EP1520122A1

EP1520122A1 - Betriebsmittelversorgungssystem für anfahrelemente in form hydrodynamischer komponenten und getriebebaueinheit

Info

Publication number: EP1520122A1
Application number: EP03740406A
Authority: EP
Inventors: Rolf Brockmann
Original assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Current assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Priority date: 2002-07-09
Filing date: 2003-07-03
Publication date: 2005-04-06
Also published as: WO2004005759A1; DE10231028A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Betriebsmittelversorgungssystem für Anfahrelemente in Fahrzeugen in Form / hydrodynamischer Komponenten, umfassend mindestens ein Pumpenrad und ein Turbinenrad, die miteinander einen torusförmigen Arbeitsraum bilden, in Getriebebaueinheiten mit einer, dem Anfahrelement nachgeschalteten, Drehzahl/Drehmomentwandlungseinrichtung, wobei Anfahrelement und Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung von einem Gehäuse umschlossen sind und eine der Drehzahl/Drehmomentenwandlungseinrichtung zugeordnete Schmier- und/oder Steuermittelversorgungseinheit - mit mindestens einer Betriebsmittelquelle, weiche über ein Füllkanalsystem, umfassend wenigstens einen Füllkanal, der mit dem torusförmigen Arbeitsraum gekoppelt ist. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - die Betriebsmittelversorgungsquelle des Betriebsmittelversorgungssystems des Anfahrelementes wird von der Steuer- und/oder Schmierrnittelversorgungsquelle der Drehzahl /Drehmomentwandlungseinrichtung gebildet, wobei der Betriebsmittelsumpf durch einen Betriebsmittelspiegel bestimmter Höhe charakterisiert ist; - die Mündung der Verbindung zwischen Betriebsmittelsumpf und Füllkanal ist in Abhängigkeit des maximal zulässigen Gefälles, bei weicher eine Befüllung sicher ausgeschlossen werden soll, in einem Abstand in vertikaler Richtung oberhalb einer den Betriebsmittelspiegel in der Nulllage charakterisierenden Ebene von grösser oder gleich dem Produkt aus einem Hundertstel der gewünschten maximal zulässigen Steigung in Prozent und dem Abstand zwischen der Mündung zwischen Füllkanal und Verbindungsleitung mit der Betriebsmittelquelle sowie der theoretischen Dreh- bzw. Kippachse des Betriebsmittelspiegels angeordnet.

Description

Betriebsmittelversorgungssystem für Anfahrelemente in Form Hydrodynamischer Komponenten und Getriebebaueinheit

Die Erfindung betrifft ein Betriebsmittelversorgungssystem für Anfahrelemente in Form hydrodynamischer Komponenten in Betriebsmittelversorgungssystemen, im einzelnen mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ; ferner eine Getriebebaueinheit.

Getriebebaueinheiten, insbesondere in Form automatisierter Schaltgetriebe oder Automatgetriebe, sind in einer Vielzahl von Ausführungen bekannt. Diese umfassen in der Regel ein Anfahrelement und diesem nachgeschaltete Drehzahl- /Drehmomentwandlungseinrichtungen unterschiedlichster Ausführung. Das Anfahrelement ist vorzugsweise in Form einer hydrodynamischen Komponente ausgeführt. Diese kann als hydrodynamischer Drehzahl-/Drehmomentwandler oder hydrodynamische Kupplung ausgeführt sein. Bei dem bekannten

Getriebekonzept gemäß WO 00/55519, wird eine hydrodynamische Kupplung als Anfahrelement verwendet. Diese umfaßt ein Pumpenrad und ein Turbinenrad, die miteinander einen torusförmigen Arbeitsraum bilden, und ist frei von einem Leitrad. Die hydrodynamische Kupplung dient dabei lediglich der Drehzahlwandlung, nicht jedoch der Drehmomentenwandlung. Der hydrodynamischen Kupplung ist dabei mindestens ein Betriebsmittelversorgungssystem zugeordnet, welches wenigstens eine Betriebsmittelquelle umfaßt, die mit dem torusförmigen Arbeitsraum wenigstens mittelbar, d.h. über ein Füllkanalsystem, umfassend wenigstens einen Füllkanal, verbunden ist. Zur Realisierung der Schaltfunktionen im restlichen Getriebeteil, d.h. der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtungen, und zur Schmierung der einzelnen Komponenten ist den Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtungen in der Regel ein Steuer- und Schmiermittelversorgungssystem zugeordnet. Dieses umfaßt im einfachsten Fall einen im Getriebegehäuse angeordneten Betriebsmittelsumpf. Jedes der beiden Systeme ist dabei separat ansteuerbar. Ein wesentlicher Nachteil besteht dabei darin, daß jedes System für sich allein im Hinblick auf das Gesamtbetriebsmittelversorgungssystem ausgelegt werden muss. Ferner ist der für die Betriebs- bzw. Schmiermittelquellen und Zusatzeinrichtungen beider Systeme erforderliche Bauraumbedarf zu berücksichtigen. Insbesondere erfolgt die Auslegung des Betriebsmittelvorsorgungssystems für das Anfahrelement entsprechend den spezifischen Anforderungen an dieses, d.h.

Auslegung hinsichtlich der erforderlichen Füllmenge bei maximal übertragbarem Moment unter Berücksichtigung der zu Kühlzwecken erforderlichen Umlaufmenge und rasche Füllzeit. Dabei sollten ungewünschte Füllzustände sicher vermieden werden, was in der Regel über entsprechende Ventileinrichtungen charakterisiert wird. Der konstruktive Aufwand für dieses System ist somit sehr hoch.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein

Betriebsmittelversorgungssystem für Anfahrelemente von Getriebebaueinheiten der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß dieses es ermöglicht, eine sichere Betriebsmittelbereitstellung zu gewährleisten, wobei insbesondere eine nicht gewünschte Befullung der hydrodynamischen Komponente mit Sicherheit auszuschließen ist. Der konstruktive und steuerungstechnische Aufwand für das Gesamtsystem soll minimal gehalten werden.

Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.

Erfindungsgemäß ist das Betriebsmittelversorgungssystem derart konzipiert, daß das Betriebsmittelversorgungssystem eines Anfahrelementes in Form der hydrodynamischen Komponente, insbesondere in Form einer hydrodynamischen Kupplung, und das Steuer- und Schmiermittelversorgungssystem der dieser nachgeordneten Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtungen eine gemeinsame Betriebsmittelquelle für das Betriebsmittel und das erforderliche Steuer- bzw. Schmiermittel nutzen. Das Füllkanalsystem der hydrodynamischen

Kupplung weist ferner mindestens einen, mit dem torusförmigen Arbeitsraum verbundenen Füllkanal auf. Dieser ist mit der Betriebsmittelversorgungsquelle gekoppelt. Die Kopplung erfolgt dabei direkt oder indirekt über Verbindungsleitungen. Um bei einem Verkippen des Betriebsmittelspiegels der Betriebsmittelquelle eine ungewünschte Befullung des torusförmigen Arbeitsraumes der hydrodynamischen Komponente durch das sich aufgrund der

Lageveränderung ergebenden Einlaufen von Betriebsmittel in das Füllkanalsystem des Anfahrelementes zu verhindern, wird die Mündung zwischen Betriebsmittelspiegel und Füllkanal bei der Auslegung und Dimensionierung der Getriebebaueinheit als Funktion des Abstandes der senkrecht zur Axialschnittebene des Anfahrelementes bzw. der

Betriebsmittelversorgungssystem ausgerichteten Ebene, welche durch die Anordnung der Mündung charakterisiert ist, und einer parallel dazu ausgerichteten und senkrecht zur Axialschnittebene des Anfahrelementes bzw. der Getriebebaueinheit ausgerichteten und durch die Lage der theoretischen Dreh- bzw. Kippachse des Betriebsmittelspiegels charakterisierten Ebene, ermittelt. Die

Anordnung erfolgt dabei gegenüber einer theoretischen durch den Betriebsmittelspiegel in Nullage das Betriebsmittelversorgungssystem charakterisierenden Ebene in einem Abstand von größer oder gleich H, der sich aus dem Produkt von einem Hundertstel der maximal zulässigen Steigung in Prozent, bei welcher noch eine Befullung sicher vermieden werden soll, und dem

Abstand zwischen der Mündungsebene und der parallel dazu durch die Lage der theoretischen Dreh- bzw. Kippachse des Füllspiegels charakterisierten Ebene bestimmt. Durch diese Auslegung wird eine Befullung bei Fahrten im Gefälle mit einem Neigungswinkel bis zur maximal berücksichtigten Neigung, bei welcher eine Befullung ausgeschlossen werden soll, vermieden.

Der Steuer- und/oder Schmiermittelsumpf des Steuer- und/oder Schmiermittelversorgungssystems der Drehzahl-

/Drehmomentwandlungseinrichtung ist dabei zumindest im Bereich der axialen Erstreckung der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung angeordnet. Ferner bedarf es durch die Nutzung des ohnehin für die Drehzahl- /Drehmomentwandlungseinrichtungen vorhandenen Schmiermittel- und Steuermittelsumpfes als Betriebsmittelquelle keines zusätzlichen Betriebsmittelspeichers und der diesem in der Regel zugeordneten Einrichtungen, wie z. B. Filter, Kühleinrichtungen. Zudem ist die Höhe des Betriebsmittelspiegels lediglich durch die Anordnung zusätzlicher Steuereinheiten im Gehäuse und/oder den Abmessungen der leistungsübertragenden Elemente in radialer Richtung begrenzt, so dass im Gehäuse ein sehr großes Reservoir für das Betriebsmittel gebildet werden kann.

Die Angabe „Nullage" des Betriebsmittelspiegels" bezieht sich dabei auf die Ausrichtung in Einbaulage des Betriebsmittelversorgungssystems im Fahrzeug bei Betrachtung in der Ebene.

Bezüglich der Ausgestaltung des Füllkanalsystems besteht eine Vielzahl von

Möglichkeiten. Vorzugsweise wird jedoch zur raschen Befullung des Anfahrelementes eine symmetrische Ausgestaltung des Füllkanalsystems gewählt. Dieses umfaßt in der Regel mindestens eine Verbindungsleitung, die in einen zentralen, mit dem torusförmigen Arbeitsraum verbundenen, Füllkanal mündet. Der zentrale Füllkanal ist vorzugsweise ringförmig ausgebildet, und in

Umfangsrichtung um die theoretische Rotationsachse der hydrodynamischen Komponente angeordnet. Damit kann unabhängig von der Lage der hydrodynamischen Komponente immer eine gleichmäßige Befullung in jedem Betriebszustand realisiert werden. Die Koppelung des Füllkanals mit dem Betriebsmittelspeicher erfolgt über wenigstens eine Verbindungsleitung, wobei vorzugsweise auch hier eine Aufteilung in zwei Verbindungsteilleitungen gewünscht wird, die sich dann beidseitig um wenigstens einen Teilbereich des zentralen Füllkanals in Umfangsrichtung erstrecken. Jeder der Verbindungskanäle kann dabei für wenigstens einen oder aber vorzugsweise eine Mehrzahl von Füllkanalteilleitungen mit dem zentralen Füllkanal verbunden werden. Dabei werden vorzugsweise Ausführungen mit einer Vielzahl von Füllkanalteilleitungen angestrebt, wobei die Verbindungsstellen zwischen jeder Füllkanalteilleitung und dem zentralen Füllkanal vorzugsweise in gleichmäßigem Abstand in Umfangsrichtung angeordnet sind. Durch diese symmetrische Ausführung kann gegenüber einer Ausführung mit lediglich einer einzigen Kopplung zwischen Verbindungsleitung und Füllkanal eine raschere Befullung realisiert werden.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung erstrecken sich bei Aufteilung des Verbindungskanals in zwei Verbindungsteilkanäle diese in Umfangsrichtung wenigstens bis in den Bereich einer Horizontalebene, die durch die theoretische Rotationsachse der hydrodynamischen Komponente und einer Senkrechten in horizontaler Richtung zu dieser beschreibbar ist. Die Füllkanalteilleitungen erstrecken sich dann ausgehend von der durch die theoretische Rotationsachse der hydrodynamischen Komponente und einer senkrechten zu dieser in horizontaler Richtung beschreibbaren Ebene vorzugsweise beidseitig dieser in Umfangsrichtung zum zentralen Füllkanal. Diese verlaufen entweder in einer senkrechten Ebene zur Axialschnittebene oder aber einer zu dieser geneigten Ebene.

Unter einem weiteren Aspekt der Erfindung, insbesondere aus fertigungstechnischen Gründen, sind vorzugsweise der zentrale Füllkanal und die

Füllkanalteilleitungen ebenfalls in einer Ebene angeordnet. Damit wird es möglich, in axialer Richtung kleinbauende standardisierte Komponenten für Kupplungen für den Einsatz in unterschiedlichen Betriebsmittelversorgungssystemen, welche insbesondere durch unterschiedliche Abstände L zwischen den Mündungsebenen und der Dreh- bzw. Kippachse des Betriebsmittelspiegels charakterisiert sind, zu nutzen, wobei lediglich die, die Verbindungsleitung zu den Füllteilkanälen tragenden Bauteile zur Anpassung an den konkreten Einzelfall, insbesondere zur Kopplung mit der Betriebsmittelquelle, entsprechend ausgetauscht werden müssen. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist zusätzlich wenigstens ein Teil der Verbindungsleitung ebenfalls in dieser Ebene angeordnet.

Die Anordnung in einer vertikalen und senkrecht zur Axialschnittebene ausgerichteten Ebene stellt eine besonders bauraumoptimale Anordnung dar. Denkbar sind jedoch auch Anordnungen in unterschiedlichen bzw. geneigt zur Vertikalrichtung ausgerichteten Ebenen. Es wird jedoch immer eine entsprechend den Bauteilgegebenheiten in axialer Richtung hinsichtlich des erforderlichen Bauraumes optimierte Ausführung gewählt. Die einzelnen Leitungen und Kanäle -

Füllkanal, Verbindungsleitung und/oder Füllteilkanäle - können entweder in den einzelnen Bauteilen integriert sein oder werden von separaten Rohrelementen gebildet.

Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert.

Darin ist im einzelnen Folgendes dargestellt:

Figuren 1a und 1 b verdeutlichen anhand zweier Ansichten eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung eines erfindungsgemäß gestalteten

Betriebsmittelversorgungssystems für Anfahrelemente einer Getriebebaueinheit; Figur 2 verdeutlicht eine alternative Möglichkeit der Anordnung der

Betriebsmittelquelle gegenüber Figur 1 in schematisch stark vereinfachter Darstellung;

Figur 3 verdeutlicht eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäß gestalteten Füllkanalsystems eines erfindungsgemäßen Betriebsmittelversorgungssystems; Figur 4 verdeutlicht eine weitere Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Betriebsmittelversorgungssystems.

Die Figuren 1a und 1 b verdeutlichen in schematisch vereinfachter Darstellung anhand zweier Schnittdarstellungen den Grundaufbau einer erfindungsgemäß gestalteten Getriebebaueinheit 1 mit erfindungsgemäßem Betriebsmittelversorgungssystem 9. Die Getriebebaueinheit 1 umfasst mindestens ein Anfahrelement 2, welches in Form einer hydrodynamischen Kupplung 3 oder, hier nicht dargestellt, eines hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandlers ausgeführt ist und diesem nachgeordnete Drehzahl-

/Drehmomentwandlungseinrichtungen 4, welche verschiedenartig ausgeführt sein können. Die Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtungen 4 können dabei als mechanische Schaltstufen oder stufenloses Getriebe ausgeführt sein. Ferner umfaßt das Betriebsmittelversorgungssystem ein Gehäuse 5, welches das Anfahrelement 2 und die Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtungen 4 umschließt. Das Gehäuse 5 kann dabei ein- oder mehrteilig ausgeführt sein, wobei die Unterteilung sowohl in axialer als auch vertikaler Richtung erfolgen kann. Das Gehäuse 5 setzt sich dann aus einer Vielzahl von einzelnen

Gehäuseteilen zusammen. Das Anfahrelement 2 in Form der hydrodynamischen Kupplung 3 umfaßt ein Pumpenrad 6 und ein Turbinenrad 7, die miteinander einen torusförmigen Arbeitsraum 8 bilden. Die hydrodynamische Kupplung 3 ist dabei frei von einem Leitrad. Diese dient somit lediglich zur Drehmomentenübertragung, wobei die Möglichkeit einer Drehzahlwandlung besteht. Zur Befullung des torusförmigen Arbeitsraumes 8 mit Betriebsmittel ist der hydrodynamischen Kupplung 3, d.h. dem Anfahrelement 2, in der Regel ein Betriebsmittelversorgungssystem 9 zugeordnet. Zur Realisierung der Funktionsweise der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung 4 ist diesem ebenfalls ein Versorgungssystem für Schmier- und/oder Steuermittel 10 zugeordnet. Unter Steuermittel wird dabei das Betriebsmittel verstanden, welches zur Betätigung der Stelleinrichtungen, beispielsweise der Stelleinrichtungen für Schaltelemente, genutzt wird. Das der Drehzahl- /Drehmomentwandlungseinrichtung 4 zugeordnete Versorgungssystem 10 umfaßt dabei einen im Gehäuse 5 angeordneten Schmier- und Steuermittelsumpf 11 , der als Schmiermittel- und Steuermittelquelle 12 fungiert. Das Betriebsmittelversorgungssystem 9 der Kupplung 3 umfaßt ebenfalls mindestens eine Betriebsmittelquelle 13 und ein, mit diesem gekoppeltes Füllkanalsystem 14, umfassend mindestens einen Füllkanal 15, der mit dem torusförmigen Arbeitsraum 8 verbunden ist. Erfindungsgemäß wird die Betriebsmittelquelle 13 von der

Schmiermittel- und Steuermittelquelle 12, d.h. dem Schmiermittel- und Steuermittelsumpf 11 , gebildet. Dieser wird daher auch als gemeinsam von Anfahrelement 2 und dem Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinheiten 4 genutzte Betriebsmittelquelle 16 bezeichnet. Diese ist dabei im Gehäuse 5 angeordnet und in einem, die Lage des Betriebsmittelversorgungssystems charakterisierenden, Neutralzustand in Form der Nulllage durch einen Betriebsmittelspiegel 17 bestimmter Höhe charakterisiert. Beim Einbau der Getriebebaueinheit 1 in Fahrzeugen ist die durch den Betriebsmittelspiegel 17 aufgespannte Ebene in der Regel in der Horizontalen ausgerichtet. Neigungen gegenüber der Horizontalen sind beim Einbau der Getriebebaueinheit in geneigter Position ebenfalls in geringem Maße möglich. Der Neutralzustand bezieht sich dabei auf die

Anordnung des Betriebsmittelspiegels in einer horizontalen Ebene. Dieser entspricht beim Einbau im Fahrzeug der Lage des Fahrzeuges in der Ebene. Um sicher eine Befullung der hydrodynamischen Kupplung 3, insbesondere des torusförmigen Arbeitsraumes 8, zu vermeiden, ist das Füllkanalsystem 14 der hydrodynamischen Kupplung 3 derart ausgeführt, daß bei Verkippen des

Betriebsmittelspiegels 17 ein selbsttätiges Vollaufen der Fülleitung 15 sicher unterbunden wird. Der Füllkanal 15, welcher mit dem torusförmigen Arbeitsraum 8 verbunden ist, ist dabei über wenigstens eine Verbindungsleitung 18 mit der Betriebsmittelquelle 16 gekoppelt. Die Anbindung der Verbindungsleitung 18 an den Füllkanal 15 erfolgt dabei in Abhängigkeit des Abstandes L des Füllkanals 15 von der sich bei Lageveränderung des Betriebsmittelversorgungssystems 1 , insbesondere der Betriebsmittelquelle 16 gegenüber der horizontalen Ebene die Verkippung des Betriebsmittelspiegels 17 charakterisierenden Dreh- bzw. Kippachse AK von der Mündung 27 der Verbindungsleitung 18 in den Füllkanal 15, wobei der Abstand in axialer Richtung in Einbaulage gemessen wird. Die theoretische Dreh- bzw. Kippachse AK liegt dabei in der durch den Betriebsmittelspiegel 17 charakterisierten Ebene und ist senkrecht zur Axialschnittebene des Anfahrelementes ausgerichtet, d.h., diese verläuft senkrecht zur Getriebemittenachse in Einbaulage im Fahrzeug betrachtet. Der Abstand H der Mündung 27 in vertikaler Richtung von der sich in der Nulllage des

Betriebsmittelversorgungssystems 1 durch den Betriebsmittelspiegel 17 beschreibenden Ebene ist dabei derart gewählt, daß dieser größer gleich dem Quotienten aus dem Produkt aus der maximalen Steigung in Prozent und dem Abstand der Mündung der Verbindungsleitung 18 vom Füllkanal 15 und 100 beträgt. Dies bedeutet, daß - unabhängig von der Ausführung des gesamten Füllkanalsystems 14 - die Mündung 27 der Verbindungsleitung zum Füllkanal 15 in oder oberhalb dieses Abstandes angeordnet ist. Für eine maximal mögliche Steigung oder ein maximal mögliches Gefälle von 25 % wird dabei der Abstand H immer größer oder gleich dem 0,25-fachen des Abstandes zwischen der Mündung 27 zwischen Füllkanal 15 und Verbindungsleitung 18 und der theoretischen Dreh- bzw. Kippachse A« in axialer Richtung betragen. Die Abstandsmessung zwischen der Mündung der Verbindungsleitung 18 und der Fülleitung 15 und der theoretischen Dreh- bzw. Kippachse AK erfolgt dabei immer zwischen zwei zueinander parallelen Ebenen, der Mündungsebene und der Ebene, in der die Drehachse liegt. Diese Ebenen verlaufen dabei senkrecht zur Axialschnittebene.

Bei der in der Figur 1a dargestellten Ausführung wurde in besonders vorteilhafter Weise davon ausgegangen, daß die Betriebsmittelquelle 16 im Getriebegehäuse 5 angeordnet ist. Denkbar sind jedoch auch Lösungen mit außerhalb des Gehäuses 5 angeordneter Betriebsmittelversorgungsquelle. In diesem Fall gelten analog die getroffenen Aussagen, wobei auch hier bei der Abstandsbetrachtung immer von einer Ebenenbetrachtung ausgegangen wird.

Bei dem in der Figur 1a dargestellten Axialschnitt ist ersichtlich, daß die Betriebsmittelquelle 16 im Gehäuseteil 5.3, welches die Drehzahl- /Drehmomentwandlungseinrichtungen 3 umschließt, angeordnet ist. Der

Gehäuseteil 5.2 für das Anfahrelement, welcher mit dem Gehäuseteil 5.3 das Gehäuse 5 bildet, ist dabei frei von der Betriebsmittelquelle 16. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, daß der Betriebsmittelsumpf der Betriebsmittelquelle 16 sich über beide Gehäuseteile erstreckt. Eine derartige Ausführung ist in schematisch ganz stark vereinfachter Darstellung in der Figur 2 wiedergegeben, wobei lediglich die beiden Gehäuseteile 5.2 für das Anfahrelement und 5.3 für die Drehzahl- /Drehmomentwandlungseinheiten 3, welche zum Gehäuse 5 zusammengefügt sind, erkennbar sind. Ferner ist der Betriebsmittelspiegel 17 wiedergegeben. In diesem Fall ist die theoretische Dreh- bzw. Kippachse A_κ in axialer Richtung betrachtet mit Abstand zum Anfahrelement angeordnet.

In Figur 1 b ist eine mögliche erste Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Füllkanalsystems 14 wiedergegeben. Daraus ist ersichtlich, daß für dieses im wesentlichen ein symmetrischer Aufbau angestrebt wird. Das Füllkanalsystem 14 umfasst mindestens eine Verbindungsleitung 18, die sich in zwei Verbindungsteilleitungen 19 und 20 aufteilt, wobei diese Verbindungsteilleitungen

19 und 20 über Füllkanalteilleitungen 21.1 bis 21.3 und 22.1 bis 22.3 mit dem zentralen Füllkanal 15 gekoppelt sind. Die Kopplung zwischen den Verbindungsteilleitungen 19 und 20 erfolgt somit nicht direkt mit der zentralen Füllkanalleitung 15, sondern über die Füllkanalteilleitungen. Der zentrale Füllkanal 15, der mit dem torusförmigen Arbeitsraum 8 gekoppelt ist, ist hier in vorteilhafter

Weise ringförmig ausgeführt, d.h. dieser verläuft in Umfangsrichtung um die theoretische Rotationsachse R des Anfahrelementes 2. Zur gleichmäßigen raschen Befullung wird beidseitig in Umfangsrichtung das Betriebsmittel aus der Verbindungsleitung 18 und aus dieser hervorgehenden Verbindungsteilleitungen 19 und 20, die sich in Umfangsrichtung teilweise um den zentralen Füllkanal 15 erstrecken, geführt. Die Mündung 23 bzw. 24 der Verbindungsteilleitungen 19 und

20 in die Füllkanalteilleitungen 21.1 bis 21.3 bzw. 22.1 bis 22.3 unterliegt den bereits ausgeführten geometrischen Betrachtungen, d.h. in Abhängigkeit des theoretischen Abstandes der Mündungsebene von der parallel zu dieser ausgerichteten und durch die theoretische Dreh- bzw. Kippachse A_κ beschreibbaren Ebene. In Abhängigkeit von einem maximal möglichen Gefälle, bei welcher eine selbsttätige Befullung des torusförmigen Arbeitsraumes 8 sicher vermieden werden soll, beträgt die Höhe H für die Anordnung der Mündung 23 bzw. 24 gegenüber der Ebene, die bei Nullage des Betriebsmittelspiegels 17 durch diesen charakterisiert ist, wenigstens ein Hundertstel der Steigung in Prozent mal dem Abstand L. Dies bedeutet, daß die Mündungen 23 und 24 in dieser Höhe oder oberhalb dieser angeordnet sind.

Zur raschen und gleichmäßigen Befullung sind die Füllkanalleitungen 21.1 bis 21.3 bzw. 22.1 bis 22.3 derart angeordnet, daß deren Mündungen in den zentralen

Füllkanal 15, die hier mit 25.1 bis 25.3 und 26.1 bis 26.3 bezeichnet sind, vorzugsweise im wesentlichen im gleichen Abstand zueinander in Umfangsrichtung am zentralen Füllkanal 15 angeordnet sind. Die Anzahl der Füllkanalteilleitungen ist nicht auf die hier dargestellte Anzahl beschränkt. Entsprechend den konkreten Einsatzerfordernissen, insbesondere in Abhängigkeit der Größe des hydrodynamischen Bauelementes in Form der hydrodynamischen Kupplung 3, kann diese auch erhöht oder verringert werden. Die in der Figur 1 b dargestellte Ausführung eines Schnittes A-A gemäß Figur 1a stellt dabei eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Füllkanalsystems 14 dar. Diese ist durch eine vollkommen symmetrische Anordnung charakterisiert. Der zentrale Füllkanal

15 ist dabei in einer Ebene senkrecht zur axialen Schnittebene angeordnet, ebenfalls auch die Füllkanalteilleitungen 21.1 bis 21.3 und 22.1 bis 22.3. Die Verbindungsleitung 18 und die Verbindungsteilleitungen 19 und 20 sind hier durch eine zumindest teilweise Ausrichtung in axialer Richtung charakterisiert.

Gegenüber der in der Figur 1a dargestellten Ausführung verdeutlicht die Figur 3 lediglich noch einmal eine Ausführung eines Füllkanalsystems 14.3, welches die Minimalanforderungen verwirklicht, wobei dieses lediglich eine Verbindungsleitung 18 aufweist, die in wenigstens eine, hier jedoch dargestellt zwei, Füllkanalteilleitungen 21.13 und 21.33 münden. Die Mündung ist hier mit 23.3 bezeichnet. Auch hier wird ersichtlich, daß die Mündung 23.3 oberhalb des Abstandes H, der sich aus dem Produkt aus einem Hundertstel der maximal möglichen Steigung und dem theoretischen Abstand zwischen der Mündung 23.3 und der Ebene, die durch die theoretische Dreh- bzw. Kippachse A und eine Senkrechte zu dieser beschreibbar ist, charakterisiert wird. Die Figur 4 verdeutlicht in schematisch vereinfachter Darstellung eine mögliche Abwandlung des erfindungsgemäßen Füllkanalsystems 14, bei welcher der zentrale Füllkanal 15.4 nicht ringförmig, d.h. in Umfangsrichtung geschlossen, ausgeführt ist, sondern sich lediglich nur teilweise in Umfangsrichtung erstreckt. Die konkrete Ausgestaltung liegt dabei im Ermessen des zuständigen Fachmannes.

Bezugszeichenliste

1 Getriebebaueinheit 2 Anfahrelement

3 hydrodynamische Kupplung

4 Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung

5 Gehäuse

5.2, 5.3 Gehäuseteil

6 Pumpenrad

7 Turbinenrad

8 torusförmiger Arbeitsraum

9 Betriebsmittelversorgungssystem des Anfahrelementes

10 Versorgungssystem für Schmiermittel und Steuermittel

11 Schmiermittel- und Steuermittelsumpf

12 Schmiermittel- und Steuermittelquelle

13 Betriebsmittelquelle

14 Füllkanalsystem

15 Füllkanal

16 gemeinsame, von Anfahrelement und Drehzahl-/ Drehmomentwandlungseinrichtung genutzte Betriebsmittelquelle

17 Betriebsmittelspiegel

18 Verbindungsleitung

19 Verbindungsteilleitung

20 Verbindungsteilleitung

21.' I bis 21.3 Füllkanalteilleitung

22.1 bis 22.3 Füllkanalteilleitung

23 Mündung

24 Mündung

25.1 bis 25.3 Mündung der Füllkanalteilleitungen in den zentralen Füllkanal 26.1 bis 26.3 Mündung der Füllkanalteilleitungen in den zentralen Füllkanal

27 Mündung

A_κ theoretische Dreh- bzw. Kippachse

H Abstand zwischen der durch den Betriebsmittelspiegel in Nullage sich einstellenden Betriebsmittelspiegel beschreibenden Ebene und der Mündung zwischen Verbindungsleitung und Fülleitung L Abstand der Mündung zwischen Fülleitung und

Verbindungsleitung in axialer Richtung von der senkrecht zum Axialschnitt ausgerichteten und durch die Lage der theoretischen Dreh- bzw. Kippachse AK beschreibbaren Ebene

Claims

Patentansprüche

1. Betriebsmittelversorgungssystem (9) für Anfahrelemente in Fahrzeugen

(22) in Form / hydrodynamischer Komponenten (3), umfassend mindestens ein Pumpenrad (6) und ein Turbinenrad (7), die miteinander einen torusförmigen Arbeitsraum (8) bilden, in Getriebebaueinheiten (1 ) mit einer, dem Anfahrelement (2) nachgeschalteten,

Drehzahl/Drehmomentwandlungseinrichtung (4), wobei Anfahrelement und Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung von einem Gehäuse (5) umschlossen sind und eine der Drehzahl-

/Drehmomentenwandlungseinrichtung (4) zugeordnete Schmier- und/oder Steuermittelversorgungsein heit (10, 11 ) 1.1. mit mindestens einer Betriebsmittelquelle (13), welche über ein

Füllkanalsystem (14), umfassend wenigstens einen Füllkanal (15), der mit dem torusförmigen Arbeitsraum (8) gekoppelt ist; gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

1.2 die Betriebsmittelversorgungsquelle (13, 16) des Betriebsmittelversorgungssystems (9) des Anfahrelementes (2) wird von der Steuer- und/oder Schmiermittelversorgungsquelle (10, 11 ) der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung (4) gebildet, wobei der

Betriebsmittelsumpf durch einen Betriebsmittelspiegel (17) bestimmter Höhe charakterisiert ist;

1.3 die Mündung (27) der Verbindung zwischen Betriebsmittelsumpf und Füllkanal (15) ist in Abhängigkeit des maximal zulässigen Gefälles, bei welcher eine Befullung sicher ausgeschlossen werden soll, in einem

Abstand (H) in vertikaler Richtung oberhalb einer den Betriebsmittelspiegel (17) in der Nulllage charakterisierenden Ebene von größer oder gleich dem Produkt aus einem Hundertstel der gewünschten maximal zulässigen Steigung in Prozent und dem Abstand zwischen der Mündung (27) zwischen Füllkanal (15) und Verbindungsleitung (18) mit der Betriebsmittelquelle (16) sowie der theoretischen Dreh- bzw. Kippachse des Betriebsmittelspiegels (17) angeordnet.

2. Betriebsmittelversorgungssystem (9) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsmittelsumpf sich in axialer Richtung über die axiale Erstreckung von Anfahrelement (2) und Drehzahl- /Drehmomentwandlungseinrichtung (4) erstreckt.

3. Betriebsmittelversorgungssystem (9) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsmittelsumpf der Betriebsmittelquelle (16) sich in axialer Richtung lediglich in einem Bereich erstreckt, welcher durch die axiale Erstreckung der Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung (4) charakterisiert ist.

4. Betriebsmittelversorgungssystem (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsmittelsumpf der Betriebsmittelquelle (16) außerhalb des das Anfahrelement (2) und die Drehzahl-/Drehmomentwandlungseinrichtung umschließenden Gehäuses (5) des Betriebsmittelversorgungssystems angeordnet ist.

5. Betriebsmittel Versorgungssystem (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsmittelsumpf der Betriebsmittelquelle (16) im Gehäuse (5) angeordnet ist.

6. Betriebsmittelversorgungssystem (9) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5) in axialer Richtung mehrteilig ausgeführt ist, umfassend wenigstens einen ersten Gehäuseteil (5.1 ), welcher das Anfahrelement (2) in Umfangsrichtung umschließt, und einen zweiten Gehäuseteil (5.2), der die Drehzahl- /Drehmomentwandlungseinrichtung (4) in Umfangsrichtung umschließt.

7. Betriebsmittelversorgungssystem (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

7.1 das Füllkanalsystem (14) des Anfahrelementes (2) umfasst einen, mit dem torusförmigen Arbeitsraum (8) gekoppelten zentralen Füllkanal (15); 7.2 der zentrale Füllkanal (15) ist über wenigstens eine Verbindungsleitung (18) mit der Betriebsmittelquelle (16) verbunden.

8. Betriebsmittelversorgungssystem (9) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung (18) mit einer Mehrzahl von Füllkanalteilleitungen (21.1 - 21.3; 22.1 - 22.3) des zentralen Füllkanals

(15) verbunden ist.

9. Betriebsmittelversorgungssystem (9) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mündungen (25.1 - 25.3; 26.1 - 26.3) der einzelnen Füllkanalteilleitungen (21.1 - 21.3; 22.1 - 22.3) im gleichen

Abstand zueinander am Füllkanal (15) angeordnet sind.

10. Betriebsmittelversorgungssystem (9) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung (18) von zwei miteinander verbundenen Verbindungsteilleitungen (14, 20) gebildet wird, die sich beidseitig in Umfangsrichtung um einen Teilbereich des zentralen Füllkanals (15) erstrecken.

11. Betriebsmittelversorgungssystem (9) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale Füllkanal (15) als Ringkanal ausgeführt ist, der in Umfangsrichtung um die theoretische Rotationsachse R des Anfahrelementes (2) angeordnet ist.

12. Betriebsmittelversorgungssystem (9) nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale Füllkanal (15) und die

Füllkanalteilleitungen (21.1 - 21.3, 22.1 - 22.3) in einer Ebene, welche senkrecht zur Axialschnittebene des Betriebsmittelversorgungssystems (9) ausgerichtet ist, angeordnet sind.

13. Betriebsmittelversorgungssystem (9) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene in vertikaler Richtung ausgebildet ist.

14. Betriebsmittelversorgungssystem (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Füllkanalsystem (15) sich in axialer Richtung nicht oder nur geringfügig über die axiale Erstreckung des Anfahrelementes (2) erstreckt.

15. Getriebebaueinheit (1 )

15.1 mit einem Anfahrelement (2) und diesem nachgeschalteten Drehzahl- /Drehmomentwandlungseinrichtungen (4); 15.2 mit einem Betriebsmittelversorgungssystem (9) für das Anfahrelement (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14.

16. Getriebebaueinheit (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Anfahrelement (2) als hydrodynamische Kupplung (3), umfassend ein Primärschaufelrad (6) und ein Sekundärschaufelrad (7), die miteinander einen torusförmigen Arbeitsraum (8) bilden.