DREHMOMENTWANDLER MIT EINER EINWEGKUPPLUNG FUR DIE TURBINE

GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft Verbesserungen an einer Vorrichtung zur Kraftübertragung zwischen einer rotatorischen Antriebseinheit (zum Beispiel dem Motor eines Motorfahrzeugs) und einer rotatorisch angetriebenen Einheit (zum Beispiel dem Automatikgetriebe in dem Motorfahrzeug). Insbesondere betrifft die Erfindung eine Einwegkupplung für eine Turbine in einem Drehmomentwandler. Die Kupplung ermöglicht der Turbine die übertragung eines Drehmoments an eine Nabe des Drehmomentwandlers während des Antriebsmodus und die Trennung der Turbine von der Nabe während eines Leerlaufmodus. Der Drehmomentwandler gemäß der vorliegenden Erfindung kann in Hybridfahrzeugen verwendet werden, um die Turbine des Drehmomentwandlers während des Regenerierungsmodus (Rückgewinnungsmodus) von einer Antriebswelle zu trennen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Bestimmte Betriebsbedingungen können dazu führen, dass sich die Abtriebsnabe eines Drehmomentwandlers in einem Fahrzeug schneller dreht als die Turbine des Drehmomentwandlers. Zum Beispiel dreht sich die Nabe im Leerlaufmodus, im Motorbremsmodus und im Regenerierungsmodus in einem Hybridfahrzeug schneller als die Turbine. Die Nabe und die Turbine sind in Drehrichtung miteinander verbunden, und die Nabe versetzt die Turbine in Drehung, wodurch der Drehmomentwandler bedauerlicherweise in einen Betriebszustand versetzt wird, der als „Umkehrmodus" bezeichnet werden kann. Im Leerlaufmodus, im Motorbremsmodus oder im Regenerierungsmodus befindet sich die Antriebseinheit des Fahrzeugs normalerweise im Leerlauf oder ist sogar ausgeschaltet, sodass die Antriebseinheit der Pumpe ein Nenndrehmoment zuführt. Die Drehung der Turbine kehrt das typische Strömungsverhalten der Flüssigkeit im Drehmomentwandler um, und die Turbine „pumpt" die Flüssigkeit zur Pumpe. Dieser Betriebszustand ist unerwünscht, da durch die Drehung der Turbine das öl in der Turbine erhitzt wird, was zu übermäßigen Wärmeverlusten und in manchen Fällen sogar zur Beschädigung des Drehmomentwandlers führt.

Ferner ist es in bestimmten Betriebszuständen, zum Beispiel im Regenerierungsmodus in einem Hybridfahrzeug, erwünscht, wenn nicht sogar erforderlich, die Drehung des Verbrennungsmotors zu verhindern. Obwohl der oben erwähnte „Umkehrmodus" nicht effizient ist, kann durch die Drehung der Turbine leider ein bestimmtes Drehmoment zur Pumpe und anschließend zum Verbrennungsmotor übertragen werden. Bekannt ist die Verwendung von Kupplungen oder Zahnradanordnungen im Getriebe, um die Antriebswelle vom Drehmoment des Regenerierungsmodus zu trennen, jedoch werden durch solche Maßnahmen die Kosten und die Komplexität des Getriebes erhöht.

In manchen Fällen ist eine direkte „Umkehrverbindung" zwischen dem Getriebe und der Antriebseinheit des Fahrzeugs wünschenswert. Zum Beispiel wird das Getriebe in einem Motorbremsmodus mit dem Motor verbunden, um die Trägheit des Motor zum Abbremsen des Getriebes und der mit dem Getriebe verbundenen Räder zu nutzen. Bei einem typischen Drehmomentwandler würde die obige Verbindung durch den oben erwähnten „Umkehrmodus" mit den damit verbundenen Nachteilen wie beispielsweise übermäßigen Wärmeverlusten bewirkt.

Somit besteht seit langem ein Bedarf an einem Mittel zur Steuerung der Verbindung zwischen der Drehbewegung einer Turbine und einer Abtriebsnabe in einem Drehmomentwandler. Insbesondere besteht seit langem ein Bedarf an einem Mittel, mit dem eine Antriebswelle eines Getriebes in einem Drehmomentwandler in die Lage versetzt wird, ein Drehmoment in Abtriebsrichtung vom Drehmomentwandler aufzunehmen, ohne dass sich die Turbine im Drehmomentwandler dreht, oder an einem Mittel zur Trennung der Drehbewegungen einer Turbine und einer Nabe in einem Drehmomentwandler, wenn sich die Nabe schneller dreht als die Turbine.

KURZZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung umfasst im Allgemeinen einen Drehmomentwandler in einem Fahrzeug, der eine Turbine und eine Einwegkupplung beinhaltet. Die Kupplung ist in Drehrichtung mit der Turbine und einer Abtriebsnabe des Drehmomentwandlers verbunden. Die Abtriebsnabe ist so angeordnet, dass sie direkt mit der Drehbewegung einer Antriebswelle eines Getriebes in einem Fahrzeug verbunden ist, und die Turbine und die Antriebswelle sind so angeordnet, dass sie sich in einer ersten Drehrichtung mit derselben Drehzahl drehen. Die Einwegkupplung ist so angeordnet, dass sie die Drehbewegung der Nabe und der Turbine voneinander trennt, wenn die Nabe ein Drehmoment von der Welle aufnimmt. Das Fahrzeug wird in einem Modus betrieben, der aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus einem Leerlaufmodus, einem Motorbremsmodus und einem Regenerierungsmodus besteht, um das Drehmoment zu erzeugen. Gemäß einigen Aspekten sind die Turbine und die Nabe so angeordnet, dass sie sich nur in einer einzigen Richtung drehen, oder als Einwegkupplung wird eine erste Klinkeneinwegkupplung verwendet.

Gemäß einigen Aspekten beinhaltet das Fahrzeug eine Antriebseinheit, und der Drehmomentwandler beinhaltet einen mit der Antriebseinheit verbundenen Deckel, und eine Kupplung des Drehmomentwandlers ist so angeordnet, dass sie in Drehrichtung mit dem Deckel und der Turbine verbunden ist. Gemäß einigen Aspekten dient als Einwegkupplung eine Klinkeneinwegkupplung, die ein erstes in radialer Richtung angeordnetes Segment, das in Drehrichtung mit der Nabe verbunden ist, und ein zweites in radialer Richtung angeordnetes Segment umfasst, das mit der Turbine verbunden ist,

- A - wobei das erste und das zweite Element so angeordnet sind, dass sie ineinander einrasten.

Gemäß einigen Aspekten umfasst das Fahrzeug ferner eine Antriebseinheit, die mit einem Deckel des Drehmomentwandlers verbunden ist, und der Drehmomentwandler beinhaltet eine Drehmomentwandlerkupplung, die so angeordnet ist, dass sie den Deckel und die Einwegkupplung in Drehrichtung miteinander verbindet. Gemäß einigen Aspekten dient als Einwegkupplung eine Klinkeneinwegkupplung, die ein erstes in radialer Richtung angeordnetes Segment, das in radialer Richtung mit der Drehmomentwandlerkupplung verbunden ist, und ein zweites in radialer Richtung angeordnetes Segment umfasst, das in radialer Richtung mit der Turbine verbunden ist, wobei das erste und das zweite Segment so angeordnet sind, dass sie ineinander einrasten. Gemäß einigen Aspekten beinhaltet das erste in radialer Richtung angeordnete Segment mindestens ein Aufnahmeelement, das zu der Gruppe gehört, die aus mindestens einer öffnung und mindestens einer Vertiefung besteht, das zweite in radialer Richtung angeordnete Segment beinhaltet mindestens einen Vorsprung, und das mindestens eine Aufnahmeelement und der mindestens eine Vorsprung sind so angeordnet, dass sie ineinander einrasten. Gemäß einigen Aspekten beinhaltet das zweite in radialer Richtung angeordnete Segment mindestens ein Aufnahmeelement, das zu der Gruppe gehört, die aus mindestens einer öffnung und mindestens einer Vertiefung besteht, das erste in radialer Richtung angeordnete Segment beinhaltet mindestens einen Vorsprung, und das mindestens eine Aufnahmeelement und der mindestens eine Vorsprung sind so angeordnet, dass sie ineinander einrasten.

Gemäß einigen Aspekten umfasst das Fahrzeug ferner eine Antriebseinheit, die ein Drehmoment auf die Welle überträgt. Die Drehmomentwandlerkupplung ist so angeordnet, dass sie das Drehmoment zu der mit dem Deckel verbundenen Antriebseinheit überträgt, um die mit dem Deckel verbundene Antriebseinheit zu starten.

Gemäß einigen Aspekten beinhaltet der Drehmomentwandler ein Dämpfungselement, das in Drehrichtung mit der Drehmomentwandlerkupplung verbunden ist. Gemäß einigen Aspekten ist das Dämpfungselement in Drehrichtung mit der Turbine, der Einwegkupplung oder der Nabe verbunden. Die mit dem Deckel verbundene Antriebseinheit ist so angeordnet, dass sie ein bestimmtes Drehmoment erzeugt, die Turbine ist so angeordnet,

dass sie das Drehmoment verstärkt, und die Einwegkupplung ist so ausgelegt, dass sie mit dem verstärkten Drehmoment betrieben werden kann.

Die vorliegende Erfindung umfasst im Allgemeinen auch einen Drehmomentwandler in einem Fahrzeug mit einer Turbine, einer in Drehrichtung mit der Turbine und einer Abtriebsnabe verbundenen Klinkeneinwegkupplung, einer Drehmomentwandlerkupplung und einem in Drehrichtung mit der Drehmomentwandlerkupplung verbundenen Dämpfungselement. Die Abtriebsnabe ist so angeordnet, dass sie in Drehrichtung direkt mit einer Antriebswelle eines Getriebes in einem Fahrzeug verbunden ist, und die Turbine und die Antriebswelle sind so angeordnet, dass sie sich in einer ersten Drehrichtung mit derselben Drehzahl drehen. Das Dämpfungselement ist in Drehrichtung mit der Einwegkupplung und der Abtriebsnabe verbunden, und die Einwegkupplung ist so angeordnet, dass sie die Turbine in Drehrichtung von der Nabe trennt, wenn die Nabe ein Drehmoment von der Antriebswelle des Getriebes aufnimmt. Die Einwegkupplung ist so angeordnet, dass sie die Turbine in Drehrichtung von der Nabe trennt, wenn sich die Nabe mit einer höheren Drehzahl dreht als die Turbine.

Ferner umfasst die vorliegende Erfindung im Allgemeinen einen Drehmomentwandler in einem Fahrzeug mit einer Turbine, einer in Drehrichtung mit der Turbine und einer Abtriebsnabe des Drehmomentwandlers verbundenen Klinkeneinwegkupplung, einer Drehmomentwandlerkupplung und einem Dämpfungselement, das in Drehrichtung mit der Drehmomentwandlerkupplung und der Turbine verbunden ist. Die Abtriebsnabe ist so angeordnet, dass sie in Drehrichtung direkt mit einer Antriebswelle eines Getriebes in einem Fahrzeug verbunden ist, und die Turbine und die Antriebswelle sind so angeordnet, dass sie sich in einer ersten Drehrichtung mit derselben Drehzahl drehen. Die Einwegkupplung ist so angeordnet, dass sie die Turbine in Drehrichtung von der Nabe trennt, wenn sich die Nabe mit einer höheren Drehzahl dreht als die Turbine. Das Fahrzeug beinhaltet eine Antriebseinheit, die Antriebseinheit ist so angeordnet, dass sie ein Drehmoment erzeugt, die Turbine ist so angeordnet, dass sie das Drehmoment verstärkt, und die Einwegkupplung ist so ausgelegt, dass sie mit dem verstärkten Drehmoment betrieben werden kann.

- Q -

Eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Mittel zur Steuerung der Verbindung zwischen einer Turbine und einer Abtriebsnabe in einem Drehmomentwandler in Drehrichtung bereitzustellen.

Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Mittel bereitzustellen, mit dem eine Antriebswelle des Getriebes in einem Drehmomentwandler in die Lage versetzt wird, ein Drehmoment in Abtriebsrichtung vom Drehmomentwandler aufzunehmen, ohne dass sich die Turbine im Drehmomentwandler dreht.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Mittel zur Trennung der Drehbewegungen einer Turbine und einer Nabe in einem Drehmomentwandler bereitzustellen, wenn sich die Nabe schneller dreht als die Turbine.

Diese sowie weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsarten der Erfindung und aus den beiliegenden Zeichnungen und Ansprüchen verständlich.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Im Folgenden werden das Wesen und die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung im Rahmen der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Figuren ausführlicher beschrieben, wobei:

Fig. 1 eine Teilquerschnittsansicht eines Drehmomentwandlers gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Einwegkupplung einer Turbine und einem mit der Einwegkupplung verbundenen Dämpfungselement ist;

Fig. 2 eine Teilquerschnittsansicht von Kupplungsscheiben entlang der Schnittlinie 2-2 in Fig. 1 ist; und

Fig. 3 eine Teilquerschnittsansicht eines Drehmomentwandlers gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Einwegkupplung einer Turbine und einem mit der Turbine verbundenen Dämpfungselement ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Von vornherein sollte klar sein, dass gleiche Bezugsnummern in verschiedenen Zeichnungsansichten identische oder funktionell ähnliche Strukturelemente der Erfindung bezeichnen. Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezug auf die gegenwärtig als bevorzugt angesehenen Aspekte beschrieben wird, sollte klar sein, dass die beanspruchte Erfindung nicht auf die dargelegten Aspekte beschränkt ist.

Außerdem ist klar, dass die vorliegende Erfindung nicht auf bestimmte beschriebene Verfahren, Materialien und Modifikationen beschränkt ist und insofern natürlich variieren kann. Femer ist klar, dass die hier gebrauchten Begriffe nur zur Beschreibung bestimmter Aspekte dienen und nicht als Einschränkung des Geltungsbereichs der vorliegenden Erfindung zu verstehen sind, der nur durch die angehängten Ansprüche eingeschränkt wird.

Sofern nicht anderweitig definiert, haben alle hier gebrauchten technischen und wissenschaftlichen Begriffe dieselbe Bedeutung, wie sie einem Fachmann geläufig ist, an den sich diese Erfindung richtet. Obwohl zum Durchführen oder Testen der Erfindung beliebige Verfahren, Einrichtungen oder Materialien verwendet werden können, die den hier beschriebenen ähnlich oder gleichwertig sind, werden im Folgenden die bevorzugten Verfahren, Einrichtungen und Materialien beschrieben.

Im Allgemeinen dient eine Einwegkupplung gemäß der vorliegenden Erfindung dazu, die übertragung der Drehbewegung einer Turbine in einem Drehmomentwandler auf eine Abtriebsnabe des Drehmomentwandlers zu steuern. Insbesondere dient die Einwegkupplung dazu, unter bestimmten Betriebsbedingungen die Turbine in Drehrichtung von der Nabe zu trennen. Zum Beispiel trennt die Einwegkupplung die Turbine in Drehrichtung von der Nabe, wenn die Nabe von der Antriebswelle ein Drehmoment aufnimmt, anstatt ein Drehmoment zur Antriebswelle zu übertragen, oder wenn sich die Nabe schneller dreht als die Turbine. Unter „normalen" Betriebsbedingungen, zum Beispiel im Drehmomentwandlungsmodus oder im Blockiermodus dient die Kupplung dazu, die Drehbewegung der Turbine und der Nabe voneinander zu trennen.

Fig. 1 ist eine Teilquerschnittsansicht des Drehmomentwandlers 100 gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Einwegkupplung 102 für eine Turbine und einem Dämpfungselement, das in Drehrichtung mit der Einwegkupplung 102 verbunden oder an dieser befestigt ist. Unter in Drehrichtung verbunden oder befestigt ist zu verstehen, dass das Dämpfungselement und die Kupplung so miteinander verbunden sind, dass sich die beiden Komponenten gemeinsam drehen, das heißt, dass die beiden Komponenten bezüglich der Drehbewegung fest miteinander verbunden sind. Bei zwei in Drehrichtung miteinander verbundenen Komponenten ist eine relative Bewegung in andere Richtungen nicht zwingend ausgeschlossen. Zum Beispiel können sich zwei in Drehrichtung miteinander verbundene Komponenten mittels einer Keilverbindung in axialer Richtung gegeneinander bewegen. Es sollte jedoch klar sein, dass eine Verbindung in Drehrichtung nicht notwendigerweise bedeutet, dass eine Bewegung in anderen Richtungen möglich ist. Zum Beispiel können zwei in Drehrichtung miteinander verbundene Komponenten auch in axialer Richtung aneinander befestigt sein. Die vorhergehende Erläuterung der Verbindung in Drehrichtung ist auf die folgenden Erläuterungen anwendbar. Sofern nicht anders angegeben, bezieht sich eine Verbindung in den folgenden Erläuterungen auf eine Verbindung in Drehrichtung.

Eine Kupplung 102 ist im Drehmomentwandler 100 angeordnet. Der Drehmomentwandler ist in ein (nicht gezeigtes) Fahrzeug eingebaut. Der Drehmomentwandler 100 beinhaltet eine Turbine 104 mit einem Turbinengehäuse 106 und einer Abtriebsnabe 108, die in Drehrichtung mit einer (nicht gezeigten) Antriebsnabe des Getriebes verbunden sind. Gemäß einigen Aspekten ist die Nabe 108 direkt mit der Antriebswelle verbunden, das heißt, zwischen der Nabe und der Welle gibt es keine Zwischenkomponenten. Die Einwegkupplung 102 ist so angeordnet, dass sie die Verbindung der Turbine 104 und der Abtriebsnabe 108 in Drehrichtung steuert. Zum Beispiel ist die Einwegkupplung 102 so angeordnet, dass sie die Nabe 108 und die Turbine 104 in Drehrichtung voneinander trennt, wenn die Nabe ein Drehmoment von der Antriebswelle aufnimmt. Die Nabe nimmt ein Drehmoment von der Welle auf, wenn sich ein Fahrzeug mit dem eingebauten Drehmomentwandler 100 in einem der im Folgenden erörterten Betriebszustände befindet, welche den Leerlauf, das Motorbremsen und die Regenerierung beinhalteten, jedoch nicht darauf beschränkt sind. Wenn die Kupplung 102 die Turbine 104 mit der Nabe 108 in Drehrichtung verbindet, drehen sich die Turbine 104 und die mit der Antriebswelle verbundene Nabe mit derselben Drehzahl. Das heißt, dazwischen gibt es keine weiteren

Komponenten, welche die von der Turbine zur Welle übertragene Drehzahl wesentlich ändern. Die Turbine 104 und die Nabe 108 sind so angeordnet, dass sie sich nur in einer einzigen Richtung drehen, zum Beispiel in der Drehrichtung eines (nicht gezeigten) Motors oder einer Antriebseinheit im Fahrzeug.

Die Rastanordnung in der Kupplung 102 kann durch ein beliebiges in der Technik bekanntes Mittel gebildet werden. Gemäß einigen Aspekten dient darüber hinaus als Kupplung 102 eine Klinkeneinwegkupplung, die zumindest Teile eines in axialer Richtung ein- und auskuppelnden Einwegkupplungsmechanismus beinhaltet, wie sie in der an denselben Anmelder abgetretenen US-Patentanmeldung Nr. 11/480 815 mit dem Titel „Stator Having an Axially Engaging and Disengaging One-Way Clutch Mechanism for a Torque Converter" von Brees et al., eingereicht am 3. Juli 2006, beschrieben wird.

Der Drehmomentwandler 100 beinhaltet auch eine Drehmomentwandlerkupplung 110, ein Dämpfungselement 112 und einen Deckel 114. Die Kupplung 110, das Element 112 und der Deckel 114 können von einem beliebigen in der Technik bekannten Typ sein. Der Motor oder die Antriebseinheit des Fahrzeugs ist mit dem Deckel 114 verbunden und überträgt ein Drehmoment zum Drehmomentwandler 100. Die Kupplung 102 beinhaltet in radialer Richtung angeordnete Segmente 116 und 118 oder Scheiben 116 und 118. Der Begriff „in radialer Richtung angeordnetes Segment" bezieht sich auf eine Komponente in der Kupplung, die zumindest Teile aufweist, die im Wesentlichen scheibenförmig ausgebildet und im Wesentlichen rechtwinklig zur Längsachse 119 ausgerichtet sind. Im Folgenden werden die Begriffe „in radialer Richtung angeordnete Segment" und „Scheibe" austauschbar gebraucht. Ein elastisch verformbares Element drückt die Scheibe 118 in Richtung 121. Die Scheibe 116 ist in Drehrichtung mit dem Turbinengehäuse 106 verbunden. Die Scheibe 118 ist in Drehrichtung mit der Nabe 108 verriegelt, das heißt, die Scheibe 118 ist in Drehrichtung direkt oder indirekt so mit der Nabe verbunden, dass sich die Scheibe 118 und die Nabe gemeinsam drehen.

Gemäß einigen Aspekten führt die Kupplung 110 die Funktion einer typischen Drehmomentwandlerkupplung oder einer Arretierungskupplung aus. Das heißt, wenn der Druck in der Kammer 122 größer als der Druck in der Kammer 124 ist, kuppelt die Kupplung 110 mit dem Deckel 114 ein und überträgt ein Drehmoment vom Deckel zum Dämpfungselement. Wenn der Druck in der Kammer 124 größer als der Druck in der

Kammer 122 ist, wird die Kupplung 110 vom Deckel 114 getrennt. Die Kupplung 110 ist in Drehrichtung mit dem Dämpfungselement verbunden. Die Kupplung 110 und das Dämpfungselement 112 können durch ein beliebiges in der Technik bekanntes Mittel in Drehrichtung miteinander verbunden werden, einschließlich (nicht gezeigter) axialer Zungen, die von der Kupplung in das Dämpfungselement ragen und sich mit elastisch verformbaren Komponenten 126 verbinden. Die Komponenten 126 können von einem beliebigen in der Technik bekannten Typ sein, zum Beispiel Federn.

Das Element 112 ist in Drehrichtung mit der Kupplung 102 und der Nabe 108 verbunden. Insbesondere drehen sich das Element, die Kupplung und die Nabe aufgrund der festen Verbindung der drei Komponenten in Drehrichtung mit derselben Drehzahl. Das Element 112 ist durch ein beliebiges in der Technik bekanntes Mittel mit der Nabe verbunden, darunter, aber nicht darauf beschränkt, durch eine Schweißnaht 128. Das Element ist durch ein beliebiges in der Technik bekanntes Mittel mit der Kupplung 102 verbunden. Gemäß einigen Aspekten beinhaltet die Scheibe 118 axiale Zungen 130, die in öffnungen 132 in der Scheibe 134 des Elements 112 angebracht sind. Somit überträgt die Kupplung 110 ein Drehmoment durch das Element 112 zur Kupplung 102 und zur Nabe 108. Durch die Anordnung der Zungen 130 und der öffnungen 132 wird eine axiale Bewegung der Scheibe 118 gegenüber der Scheibe 116 ermöglicht.

Gemäß einigen (nicht gezeigten) Aspekten sind die Scheiben 116 und 118 jeweils getrennt gebildet und durch ein in der Technik bekanntes Mittel mit dem Gehäuse 106 bzw. der Scheibe 134 verbunden. Gemäß einigen Aspekten sind die Scheiben 116 und 118 als integraler Bestandteil des Gehäuses 106 bzw. der Scheibe 134 gebildet. Zum Beispiel sind die Scheibe 116 und das Gehäuse 106 in einem Stück gebildet. Gemäß einigen Aspekten sind die Scheiben 116 und 118 mit komplementären Aufnahmeelementen wie beispielsweise öffnungen oder Vertiefungen und Vorsprüngen gebildet, die so angeordnet sind, dass sie ineinander einrasten. Zum Beispiel beinhaltet die Scheibe 116 öffnungen 136, und die Scheibe 118 beinhaltet keilförmige Nasen 138. Es sollte klar sein, dass diese Anordnung umkehrbar ist. Zum Beispiel kann die Scheibe 116 Vorsprünge und die Scheibe 118 Aufnahmeelemente beinhalten. Gemäß einigen (nicht gezeigten) Aspekten ist zwischen den Scheiben 116 und 118 in axialer Richtung eine Zwischenscheibe angeordnet, wie sie in der an denselben Anmelder abgetretenen US-Patentanmeldung Nr. 11/480 815 mit dem Titel „Stator Having an Axially Engaging and

Disengaging One-Way Clutch Mechanism for a Torque Converter" von Brees et al., eingereicht am 3. Juli 1006, gezeigt wird, um das Einrasten der Vorsprünge in die Aufnahmeelemente während des Freilaufmodus zu verhindern.

Fig. 2 ist eine Teilquerschnittsansicht von Kupplungsscheiben entlang der Schnittlinie 2-2 in Fig. 1. Die folgende Beschreibung ist in Verbindung mit den Figuren 1 und 2 zu sehen. Die mit der Verbindung einer Nabe wie beispielsweise der Nabe 108 und einer Turbine wie beispielsweise der Turbine 104 in Drehrichtung verbundenen Probleme, wenn die Nabe ein Drehmoment von einer in Abtriebsrichtung nach dem Drehmomentwandler gelegenen Quelle aufnimmt, wurden oben erörtert. Wie oben erwähnt, ist die Kupplung 102 so angeordnet, dass sie die Nabe 108 und die Turbine 104 in Drehrichtung voneinander trennt, wenn die Nabe ein Drehmoment von der Antriebswelle aufnimmt, zum Beispiel im Leerlauf-, Motorbrems- oder Regenerierungsmodus. Mit anderen Worten, die Kupplung 102 ist so angeordnet, dass sie die Nabe und die Turbine voneinander trennt, wenn sich die Nabe schneller dreht als die Turbine. Wenn sich das Fahrzeug im Leerlauf-, Motorbrems- oder Regenerierungsmodus befindet, befindet sich der Motor normalerweise im Leerlauf oder ist abgeschaltet. Deshalb wird nur ein kleines oder gar kein Drehmoment über den Deckel 114 zur Pumpe 140 übertragen, und die Turbine 104 dreht sich nur langsam oder überhaupt nicht. Folglich bewirkt das durch die Nabe von der Antriebswelle aufgenommene Drehmoment, dass sich die Nabe schneller als die Turbine dreht.

Keilförmige Nasen 138 beinhalten radiale (zur Achse 119 im Wesentlichen rechtwinklige) Flächen 144, und öffnungen 136 beinhalten Seiten 146. Damit die Scheiben 116 und 118 bei der Drehung in Richtung 142 ineinander einrasten, müssen die Seiten 146 in die radiale Fläche 144 eingreifen. Dann treibt die Scheibe 116 die Scheibe 118 an oder schiebt sie vorwärts. Das tritt dann ein, wenn sich die Scheibe 116 schneller als die Scheibe 118 dreht. Wenn sich jedoch die Scheibe 118 schneller als die Scheibe 116 dreht, können die Seiten 146 die keilförmigen Nasen 138 nicht „einholen", und die Kupplung 102 arbeitet im Freilaufmodus. Das heißt, die Nabe 108 und die Turbine 104 drehen sich unabhängig voneinander. Zum Beispiel „laufen" die schrägen Segmente 148 der keilförmigen Nasen 138 im Freilaufmodus „voran". Somit rutschen die schrägen Segmente in die öffnungen 136 und rutschen dann aber wieder über die Kanten 150, ohne in diese einzurasten. Somit rasten die Scheiben 116 und 118 in Drehrichtung nicht ineinander ein.

Unter „normalen" Betriebsbedingungen, zum Beispiel im Drehmomentwandlungsmodus oder im Arretierungsmodus, nimmt die Scheibe 116 ein Drehmoment vom Gehäuse 106 auf und dreht sich schneller als die Scheibe 118. Dadurch greifen die Kanten 144 und 146 ineinander, und die Scheiben werden in Drehrichtung miteinander verriegelt.

Eine besondere Anwendung findet der Drehmomentwandler 100 in einem Hybridfahrzeug, das heißt, in einem Fahrzeug, das sowohl mit einem Verbrennungsmotor als auch einem Elektromotor ausgestattet ist. Wenn ein Hybridfahrzeug bremst, ist es erwünscht, dass es in einen Regenerierungsmodus wechselt, in welchem die Antriebswelle des Getriebes durch ein von den Rädern des Autos übertragenes Drehmoment in Drehung versetzt wird, um den Elektromotor als Generator zu betreiben. Bei der Kupplung 102 ist der Betrieb im Regenerierungsmodus möglich, ohne die Turbine 104 in Drehung zu versetzen. Damit der Verbrennungsmotor nicht in Drehung versetzt wird, wird ferner die Kupplung 110 getrennt, welche die Nabe 108 in Drehrichtung vom Deckel 114 trennt.

Der Verbrennungsmotor kann abgeschaltet werden, wenn das Hybridfahrzeug im Regenerierungsmodus arbeitet. Es ist erwünscht, den Elektromotor zum erneuten Anlassen des Verbrennungsmotors zu verwenden. Gemäß einigen Aspekten kann deshalb die Kupplung 102 zur übertragung eines vom Elektromotor bereitgestellten Drehmoments über die Antriebswelle zum Verbrennungsmotor verwendet werden, um den Motor erneut anzulassen. Zum Beispiel versetzt der Elektromotor die Welle in Drehung, welche wiederum die Nabe 108 in Drehung versetzt. Das Drehmoment wird von der Nabe über das Segment 134 zum Dämpfungselement 112 und zur Kupplung 110 übertragen. Die Kupplung 110 ist eingekuppelt, um das Drehmoment zum Deckel 114 und anschließend zum Verbrennungsmotor zu übertragen. Gleichzeitig trennt die Kupplung 102 die Nabe und die Turbine 104 in Drehrichtung voneinander und verhindert dadurch die mit der Drehung der Turbine verbundenen Verluste. Somit wird das Drehmoment mit hohem Wirkungsgrad zum Verbrennungsmotor übertragen.

In einem Motorbremsmodus ist es erwünscht, das Getriebe eines Fahrzeugs in Drehrichtung mit dem Motor zu verbinden, das heißt, die Trägheit des Motors zum Abbremsen der mit dem Getriebe verbundenen Räder zu nutzen. In diesem Modus wird die Kupplung 102 ausgekuppelt, um die Nabe und die Turbine voneinander zu trennen, jedoch wird von den Rädern ein Drehmoment über die Nabe 108, das Segment 134 und

das Dämpfungselement 112 zur Kupplung 110 übertragen. Die Kupplung 110 wird eingekuppelt, um die Kupplung 110 in Drehrichtung mit dem Deckel und dem Motor zu verbinden. Somit besteht eine direkte Drehmomentübertragung von den Rädern zum Motor.

Es sollte klar sein, dass der Drehmomentwandler 100 nicht auf die gezeigte Anordnung beschränkt ist. Zum Beispiel sind die Scheiben 116 und 118 nicht auf die gezeigte Abmessung, Form oder Anordnung beschränkt. Die Scheiben 116 und 118 sind nicht auf eine bestimmte Anzahl, Größe oder Anordnung von Aufnahmeelementen und Vorsprüngen beschränkt. Desgleichen sind die übrigen Komponenten im Drehmomentwandler 100 nicht auf die gezeigten Abmessungen, Formen oder Anordnungen beschränkt. Die Komponenten im Drehmomentwandler 100 können durch ein beliebiges in der Technik bekanntes Mittel gebildet werden. Gemäß einigen Aspekten sind einige oder alle Scheiben bzw. die Nabe gestanzt.

Fig. 3 ist eine Teilquerschnittsansicht des Drehmomentwandlers 200 gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Einwegkupplung 202 für eine Turbine und einem mit der Turbine verbundenen Dämpfungselement. Die Kupplung 202 ist im Drehmomentwandler 200 untergebracht. Der Drehmomentwandler 200 ist so angeordnet, dass er in ein (nicht gezeigtes) Fahrzeug eingebaut werden kann. Der Drehmomentwandler 200 beinhaltet eine Turbine 204 mit einem Turbinengehäuse 206 und einer Abtriebsnabe 208, die in Drehrichtung mit einer (nicht gezeigten) Antriebswelle eines Getriebes verbunden ist. Gemäß einigen Aspekten ist die Nabe 208 direkt mit der Antriebswelle verbunden, das heißt, zwischen der Nabe und der Welle gibt es keine Zwischenkomponenten. Die Einwegkupplung 202 ist so angeordnet, dass sie die Verbindung zwischen Turbine 204 und Abtriebsnabe 208 steuert. Zum Beispiel ist die Einwegkupplung 202 so angeordnet, dass sie die Nabe 208 und die Turbine 204 in Drehrichtung voneinander trennt, wenn die Nabe ein Drehmoment von der Antriebswelle aufnimmt. Im Folgenden wird erörtert, dass die Nabe ein Drehmoment von der Welle aufnehmen kann, wenn ein Fahrzeug, in welches der Drehmomentwandler 200 eingebaut ist, in einem der Betriebszustände arbeitet, zu denen unter anderem der Leerlauf- und der Regenerierungsmodus gehören. Wenn die Kupplung 202 in Drehrichtung mit der Turbine 204 und der Nabe 208 verbunden ist, drehen sich die Turbine 204 und die mit der Nabe verbundene Antriebswelle mit derselben Drehzahl. Das heißt, es gibt keine Zwischenkomponenten, welche die von der Turbine zur

WeIIe übertragene Drehzahl wesentlich ändern. Die Turbine 204 und die Nabe sind so angeordnet, dass sie sich nur in einer einzigen Richtung drehen, zum Beispiel in der Drehrichtung eines (nicht gezeigten) Motors bzw. einer Antriebseinheit im Fahrzeug.

Die Rastanordnung in der Kupplung 202 kann durch ein beliebiges in der Technik bekanntes Mittel gebildet werden. Zum Beispiel kann eine Einwegrollenkupplung verwendet werden. Gemäß einigen (nicht gezeigten) Aspekten dient darüber hinaus als Kupplung 202 eine Einwegklinkenkupplung, die zumindest Teile eines in axialer Richtung ein- und auskuppelnden Einwegkupplungsmechanismus beinhaltet, wie er in der an denselben Anmelder abgetretenen US-Patentanmeldung Nr. 11/480 815 mit dem Titel „Stator Having an Axially Engaging and Disengaging One-Way Clutch Mechanism for a Torque Converter" von Brees et al., eingereicht am 3. Juli 2006, beschrieben wird. Für diejenigen Aspekte, bei denen die Kupplung 202 eine Klinkenkupplung ist, ist eine erste Kupplungsscheibe in Drehrichtung mit der Turbine 204 und eine zweite Scheibe mit der Nabe 208 verbunden. Zum Beispiel ist die erste Scheibe in ihrer Funktion der Scheibe 116 in Fig. 1 und die zweite Scheibe in ihrer Funktion der Scheibe 118 in Fig. 1 analog. Die Erörterung in der Beschreibung von Fig. 1 in Bezug auf die Aufnahmeelemente und Vorsprünge in der Kupplung 102 gilt für diejenigen Aspekte, bei denen die Kupplung 202 eine Klinkenkupplung ist.

Der Drehmomentwandler 200 beinhaltet eine Drehmomentwandlerkupplung 210, ein Dämpfungselement 212 und einen Deckel 214. Der Motor bzw. die Antriebseinheit im Fahrzeug ist mit dem Deckel 214 verbunden und liefert ein Drehmoment zum Drehmomentwandler 200. Die Kupplung 210 arbeitet als typische Drehmomentwandlerkupplung bzw. Arretierungskupplung. Das heißt, wenn der Druck in der Kammer 222 größer als der Druck in der Kammer 224 ist, kuppelt die Kupplung 210 mit dem Deckel 214 ein, und wird von diesem getrennt, wenn der Druck in der Kammer 224 größer als der Druck in der Kammer 222 ist. Die Kupplung 210 ist in Drehrichtung mit dem Dämpfungselement verbunden. Die Kupplung 210 und das Element 212 können unter Verwendung eines beliebigen in der Technik bekannten Mittels in Drehrichtung miteinander verbunden werden, darunter durch (nicht gezeigte) axiale Zungen, die von der Kupplung in das Dämpfungselement ragen und sich mit elastisch verformbaren Komponenten 226 verbinden. Die Komponenten 226 können von jedem beliebigen in der Technik bekannten Typ sein, zum Beispiel Federn.

Das Element 212 ist in Drehrichtung durch ein beliebiges in der Technik bekanntes Mittel mit dem Mantel 206 verbunden, zum Beispiel durch eine Schweißnaht 228. Gemäß einigen Aspekten ist zwischen dem Element und der Nabe eine relative axiale Bewegung möglich.

Die Scheiben 230 und 232 enthalten in axialer Richtung eine Kupplung 202, das heißt, die Kupplung ist in axialer Richtung angeordnet und sitzt zwischen den Scheiben. Ein äußeres Segment 236 der Kupplung 202 ist in Drehrichtung durch ein beliebiges in der Technik bekanntes Mittel am Mantel 206 befestigt, zum Beispiel durch Niete 238. Ein inneres Segment 240 der Kupplung 202 ist in Drehrichtung mit der Nabe 208 verbunden. Gemäß einigen Aspekten ist das Segment 240 integraler Bestandteil der Nabe 208. Gemäß einigen (nicht gezeigten) Aspekten ist das Segment 240 getrennt von der Nabe gebildet und in Drehrichtung unter Verwendung eines beliebigen in der Technik bekannten Mittels an der Nabe befestigt. Somit ist das Segment 236 in Drehrichtung mit der Turbine verbunden, und das Segment 240 ist in Drehrichtung mit der Nabe verbunden.

Die mit dem Einrasten einer Nabe, zum Beispiel der Nabe 208, und einer Turbine, zum Beispiel der Turbine 204, in Drehrichtung verbundenen Probleme, wenn die Nabe ein Drehmoment von einer Quelle in Abtriebsrichtung vom Drehmomentwandler aufnimmt, sind oben erörtert worden. Wie oben erwähnt ist die Kupplung 202 so angeordnet, dass sie die Nabe 208 und die Turbine 204 in Drehrichtung voneinander trennt, wenn die Nabe ein Drehmoment von der Antriebswelle aufnimmt, zum Beispiel im Regenerierungsmodus. Mit anderen Worten, die Kupplung 202 ist so angeordnet, dass sie die Nabe und die Turbine voneinander trennt, wenn sich die Nabe schneller dreht als die Turbine.

Eine spezielle Anwendung für den Drehmomentwandler 200 gibt es in einem Hybridfahrzeug, das heißt in einem Fahrzeug, das sowohl mit einem Verbrennungsmotor als auch mit einem Elektromotor ausgestattet ist. Wenn ein Hybridauto bremst, ist es erwünscht, dass es in den Regenerierungsmodus wechselt, in welchem die Antriebswelle des Getriebes durch das von den Rädern des Autos übertragene Drehmoment in Drehung versetzt wird, damit der Elektromotor als Generator arbeitet. Mit der Kupplung 202 kann das Fahrzeug im Regenerierungsmodus betrieben werden, ohne dass die Turbine 204 in Drehung versetzt wird. Da die Turbine 204 in Drehrichtung von der Nabe getrennt ist,

versetzt die Nabe die Pumpe 242 und folglich den Deckel 214 und den Motor nicht in Drehung.

Es sollte klar sein, dass der Drehmomentwandler 200 nicht auf die gezeigte Anordnung beschränkt ist. Im Allgemeinen sind die Komponenten im Drehmomentwandler 200 nicht auf die gezeigten Abmessungen, Formen oder Anordnungen beschränkt. Die Komponenten im Drehmomentwandler 200 können durch ein beliebiges in der Technik bekanntes Mittel gebildet werden. Gemäß einigen Aspekten sind alle Scheiben bzw. die Nabe gestanzt.

Die folgende Erörterung bezieht sich auf Fig. 1 , jedoch sollte klar sein, dass die Erörterung auch auf Fig. 3 anwendbar ist. Im Allgemeinen kann ein Drehmomentwandler das von einem mit dem Drehmomentwandler verbundenen Motor gelieferte Drehmoment verstärken. Zum Beispiel wird das vom Motor über den Deckel 114 und die Pumpe 140 während des Drehmomentwandlungsmodus durch die Turbine 104 um einen Faktor 1,5 oder mehr verstärkt. Deshalb ist das durch die Turbine 104 zur Kupplung 102 übertragene Drehmoment größer als das Drehmoment des Motors, und die Anforderungen an die Kupplung 102 zum Aufnehmen eines Drehmoments sind dadurch höher. Zum Beispiel muss die Kupplung 102 ein größeres Drehmoment aufnehmen können als eine Einwegkupplung in einem Stator, auf die nur das Drehmoment des Motors einwirkt. Von Vorteil ist eine Klinkenkupplung, die sehr robust aufgebaut ist, einfach und relativ kostengünstig hergestellt und mit einem verstärkten Drehmoment des Motors betrieben werden kann.

Gemäß einigen (nicht gezeigten) Aspekten wird eine Einwegkupplung gemäß der vorliegenden Erfindung hydraulisch gedämpft, wie zum Beispiel in der an denselben Anmelder abgetretenen US-Patentanmeldung Nr. 60/796 482 mit dem Titel „One-Way Clutch with Dampening" von William Brees, Christopher Shamie, Philip George und Jeffrey Hemphill, eingereicht am 1. Mai 2006, beschrieben wird.

Gemäß einigen (nicht gezeigten) Aspekten, bei denen eine Einwegkupplung gemäß der vorliegenden Erfindung in radialer Richtung angeordnete Elemente umfasst, die in axialer Richtung gegeneinander verschoben werden, zum Beispiel die Scheiben 116 und 118 in Fig. 1, wird die Kupplung mechanisch gedämpft, wie zum Beispiel in der an denselben

Anmelder abgetretenen US-Patentanmeldung Nr. 60/796 482 mit dem Titel „One-Way Clutch with Dampening" von William Brees, Christopher Shamie, Philip George und Jeffrey Hemphill, eingereicht am 1. Mai 2006, beschrieben wird.

Somit ist zu erkennen, dass die Aufgaben der vorliegenden Erfindung wirksam gelöst werden, obwohl sich der Fachmann Modifikationen und änderungen der Erfindung vorstellen kann, die in Geist und Geltungsbereich der beanspruchten Erfindung liegen. Ferner ist klar, dass die obige Beschreibung nur zur Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung dient und nicht als Einschränkung zu verstehen ist. Deshalb sind andere Ausführungsarten der vorliegenden Erfindung möglich, ohne von Geist und Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.