der Pumpe ist es, diese Drehbewegung zu verwenden, um das Fluid radial nach aussen und axial in Richtung der Turbine zu bewegen. Daher ist die Pumpe eine Zentrifugalpumpe, welche Fluid aus einem kleinen radialen Einlass zu einem grossen radialen Auslass bewegt, und dabei die Energie in dem

Fluid steigert. Der Druck um die Kupplungen des Getriebes und die Kupplung des Drehmomentwandlers zu betätigen wird von einer zusätzlichen Pumpe in dem Getriebe geliefert, die von der Pumpennabe angetrieben wird.

[05] In dem Drehmomentwandler 10 wird ein Fluidkreislauf durch die Pumpe, manchmal Impeller genannt, die Turbine und den Stator, manchmal Reaktor genannt, erzeugt. Der Fluidkreislauf ermöglicht es dem Motor die Rotation fortzusetzen, während das Fahrzeug stillsteht, und das Fahrzeug zu beschleunigen, wenn der Fahrer dies wünscht. Der Drehmomentwandler verstärkt das Drehmoment des Motors mit einem Drehmomentverhältnis ähnlich einer Getriebeuntersetzung. Das Drehmomentverhältnis ist das Verhältnis von Ausgangsdrehmoment zu Eingangsdrehmoment. Das Drehmomentverhältnis ist am höchsten, wenn eine geringe, oder keine Turbinendrehzahl vorliegt, auch Stillstand genannt. Drehmomentverhältnisse im Stillstand liegen üblicherweise in einem Bereich von 1 ,8

- 2,2. Das bedeutet, dass das Ausgangsdrehmoment des Drehmomentwandlers 1 ,8

- 2,2-mal höher 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.

[06] Die Turbine 38 nutzt die Fluidenergie, welche sie von der Pumpe 37 erhält, um das Fahrzeug anzutreiben. Das Turbinenrad 22 ist mit der Turbinennabe 19 verbunden. Die Turbinennabe 19 verwendet eine Keilwellenverbindung, um Turbinendrehmoment an die Eingangswelle 43 des Getriebes zu übertragen. Die Eingangswelle ist mit den Rädern des Fahrzeugs durch Zahnräder und Wellen in dem Getriebe 8 und in dem Achsdifferential 9 verbunden. Die Kraft des Fluids, welche die Turbinenschaufeln beaufschlägt, wird von der Turbine als Drehmoment abgegeben. Axiale Drucklager 31 stützen die Komponenten gegen axiale Kräfte ab, die von dem Fluid aufgebracht werden. Wenn das Ausgangsmoment ausreicht, um die Trägheit des stehenden Fahrzeugs zu überwinden, dann beginnt das Fahrzeug sich zu bewegen.

[07] Nachdem die Fluidenergie von der Turbine in Drehmoment umgewandelt ist, ist immer noch etwas Energie in dem Fluid vorhanden. Das Fluid, welches aus dem kleinen radialen Auslass 44 austritt, würde normalerweise in die Pumpe so eintreten,

dass es die Rotation der Pumpe behindert. Der Stator 39 wird dazu verwendet, das Fluid umzuleiten, und um dabei zu helfen, die Pumpe zu beschleunigen, und erhöht damit das Drehmomentverhältnis. Der Stator 39 ist mit der Statorwelle 45 durch eine Freilaufkupplung 46 verbunden. Die Statorwelle ist mit dem Getriebegehäuse 47 verbunden und dreht sich nicht. Eine Freilaufkupplung 46 hindert den Stator 39 daran, sich mit geringen Drehzahlverhältnissen zu drehen, wobei die Pumpe sich schneller dreht als die Turbine. Fluid, welches in den Stator 39 von dem Turbinenauslass 44 eintritt, wird von den Statorschaufeln 38 gedreht, um in Drehrichtung in die Pumpe 37 einzutreten.

[08] Die Schaufeleintritts- und Austrittswinkel, die Form von Pumpenrad und Turbinenrad, und der Gesamtdurchmesser des Drehmomentwandlers beeinflussen dessen Leistung. Die Auslegungsparameter beinhalten das Drehmomentverhältnis, den Wirkungsgrad, und die Fähigkeit des Drehmomentwandlers Motordrehmoment aufzunehmen, ohne es dem Motor zu ermöglichen „hochzudrehen". Dies passiert, wenn der Drehmomentwandler zu klein ist, und die Pumpe die Motordrehzahl nicht verringern kann.

[09] Bei geringen Drehzahlverhältnissen funktioniert der Drehmomentwandler gut und ermöglicht es dem Motor, sich zu drehen, während das Fahrzeug stationär ist, und erhöht das Motordrehmoment zur Steigerung der Leistung. Bei Drehzahlverhältnissen von weniger als 1 hat der Drehmomentwandler einen Wirkungsgrad von weniger als 100%. Das Drehmomentverhältnis des Drehmomentwandlers verringert sich nach und nach von einem Maximum von ungefähr 1 ,8 - 2,2 zu einem Drehmomentverhältnis von ungefähr 1 , wenn die Drehzahl der Turbine sich der Drehzahl der Pumpe annähert. Das Drehzahlverhältnis, wenn das Drehmomentverhältnis 1 erreicht, wird Kopplungspunkt genannt. An diesem Punkt braucht das in den Stator eintretende Fluid nicht mehr umgeleitet zu werden, und die Freilaufkupplung in dem Stator ermöglicht seine Drehung in die gleiche Richtung, wie die Pumpe und die Turbine. Da der Stator das Fluid nicht umleitet, ist der Drehmomentausgang des Drehmomentwandlers gleich dem Drehmomenteingang. Der gesamte Fluidkreislauf dreht sich als Einheit.

[10] Der maximale Drehmomentwandlerwirkungsgrad ist wegen der Verluste im Fluid auf 92-93% begrenzt. Daher, wird die Drehmomentwandlerkupplung 49 eingesetzt, um den Eingang des Drehmomentwandlers mechanisch mit dem Ausgang zu verbinden, und den Wirkungsgrad auf 100% zu verbessern. Die Kupplungskolbenplatte 17 wird hydraulisch angedrückt, wenn dies von der Getriebesteuerung angefordert wird. Die Kolbenplatten 17 ist gegenüber der Turbinennabe 19 an ihrem Innendurchmesser durch einen O-Ring 18 abgedichtet, und gegenüber dem Deckel 11 an ihrem Aussendurchmesser durch einen Reibmaterialring 51. Diese Dichtungen erzeugen eine Druckkammer, und bringen die Kolbenplatte 17 mit dem Deckel 11 in Eingriff. Diese mechanische Verbindung umgeht den Fluidkreislauf des Drehmomentwandlers.

[11] Die mechanische Verbindung der Drehmomentwandlerkupplung 49 überträgt wesentlich mehr Drehschwingung des Motors auf den Antriebsstrang. Da der Antriebsstrang im Wesentlichen ein Feder-Masse-System ist, können Drehschwingungen von dem Motor Eigenfrequenzen des Systems anregen. Ein Dämpfer wird verwendet, um Eigenfrequenzen des Antriebsstrangs aus dem Bereich des Fahrbetriebs zu bewegen. Der Dämpfer enthält Federn 15 in Reihe mit dem Motor 7, und ein Getriebe 8, um die wirksame Federkonstante des Systems zu verringern, und damit die Eigenfrequenz herabzusetzen.

[12] Die Drehmomentwandlerkupplung 49 umfasst allgemein vier Komponenten: die Kolbenplatte 17, die Abdeckplatten 12 und 16, Federn 15, und den Flansch 13. Die Abdeckplatten 12 und 16 übertragen Drehmoment von der Kolbenplatte 17 auf die Druckfedern 15. Fortsätze 52 der Abdeckplatte werden zur axialen Festlegung um die Federn 15 gebildet. Drehmoment von der Kolbenplatte 17 wird durch eine Nietverbindung auf die Abdeckplatten 12 und 16 übertragen. Die Abdeckplatten 12 und 16 bringen Drehmoment auf die Druckfedern 15 durch Berührung mit einer Kante eines Federfensters auf. Beide Abdeckplatten wirken zusammen, um die Feder auf beiden Seiten ihrer Mittelachse zu halten. Die Federkraft wird auf den Flansch 13 durch Berührung mit einer Kante des Flanschfederfensters übertragen. Manchmal weist der Flansch auch eine Drehnase, oder -Schlitz auf, der in einen Teil der Abdeckplatte eingreift, um ein übermässiges Zusammenpressen der Federn beim Auftreten von hohen Drehmomenten zu verhindern. Drehmoment wird von

dem Flansch 13 auf die Turbinennabe 19 und auf die Eingangswelle 43 des Getriebes übertragen.

[13] Energieaufnahme kann durch Reibung erreicht werden, was manchmal als Hysterese bezeichnet wird, wenn dies gewünscht wird. Hysterese enthält Reibung durch Eindrehen und Ausdrehen der Dämpferplatten, so dass diese das Doppelte des tatsächlichen Reibmoments beträgt. Das Hysterese Paket enthält üblicherweise eine Membran- oder Tellerfeder 14, welche zwischen dem Flansch 13 und einer der Abdeckplatten 16 angebracht ist, um den Flansch 13 in Berührung mit der anderen Abdeckplatte 12 zu drücken. Durch Steuern der Grosse der Kraft, die durch die Tellerfeder 14 ausgeübt wird, kann auch die Grosse des Reibmoments gesteuert werden. übliche Hysterese Werte sind in der Grössenordnung von 10 - 30 Nm.

[14] Bei Drehmomentwandlern mit einigen Kupplungsausführungen fliesst öl durch den Toms, nimmt Wärme auf, um den Toms zu kühlen, und gelangt durch öffnungen in dem Reibmaterial für die Pumpenkupplung. Leider kann das erhitzte öl die Temperatur des Reibmaterials unerwünscht steigern. Weiterhin, ist bei Drehmomentwandlern mit einigen Kupplungsausführungen der Toms üblicherweise in Flüssigkeitsverbindung mit der öffnungsdruckkammer für die Kupplung. üblicherweise, weisen der Toms und die öffnungskammer verschiedene Anforderungen auf. Es ist wünschenswert, einen Druck in dem Toms aufrechtzuerhalten, um Kavitation zu verhindern, und den richtigen Kühlungsstrom zu ermöglichen, während es gleichzeitig wünschenswert ist, einen möglichst niedrigen Druck in der öffnungskammer aufrechtzuerhalten, um den Druck zu minimieren, der erforderlich ist, um die Kupplung in Eingriff zu bringen.

[15] Daher gibt es seit langem einen Bedarf für einen Drehmomentwandler, der verhindert, dass Wärme in das Reibmaterial durch den ölstrom eingebracht wird, und der widersprüchliche Anforderungen in Bezug auf den Druck in einer öffnungskammer für die Kupplung und dem Toms erfüllt.

KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

[16] Die vorliegende Erfindung umfasst allgemein einen Drehmomentwandler, der eine Pumpenkupplung aufweist, wobei ein erster Bereich mit einem Deckel für den Drehmomentwandler verbunden ist, und ein zweiter Bereich mit einer Pumpe verbunden ist, und sich ein Hebelelement in Berührung mit der Pumpenenkupplung befindet und beweglich ist, um eine erste Kraft zu vervielfachen, die auf das Hebelelement zum Betrieb der Pumpenkupplung aufgebracht wird. In einigen Ausführungsformen enthält der Drehmomentwandler eine Pumpenkolbenplatte, die sich mit dem Hebelelement in Eingriff befindet, und versetzt werden kann, um Kraft auf das Hebelelement aufzubringen. In einigen Ausführungsformen enthält der Drehmomentwandier eine Druckplatte, die sich in Eingriff mit der Pumpenkolbenplatte befindet, und mit dem Hebelelement verbunden ist.

[17] In einigen Ausführungsformen enthält der Drehmomentwandler einen Toms und eine Speicherkammer für die Pumpenkupplung, eine zweite Kraft ist einem hydraulischen Druck zugeordnet, um Kavitation in dem Toms zu verhindern, eine dritte Kraft ist erforderlich, um die Pumpenkupplung zu bedienen, um ein gewünschtes Drehmoment über die Pumpenkupplung zu übertragen, und die verstärkte Kraft ist zumindest gleich der Summe der zweiten Kraft und der dritten Kräfte.

[18] In einigen Ausführungsformen sind die Pumpenkolbenplatte und das Hebelelement unabhängig drehbar. In einigen Ausführungsformen ist die Kolbenplatte der Pumpe drehfest mit dem Deckel verbunden, und das Hebelelement ist drehfest mit der Pumpe verbunden. In einigen Ausführungsformen umfasst die Pumpenkupplung weiterhin eine Pumpenplatte und eine feste Platte. Die Pumpenplatte ist axial verschieblich, und die feste Platte ist fest an der Pumpe angebracht. Ein Ende des Hebelelements ist schwenkbar mit der festen Platte verbunden, und das Hebelelement steht mit der Pumpenplatte in Berührung. Die Pumpenplatte ist so angeordnet, dass sie die Pumpenkupplung als Reaktion auf die Verstellung des Hebelelements schliesst.

[19] In einigen Ausführungsformen enthält der Drehmomentwandler eine Ausgangsnabe, und eine Drehmomentwandlerkupplung enthält die feste Platte und eine Kolbenplatte, die mit der Ausgangsnabe verbunden ist. In einigen Ausführungsformen enthält der Drehmomentwandler eine Dämpferanordnung, die drehbar mit dem Deckel und mit der Pumpenkupplung verbunden ist.

[20] Die vorliegende Erfindung umfasst allgemein auch einen Drehmomentwandler, der eine Kupplung aufweist, die mit ersten und zweiten

Drehmomentübertragungselementen für den Drehmomentwandler verbunden ist, und ein Hebelelement, das die Kupplung berührt, und beweglich ist, um eine Kraft zu verstärken, die auf das Hebelelement aufgebracht wird, und um die verstärkte Kraft auf die Kupplung zu übertragen. Der Drehmomentwandler enthält auch eine Druckplatte, die sich in Eingriff mit dem Hebelelement befindet, und verschieblich ist, um die Kraft auf das Hebelelement aufzubringen. Der Drehmomentwandler enthält eine axial festgelegte Platte, und das andere Ende des Hebelelements ist schwenkbar an der festgelegten Platte angebracht.

[21] Die vorliegende Erfindung umfasst allgemein auch ein Verfahren zum Betrieb eines Drehmomentwandlers, welches die folgenden Schritte aufweist: Aufrechterhalten des Fluiddrucks in einer zweiten Kammer auf einem höheren Niveau, als den Fluiddruck in einer ersten Kammer, wobei die erste Kammer einen Torus enthält; Verstärken einer Andruckkraft einer Kupplung unter Verwendung einer mechanischen übersetzung auf Basis eines Hebels; Aufrechterhalten eines Fluiddrucks in einer dritten Kammer, auf einem höheren Niveau, als den Fluiddruck in der zweiten Kammer ist; Schliessen, als Reaktion auf die Verstärkung der Kupplungsandruckkraft und Aufrechterhalten des Fluiddrucks in einer dritten Kammer, auf einem höheren Niveau, als den Fluiddruck in der zweiten Kammer, Drehmomentübertragung zwischen dem Deckel und der Pumpe; und Abströmen des Fluides von der zweiten Kammer in die erste Kammer, um den Torus zu kühlen. In einigen Ausführungsformen enthält das Verfahren das öffnen als Reaktion auf das Halten des Fluiddrucks in einer zweiten Kammer auf einem höheren Niveau als den Fluiddruck in einer ersten Kammer, eine mechanische Drehmomentübertragung zwischen einem Deckel des Drehmomentwandlers und der Ausgangsnabe. Der Drehmomentpfad zwischen dem Deckel und der Pumpe enthält Reibmaterial, und

das Verfahren umgeht das Reibmaterial mit dem Strom zwischen der zweiten und der ersten Kammer.

[22] Es ist allgemein Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Drehmomentwandler mit einer Pumpenkupplung zur Verfügung zu stellen, die eine mechanische übersetzung verwendet, um eine hydraulische Kraft zu verstärken, um die Kupplung zu betätigen.

[23] Es ist ein weiteres allgemeines Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Drehmomentwandler mit einem Toruskühlstrom zur Verfügung zu stellen, der das Reibmaterial einer Pumpenkupplung umgeht.

[24] Es ist noch ein weiteres allgemeines Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Drehmomentwandler zur Verfügung zu stellen, der die Druckanforderungen der Pumpenkupplungsöϊfnungskammer und des Toms in Einklang bringt.

[25] Diese und andere Ziele und Vorzüge der vorliegenden Erfindung werden aus der nun folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung und aus den beigefügten Zeichnungen und Ansprüchen verständlich.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[26] Die Art und Betriebsweise der vorliegenden Erfindung wird nun genauer in der folgenden Beschreibung der Erfindung erklärt, wenn diese gemeinsam mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet wird, worin:

Fig. 1 ist eine allgemeine Blockdiagrammdarstellung eines Leistungsstroms in einem Kraftfahrzeug, welche dazu gedacht ist, die Beziehung und Funktion eines Drehmomentwandlers in dessen Antriebstrang zu erklären;

Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht eines Drehmomentwandlers des Stands der Technik, der an einem Motor eines Kraftfahrzeugs befestigt gezeigt wird;

Fig. 3 ist eine linke Ansicht des in Fig. 2 gezeigten Drehmomentwandlers, die hauptsächlich entlang der Linie 3-3 in Fig. 2 gezeigt ist;

Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht des in den Figuren 2 und 3 gezeigten Drehmomentwandlers, die allgemein entlang der Linie 4-4 in Fig. 3 dargestellt ist;

Fig. 5 ist eine erste Explosionsdarstellung des in Fig. 2 gezeigten Drehmomentwandlers, wie sie aus der Perspektive sichtbar wird, wenn man den zerlegten Drehmomentwandler von Links betrachtet;

Fig. 6 ist eine zweite Explosionsdarstellung des in Fig. 2 gezeigten Drehmomentwandlers, wie sie aus der Perspektive sichtbar wird, wenn man den zerlegten Drehmomentwandler von Rechts betrachtet;

Fig. 7A ist eine perspektivische Ansicht eines Zylinderkoordinatensystems, welches die räumlichen Bezeichnungen darstellt, die in der vorliegenden Anmeldung verwendet werden;

Fig. 7B ist eine perspektivische Ansicht eines Objekts in dem Zylinderkoordinatensystems von Fig. 7A, welche die räumlichen Bezeichnungen darstellt, die in der vorliegenden Anmeldung verwendet werden;

Fig. 8 ist eine teilweise Querschnittsansicht eines Drehmomentwandlers gemäss der vorliegenden Erfindung;

Fig. 9 ist eine teilweise Querschnittsansicht des Drehmomentwandlers aus Fig. 8, die Pfade zur Drehmomentübertragung zeigt;

Fig. 10 ist eine teilweise Querschnittsansicht des Drehmomentwandlers aus Fig. 8, welche die Versorgungskammer der Pumpe zeigt;

Fig. 11 ist eine teilweise Querschnittsansicht des Drehmomentwandlers aus Fig. 8, die die innere Kammer zeigt;

Fig. 12 ist eine teilweise Querschnittsansicht des Drehmomentwandlers in Fig. 8, welche die äussere Kammer zeigt.

AUSFüHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

[27] Eingangs ist festzuhalten, dass gleiche Bezugszeichen in verschiedenen Ansichten der Zeichnungen gleiche Bauteile der Erfindung oder Bauteile mit ähnlicher Funktion kennzeichnen. Obgleich die vorliegende Erfindung mit Bezug auf derzeit bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wird, ist festzuhalten dass die beanspruchte Erfindung nicht auf die offengelegten Ausführungsformen beschränkt ist.

[28] Weiterhin ist festzuhalten dass diese Erfindung nicht auf die beschriebenen Verfahrensweisen, Werkstoffe und Modifikationen beschränkt ist, und diese selbst natürlich variieren können. Ebenso ist festzuhalten, dass die hier verwendete Bezeichnungen lediglich dem Beschreiben der einzelnen Ausführungsformen dienen und den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung nicht einschränken, welcher nur von den beigefügten Ansprüchen beschränkt wird.

[29] Falls nicht anders bestimmt, dann alle technischen und wissenschaftlichen Ausdrücke, die hier verwendet werden, die gleiche Bedeutung, wie sie gemeinhin von Fachleuten in der für die Erfindung relevanten Technik verstanden wird. Obgleich beliebige Verfahren, Vorrichtungen, oder Werkstoffe verwendet werden können, die ähnlich den hier Beschriebenen sind, oder mit ihnen gleichwertig sind, um die Erfindung zu einzusetzen, oder auszuprobieren, werden die bevorzugten Verfahren, Vorrichtungen und Werkstoffe nun beschrieben.

[30] Fig. 7A ist eine perspektivische Ansicht eines Zylinderkoordinatensystems 80, welches die räumlichen Bezeichnungen darstellt, die in der vorliegenden Anmeldung verwendet werden. Die vorliegende Erfindung wird zumindest teilweise in Verbindung mit einem Zylinderkoordinatensystem beschrieben. Das System 80 weist eine Längsachse 81 auf, welche als Bezug für die Richtungs- und Raumbezeichnungen verwendet wird, welche nun folgen. Die Adjektive „axial", „radial", und „umfänglich" sind mit Bezug auf eine Ausrichtung parallel zur Achse 81 ,

dem Radius 82, der orthogonal zur Achse 81 ist, und dem Umfang 83 zu verstehen. Die Adjektive „axial", „radial", und „umfänglich" beziehen sich auch auf eine Ausrichtung parallel zu den betreffenden Ebenen. Um die Anordnung von verschiedenen Ebenen festzulegen, werden Objekte 84, 85, und 86 verwendet. Die Oberfläche 87 des Objekts 84 bildet eine Axialebene. Das bedeutet, die Achse 81 bildet eine Linie entlang der Oberfläche. Die Oberfläche 88 des Objekts 85 bildet eine radiale Ebene. Das bedeutet, der Radius 82 bildet eine Linie entlang der Ebene. Die Oberfläche 89 des Objekts 86 bildet eine Umfangsebene. Das heisst, der Umfang 83 bildet eine Linie entlang der Oberfläche. Als weiteres 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.

[31] Die Adverbien „axial", „radial", und „umfänglich" beziehen sich auf eine Ausrichtung, jeweils parallel zur Achse 81 , dem Radius 82, oder dem Umfang 83. Die Adverbien „axial", „radial", und „umfänglich" beziehen sich auch auf eine Ausrichtung parallel zu betreffenden Ebenen.

[32] Fig. 7B ist eine perspektivische Ansicht des Objekts 90 in dem Zylinderkoordinatensystem 80 von Fig. 7A, welches die räumlichen Bezeichnungen darstellt, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Das zylindrische Objekt 90 steht stellvertretend für ein zylindrisches Objekt in einem Zylinderkoordinatensystem und schränkt die vorliegende Erfindung in keinster Weise ein. Das Objekt 90 enthält eine axiale Fläche 91 , eine radiale Fläche 92, und eine Umfangsfläche 93. Die Fläche 91 ist Teil einer axialen Ebene, die Fläche 92 ist Teil einer radialen Ebene, und die Fläche 93 ist Teil einer Umfangsebene.

[33] Fig. 8 ist eine teilweise Querschnittsansicht des Drehmomentwandlers 100 gemäss der vorliegenden Erfindung. Der Drehmomentwandler 100 enthält eine Pumpenkupplung 102, die mit dem Deckel 104 und der Pumpe 106 verbunden ist. Der Wandler 100 enthält auch ein Hebelelement 108, welches die Kupplung 102 berührt und verschieblich ist, um die Kraft zu verstärken, die auf das Hebelelement aufgebracht wird, und um die verstärkte Kraft auf die Pumpenkupplung zu

übertragen, wie im Folgenden beschrieben wird. Das bedeutet, das Hebelelement berührt die Pumpenkupplung und kann bewegt werden, um eine Kraft zu verstärken, die auf das Hebelelement zum Betrieb der Pumpenkupplung aufgebracht wird. Eine Kolbenplatte wird verwendet, um die Kraft auf das Hebelelement aufzubringen, z.B. die Platte 110. Die Kolbenplatte befindet sich im Eingriff mit dem Element 108, oder ist mit diesem verbunden. In einigen Ausführungsformen befindet sich die Platte axial im Eingriff mit dem Element 108. Mit axial im Eingriff, oder verbunden ist gemeint, dass zwei Bauteile so zusammenwirken, dass sich die beiden Bauteile axial gemeinsam in zumindest eine Richtung bewegen. Ein axialer Eingriff von zwei Bauteilen beschränkt nicht notwendigerweise die Relativbewegung in anderen Richtungen. Zum Beispiel ist es möglich, dass zwei Komponenten, die sich axial im Eingriff befinden, unabhängig voneinander drehen. Jedoch ist festzuhalten, dass ein axialer Eingriff nicht bedeutet, dass eine Bewegung in anderen Richtungen notwendigerweise erfolgt. Die vorgehende Erklärung von axialem Eingriff ist auf die nun folgende Erörterung anwendbar.

[34] In einigen Ausführungsformen (nicht gezeigt) befindet sich die Platte 110 in direktem Eingriff mit dem Hebelelement. In einigen Ausführungsformen befindet sich die Druckplatte 112 im Eingriff mit der Pumpendruckplatte, und ist mit dem Hebelelement verbunden. In einigen Ausführungsformen befindet sich die Platte axial im Eingriff mit dem Element 108. In einigen Ausführungsformen sind die Platte 112 und das Bauteil 108 fest durch beliebige bekannte Mittel, z.B. durch Schweissen verbunden.

[35] Das Element 108 ist mit der Pumpenkupplung in Berührung und verschieblich, um die Kraft, welche auf die Platte 110 aufgebracht wird, zu verstärken, und um die verstärkte Kraft auf die Pumpenkupplung aufzubringen. Die verstärkte Kraft schliesst dann die Pumpenkupplung, so dass die Kupplung ein vorbestimmtes, oder gewünschtes Drehmoment von dem Deckel auf die Pumpe überträgt, z.B. wie für einen Betrieb als Drehmomentwandler erforderlich. Insbesondere, verschiebt die auf die Platte 110 aufgebrachte Kraft die Platte 110 in der Richtung 114. Die Platte 110 wiederum verschiebt das Ende 116 des Bauteils 108 durch die Platte 112 in der Richtung 114, und die mechanische übersetzung, welche im Folgenden beschrieben wird, veranlasst das Element 108 die Kraft zu verstärken, und die Kraft auf die

Kupplung 102 aufzubringen. In einigen Ausführungsformen ist das Element 108 ein elastisches Element, z.B. eine Feder, insbesondere eine Telefeder.

[36] Die Platte 110 ist mit der Platte 112 durch ein beliebiges in der Technik bekanntes Mittel verbunden, um die übertragung einer Kraft von der Platte 110 auf die Druckplatte zu ermöglichen. In einigen Ausführungsformen werden die beiden Platten mit einem Ausrücklager 120 verbunden. Das Lager 120 ermöglicht, dass die Platten 110 und 112 unabhängig drehbar sind. Allgemein dreht sich die Platte 110 mit dem Deckel, und die Platte 112 ist drehfest mit der Pumpe verbunden. Mit drehfest verbunden, oder befestigt ist gemeint, dass zwei Komponenten so verbunden sind, dass sich die zwei Komponenten gemeinsam drehen, das bedeutet, die zwei Komponenten sind drehfest verbunden. Eine drehfeste Verbindung zweier Komponenten begrenzt nicht notwendigerweise die Relativbewegung in anderen Richtungen. Zum Beispiel ist es möglich, dass zwei Komponenten, die drehfest verbunden sind eine axiale Beweglichkeit zueinander über eine Keilwellenverbindung aufweisen. Jedoch ist festzuhalten, dass eine drehfeste Verbindung nicht bedingt, dass eine Beweglichkeit in anderen Richtungen notwendigerweise vorhanden ist. Zum Beispiel können zwei Bauteile, die drehfest verbunden sind, axial aneinander befestigt sein. Die vorgehende Erklärung einer drehfesten Verbindung ist auf die folgenden Erörterungen anwendbar.

[37] Die Kupplung 102 enthält eine Pumpenplatte 122 und die feste Platte 124. Die Platte 122 ist verschieblich, z.B. axial verschieblich, und die feste Platte 124 ist zumindest axial an dem Turbinenrad 125 befestigt. Das Ende 126 des Hebels ist schwenkbar mit der festen Platte verbunden, und das Hebelelement berührt die Pumpenplatte. Die Pumpenplatte ist dazu eingerichtet, die Pumpenkupplung als Antwort auf die Verschiebung des Hebels zu schliessen. Das Element 108 schwenkt um die Verbindung am Ende 126 als Reaktion auf die axiale Verschiebung des Endes 116, und die mechanische übersetzung der Schwenkverbindung bedingt eine Verstärkung der Kraft, die auf das Ende 116 aufgebracht wird.

[38] In einigen Ausführungsformen enthält der Drehmomentwandler 100 eine Drehmomentwandlerkupplung 128 mit Kolbenplatte 130, die drehfest mit der Ausgangsnabe 132 verbunden ist, wobei beliebige in der Technik bekannte Mittel

verwendet werden, z.B. eine Keilwelle 134. Die Kupplung 128 enthält eine Platte 124. In einigen Ausführungsformen enthält der Drehmomentwandler 100 eine Dämpferanordnung 136, die drehfest mit dem Deckel 104 durch jedes in der Technik bekannte Mittel, z.B. eine Keilwellenverbindung, verbunden ist. Die Anordnung 136 ist mit der Kupplung 102 durch ein beliebiges in der Technik bekanntes Mittel, z.B. eine Platte 138, verbunden, die einen Teil der Kupplung 102 bildet, und ist drehfest mit der Dämpferanordnung verbunden. In einigen Ausführungsformen (nicht gezeigt) enthält der Drehmomentwandler 100 keine Dämpferanordnung, und der Deckel 104 ist mit den Kupplungsplatten über eine Platte oder ein ähnliches Bauteil verbunden. Dann können die Kupplungen 102 oder 128 durchrutschen, um Drehmomentspitzen aus einem Motor (nicht gezeigt) für ein Fahrzeug (nicht gezeigt) dämpfen, in dem der Drehmomentwandler 100 eingebaut ist.

[39] In der gezeigten Anordnung ist die Kupplung 102 geschlossen, wenn sich der Drehmomentwandler im Drehmomentwandlerbetrieb befindet (die Pumpe 106 und die Turbine 140 verstärken das Drehmoment, welches von dem Deckel 104 übertragen wird), und sowohl die Kupplung 102, als auch die Kupplung 128 sind im überbrückungsbetrieb (Drehmoment vom Deckel wird durch die Kupplung 128 auf die Nabe 132 übertragen) geschlossen. In vorteilhafter Weise kann die Trägheit der Pumpe verwendet werden, um die Eigenfrequenz des Drehmomentwandlers 100 während des überbrückungsbetriebs zu beeinflussen, um unerwünschte Resonanz auszustimmen.

[40] Fig. 9 ist eine teilweise Querschnittsansicht des Drehmomentwandlers aus Fig. 8, welche die Drehmomentübertragungspfade 148 und 150 zeigt;

[41] Fig. 10 ist eine teilweise Querschnittsansicht des Drehmomentwandlers aus Fig. 8, welche die Toruskammer 142 zeigt;

[42] Fig. 11 ist eine teilweise Querschnittsansicht des Drehmomentwandlers aus Fig. 8, welch eine innere Kammer 144 zeigt; und

[43] Fig. 12 ist eine teilweise Querschnittsansicht des Drehmomentwandlers aus Fig. 8, welche eine äussere Kammer 146 zeigt.

Das Folgende sollte mit Bezug auf die Figuren 8 bis 12 gesehen werden. Die Kupplung 102 ist in einem mechanischen Drehmomentübertragungspfad zwischen dem Deckel 104 und der Pumpe 106 durch die Anordnung 136 angeordnet. In einigen Ausführungsformen ist der Pfad der Pfad 148. Die Kupplung 102 ist in einem mechanischen Drehmomentübertragungspfad zwischen dem Deckel 104 und der Nabe 132 durch die Anordnung 136 angeordnet. In einigen Ausführungsformen ist der Pfad der Pfad 150. Wie im Folgenden beschrieben, veranlasst die Veränderung der betreffenden Hydraulikdrücke in den Kammern 142, 144, 146 die Kupplungen dazu, sich zu öffnen und zu schliessen, was daraufhin die Drehmomentübertragungspfade öffnet und schliesst. Mit öffnen eines Drehmomentübertragungspfads ist gemeint dass der Pfad aufgelöst oder unterbrochen wird. Das heisst, der Pfad kann kein Drehmoment über seine gesamte Länge übertragen. Anders ausgedrückt, der Pfad wird nicht durchgängig gemacht. Zum Beispiel kann ein Ende des Drehmomentpfads ein Drehmoment aufnehmen, aber das Drehmoment wird nicht zum anderen Ende übertragen. Unter Schliessen des Drehmomentübertragungspfads ist gemeint, dass der Pfad durchgängig gemacht wird, so dass der Pfad Drehmoment über seine gesamte Länge übertragen kann.

[44] Die Kammer 142 enthält eine Turbine 140 und eine Pumpe 106 und wird zumindest teilweise begrenzt durch das Pumpenrad und die Platten 124 und 130. Unter teilweise begrenzt ist gemeint, dass das Gehäuse und die Platten zumindest einen Teil der Begrenzung, oder Umschliessung der Kammer bilden. Die Kammer 144 wird zumindest teilweise von den Platten 130, 124 und 110, dem Deckel 104, und dem Deckel 152, der mit dem Deckel 104 durch ein beliebiges in der Technik bekanntes Mittel, z.B. eine Schweissnaht 153, begrenzt. Die Kammer 146, die auch als Speicherkammer für die Kupplung 102 bezeichnet wird, wird zumindest teilweise von dem Deckel 104 und der Platte 110 begrenzt.

[45] Um den Drehmomentwandler 100 in einem Leerlaufbetriebszustand des Motors zu betreiben, d.h. der Motor befindet sich im Leerlauf, werden sowohl die Kupplung 102 als auch die Kupplung 128 geöffnet. Um dies zu erreichen, wird das Fluid in der Kammer 142 auf einem Druck gehalten, der weniger als der Druck des Fluides in der

Kammer 144 ist, wobei die Platte 130 in der Richtung 114 verschoben wird, und die Kupplung 128 geöffnet wird. Der Druck des Fluids in der Kammer 144 wird auf einem höheren Niveau gehalten, als der Druck des Fluids in der Kammer 146, wobei die Platten 110 und 112 in der Richtung 154 verschoben werden, und die Kupplung 102 geöffnet wird. In dieser Konfiguration wird kein Drehmoment auf die Nabe 132 übertragen, wenn der Wandler 100, der in dem Fahrzeug eingebaut ist, drehfest mit der Eingangswelle 155 für ein Getriebe (nicht gezeigt) verbunden ist. Damit können der Deckel und die Nabe unabhängig voneinander drehen, und es wird kein Drehmoment vom Motor auf das Getriebe übertragen.

[46] Anders ausgedrückt ist die Nabe; die drehfest mit dem Getriebe verbunden ist, in Bezug auf Drehung von anderen Teilen des Drehmomentwandlers entkoppelt, der Drehmoment von dem Motor erhält (Deckel 104), und die Drehung zwischen dem Deckel und dem Laufrad wird unterbrochen. Damit werden die Teile des Wandlers, die direkt oder indirekt mit dem Motor verbunden sind, in Drehrichtung von der Nabe entkoppelt. Daher, wird die Last, die am Motor wegen der Verbindung des Motors mit dem Drehmomentwandler aufgebracht wird, verringert, was den Treibstoffverbrauch des Motors verringert.

[47] Um den Drehmomentwandler 100 im Drehmomentwandlerbetrieb zu betreiben wird die Kupplung 128 geöffnet und die Kupplung 102 geschlossen. Um dies zu erreichen, wird das Fluid in der Kammer 144 auf einem Druck gehalten, der grösser ist, als der Druck des Fluides in der Kammer 142, wobei die Platte 130 axial in Richtung 114 verschoben wird, und die Kupplung 128 geöffnet wird. Das Fluid in der Kammer 146 wird auf einem Druck gehalten, der grösser ist, als der des Fluids in der Kammer 144, wobei die Platten 110 und 112 axial in Richtung 114 verschoben werden, und die Kupplung 102 geschlossen wird. In dieser Konfiguration ist der Pfad 148 geschlossen, der Pfad 150 ist geöffnet, und Drehmoment wird von dem Deckel 104 durch die Anordnung 136 auf die Kupplung 102 und das Laufrad 106 übertragen. Das heisst, die Pumpe 106 ist drehfest mit dem Deckel 104 verbunden, und die Turbine 142 wird von der Pumpe beaufschlagt und dreht die Nabe 132.

[48] Um das oben beschriebene Problem in Bezug auf die hydraulischen Drücke in einer Kupplungsöffnungskammer und in einem Toms zu lösen, verwendet der

Drehmomentwandler 100 die mechanische übersetzung, die durch die Anordnung 108 erzeugt wird, um eine ausreichende Kraft zur Verfügung zu stellen, um die Kupplung 102 zu schliessen, während ein ausreichender hydraulischer Druck in dem Toms geliefert wird. Ein bestimmtes Druckniveau ist in der Kammer 142 erforderlich, um Kavitation in dem Torus zu verhindern. Da die Kammern 142 und 144 sich in fluidischer Kommunikation befinden, ist der Druck in der Kammer 144 mit dem relativ hohen Druck in der Kammer 142 verbunden. Jedoch ist die Kammer 144 die öffnungskammer für die Kupplung 102 und der Druck in der Kammer widersteht der Bewegung der Platte 110, um die Kupplung 102 in Eingriff zu bringen. Daher muss die Kraft auf die Platte 110 in der Richtung 114 den Druck in der Kammer 114 überwinden, und die gewünschte Anpresskraft zur Verfügung stellen.

[49] Zum Beispiel liegt in einigen Ausführungsformen der hydraulische Druck in den Kammern 142 und 144 (um Kavitation zu verhindern, Kupplung 128 geöffnet und Fluid strömt durch den Torus) in dem Bereich von 60-75 psi. Der Druck in der Kammer 146 ist auf ungefähr 100-120 psi begrenzt. Damit ist ein Differenzdruck von ungefähr 25 bis 60 psi verfügbar, um die Kupplung in Eingriff zu bringen. Dies ist ein vergleichsweise niedriger Druck für eine Kupplungsbeaufschlagung und begrenzt die Drehmomentkapazität der Kupplung. Jedoch wird der Druck in der Kammer 146 durch die Anordnung 108 verstärkt, um eine höhere Anpresskraft an der Kupplung 102 zu erzeugen, was die Drehmomentkapazität der Kupplung 102 erhöht.

[50] Beim Betrieb als Drehmomentwandler wird Wärme von der Turbine und der Pumpe erzeugt. Um den Torus zu kühlen ist es wünschenswert, einen Fluidstrom durch die Kammer 142 während des Drehmomentwandlerbetriebs zur Verfügung zu stellen, um das Turbinenrad und das Laufrad zu kühlen. In einigen Ausführungsformen strömt Fluid von der Kammer 144 zu der Kammer 142 und weiter auf den Kanal 156. Somit werden ein vergleichbarer hydraulischer Betrieb und eine vergleichbare Kammer verwendet, um die Kupplungen zu betätigen, um den Drehmomentwandlerbetrieb aufzunehmen, und einen Kühlstrom an den Torus zu liefern. Die Kupplung 102 enthält Reibmaterial (im Folgenden beschrieben) und der Kühlstrom für den Torus umgeht das Reibmaterial. Unter Umgehen versteht man, dass das Fluid nicht durch das Reibmaterial gelangt, obwohl das Fluid über eine Kante oder Grenze des Materials strömt.

[51] Um den Drehmomentwandler 100 im überbrückungsbetrieb zu betreiben, d.h. Verbinden des Gehäuses 104 mit der Nabe 132, wird die Kupplung 128 geschlossen. Wie im Folgenden beschrieben, bleibt die Kupplung 102, die im Drehmomentwandlerbetrieb geschlossen ist, im überbrückungsbetrieb geschlossen. Wenn man die Kupplung geschlossen hält, wird die Trägheit der Pumpe in den Drehmomentübertragungspfad eingebracht. Die Trägheit der Pumpe kann verwendet werden, um die Eigenfrequenz des Drehmomentwandlers während des überbrückungsbetriebs zu beeinflussen, und um unerwünschte Resonanz auszustimmen.

[52] Um die Kupplung 128 zu schliessen, wird Fluid in der Kammer 142 auf einem Druck gehalten, der grösser ist als der Druck des Fluids 144, wobei die Platte 130 in Richtung 154 verschoben wird. Bei dieser Konfiguration wird der Pfad 150 geschlossen, und Drehmoment wird von dem Deckel 104 auf die Anordnung 136 und die Nabe 132 übertragen. Das bedeutet, der Deckel 104 ist drehfest mit der Nabe 132 verbunden.

[53] Festzuhalten ist, dass die vorher angeführten Drücke relativ sind, und nicht auf einen bestimmten Wert oder Bereich beschränkt sind, mit Ausnahme von Werten oder Bereichen, die durch die Gesamtkonstruktion, Konfiguration, und den Betrieb des einzelnen Drehmomentwandlers 100 bestimmt sind.

[54] Der Deckel 104 kann durch jegliche in der Technik bekannte Mittel mit dem Motor verbunden werden. In einigen Ausführungsformen werden Nasen 158 verwendet. In einigen Ausführungsformen enthält die Anordnung 136 eine Mehrzahl von Spiralfedern 160, die an einem Flansch 162 angebracht sind, und Abdeckplatten 164 und 166.

[55] Reibmaterial 168 ist axial zwischen den Platten 122, 124, und 138 angeordnet. Die Kupplung 102 ist nicht auf eine bestimmte Art oder Konfiguration von Reibmaterialien beschränkt. In einigen Ausführungsformen ist das Reibmaterial fest an den Platten angeordnet. In einigen Ausführungsformen (nicht gezeigt) sind eine oder mehrere Kupplungsplatten axial zwischen den Platten angeordnet. Das

Reibmaterial 170 ist axial zwischen den Platten 124 und 130 angeordnet. Die Kupplung 128 ist nicht auf eine bestimmte Art oder Konfiguration von Reibmaterialien beschränkt. In einigen Ausführungsformen werden Reibmaterialien fest an den Platten angebracht. In einigen Ausführungsformen (nicht gezeigt) ist eine Kupplungsplatte axial zwischen den Platten angeordnet.

[56] In einigen Ausführungsformen enthält der Wandler ein Hydrauliksystem mit drei Durchlässen. In diesem System transportieren Kanäle 156, 172, und 174 Fluid jeweils zu und von den Kammern 142, 144, und 146. Der Kanal 156 ist radial zwischen der Statorwelle 176 und dem Flansch, oder der Pumpennabe 178 angebracht, und befindet sich in fluidischer Verbindung mit der Kammer 142. Der Kanal 172 ist radial zwischen der Eingangswelle 155 und der Statorwelle 176 angebracht, und befindet sich in fluidischer Verbindung mit der Kammer 144. Der Kanal 174 ist innerhalb der Welle 155 angebracht, und befindet sich in fluidischer Verbindung mit der Kammer 146.

[57] Ein Drehmomentwandler gemäss der vorliegenden Erfindung, z.B. der Drehmomentwandler 100, stellt während des Leerlaufbetriebs eine reduzierte Last dar. Unter einer reduzierten Last versteht man, dass während des Leerlaufbetriebs des Motors der Drehmomentwandler die Last verringert, die von dem Drehmomentwandler auf den Motor wirkt.

[58] Die Kupplungen 102 und 128, die Platten 110 und 112, das Hebelelement 108, und die Dämpferanordnung 136 werden in spezifischen Formen, Grossen, und Konfigurationen gezeigt. Jedoch sollte klar sein, dass ein Drehmomentwandler gemäss der vorliegenden Erfindung nicht auf die gezeigten Formen, Grossen, und Konfigurationen beschränkt ist, und dass andere Formen, Grossen, und Konfigurationen, gemäss den obigen Beschreibungen im Schutzumfang der Ansprüche eingeschlossen sind. Der Drehmomentwandler 100 wurde mit einer spezifischen Ausführung von Nebenkomponenten, z.B. Freilaufkupplung 180 des Stators, gezeigt. Jedoch, ist festzuhalten, dass ein Drehmomentwandler gemäss der vorliegenden Erfindung nicht auf spezifische Anbauteile und auf eine Konfiguration von Anbauteilen beschränkt ist, die in den Figuren gezeigt werden, und dass andere

Anbauteile und Konfigurationen im Schutzumfang der beanspruchten Erfindung eingeschlossen sind.

[59] Obgleich ein Drehmomentwandler gemäss der vorliegenden Erfindung mit einer Pumpenkupplung gezeigt wurde, die sich mit einem Hebelelement im Eingriff befindet, ist festzuhalten, dass der Drehmomentwandler gemäss der vorliegenden Erfindung nicht lediglich auf eine Pumpenkupplung beschränkt ist. In einigen Ausführungsformen enthält der Drehmomentwandler eine Kupplung, die drehfest mit zwei Drehmomentübertragungselementen verbunden ist, wie z.B. einen Deckel, eine Turbine, oder eine Ausgangswelle. Ein Hebelelement, welches ähnlich dem Hebelelement 108 in Fig. 8 ist, befindet sich in Berührung mit der Kupplung, und ist beweglich, um eine Kraft zu verstärken, die auf das Hebelelement aufgebracht wird, und die verstärkte Kraft auf die Kupplung zu übertragen. Der Drehmomentwandler enthält auch eine Kolbenplatte, ähnlich der Platte 110 in Fig. 8, die axial mit einem Ende des Hebelelements in Eingriff ist, und axial verschieblich ist, um die Kraft auf das Hebelelement aufzubringen. Der Drehmomentwandler enthält eine axial festgelegte Platte, ähnlich der Platte 124 in Fig. 8, und das andere Ende des Hebelelements ist schwenkbar an der festen Platte befestigt.

[60] Die vorliegende Erfindung umfasst auch allgemein ein Verfahren zum Betreiben eines Drehmomentwandlers, welches die folgenden Schritte enthält: Halten des Drucks des Fluids in einer zweiten Kammer, auf einem höheren Niveau, als den Druck des Fluids in einer ersten Kammer, wobei die erste Kammer einen Toms aufweist; Verstärken der Kupplungsanpresskraft unter Verwendung einer mechanischen übersetzung, die mit einem Hebel erreicht wird; Halten des Drucks des Fluids in einer dritten Kammer auf höherem Niveau, als den Druck des Fluids in der zweiten Kammer; Schliessen als Reaktion auf die Verstärkung der Kupplungsanpresskraft; und Aufrechterhalten des Drucks für das Fluid in einer dritten Kammer auf einem höherem Niveau, als den Druck für das Fluid in der zweiten Kammer, ein Drehmomentübertragungspfad zwischen dem Deckel und einer Pumpe; und Abströmen des Fluides aus der zweiten Kammer in die erste Kammer, um den Toms zu kühlen. In einigen Ausführungsformen enthält das Verfahren öffnen als Reaktion auf die Aufrechterhaltung des Fluiddrucks in einer zweiten Kammer, auf einem höheren Niveau als den Fluiddruck in der ersten

Kammer, einen mechanischen Drehmomentübertragungspfad zwischen einem Deckel des Drehmomentwandlers und der Ausgangsnabe. Der Drehmbmentpfad zwischen dem Deckel und der Pumpe enthält Reibmaterial, und das Verfahren umgeht das Reibmaterial mit der Strömung zwischen der zweiten und der ersten Kammer. In einigen Ausführungsformen ist der Drehmomentwandler der Wandler 100.

[61] Damit wird deutlich, dass die Ziele der vorliegenden Erfindung effizient erreicht werden, obwohl Modifikationen und änderungen an der Erfindung Fachleuten geläufig sind, wobei diese Modifikationen sich innerhalb des Schutzbereichs der beanspruchten Erfindung befinden. Es ist auch festzuhalten, dass die vorgehende Beschreibung die vorliegende Erfindung darstellt, ohne diese einzuschränken. Daher sind andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung möglich, ohne über den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung hinauszugehen.