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Die
Erfindung betrifft eine Anfahreinheit mit einer hydrodynamischen
Kupplung.
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Hydrodynamische
Kupplungen sind bekannt. Sie weisen ein Pumpenrad und ein Turbinenrad
auf, welche in der Regel die beiden einzigen Schaufelräder
der hydrodynamischen Kupplung sind. Demnach ist kein Leitrad vorgesehen.
Häufig werden hydrodynamische Kupplungen in Anfahreinheiten,
wie zum Beispiel in der
DE
103 53 519 A1 beschrieben, eingesetzt, wobei eine mechanische
Kupplung (Überbrückungskupplung) parallel zu der
hydrodynamischen Kupplung angeordnet ist. Die hydrodynamische Kupplung
wird zum verschleißfreien Anfahren verwendet.
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Das
Pumpenrad und das Turbinenrad bilden miteinander einen, in der Regel
torusförmigen, über einen Arbeitsmediumzulauf
und einen Arbeitsmediumablauf mit Arbeitsmedium befüllbaren
und entleerbaren Arbeitsraum aus, wobei das Arbeitsmedium beispielsweise Öl,
Wasser oder ein Wassergemisch ist. Im Pumpenrad wird das Arbeitsmedium
radial nach außen beschleunigt, tritt in das Turbinenrad
ein, wird dort radial nach innen verzögert und tritt wieder in
das Pumpenrad ein. Mittels dieses Arbeitsmediumkreislaufs (Kreislaufströmung)
wird Drehmoment beziehungsweise Antriebsleistung vom Pumpenrad auf das
Turbinenrad verschleißfrei übertragen.
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Es
ist bekannt, in hydrodynamischen Kupplungen feststehende oder verschiebbare
Drosselbauteile anzuordnen, um den Arbeitsmediumkreislauf und damit
das Übertragungsverhalten der hydrodynamischen Kupplung
zu beeinflussen, insbesondere gezielt einzustellen. Beispielsweise
beschreibt die Offenlegungsschrift
DE 103 53 514 A1 zwei alternative Möglichkeiten,
Drosselbauteile vorzusehen. Gemäß der ersten Ausführung
sind feststehende, in Axialrichtung, das heißt in Rotationsachsenrichtung,
der hydrodynamischen Kupplung oder in Radialrichtung der hydrodynamischen
Kupplung ausgerichtete Drosselbauteile vorgesehen, welche je nach
Schlupf zwischen Pumpenrad und Turbinenrad eine mehr oder minder
drosselnde Wirkung auf den Arbeitsmediumkreislauf ausüben.
Gemäß der zweiten Ausführungsform sind
in Axialrichtung der hydrodynamischen Kupplung verschiebbare Wandbereiche
des Pumpenrads als Drosselbauteil vorgesehen, um den Arbeitsmediumkreislauf
zu beeinflussen.
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In
den Druckschriften
DE
103 53 519 A1 und
DE
103 53 554 A1 sind jeweils Beispiele zur geregelten Betätigung
des Drosselbauteils und der Überbrückungskupplung
offenbart. Das Drosselbauteil ist mittels eines druckbetätigbaren
Verstellmechanismus in Rotationsachsenrichtung der hydrodynamischen Kupplung
zur Beeinflussung der Kreislaufströmung im und/oder am
Arbeitsraum verschiebbar. Die mechanische Überbrückungskupplung
weist mehrere Kupplungselemente auf, die über eine druckbetätigbare
Einkuppeleinrichtung miteinander reibschlüssig in Verbindung
bringbar sind, derart dass das Pumpenrad und das Turbinenrad drehfest
gekoppelt sind. Die Einkuppeleinrichtung ist über einen
Einkuppelsteuerdruckführungskanal an den Arbeitsmediumzulauf
angeschlossen. Die Druckbetätigung der Einkuppeleinrichtung
erfolgt über den Druck des durch diesen Arbeitsmediumzulauf
geführten Arbeitsmediums. In der
DE 103 53 519 A1 erfolgt
die Druckbetätigung des Verstellmechanismus über
eine separat angesteuerte Ventileinheit. Die
DE 103 53 554 A1 schlägt dagegen
vor, auch die Druckbetätigung des Verstellmechanismus über
den Arbeitsmediumzulauf und den Einkuppelsteuerdruckführungskanal
zu steuern. Die Betätigungszustände der Einkuppeleinrichtung und
des Verstellmechanismus sind dabei eine Funktion eines Differenzdruckes
zwischen dem Druck des durch den Arbeitsmediumzulauf geführten
Arbeitsmediums und dem Druck, der im Innenraum (Innenraumdruck)
eines Gehäuses der hydrodynamischen Kupplung herrscht.
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Bei
den gemäß des Standes der Technik ausgebildeten
Ausführungsformen einer gattungsgemäßen
Anfahreinheit ist der Aufwand zur Steuerung der Druckbetätigung
der Einkuppeleinrichtung und des Verstellmechanismus jeweils relativ
hoch. Bei der Ausführungsform der
DE 103 53 519 A1 muss eine zusätzliche
Steuerung für die separate Ventileinheit des Verstellmechanismus
bereit gestellt werden. Die Ausführungsform der
DE 103 53 554 A1 erfordert eine
relativ aufwändige Steuerung des Differenzdruckes zwischen
dem Druck des durch den Arbeitsmediumzulauf geführten Arbeitsmediums
und dem Innenraumdruck.
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In
der
deutschen Patentanmeldung
10 2007 008 814.2 wird vorgeschlagen, die Betätigungszustände
der Einkuppeleinrichtung und des Verstellmechanismus als eine Funktion
eines Druckes in einer gemeinsamen Steuerleitung einzustellen. In
einem ersten Druckbereich erfolgt die Betätigung des Verstellmechanismus,
und in einem zweiten, höheren Druckbereich wird die Einkuppeleinrichtung
aktiviert. Weil somit mehrere Druckbereiche nebeneinander vorgesehen
sind, sind die einzelnen Bereiche klein, und es werden hohe Anforderungen
an das druckabhängige Ansprechverhalten der Einkuppeleinrichtung und
des Verstellmechanismus gestellt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anfahreinheit bereitzustellen,
welche die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, wobei insbesondere
eine Vereinfachung des Verstellmechanismus erreicht wird.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Anfahreinheit und ein Verfahren nach den
unabhängigen Ansprüchen gelöst. Die abhängigen
Ansprüche stellen bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung dar.
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Eine
erfindungsgemäße Anfahreinheit weist eine hydrodynamische
Kupplung mit einem Pumpenrad und einem Turbinenrad auf, die miteinander
einen torusförmigen, über einen Arbeitsmediumzu- und
einen Arbeitsmediumablauf mit Arbeitsmedium befüllbaren
und entleerbaren Arbeitsraum ausbilden, in dem eine Kreislaufströmung
des Arbeitsmediums ausbildbar ist.
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Erfindungsgemäß ist
ein Drosselbauteil vorgesehen, das mittels eines druckbetätigbaren
Verstellmechanismus zur Beeinflussung der Kreislaufströmung in
die Kreislaufströmung und aus dieser heraus verschiebbar
ist. Dabei ist der Verstellmechanismus zu dessen Druckbetätigung über
den Arbeitsmediumzu- und/oder Arbeitsmediumablauf mit Arbeitsmediumdrücken
beaufschlagbar. Der Verstellmechanismus bildet einen Kolben aus
oder ist an einem solchen angeschlossen, wobei der Kolben in einem
Kolbenraum derart angeordnet ist, dass der Kolben zu seiner Verschiebung
mit Arbeitsmedium aus dem Arbeitsmediumzu- und/oder Arbeitsmediumablauf
beaufschlagbar ist, um das Drosselbauteil in die Kreislaufströmung
oder aus ihr heraus zu verschieben.
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Erfindungsgemäß ist
der Kolbenraum über einen Kolbenraumeinlass wenigstens
mittelbar mit dem Arbeitsmediumzulauf und über einen Kolbenraumauslass
wenigstens mittelbar mit dem Arbeitsmediumablauf verbunden. Mittelbar
bedeutet, dass zum Beispiel das Arbeitsmedium aus dem Kolbenraumauslass
zunächst in den Arbeitsraum und dann in den Arbeitsmediumablauf
geleitet wird. Auch ist es möglich, das Arbeitsmedium aus
dem Arbeitsmediumzulauf zunächst in den Arbeitsraum und
dann durch den Kolbenraumeinlass in den Kolbenraum zu leiten, je
nachdem, ob der Verstellmechanismus hinsichtlich seiner Arbeitsmediumbeaufschlagung
dem Arbeitsmediumzulauf oder Arbeitsmediumablauf zugeordnet ist.
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Dadurch,
dass das Arbeitsmedium, das durch den Arbeitsmediumzulauf und/oder
den Arbeitsmediumablauf strömt, in den Kolbenraum und über
den Kolbenraumauslass aus diesem herausgeleitet wird, bildet sich
bei Vergrößerung des Arbeitsmediumstromes ein
den Kolben beaufschlagender Staudruck im Kolbenraum auf.
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Besonders
günstig ist es, wenn der Kolbenraumauslass durch eine oder
mehrere Drosselöffnungen gebildet wird, deren Gesamtströmungsquerschnitt
kleiner als der Gesamtströmungsquerschnitt des Kolbenraumeinlasses
ist, so dass sich bei der Erhöhung des Arbeitsmediumstromes über
den Arbeitsmediumzulauf oder den Arbeitsmediumablauf und den Kolbenraumeinlass
in den Kolbenraum über dem Kolbenraumauslass besonders
leicht ein vergleichsweise großer Druckgradient aufbauen
lässt, der zu einem den Kolben beaufschlagenden Staudruck
im Kolbenraum führt.
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Gemäß einer
Ausführungsform grenzt der Kolben an einer Kolbenraumwandung,
die insbesondere winklig zu diesem angeordnet ist, an.
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Die
Kolbenwandung weist Wandungsöffnungen auf, die je nach
Stellung des Kolbens mehr oder minder von einer Abdeckwandung freigegeben
werden, so dass der Durchtritt des Arbeitsmediums durch die Wandungsöffnung
variiert wird. Der Querschnitt der Wandungsöffnung(en)
kann beliebig ausgeführt sein, beispielsweise als kreisrunde
Bohrung oder als Langloch.
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Vorzugsweise
wird die Abdeckwandung durch einen Vorsprung, der insbesondere in
Richtung der Längsachse der hydrodynamischen Kupplung verläuft,
am Pumpenrad oder Turbinenrad gebildet. Die Kolbenwandung ist insbesondere
durch den Verstellmechanismus einteilig mit dem Kolben und dem Drosselbauteil
gebildet. Dadurch kann besonders in Axialrichtung eine kurze Bauform
der hydrodynamischen Kupplung erzielt werden.
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Das
Drosselbauteil ist vorteilhaft einteilig mit dem Verstellmechanismus
ausgeführt und über in Radialrichtung der hydrodynamischen
Kupplung verlaufende, im Arbeitsraum positionierte Speichen mit diesem
verbunden. Zwischen den Speichen kann dann Arbeitsmedium hindurchströmen.
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Besonders
vorteilhaft ist eine in einem axialen Schnitt durch die hydrodynamische
Kupplung zur Drehachse senkrechte oder im Wesentlichen senkrechte,
insbesondere von den Speichen gebildete Fläche des Verstellmechanismus,
derart von der Kreislaufströmung beaufschlagbar angeordnet,
dass die sich ergebende Strömungskraft ein Verschieben des
Drosselbauteils in eine die Kreislaufströmung störende
Position im Sinne einer Rückstellkraft bewirkt, sobald
der Arbeitsmediumvolumenstrom durch den Kolbenraumauslass unter
einen vorgegebenen Wert vermindert ist. Somit wird kein zusätzliches
Element benötigt, um eine Rückstellung des Verstellmechanismus
zu erreichen.
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Zweckmäßig
ist im Arbeitsmediumzulauf ein Bypass vorgesehen, der Arbeitsmedium
aus dem Arbeitsmediumzulauf am Kolbenraum vorbei in den Arbeitsraum
leitet. Auf diese Weise kann das Drosselbauteil in die oder aus
der Kreislaufströmung verschoben werden und gleichzeitig
der Arbeitsraum schneller mit einer größeren Menge
an Arbeitsmedium befüllt werden.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren zum Variieren der hydrodynamischen
Leistungsübertragung in einer Anfahreinheit ist dadurch
gekennzeichnet, dass zur Erhöhung der Leistungsübertragung
das Drosselbauteil mittels des Verstellmechanismus durch Vergrößern
des über den Arbeitsmediumzulauf und den Kolbenraumeinlass
in den Kolbenraum strömenden Arbeitsmediumvolumenstromes
und Vergrößern des den Kolben beaufschlagenden
Staudruckes vor dem Kolbenraumauslass im Kolbenraum in eine die
Kreislaufströmung im Arbeitsraum nicht behindernde Position
verschoben wird.
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Die
Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen
und der beigefügten Figuren exemplarisch erläutert
werden.
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Es
zeigen:
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1 einen
Schnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Anfahreinheit;
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2 eine
Detailansicht einer Anfahreinheit aus 1;
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3 eine
Detailansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Anfahreinheit.
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In
der 1 ist ein schematischer Axialschnitt durch eine
erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Anfahreinheit mit einer hydrodynamischen Kupplung 1 dargestellt.
Man erkennt weiterhin das Pumpenrad 2 und das Turbinenrad 3,
welche miteinander einen torusförmigen Arbeitsraum 6 ausbilden,
in dem sich eine Kreislaufströmung 7 eines Arbeitsmediums
ausbilden kann. Der Arbeitsraum 6 wird über einen
Arbeitsmediumzulauf 4 und einen Arbeitsmediumablauf 5 mit
Arbeitsmedium befüllt oder entleert. Das Pumpenrad 2 und
das Turbinenrad 3 sind radial symmetrisch um eine Welle,
die die Drehachse der hydrodynamischen Kupplung 1 ausbildet, angeordnet.
Eine ein Drehmoment erzeugende Antriebseinheit kann im Bereich der
Drehachse an das Pumpenrad 2 beziehungsweise an die Welle
angekoppelt werden. Das Turbinenrad 3 kann relativ verdrehbar
auf dieser Welle montiert sein und über eine Abtriebswelle
(nicht dargestellt) an ein anzutreibendes Folgeelement (zum Beispiel
eine Getriebeeingangswelle eines Fahrzeuges) zu dessen Antrieb angekoppelt
sein. Die hydrodynamische Kupplung 1 wird durch Befüllen
des Arbeitsraumes 6 mit Arbeitsmedium durch den Arbeitsmediumzulauf 4 aktiviert und
durch Entleeren des Arbeitsraumes 4 durch den Arbeitsmediumablauf 5 deaktiviert.
Alternativ kann die hydrodynamische Kupplung 1 auch als
nicht entleerbare hydrodynamische Kupplung mit stets gefülltem,
insbesondere vollgefülltem Arbeitsraum 4 ausgeführt
sein.
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Innerhalb
des Arbeitsraumes 6 ist ein Drosselbauteil 8 vorgesehen.
Das Drosselbauteil 8 weist eine in einem Axialschnitt durch
die hydrodynamische Kupplung 1 parallel zur Drehachse verlaufende Anströmfläche
für Arbeitsmedium auf. Das Drosselbauteil 8 ist
in Axialrichtung der hydrodynamischen Kupplung 1 verschiebbar.
Wird das Drosselbauteil 8 in eine aktive Position verschoben,
so strömt die Kreislaufströmung 7 die
Anströmfläche an, so dass die Kreislaufströmung 7 gestört
wird. Das Drosselbauteil 8 ist über in Radialrichtung
der hydrodynamischen Kupplung 1 verlaufende Speichen 19 mit
dem Verstellmechanismus 9 verbunden. Dabei ist das Drosselbauteil 8 einteilig
mit dem Verstellmechanismus 9 ausgeführt. In einer
inaktiven Position wird die von den Speichen 19 gebildete
Fläche von der Kreislaufströmung 7 derart
angeströmt, dass die Kreislaufströmung 7 nahezu
senkrecht auf die Fläche auftrifft. In dieser Stellung
des Drosselbauteils 8 ist die Strömungskraft der
Kreislaufströmung 7 auf die von den Speichen 19 gebildete
Fläche maximal und kann dazu verwendet werden, das Drosselbauteil 8 aus seiner
inaktiven Position in die aktive Position zurückzustellen.
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Der
Verstellmechanismus 9 ist zu dessen Druckbetätigung über
den Arbeitsmediumzu- 4 und/oder Arbeitsmediumablauf 5 mit
Arbeitsmediumdrücken beaufschlagbar. Dazu bildet der Verstellmechanismus 9 einen
Kolben 10 aus, der in einem Kolbenraum 11 derart
angeordnet ist, dass der Kolben 10 zu seiner Verschiebung
mit Arbeitsmedium aus dem Arbeitsmediumzu- 4 und/oder Arbeitsmediumablauf 5 beaufschlagbar
ist, so dass das Drosselbauteil 8 in Axialrichtung der
hydrodynamischen Maschine 1 verschiebbar ist. Kolben 10,
Verstellmechanismus 9 und Drosselbauteil 8 sind
hierbei einteilig ausgeführt.
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Der
Kolbenraum 11 ist über einen Kolbenraumeinlass 12 mit
dem Arbeitsmediumzulauf 4 und über einen Kolbenraumauslass 13 mit
dem Arbeitsmediumablauf 5 verbunden, so dass Arbeitsmedium in
einer ersten Strömungsrichtung aus dem Arbeitsmediumzulauf 4 durch
den Kolbenraumeinlass 12 in den Kolbenraum 11 strömen
kann und von dort über den Kolbenraumauslass 13 in
den Arbeitsmediumablauf 5 abläuft. In einer zweiten
Strömungsrichtung strömt das Arbeitsmedium aus
dem Arbeitsmediumablauf 5 durch den Kolbenraumauslass 13 in
den Kolbenraum 11 und von dort über den Kolbenraumeinlass 12 in
den Arbeitsmediumzulauf 4. Eine solche Strömungsrichtungsumkehr
kann über eine Einrichtung, beispielsweise eine Anordnung
eines Wegeventils realisiert werden, so dass in einer Umkehrstellung
das Zuführen von Arbeitsmedium über den Arbeitsmediumablauf 5 erfolgt.
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Der
Kolben 10 unterteilt den Kolbenraum 11 in einen
ersten Teilbereich 20 und in einen zweiten Teilbereich 21.
Dabei bildet der Kolben 10 eine Drosselöffnung 14 aus,
die sich in Axialrichtung der hydrodynamischen Kupplung 1 erstreckt,
so dass Arbeitsmedium aus dem Arbeitsmediumzulauf 4, aus
dem ersten Teilbereich 20, über die Drosselöffnung 14 in den
zweiten Teilbereich 21 ablaufen kann. Ebenso ist es denkbar,
dass der Kolben 10 eine Drosselöffnung 14 begrenzt.
Dazu könnte dieser mit seiner radial inneren Oberfläche
der radial äußeren Oberfläche einer das
Pumpenrad 2 oder das Turbinenrad 3 tragenden Welle
gegenüberstehen und einen Ringspalt begrenzen. Beide Oberflächen
würden sich nicht berühren.
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Die
Drosselöffnung 14 bildet bei der in der 1 gezeigten
Ausführungsform gleichzeitig den Kolbenraumauslass 13,
wobei der Gesamtströmungsquerschnitt des Kolbenraumauslasses 13 bei der
gezeigten Ausführungsform kleiner ist als der Gesamtströmungsquerschnitt
des Kolbenraumeinlasses 12. Wird der Arbeitsmediumstrom über
den Arbeitsmediumzulauf 4 und den Kolbenraumeinlass 12 in
den Kolbenraum 11 erhöht, so bildet sich ein zunehmender
Staudruck im Kolbenraum 11, genauer im ersten Teilbereich 20 aus,
und beaufschlagt den Kolben 10, so dass dieser in Richtung
auf den zweiten Teilbereich 21 hin verschoben wird. Es
ist jedoch prinzipiell auch möglich, den Gesamtströmungsquerschnitt
des Kolbenraumauslasses 13 gleich groß oder größer
als den Gesamtströmungsquerschnitt des Kolbenraumeinlasses 12 auszuführen.
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Der
Kolben 10 grenzt an eine rechtwinklig zur diesem angeordnete
Kolbenwandung 15 an, wobei die Kolbenwandung 15 mehrere
Wandungsöffnungen 16 aufweist, die hinsichtlich
der Arbeitsmediumströmung parallel zu der Drosselöffnung 14 angeordnet
sind. Die Kolbenwandung 15 gleitet entlang einer Abdeckwandung 17 beim
Verschieben des Kolbens 10. In Abhängigkeit der
Position des Kolbens 10 werden mehr oder weniger Wandungsöffnungen 16 gegen
einen Durchtritt von Arbeitsmedium abgedeckt. Wird das Drosselbauteil 8 in
Richtung einer inaktiven, die Kreislaufströmung 7 nicht
störenden Position verschoben, so werden zunehmend mehr
Wandungsöffnungen 16 freigegeben. In der inaktiven Stellung
ist ein Maximum der Wandungsöffnungen 16 freigegeben,
so dass der Druckabfall über der Drosselöffnung 14 im
Kolbenraum 11 geringer ist, da mehr Arbeitsmedium durch
einen größeren Querschnitt abfließen
kann und sich ein geringerer Staudruck einstellt, als dies bei einem
geringeren freien Querschnitt der Wandungsöffnungen 16 der
Fall ist. Die Verschiebekraft, die nun auf den Kolben 10 in Richtung
des Haltens des Drosselbauteils 8 in seiner inaktiven Position
beziehungsweise in Richtung vom ersten Teilbereich 20 zum
zweiten Teilbereich 21 des Kolbenraumes 11 wirkt,
ist geringer. Bei abnehmendem Arbeitsmediumvolumenstrom durch den
Arbeitsmediumzulauf 4 und den Kolbenraumeinlass 12 in
den Kolbenraum 11 lässt sich der Kolben 10 somit leichter
in seine der aktiven Position des Drosselbauteils 8 zugeordnete
Stellung zurückstellen.
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Im
Arbeitsmediumzulauf 4 ist ein Bypass vorgesehen, der Arbeitsmedium
aus dem Arbeitsmediumzulauf 4 am Kolbenraum 11 vorbei
in den Arbeitsraum 6 leitet. Dadurch kann der Arbeitsraum 6 schneller
befüllt werden.
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2 zeigt
eine Detailansicht einer hydrodynamischen Kupplung 1 aus 1.
Darin erkennt man den Kolben 10 in dem Kolbenraum 11 und
die Kolbenwandung 15 mit ihren Wandungsöffnungen 16. Weiterhin
ist ein Anschlag 22 erkennbar, der konzentrisch zur Drehachse
der hydrodynamischen Kupplung 1 angeordnet und ringförmig
ausgebildet ist. Er wird von der radial äußeren
Oberfläche des Pumpenrades 2 getragen. Es ist
auch denkbar, den Anschlag 22 einteilig mit dem Pumpenrad 2 auszuführen.
Der Kolben 10 liegt flächig am Anschlag 22 auf,
sobald das Drosselbauteil 8 in eine die Kreislaufströmung 7 nicht
störende Position verschoben ist.
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Die
Abdeckwandung 17 wird durch einen Vorsprung, der in Richtung
der Längsachse der hydrodynamischen Kupplung 1 verläuft,
am Pumpenrad gebildet, so dass die Kolbenwandung 15 mit
ihrer radial inneren Oberfläche auf der Abdeckwandung 17 des
Pumpenrades 2 gleitet. Natürlich ist es auch möglich,
dass die Abdeckwandung 17 vom Turbinenrad 3 gebildet
wird oder dass die Abdeckwandung 17 als ein separates Teil
ausgeführt ist, das am Pumpenrad 2 oder Turbinenrad 3 befestigt
wird. Der Kolben 10 gleitet auch mit seiner radial inneren
Oberfläche auf der Pumpenradwelle 18.
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Die 3 zeigt
eine Detailansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Anfahreinheit mit einer hydrodynamischen Kupplung 1. Man
erkennt darauf einen Kolben 10, der in einem Kolbenraum 11 angeordnet
ist. Der Kolbenraum 11 wird über den Kolbenraumeinlass 12 und
den Kolbenraumauslass 13 mit Arbeitsmedium versorgt. Es ist
deutlich erkennbar, dass der Kolbenraumeinlass 12 einen
größeren Strömungsquerschnitt aufweist, als
der Kolbenraumauslass 13. Dies ist jedoch, wie zuvor dargestellt,
nicht unbedingt notwendig, sondern der Kolbenraumeinlass 12 könnte
auch einen gleich großen Strömungsquerschnitt
wie der Kolbenraumauslass 13 aufweisen oder einen kleineren
Strömungsquerschnitt als der Kolbenraumsauslass 13. Der
Kolbenraumauslass 13 ist über eine Leitung mit dem
Arbeitsraum 6 beziehungsweise dem Arbeitsmediumablauf (nicht
gezeigt) verbunden. Die Leitung kann als Rohrverbindung oder als
eine Kombination von miteinander verbundenen Axial- und Radialbohrungen
im Pumpenrad 2 oder im Turbinenrad 3 ausgeführt
sein.
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Wird
der Arbeitsmediumstrom über den Arbeitsmediumzulauf 4 erhöht,
so strömt Arbeitsmedium durch den Kolbenraumeinlass 12 in
den Kolbenraum 11. Von dort strömt das Arbeitsmedium
durch den Kolbenraumauslass 13, so dass sich ein erhöhter
Staudruck im Kolbenraum 11 ergibt, da mehr Arbeitsmedium über
den größeren Strömungsquerschnitt des
Kolbenraumeinlasses 12 zufließt, als über den
kleineren Strömungsquerschnitt des Kolbenraumauslasses 13 bei
nicht erhöhtem Staudruck abfließen kann, so dass
die dem Kolbenraum 11 zugewandte Kolbenfläche
beaufschlagt wird und das Drosselbauteil (nicht gezeigt) durch Verschieben
des Kolbens 10 in eine inaktive Position verschoben wird.
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Zusätzlich
ist eine weitere Ausführungsform denkbar, nämlich
eine Kombination der ersten und der zweiten Ausführungsform.
Dabei ist die Anfahreinheit wie in 3 dargestellt
ausgeführt, so dass Kolbenraumeinlass 12 und Kolbenraumauslass 13 im
selben Teilbereich münden, wobei ein zusätzlicher Kolbenraumauslass 13' im
Kolben 10, siehe die gestrichelten Linien in der 3, der
durch eine oder mehrere Drosselöffnungen gebildet wird,
vorgesehen ist. Auch in diesem Fall ist es vorteilhaft, dass der
Gesamtströmungsquerschnitt der Kolbenraumauslässe 13, 13' kleiner
als der Gesamtströmungsquerschnitt des Kolbenraumeinlasses 12 ist,
damit sich besonders leicht ein Staudruck im Kolbenraum aufbauen kann.
Es ist jedoch auch möglich, dass der Gesamtströmungsquerschnitt
der Kolbenraumauslässe 13, 13' gleich
groß ist wie der Gesamtströmungsquerschnitt des
Kolbenraumeinlasses 12 oder sogar größer.
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Bei
den Ausführungsformen gemäß 1 bis 3 kann
eine Überbrückungskupplung vorgesehen sein, die über
eine zum Arbeitsmediumzulauf 4 und Arbeitsmediumablauf 5 separate
Steuerleitung betätigbar ist. Somit werden insgesamt drei
Leitungen benötigt, um eine Überbrückungskupplung
und die Verschiebung des Drosselbauteils 8 zu steuern.
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- 1
- hydrodynamische
Kupplung
- 2
- Pumpenrad
- 3
- Turbinenrad
- 4
- Arbeitsmediumzulauf
- 5
- Arbeitsmediumablauf
- 6
- Arbeitsraum
- 7
- Kreislaufströmung
- 8
- Drosselbauteil
- 9
- Verstellmechanismus
- 10
- Kolben
- 11
- Kolbenraum
- 12
- Kolbenraumeinlass
- 13,
13'
- Kolbenraumauslass
- 14
- Drosselöffnung
- 15
- Kolbenwandung
- 16
- Wandungsöffnung
- 17
- Abdeckwandung
- 18
- Pumpenradwelle
- 19
- Speichen
- 20
- erster
Teilbereich
- 21
- zweiter
Teilbereich
- 22
- Anschlag
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10353519
A1 [0002, 0005, 0005, 0006]
- - DE 10353514 A1 [0004]
- - DE 10353554 A1 [0005, 0005, 0006]
- - DE 102007008814 [0007]