Drehmomentwandler
Ein Wandler, auch Drehmomentwandler genannt, ist ein hydraulisches Bauelement, das eine Kraftübertragung zwischen Bauteilen unterschiedlicher Drehzahlen ermöglicht. Wandler werden in hydrodynamischen Getrieben in Kraftfahrzeugen und Lokomotiven eingesetzt. Als Erfinder gilt der Ingenieur Hermann Föttinger.
Der Effekt des Wandlers ist, dass beim Anfahren eine hohe Antriebsdrehzahl mit relativ geringem Drehmoment am Abtrieb - bei geringer oder gar keiner Drehzahl - ein sehr hohes Drehmoment erzeugt. Der Wechsel von hohem Drehmoment bei niedriger Abtriebsdrehzahl zu niedrigem Drehmoment bei hoher Abtriebsdrehzahl erfolgt stufenlos und selbsttätig bei konstanter Motorleistung.
Das Prinzip der hydraulischen Kraftübertragung ist, dass ein dünnflüssiges Öl von den Schaufeln des Pumpenrades erfasst und beschleunigt wird. Durch ein feststehendes Leitrad wird das Fluid dann auf das Turbinenrad gelenkt und überträgt so das Antriebsmoment. 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.
Daneben dämpft der Wandler auch Schwingungen im Antriebsstrang, so dass Anregungen des Motors nicht über die Kardan- und Antriebswellen auf die Karosserie zurückübertragen werden.
Dass der Wandler einen Wirkungsgrad von 85 % selten übersteigt bedeutet, dass mindestens 15 % der Motorleistung als Wärme abgeführt werden müssen. Darum enthält das Gehäuse Bohrungen, durch die ein Teil des Öles immer entweichen kann. Um den Leistungsverlust zu umgehen, werden die Drehmomentwandler in PKW bei höheren Geschwindigkeiten durch Kupplungen überbrückt, so dass Ein- und Ausgangswelle starr verbunden sind.
Dadurch wird jedoch der o.g. schwingungsdämpfende Effekt eliminiert da die Kraftübertragung über mechanisch gekoppelte Elemente und nicht mehr über die Hydraulikflüssigkeit stattfindet. Um hier den Komfortanforderungen gerecht zu werden können s.g. Turbinentorsionsdämpfer (TTD) eingesetzt werden. Eine weitere Möglichkeit die o.g. Nachteile 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 wieder über einen ausreichend dimensionierten, kontinuierlichen Austausch der Hydraulikflüssigkeit im Wandler abgeführt werden.