Drehmomentwandler – was ist das und wie funktioniert er?

Nachdem wir euch bereits erklärt haben, welche wichtigsten Automatikgetriebe es auf dem Markt gibt und welche Eigenschaften sie haben, wollen wir nun mit einem Element fortfahren, das in diesen Getrieben vorhanden ist und eine sehr wichtige Funktion hat: dem Drehmomentwandler. Dazu erklären wir euch, was er ist und welche Funktion er innerhalb eines Automatikgetriebes hat.

Der Drehmomentwandler ist eine hydrodynamische Kupplung, die zusätzlich zum Automatikgetriebe eingesetzt wird. Dieses mechanische Element wurde vom deutschen Ingenieur Hermann Föttinger erfunden, der es 1905 patentieren ließ. Zum ersten Mal wurde es im Schiffbau eingesetzt, doch natürlich übernahmen auch andere Bereiche wie die Luftfahrt, Industriemaschinen, Züge und die Automobilindustrie den Drehmomentwandler. In der Automobiltechnik, dem Bereich, um den es hier geht, wurde er Anfang der 1930er Jahre eingeführt, als ihn die englische Firma mit Sitz in Coventry, Daimler Motor Company, für ihre Busse und Schwerlastmaschinen übernahm.

Wie ihr seht, ist es keine besonders moderne Komponente. Über all die Jahre hatte man aber genügend Zeit, ihre Funktionsweise zu perfektionieren. Das bedeutet jedoch nicht, dass sich ihre Bauteile und ihre Funktionsweise grundlegend verändert hätten. Der Drehmomentwandler ist ein mechanisches Bauteil, das in Automatikgetrieben die Kupplung ersetzt, die in diesen Getrieben nicht vorhanden ist. Er dient dazu, die Verbindung zwischen Getriebe und Motor herzustellen und damit das Motordrehmoment auf das Getriebe zu übertragen. Der Drehmomentwandler besteht aus den folgenden Elementen, die seine Funktion ermöglichen, wobei jedes von ihnen eine sehr wichtige Aufgabe hat:

• Wandlergehäuse bzw. Pumpenrad: Dieses Element dreht sich fest mit dem Motor, sodass seine Funktion von dem Moment an beginnt, in dem der Motor gestartet wird. Das Pumpenrad, auch Wandlergehäuse genannt, besteht aus Schaufeln, die durch die Zentrifugalkraft das enthaltene Öl zum Turbinenrad schleudern.

• Turbinenrad: Das vom Pumpenrad geschleuderte Öl trifft auf die gekrümmten Schaufeln des Turbinenrads und ermöglicht so im Grunde die Fortbewegung des Fahrzeugs, da das Turbinenrad direkt mit dem Antriebsstrang verbunden ist. Die Schaufeln des Turbinenrads erhalten das Öl von der Pumpe entgegen ihrer Drehrichtung. Deshalb muss das Öl seine Drehrichtung ändern, und wenn es wieder zur Pumpe zurückkehrt, muss es seine Drehrichtung erneut anpassen, damit keine übermäßigen Leistungsverluste entstehen.
• Leitrad: Das Leitrad ist das Element, das das Öl wieder zur Pumpe leitet, indem es die Strömungsrichtung ändert. Dies gelingt, weil es mit einem Freilauf montiert ist, der nur eine einzige Drehrichtung zulässt. Auf diese Weise ändert das Öl unmittelbar vor dem Erreichen der Pumpe seine Drehrichtung, wodurch sich der Wirkungsgrad eines Drehmomentwandlers erhöht.

• Überbrückungskupplung: Dieses Element ist bei modernen Automatikgetrieben üblich. Es kann den Drehmomentwandler je nach Bedarf überbrücken, da es vom Steuergerät des Fahrzeugs gesteuert wird. Dies ist deshalb notwendig, weil im Kupplungsbetrieb, wenn das Drehmomentverhältnis 1:1 beträgt, der Drehmomentwandler mit Wirkungsgradverlusten arbeitet, die bei Motoren mit hoher Leistung sogar bis zu 95 % erreichen können, während bei der Kraftübertragung ein Schlupf von höchstens 3 % zulässig ist. Sie ist mit dem Pumpenrad verbunden und wird bei Einsetzen des Motordrehmoments durch das Öl dagegen gedrückt. So entsteht ein starrer Antrieb ohne Schlupf, ähnlich dem einer normalen Kupplung.