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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Drehmomentübertragungssystem, insbesondere für ein Fahrzeug, umfassend ein Getriebe mit einem Getriebegehäuse und einer Getriebeeingangswelle, eine nasslaufende Kupplungsanordnung mit einer mit Fluid gefüllten oder füllbaren Gehäuseanordnung, einer mit der Gehäuseanordnung um eine Drehachse drehbaren ersten Reibflächenformation und einer mit einem Abtriebselement um die Drehachse drehbaren zweiten Reibflächenformation, wobei die Gehäuseanordnung einen in eine Wellenöffnung des Getriebegehäuses eingreifenden und bezüglich des Getriebegehäuses vermittels einer Lagerungs/Dichtungs-Anordnung im Wesentlichen fluiddicht drehbar gelagerten, die Getriebeeingangswelle umgebenden Nabenbereich aufweist, wobei in dem Getriebegehäuse eine Fluidpumpe zur Zufuhr von Fluid zu einem Innenraum der Gehäuseanordnung und ein Fluidreservoir zur Aufnahme von aus dem Innenraum der Gehäuseanordnung abgeführtem Fluid vorgesehen sind, wobei in der Gehäuseanordnung in oder nahe dem Nabenbereich wenigstens eine zu einem zwischen der Gehäuseanordnung und dem Getriebegehäuse gebildeten Zwischenraumbereich offene erste Fluiddurchtrittsöffnung vorgesehen ist und in dem Getriebegehäuse oder/und der Lagerungs/Dichtungs-Anordnung wenigstens eine die Lagerungs/Dichtungs-Anordnung überbrückende und zu dem Zwischenraumbereich offene zweite Fluiddurchtrittsöffnung vorgesehen ist und wobei wenigstens eine, vorzugsweise jede zweite Fluiddurchtrittsöffnung in einer einer getriebeseitig positionierten Gehäuseschale der Gehäuseanordnung gegenüberliegenden Wandung des Getriebegehäuses vorgesehen ist.
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Bei derartigen Drehmomentübertragungssystemen steht das Getriebe mit der nasslaufenden Kupplungsanordnung in Fluidaustauschverbindung, wobei durch die im Getriebe angeordnete Fluid- bzw. Ölpumpe während des Drehmomentübertragungsbetriebs Fluid in den Innenraum der Gehäuseanordnung der nasslaufenden Kupplungsanordnung gefördert wird, dort die Reibflächenformationen umströmen kann und dann aus dem Innenraum wieder abgezogen und in einen in dem Getriebegehäuse gebildeten Fluid- bzw. Ölsumpf zur erneuten Rezirkulation zurückgespeist wird. Aufgrund dieser zwischen dem Getriebe und der nasslaufenden Kupplungsanordnung bestehenden Fluidaustauschverbindung wird bei längerer Stillstandzeit der Innenraum der Gehäuseanordnung sich allmählich in Richtung Getriebe entleeren, wobei Fluid so lange aus dem Innenraum in das Getriebe zurückströmt, bis der in Höhenrichtung tiefstliegende Punkt der Fluidaustauschverbindung erreicht ist. Dieser liegt im Allgemeinen im Bereich des Höhenniveaus der Getriebeeingangswelle, so dass grundsätzlich davon ausgegangen werden kann, dass etwa die Hälfte des Innenraums der Gehäuseanordnung nach längerer Stillstandzeit nicht mehr mit Fluid gefüllt sein wird. Dies kann sich auf den nachfolgenden Wiederstart nachteilhaft auswirken.
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Aus der
DE 10 2006 023 288 A1 ist eine Kopplungsanordnung im Sinne eines Drehmomentübertragungssystems bekannt geworden. Die Kopplungsanordnung umfasst eine nasslaufende Kupplungsanordnung.
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Des Weiteren ist aus der
JP S61 189 330 A ein Drehmomentübertragungssystem bekannt geworden, wobei eine nasslaufende Kupplungsanordnung vorgesehen ist.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Drehmomentübertragungssystem, insbesondere für ein Fahrzeug, vorzusehen, bei welchem durch eine allmähliche Fluidentleerung einer nasslaufenden Kupplungsanordnung eingeführte Probleme beim Wiederinbetriebsetzen vermieden werden.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Drehmomentübertragungssystem, insbesondere für ein Fahrzeug, umfassend ein Getriebe mit einem Getriebegehäuse und einer Getriebeeingangswelle, eine nasslaufende Kupplungsanordnung mit einer mit Fluid gefüllten oder füllbaren Gehäuseanordnung, einer mit der Gehäuseanordnung um eine Drehachse drehbaren ersten Reibflächenformation und einer mit einem Abtriebselement um die Drehachse drehbaren zweiten Reibflächenformation, wobei die Gehäuseanordnung einen in eine Wellenöffnung des Getriebegehäuses eingreifenden und bezüglich des Getriebegehäuses vermittels einer Lagerungs/Dichtungs-Anordnung im Wesentlichen fluiddicht drehbar gelagerten, die Getriebeeingangswelle umgebenden Nabenbereich aufweist, wobei in dem Getriebegehäuse eine Fluidpumpe zur Zufuhr von Fluid zu einem Innenraum der Gehäuseanordnung und ein Fluidreservoir zur Aufnahme von aus dem Innenraum der Gehäuseanordnung abgeführtem Fluid vorgesehen sind.
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Dabei ist weiter vorgesehen, dass in der Gehäuseanordnung in oder nahe dem Nabenbereich wenigstens eine zu einem zwischen der Gehäuseanordnung und dem Getriebegehäuse gebildeten Zwischenraumbereich offene erste Fluiddurchtrittsöffnung vorgesehen ist und in dem Getriebegehäuse oder/und der Lagerungs/Dichtungs-Anordnung wenigstens eine die Lagerungs/Dichtungs-Anordnung überbrückende und zu dem Zwischenraumbereich offene zweite Fluiddurchtrittsöffnung vorgesehen ist.
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Bei dem erfindungsgemäßen Aufbau ist die Möglichkeit geschaffen, durch die Vorgabe der Positionierung der wenigstens einem zweiten Fluiddurchtrittsöffnung in Höhenrichtung an dem Getriebegehäuse zu bestimmen, in welchem Ausmaß der Innenraum der Gehäuseanordnung auch bei längerer Stillstandzeit sich maximal entleeren kann. Somit wird es weiterhin möglich, für die Wiederinbetriebnahme Bedingungen zu schaffen, die beispielsweise hinsichtlich der durch Fluidwechselwirkung generierten Schleppmomente einerseits bzw. einer auch im Anfangszustand bereits erreichbaren Kühlwirkung für die Reibflächenformationen andererseits optimiert sind.
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Wenn beispielsweise vorgesehen ist, dass die wenigstens eine zweite Fluiddurchtrittsöffnung in einem in Höhenrichtung über der Getriebeeingangswelle liegenden Bereich vorgesehen ist, dann kann dafür gesorgt werden, dass eine Entleerung des Innenraums der Gehäuseanordnung bis herunter auf das Höhenniveau der Getriebeeingangswelle nicht auftreten wird.
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Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine, vorzugsweise jede zweite Fluiddurchtrittsöffnung an einer die Wellenöffnung umgebenden Innenöffnungsfläche zu dem Zwischenraumbereich offen ist.
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Um eine noch weiter reduzierte Entleerung sicherzustellen, ist weiter vorgesehen, dass wenigstens eine, vorzugsweise jede zweite Fluiddurchtrittsöffnung in einer einer getriebeseitig positionierten Gehäuseschale der Gehäuseanordnung gegenüberliegenden Wandung des Getriebegehäuses vorgesehen ist, wobei beispielsweise wenigstens eine, vorzugsweise jede zweite Fluiddurchtrittsöffnung in der Wandung in einem Bereich radial zwischen der Wellenöffnung und den Reibflächenformationen vorgesehen sein kann.
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Wenn wenigstens eine, vorzugsweise jede zweite Fluiddurchtrittsöffnung in einem radialen Erstreckungsbereich der Reibflächenformationen angeordnet ist, wird eine Verlagerung desjenigen Höhenniveaus, bis zu welchem eine Entleerung stattfinden kann, noch weiter von der Getriebeeingangswelle weg erreichbar.
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Weiter ist vorgesehen, wenigstens eine, vorzugsweise jede zweite Fluiddurchtrittsöffnung radial außerhalb der Reibflächenformationen anzuordnen. Damit wird eine Verlagerung desjenigen Höhenniveaus, bis zu welchem eine Entleerung stattfinden kann, noch weiter von der Getriebeeingangswelle weg erreichbar.
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Um in einfacher Weise den Zwischenraumbereich bereitstellen zu können, wird vorgeschlagen, dass der Zwischenraumbereich im Wesentlichen durch das Getriebegehäuse und eine daran getragene Abschlussanordnung begrenzt ist.
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Weiter kann ein Fluidaustritt aus dem Zwischenraumbereich dadurch verhindert werden, dass die Abschlussanordnung bezüglich des Nabenbereichs fluiddicht drehbar angeschlossen ist.
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Eine Strömungsführung im Innenraum der Gehäuseanordnung in Richtung auf die wenigstens eine erste Fluiddurchtrittsöffnung zu kann dadurch vorgegeben werden, dass ein zu der wenigstens einen Fluiddurchtrittsöffnung führender Strömungsweg in der Gehäuseanordnung wenigstens bereichsweise durch den Nabenbereich und das Abtriebselement begrenzt ist.
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Weiter kann vorgesehen sein, dass an dem Getriebegehäuse eine in die Wellenöffnung eingreifende Hohlwelle vorgesehen ist und dass ein in der Gehäuseanordnung zu der wenigstens einen ersten Fluiddurchtrittsöffnung führender Strömungsweg wenigstens bereichsweise durch den Nabenbereich und die Hohlwelle begrenzt ist, wobei vorzugsweise das Abtriebselement und die Hohlwelle zur Begrenzung dieses Strömungsraums
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Hier schließt sich die Seite 5 der ursprünglich eingereichten Anmeldeunterlagen an.
zusammenwirken können.
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Die nasslaufende Kupplungsanordnung des erfindungsgemäß aufgebauten Drehmomentübertragungssystems kann so ausgebildet sein, dass in dem Innenraum der Gehäuseanordnung ein Fluiddruckraum zum Aufbau eines Betätigungsfluiddrucks für ein die Reibflächenformationen in Reibeingriff pressendes Anpresselement vorgesehen ist und dass in der Getriebeeingangswelle ein erster Fluidkanal zur Versorgung des Fluiddruckraums mit von der Fluidpumpe gefördertem Druckfluid vorgesehen ist, wobei bei einer baulich einfach zu realisierenden Variante vorgesehen sein kann, dass der erste Fluidkanal eine in der Getriebeeingangswelle im Wesentlichen zentral ausgebildete Öffnung umfasst.
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In dem Fluiddruckraumbereich herrschen insbesondere bei Herstellung eines Einrückzustands durch Belastung des Anpresselements mit einem entsprechenden Fluiddruck über vergleichsweise lange Zeitdauern hinweg hohe Drücke. Wenn vorgesehen ist, dass der Fluiddruckraum durch das Anpresselement und ein mit der Gehäuseanordnung fest verbundenes Trennelement begrenzt ist, wird erreicht, dass der Fluiddruckraum ohne Miteinbeziehung der Gehäuseanordnung bzw. von Gehäuseschalen derselben begrenzt werden kann. Die zum Eingerückthalten der nasslaufenden Kupplungsanordnung erforderlichen Drücke belasten somit nicht die Gehäuseanordnung und können über die Betriebslebensdauer hinweg nicht zu einem Aufblähen derselben führen.
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Weiter kann vorgesehen sein, dass das Anpresselement den Innenraum der Gehäuseanordnung in einen das Abtriebselement enthaltenen ersten Raumbereich und einen zweiten Raumbereich unterteilt, wobei zur Erzeugung einer Fluidaustauschströmung durch den Innenraum der Gehäuseanordnung hindurch in der Getriebeeingangswelle ein zu dem ersten Raumbereich außerhalb des Fluiddruckraums offener zweiter Fluidkanal vorgesehen sein kann.
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Um eine vollständige Durchströmung des Innenraums mit dem in diesen eingespeisten Fluid zu gewährleisten, wird weiter vorgeschlagen, dass der zweite Fluidkanal in einem Bereich axial zwischen dem Trennelement und dem Abtriebselement zu dem ersten Raumbereich offen ist.
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Wie vorangehend dargelegt, ist es bei dem erfindungsgemäßen Aufbau wesentlich, dass durch definierte Vorgabe der Höhenposition der bzw. jeder zweiten Fluiddurchtrittsöffnung das Ausmaß der Entleerung des Innenraums der Gehäuseanordnung der nasslaufenden Kupplungsanordnung definiert begrenzt wird. Um dabei sicherzustellen, dass eine weitergehende Entleerung über im Drehmomentübertragungsbetrieb grundsätzlich vorhandene Strömungswege ausgeschlossen ist, wird weiter vorgeschlagen, dass dem ersten Fluidkanal eine Ventilanordnung zum Unterbinden einer Rückströmung von Fluid aus dem Fluiddruckraum zugeordnet ist oder/und dass dem zweiten Fluidkanal eine Ventilanordnung zum Unterbinden einer Rückströmung von Fluid aus dem ersten Raumbereich zugeordnet ist.
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Bei nasslaufenden Kupplungsanordnungen wird der zur Kupplungsbetätigung erforderliche Fluiddruck durch die im Getriebe angeordnete Fluidpumpe generiert. Bei Inbetriebnahme eines Fahrzeugs steht aus diesem Grund im Allgemeinen noch kein ausreichender Druck zur Verfügung, so dass durch die Herstellung des Reibeingriffs der Reibflächenformationen ein Drehmoment erst dann übertragen werden kann, wenn ein entsprechender Druck aufgebaut ist. Um eine derartige Verzögerung zu vermeiden, wird weiter vorgeschlagen, dass ein Fluidkupplungsbereich mit einem mit der Gehäuseanordnung um die Drehachse drehbaren Pumpenrad und einem mit dem Abtriebselement um die Drehachse drehbaren Turbinenrad vorgesehen ist. Der Fluidkupplungsbereich kann zur Drehmomentübertragung zwischen der Gehäuseanordnung und dem Abtriebselement somit auch dann wirksam sein, wenn die Reibflächenformationen mangels ausreichendem Fluiddruck noch nicht in Reibeingriff bringbar sind.
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Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Fluidkupplungsbereich radial außerhalb der Reibflächenformationen, vorzugsweise sich axial mit diesen überlappend, angeordnet ist. Somit ist sichergestellt, dass der Fluidkupplungsbereich weit radial außen angeordnet sein kann, also dort, wo bei teilweise entleertem Innenraum der Gehäuseanordnung im Rotationsbetrieb das noch vorhandene Fluid sich primär ansammeln wird und somit auch zur Erzeugung einer Fluidwechselwirkung zwischen dem Pumpenrad und dem Turbinenrad zur Verfügung steht.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen detailliert beschrieben. Es zeigt:
- 1 eine Teil-Längsschnittansicht eines nicht erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungssystems;
- 2 eine der 1 entsprechende Darstellung einer alternativen nicht erfindungsgemäßen Ausgestaltungsform;
- 3 eine der 1 entsprechende Darstellung einer alternativen erfindungsgemäßen Ausgestaltungsform.
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In 1 ist ein in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs einsetzbares, nicht erfindungsgemäßes Drehmomentübertragungssystem allgemein mit 10 bezeichnet. Das Drehmomentübertragungssystem 10 umfasst als wesentliche Bestandteile eine nasslaufende Kupplungsanordnung 12 und ein im Drehmomentenfluss von einem nicht dargestellten Antriebsaggregat auf die anzutreibenden Räder folgendes Getriebe 14, von welchem in der 1 nur ein Teilbereich eines Getriebegehäuses 16 dargestellt ist. Dieses Getriebegehäuse 16 weist in einer Wandung 18 desselben eine mit einem axialen Ansatz 20 bereitgestellte Wellenöffnung 22 auf, durch welche sich eine als Abtriebswelle der nasslaufenden Kupplungsanordnung 12 auch dienende Getriebeeingangswelle 24 zur Ankopplung der nasslaufenden Kupplungsanordnung 12 aus dem Getriebegehäuse 16 heraus erstreckt.
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Die nasslaufende Kupplungsanordnung 12 umfasst eine Gehäuseanordnung 26 mit einer motorzugewandt zu positionierenden, also motorseitigen Gehäuseschale 28, die über eine Kopplungsanordnung 30 und beispielsweise eine Flexplattenbaugruppe an eine Antriebswelle, beispielsweise die Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, zur gemeinsamen Drehung um eine Drehachse A angekoppelt werden kann. Die Gehäuseanordnung 26 umfasst ferner eine getriebezugewandt zu positionierende, also getriebeseitige Gehäuseschale 32, die in ihrem radial äußeren Bereich mit der motorseitigen Gehäuseschale 28 beispielsweise durch Verschweißung fluiddicht verbunden ist und zusammen mit dieser einen Innenraum 34 der Gehäuseanordnung 26 umschließt. Radial innen weist die getriebeseitige Gehäuseschale 32 einen allgemein mit 36 bezeichneten Nabenbereich auf, welcher einen von einem ringscheibenartigen Bereich 38 der getriebeseitigen Gehäuseschale 32 sich im Wesentlichen axial weg erstreckenden zylindrischen Nabenansatz 40 umfasst. Dieser kann mit dem Scheibenbereich 38 integral, beispielsweise durch Umformen eines Blechrohlings, bereitgestellt werden, kann an diesen jedoch aber auch durch Verschweißung angebunden sein. Der Nabenansatz 40 greift in die Wellenöffnung 22 im Getriebegehäuse 16 ein und umgibt somit die Getriebeeingangswelle 24 koaxial. Durch eine Lagerungs/Dichtungs-Anordnung 42 ist der Nabenansatz 40 und damit die Gehäuseanordnung 26 bezüglich des Getriebegehäuses 16 fluiddicht und drehbar angeschlossen.
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Ein axial von dem Scheibenbereich 38 entfernt liegendes Ende 44 des Nabenansatzes 40 kann zur Antriebswechselwirkung mit einer im Getriebegehäuse 16 angeordneten Fluidpumpe ausgebildet sein. Dies bedeutet, dass bei Rotation der Gehäuseanordnung 26 um die Drehachse A die Fluidpumpe angetrieben wird und Fluid, im Allgemeinen Getriebeöl, aus einem im Getriebegehäuse 16 gebildeten Fluidsumpf auch in Richtung Innenraum 34 fördern kann.
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Die nasslaufende Kupplungsanordnung 12 umfasst eine mit der Gehäuseanordnung 26 um die Drehachse A drehbare erste Reibflächenformation 46 mit einer an der motorseitigen Gehäuseschale 28 bereitgestellten Reibfläche 48 und einer an einem als Anpresselement wirksamen Kupplungskolben 50 bereitgestellten Reibfläche 52. Eine zweite Reibflächenformation 54 umfasst ein lamellenartig ausgebildetes Reibelement 56, das an seinen beiden axialen Seiten Reibbeläge zur Reibwechselwirkung mit den Reibflächen 48, 52 der ersten Reibflächenformation 46 aufweisen kann. Das Reibelement 56 der zweiten Reibflächenformationen 54 ist zwischen den beiden Reibflächen 48, 52 einspannbar, um auf diese Art und Weise ein Drehmoment übertragen zu können.
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Die zweite Reibflächenformation 54 ist vermittels einer Torsionsschwingungsdämpferanordnung 58 mit einem Abtriebselement 60 zur Drehung um die Drehachse A gekoppelt. Die Torsionsschwingungsdämpferanordnung 58 umfasst einen radial äußeren ersten Torsionsschwingungsdämpferbereich 62 und seriell dazu einen radial inneren zweiten Torsionsschwingungsdämpferbereich 64. Ein Eingangsbereich des ersten Torsionsschwingungsdämpferbereichs 62 ist zur Drehmomentübertragung an die zweite Reibflächenformation 54 angekoppelt und umfasst beispielsweise ein Zentralscheibenelement, welches das Drehmoment über Dämpferfedern auf zwei den Ausgangsbereich des ersten Torsionsschwingungsdämpferbereichs 62 bereitstellende Deckscheibenelemente weiterleitet. In ihrem radial inneren Bereich bilden diese beiden Deckscheibenelemente den Eingangsbereich des radial inneren zweiten Torsionsschwingungsdämpferbereichs 64. Dieser leitet das Drehmoment über Dämpferfedern desselben auch ein als Ausgangsbereich wirksames Zentralscheibenelement weiter, das durch das Abtriebselement 60 bereitgestellt sein kann oder mit diesem fest verbunden sein kann. Das Abtriebselement 60 wiederum ist beispielsweise über Keilverzahnung oder dergleichen an die Getriebeeingangswelle 24 angekoppelt und erstreckt sich mit einem zylindrischen Ansatz 66 die Getriebeeingangswelle 24 koaxial umgebend in den Nabenansatz 40 des Nabenbereichs 36 hinein.
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Der Innenraum 34 der Gehäuseanordnung 26 ist durch den Kupplungskolben 50 in einen die Torsionsschwingungsdämpferanordnung 58 und auch das Abtriebselement 60 enthaltenden ersten Raumbereich 68 sowie einen im Wesentlichen zwischen dem Kupplungskolben 50 und der motorseitigen Gehäuseschale 28 gebildeten zweiten Raumbereich 70 unterteilt. An der dem ersten Raumbereich 68 zugewandten axialen Seite des Kupplungskolbens 50 ist ein scheibenartig ausgebildetes Trennelement 72 angeordnet, das in seinem zentralen Bereich mit der motorseitigen Gehäuseschale 28 fest und fluiddicht verbunden ist und in einer axial offenen Aussparung das axiale Ende der Getriebeeingangswelle 24 fluiddicht und drehbar aufnimmt. Im radial inneren Bereich und im radial äußeren Bereich des Trennelements 72 ist der Kupplungskolben 50 bezüglich diesem fluiddicht, jedoch axial bewegbar angeschlossen. Diese beiden Bauteile begrenzen zwischen sich einen Fluiddruckraum 74, der über eine oder mehrere in dem Trennelement 72 gebildete Öffnungen 76 zu einer in der Getriebeeingangswelle 24 zentral bzw. koaxial ausgebildeten Öffnung 78 offen ist. Über diese Öffnung 78 wird von der im Getriebegehäuse 16 angeordneten Fluidpumpe unter Druck stehendes Fluid zu den Öffnungen 76 und in den Fluiddruckraum 74 gespeist. Bei ansteigendem Fluiddruck wird die durch eine Vorspannfeder 80 bereitgestellte Rückstellkraft überwunden und der Kupplungskolben 50 zur Herstellung des Reibeingriffs zwischen den beiden Reibflächenformationen 46, 54 axial bewegt.
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Der in 1 dargestellte Aufbau ist bezüglich der Fluidzufuhr bzw. -abfuhr zu/von dem Innenraum 34 nach dem Zweileitungsprinzip aufgebaut. Das heißt, die Fluidzufuhr erfolgt über die Öffnung 78 und den Fluiddruckraum 74. Radial innen steht dieser über eine oder mehrere Düsenöffnungen 82 im Kupplungskolben 50 in Verbindung mit dem zweiten Raumbereich 70. Das heißt, durch eine somit definiert eingeführte Fluidleckage aus dem Fluiddruckraum 74 gelangt von der Fluidpumpe herangefördertes Fluid in den zweiten Raumbereich 70, von diesem nach radial außen und kann unter Umströmung der reibend miteinander in Wechselwirkung tretenden Oberflächenbereiche der beiden Reibflächenformationen 46, 56 weiter nach radial außen in den ersten Raumbereich 68 gelangen. Um diese Umströmung auch im Einrückzustand zu gewährleisten, können beispielsweise in den am Reibelement 56 vorgesehenen Reibbeläge diese radial überbrückende Nuten gebildet sein.
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Diese Fluidzirkulation kann weiter unterstützt werden durch eine hier beispielsweise am Kupplungskolben 50 gebildete Pumpenformation 84. Diese umfasst mehrere durch axiale Ausformungen am Kupplungskolben 50 bereitgestellte Pumpenförderflächen 86, die im Rotationsbetrieb das im zweiten Raumbereich 70 enthaltene Fluid in Umfangsrichtung mitnehmen und somit einer Zentrifugalkraft aussetzen. Im Bereich dieser Ausformungen kann der Kupplungskolben 50 auch beispielsweise durch mehrere Blattfederanordnung oder dergleichen an die motorseitige Gehäuseschale 28 zur gemeinsamen Rotation mit dieser angebunden sein. Eine oder mehrere Öffnungen 88 im Kupplungskolben 50 stellen im Wesentlichen unmittelbar radial innerhalb der beiden Reibflächenformationen 46, 48 eine direkte Verbindung zwischen den beiden Raumbereichen 68, 70 her, deren Strömungsquerschnittsfläche größer ist, als diejenige, der Düsenöffnung oder Düsenöffnungen 82. Somit wird unter der Wirkung der Pumpenformation 84 eine weiter verstärkte Fluidzirkulation generiert, welche sehr effizient Wärme aus dem Bereich der Reibflächenformationen 46, 54 abzieht.
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Das auf diese Weise über den zweiten Raumbereich 70 in den ersten Raumbereich 68 gelangte Fluid wird über einen radial innen zwischen der getriebeseitigen Gehäuseschale 32, insbesondere dem Nabenbereich 36 derselben, und dem Abtriebselement 60 begrenzten Strömungsweg 90 wieder aus dem Innenraum 34 der Gehäuseanordnung 26 abgezogen. Dieser Strömungsweg führt vorbei an einem das Abtriebselement 60 axial bezüglich der getriebeseitigen Gehäuseschale 32 abstützenden Lager 92 in einen ringartigen Zwischenraum 94 zwischen dem zylindrischen Ansatz 66 des Abtriebselements 60 und dem Nabenansatz 40 des Nabenbereichs 36. An seinem axialen Ende ist der zylindrische Ansatz 66 beispielsweise durch ein ringartiges Dichtungselement 96 fluiddicht bezüglich des Nabenansatzes 40 abgeschlossen. In dem Nabenansatz 40 sind beispielsweise in Umfangsrichtung verteilt mehrere erste Fluiddurchtrittsöffnungen 97 gebildet, die zu einem radial außerhalb des Nabenansatzes 40 liegenden Zwischenraumbereich 98 führen. Dieser ist im Wesentlichen begrenzt zwischen einer Innenöffnungsfläche 100 des Getriebegehäuses 16 und der Außenumfangsfläche des Nabenansatzes 40. Ein fluiddichter Abschluss dieses Zwischenraumbereichs 98 wird einerseits durch die Dichtungs/Lagerungs-Anordnung 42 und andererseits ein Dichtungselement 102 bereitgestellt, die beispielsweise am Getriebegehäuse 16 getragen und am Außenumfang des Nabenansatzes 40 fluiddicht anliegend gleichwohl eine Rotation des Nabenansatzes 40 bezüglich des Getriebegehäuses 16 zulässt.
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Im Getriebegehäuse 16 ist im dargestellten Fall eine vom Zwischenraumbereich 98 weg zum Innenraum des Getriebegehäuses führende zweite Fluiddurchtrittsöffnung 104 vorgesehen. Diese zweite Fluiddurchtrittsöffnung 104 ist so positioniert, dass sie zur Innenöffnungsfläche 100 offen ist und in Höhenrichtung über der Getriebeeingangswelle 24 positioniert ist.
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Die Abfuhr von Fluid aus dem Innenraum 34 erfolgt also über den Strömungsweg 90 und die ersten Fluiddurchtrittsöffnungen 97 zum Zwischenraumbereich 98 und von diesem über die zweite Fluiddurchtrittsöffnung 104 zurück in den Innenraum des Getriebegehäuses 16. Durch diese Abströmverbindung über die zweite Fluiddurchtrittsöffnung 104 ist gewährleistet, dass auch bei längerer Stillstandzeit der Innenraum 34 der Gehäuseanordnung 26 sich maximal bis zu demjenigen Höhenniveau entleeren kann, auf welchem die zweite Fluiddurchtrittsöffnung 104 zum Innenraum des Getriebegehäuses 16 oder zum Zwischenraumbereich 98 offen ist, je nachdem, welcher Öffnungsbereich höher liegt. Eine weitergehende Entleerung kann nicht stattfinden, so dass durch die Positionierung der zweiten Fluiddurchtrittsöffnung 104 in Höhenrichtung vorgegeben werden kann, welcher Füllgrad des Innenraums 34 in jedem Falle erhalten bleibt.
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Da insbesondere auch zur Fluidzufuhr noch weitere Strömungswege vorhanden sind, welche eine Verbindung zwischen dem Innenraum des Getriebegehäuses 16 und dem Innenraum 34 der Gehäuseanordnung 26 herstellen, ist weiterhin dafür zu sorgen, dass über diese weiteren Verbindungen keine weitergehende Entleerung stattfinden kann. Der Öffnung 78 in der Getriebeeingangswelle 24 kann eine nur symbolisch angedeutete Ventilanordnung 106 zugeordnet sein, die insbesondere auch zur definierten Einrück- bzw. Ausrückansteuerung des Kupplungskolbens 50 unter der Ansteuerung eines Steuergeräts stehen kann, um wahlweise eine Verbindung der Fluidpumpe mit dem Fluiddruckraum 74 herzustellen, oder zum Ausrücken in den Fluiddruckraum 74 beispielsweise mit dem im Inneren des Getriebegehäuses 16 gebildeten Fluidsumpf zu verbinden. Bei stillgesetztem Antriebsstrang kann die Ventilanordnung 106 selbsttätig in einen Sperrzustand übergehen, so dass eine Entleerung über die Öffnung 78 nicht stattfinden kann.
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Auch ein zwischen dem Außenumfang der Getriebeeingangswelle 24 und dem Innenumfang des zylindrischen Ansatzes 66 des Abtriebselements 60 gebildeter ringartiger Zwischenraum 108 stellt eine Verbindung zwischen dem Innenraum 34 der Gehäuseanordnung 26 und dem Innenraum des Getriebegehäuses 16 her, insbesondere da der Verzahnungseingriff zwischen dem Abtriebselement 60 und der Getriebeeingangswelle 24 zwar grundsätzlich einen Strömungsdrosseleffekt, jedoch keinen fluiddichten Abschluss generiert. Um auch hier ein Abströmen von Fluid zu verhindern, kann auf diesem ringartigen Zwischenraum eine beispielsweise in Form eines Rückschlagventils ausgebildete Ventilanordnung zugeordnet sein. Diese könnte beispielsweise mit einer unter dem Fluiddruck im Innenraum 34 sich gegen ein Widerlager anlegenden, im ringartigen Zwischenraum 180 erstreckenden Dichtlippe oder dergleichen ausgebildet sein.
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In 2 ist ein alternativer Aufbau eines ebenfalls nicht erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungssystems 10 dargestellt.
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Bei diesem Drehmomentübertragungssystem 10 umfasst die zweite Reibflächenformation 54 zwei axial aufeinander folgende Reibelemente 56. Die erste Reibflächenformation 46 umfasst neben den beiden bereits vorangehend angesprochenen Reibflächen 48, 52 ein scheibenartiges Reibelement 112, das mit dem Kupplungskolben 50 zur gemeinsamen Drehung verbunden sein kann. Somit wird hier eine größere Gesamtreiboberfläche erreichbar.
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Der Kupplungskolben 50 ist durch am Kupplungskolben 50 gebildete Aussparungen 114 und an der motorseitigen Gehäuseschale 28 gebildete Ausdrückungen 116 mit dieser zur gemeinsamen Drehung um die Drehachse A gekoppelt. Die zweite Reibflächenformation 54 ist über die hier beispielsweise einstufig ausgebildete Torsionsschwingungsdämpferanordnung 58 an das Abtriebselement 60 angekoppelt.
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Die nasslaufende Kupplungsanordnung 12 dieser Ausgestaltungsform ist nach dem so genannten Dreileitungsprinzip ausgebildet. Eine direkte Verbindung zwischen dem Fluiddruckraum 74 und dem zweiten Raumbereich 70 besteht hier nicht. Das heißt, dass das in den Fluiddruckraum 74 über die Öffnung 78 in der Getriebeeingangswelle 24 zum Einrücken eingeleitete Fluid bei entsprechender Druckminderung zum Ausrücken wieder über die Öffnung 78 zurückströmt, beispielsweise in den im Getriebegehäuse 16 gebildeten Fluidsumpf. Die Fluidzufuhr in den zweiten Raumbereich 70 kann durch die unmittelbar radial innerhalb der Reibflächenformationen 46, 54 gebildeten Öffnungen 88 erfolgen.
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In der Getriebeeingangswelle 24 ist zur Einleitung von Fluid in den ersten Raumbereich 68 durch ein die Öffnung 78 teilweise außen begrenzendes zylindrisches Einsatzteil 120 ein die Öffnung 78 koaxial umgebender Fluidkanal 122 gebildet. Über eine oder mehrere Öffnungen 124 ist dieser Fluidkanal 122 zu dem ringartigen Zwischenraum 108 zwischen der Getriebeeingangswelle 24 und dem zylindrischen Ansatz 66 des Abtriebselements 60 offen. Über eine oder mehrere Öffnungen 126 ist der Fluidkanal 122 zum ersten Raumbereich 68 in einem Bereich axial zwischen dem Trennelement 72 und dem radial inneren Bereich des Abtriebselements 60 offen. Der Fluidkanal 122 überbrückt somit die Verzahnungsverbindung zwischen dem Abtriebselement 60 und der Getriebeeingangswelle 24 axial, so dass ein durch diesen Verzahnungseingriff generierter Drosseleffekt bei der Einleitung von Fluid umgangen wird. Der größere Anteil des beispielsweise durch die im Getriebegehäuse 16 angeordnete Fluidpumpe in den ringartigen Zwischenraum 108 eingeleiteten Fluids wird durch den Fluidkanal 122 in den ersten Raumbereich 68 gelangen. Ein geringerer Anteil wird durch den nicht fluiddichten Verzahnungseingriff zwischen der Getriebeeingangswelle 24 und dem Abtriebselement 60 auch dort hindurchtreten und näherungsweise auch dort in den Innenraum 34 eintreten, wo die Öffnungen 126 liegen.
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Auch bei dieser Ausgestaltungsform verhindern die beiden Ventilanordnungen 106, 110 im Stillstandzustand das Leerlaufen des Innenraums 34 unter das Höhenniveau der zweiten Fluiddurchtrittsöffnung 104. Auch hier kann die Ventilanordnung 110 als Rückschlagventil ausgebildet sein, da zur Erzeugung der Fluiddurchströmung des Innenraums 34 der ringartige Zwischenraum 108 tatsächlich nur in einer Richtung durchströmt werden muss, nämlich in Richtung auf die Öffnungen 124 zu.
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Man erkennt in 2 weiter, dass hier die zweite Fluiddurchtrittsöffnung 104 radial weiter von der Drehachse A entfernt über der Getriebeeingangswelle 24 positioniert ist, und zwar in einem der Wellenöffnung 22 nahe liegenden Bereich der Wandung 18. Der Zwischenraumbereich 98 erstreckt sich hier also weiter nach radial außen und ist im Wesentlichen zwischen dem Getriebegehäuse 16 bzw. der Wandung 18 desselben und einem deckelartigen Abschlusselement 128 begrenzt. Dieses ist radial außen fluiddicht und fest an das Getriebegehäuse 16 angebunden und ist radial innen beispielsweise über das vorangehend bereits erläuterte Dichtungselement 102 fluiddicht und eine Rotation zulassend an den Nabenansatz 40 angebunden, welches Dichtungselement 102 bei der Ausgestaltungsform der 1 alleine die den Zwischenraumbereich 98 mitbegrenzende Abschlussanordnung bereitstellt.
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Bei der Ausgestaltungsform der 2 wird ein weiterer im Kontext der Positionierung der zweiten Fluiddurchtrittsöffnung 104 bedeutender Aspekt erkennbar. Mit dem durch das Höhenniveau der zweiten Fluiddurchtrittsöffnung 104 vorgegebenen Ausmaß des Leerlaufens des Innenraums 34 wird bei Wiederinbetriebnahme der noch in dem Innenraum 34 enthaltene Anteil des Fluids sich im radial äußeren Bereich des Innenraums 34 ansammeln. Durch die definierte Vorgabe der dann noch vorhandenen Mindestfüllmenge kann erreicht werden, dass der sich im radial äußeren Bereich bildende Fluidring nach radial innen nicht bis an die Reibflächenformationen 46, 54 bzw. die mit diesem zusamenwirkenden Bauteile heran reicht. Dies bedeutet, dass am Beginn des Rotationszustands die Reibflächenformationen 46, 54 im Wesentlichen nicht mit Fluid benetzt sein werden und somit die Erzeugung von Schleppmomenten vermieden werden kann. Somit kann, sofern dies gewünscht ist, sichergestellt werden, dass in der Startphase bei noch nicht eingelegtem Gang kein Drehmoment auf die zweite Reibflächenformation 54 geleitet wird und dadurch generierte Energieverluste vermieden werden können.
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Eine - erfindungsgemäße Ausgestaltungsvariante eines Drehmomentübertragungssystems 10 ist in 3 gezeigt. Bei dieser Ausgestaltungsvariante umfasst die nasslaufende Kupplungsanordnung radial außerhalb der beiden Reibflächenformationen 46, 54 und sich vorzugsweise axial damit überlappend einen Fluidkupplungsbereich 130.
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Dieser wiederum umfasst ein mit der Gehäuseanordnung 26 um die Drehachse A drehbares Pumpenrad 132 sowie ein mit der zweiten Reibflächenformation 54 bzw. dem Abtriebselement 60 um die Drehachse A drehbares Turbinenrad 134. Eine Pumpenradschale 136 des Pumpenrads 132 ist durch den radial äußeren Bereich der motorseitigen Gehäuseschale 28 gebildet und trägt eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Pumpenradschaufeln 138. Diesen Pumpenradschaufeln 138 liegen die an einer Turbinenradschale 140 getragenen Turbinenradschaufeln 142 axial gegenüber.
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Das Pumpenrad 132 und das Turbinenrad 134 begrenzen einen Fluidzirkulationstorusraum 133, in welchem bei Relativdrehung zwischen dem Pumpenrad 132 und dem Turbinenrad 134 durch Fluidumwälzung eine Drehmomentübertragungswechselwirkung generiert wird. Dies bedeutet, dass bei dieser Ausgestaltungsvariante auch dann, wenn durch noch nicht aufgebauten Fluiddruck im Fluiddruckraum 74 bei Wiederinbetriebnahme eines Fahrzeugs noch keine ausreichende Kraft zum Betätigen des Kupplungskolbens 50 zur Verfügung steht, durch die definiert generierte Wechselwirkung zwischen dem Pumpenrad 132 und dem Turbinenrad 134 ein Drehmoment übertragen werden kann. Mit allmählichem Druckaufbau bei Aktivierung der im Getriebegehäuse 16 angeordneten Fluidpumpe kann dann auch der Kupplungskolben 50 in Richtung Einrücken gestellt werden, so dass auch die Reibflächenformationen 46, 54 zur Drehmomentübertragung genutzt werden können.
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Man erkennt in 3 weiterhin, dass das Turbinenrad 134 an den Ausgangsbereich des radial äußeren, ersten Torsionsschwingungsdämpferbereichs 62 und somit auch den Eingangsbereich des radial inneren zweiten Torsionsschwingungsdämpferbereichs 64 angekoppelt ist. Die zweite Reibflächenformation 54 ist an den Eingangsbereich des radial äußeren, ersten Torsionsschwingungsdämpferbereichs 62 angebunden. Das Turbinenrad 134 liefert somit einen wesentlichen Massenbeitrag zu einer zwischen den beiden Torsionsschwingungsdämpferbereichen 62, 64 liegenden Zwischenmasse, so dass grundsätzlich die Torsionsschwingungsdämpferanordnung 46 hier nach dem Prinzip eines Dreimassenschwingers mit vergleichsweise großer Zwischenmasse aufgebaut ist.
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Auch bei dieser Ausgestaltungsform ist eine Fluidführung nach dem Dreileitungsprinzip vorgesehen. Das in den Innenraum 34 einzuleitende Fluid strömt durch den Fluidkanal 122 in der Getriebeeingangswelle 24 und die Öffnungen 126 nach radial außen in den axialen Bereich zwischen dem Trennelement 72 und dem Abtriebselement 60. Das Abtriebselement 60 selbst ist hier axial kürzer gebaut, d. h. der zylindrische Ansatz 66 erstreckt sich im Wesentlichen nicht über den Verzahnungseingriffsbereich mit der Getriebeeingangswelle 24 hinaus. Es ist eine Hohlwelle 144 vorgesehen, die die Getriebeeingangswelle 24 konzentrisch umgebend in der Wellenöffnung 22 des Getriebegehäuses 16 liegend bezüglich des Getriebegehäuses 16 festgelegt ist. Der dichte Anschluss zwischen der Hohlwelle 144 und dem Getriebegehäuse 16 kann beispielsweise durch die Lagerungs/DichtungsAnordnung 42 realisiert sein. An ihrem dem Abtriebselement 66 nahen Endbereich überlappt die Hohlwelle 144 den kurzen zylindrischen Ansatz 66 des Abtriebselements 60 und ist beispielsweise durch ein eine Rotation zulassendes Dichtungselement bezüglich diesem fluiddicht abgeschlossen. Der ringartige Zwischenraum 108 ist hier im Wesentlichen also zwischen der Hohlwelle 144 und dem Außenumfang der Getriebeeingangswelle 24 gebildet und durch die Ventilanordnung 110 gegen Fluidrückströmung gesichert.
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Die zweite Fluiddurchtrittsöffnung 104 liegt bei dieser Ausgestaltungsform deutlich weiter radial außen, als bei den vorangehend dargestellten Ausgestaltungsformen. Insbesondere erkennt man, dass sie auf einen radialen bzw. Höhenniveau liegt, welches näherungsweise dem radial äußeren bzw. oberen Endbereich der nasslaufenden Kupplungsanordnung 12 bzw. des Innenraums 34 entspricht. Die zweite Fluiddurchtrittsöffnung 104 liegt radial außerhalb der Reibflächenformationen 46, 54 und im Wesentlichen auch radial außerhalb bzw. am radial äußeren Bereich des Fluidkupplungsbereichs.
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Durch diese Positionierung der zweiten Fluiddurchtrittsöffnung 104 ist sichergestellt, dass eine Entleerung auch hier bis zu deren Höhenniveau erfolgen kann, was dazu führt, dass auch nach längerer Stillstandzeit der Innenraum 34 im Wesentlichen noch vollständig mit Fluid gefüllt sein wird.
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Durch die vorliegende Erfindung ist sichergestellt, dass eine Entleerung des Innenraums der Gehäuseanordnung der nasslaufenden Kupplungsanordnung nur bis zu einem durch die zweite Fluiddurchtrittsöffnung in dem Getriebegehäuse 16 definierten Höhenniveau stattfinden kann. Je nachdem, ob es gewünscht ist, Schleppmomente zu generieren oder nicht, kann somit die gewünschte Mindestfüllmenge durch die Positionierung der zweiten Fluiddurchtrittsöffnung 104 in Höhenrichtung bestimmt werden. Je nachdem, wie weit radial außen bzw. in Höhenrichtung von der Getriebeeingangswelle 24 entfernt diese zweite Fluiddurchtrittsöffnung liegt, ist es mithin auch erforderlich, den Zwischenraumbereich entsprechend weit nach radial außen zu ziehen.
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Es ist selbstverständlich, dass verschiedenste der in den vorangehend beschriebenen Ausgestaltungsformen gezeigten Aspekte miteinander kombinierbar sind. So kann beispielsweise jede der dargestellten Ausgestaltungsformen nach dem Zweileitungsprinzip oder der Dreileitungsprinzip arbeiten, völlig unabhängig davon, welcher Höhenpositionierung die zweite Fluiddurchtrittsöffnung vorgesehen ist. Auch kann jede der gezeigten Ausgestaltungsformen wahlweise mit oder ohne dem Fluidkupplungsbereich bzw. mit oder ohne der in 1 gezeigten Pumpenformation ausgebildet sein. Bei Bereitstellen eines Fluidkupplungsbereichs bildet bereits das Pumpenrad desselben eine derartige die Fluidzirkulation um die Reibflächenformationen herum erzeugende bzw. unterstützende Baugruppe. Weiter ist es selbstverständlich, dass die beiden Reibflächenformationen erforderlichenfalls mit einer größeren Anzahl an Reibelementen ausgestaltet sein können. Auch ist es selbstverständlich, dass in dem Getriebegehäuse mehr als eine zweite Fluiddurchtrittsöffnung vorgesehen sein kann, wobei diese mehreren Durchtrittsöffnungen dann vorzugsweise, jedoch nicht zwingend, auf gleichem Höhenniveau angeordnet bzw. zum Innenraum des Getriebegehäuses offen sind. Weiter könnte, bei entsprechender Ausgestaltung, die wenigstens eine zweite Fluiddurchtrittsöffnung auch in der Lagerungs/Dichtungs-Anordnung, welche einen fluiddichten, gleichwohl jedoch eine Relativrotation zulassenden Anschluss des Nabenbereichs an das Getriebegehäuse realisiert, vorgesehen sein, wobei auch hier darauf zu achten ist, dass zur definierten Vorgabe der Höhenposition eine derartige Öffnung dann in ihrer Höhe fest stehend, also nicht in einem rotierenden Teilbereich vorgesehen sein kann.
