Hier geht es weniger um das dargestellte Leit- und Turbinenrad als um die Schönheit der Konstruktion. Wir kümmern uns zunächst um die Ölströme, die hier das Drehmoment übertragen. Zum hydrodynamischen Drehmomentwandler kommen wir später. Wir können aber schon einmal verraten, dass er zwischen Motor und Automatikgetriebe eingebaut ist, quasi die herkömmliche Kupplung zumindest beim Anfahren ersetzt.

Hier zunächst einmal die hydraulische Kupplung zum Eingewöhnen. Sie ist bitteschön strikt zu unterscheiden von der hydraulisch betätigten Kupplung, denn die arbeitet mit Reibung und hat in der Regel ein Kupplungspedal. Unsere hier ist frei von beinahe jeglichem Einfluss von draußen, vor allem von irgendeiner Möglichkeit zur Betätigung.

Sie müssen sich links den Motor vorstellen und rechts das Automatikgetriebe. Etwas verwirrend mag sein, dass sich trotzdem rechts das vom Motor angetriebene und komplett ins Gehäuse integrierte Pumpenrad befindet, während das Turbinenrad auf der linken Seite frei im Gehäuse drehbar formschlüssig auf der Getriebe-Eingangswelle montiert ist.

Was passiert, wenn der linke Ventilator an Strom angeschlossen und eingeschaltet wird und der rechte nicht? Ganz klar, nach einer Weile wird der linke durch den vom rechten erzeugten Luftstrom mit angetrieben. Bitte beachten Sie, wie wenig passend zwei gleiche Ventilatoren für diesen Versuch sind, weil die Flügel verkehrt herum ausgerichtet sind. Sie können froh sein, wenn der rechte zwei Drittel der Drehzahl des linken schafft.

Nah beieinander sollten sie schon sein und der von links kommende Luftstrom sollte durch entsprechende Flügelstellung das rechte Rad in die entsprechende Richtung antreiben. Schauen Sie sich weiter oben an, wie unterschiedlich die Schaufeln von Pumpen- und Turbinenrad geformt sind. Natürlich befördert Flüssigkeit das Drehmoment auch besser als Luft.

Der Drehmomentwandler kann, wie der Name schon sagt, das Drehmoment (auf Kosten der Drehzahl) verstärken, die hydraulische Kupplung nicht. Sie ist typisch für die Automatiken von Mercedes noch Jahrzehnte nach deren Einführung. Die Wagen hatten deshalb auch immer einen Gang mehr als die Konkurrenz.

Wir beginnen mit dem Pumpenrad und relativ graden Schaufeln im mit Motordrehzahl angetriebenen Gehäuse. Das Hydrauliköl wird von diesem in Drehrichtung und durch die Zentrifugalkraft nach außen bewegt. Es trifft dort auf die Schaufeln des Turbinenrades. Soweit kein Unterschied zur hydraulischen Kupplung, außer dass die Schaufeln sehr besonders ausgerichtet und geformt sind.

Schauen Sie sich das Turbinenrad ohne Leitrad an. Es wird so angetrieben, dass es gegen den Uhrzeigersinn dreht. Das vom Pumpenrad kommende Öl verschwindet also in den Taschen am äußeren Rand. Das Halbrund in der Mitte kann zwar Öl enthalten, das aber an dem ganzen Strömungsprozess nicht beteiligt ist. Etwas weiter innen taucht das Öl wieder auf.

Es hat jetzt durch die sehr stark gebogenen Schaufeln seine Richtung verändert, strömt also, wenn man die Drehung des Turbinenrades unberücksichtigt lässt, fast in Gegenrichtung wieder aus und trifft so auf das Leitrad. Wäre das nicht entsprechend abgestützt, es würde rückwärts drehen. Und jetzt erfährt der Ölstrom noch einmal eine Richtungsänderung, nämlich wieder gegen den Uhrzeigersinn und stößt so auf das in ebensolcher Richtung drehende Pumpenrad.

So ein doppelt umgelenkter Flüssigkeitsstrom entwickelt beachtliche Kräfte. Die werden nicht gegen das abgestützte Leitrad, sehr wohl aber gegen das Turbinenrad wirksam. Diese zusätzliche Kraft in dessen Drehrichtung wirkt als Verstärkung des Drehmoments. Sie ist umso größer, je mehr der Flüssigkeitstrom am freien Durchfluten bis wieder hin zum Pumpenrad gehindert wird. Und genau dieser Effekt nimmt bei größer werdendem Drehzahlunterschied zu.

Beim Anfahren kann durch so einen Drehmomentwandler das vom Motor kommende Drehmoment verdoppelt werden, das mit zunehmendem Gleichlauf von Pumpen- und Turbinenrad zurückgeht. Am Ende ist die Umlenkung durch das Leitrad störend auch für den Wirkungsgrad. Durch eine Art Freilauf (Bild oben) hat man die Möglichkeit vorgesehen, dass es einfach in Drehrichtung mitläuft. Im ersten und im fünften Bild sehen Sie das Leitrad ungeschnitten in der Mitte.

Zusammen mit normalen Wechselgetrieben und einer kleinen, elektrisch betätigten Schaltkupplung ergab sich eine Halbautomatik. Der erste Gang konnte wegen der Drehmomentverstärkung weggelassen werden.

Solange das Leitrad stillsteht, spricht man vom Wandler-, wenn es mitdreht vom Kupplungsbereich. Um in letzterem die Verluste etwas geringer zu halten, gibt es die Wandler-Überbrückungskupplung, unten im Bild sogar schon als Mehrscheiben-Reibungkupplung mit Schwingungstilger. Ist sie voll eingerückt, verhindert sie jeglichen Drehzahlunterschied zwischen Pumpen- und Turbinenrad. Vielfach bleibt dieser Teil bei modernen Konstruktionen nach dem Anfahren sogar bei weiteren Gangwechseln geschlossen.

Wenn Sie genau hinschauen, können Sie erkennen, dass der Rand der auf die Kupplung wirkenden Scheibe einigermaßen bündig zum Gehäuse ist. Baut sich also im Raum dahinter ein Öldruck auf, so sorgt der für ein Lösen der Kupplung, Druck aus dem viel größeren Raum vorn bewirkt ein Schließen der Kupplung. Das kann durch die Ölströme erreicht werden, die dem Drehmomentwandler durch eine Bohrung in der innersten Welle bzw. zwischen den Wellen zu- und abfließen.

Gelangt also auf diese Art und Weise das Öl direkt in den hinteren Raum und gelangt durch eine Öffnung im vorderen Raum zurück, wird ausgekuppelt. Dreht man den Ölstrom jetzt um, dann wird dadurch das Einkuppeln bewirkt. Das erledigen elektrisch ansteuerbare Ventile zwischen Ölpumpe und Drehmomentwandler, von denen es im eigentlichen Automatikgetriebe noch viel mehr gibt. Inzwischen ist deren Ansteuerung auch für einen gewissen Schlupf möglich.

Haben Sie schon einmal überlegt, warum man trotz fehlendem Kupplungspedal Gas und Bremse mit einem Fuß bedient? Und das auch bei amerikanischen Autos, wo kaum jemand auf die Idee kommt, zwischen Automatik und Schaltgetriebe zu wechseln. Der Grund ist relativ einfach. Es soll nämlich verhindert werden, dass Gaspedal und Bremse gleichzeitig bedient werden. Denn das bringt das Hydrauliköl in kürzester Zeit zum Kochen.

Da quirlt das Pumpenrad Öl rund und das Turbinenrad wird durch die Bremse an jeglicher Drehung gehindert. Man spricht von einer Temperaturerhöhung von bis zu 10°C pro Sekunde. Es gibt kaum eine andere Methode, den eigenen Antrieb so wirksam zu schädigen. Dabei arbeitet das Wandleröl schon in einem relativ hohen Temperaturbereich. Bedenken Sie nur, dass es Kühler für dieses Öl gibt, die im Kühler des Motors integriert sind.

Der Vorteil dieser Methode ist natürlich, dass Kühlflüssigkeit viel schneller warm wird wie bei normaler Behandlung das Öl des Automatikgetriebes. Da geht dann die Energie in die Gegenrichtung. Aber wenn es im Kühler bis über 100°C warm werden kann, müsste Ihnen bewusstwerden, wie heiß das Hydrauliköl des Automatikgetriebes werden kann. Der Wandler ist übrigens der heißeste Punkt. Auch die häufigere und deutlich aufwendigere Wartung ist hauptsächlich auf die Erwärmung zurückzuführen.

Natürlich begrenzt die getretene Fußbremse auch die maximal erreichbare Drehzahl des Motors. Sie wird Überziehungsgeschwindigkeit (stall speed) genannt und beträgt maximal wohl so um die 2.500/min.

Alle diese Lamellenkupplungen können inzwischen auch, zumindest in Teilbereichen, schlupfend ausgelegt werden. Die Überbrückungskupplung kann im Schubbetrieb und beim Bremsen sogar geöffnet sein. Wandler selbst können das Empfinden von Automatikgetrieben deutlich verändern, u.a. weich arbeitend bei einer Komfort-Limousine z.B. amerikanischen Zuschnitts, hart zum Spritsparen beim Stadtbus.