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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlanordnung für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wobei der Kraftfahrzeugantriebsstrang eine Gehäuseanordnung, eine innerhalb der Gehäuseanordnung gelagerte Welle und eine an der Welle gelagerte Baugruppe aufweist, die zu kühlen ist, wobei innerhalb der Gehäuseanordnung um die Baugruppe herum ein Kühlkanal angeordnet ist, durch den hindurch ein Kühlmittel leitbar ist, um ein in der Gehäuseanordnung aufgenommenes Fluid zu kühlen, das mit dem Kühlkanal in Kontakt kommt.
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Ferner betrifft die vorliegende Erfindung einen Antriebsstrang mit einer derartigen Kühlanordnung.
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Eine gattungsgemäße Kühlanordnung ist aus dem Dokument
US 5 931 218 A bekannt, wobei innerhalb eines Achsgetriebegehäuses eine Vielzahl von Kühlrohren parallel und beabstandet zueinander angeordnet sind. Die Kühlrohre sind um ein Differential herum angeordnet, tauchen in einen Fluidsumpf ein und werden von einem Kühlmittel durchströmt.
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Aus dem Dokument
EP 1 910 694 B1 ist eine Drehmomentübertragungseinrichtung für einen Antriebsstrang bekannt, die eine nasslaufende Lamellenkupplung aufweist, die zumindest teilweise von einem zu kühlenden Medium umgeben ist, das in einem Kühler abgekühlt wird. Der Kühler ist in einem Ringraum radial außerhalb der Kupplungselemente angeordnet und weist im Wesentlichen die Gestalt eines Rings auf. Dabei ist der Kühler radial außerhalb der Lamellenkupplung so angeordnet, dass das zu kühlende Medium im Betrieb der Lamellenkupplung mit einer radial innenliegenden Kühlerwandung des Kühlers in Kontakt kommt. Der Kühler kann dabei die Gestalt eines ringförmigen Rohres aufweisen. Das Rohr kann mit axial oder radial verlaufenden Kühlmediumsanschlüssen verbunden sein. Ferner kann das Rohr mittels Strangpressen oder mittels Innenhochdruck-Umformen hergestellt werden. Auch ist in diesem Dokument offenbart, dass das Rohr eine Profilierung im Inneren aufweisen kann, die sich in Umfangsrichtung des Ringes erstreckt. Die Außenseite des ringförmigen Rohres, die der Lamellenkupplung zugewandt ist, kann ebenfalls eine Profilierung aufweisen. Die Profilierungen können aus Rippen bestehen, die einen polygonalen oder einen wellenförmigen Querschnitt aufweisen.
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Der Ringraum wird radial außen von einem Gehäuseabschnitt des Getriebegehäuses begrenzt.
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Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Kühlanordnung sowie einen verbesserten Antriebsstrang anzugeben, wobei die Kühlanordnung kostengünstig herstellbar ist und/oder eine hohe Wärmeabfuhr ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch eine Kühlanordnung gemäß Anspruch 1 gelöst, wobei der Kühlkanal einen biegsamen und im Querschnitt rundlichen Schlauch aus einem wärmeleitenden Material aufweist, der um die Baugruppe herum angeordnet ist.
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Ferner wird die obige Aufgabe gelöst durch einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Kühlanordnung.
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Ein derartiger als Kühlkanal ausgebildeter Schlauch ist zum einen kostengünstig herzustellen. Zum anderen lässt sich ein solcher Schlauch bei der Montage in der Gehäuseanordnung auf einfache Weise verlegen. Im Gegensatz zu Lösungen, bei denen der Kühlkanal durch einen von einer Abdeckeinrichtung abgedeckten offenen Kanal der Gehäuseanordnung selbst gebildet ist, kann zudem die gusstechnische Komplexität bei der Herstellung der Gehäuseanordnung reduziert werden. Auch können gegebenenfalls aufwändige Bearbeitungen an der Gehäuseanordnung entfallen, die ansonsten zur Gewährleistung einer Dichtheit zum Fluidraum hin erforderlich sind. Schließlich kann sich hierdurch eine Steigerung der Prozessfähigkeit in der Montage ergeben, und hierdurch gegebenenfalls auch weniger zu erwartende Feldausfälle. Die Dichtheit des Kühlkanals kann dabei von dem Hersteller des Schlauches gewährleistet werden.
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Der Schlauch kann in einer Variante bereits in der Gehäuseanordnung montiert werden, bevor die Gehäuseanordnung in die Endmontage erfolgt. Hierbei kann eine Gehäusebaugruppe vormontiert werden.
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Der Schlauch wird dabei vorzugsweise in einem gestreckten, geraden Zustand hergestellt und anschließend zum Zwecke der Montage in der Gehäuseanordnung so gebogen, dass er die Baugruppe radial außen umgibt.
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Der Mindestbiegeradius des Schlauches liegt vorzugsweise in einem Bereich von 150 mm bis 500 mm, insbesondere im Bereich von 150 mm bis 300 mm. Der Mindestbiegeradius ist dabei jener Radius, um den herum der biegsame Schlauch aus einer geraden Form heraus zulässigerweise verbogen werden kann.
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Der Mindestbiegeradius des Schlauches ist dann, wenn der Schlauch als Wellschlauch ausgebildet ist, in erster Linie von der Periode und der Profilhöhe abhängig. Je enger bzw. kürzer die Periode und je höher die Profilhöhe, desto geringer ist der Mindestbiegeradius, und umgekehrt.
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Generell ist es jedoch auch möglich, den Schlauch so herzustellen, dass dieser in einem Grundzustand als ”geformter” Schlauch bereits eine Grundbiegung aufweist und anschließend bei der Montage in der Getriebeanordnung lediglich noch um ein weiteres Maß verbogen wird, um die endgültige Form zu realisieren.
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Der Schlauch kann einen durchgehend einheitlichen Querschnitt aufweisen, die Querschnittsfläche kann sich jedoch auch über die Länge des Schlauches verändern. Auch die Querschnittsform des Schlauches kann über die Länge einheitlich sein, kann jedoch auch über die Länge unterschiedlich sein. Durch die über die Länge unterschiedlichen Querschnittsflächen bzw. Querschnittsformen kann gegebenenfalls eine bessere Anpassung an den Einbau in der Gehäuseanordnung erreicht werden. Das Einrichten unterschiedlicher Querschnitte bzw. Querschnittsformen kann auch nach der Herstellung des Schlauches erfolgen, durch Umformen des vorgefertigten Schlauches.
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Der Schlauch kann als Schlauchleitung bereitgestellt werden, wobei in diesem Fall die Enden des Schlauches mit geeigneten Anschlussarmaturen verbunden sind, die mit dem Schlauch verbunden sein können oder gegebenenfalls einstückig mit dem Material des Schlauches ausgebildet sein können. Die Verbindungen der Anschlussarmaturen mit dem Schlauch können stoffschlüssig, formschlüssig oder kraftschlüssig sein.
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Die Baugruppe ist vorzugsweise eine nasslaufende Lamellenkupplung im Antriebsstrang. Die Gehäuseanordnung ist für diesen Fall vorzugsweise Teil eines Kupplungsgehäuses, in dem die Kupplungsanordnung aufgenommen ist. Das Kupplungsgehäuse kann dabei zumindest teilweise einstückig mit einem Getriebegehäuse ausgebildet sein. Die Getriebeanordnung ist vorzugsweise aus einem Metallmaterial in einem Gußverfahren hergestellt.
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Erfindungsgemäß ist der Schlauch ein Wellschlauch, insbesondere ein Ringwellschlauch oder ein Wendelwellschlauch.
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Wellschläuche sind solche Schläuche, die einen im Längsschnitt welligen Schlauchmantel aufweisen. Dabei kann die Wellung als Wendelwellung oder als Ringwellung ausgebildet sein. Bei Wellschläuchen mit Ringwellung laufen die Wellen quer zur Längsachse des Schlauches (parallele Wellen, die vorzugsweise nicht miteinander verbunden sind). Bei einer Wendelwellung gehen die Wellen wie bei einem Gewinde ineinander über.
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Derartige Wellschläuche sind vorzugsweise als einwandige Schläuche ausgebildet, können an ihrem Außenumfang jedoch mit einem stützenden Metallgeflecht umgeben sein. Ferner sind derartige Wellschläuche vorzugsweise als Druckschläuche ausgebildet, die druck- und vorzugsweise auch vakuumfest sind. Ferner ist der Wellschlauch vorzugsweise temperaturbeständig, und zwar in der Regel weit über solche Temperaturen hinaus, die in Kraftfahrzeugantriebssträngen im normalen Betrieb auftreten können (beispielsweise kleiner 200°C).
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Durch die Wellung des Schlauches wird dabei vorzugsweise auch die Biegsamkeit des Schlauches realisiert.
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Der Wellschlauch wird vorzugsweise aus einem Rohr geringer Wandstärke hergestellt, das mittels eines geeigneten Werkzeuges umgeformt wird, derart, dass der Mantel im Längsschnitt ein welliges Profil erhält. Die Umformung kann vorzugsweise eine Kaltumformung sein, die insbesondere ein Walzen beinhaltet. Das wellige Profil ist insbesondere als stetiges Profil ausgebildet und weist folglich keine Absätze oder Kanten auf. Wenn ein solcher Schlauch gebogen wird, nähern sich die Wellenerhöhungen im Bereich des Innenradius an, und die Wellenerhöhungen im Bereich des Außenradius entfernen sich voneinander.
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Durch die axiale Wellung des Wellschlauches, die sowohl am Außen- als auch korrespondierend am Innenumfang des Wellschlauches ausgebildet ist, wird für eine effiziente Kühlung zum einen eine sehr große Oberfläche bezogen auf die Schlauchlänge erzielt. Vorzugsweise ist es daher nicht erforderlich, im Inneren des Schlauches zusätzliche Turbulenz erzeugende Mittel anzuordnen. Ferner ergibt sich auch am Außenumfang des Schlauches aufgrund der Welligkeit und der großen Oberfläche die Möglichkeit, ein großes Volumen von Fluid (beispielsweise Öl) zu kühlen.
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Der Schlauch kann generell aus jedem gut wärmeleitenden und biegsamen Material hergestellt werden, beispielsweise aus einem Kunststoff.
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Von besonderem Vorzug ist es jedoch, wenn der Schlauch aus einem Metall hergestellt ist, insbesondere als einwandiger Metallschlauch.
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Von besonderem Vorzug ist es, wenn das zur Herstellung des Schlauches verwendete Material ein Edelstahl ist. Alternativ ist es bevorzugt, wenn das zur Herstellung des Schlauches verwendete Material ein Leichtmetall oder eine Leichtmetalllegierung ist, insbesondere Aluminium oder eine Aluminiumlegierung. Das zur Herstellung des Schlauches verwendete Material ist vorzugsweise ein zur Kaltumformung geeignetes Material. Aluminium hat generell eine bessere Wärmeleitfähigkeit als Edelstahl.
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Mit einem derartigen Material lassen sich zum einen eine hohe Temperaturbeständigkeit, insbesondere jedoch auch eine hohe Temperaturleitfähigkeit realisieren.
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Der einwandige Metallschlauch kann gegebenenfalls von einem Drahtgeflecht umgeben sein, weist jedoch vorzugsweise am Außenumfang kein derartiges Drahtgeflecht auf, um den Wärmeübergang zu verbessern.
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Die Wärme kann bei einem einwandigen Metallschlauch folglich von dem Fluid direkt an das Material des Schlauches und hiervon direkt an das in dem Schlauch geführte Kühlmittel geleitet werden.
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Insgesamt ist es ferner vorteilhaft, wenn ein Hauptabschnitt des Schlauches in einer Ebene angeordnet ist, die quer zu der Welle verläuft.
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Der Schlauch weist erfindungsgemäß einen Außendurchmesser auf, der an die axiale Länge der zu kühlenden Baugruppe angepasst ist.
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Von besonderem Vorzug ist es, wenn der Hauptabschnitt sich unter einem ersten Radius um die Baugruppe herum erstreckt, und zwar über wenigstens 180°.
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Der Hauptabschnitt kann dabei vorzugsweise zumindest teilweise durch einen Fluidsumpf in der Gehäuseanordnung hindurchgeführt werden, so dass es ebenfalls möglich ist, Fluid des Fluidsumpfes zu kühlen. Bei dieser Ausführungsform ist es ferner möglich, das Fluid des Fluidsumpfes zu erwärmen, zu welchem Zweck Kühlmittel mit einer höheren Temperatur des Fluides in den Schlauch eingeführt wird. Dies kann beispielsweise bei einem Kaltstart des Kraftfahrzeuges vorteilhaft sein.
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Generell ist es vorteilhaft, wenn der Hauptabschnitt entlang einer Kreisform verlegt ist. Aufgrund der Biegsamkeit kann der Hauptabschnitt in einer axialen Draufsicht jedoch auch von einer Kreisform abweichen. Generell besitzt der Hauptabschnitt in der axialen Draufsicht eine rundliche konvexe Form.
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Der Hauptabschnitt kann sich über wenigstens 180° und weniger als 360° um die Baugruppe herum erstrecken. Es ist jedoch auch denkbar, den Hauptabschnitt als eine Wicklung des Schlauches auszuführen, die über 360° hinausgeht.
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Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Schlauch an einem ersten Ende einen ersten Anschlussabschnitt aufweist und an einem zweiten Ende einen zweiten Anschlussabschnitt aufweist, wobei der erste und/oder der zweite Anschlussabschnitt unter einem zweiten Radius gegenüber dem Hauptabschnitt abgebogen ist, der kleiner ist als der erste Radius.
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Der zweite Radius ist vorzugsweise größer als der oben erwähnte Mindestbiegeradius.
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Dabei liegt das Verhältnis von erstem Radius zu zweitem Radius vorzugsweise in einem Bereich von 2:1 bis 20:1, insbesondere in einem Verhältnis von 2:1 bis 10:1.
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Insgesamt ist es ferner bevorzugt, wenn der Schlauch an einem Ende einen ersten Anschlussabschnitt aufweist und an seinem zweiten Ende einen zweiten Anschlussabschnitt aufweist, wobei der erste und/oder der zweite Anschlussabschnitt quer zu dem Hauptabschnitt des Schlauches ausgerichtet ist.
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Hierbei können der erste und/oder der zweite Anschlussabschnitt beispielsweise im Wesentlichen parallel zu der Welle ausgerichtet sein.
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Alternativ ist es bevorzugt, wenn der erste und/oder der zweite Anschlussabschnitt radial in Bezug auf die Welle ausgerichtet ist.
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Gemäß einer weiteren insgesamt bevorzugten Ausführungsform weist der Schlauch an einem ersten Ende einen ersten Anschlussabschnitt auf und an seinem zweiten Ende einen zweiten Anschlussabschnitt, wobei der erste und/oder der zweite Anschlussabschnitt eine Anschlussarmatur aufweist, die sich zumindest teilweise durch eine Öffnung in der Gehäuseanordnung hindurch erstreckt.
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Bei dieser Variante kann die Anschlussarmatur nachträglich an dem Schlauch angebracht sein, oder einstückig mit diesem ausgebildet sein. Die Anschlussarmatur ist insbesondere ebenfalls aus Metall hergestellt.
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Von besonderem Vorzug ist es, wenn die Anschlussarmatur einen Stutzen aufweist, der sich durch die Öffnung in der Gehäuseanordnung hindurch erstreckt.
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Auf diese Weise kann ein Anschluss an den Innenraum des Schlauches über eine Verbindung an der Außenseite der Gehäuseanordnung erfolgen.
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Die Öffnung der Gehäuseanordnung ist vorzugsweise eine Öffnung, die einen Innenraum der Gehäuseanordnung mit einer Außenseite verbindet. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, den Schlauch an einen externen Kühler im Motorraum des Kraftfahrzeuges anzuschließen.
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Hierbei ist es ferner vorteilhaft, wenn die Anschlussarmatur einen Flanschabschnitt und/oder einen Gewindeabschnitt aufweist.
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Ein Flanschabschnitt kann beispielsweise zur Einrichtung einer definierten Lage in Bezug auf eine Gehäusewand der Gehäuseanordnung dienen. Der Gewindeabschnitt kann beispielsweise zum Einrichten einer festen und vorzugsweise abdichtenden Fixierung des Anschlussabschnittes in Bezug auf die Gehäuseanordnung dienen. Der Flanschabschnitt liegt dabei vorzugsweise an einer Innenseite einer Wand der Gehäuseanordnung an, und der Gewindeabschnitt ist an einem Stutzen ausgebildet, der sich durch die Öffnung hindurch erstreckt, so dass eine Fixierung über eine Mutter erfolgen kann, die von außen auf den Gewindeabschnitt aufgeschraubt wird. Zwischen der Gehäuseanordnung und einer solchen Mutter kann in diesem Fall beispielsweise eine Dichtungsanordnung vorgesehen sein. Eine derartige Dichtungsanordnung kann auch alternativ oder zusätzlich zwischen dem Flanschabschnitt und der Gehäusewand vorgesehen sein.
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Gemäß einer weiteren insgesamt bevorzugten Ausführungsform ist der Schlauch an zumindest einem Längsabschnitt mit der Gehäuseanordnung verbunden, wobei die Gehäuseanordnung hierzu wenigstens eine sich quer zu dem Schlauch erstreckende Rippe aufweist, die den Schlauch zumindest teilumfänglich umgreift, und/oder wobei der Schlauch mittels einer Schelle oder einem Clip mit der Gehäuseanordnung verbunden ist.
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Es ist jedoch auch denkbar, den Schlauch alleine durch eine entsprechende Kontur in der Gehäuseanordnung zu fixieren, insbesondere zwischen Gehäusehälften.
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Generell ist der Schlauch als Schlauchleitung ausgebildet, und weist an seinen Enden Anschlussarmaturen auf. Im Bereich der Anschlussarmaturen ist der Schlauch dabei in der Regel in Bezug auf die Gehäuseanordnung festgelegt.
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Durch das Bereitstellen einer Rippe an dem Gehäuse und/oder einer Schelle oder einem Clip (oder einer entsprechenden Mehrzahl dieser Elemente) kann der Schlauch auch im Bereich eines Hauptabschnittes zwischen den Anschlussabschnitten in Bezug auf die Gehäuseanordnung fixiert werden.
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Dabei ist es ferner insgesamt vorteilhaft, wenn der Schlauch innerhalb der Gehäuseanordnung in wenigstens einem Längsabschnitt so gehalten ist, dass der Schlauch über den vollen Umfang mit Fluid in Kontakt kommen kann, das in der Gehäuseanordnung aufgenommen ist.
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Bei dieser Ausführungsform erfolgt ein Halten des Schlauches, insbesondere des Hauptabschnittes des Schlauches, derart, dass der Schlauch zwischen Abschnitten, an denen er gehalten wird, vorzugsweise frei liegt bzw. von einer Wand der Gehäuseanordnung beabstandet ist. Hierdurch ist es möglich, dass der Schlauch innerhalb dieses Längsabschnittes über den gesamten Umfang von Fluid umspült sein kann, beispielsweise auch innerhalb eines Fluidsumpfes. Hierdurch kann eine Wärmeübergangsfläche maximiert werden.
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Insgesamt ist es ferner vorteilhaft, wenn der Schlauch einen Außendurchmesser im Bereich von 5 mm bis 100 mm, insbesondere im Bereich von 10 mm bis 60 mm, aufweist, und/oder wenn eine Materialstärke des Schlauches im Bereich von 0,05 mm bis 2 mm liegt, insbesondere von 0,1 mm bis 0,5 mm.
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Eine Profilhöhe des Schlauches, sofern dieser als Wellschlauch ausgebildet ist, kann beispielsweise im Bereich von 1/20 bis zu 3/5 des Außendurchmessers des Schlauches liegen, wobei die Profilhöhe die radiale Tiefe der Welligkeit definiert. Ferner kann eine Teilung der Welligkeit bzw. die Periode der Welligkeit in einem Bereich von 2 mm bis 50 mm liegen, insbesondere im Bereich von 5 mm bis 20 mm.
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In der Kühlanordnung ist es bevorzugt, wenn der Schlauch mit einem Kühler verbunden ist, insbesondere mit einem Motorkühler.
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In diesem Fall kann das Kühlmittel beispielsweise ein Kühlmittel sein, das auch zum Kühlen eines Antriebsmotors des Antriebsstranges verwendet wird, wie ein Verbrennungsmotor.
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Sofern die Baugruppe eine Kupplung ist, ergibt sich durch die erfindungsgemäße Kühlanordnung die Möglichkeit, Wärme aus dem Bereich der Kupplung abzuführen, um die Funktionsfähigkeit der Kupplung vor allem im Schlupfbetrieb aufrechtzuerhalten. Dabei kann mit der erfindungsgemäßen Kühlanordnung gegebenenfalls eine höhere Wärmeabfuhr ermöglicht werden als mit bekannten anderen Lösungen.
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Gegenüber Varianten, bei denen ein Kühlkanal in eine Gehäusewandung integriert ist, ergibt sich eine Reduzierung der gusstechnischen Komplexität. Ferner bietet ein Schlauch als Kühlkanal vielfältige Formmöglichkeiten und geometrische Gestaltungsmöglichkeiten, so dass der Einsatz auch bei verwandten oder ähnlichen Getriebekonzepten denkbar ist.
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Gegenüber derartigen Varianten ergibt sich zudem ein Vorteil dahingehend, dass kein zusätzliches Dichtelement zum Verschließen eines gehäuseseitigen Kühlkanals notwendig ist. Zudem sind keine aufwändigen Prozesse notwendig, wenn die Gehäuseanordnung gegossen ist und mit Lunkern behaftet sein sollte.
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Schließlich entfällt eine Dichtprüfung des Kühlkanals, da der Schlauch insbesondere als Schlauchleitung bereitgestellt werden kann, die bereits vorab (das heißt vor Getriebemontage) auf Dichtheit geprüft worden ist.
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Zudem wird im Reparaturfall der Austausch des Kühlkanals erleichtert.
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Im Bereich der Anschlussabschnitte und/oder der Anschlussarmaturen ist es ferner möglich, Verschlüsse oder Ventile in den Schlauch zu integrieren, um ein komplettes Ablassen des Kühlmittels zu vermeiden.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Längsschnittansicht durch ein Kraftfahrzeug mit einem Antriebsstrang, der eine erfindungsgemäße Kühlanordnung aufweist;
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2 eine schematische Längsschnittansicht durch einen Schlauch einer erfindungsgemäßen Kühlanordnung;
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3 eine schematische axiale Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kühlanordnung;
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4 eine Variante der Kühlanordnung der 3;
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5 eine weitere Variante der Kühlanordnung der 3;
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6 eine schematische Darstellung zur Verbindung eines Schlauches einer erfindungsgemäßen Kühlanordnung mit einem Gehäuse;
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7 eine schematische Längsschnittansicht durch eine Anschlussarmatur einer erfindungsgemäßen Kühlanordnung, festgelegt an einer Gehäuseanordnung; und
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8 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Antriebsstranges mit einer erfindungsgemäßen Kühlanordnung.
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In 1 ist in schematischer Form ein Kraftfahrzeug 10 dargestellt, das einen Antriebsstrang 12 aufweist.
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Der Antriebsstrang 12 beinhaltet einen Antriebsmotor 14 wie einen Verbrennungsmotor (oder einen Elektromotor oder eine Hybrid-Antriebseinheit), dessen Antriebswelle mit einer Kupplungsanordnung 16 verbunden ist. Ein Ausgang der Kupplungsanordnung 16 ist mit einem Eingang einer Getriebeanordnung 18 verbunden. Ein Ausgang der Getriebeanordnung 18 ist mit einem Differential 20 verbunden, mittels dessen Antriebsleistung auf zwei angetriebene Räder 22L, 22R des Kraftfahrzeuges 10 verteilt wird.
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Die Getriebeanordnung 18 kann vorzugsweise als Stufengetriebe in Vorgelegebauweise ausgeführt sein. Die Getriebeanordnung 18 kann insbesondere als Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Teilgetrieben ausgebildet sein. Die Kupplungsanordnung 16 kann eine Trockenkupplung sein, ist jedoch insbesondere eine nasslaufende Lamellenkupplung, wie es in 1 dargestellt ist. Im Falle eines Doppelkupplungsgetriebes kann die Kupplungsanordnung 16 auch zwei axial hintereinander oder radial ineinander verschachtelte nasslaufende Lamellenkupplungen für die jeweiligen Teilgetriebe aufweisen.
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Der Antriebsstrang 12 beinhaltet ferner eine Gehäuseanordnung 26. Die Gehäuseanordnung 26 weist ein Kupplungsgehäuse 28 zur Aufnahme der Kupplungsanordnung 16 auf, das hin zum Antriebsmotor 14 durch einen Kupplungsdeckel 29 verschlossen ist. Ferner weist die Gehäuseanordnung 26 ein Getriebegehäuse 30 auf, das auf dem axial abgewandten Ende mit einem Getriebedeckel 31 verbunden ist. Das Kupplungsgehäuse 28 und das Getriebegehäuse 30 können einstückig ausgebildet sein. Für die Kupplungsanordnung 16 und die Getriebeanordnung 18 kann ein gemeinsamer Fluidsumpf vorgesehen sein. Vorliegend ist jedoch dargestellt, dass in dem Kupplungsgehäuse 28 ein erster Fluidsumpf 32 vorhanden ist, und in dem Getriebegehäuse 30 ein zweiter Fluidsumpf 34. Im dargestellten Fall können sich die Arten des verwendeten Fluides unterscheiden. In diesem Fall sind auch das Getriebegehäuse 30 und das Kupplungsgehäuse 28 gegeneinander abgedichtet.
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Im Falle eines gemeinsamen Fluidsumpfes ist eine Abdichtung zwischen dem Kupplungsgehäuse 28 und dem Getriebegehäuse 30 nicht notwendig.
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In 1 ist bei 36 ferner schematisch ein Auffangtopf dargestellt, mittels dessen Fluid in dem Kupplungsgehäuse 28 aufgefangen werden kann, um auf diese Weise im Betrieb das Niveau des Fluidsumpfes 32 zu senken.
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Die Kupplungsanordnung 16 ist konzentrisch zu einer Welle 38 angeordnet, bei der es sich beispielsweise um eine Kurbelwelle des Antriebsmotors 14 handelt. Die Kupplungsanordnung 16 ist ferner konzentrisch zu einer Getriebeeingangswellenanordnung, die vorzugsweise koaxial zu der Welle 38 ausgerichtet ist.
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Der Antriebsstrang 12 beinhaltet ferner eine Kühlanordnung 40 für die Kupplungsanordnung 16. Diese erzeugt insbesondere im Schlupfbetrieb aufgrund von Reibung Wärme, die an das Fluid in dem ersten Fluidsumpf 32 abgegeben wird. Die Kühlanordnung 40 dient zum Kühlen dieses Fluides. Zu diesem Zweck weist die Kühlanordnung 40 einen Kühler 42 auf, bei dem es sich beispielsweise um einen Motorkühler handelt, der außerhalb der Gehäuseanordnung 26 angeordnet sein kann. Ferner weist die Kühlanordnung 40 einen Kühlkanal 43 auf, der um die Kupplungsanordnung 16 herum angeordnet ist. Der Kühlkanal 43 ist mit dem Kühler 42 verbunden, um auf diese Weise Kühlmittel 46 durch den Kühlkanal 43 zu führen und somit das Fluid in dem Kupplungsgehäuse 28 nach der Art eines Wärmetauschers abzukühlen.
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Durch die Anordnung des Kühlkanals 43 um die Kupplungsanordnung 16 herum wird radial von innen zugeführtes Fluid über geeignete Durchbrechungen in der Kupplungsanordnung 16 radial nach außen weg geschleudert, wo es auf eine Innenseite des Kühlkanals 43 auftrifft. Hierdurch wird das in der Kupplungsanordnung 16 erwärmte Fluid direkt an dem Kühlkanal 43 gekühlt. Ferner kann der Kühlkanal 43 sich zumindest teilweise durch den Fluidsumpf 32 hindurch erstrecken.
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Vorliegend ist der Kühlkanal 43 durch einen biegsamen und im Querschnitt rundlichen Schlauch 44 aus einem wärmeleitenden Material gebildet, der um die Baugruppe herum angeordnet ist.
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Ein derartiger Schlauch 44 kann in Form einer Schlauchleitung bereitgestellt werden und vorab auf Dichtheit geprüft werden. Zudem lässt sich ein derartiger Schlauch auf einfache Weise in dem Kupplungsgehäuse 28 montieren.
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Dabei ist der Schlauch 44, durch den hindurch das Kühlmittel 46 geführt wird, und zwar über einen Zuführanschluss Z und einen Abführanschluss A, die mit dem Kühler 42 verbunden sind, im Wesentlichen in einer Ebene 48 angeordnet, die quer, insbesondere senkrecht zu der Welle 38 ausgerichtet ist. Genauer gesagt ist ein Hauptabschnitt 50, der sich um wenigstens 180° um die Kupplungsanordnung 16 herum erstreckt, in der Ebene 48 angeordnet.
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2 zeigt in schematischer Form ein Beispiel eines derartigen Schlauches 44. Gemäß 2 kann der Schlauch 44 als Wellschlauch, insbesondere als Ringwellschlauch, ausgebildet sein, dessen Wandung mit parallelen Wellen ausgestaltet ist. Der Schlauch 44 ist dabei als einwandiger Schlauch ausgebildet und weist einen Außendurchmesser DA sowie einen Innendurchmesser DI auf. Die Durchmesser DA und DI sind durch die nach außen vortretenden und nach innen vortretenden Wellenberge des Wellenprofils des Wellschlauches 44 gebildet, dessen Profilhöhe in 2 bei H gezeigt ist. Die Materialstärke des Wellschlauches 44 ist bei M gezeigt. Ferner zeigt 4 eine Periode P des Wellschlauches 44 zwischen zwei Wellenbergen bzw. zwei Wellentälern.
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Der Wellschlauch 44 wird vorzugsweise im gestreckten Zustand hergestellt, und zwar gestreckt entlang einer Längsachse 54. Zum Einbau in die Gehäuseanordnung wird der Wellschlauch 44 gebogen, so dass er eine sich wenigstens um 180° erstreckende Ring- bzw. Teilringform erhält, wie es in 1 schematisch angedeutet ist.
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3 zeigt in schematischer Form eine axiale Draufsicht auf eine Kupplungsanordnung 16 und einen um diese herum innerhalb des Kupplungsgehäuses 28 verlegten Wellschlauches 44. Wie gezeigt, weist der Wellschlauch 44 einen Hauptabschnitt 50 auf, der in der Ebene 48 angeordnet ist und sich vorliegend um etwa 270° um die Kupplungsanordnung 16 herum erstreckt. Ferner weist der Wellschlauch 44 an einem ersten Ende einen ersten Anschlussabschnitt 56 und an einem zweiten Ende einen zweiten Anschlussabschnitt 58 auf. Die Anschlussabschnitte 56, 58 sind ebenfalls aus dem Wellschlauch 44 gebildet und einstückig mit dem Hauptabschnitt 50 verbunden. Der Hauptabschnitt 50 ist unter einem ersten Radius R1 gebogen. Die Anschlussabschnitte 56, 58 sind unter einem Radius R2 gegenüber dem Hauptabschnitt 50 abgebogen, wobei R2 kleiner ist als R1. Ferner kann der Wert von R2 sich für den ersten und den zweiten Anschlussabschnitt 56, 58 voneinander unterscheiden.
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Im vorliegenden Fall sind die Anschlussabschnitte 56, 58 ebenfalls in der Ebene 48 angeordnet und erstrecken sich jeweils etwa radial bezogen auf die Welle 38 hin zu einer radialen Außenwand des Kupplungsgehäuses 28, wo sie mit dem Zulauf Z bzw. dem Ablauf A verbunden werden können.
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Wie es in 4 gezeigt ist, können der erste oder der zweite Anschlussabschnitt (hier bei 56a gezeigt) jedoch auch gegenüber der Ebene 48 und folglich gegenüber dem Hauptabschnitt 50 abgebogen sein, und zwar beispielsweise in axialer Richtung, so dass der jeweilige Anschlussabschnitt (hier 56a) etwa parallel zu der Welle 38 verläuft.
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3 zeigt ferner, dass der Wellschlauch 44 über seinen Umfang verteilt an einigen Stellen mit der Gehäuseanordnung 26 verbunden ist. Diese Verbindungen sind schematisch bei 60 angedeutet und können beispielsweise durch Rippen oder Clips oder Schellen gebildet sein. In zwischen derartigen Verbindungsstellen 60 liegenden Längsabschnitten des Wellschlauches 44 kann der Wellschlauch 44 in einem Abstand von einer Innenwandung der Gehäuseanordnung 26 gehalten sein, so dass der Schlauch 44 über den vollen Umfang mit Fluid in Kontakt kommen kann. Diese Abschnitte sind in 3 mit 62 bezeichnet.
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5 zeigt eine weitere Abwandlung der Ausführungsform der 3, wobei der erste Anschlussabschnitt 56 mit einer Anschlussarmatur 68 verbunden ist, die an dem Kupplungsgehäuse 28 festgelegt werden kann und über die der Zulauf Z angeschlossen werden kann. 5 zeigt ferner, dass im Bereich des Anschlussabschnittes 56 und/oder im Bereich der Anschlussarmatur 68 ein Ventil 66 oder ein sonstiges Sperrorgan integriert sein kann. Das Ventil 66 ist vorliegend zwischen dem Anschlussabschnitt 56 und der Anschlussarmatur 68 gezeigt, ist jedoch vorzugsweise auf der dem Anschlussabschnitt 56 gegenüberliegenden Seite der Anschlussarmatur 68 angeordnet. Hierdurch ist es möglich, den Wellschlauch 44 insgesamt zu verschließen, um diesen beispielsweise austauschen zu können, ohne im gesamten Kühlmittelkreislauf des Kühlers 42 Kühlmittel ablassen zu müssen. Es versteht sich, dass ein derartiges Ventil auch im Bereich des zweiten Anschlussabschnittes 58 vorgesehen sein kann, und dass der zweite Anschlussabschnitt 58 ebenfalls mit einer geeigneten Anschlussarmatur 68 verbunden sein kann.
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6 zeigt in schematischer Form die Art und Weise, wie die Verbindungsstellen 60 der 3 zwischen dem Schlauch 44 und dem Kupplungsgehäuse 28 realisiert werden können. Dies kann zum einen durch Querrippen 72 erfolgen, die sich zumindest teilweise um den Umfang des Wellschlauches 44 herum erstrecken. Zum anderen ist dies beispielsweise möglich mittels Schellen oder Clips, wie es in 6 schematisch bei 74 dargestellt ist.
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7 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer Anschlussarmatur 68, die mit einem Anschlussabschnitt 56 verbunden ist. Die Anschlussarmatur 68 beinhaltet einen Flanschabschnitt 78 und einen sich axial davon erstreckenden Stutzen 80.
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An dem Stutzen 80 ist außenumfänglich ein Außengewinde 82 ausgebildet. In dem Kupplungsgehäuse 28 ist in Zuordnung zu der Anschlussarmatur 68 eine Öffnung 84 vorgesehen, deren Durchmesser größer ist als jener des Stutzens 80, jedoch kleiner als jener des Flanschabschnittes 78. Folglich ist es möglich, die Anschlussarmatur 68 von der Innenseite des Kupplungsgehäuses 28 durch die Öffnung 84 hindurch zu stecken, so dass zumindest ein Teil des Stutzens 80 an einer Außenseite des Kupplungsgehäuses 28 vorragt, so dass die Anschlussarmatur 68 mittels einer Mutter 86 mit Innengewinde in Bezug auf das Kupplungsgehäuse 28 festgelegt werden kann. Gegebenenfalls kann eine Dichtungsanordnung 88 zwischen der Mutter 86 und dem Kupplungsgehäuse 28 oder zwischen dem Flanschabschnitt 78 und dem Kupplungsgehäuse 28 angeordnet werden, wie es in 7 schematisch angedeutet ist.
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8 zeigt in schematischer Form eine weitere Ausführungsform eines Antriebsstranges, der hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise generell dem Antriebsstrang der 1 entspricht. Gleiche Elemente sind daher durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. Im Folgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede erläutert.
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Die Kühlanordnung 40 des Antriebsstranges 12 der 8 beinhaltet vorliegend eine Pumpe 98, die beispielsweise mit einer Nebenabtriebswelle des Antriebsmotors 14 verbunden sein kann, alternativ jedoch ”autark” mittels eines Elektromotors antreibbar ist. Ferner beinhaltet die Kühlanordnung 40 eine Verteilereinrichtung 100, über die aus dem Kühler 42 mittels der Pumpe 98 angesaugtes Kühlmittel zum einen auf den Antriebsmotor 14 und zum anderen auf einen Kreislauf für die Kupplungsanordnung 16 aufgeteilt werden kann. In entsprechender Weise beinhaltet die Kühlanordnung 40 für die Rückläufe von Antriebsmotor 14 und Kupplungsanordnung 16 eine Sammeleinrichtung 102, über die das erwärmte Kühlfluid wiederum dem Kühler 42 zugeführt wird, der beispielsweise als Motorkühler ausgebildet sein kann, der Fahrtwind 103 oder Lüfterwind ausgesetzt sein kann.
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In 8 ist ein Zufluss von Kühlmittel zu dem Antriebsmotor 14 bei 104 gezeigt. Ein Abfluss von dem Antriebsmotor 14 ist bei 106 gezeigt.
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Der Zufluss zu dem Schlauch 44 ist bei Z gezeigt, der Abfluss bei A.
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8 zeigt ferner in schematischer Form eine Schmierfluidversorgungseinrichtung 110, über die Schmierfluid für eine Kupplungsschmierung 114 und eine Getriebeschmierung 112 bereitgestellt werden kann. Während die Getriebeschmierung 112 im Wesentlichen zur Schmierung von Komponenten der Getriebeanordnung 18 dient und als Einspritz- oder als Tauchschmierung ausgebildet sein kann, dient die Kupplungsschmierung 114 auch und insbesondere zur Kühlung der Kupplungsanordnung 16. Die Kupplungsanordnung 16 weist vorliegend eine erste Reibkupplung 92 und eine zweite Reibkupplung 94 auf, die als Lamellenkupplungen ausgebildet sind.
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Bei 116 ist in 8 ferner ein Kupplungstemperatursensor gezeigt, mittels dessen die Temperatur eines Fluides in dem Kupplungsgehäuse 28 erfassbar ist. Bei 118 ist ein entsprechender Getriebetemperatursensor gezeigt, mittels dessen eine Temperatur eines Fluides im Inneren des Getriebegehäuses 30 gezeigt ist.
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8 zeigt ferner ein Ventil 66', das vorliegend als Absperrventil ausgebildet ist, und zwar in Form eines Wegeventils, das elektromagnetisch ansteuerbar ist. Das Ventil 66' dient dazu, die Zufuhr von Kühlmittel zu der Kupplungsanordnung 16 bedarfsweise durchzuführen, was in der Regel in Abhängigkeit von dem Kupplungstemperatursensor 116 und/oder in Abhängigkeit von anderen erfassten Parametern des Antriebsstranges 12 durchgeführt wird.