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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE
ANMELDUNGEN
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Diese
Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen U.S. Patentanmeldung
Nr. 61/088,451, die am 13. August 2008 eingereicht wurde und deren
Offenbarungsgehalt hierin durch Bezugnahme vollständig mitaufgenommen
ist.
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TECHNISCHES GEBIET
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Die
Erfindung betrifft einen Antriebsstrang mit einem Drehmomentwandler.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Drehmomentwandler
sind bekannte Fluidkupplungseinrichtungen, die in Kraftfahrzeugantriebssträngen zum
Verbinden eines Motorausgangs mit einem Getriebeeingang verwendet
werden. Der Drehmomentwandler liefert einen Drehmomentvervielfacher
und ein Drehzahldifferenzial zwischen dem Motor und der Getriebezahnradanordnung.
Die Fluidkupplungsfunktion des Drehmomentwandlers ermöglicht eine
gleichmäßige Übertragung
von Leistung während
des Anfahrens, Schaltens sowie während des
Fahrens. Eine Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung
kann, braucht aber nicht, angewandt werden, um den Motor mit dem
Getriebe zu verbinden (wobei der Drehmomentwandler umgangen wird)
und dadurch den Gesamtwirkungsgrad des Getriebes zu verbessern.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist ein Antriebsstrang vorgesehen, der einen Motor und einen Drehmomentwandler
aufweist. Der Motor ist ausgestaltet, um Öl an den Drehmomentwandler
für den
Betrieb des Drehmomentwandlers zu liefern. Das Motoröl kann die
Fluidkupplungs- sowie die Einrück-
und Lösefunktionen
der Drehmomentwandler-Überbruckungskupplung
bereitstellen.
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In
manchen Ausführungsformen
definiert das Eingangselement zumindest teilweise einen Einspeisedurchgang,
um Öl an
den Drehmomentwandler zu liefern, und einen Rückführdurchgang, um Öl von dem
Drehmomentwandler zu dem Motor zurückzuführen.
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Der
Motor kann eine Kurbelwelle, die das Eingangselement teilweise umgibt,
einen Motorblock und ein Lager zwischen der Kurbelwelle und einem Motorblock
umfassen. Die Einspeise- und/oder Rückführdurchgänge können auch mit dem Lager in Fluidverbindung
stehen. Somit kann eine Einspeisung in das Lager dazu verwendet
werden, darüber hinaus
den Drehmomentwandler zu speisen.
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In
anderen Ausführungsformen
bildet das Drehmomentwandlergehäuse
oder Getriebegehäuse Einspeise-
und Rückführdurchgänge, und äußere Rohre
sind an dem Gehäuse
befestigt. Die Rohre stehen mit den Einspeise- und Rückführdurchgängen, die
in dem Drehmomentwandlergehäuse
an einem Ende gebildet sind, in Fluidverbindung, und stehen mit
der Motorpumpe bzw. dem Motorsumpf an dem anderen Ende in Fluidverbindung.
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Die
obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der
vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen
Beschreibung der besten Ausführungsarten
der Erfindung, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen
genommen wird, leicht deutlich werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Querschnittsdarstellung einer ersten Ausführungsform
eines Antriebsstrangs mit einem Drehmomentwandler, der von einem
Motor mit Motoröl
gespeist wird;
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2 ist
eine schematische Querschnittsdarstellung einer zweiten Ausführungsform
eines Antriebsstrangs mit einem Drehmomentwandler, der von einem
Motor mit Motoröl
versorgt wird, welche einen Drehmomentwandler-Rückführdurchgang zeigt;
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3 ist
eine schematische Querschnittsdarstellung des Antriebsstrangs von 2,
genommen entlang der Linien 3-3, die einen Drehmomentwandler-Einspeisedurchgang
zeigt; und
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4 ist
eine schematische Querschnittsdarstellung einer dritten Ausführungsform
eines Antriebsstrangs mit einem Drehmomentwandler, der von einem
Motor mit Motoröl
gespeist wird.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszeichen
auf gleiche Bauteile beziehen, zeigt 1 einen
Antriebsstrang 10 mit einem Motor 12, einem Drehmomentwandler 14 und
einem Getriebe 16, das durch ein Getriebezahnradanordnung
dargestellt ist. Ein Getriebekasten oder -gehäuse ist in 1 nicht
gezeigt, umgibt aber die Getriebezahnradanordnung und ist an dem
Drehmomentwandlergehäuse 37 befestigt.
Der Motor 12 ist ausgestaltet, um Drucköl in den Drehmomentwandler 14 einzuspeisen
und das von den Drehmomentwandler 14 zurückgeführte Öl aufzunehmen, wie
es hierin beschrieben ist.
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Der
Motor 12 weist eine Kurbelwelle 18 auf, die in
einem Motorblock 20 eingeschlossen ist. Ein Ausgangselementabschnitt 22 der
Kurbelwelle 18 ist zur Rotation mit einem Pumpenradabschnitt 26 des Drehmomentwandlers 14 über eine
Nabe 25 verbunden. Der Motor 12 ist eine Fluidversorgungsquelle, da
er Drucköl
zum Schmieren und Kühlen
der Kurbelwelle 18 und anderer Motorbauteile enthält. Eine
Motorpumpe 28 wirkt als eine Druckquelle zum Unterdrucksetzen
des Öls.
Die Motorpumpe 28 ist in dem Motorblock 20 gezeigt
und kann irgendwo in Verbindung mit dem Öl innerhalb des Motorblocks 20 angeordnet
sein. Nach der Verwendung zum Kühlen
und Schmieren durch den Motor 12 und den Drehmomentwandler 14 wird
das ÖL
zu einem nicht unter Druck stehenden Sumpf 29, der irgendwo
in der Nähe
der Pumpe 28 angeordnet ist, zur Unterdrucksetzung und
Rückführung durch
die Pumpe 28 zurückgeführt. Typischerweise
befindet sich der Sumpf 29 in einer Ölwanne an einem Abschnitt des
Motors 12, zu welchem Öl
durch Schwerkraft wandert.
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Der
Drehmomentwandler 14 wirkt als eine Fluidkupplung zum Übertragen
von Drehmoment von dem Motorausgangsabschnitt 22 zu einem
Ge triebeeingangselement 30. Das Getriebeeingangselement 30 ist
mit einer Getriebezahnradanordnung 32 verbunden, um verschiedene
Gänge zwischen
dem Eingangselement 30 und dem Getriebeabtriebselement 34,
welches funktional mit einem Achsantrieb (nicht gezeigt) verbunden
ist, bereitzustellen.
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Der
Drehmomentwandler 14 umfasst auch einen Turbinenradabschnitt 36,
der über
eine Nabe 35 zur Rotation mit dem Eingangselement 30 verbunden
ist, und einen Statorabschnitt 38. Fluid in dem Drehmomentwandler 14 erzeugt
eine Fluidkupplung zwischen dem Pumpenradabschnitt 36 und
dem Turbinenradabschnitt 36, um Drehmoment von dem Motorkurbelwellen-Ausgangsabschnitt 22 zu
dem Eingangselement 30 zu übertragen. Ein Drehmomentwandlergehäuse 37,
das nur in einer bruchstückhaften
Ansicht gezeigt ist, umgibt den Drehmomentwandler 14 und
ist mit dem Motorblock 20 und mit einem Getriebekasten
oder -gehäuse
(nicht gezeigt) des Getriebe 16, welches die Getriebezahnradanordnung 32 umgibt,
verbunden.
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Der
Drehmomentwandler 14 umfasst eine selektiv in Eingriff
bringbare Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 40,
die manchmal als Sperr- oder Umgehungskupplung bezeichnet wird, da
sie in Eingriff gebracht werden kann, um eine direkte mechanische
Verbindung von dem Ausgangsabschnitt 22 zu dem Eingangselement 30 bereitzustellen,
wobei die Fluidkupplung des Pumpenradabschnitts 26 und
des Turbinenradabschnitts 36 umgangen wird. Druckfluid
wird zu dem Lösehohlraum 44 zugeführt, um
die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplungsnabe 25 von
der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplungsnabe 35 weg
zu drücken.
Das Fluid ist somit in der Lage, von dem Hohlraum 44 durch
einen Einrückungshohlraum 41 zu
strömen,
und wird durch den Drehmomentwandler 14 ausgestoßen, wie
es nachstehend beschrieben ist.
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Die
Strömung
kann durch ein steuerbares Ventil 43 umgekehrt werden,
sodass dem Einrückungshohlraum 41 Druckfluid
zugeführt
wird, um als Drehmomentwandler-Überbrückungskupplungsnabe 35 zu
wirken und somit die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 40 einzurücken. Bei
in Eingriff stehender Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 40 kann
das Fluid in dem Drehmomentwandler 14 nicht abfließen.
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Die
Fluidkupplung 26, 36 und der Einrückungshohlraum 41 stehen
mit der Druckölversorgung,
die durch die Pumpe 28 bereitgestellt wird, in Fluidverbindung,
wenn es erwünscht
ist, die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 40 in
Eingriff zu bringen. Indem das Ventil 43 umgeschaltet wird, steht
der Lösehohlraum 44 mit
der Pumpe 28 in Fluidverbindung, wenn es erwünscht ist,
die Kupplung 40 zu lösen.
Genauer bildet der Motorblock 20 einen Versorgungsdurchgang 50,
der nur teilweise gezeigt ist, welcher aber fluidtechnisch mit der
Pumpe 28 über
gebohrte oder gegossene Durchgänge
in dem Block 20 und/oder Rohre verbunden ist. Der Motorblock 20 bildet
ferner einen Rückführdurchgang 48, durch
den Drucköl
zu dem Sumpf 29 über
den Motorblock 20 zurückgeführt wird.
Sowohl der Versorgungsdurchgang 50 als auch der Rückführdurchgang 48 stehen
mit einem Lagerhohlraum 52 in Fluidverbindung, der Schmieröl von der
Motorpumpe 28 dem Lager 54 zuführt, welches zwischen dem Motorblock 20 und
dem Motorausgangsabschnitt 22 angeordnet ist.
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Der
Motorausgangsabschnitt 22 weist einen Versorgungsdurchgang 62 auf,
der mit dem Versorgungsdurchgang 50 und mit einem Einspeisedurchgang 64 kommuniziert,
der zwischen der Außenfläche des
Eingangselements 30 und dem Motorausgangsabschnitt 22 gebildet
ist. Ein Rückführdurchgang 56 in
dem Motorausgangsabschnitt 22 steht mit einer axi alen zentralen
Bohrung in dem Eingangselement 30 in Fluidverbindung, welches
einen Rückführdurchgang 58 bildet.
Eine radiale Bohrung 60 in dem Eingangselement 30 übermittelt
Fluid in der Drehmomentwandler-Fluidkupplung 26, 36 und
dem Hohlraum 41 zu dem Rückführdurchgang 58.
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Der
Einspeisedurchgang 64 steht mit Versorgungsdurchgängen 50, 62 in
Fluidverbindung. Eine Buchse 66 ist zwischen dem Motorausgangsabschnitt 22 und
dem Eingangselement 30 angeordnet und steht mit diesen
in Kontakt, um den Fluidversorgungsdurchgang 62 und den
Einspeisedurchgang 64 von den Rückführdurchgängen 56, 58 zu
trennen.
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Somit
versorgt der Motor 12 den Drehmomentwandler 14 mit
unter Druck gesetztem Motoröl, um
die Fluidkupplungs- sowie Kupplungseinrückungsfunktionen des Drehmomentwandlers 14 zu bedienen.
Dem Drehmomentwandler 14 wird von dem Getriebe 16 kein
Fluid zugeführt.
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Zweite Ausführungsform
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Unter
Bezugnahme auf 2 ist ein Antriebsstrang 110 mit
einem Motor 112, einem Drehmomentwandler 114 und
einem Getriebe 116 gezeigt. Der Motor 112 umfasst
eine Kurbelwelle, die nur zum Teil als ein Motorausgangsabschnitt 122 gezeigt
ist, der über
den Drehmomentwandler 114 mit einem Eingangselement 130 des
Getriebes 116 verbunden ist. Somit wird Drehmoment von
dem Motorausgangsabschnitt 122 durch eine Fluidkupplung
in dem Drehmomentwandler 114 zu dem Eingangselement 130 und
durch die Getriebezahnradanordnung 132 zu einem Getriebeausgangselement 134 geliefert,
wie es mit Bezug auf die in 1 gezeigten ähnlichen
Bauteile mit identischer Funktion beschrieben ist.
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Der
Drehmomentwandler 114 weist ein Gehäuse 137 auf (das in
einer bruchstückhaften
Ansicht gezeigt ist), welches den Pumpenradabschnitt 126, den
Turbinenradabschnitt 136, den Statorabschnitt 138 und
die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 140 umgibt.
Das Drehmomentwandlergehäuse 137 ist
an dem Motorblock 120 befestigt, ähnlich wie die Befestigung
des Gehäuses 37 an
dem Motorblock 20 in 1. Der Motorblock 120 ist
nur schematisch gezeigt und nicht maßstäblich mit Bezug auf den Drehmomentwandler 114 in
den 2 und 3. Ein Abschnitt eines Getriebekastens 121, der
die Getriebezahnradanordnung 132 umgibt, ist an dem Drehmomentwandlergehäuse 137 befestigt.
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Unter
Bezugnahme auf die 2 und 3 definiert
das Drehmomentwandlergehäuse 137 einen Einspeisedurchgang 162 und
einen Rückführdurchgang 156.
Der Einspeisedurchgang 162 und der Rückführdurchgang 156 befinden
sich ungefähr
bei dem gleichen axialen Ort, erstrecken sich aber in unterschiedliche
radiale Richtungen, die voneinander versetzt sind, sodass jeder
bei unterschiedlichen Querschnitten gezeigt ist, die durch den in
den 2 und 3 gezeigten Antriebsstrang 110 genommen sind.
Das Getriebegehäuse 121 bildet
einen Einspeisedurchgang 163 in Fluidverbindung mit dem
Einspeisedurchgang 162, und einen Rückführdurchgang 165 in
Fluidverbindung mit dem Rückführdurchgang 156.
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Ein
Bolzen 157 bringt eine Rohrbaugruppe an die Außenseite
des Getriebegehäuses 121 an. Die
Rohrbaugruppe umfasst eine Platte 159 mit einem äußeren Rückführrohr 170 und
einem äußeren Einspeiserohr 172,
die in die Platte 159 gelötet und/oder gepresst sind.
Eine Dichtung (nicht gezeigt) ist zwischen der Platte 159 und
dem Gehäuse 121 platziert.
Das äußere Rückführrohr 170 ist
somit an dem Getriebekasten 121 befestigt und bildet einen Rückführkanal 171 in
Fluidverbindung mit dem Rückführdurchgang 165.
Ein entgegengesetztes Ende des Rückführrohrs 170 ist
an dem Motorblock 120 in Fluidverbindung mit einem Sumpf 129 des
Motors 112 (oder mit einer Motorpumpe 128, abhängig von der
Position des Ventils 143) befestigt.
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Das äußere Einspeiserohr 172 ist
auch an dem Getriebegehäuse 121 befestigt
und bildet einen Einspeisekanal 173 in Fluidverbindung
mit dem Einspeisedurchgang 162. Ein entgegengesetztes Ende des
Einspeiserohrs 172 ist an dem Motorblock 120 in Fluidverbindung
mit der Motorpumpe 128 befestigt, um Druckfluid an dem
Drehmomentwandler 114 abzugeben (oder in Fluidverbindung
mit einem Sumpf 129, abhängig von der Position des Ventils 143).
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Wie
es in 2 gezeigt ist, ist der Rückführdurchgang 156 durch
eine Reihe von gebohrten oder gegossenen Durchgängen durch das Gehäuse 137 hindurch
gebildet und kommuniziert mit einem Rückführdurchgang 158 in
einer Statorwelle 139, um Fluid von dem Pumpenradabschnitt 126 und
dem Turbinenradabschnitt 136 sowie von dem Lösehohlraum 144 durch
die außer
Eingriff stehende Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 140 zu
dem Motor 112 zurückzuführen. Diese
Bauteile des Drehmomentwandlers 114 arbeiten auf eine gleiche
Weise, wie sie mit Bezug auf die gleichen Bauteile von 1 beschrieben
wurde. Eine Statorhülse 166 zwischen dem
Eingangselement 130 und der Statorwelle 139 verhindert
eine Kommunikation zwischen dem Rückführdurchgang 158 und
einem Einspeisedurchgang 164 und einer Bohrung 160 von 3.
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Unter
Bezugnahme auf 3 ist der Einspeisedurchgang 162 durch
eine Reihe von gebohrten oder gegossenen Durchgängen in dem Drehmomentwandlergehäuse 137 gebildet.
Das Eingangselement 130 bildet einen Einspeisedurchgang 164 in Fluidverbindung
mit dem Lösehohlraum 144 in
dem Drehmomentwandler 114 und mit dem Einspeisedurchgang 162 über eine
radiale Bohrung 160 und einen Einspeisedurchgang 163 in
der Statorwelle 139. Die Statorhülse 166 weist Öffnungen
auf, die mit der Bohrung 160 und mit dem Einspeisedurchgang 163 ausgerichtet
sind, sodass eine Kommunikation mit dem Einspeisedurchgang 164 gestattet
wird (d. h. Hülse 166 blockiert
keine Strömung
von dem Durchgang 162, ebenso wie von dem Durchgang 156 von 2).
Das Ventil 143 kann elektronisch gesteuert sein, um die
Richtung der Fluidströmung
umzuschalten (d. h. die Verbindung der Pumpe 128 mit dem Rohr 170 anstelle
mit dem Rohr 172 umzuschalten), um Fluid in den Einrückungshohlraum 141 einzuspeisen,
um die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 140 in
Eingriff zu bringen.
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Somit
versorgt der Motor 112 den Drehmomentwandler 114 mit
unter Druck gesetztem Motoröl, um
die Fluidkupplungs- sowie die Kupplungseinrückungsfunktionen des Drehmomentwandlers 114 zu bedienen.
Dem Drehmomentwandler 114 wird von dem Getriebe 116 kein
Fluid zugeführt.
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Dritte Ausführungsform
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Unter
Bezugnahme auf 4 ist eine andere Ausführungsform
eines Antriebsstrangs 110A veranschaulicht. Der Antriebsstrang 110A ist ähnlich wie der
der 2 und 3, und identische Bezugszeichen
werden verwendet, um sich auf identische Bauteile zu beziehen. In
dieser Ausführungsform
sind ein äußeres Einspeiserohr 172A und
ein äußeres Rückführrohr 170A an
dem Drehmomentwandlergehäuse 137A ungefähr 180 Grad
voneinander getrennt befestigt. Das Rückführrohr 170A bildet
einen Rückführkanal 171A,
und das Einspeiserohr 172A bildet einen Einspeisekanal 173A.
Ein Rückführdurchgang 156A,
der in dem Drehmomentwandlergehäuse 137A gebohrt
oder gegossen ist, ist fluidtechnisch mit dem Rückführ durchgang 163A in
der Statorwelle 139A verbunden. Unter Druck gesetztes Motoröl von dem
Motor 112 über
die Pumpe 128 und das Rohr 172A wird in den Lösehohlraum 144 über den
Einspeisedurchgang 162A, den Einspeisedurchgang 164A,
der in dem Eingangselement 130 gebildet ist, und über eine
radiale Bohrung 160, um die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 140 gelöst zu halten,
und durch die Fluidkupplung 126, 138 des Drehmomentwandlers 114A über Durchgänge 163A, 156A zu
Rohr 170A und Sumpf 129 eingespeist. Die Hülse 166A weist
eine radiale Öffnung
auf, die derart angeordnet ist, dass sie eine Fluidverbindung von dem
Einspeisedurchgang 162A zu dem Einspeisedurchgang 164A durch
die radiale Bohrung 160 zulässt, aber die Hülse 166A verhindert
eine Fluidverbindung zwischen dem Durchgang 163A und der
radialen Bohrung 160 sowie dem Einspeisedurchgang 164A.
Ein Rückführdurchgang 156A verbindet
den Lösehohlraum 144 mit
dem Sumpf 129. Um die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 140 in
Eingriff zu bringen, wird das Ventil 143 umgeschaltet und die
Fluidströmung
durch den Drehmomentwandler 114A wird umgekehrt, wobei
unter Druck gesetztes Fluid durch Durchgänge 171A, 156A und 163A in den
Hohlraum 141A eingespeist wird, um das Ineingriffbringen
der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 140 zu
bewirken. Somit versorgt der Motor 112 den Drehmomentwandler 114A mit
unter Druck gesetztem Motoröl,
um die Fluidkupplungs- sowie die Kupplungseinrückungsfunktionen des Drehmomentwandlers 114A zu
bedienen. Dem Drehmomentwandler 114A wird von dem Getriebe 116 kein
Fluid zugeführt.
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Obgleich
die besten Ausführungsarten
der Erfindung ausführlich
beschrieben worden sind, werden Fachleute auf dem Gebiet, das diese
Erfindung betrifft, verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen
zur praktischen Ausführung
der Erfindung innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche erkennen.