(57)【要約】  本発明は、作動媒体が貫流可能な作業室（１０）と、駆動軸（１２）に接続されているポンプホイール（１１）と、被動軸に接続されているタービンホイール（１３）と、ガイドホイール（１４）と、調節装置（１６）により調節可能な少なくとも１つの作動翼（１５）と、を備える流体力学式のコンバータに関する。少なくとも１つの作動翼（１５）を調節する低摩耗の調節装置（１６）を備える、コンパクトに構成されていて、しかも頑強なこの種の流体力学式のコンバータを提供するという目的で、調節装置（１６）は、それぞれ駆動軸（１２）に対して同軸に配置されている複数のリング要素（１８，１９）を有する作動駆動装置（１７）を有し、第１のリング要素（１８）は、少なくとも１つの作動翼（１５）に、作動力又は作動モーメントを伝達すべく変向装置（２０）により接続されており、第１のリング要素（１８）は、第２のリング要素（１９）に対して相対的に駆動軸（１２）の周方向で回動可能であるようにした。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動媒体が貫流可能な作業室（１０）と、
駆動軸（１２）に接続されているポンプホイール（１１）と、
被動軸に接続されているタービンホイール（１３）と、
ガイドホイール（１４）と、
調節装置（１６）により調節可能な少なくとも１つの作動翼（１５）と、
を備える流体力学式のコンバータであって、
前記調節装置（１６）は、それぞれ前記駆動軸（１２）に対して同軸に配置されている複数のリング要素（１８，１９）を有する作動駆動装置（１７）を有し、第１のリング要素（１８）は、前記少なくとも１つの作動翼（１５）に、作動力又は作動モーメントを伝達すべく少なくとも間接的に変向装置（２０）により接続されており、前記第１のリング要素（１８）は、第２のリング要素（１９）に対して相対的に前記駆動軸（１２）の周方向で回動可能であることを特徴とする流体力学式のコンバータ。
【請求項２】
前記変向装置（２０）は、前記作動駆動装置により形成される、請求項１に記載の流体力学式のコンバータ。
【請求項３】
前記作動駆動装置（１７）と前記変向装置とは、軸方向平面内に配置されている、請求項１又は２に記載の流体力学式のコンバータ。
【請求項４】
前記少なくとも１つの作動翼（１５）は、ポンプホイール翼である、請求項１から３までのいずれか１項に記載の流体力学式のコンバータ。
【請求項５】
前記第２のリング要素（１９）は、相対回動不能に前記駆動軸（１２）に結合されており、前記第１のリング要素（１８）を前記駆動軸（１２）の回転時に一緒に回転させる、請求項１から４までのいずれか１項に記載の流体力学式のコンバータ。
【請求項６】
前記第１及び第２のリング要素（１８，１９）は、前記駆動軸（１２）の周方向で配置される少なくとも２つの圧力チャンバ（２１，２２）を形成し、前記圧力チャンバ（２１，２２）には、前記第１及び第２のリング要素（１８，１９）間の相対回転のためにそれぞれ圧力を加えることができる、請求項１から５までのいずれか１項に記載の流体力学式のコンバータ。
【請求項７】
前記第１のリング要素（１８）は、円筒形のハウジング（２３）を形成し、前記ハウジング（２３）内に前記第２のリング要素（１９）が配置されている、請求項１から６までのいずれか１項に記載の流体力学式のコンバータ。
【請求項８】
前記第１及び第２のリング要素（１８，１９）は、それぞれ半径方向で延在し、互い違いに配置される複数の羽根（２４，２５）を有し、前記羽根（２４，２５）は、前記圧力チャンバ（２１，２２）を周方向で画定する、請求項１から７までのいずれか１項に記載の流体力学式のコンバータ。
【請求項９】
前記羽根（２４，２５）は、前記圧力チャンバ（２１，２２）をシールすべく、半径方向で配置されるシール要素（２６）を有する、請求項６に記載の流体力学式のコンバータ。
【請求項１０】
前記圧力チャンバ（２１，２２）は、前記第１及び第２のリング要素（１８，１９）間の相対回転を制限する、前記駆動軸（１２）の周方向で配置されるストッパ（２７）を有する、請求項４から７までのいずれか１項に記載の流体力学式のコンバータ。
【請求項１１】
孔（２８）が少なくとも１つのリング要素、特に前記第２のリング要素（１９）内に形成されており、前記孔（２８）は、前記圧力チャンバ（２１，２２）内に圧力を加えるべく、特に外径の付近において開口している、請求項４から８までのいずれか１項に記載の流体力学式のコンバータ。
【請求項１２】
前記変向装置（２０）は、調節リング（２９）を有し、前記調節リング（２９）は、前記駆動軸（１２）に対して同軸に配置され、相対回動不能に前記第１のリング要素（１８）に結合されており、前記調節リング（２９）は、前記少なくとも１つの作動翼（１５）に、作動力又は作動モーメントを伝達すべく連結されている、請求項１から１１までのいずれか１項に記載の流体力学式のコンバータ。
【請求項１３】
前記調節リング（２９）は、少なくとも１つのカムを有し、前記カムは、クランクドライブ（３０）、特に半径方向で配置されるレバー要素（３１）と協働し、前記クランクドライブ（３０）は、前記作動翼（１５）に連結されている、請求項１０に記載の流体力学式のコンバータ。
【請求項１４】
前記調節リング（２９）は、外歯列を有し、前記外歯列は、前記作動翼の、前記調節リングの中心軸線に対して平行に延在するスタッドの外歯列と噛み合う、請求項１０に記載の流体力学式のコンバータ。
【請求項１５】
前記作動翼（１５）は、回動翼、又は少なくとも１つの回動セグメントを有するマルチピースの翼を有する、請求項１から１４までのいずれか１項に記載の流体力学式のコンバータ。
【請求項１６】
前記流体力学式のコンバータは、反転コンバータとして構成されており、前記調節装置は、軸方向で前記コンバータの外側に、特に前記ポンプホイールに並置されて、配置されている、請求項１から１５までのいずれか１項に記載の流体力学式のコンバータ。
【請求項１７】
前記第１及び第２のリング要素（１８，１９）間の角度位置を検出するセンサ（４０）を備える、請求項１から１６までのいずれか１項に記載の流体力学式のコンバータ。
【請求項１８】
流体力学式のコンバータ用の調節装置であって、同心に配置されている複数のリング要素（１８，１９）を有する作動駆動装置（１７）を備え、第１のリング要素（１８）が、前記コンバータの少なくとも１つの作動翼（１５）に、作動力又は作動モーメントを伝達すべく変向装置（２０）により接続可能であり、前記第１のリング要素（１８）は、第２のリング要素（１９）に対して周方向で回動可能であることを特徴とする、流体力学式のコンバータ用の調節装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載の特徴を有する流体力学式のコンバータ及びこのようなコンバータ用の調節装置に関する。上位概念部に記載のコンバータは、例えば米国特許第３１５１４５７号明細書において公知である。
【０００２】
流体の力学的な作用を利用した流体力学式のコンバータ又はトルクコンバータは、作業室内を循環する流動を変向する少なくとも３つの翼ホイール、すなわち、ポンプホイールと、タービンホイールと、ガイドホイールとを有している。この基本構造形態は、単段という。コンバータが、運転中に循環流動を変化させ得る装置を有していれば、可制御コンバータ（ｂｅｅｉｎｆｌｕｓｓｂａｒｅｒ  Ｗａｎｄｌｅｒ）という。この種のコンバータの一例は、翼が運転中に外部から調節可能となっている可変コンバータ（Ｓｔｅｌｌｗａｎｄｌｅｒ）である。
【０００３】
駆動部に連結されているポンプホイールは、駆動部により発生されたポンプホイールモーメントを、作業室内を流動する作動媒体に伝達する。作動媒体は、このモーメントを、被動部に連結されているタービンホイールに伝達する。付加的に、作業室内でハウジングに堅固に結合されているガイドホイールと、ガイドホイールの案内翼とにより、作動媒体の変向がなされる。案内翼における作動媒体の変向により、作動媒体からタービンホイールに放出されるモーメントは、増幅される。こうして、出力トルクは、入力トルクの例えば２．５倍〜１２倍までとすることができる。
【０００４】
固定翼を備えるコンバータは、すべてのホイールの翼にとって最適な流入方向が提供されている単一の運転状態を有している。この運転状態から逸脱すると、摩擦損失の他に、付加的な流動損失が生じる。流動損失は、最適な運転状態からの偏差が大きければ大きいほど、大きくなる。この理由から、調節可能なガイドホイール翼あるいはポンプホイール翼が使用される。
【０００５】
従来技術では、ポンプホイール翼の調節を可能にする流体力学式のコンバータが公知である。
【０００６】
米国特許第３３３０１１２号明細書は、回転可能に支持されている複数のポンプ翼を有するトルクコンバータを示している。翼の迎え角は、変向装置により変更可能である。このためにポンプ翼は、それぞれ１つの継手を介して１つの共通の調節リングに接続されており、その結果、ポンプホイールに対する調節リングの相対的な回転運動により、ポンプ翼の迎え角は、調整可能である。調節リングは、機械式に歯列を介して、駆動軸の軸線方向で移動可能な部分区分に連結されており、これにより、調節リングの所望の相対的な回転運動が形成可能である。部分区分の並進移動は、互いに隔離された２つの圧力チャンバにより制御される。
【０００７】
米国特許第３１５１４５７号明細書は、ポンプホイールの翼の部分領域が変向装置により傾き調節可能となっているコンバータを開示している。このためにシリンダに、ポンプホイールの内部領域を案内された圧力通路を通して、液圧液体が供給される。シリンダは、シリンダピストンの行程運動により調節リングを回動させる。調節リングの回動により、ポンプホイール翼の角度の所望の変更がなされる。
【０００８】
圧力通路を通して、比較的長い区間にわたって、必要な圧力が形成されねばならない。さらに、コンバータの運転状態でポンプホイール翼の部分領域の角度変更を持続的に保証すべく、コンバータの回転する構成部材内で、圧力通路の相応のシールが保証されねばならない。
【０００９】
この背景から本発明の課題は、少なくとも１つの作動翼を調節する低摩耗の調節装置を備える、コンパクトに構成されていて、しかも頑強な流体力学式のコンバータを提供することである。さらに本発明の根底にある課題は、流体力学式のコンバータ用の調節装置を提供することである。
【００１０】
本発明は、流体力学式のコンバータの観点では請求項１の対象により、調節装置の観点では請求項１６の対象により、本発明により解決される。
【００１１】
したがって本発明は、作動媒体が貫流可能な作業室を備える流体力学式のコンバータを提供することによる。コンバータは、駆動軸に接続されているポンプホイールと、被動軸に接続されているタービンホイールと、ガイドホイールとを備えている。本発明に係るコンバータは、調節装置により調節可能な少なくとも１つの作動翼を備える「可変コンバータ」である。本発明に係るコンバータは、調節装置が、それぞれ駆動軸に対して同軸に配置されている複数のリング要素を有する作動駆動装置を有することを特徴とする。本発明に係るコンバータにおいて、第１のリング要素は、少なくとも１つの作動翼に、作動力又は作動モーメントを伝達すべく少なくとも間接的に、すなわち直接的に又は別の伝達装置を介して、変向装置により接続されている。第１のリング要素は、第２のリング要素に対して相対的に駆動軸の周方向で回動可能である。
【００１２】
「少なくとも間接的に」とは、「直接的に」又は「間接的に別の伝達要素の介在下で」を意味する。
【００１３】
本発明は、摩耗を伴う機械的な構成部材が、作動力又は作動モーメントを発生させるのに僅かにしか必要でないという利点を有している。このことは、概して、力の発生、導入及び伝達が、実質的に調節装置の回転運動により実施されることにより達成される。
【００１４】
具体的には、このことは本発明において、作動駆動装置を形成し、駆動軸の周方向で互いに相対的に回動可能である複数のリング要素が設けられていることにより達成される。第１のリング要素は、変向装置により作動翼に連結されている。第２のリング要素に関する第１のリング要素の相対回転により発生される作動モーメントあるいは作動力は、変向装置により作動翼に導入され、作動翼を所望の位置に保持する。
【００１５】
リング要素は、それぞれ駆動軸に対して同軸に配置されており、このことは、作動駆動装置のコンパクトな構造に至る。
【００１６】
好ましくは、第１のリング要素は、液圧式に回動可能である。
【００１７】
作動駆動装置及び変向装置は、第１の形態では、別体の装置により形成される。これらは、特に好ましい形態において、省スペースに一軸方向平面内に、半径方向で互いにずらされて配置されていてもよい。択一的な形態は、軸方向でずらされて、半径方向ではずらされていない又は半径方向でもずらされている配置にある。
【００１８】
好ましい形態において、変向装置は、作動駆動装置により形成される。この解決手段は、特に省スペースな配置の利点と、僅かな構造的な手間あるいはコストの利点とを提供する。
【００１９】
特に好ましいのは、作動翼がポンプ翼である実施の形態である。作動翼は、ポンプホイールの翼環の一部を形成する。この場合、翼環の単一の作動翼、又は翼環の複数の、特にすべての翼が調節可能であることができる。調節可能なポンプ翼は、作業室内を流動する作動媒体の流動角の変更を引き起こし、体積流量を絞る。これにより、作業室内で放出されるポンプモーメントは変更可能である。流動技術的にこのことは、ポンプ翼の傾きが強まると、流出半径と流入半径とが接近するので、ポンプモーメントが強く変化するという利点を有している。さらに、流動速度の周方向成分は減少される。動力取り込みは、ポンプホイールの翼又は翼構成部分の調節により適当に影響を及ぼされ得る、特に制御され得る。
【００２０】
調節装置は、好ましくは流体力学式の反転コンバータ（Ｇｅｇｅｎｌａｕｆｗａｎｄｌｅｒ）、特に単段の反転コンバータにとって、ポンプホイールにおける翼配列の調節との組み合わせにおいて好適である。このことは、構造に起因して良好なポンプホイールへのアクセス性に基づいて、調節装置の構造的に特に簡単な組み込みの利点を提供する。他のコンバータ型式も同様に調節装置を具備することができる。
【００２１】
駆動軸に対するリング要素の同軸配置は、調節装置、ひいてはコンバータの単純かつコンパクトな構造を可能にし、これにより、構造的な手間あるいはコストも、摩耗のリスクも、低減される。
【００２２】
好ましい実施の形態において、第２のリング要素は、相対回動不能に駆動軸に結合されており、第１のリング要素を駆動軸の回転時に連行する。本実施の形態は、リング要素がポンプホイールと同じ回転数で回転するので、特にポンプ翼の調節に好適である。第１及び第２のリング要素間の角度位置の調整により、作動翼の位置に影響が及ぼされる。両リング要素が駆動軸とともに回転するので、構成部材間の相対運動は、調節プロセス中にのみ起こる。調節プロセスの前後にあっては、駆動軸とリング要素とポンプホイールとの間の相対運動は起こらず、その結果、上述の要素は、相俟って１つの回転するユニットを形成する。
【００２３】
別の好ましい実施の形態において、第１及び第２のリング要素は、駆動軸の周方向で配置される少なくとも２つの圧力チャンバを形成し、少なくとも２つの圧力チャンバには、第１及び第２のリング要素間の相対回転のためにそれぞれ圧力を加えることができる。第１のリング要素の操作は、液圧式に実施される。これにより、機械式の作動部材、例えば戻しばねは回避される。第１のリング要素の戻しあるいは広く位置変化は、液圧式に実施される。両圧力チャンバにより、両周方向での位置変化が行われ得る。
【００２４】
圧力チャンバ内に好適な圧力を調整することで、両リング要素の角度位置、ひいては作動翼の所望の迎え角が維持可能である。この形態の別の利点は、作動翼の無段階の調節可能性である。
【００２５】
第１のリング要素は、円筒形のハウジングを形成可能であり、ハウジング内には、第２のリング要素が配置されている。これにより、作動駆動装置の特にコンパクトな構成が達成される。
【００２６】
好ましくは、第１及び第２のリング要素は、それぞれ半径方向で延在し、互い違いに配置される複数の羽根を有し、羽根は、圧力チャンバを周方向で画定する。この場合、互い違いに配置される羽根は、係合し合い、圧力チャンバが変更可能な容積を有して形成されるように周方向で互いに離間され得る。圧力チャンバにそれぞれ異なる圧力を加えることで、第１のリング要素は、第２のリング要素に関して時計回り又は反時計回りに回転される。これにより、異なる方向での作動翼の調節が可能である。
【００２７】
羽根は、圧力チャンバをシールすべく、半径方向で配置されるシール装置及び／又は軸方向のシール装置を有していていもよい。シール装置は、少なくとも１つのシール要素を有している、又は非接触式のシール装置として構成されていてもよい。
【００２８】
圧力チャンバは、好ましい実施の形態において、第１及び第２のリング要素間の相対回転を制限する、駆動軸の周方向で配置されるストッパを有する。これによりストッパは、周方向での第１のリング要素の行程を確定する。ストッパは、交換可能に形成されていてもよく、一方では、摩耗時にストッパを交換し、他方では、第１のリング要素の行程あるいは作動距離を調整することができる。
【００２９】
第１のリング要素は、広く、行程が周方向で作用する回転円筒と解されてもよい。
【００３０】
好ましくは、少なくとも１つのリング要素、特に第２のリング要素内に孔が形成されており、孔は、圧力チャンバ内に圧力を加えるべく、特に外径の領域において開口している。第２のリング要素内での孔の形成は、第２のリング要素内に形成された孔と流体接続される供給通路が駆動軸内に形成可能であるという利点を有している。第２のリング要素の外径の領域での孔の開口は、これにより圧力チャンバの洗浄が達成されるという利点を有している。運転中に外径のところに集まって、そこに付着する虞のある夾雑物は、外径の領域における作業媒体の導入により解消あるいは回避される。
【００３１】
特に好ましい実施の形態において、変向装置は、調節リングを有し、調節リングは、駆動軸に対して同軸に配置され、相対回動不能に第１のリング要素に結合されている。調節リングは、少なくとも１つの作動翼に、作動力又は作動モーメントを伝達すべく連結されている。
【００３２】
調節リングは、コンバータのコンパクトな構造形式に寄与する。それというのも、調節リングは、リング要素と同様に、駆動軸に対して同軸に配置されているからである。調節リングと第１のリング要素の相対回動不能な結合により、場合によっては必要な機械的な連結構成部材が回避される。むしろ、調節翼の調節のために必要な作動モーメントが、直接的に第１のリング要素から調節リングに導入される。調節リングとリング要素との間の相対回動不能な結合は、例えば素材結合（ｓｔｏｆｆｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇｅ  Ｖｅｒｂｉｎｄｕｎｇ：分子間力等の化学結合による束縛）、例えば溶接結合により、又は形状結合（ｆｏｒｍｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇｅ  Ｖｅｒｂｉｎｄｕｎｇ：形状による束縛）又は力結合（ｋｒａｆｔｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇｅ  Ｖｅｒｂｉｎｄｕｎｇ：摩擦力等の力による束縛）により達成可能である。
【００３３】
調節リングと作動翼の連結は、別の実施の形態において、調節リングが少なくとも１つのカムを有し、カムがクランクドライブと協働することにより実施可能である。クランクドライブは、作動翼に連結されている。クランクドライブによる作動翼の制御は、自体公知であるので、これに関しては、既存の構造が採用され得る。調節リングにおけるカムの形成は、従来技術に対して、クランクドライブへの力の導入のために特別な機械的な構成部材が不要であるという利点を有している。むしろ、クランクドライブは、直接的にカムにより操作される。戻し力は、作動翼にかかるモーメントにより作業室内で発生される。好ましくは、クランクドライブは、半径方向で配置されるレバー要素を形成し、レバー要素は、調節リングの回転運動を並進運動に変換する。レバー要素と作動翼の連結により、自体公知の形式で作動運動が達成される。
【００３４】
択一的な実施の形態において、調節リングは、外歯列を有し、外歯列は、作動翼のスタッドの外歯列と噛み合う。スタッドは、調節リングの中心軸線に対して平行に延在する。本形態は、調節リングの回転運動が直接的に作動翼の回転運動に変換されるという利点を有している。これにより、機械的な構成部材の数は、さらに低減される。
【００３５】
作動翼は、回動翼、又は少なくとも１つの回動セグメントを有するマルチピースの翼を有していてもよい。回動翼及びマルチピースの翼は、自体公知であり、回動翼は、１つの部分からなるワンピースの作動翼を意味し、これは全体として調節可能である。マルチピースの翼の場合、１つの翼セグメントが固定されている。少なくとも１つの別の翼セグメントが回動可能である。回動可能な翼セグメントの駆動は、調節装置によりなされる。
【００３６】
回動翼又は調節可能な翼セグメントは、半径方向での延在により規定可能な初期位置に対する角度位置が、規定される回転軸線周りの回動により変更可能となっている、回転可能に支持される翼あるいは翼部分である。初期位置は、第１の機能位置を規定し、この第１の機能位置から変位したその他すべての位置は、他の機能位置を規定する。
【００３７】
第１及び第２のリング要素間の角度位置を検出するセンサが設けられている好ましい形態は、取り込み動力が制御されるシステムに特に好適である。このために、センサから出力される角度信号が使用される。
【００３８】
さらに本発明は、流体力学式のコンバータ用の調節装置に関する。調節装置は、同心に配置される複数のリング要素を有する作動駆動装置を備える。リング要素は、互いに同心に配置されている。第１のリング要素は、コンバータの少なくとも１つの作動翼に、作動力又は作動モーメントを伝達すべく変向装置により接続されるように適合されている。作動翼の作動運動のために、第１のリング要素は、第２のリング要素に対して両リング要素の周方向で回動可能である。このような調節装置のさらなる利点については、流体力学式のコンバータとの関連での説明を参照されたい。
【００３９】
調節装置の例示的な実施の形態については、上述のように、流体力学式のコンバータとの関連で説明した。請求項１５に係る調節装置は、流体力学式のコンバータとは独立して、請求項１乃至請求項１４に記載の実施の形態との関連においても、これらが調節装置に関する限りにおいて開示されており、特許請求される。
【００４０】
以下に、本発明のさらなる詳細について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】駆動軸に沿った本発明に係るコンバータの縦断面図である。
【図２】図１に示したコンバータの作動駆動装置の横断面図である。
【図３】図２に示した作動駆動装置の部分図である。
【００４２】
図１は、本発明の一実施の形態に係る流体力学式のコンバータの縦断面図である。この種のコンバータは、例えばポンプ又はコンプレッサを制御する際に使用され、機械式の伝動装置、例えば遊星機構型の伝動装置に連結可能である。ここでは、様々な使用形態が考えられる。可能であるのは、オイルタービン及びガスタービン並びに火力発電所において例えば１〜５０ＭＷ超の出力範囲にて回転数制御される駆動である。本発明は、この種の使用形態に限らず、広く流体力学式のコンバータに関する。
【００４３】
図１に例示したコンバータは、具体的には、１つのポンプホイール１１と、１つのタービンホイール１３と、１つのガイドホイール１４とを有する単相の反転コンバータである。図示の反転コンバータにおいて、ポンプホイール１１とタービンホイール１３とは、反対方向に回転する。ガイドホイール１４は、堅固にガイドホイールハウジング３２に結合されている（単相のコンバータ）。ガイドホイール１４は、図１に示した実施の形態では、ポンプホイール１１とタービンホイール１３との間に配置されている反転ガイドホイールを形成している。
【００４４】
本発明は、図示の反転コンバータに限定されない。図１乃至図３を参照しながら説明するすべての特徴は、広く流体力学式のコンバータとの関連で開示され、特許請求される。
【００４５】
例えば多段の反転コンバータが、本発明により形成されていてもよい。本発明を、ポンプホイール１１とタービンホイール１３とが同一方向に回転する同転コンバータ（Ｇｌｅｉｃｈｌａｕｆｗａｎｄｌｅｒ）で使用することも可能である。また、本発明を、同様にやはり単段又は多段の構造形態が可能な多相の流体力学式のコンバータで使用することも可能である。
【００４６】
具体的には、図１に示したコンバータは、作動媒体が貫流可能な作業室１０を有している。コンバータは、駆動軸１２に接続されているポンプホイール１１と、被動軸（図示せず）に接続されているタービンホイール１３とを有している。タービンホイール１３は、例えば回転可能に駆動軸１２に支持されている。図１に示した実施の形態では、ガイドホイール１４を有するガイドホイールハウジング３２は、定置に配置されている。回転するガイドホイールハウジング３２も可能である。ガイドホイールハウジング３２は、タービンホイール１３のハウジング及びポンプホイール１１のハウジングとともに、シェル形に包囲された作業室１０を形成し、作業室１０内には、運転中に流動媒体の循環が形成される。
【００４７】
ポンプホイール１１は、相対回動不能に駆動軸１２に結合されている。このために軸肩部が駆動軸１２に形成されており、駆動軸１２にポンプホイール１１は、軸方向で螺止されている。これとは異なる軸とハブとの結合も、可能である。
【００４８】
ポンプホイール１１は、少なくとも１つの作動翼１５を有している。ポンプホイール１１の他のポンプ翼は、同様に作動翼１５として相応に形成されていてもよい。択一的には、残余のポンプ翼は、固定に形成されていてもよい。
【００４９】
作動翼１５には、コンバータの運転中にポンプホイール１１とともに回転する調節装置１６が配設されている。調節装置１６は、変向装置２０と作動駆動装置１７とを有している。変向装置２０は、作動駆動装置１７を作動翼１５に連結する。
【００５０】
作動駆動装置１７は、リング要素１８，１９を有しており、リング要素１８，１９は、それぞれ、駆動軸１２に対して同軸に配置されている。すなわち、両リング要素１８，１９は、同心にも配置されている（図２も参照）。
【００５１】
第１のリング要素１８は、第２のリング要素１９に対して駆動軸１２の周方向で回動可能である。第１のリング要素１８の回転運動により変向装置２０が操作され、変向装置２０は、リング要素１８の回転運動を作動翼１５に伝達し、作動翼１５の迎え角を変更する。
【００５２】
具体的には、図１に示した実施の形態では、第２のリング要素１９が内側に配置され、相対回動不能に駆動軸１２に結合されている。結合は、例えば第２のリング要素１９を駆動軸１２の軸肩部に軸方向で螺止することにより実施可能である。第２のリング要素１９は、駆動軸１２とともに回転する。回転可能に支持された第１のリング要素１８は、第２のリング要素１９を包囲する円筒形のハウジング２３を形成している。換言すれば、第２のリング要素１９は、第１のリング要素１８のハウジング２３内に配置されている。加えて第１のリング要素１８は、軸方向外側に配置される第１の端壁３３と、軸方向内側に配置される第２の端壁３４とを有しており、両端壁３３，３４は、ハウジング２３を軸方向で画定している。ハウジング２３は、アウタリング３５を有しており、アウタリング３５は、ハウジング２３を半径方向で画定し、両端壁３３，３４間に配置されている。アウタリング３５に対する対応部材を第２のリング要素１９のインナリング３６が形成しており、インナリング３６は、直接的に駆動軸１２に嵌合しており、軸肩部でもって、前述したように螺止されている。図１に看取可能であるように、両端壁３３，３４は、インナリング３６にオーバラップし、第１及び第２のリング要素１８，１９間に１つの環状室が形成されている。第１の端壁３３は、駆動軸１２の外周に対するシール面を形成している。
【００５３】
図２には、組み立てられた両リング要素１８，１９の横断面図が示してあり、この横断面図からは、環状室と、環状室内に配置される組み込み部材とが看取可能である。両リング要素１８，１９は、それぞれ半径方向で配置される羽根２４，２５を有しており、羽根２４，２５は、第１及び第２のリング要素１８，１９間の相対回転により回転羽根として機能する。具体的には、第１のリング要素１８は、第１の羽根２４を有している。第１の羽根２４は、アウタリング３５に取り付けられており、半径方向内向きに延在している。第２のリング要素１９は、第２の羽根２５を有している。第２の羽根２５は、インナリング３６に形成されており、半径方向外向きに延在している。これにより両リング要素１８，１９の羽根２４，２５は、互い違いに配置されている。
【００５４】
両リング要素１８，１９の羽根２４，２５間には、圧力チャンバ２１，２２が形成されており、圧力チャンバ２１，２２の容積は、それぞれの羽根２４，２５の位置により変更可能である。換言すれば、周方向での羽根２４，２５の間隔は、第１のリング要素１８の回動により変更可能である。
【００５５】
それぞれの、第１のリング要素１８の羽根２４と、第２のリング要素１９の別の羽根２５とは、相俟って１つの第１の圧力チャンバ２１を画定している。このために第１のリング要素１８の第１の羽根２４は、第２のリング要素１９のインナリング３６に密に当接している。同じことは、第２のリング要素１９の第２の羽根２５にも相応に当てはまり、第２の羽根２５は、第１のリング要素１８のアウタリング３５の内周に密に当接している。さらに両羽根２４，２５は、軸方向で端壁３３，３４間を延在し、端壁３３，３４に同様に密に当接しているので、全体として１つの閉鎖された圧力チャンバ２１が形成されている。圧力チャンバ２１は、周方向では羽根２４，２５により画定され、半径方向ではアウタリング３５とインナリング３６とにより画定されている。両リング要素１８，１９の周方向で別の圧力チャンバ２２が形成されており、別の圧力チャンバ２２は、相応の形式で両リング要素１８，１９の羽根２４，２５により画定されている。
【００５６】
換言すれば、第１のリング要素１８の第１の羽根２４は、第２のリング要素１９の２つの第２の羽根２５間に配置されており、その結果、第１の羽根２４の両側にそれぞれ１つの圧力室２１，２２が形成されている。図２に看取可能であるように、両リング要素１８，１９の周囲に複数の圧力チャンバ２１，２２が相応の形式で形成されており、第１のリング要素１８の第１の羽根２４と、第２のリング要素１９の第２の羽根２５とが１つ置きに交互に配置されている。これにより、周囲に分配配置される複数の圧力チャンバ２１，２２が形成され、圧力チャンバ２１，２２は、第１のリング要素１８の第１の羽根２４の両側に延在している。
【００５７】
圧力チャンバ２１，２２には、両リング要素１８，１９間の相対的な回転を発生させるべく、それぞれ圧力を加えることができる。図２に示した実施の形態では、圧力が液圧式に発生される。図２に示した運転状態では、第１の圧力チャンバ２１内に、第２の圧力チャンバ２２内より高い圧力が形成されているので、第１の羽根２４、ひいてはリング要素１８は、時計回りに回動されている。両圧力チャンバ２１，２２内の圧力比の変更により、反時計回りの第１のリング要素１８の調節が可能である。
【００５８】
これにより第１のリング要素１８は、リングピストンとして機能する。
【００５９】
周方向での第１のリング要素１８の行程運動を制限すべく、ストッパ２７が設けられている。ストッパ２７には、第１のリング要素１８の第１の羽根２４が当接する（図２参照）。ストッパ２７は、例えば交換可能な調整ブロックとして形成することができ、第２のリング要素１９の第２の羽根２５に螺止その他の方法で取り付けられている。ストッパ２７は、図２に示すように、両周方向での調節運動を制限すべく、第１のリング要素１８の第１の羽根２４の両側に配置されている。さらに、別のストッパ２７が、点対称に第１のリング要素１８の反対側に配置されている。ストッパ２７は、図１の縦断面図に看取可能である。
【００６０】
図３に示した詳細図には、作動駆動装置１７のさらなる詳細が看取可能である。例えば図３には、第２のリング要素１９内に孔２８が形成されていることが看取可能である。孔２８は、液圧液体を供給する圧力通路として用いられる。具体的には、圧力通路は、インナリング３６内に形成されており、第２の羽根２５を貫いて半径方向外向きに延在している。孔２８は、それぞれの圧力チャンバ２１，２２内に圧力チャンバ２１，２２の外径の領域において開口している（図１参照）。換言すれば、孔２８の開口の、アウタリング３５に対する間隔は、インナリング３６に対する間隔よりも遙かに小さい。これにより、アウタリング３５における夾雑物の堆積を大幅に阻止する洗浄作用が達成される。
【００６１】
第２のリング要素１９の孔２８を供給装置（図示せず）に接続する供給通路は、直接的に駆動軸１２内にか、又は駆動軸１２に配設される構成部材内に形成されている。具体的には、第２のリング要素１９のインナリング３６と駆動軸１２との間に、スリーブ３７が配置され、スリーブ３７内に、圧力チャンバ２１，２２に液圧液体を供給する供給通路が形成されている。インナリング３６とスリーブ３７との間の結合は、例えば力結合を介して実施可能である。
【００６２】
第１のリング要素１８の回転運動を作動翼１５に伝達すべく、以下に説明する変向装置２０が設けられている。変向装置２０は、相対回動不能に第１のリング要素１８に結合されている。これによりトルクが、変向装置２０に導入可能であり、作動翼１５に伝達される。変向装置２０による伝達は、合成された並進／回転運動により、又は回転運動のみにより実施可能である。第１のリング要素１８により導入されたトルクは、作動翼１５を回転運動させ、これにより、作動翼１５の迎え角は、変更される。
【００６３】
具体的には、変向装置２０は、このために調節リング２９を有しており、調節リング２９は、同軸に配置されている。調節リング２９は、駆動軸１２の外径に嵌合され、駆動軸１２に対して相対的に回転可能である。軸方向で調節リング２９は、例えばポンプホイール１１のハウジングに支持されている。調節リング２９とリング要素１８の相対回動不能な結合は、リング要素１８の、内側に配置され、調節リング２９に堅固に結合されている第２の端壁３４により実施される。結合は、例えば素材結合（溶接結合）又は形状結合（嵌め合いによる結合）又は力結合（摩擦力による結合）により実施可能である。結合の効果は、調節リング２９を第１のリング要素１８の回転時に連行（一緒に回転）することにある。
【００６４】
調節リング２９は、軸方向内側に配置される端部にカム又は連行体を有しており、カム又は連行体は、クランクドライブ３０と協働する。クランクドライブ３０は、作動翼１５に連結されている。具体的には、クランクドライブ３０は、下端にピン３８が取り付けられているレバー要素３１あるいはプッシュ／プルロッドを有している。ピンの回転軸線は、駆動軸１２の中心軸線に対して平行に延びている。レバー要素３１の上端は、作動翼１５、具体的には、作動翼１５の、偏心的に配置され、ポンプホイール１１のハウジングから軸方向で突出しているスタッド３９に作用する。
【００６５】
連行体は、ピン３８とともに回り継手を形成し、回り継手周りにクランクドライブ３０は、旋回可能である。旋回運動は、駆動軸１２の周方向で実施される。連行体は、滑り軸受として機能し、滑り軸受内でピン３８は、回転運動可能に配置されている。
【００６６】
調節リング２９から導入される調節モーメントは、調節リング２９の連行体内に支持されたピン３８を介して、クランクドライブ３０に伝達される。クランクドライブ３０は、調節リング２９の回転運動をクランクドライブ３０の合成された並進／回転運動に変換し、合成された並進／回転運動は、作動翼１５の傾倒運動を引き起こし、その結果、作動翼１５の所望の迎え角が調整可能である。
【００６７】
第１のリング要素１８の回転運動の、作動翼１５への択一的な伝達は、調節リング２９の軸方向内側の端部に形成されている外歯列により実施可能である。具体的には、調節リング２９の軸方向内側の端部は、歯車又は歯車セグメントを形成可能であり、歯車又は歯車セグメントは、作動翼１５のスタッドの対応する外歯列と噛み合う。スタッドは、調節リング２９の中心軸線に対して平行に延在している。調節リング２９と作動翼１５の別の機械的な連結も可能である。同じく作動翼１５は、図１に示したように、全体として回動される回動翼を形成可能である。択一的には、翼１５は、少なくとも１つの調節可能な回動セグメントを有するマルチピースの翼１５であってもよい。
【００６８】
図１に示すように、コンバータは、第１及び第２のリング要素１８，１９間の角度位置を検出するセンサ４０を有している。センサ４０は、ポンプホイールの取り込み動力の閉ループ制御を可能にする。総括すると、図１に示したコンバータは、以下のように機能する。
【００６９】
ポンプホイール１１の翼配列を調節するために、作動装置１７が操作される。このために圧力チャンバ２１，２２に、異なる圧力が加えられ、その結果、第１のリング要素１８は、第２のリング要素１９に対して周方向で回動される。この回転運動により、調節リング２９は周方向で回動され、これにより、クランクドライブ３０は操作される。クランクドライブ３０は、調節リング２９の回転運動を合成された並進／回転運動に変換し、この合成された並進／回転運動は、作動翼の傾倒運動を引き起こし、その結果、作動翼１５の所望の迎え角が調整可能である。作動翼１５の位置は、作動駆動装置１７内の圧力比により維持される。
【符号の説明】
【００７０】
１０  作業室
１１  ポンプホイール
１２  駆動軸
１３  タービンホイール
１４  ガイドホイール
１５  作動翼
１６  調節装置
１７  作動駆動装置
１８  第１のリング要素
１９  第２のリング要素
２０  変向装置
２１  圧力チャンバ
２２  圧力チャンバ
２３  円筒形のハウジング
２４  羽根
２５  羽根
２６  シール要素
２７  ストッパ
２８  孔
２９  調節リング
３０  クランクドライブ
３１  レバー要素
３２  ガイドホイールハウジング
３３  第１の端壁
３４  第２の端壁
３５  アウタリング
３６  インナリング
３７  スリーブ
３８  ピン
３９  スタッド
４０  センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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