Föttinger-Kupplung

Redundanz Die Artikel Drehmomentwandler und Strömungsgetriebe überschneiden sich thematisch. Hilf mit, die Artikel besser voneinander abzugrenzen oder zu vereinigen. Beteilige dich dazu an der Diskussion über diese Überschneidungen. Bitte entferne diesen Baustein erst nach vollständiger Abarbeitung der Redundanz. Pjacobi 00:24, 4. Mär. 2008 (CET)
ZF Drehmomentwandler auf der BAUMA 2007
Drehmomentwandler (Schnittmodell) Porsche-Museum Stuttgart

Ein Wandler, auch Drehmomentwandler oder Föttinger-Wandler genannt, ist ein hydraulisches Bauelement, das eine Kraftübertragung zwischen Bauteilen, die mit unterschiedlichen Drehzahlen rotieren, ermöglicht. Drehmomentwandler gehören nicht zu den physikalischen Wandlern, sondern zu den variablen Getrieben, da sie eine Untersetzung bewirken. Sie werden als hydrodynamische Getriebe in Kraftfahrzeugen und Lokomotiven eingesetzt, ursprünglich wurden sie für Schiffsantriebe entwickelt. Als Erfinder gilt der Ingenieur Hermann Föttinger.

In Kraftfahrzeugen mit Automatikgetriebe wird heute meist ein Trilok-Wandler als Anfahrelement eingesetzt. Der Effekt des Trilok-Wandlers ist, dass beim Anfahren eine hohe Antriebsdrehzahl mit relativ geringem Drehmoment am Antrieb − bei geringer oder gar keiner Drehzahl am Abtrieb − ein hohes Drehmoment am Abtrieb erzeugt. Der Wechsel von hohem Drehmoment bei niedriger Abtriebsdrehzahl zu niedrigem Drehmoment bei hoher Abtriebsdrehzahl erfolgt stufenlos und selbsttätig bei konstanter Motorleistung. Der Wandlungsbereich liegt heute bei bis zu 1:3, das Abgangsdrehmoment erreicht das dreifache Eingangsdrehmoment.

Inhaltsverzeichnis

Funktionsweise

Das Prinzip der hydrodynamischen Kraftübertragung ist, dass eine Flüssigkeit (Öl, Wasser o.ä.) von den Schaufeln des Pumpenrades erfasst und beschleunigt wird. Das Pumpenrad, das direkt vom Motor angetrieben wird, wandelt die mechanische Energie des Motors in Strömungsenergie um (-> Wandler). Im Turbinenrad, das mit der Getriebeeingangswelle (des oft nachgeschalteten mechanischen Getriebes, also der Ausgangswelle des Wandlers) verbunden ist, wird die aus dem Pumpenrad strömende Flüssigkeit in ihrer Richtung umgelenkt. Je nach Größe dieser Umlenkung erfährt das Turbinenrad und somit die Getriebewelle ein mehr oder weniger starkes Reaktionsmoment. Soweit entspricht die Funktion einer Föttinger-Kupplung.

Bei einem Wandler befindet sich zwischen Pumpen- und Turbinenrad ein zusätzliches Leitrad, das die Aufgabe hat, die aus dem Turbinenrad strömende Flüssigkeit so umzulenken, dass sie mit optimaler Anströmrichtung wieder dem Pumpenrad zugeleitet wird. Durch diese Umlenkung erhöht sich das Moment am Turbinenrad. Gleichzeitig erfährt auch das Reaktionsglied (Leitrad) ein entsprechendes Moment, das abgestützt werden muss. Das Leitrad ist als Momentenstütze notwendig, da andernfalls keine Drehmomentwandlung erfolgen kann und nur die Funktion einer reinen Kupplung erreicht würde. Die übertragene Leistung steigt mit der Drehzahl an.

Die Drehmomentüberhöhung hängt auch von der Drehzahldifferenz zwischen Pumpen und Turbinenrad ab. Je größer die Differenz, umso größer kann auch die Drehmomentüberhöhung werden. Wenn sich beide Drehzahlen angleichen, sinkt der Wirkungsgrad und die Momentenüberhöhung des Wandlers ab. Aus diesem Grund lagert man beim Trilok-Wandler das Leitrad auf einem Freilauf, sodass unter bestimmten Strömungsverhältnissen der Wandler wieder zur reinen Hydrodynamischen-Kupplung (Kupplungsbereich) wird und das Leitrad frei mitdreht. Beim Föttinger-Wandler kommt es auf Grund der fehlenden Drehmomentwandlung bei großen Drehzahldifferenzen zwischen An- und Abtrieb zu einer starken Wirkungsgradabsenkung.

Der Wandler dämpft auch Schwingungen im Antriebsstrang, so dass Anregungen des Motors nicht über die Kardan- und Antriebswellen auf die Karosserie zurückübertragen werden.

Einbau in Fahrzeugen

Drehmomentwandler (rechts oben) in einem Baumaschinengetriebe

Der Drehmomentwandler wird typischerweise in Automatikgetrieben eingesetzt und verbindet die Kurbelwelle mit dem Getriebe.

Dass der Wirkungsgrad des Trilok-Wandlers im Wandlungsbereich selten 85 % übersteigt und im Kupplungsbereich bei etwa 95 % liegt, führt dazu, dass ein erheblicher Teil der Getriebe-Eingangsleistung in Wärme umgesetzt wird, die abgeführt werden muss. Darum wird ein Teil der Flüssigkeit permanent in Umlauf gehalten und gekühlt. Um den Leistungsverlust möglichst gering zu halten, kommt bei modernen PKW eine Überbrückungskupplung zum Einsatz. Die Kupplung verbindet Ein- und Ausgangswelle und überbrückt damit den Drehmomentwandler. Häufig wird die Kupplung schon in den niedrigen Gängen verwendet und der Drehmomentwandler weitgehend auf seine Funktion als Anfahrelement beschränkt. Beim Anfahren bietet ein Trilok-Wandler dank Momentenüberhöhung sogar einen höheren Wirkungsgrad als eine schleifende konventionelle Kupplung. Autos mit ideal ausgelegten Getriebeautomaten und Drehmomentwandlern können dank der Drehmomentüberhöhung des Trilok-Wandlers oft schneller beschleunigen als gleiche handgeschaltete Fahrzeuge.

Mit der Überbrückung des Drehmomentwandlers verbessert sich der Wirkungsgrad, aber damit wird auch der schwingungsdämpfende Effekt eliminiert, da die Kraftübertragung über mechanischen Kraftschluss und nicht mehr über die Hydraulikflüssigkeit stattfindet. Um hier den Komfortanforderungen gerecht zu werden, können sogenannte Turbinentorsionsdämpfer (TTD) eingesetzt werden. Eine weitere Möglichkeit, diesen Nachteil zu minimieren, besteht darin, die Wandlerüberbrückungskupplung nicht vollständig zu schließen, sondern mit einer last- und drehzahlabhängigen Schlupfdrehzahl zu betreiben. Die hierbei in den Reibelementen der Überbrückungskupplung entstehende Wärme muss allerdings ebenfalls über einen ausreichend dimensionierten, kontinuierlichen Austausch der Flüssigkeit im Wandler abgeführt werden.

Siehe auch

Weblinks


Wikimedia Foundation.

Schlagen Sie auch in anderen Wörterbüchern nach:

  • Föttinger — Fọ̈ttinger,   Hermann, Maschinenbauingenieur, * Nürnberg 9. 2. 1877, ✝ Berlin 28. 4. 1945; war bis 1909 Konstrukteur der Vulcan Werft in Stettin, dann Professor an der TH Danzig, ab 1924 an der TH Berlin. Föttinger erfand das Torsionsdynamometer… …   Universal-Lexikon

  • Kupplung: Die Verbindung von Motor und Getriebe —   Verbrennungsmotoren benötigen eine bestimmte Mindestdrehzahl (Leerlauf), bevor sie von selbst laufen und eine zum Antrieb des Fahrzeugs genügend große Leistung abgeben können. Bis diese Drehzahl erreicht ist, muss der Motor mithilfe der… …   Universal-Lexikon

  • Kupplung — Eine Kupplung ist ein Maschinenelement zur Übertragung von Drehmomenten zwischen Wellen. Inhaltsverzeichnis 1 Merkmale 2 Zweck 3 Anwendung 3.1 Kupplung in Kraftfahrzeugen …   Deutsch Wikipedia

  • Hermann Föttinger — Gedenktafel am Haus Straße des 17. Juni 125 in Berlin Charlottenburg Hermann Föttinger (* 9. Februar 1877 in Nürnberg; † 28. April 1945 in Berlin) war ein deutscher …   Deutsch Wikipedia

  • Hydrodynamische Kupplung — Als hydrodynamische Kupplung werden folgende Dinge bezeichnet: hydrodynamischer Drehmomentwandler, auch Föttinger Kupplung genannt Visco Kupplung Strömungsgetriebe Siehe auch: Kupplung …   Deutsch Wikipedia

  • Drehmomentenwandler — Die Artikel Drehmomentwandler und Strömungsgetriebe überschneiden sich thematisch. Hilf mit, die Artikel besser voneinander abzugrenzen oder zu vereinigen. Beteilige dich dazu an der Diskussion über diese Überschneidungen. Bitte entferne diesen… …   Deutsch Wikipedia

  • Trilok-Wandler — Die Artikel Drehmomentwandler und Strömungsgetriebe überschneiden sich thematisch. Hilf mit, die Artikel besser voneinander abzugrenzen oder zu vereinigen. Beteilige dich dazu an der Diskussion über diese Überschneidungen. Bitte entferne diesen… …   Deutsch Wikipedia

  • Wandlergetriebe — Die Artikel Drehmomentwandler und Strömungsgetriebe überschneiden sich thematisch. Hilf mit, die Artikel besser voneinander abzugrenzen oder zu vereinigen. Beteilige dich dazu an der Diskussion über diese Überschneidungen. Bitte entferne diesen… …   Deutsch Wikipedia

  • Gustav Bauer (Maschinenbauer) — Gustav Bauer Schlichtegroll um 1900 …   Deutsch Wikipedia

  • Reibkupplung — Eine Kupplung ist ein Maschinenelement zur Übertragung von Drehmomenten bei Wellen. Im Gegensatz zum Getriebe überträgt eine Kupplung, im verbundenen Zustand, ein unverändertes Drehmoment Dies kann ohne oder auch mit Verlagerung der Achsen… …   Deutsch Wikipedia


Share the article and excerpts

Direct link
Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.