DE3833622A1

DE3833622A1 - Valve arrangement for the time-controlled, selective supply of control members, such as, for example, couplings of a power shift transmission, with controlled system pressure

Info

Publication number: DE3833622A1
Application number: DE3833622A
Authority: DE
Inventors: Winfried Dipl Ing Rueb
Original assignee: Mannesmann Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1988-10-03
Filing date: 1988-10-03
Publication date: 1990-04-05

Abstract

The valve arrangement has control valves for changing over at least four control members and overlapping valves which can be moved from a choke position into a through position for the delayed emptying of the respectively disengaging control member against the force of a restoring spring by the pressure of the engaging control member. Allocated in each case to a control-member pair is a common control valve which carries out a reversal of the system pressure from one control member to the other. The respective pressure in the control member of one control-member pair controls an allocated overlapping valve, the respective pressure-relief connection lines of these overlapping valves being connected via branch lines to emptying connections of at least one further control valve. A non-return valve opening towards the overlapping valve is in each case arranged in these branch lines so that the overlapping valves allocated to a coupling pair can also be used for the further control members.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventilanordnung zur zeitlich gesteuerten selektiven Versorgung von Schaltglie dern, wie z. B. Kupplungen eines Lastschaltgetriebes, mit geregeltem Systemdruck, gemäß dem Oberbegriff des Patent anspruchs 1.The invention relates to a valve arrangement for time-controlled selective supply of switching devices others, such as B. clutches of a powershift transmission with regulated system pressure, according to the preamble of the patent claim 1.

Derartige Ventilanordnungen werden insbesondere bei auto matisch schaltenden Lastschaltgetrieben verwendet, bei denen über eine geeignete Steuerung eine automatische Umsteuerung von Schaltgliedern erfolgt. Damit beim Um schaltvorgang keine Drehmomentunterbrechung auftritt, sind Überschneidungs- bzw. Abschaltventile vorgesehen, die da für sorgen, daß die jeweils abschaltende Kupplung zunächst über eine Düse langsam entleert wird und deshalb solange auf ausreichendem Druckniveau bleibt, bis die zuschaltende Kupplung ebenfalls ein ausreichendes Druckniveau erreicht hat und die Motorlast übernehmen kann. Erst dann wird das Abschaltventil voll durchgeschaltet, so daß die abschal tende Kupplung ungedrosselt mit einem niedrigeren Druckniveau, beispielsweise mit dem Tank verbunden wird.Such valve arrangements are particularly useful in auto matically switching powershift transmissions used at an automatic control system Switching elements are reversed. So with the order switching process no torque interruption occurs Overlap or shut-off valves provided that there ensure that the clutch that disengages first is slowly emptied through a nozzle and therefore for as long remains at a sufficient pressure level until the one to be switched on Coupling also reached a sufficient pressure level has and can take over the engine load. Only then will it Shut-off valve fully switched so that the shut-off ting clutch unthrottled with a lower Pressure level, for example connected to the tank.

Es ist üblich, die Schaltglieder einzeln zu- bzw. abzu schalten und jedem Schaltglied ein eigenes Abschalt- bzw. Überschneidungsventil zuzuordnen, um gehobenen Komfortan sprüchen an das Lastschaltgetriebe dadurch gerecht zu werden, daß unterschiedlichen Charakteristika der ver schiedenen Schaltglieder Rechnung getragen wird. Der Nach teil dieser herkömmlichen Auslegungsgrundsätze liegt je doch darin, daß eine Vielzahl von Überschneidungsventilen und Schaltventilen erforderlich wird, was mit einem ver hältnismäßig großvolumigen Schaltungsaufwand und damit verhältnismäßig hohen Herstellungskosten verbunden ist.It is common to switch the switching elements on and off individually switch and each switching element has its own shutdown or Assign overlap valve for superior comfort claims to the powershift transmission be that different characteristics of ver different switching elements is taken into account. The night part of these conventional design principles is always yet in that a variety of overlap valves and switching valves is required, which with a ver relatively large volume of circuitry and thus relatively high manufacturing costs.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Ventilanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, mit der Ventile und Hydraulikfluidleitungen eingespart werden können.The invention is therefore based on the object Valve arrangement according to the preamble of the claim 1 to create with the valves and hydraulic fluid lines can be saved.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.This task is carried out in the characterizing part of the Features specified claim 1 solved.

Erfindungsgemäß werden die zu schaltenden Schaltglieder jeweils paarweise zusammengefaßt, wobei den einzelnen Schaltgliederpaaren ein einziges Umschaltventil zugeordnet wird. Durch die Eingliederung der Rückschlagventile in die einzelnen Zweigleitungen können die in der Zahl reduzier ten Überschneidungsventile nicht nur für den Umschaltvor gang eines einzelnen Schaltgliedpaares, sondern auch für den Umschaltvorgang weiterer Schaltgliederpaare herangezo gen werden. According to the switching elements to be switched combined in pairs, the individual Switching element pairs assigned a single changeover valve becomes. By incorporating the check valves into the individual branch lines can reduce the number overlapping valves not only for the changeover gear of a single switching element pair, but also for the switching process of further switching element pairs be.

Mit der Weiterbildung gemäß Patentanspruch 3 wird dem einen ersten Schaltgliedpaar zugeordneten Schaltventil eine weitere Funktion übertragen, so daß die Anzahl der für die Ventilanordnung erforderlichen Bauteile weiter reduziert werden kann.With the training according to claim 3, the a first switching element associated switching valve transferred another function so that the number of components required for the valve arrangement can be reduced.

Eine besonders einfache Ventilanordnung ergibt sich dann, wenn vier Schaltglieder zu je zwei Paaren zusammengefaßt sind, wobei eine spezielle Schaltcharakteristik dafür sorgen kann, daß lediglich zwei Überschneidungsventile für vier Schaltglieder ausreichen.A particularly simple valve arrangement then results when four switching elements are combined into two pairs are, with a special switching characteristic for it can ensure that only two crossover valves for four switching elements are sufficient.

In diesem Fall ist es von Vorteil, die Ventilanordnung gemäß Patentanspruch 7 weiterzubilden. Die identische Ausbildung dieser Schaltglieder hat den Vorzug, daß die Ventilanordnung garantiert, daß diese beiden Schaltglieder mit der gleichen Charakteristik abgeschaltet werden.In this case, the valve arrangement is advantageous to further develop according to claim 7. The identical Training these switching elements has the advantage that the Valve arrangement guarantees that these two switching elements can be switched off with the same characteristics.

In den Unteransprüchen 9 ff sind Weiterbildungen des die Schaltglieder versorgenden Hydraulik-Regelkreises umschrieben, die zu einer weiteren Reduzierung des vor richtungstechnischen Aufwands beitragen.In the dependent claims 9 ff are further developments of the Switching elements supplying hydraulic control circuit circumscribed to further reduce the previous directional effort.

Nachstehend wird anhand schematischer Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:Below is a schematic drawing Embodiment of the invention explained in more detail. It demonstrate:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Hydraulikkreises zur Versorgung von vier Schaltgliedern eines Last schaltgetriebes mit einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung; und Figure 1 is a block diagram of a hydraulic circuit for supplying four switching elements of a power shift transmission with a valve assembly according to the invention. and

Fig. 2A bis 2D jeweils Ausschnitte aus dem Blockschaltbild gemäß Fig. 1 zur Erläuterung der verschiedenen Schaltstellungen der einzelnen Ventile der Ventilanordnung. Fig. 2A to 2D respectively sections of the block diagram shown in FIG. 1 for explanation of the different switching positions of the individual valves of the valve assembly.

Fig. 1 zeigt einen Hydraulikkreis zur zeitlich gesteuerten selektiven Versorgung von vier Schaltgliedern in Form von Kupplungen K 1, K 2, K 3 und K 4 eines Lastschaltgetriebes mit geregeltem Systemdruck. Zu diesem Zweck ist eine in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 10 versehenes Multifunktionsventil vorgesehen, das als stetig verstellbares Wegeventil ausge bildet ist und zwei Grenz-Schaltstellungen A und B hat. Das stetig verstellbare Wegeventil 10 ist in eine Hydrau likfluid-Versorgungsleitung 12 eingegliedert, die sich stromab des Multifunktionsventils 10 in zwei Versorgungs leitungszweige 12 A und 12 B aufzweigt. Der Ventilschieber des stetig verstellbaren Wegeventils ist mittels eines Stellglieds 14 beispielsweise in Form eines Elektromagnet ankers bei eingeschaltetem Magneten in die Schaltstellung B bringbar, in der ein Systemdruckanschluß 16 gesperrt und der zum Schaltglied bzw. zur Kupplung führende Versor gungsleitungsabschnitt 12 zum Tank 18 entlastet wird. Mittels des Stellglieds 14 kann somit das Wegeventil als reines Schaltventil zum Zu- und Abschalten der Kupplungen herangezogen werden. Fig. 1 shows a hydraulic circuit for the time-controlled selective supply of four switching elements in the form of clutches K 1 , K 2 , K 3 and K 4 of a powershift transmission with regulated system pressure. For this purpose, a multi-function valve provided in FIG. 1 with the reference number 10 is provided, which is formed as a continuously adjustable directional valve and has two limit switch positions A and B. The continuously adjustable directional control valve 10 is incorporated in a Hydrau likfluid supply line 12 which is downstream of the multifunctional valve 10 into two supply line branches 12 A and 12 B bifurcates. The valve spool of the continuously adjustable directional valve can be brought by means of an actuator 14, for example in the form of an electromagnet armature with the magnet switched on, into the switch position B , in which a system pressure connection 16 is blocked and the supply line section 12 leading to the switching element or to the clutch is relieved to the tank 18 . By means of the actuator 14 , the directional valve can thus be used as a pure switching valve for switching the couplings on and off.

Bei abgeschaltetem Magneten 14 nimmt das stetig verstell bare Wegeventil die in Fig. 1 gezeigte Regelstellung ein, um den Versorgungsdruck im Versorgungsleitungsabschnitt 12 stromab des Wegeventils 10 zu regeln. Hierzu ist eine Regelfeder 20 vorgesehen, die den Ventilkolben des Wege ventils 10 in Richtung der Schaltstellung A beaufschlagt. Der Regelfeder 20 entgegen wirkt über eine Rückführungs leitung 22 der Ausgangsdruck p _A, der auf die Stirnseite des Steuerteils des stetig verstellbaren Wegeventils 10 gegeben und dort mit der eingestellten Kraft der Regelfe der 20 verglichen wird. Das Wegeventil 10 fungiert auf diese Weise als Druckregelventil und gleichzeitig bei eingeschaltetem Magneten als reines Schaltventil für die mit Hydraulikfluid zu versorgenden Stellglieder. When the magnet 14 is switched off, the continuously adjustable directional control valve assumes the control position shown in FIG. 1 in order to regulate the supply pressure in the supply line section 12 downstream of the directional control valve 10 . For this purpose, a control spring 20 is provided which acts on the valve piston of the directional valve 10 in the direction of the switching position A. The control spring 20 counteracts a return line 22 of the output pressure p _A , which is given to the front of the control part of the continuously adjustable directional valve 10 and is compared there with the set force of Regelfe 20 . The directional control valve 10 functions in this way as a pressure control valve and at the same time, when the magnet is switched on, as a pure switching valve for the actuators to be supplied with hydraulic fluid.

Zusätzlich ist eine Vorsteuerung für das Druckregelventil 10 vorgesehen, die über eine Steuerdruckleitung 24 er folgt, die gleichsinnig mit der Regelfeder 20 auf ein Steuerteil des Druckregelventils 10 einwirkt. Die Steuer druckleitung 24 ist über eine Verbindungsleitung 26, in der eine Drossel bzw. Blende 28 vorgesehen ist, mit dem Versorgungsleitungsabschnitt 12 verbunden. Der Druck in der Steuerdruckleitung ist mittels eines mit strichpunk tierten Linien angedeuteten Modulationssystems veränder lich, um den zu den Schaltgliedern K 1 bis K 4 geführten Versorgungsdruck nach einer gewünschten Charakteristik zu modulieren.In addition, a pilot control for the pressure control valve 10 is provided, which he follows via a control pressure line 24 , which acts in the same direction as the control spring 20 on a control part of the pressure control valve 10 . The control pressure line 24 is connected to the supply line section 12 via a connecting line 26 in which a throttle or orifice 28 is provided. The pressure in the control pressure line is changed by means of a modulation system indicated by dash-dotted lines in order to modulate the supply pressure led to the switching elements K 1 to K 4 according to a desired characteristic.

Die Modulation beruht auf folgendem Prinzip: Sobald über die Blende 28 ein Hydraulikfluidstrom auftritt, ergibt sich ein von der Regelfeder 20 bestimmtes Druckgefälle an der Blende, um das der Druck im Versorgungsleitungszweig 12 stets höher ist als der Druck in der Steuerdruckleitung 24.The modulation is based on the following principle: as soon as a hydraulic fluid flow occurs via the orifice 28, a pressure drop at the orifice determined by the control spring 20 results, by which the pressure in the supply line branch 12 is always higher than the pressure in the control pressure line 24 .

Zum Modulationssystem gehört ein Speicherzylinder 30, in dem gegen die Kraft einer Feder 32 ein Kolben 34 ver schiebbar aufgenommen ist. Auf der der Feder 32 abge wandten Seite des Kolbens 34 erfolgt über die Steuerdruck leitung 24 eine Druckbeaufschlagung. Ein Speicherraum 36 auf der Rückseite des Kolbens 34 ist über eine Verdrän gungsleitung 38, in die eine Drossel 40 eingegliedert ist, zu einem Modulations-Schaltventil 42 geführt, das zwei Schaltstellungen C und D hat. Eine Feder 44 spannt das Modulations-Schaltventil 42 in die Schaltstellung C vor, in der eine Druckentlastung der Verdrängungsleitung 38 zum Tank 18 hin erfolgt. Eine Steuerdruckzweigleitung 46 wird in dieser Schaltstellung C gleichzeitig verschlossen.The modulation system includes a storage cylinder 30 in which a piston 34 is slidably received ver against the force of a spring 32 . On the spring 32 abge facing side of the piston 34 via the control pressure line 24 is pressurized. A storage space 36 on the rear of the piston 34 is a supply line 38 , into which a throttle 40 is incorporated, to a modulation switching valve 42 which has two switching positions C and D. A spring 44 biases the modulation switching valve 42 into the switching position C , in which a pressure relief of the displacement line 38 to the tank 18 takes place. A control pressure branch line 46 is closed in this switching position C at the same time.

Der Feder 44 entgegen wirkt der Druck in einer hinter der Drossel 40 von der Verdrängungsleitung 38 abzweigenden Steuerleitung 48 und unter Zwischenschaltung einer Feder 49 die Kraft einer aus dem Speicherzylinder 30 herausge führten Kolbenstange 50. Mittels eines Schaltmagneten 52 kann das Modulationssystem abgeschaltet werden, d. h. das Modulations-Schaltventil 42 blockiert werden. Vorzugsweise erfolgt die Blockierung in der Schaltstellung D.The spring 44 counteracts the pressure in a control line 48 branching off from the displacement line 38 behind the throttle 40 and with the interposition of a spring 49 the force of a piston rod 50 guided out of the storage cylinder 30 . The modulation system can be switched off by means of a switching magnet 52 , ie the modulation switching valve 42 can be blocked. The blocking is preferably carried out in the switch position D.

Das Modulationssystem funktioniert wie folgt: Wenn System druck über das Multifunktions-Regelventil 10 zur Versor gung zumindest einer Kupplung K 1 bis K 4 in die Versor gungsleitung 12 gespeist werden soll, um die zumindest eine angesteuerte Kupplung mit Hydraulikfluid zu füllen, fließt Hydraulikfluid auch über die Blende 28 und die Steuerdruckleitung 24 zum Speicherzylinder 30. Alle Ven tile befinden sich mit Beginn der Füllung in der in Fig. 1 gezeigten Stellung. Beim ersten Anlauf der Druckpumpe war das Modulations-Schaltventil 42 durch Federkraft in Stellung C gehalten. Bei einer weiteren Schaltung stand es vor Füllbeginn in Stellung D. Die Versorgung der Schalt glieder bzw. Kupplungen mit Systemdruck erfolgt derart, daß der Systemdruck bei Füllung der jeweils angesteuerten Kupplungen K 1 bis K 4 um einen bestimmten Betrag zusammen bricht. Die Feder 44 des Modulations-Schaltventils 42 ist so abgestimmt, daß bei Erreichen dieses bestimmten Füll grades die Kraft der Feder 44 größer wird als die auf die andere Stirnseite des Stellteils einwirkende Druckkraft. Der Schieber des Modulations-Schaltventils 42 läuft auf diese Weise während der Füllung der betreffenden Kupplung bzw. Kupplungen selbsttätig in die Schaltstellung C zurück, in der über die Steuerleitung 48 die linke Stirn fläche des Kolbenschiebers des Schaltventils 42 zum Tank 18 entlastet ist.The modulation system works as follows: If system pressure via the multifunction control valve 10 for supplying at least one clutch K 1 to K 4 is to be fed into the supply line 12 in order to fill the at least one driven clutch with hydraulic fluid, hydraulic fluid also overflows the orifice 28 and the control pressure line 24 to the storage cylinder 30 . All Ven tiles are at the beginning of the filling in the position shown in Fig. 1. When the pressure pump was started for the first time, the modulation switching valve 42 was held in position C by spring force. In another circuit it was in position D before the start of filling. The supply of the switching elements or clutches with system pressure takes place in such a way that the system pressure breaks down by a certain amount when the respective clutches K 1 to K 4 are filled. The spring 44 of the modulation switching valve 42 is tuned so that when this certain degree of filling is reached, the force of the spring 44 becomes greater than the pressure force acting on the other end face of the actuating element. The slide of the modulation switching valve 42 runs in this way automatically during the filling of the clutch or couplings concerned in the switching position C , in which the left end face of the spool of the switching valve 42 to the tank 18 is relieved via the control line 48 .

Mit steigendem Druck läuft der Zylinderkolben 34 unter Überwindung der Kraft der Feder 32 nach rechts. Hierbei wird Hydraulikfluid aus dem Speicherraum 36 über die Düse 40 und die Verdrängungsleitung 38 zum Tank 18 verdrängt. Sobald Hydraulikfluid durch die Blende 28 fließt, wird der Druckabfall an der Blende 28 konstant gehalten, wobei dann der Druck in der Versorgungsleitung 12 von der Regelfeder 20, den Blenden 28 und 40 und der Federkennlinie des Speicherzylinders 30 abhängt.With increasing pressure, the cylinder piston 34 runs to the right while overcoming the force of the spring 32 . Hydraulic fluid is displaced from the storage space 36 via the nozzle 40 and the displacement line 38 to the tank 18 . As soon as hydraulic fluid flows through the orifice 28 , the pressure drop at the orifice 28 is kept constant, the pressure in the supply line 12 then depending on the control spring 20 , the orifices 28 and 40 and the spring characteristic of the storage cylinder 30 .

Wenn der Speicherkolben 34 bzw. 50 nach rechts abgelaufen ist, stößt die Kolbenstange 50 den Kolben des Modulations- Schaltventils 42 nach rechts in die Schaltstellung D. Die jeweils eingeschalteten Kupplungen K 1 bis K 4 werden nun mit vollem Systemdruck versorgt. In dieser Schaltstellung D steuert das Modulations-Schaltventil 42 eine Verbindung zwischen der Steuerdruckzweigleitung 46 und der Verdrän gungsleitung 38 auf, so daß über die Steuerleitung 48 nunmehr auf der linken Seite des Modulations-Schaltventils ein Druck wirksam wird, der dem Druck in der Versorgungs leitung 12 entspricht. Auf diese Weise wird das Modula tions-Schaltventil 42 selbsttätig in der Schaltstellung D gehalten.When the accumulator piston 34 or 50 has run to the right, the piston rod 50 pushes the piston of the modulation switching valve 42 to the right into the switching position D. The respective clutches K 1 to K 4 are now supplied with full system pressure. In this switching position D , the modulation switching valve 42 controls a connection between the control pressure branch line 46 and the displacement line 38 , so that via the control line 48 now a pressure is effective on the left side of the modulation switching valve, the pressure in the supply line 12 corresponds. In this way, the modulation switch valve 42 is automatically held in the switch position D.

Über die Drossel 40 erhält nunmehr auch der Speicherraum 36 Hydraulikfluid unter einem höheren Druck, nämlich unter dem Druck in der Versorgungsleitung 12, so daß der Spei cherkolben 34 unter Einwirkung der Feder 32 gemäß Fig. 1 nach links zurückläuft.About the throttle 40 , the reservoir 36 now receives hydraulic fluid under a higher pressure, namely under the pressure in the supply line 12 , so that the storage piston 34 runs back under the action of the spring 32 according to FIG. 1 to the left.

Damit ist die Ausgangsstellung des Modulationssystems wieder erreicht, so daß es bei Einleitung einer neuen Schaltung, d. h. beim Füllvorgang eines bzw. mehrerer anderer Schaltglieder wieder in Funktion treten kann. Das in Fig. 1 gezeigte Modulationssystem kann somit für belie big viele Schaltglieder herangezogen werden; denn die Anordnung ist derart getroffen, daß das Modulationssystem mit Beginn eines neuen Schaltvorgangs sofort wieder in eine Bereitschaftsstellung gebracht wird. Die Anzahl der Funktionsträger der hydraulischen Steuerung kann auf diese Weise weiter vermindert werden.The starting position of the modulation system is thus reached again, so that it can function again when a new circuit is initiated, ie when one or more other switching elements are filled. The modulation system shown in Fig. 1 can thus be used for any number of switching elements; because the arrangement is such that the modulation system is immediately brought back to a standby position at the start of a new switching operation. The number of function carriers of the hydraulic control can be further reduced in this way.

Um beim Umschalten der Schaltglieder bzw. Kupplungen K 1 bis K 4 des Lastschaltgetriebes dafür zu sorgen, daß keine Drehmomentunterbrechung auftritt, ordnet man herkömm licherweise jedem Schaltglied ein eigenes sog. Überschnei dungs- bzw. Abschaltventil zu, das dafür sorgt, daß die jeweils abschaltende Kupplung zunächst über eine Düse langsam entleert wird und deshalb so lange auf ausreichen dem Druckniveau bleibt, bis die zuschaltende Kupplung ebenfalls ein ausreichendes Druckniveau erreicht hat und die Motorlast übernehmen kann. Erst dann wird die abschal tende Kupplung ungedrosselt entlastet, beispielsweise mit Tank verbunden.In order to ensure that no torque interruption occurs when switching the switching elements or clutches K 1 to K 4 of the powershift transmission, conventionally, each switching element is assigned its own so-called overlap or cut-off valve, which ensures that the respective switching off The clutch is first emptied slowly via a nozzle and therefore remains at sufficient pressure level until the clutch to be engaged has also reached a sufficient pressure level and can take over the engine load. Only then is the shutdown clutch unloaded unloaded, for example connected to a tank.

Die Besonderheit des Hydraulikkreises gemäß Fig. 1 besteht in einer im oberen Bereich der Fig. 1 gezeigten speziellen Ventilanordnung, die zur unabhängigen Schaltung der Kupplungspaare K 1, K 2 und K 3, K 4 mit lediglich zwei Über schneidungsventilen 54 und 56 auskommt.The specialty of the hydraulic circuit according to FIG. 1 consists in a special valve arrangement shown in the upper area of FIG. 1, which manages with independent switching of the coupling pairs K 1 , K 2 and K 3 , K 4 with only two overlapping valves 54 and 56 .

Zu diesem Zweck sind die Schaltglieder und Kupplungen K 1, K 2 bzw. K 3, K 4 paarweise zusammengefaßt und vorzugsweise jeweils gleich aufgebaut. Jedem Kupplungspaar K 1, K 2 und K 3, K 4 ist ein gemeinsames Schaltventil 58 bzw. 60 zuge ordnet, wobei jedes dieser Schaltventile beim Umschaltvor gang eine Umsteuerung von einer Kupplung zur anderen vor nimmt. Das Schaltventil 58 wird beim Hochschalten des Lastschaltgetriebes bei jeder Schaltung, das Schaltventil 60 bei jeder zweiten Schaltung umgeschaltet. Das Schalt ventil 58 wird beim Hochschalten des Lastschaltgetriebes bei jeder Schaltung, das Schaltventil 60 bei jeder zweiten Schaltung umgeschaltet, wobei folgende Schaltlogik vorge sehen ist:For this purpose, the switching elements and clutches K 1 , K 2 and K 3 , K 4 are combined in pairs and preferably each have the same structure. Each coupling pair K 1 , K 2 and K 3 , K 4 is assigned a common switching valve 58 or 60 , each of these switching valves taking a reversal from one clutch to the other before switching operation. The switching valve 58 is switched when the powershift transmission is shifted up with each shift, the switching valve 60 with every other shift. The switching valve 58 is switched when the powershift transmission is shifted up with each shift, the shift valve 60 with every second shift, the following shifting logic being provided:

In dieser Schaltlogik bedeutet X den Zustand einer ge schalteten Kupplung. Eine nicht näher erläuterte Vorrich tung stellt sicher, daß immer nur der benachbarte Gang geschaltet werden kann.In this switching logic, X means the state of a ge switched clutch. An unspecified Vorrich tion ensures that only the adjacent aisle can be switched.

Die Überschneidungsventile 54 und 56 sind über Steuerlei tungen 55 bzw. 57 vom jeweiligen Versorgungsdruck der Kupplungen K 1 bzw. K 2 angesteuert, wobei über diese Über schneidungsventile 54 bzw. 56 Druckentlastungsanschlußlei tungen 62 bzw. 64 der jeweils anderen Kupplung des zuge ordneten Kupplungspaares führen.The overlap valves 54 and 56 are controlled by Steuerlei lines 55 and 57 from the respective supply pressure of the clutches K 1 and K 2 , with these overlapping valves 54 and 56 pressure relief lines 62 and 64 of the other coupling of the assigned coupling pair .

Um die Überschneidungsventile 54 und 56 auch für das Kupplungspaar K 3 und K 4 nutzen zu können, sind die Druck entlastungsanschlußleitungen 62 und 64 über Zweigleitungen 66 bzw. 68 mit Entleerungsanschlüssen 70 bzw. 72 des Schaltventils 60 verbunden, wobei in den Zweigleitungen 66 und 68 jeweils ein Rückschlagventil 74 bzw. 76 eingeglie dert ist, das zum betreffenden Überschneidungsventil 54 bzw. 56 hin öffnet.In order to use the overlap valves 54 and 56 for the pair of clutches K 3 and K 4, the pressure relief connection lines 62 and 64 via branch lines 66 and 68, with drain terminals 70 and 72 of the switching valve 60 is connected, wherein in the branch lines 66 and 68 in each case a check valve 74 or 76 is inserted, which opens to the crossover valve 54 or 56 in question.

Das Schaltventil 58 ist als 6/2-Wegeventil mit den Schalt stellungen E und F, das Schaltventil 60 als 5/2-Wegeventil mit den Schaltstellungen G und H ausgebildet. Beide Schaltventile sind gegen die Kraft von Rückstellfedern 80 bzw. 82 elektromechanisch betätigt. Nachfolgend soll unter Bezugnahme auf die Fig. 2A bis 2D die Funktionsweise der Ventilanordnung beim Hochschalten des Lastschaltge triebes mit den Kupplungen K 1 bis K 4 näher beschrieben werden. In den Fig. 2A bis 2D sind diejenigen Teile der Ventilanordnung, die anhand des Hydraulik-Schaltkreises gemäß Fig. 1 bereits beschrieben worden sind, mit iden tischen Bezugszeichen bezeichnet.The switching valve 58 is designed as a 6/2-way valve with the switching positions E and F , the switching valve 60 as a 5/2-way valve with the switching positions G and H. Both switching valves are actuated electromechanically against the force of return springs 80 or 82. The operation of the valve arrangement when shifting up the powershift transmission with the clutches K 1 to K 4 will be described in more detail below with reference to FIGS. 2A to 2D. In FIGS. 2A to 2D, those portions of the valve assembly by means of the hydraulic circuit are shown in Fig. 1 have been already described are denoted by identical reference numerals tables.

Mit der oben angegebenen Schaltlogik ergibt sich für das Schaltschema folgende Stellung der Schaltventile 58 (mit den Schaltstellungen E und F) und 60 (mit den Schaltstel lungen G und H):With the switching logic given above, the switching valve 58 (with the switching positions E and F ) and 60 (with the switching positions G and H ) have the following positions for the switching scheme:

In der ersten Gangstellung (Fig. 2A), in der beim Her unterschalten vom zweiten auf den ersten Gang (2→1) nur das Kupplungspaar K 1, K 2 gewechselt wird, ergibt sich folgendes: Das Schaltventil 58 befindet sich in der Schaltstellung F, in der die Kupplung K 2 über den Versor gungsleitungszweig 12 A mit geregeltem Systemdruck gefüllt wird. Über die Steuerleitung 57 erfolgt eine Beaufschla gung eines Stellgliedes 86 des zweiten Überschneidungsven tils 56 mit diesem Versorgungedruck. Dieses Überschnei dungsventil 56 ist ähnlich wie das Überschneidungsventil 54 aufgebaut, wobei eine Stellfeder 90 dafür sorgt, daß das Überschneidungsventil 56 bis zum Erreichen eines vor bestimmten Fülldrucks in der Kupplung K 2 in der gezeigten Drosselstellung gehalten wird. Der Arbeitsraum der Kupplung K 1 wird über das Schaltventil 58 und die Druck entlastungsanschlußleitung 64 über die Drossel 94 zum Tank 18 entlastet. Auf diese Weise ist in diesem Schaltvorgang sichergestellt, daß beim Schalten keine Drehmomentunter brechung auftritt. Im Bereich des Kupplungspaares K 3, K 4 erfolgt keine Umsteuerung. Nach Schaltungsende ist die Kupplung K 1 über das Umschaltventil 56 ungedrosselt mit Tank verbunden. Die Kupplung K 3 liegt über die Leitung 78 direkt an Tank.In the first gear position ( FIG. 2A), in which only the clutch pair K 1 , K 2 is changed when shifting down from second to first gear (2 → 1), the following results: The switching valve 58 is in the switching position F. , in which the clutch K 2 via the supply line branch 12 A is filled with regulated system pressure. Via the control line 57 , an actuator 86 of the second overlap valve 56 is subjected to this supply pressure. This Überschnei dung valve 56 is similar to the valve 54 overlap constructed, wherein a spring 90 ensures that the valve 56 overlap until a predetermined filling pressure is maintained before the clutch K 2 in the illustrated throttle position. The working space of the clutch K 1 is relieved via the switching valve 58 and the pressure relief connection line 64 via the throttle 94 to the tank 18 . In this way it is ensured in this switching process that no torque interruption occurs when switching. No reversal takes place in the area of the coupling pair K 3 , K 4 . After the end of the circuit, the clutch K 1 is connected without restriction to the tank via the changeover valve 56 . The clutch K 3 is connected to the tank via line 78 .

In der zweiten Schaltstellung (Fig. 2B) befindet sich das Schaltventil 58 in der Schaltstellung E und das Schaltven til 60 bleibt in der Schaltstellung G. Es erfolgt in diesem Moment eine Füllung der Kupplung K 1 über den Ver sorgungsleitungszweig 12 A. Der Fülldruck der Kupplung K 1 wird über die Steuerleitung 55 auf ein Stellglied 84 des Überschneidungsventils 54 gegeben, das über eine Stellfe der in die gezeigte Drosselstellung vorgespannt ist. Die Stellfeder 88 ist so auf die Druckeinwirkung über das Stellglied 84 abgestimmt, daß erst bei Erreichen eines vorbestimmten Druckniveaus in der zuschaltenden Kupplung K 1 und damit in der Steuerleitung 55 eine Verschiebung des Überschneidungsventils 54 in die drosselfreie Schaltstel lung erfolgt. Die abzuschaltende Kupplung K 2 ist in der Schaltstellung E des Schaltventils 58 mit der Druckent lastungsanschlußleitung 62 verbunden, die über das Über schneidungsventil 54 mit der Drossel 92 zum Tank 18 ent lastet wird. Die Kupplung K 3 bleibt jetzt weiterhin auf Tankdruckniveau, weil das Drucköl aus der Kupplung K 2 in der Zweigleitung 66 durch das Rückschlagventil 74 während der gedrosselten Entleerung der Kupplung K 2 vom Druckraum der Kupplung K 3 getrennt wird. Nach dem Umschalten des Überschneidungsventils 54 sind beide Kupplungen über die Leitung 62 ungedrosselt mit Tank verbunden. In dieser Schaltstufe ist das weitere Überschneidungsventil 56 außer Funktion. Über das Rückschlagventil 74 kann in gewissen Grenzen durch geeignete Anpassung der Durchflußcharakteri stik unterschiedlichen Schaltcharakteristika der Kupplungen K 2 und K 3 trotz gemeinsamen Überschneidungsven tils 54 Rechnung getragen werden.In the second switching position ( Fig. 2B), the switching valve 58 is in the switching position E and the Schaltven valve 60 remains in the switching position G. At this moment, the coupling K 1 is filled via the supply line branch 12 A. The filling pressure of the clutch K 1 is given via the control line 55 to an actuator 84 of the overlap valve 54 , which is biased via a Stellfe in the throttle position shown. The actuating spring 88 is so matched to the pressure action via the actuator 84 that only when a predetermined pressure level in the clutch K 1 to be engaged and thus in the control line 55 is there a displacement of the overlap valve 54 into the throttle-free switching position. The clutch K 2 to be switched off is connected in the switching position E of the switching valve 58 to the pressure relief connection line 62 , which is loaded via the cross-over valve 54 with the throttle 92 to the tank 18 ent. The clutch K 3 now remains at tank pressure level because the pressure oil from the clutch K 2 in the branch line 66 is separated from the pressure chamber of the clutch K 3 by the check valve 74 during the throttled emptying of the clutch K 2 . After the overlap valve 54 has been switched over , both clutches are connected without restriction to the tank via the line 62 . In this switching stage, the additional overlap valve 56 is inoperative. About the check valve 74 can be taken into account within certain limits by suitable adaptation of the flow characteristics stik different switching characteristics of the clutches K 2 and K 3 despite common overlap valves 54 .

In der dritten Schaltstellung (Fig. 2C) werden beide Schaltventile 58 und 60 gleichzeitig umgeschaltet. Die Kupplungen K 1 und K 4 werden über die Entleerleitungen 64 und 68 zunächst gedrosselt entleert. Nach Umschalten des Überschneidungsventils 56 sind beide gleichzeitig unge drosselt mit Tank verbunden.In the third switching position ( FIG. 2C), both switching valves 58 and 60 are switched over simultaneously. The clutches K 1 and K 4 are initially throttled via the drain lines 64 and 68 . After the overlap valve 56 has been switched over , both are simultaneously unrestrictedly connected to the tank.

In der vierten Schaltstellung (Fig. 2D) wird wieder nur das Schaltventil 58 umgeschaltet. Die Druckentlastung der Kupplung K 2 erfolgt in der gleichen Weise wie dies unter Bezugnahme auf die Fig. 2B beschrieben wurde. Die Kupplung K 4, die eben noch ungedrosselt über das Überschneidungs ventil 56 mit Tank verbunden war, muß jetzt über die Leitung 78 ungedrosselt mit Tank verbunden werden, weil das Überschneidungsventil 56 bei abschaltender Kupplung K 2 in Drosselstellung geht. Beim Zurückschalten laufen die Vorgänge hinsichtlich Füllung und Entleerung der Kupplungen K 1 bis K 4 entsprechend ab, so daß eine Be schreibung im einzelnen nicht notwendig erscheint.In the fourth switching position ( FIG. 2D), only the switching valve 58 is switched over again. The pressure relief of the clutch K 2 is carried out in the same manner as has been described with reference to FIG. 2B. The clutch K 4, which had just been connected via the unthrottled Überschneidungs valve 56 with the tank, must be connected to an unthrottled manner via the line 78 with tank now because the Intersection valve 56 is in shut-off clutch K 2 in throttle position. When switching back, the processes with respect to filling and emptying the clutches K 1 to K 4 run accordingly, so that a description does not appear to be necessary in detail.

Die Aufgabe der Rückschlagventile 74 und 76 besteht einzig und allein darin, bei einer Entleerung der Kupplungen K 1, K 2 zu verhindern, daß Öl von K 1, K 2 in eine der gerade an Tank gelegten Kupplungen K 3, K 4 fließt. Hierzu soll ein Beispiel gegeben werden. Im 4. Gang liegt die Kupplung K 4 über die Leitung 68 und 78 an Tank. Beim Schalten von 4 nach 3 wird jetzt das in der Kupplung K 1 eingeschlossene Ölvolumen auf die Leitung 68 geschaltet und gleichzeitig die Kupplung K 2 gefüllt. Das Überschneidungsventil 56 steht noch in der in Fig. 2 gezeigten Stellung und dros selt den Ölabfluß aus der Kupplung K 1 so lange, bis die Kupplung K 2 Drehmoment übernehmen kann. Das Rückschlagven til 76 verhindert nun, daß Drucköl von der Kupplung K 1 in die entleerte Kupplung K 4 fließt. Dabei würde in der Kupplung K 1 der Druck schlagartig abgebaut und in der Kupplung könnten unerlaubte Staudrücke entstehen.The task of the check valves 74 and 76 is solely to prevent oil from K 1 , K 2 from flowing into one of the couplings K 3 , K 4 when the couplings K 1 , K 2 are emptied. An example will be given. In 4th gear, the clutch K 4 is connected to the tank via lines 68 and 78 . When switching from 4 to 3, the oil volume enclosed in clutch K 1 is now switched to line 68 and clutch K 2 is simultaneously filled. The overlap valve 56 is still in the position shown in Fig. 2 and throttles the oil drain from the clutch K 1 until the clutch K 2 can take over torque. The Rückschlagven valve 76 now prevents pressure oil flowing from the clutch K 1 into the empty clutch K 4 . The pressure in the clutch K 1 would be abruptly reduced and unauthorized dynamic pressures could arise in the clutch.

Die dargestellte Anordnung von Schaltventilen, Überschnei dungsventilen und Rückschlagventilen gewährleistet also eine gedrosselte Entleerung der vier Kupplungen bei allen möglichen Gangwechseln mit lediglich zwei Überschneidungs ventilen.The arrangement of switching valves shown, overlap Delivery valves and check valves are guaranteed reduced throttling of the four clutches in all possible gear changes with only two overlaps valves.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß durch die vorstehend beschriebene Ventilanordnung, insbesondere unter Ausnutzung der Symmetrie der Kupplungen und der vorstehend beschriebenen speziellen Schaltfolge Ventile und Leitungen in erheblichem Umfang eingespart werden können. Über die Rückschlagventile 74 und 76 kann eine ausreichende Anpas sung des Abschaltverhaltens der Kupplungen K 3 und K 4 an die jeweils erforderliche Schaltcharakteristik erfolgen. Vorzugsweise sind die Kupplungspaare K 1, K 2 und K 3, K 4 jeweils gleich aufgebaut, damit die Füllung der bei den Schaltvorgängen umschaltbaren Kupplungen mit vorgegebener Charakteristik erfolgt.From the foregoing it follows that the valve arrangement described above, in particular by utilizing the symmetry of the couplings and the special switching sequence described above, can save a considerable amount of valves and lines. Via the check valves 74 and 76 , a sufficient adaptation of the switch-off behavior of the clutches K 3 and K 4 to the switching characteristic required in each case can take place. The coupling pairs K 1 , K 2 and K 3 , K 4 are preferably constructed identically, so that the couplings which can be switched during the switching processes are filled with a predetermined characteristic.

Die Erfindung schafft somit eine Ventilanordnung zur zeit lich gesteuerten selektiven Versorgung von Schaltgliedern, wie z. B. von Kupplungen eines Lastschaltgetriebes, mit geregeltem Systemdruck. Die Ventilanordnung weist Schalt ventile zur Umschaltung von zumindest vier Schaltgliedern und Überschneidungsventile auf, die zur verzögerten Ent leerung des jeweils abschaltenden Schaltglieds gegen die Kraft einer Rückstellfeder durch den Druck des zuschalten den Schaltglieds aus einer Drosselstellung in eine Durchgangsstellung bringbar sind. Jeweils einem Schalt gliedpaar ist ein gemeinsames Schaltventil zugeordnet, das eine Umsteuerung des Systemdrucks von einem Schaltglied auf das andere vornimmt. Der jeweilige Druck im Schalt glied eines Schaltgliedpaares steuert ein zugeordnetes Überschneidungsventil an, wobei die jeweiligen Druckent lastungsanschlußleitungen dieser Überschneidungsventile über Zweigleitungen mit Entleerungsanschlüssen zumindest eines weiteren Schaltventils verbunden sind. In diesen Zweigleitungen ist jeweils ein zum Überschneidungsventil öffnendes Rückschlagventil angeordnet, so daß es gelingt, die einem Kupplungspaar zugeordneten Überschneidungsven tile auch für die weiteren Schaltglieder heranzuziehen.The invention thus currently creates a valve arrangement controlled controlled supply of switching elements, such as B. of clutches of a powershift transmission, with regulated system pressure. The valve arrangement has switching valves for switching at least four switching elements and overlap valves on the delayed ent emptying the switching element in each case against the Force a return spring by the pressure of the switch the switching element from a throttle position in a Passage position can be brought. One switch each link pair is assigned a common switching valve, the a reversal of the system pressure from a switching element on the other. The respective pressure in the switch member of a pair of switching elements controls an associated one Overlap valve, the respective pressure load connection lines of these crossover valves via branch lines with drain connections at least of another switching valve are connected. In these Branch lines is one to the overlap valve opening check valve arranged so that it succeeds the overlap veins assigned to a coupling pair Tile can also be used for the other switching elements.

Claims

1. Valve arrangement for the timed selective supply of switching elements, such as. B. clutches of a powershift transmission with regulated system pressure, with switching valves for switching at least four switching members and overlapping valves that can be brought from a throttle position to a through position for the delayed emptying of the switching element that is to be switched off against the force of a return spring by the pressure of the switching element to be switched , characterized in that in each case a switching element pair ( K 1 , K 2 ; K 3 , K 4 ) is assigned a common switching valve ( 58 ; 60 ) which reverses the system pressure from one switching element ( K 1 ; K 3 ) to the other ( K 2 ; K 4 ), and that the respective pressure in the switching element of a switching element pair (K 1 , K 2 ) controls an assigned overlap valve ( 54 ; 56 ), the respective pressure relief connection line ( 62 ; 64 ) via an assigned branch line ( 66 ; 68 ) with drainage connections ( 70 ; 72 ) at least one additional switching valve ( 60 ) nden, whereby in the branch lines ( 66 ; 68 ) to the associated overlap valve ( 54 ; 56 ) opening check valves ( 74 ; 76 ) are arranged.

2. Valve arrangement according to claim 1, characterized in that the switching elements of a switching element pair ( K 1 , K 2 ; K 3 , K 4 ) are of identical design.

3. Valve arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the first switching element pair ( K 1 , K 2 ) associated switching valve ( 58 ) alternately relieves one of the branch lines ( 66 , 68 ) to a lower pressure level (tank 18 ).

4. Valve arrangement according to claim 3 for supplying four switching elements, characterized in that the Schaltven tile ( 58 ; 60 ) each have two switching positions.

5. Valve arrangement according to claim 3 or 4, characterized in that the first switching element pair ( K 1 , K 2 ) associated switching valve ( 58 ) is ausgebil det as a 6/2-way valve, the system pressure in the one switching position ( E ) a first switching element ( K 1 ), a second switching element ( K 2 ) is relieved via a first overlap valve ( 54 ) and connects a pressure relief connection line ( 64 ) leading to the second overlap valve ( 56 ) with tank ( 18 ), and in the second switching position ( F ) while emptying the first switching element ( K 1 ) via the second overlap valve ( 56 ), a connection of the pressure relief connection line ( 62 ) for the first crossover valve ( 54 ) to the tank ( 18 ).

6. Valve arrangement according to claim 5, characterized in that the second switching element pair ( K 3 , K 4 ) associated switching valve ( 60 ) is designed as a 5/2-way valve, which in its one switching position ( H ) was a third switching element ( K 3 ) supplied with system pressure, relieves a fourth switching element ( K 4 ) to that branch line ( 68 ) which opens into the pressure relief connection line ( 64 ) leading to the second overlap valve ( 56 ) and blocks the other branch line ( 66 ), and in its second switching position ( G ) supplies the fourth switching element ( K 4 ) with system pressure, the third switching element ( K 3 ) is relieved to the branch line ( 66 ) which opens into the pressure relief connection line ( 62 ) leading to the first overlap valve ( 54 ) , and the other branch line ( 68 ) blocks.

7. Valve arrangement according to claim 5 or 6, characterized records that the first and fourth and third and the second switching element are identical.

8. Valve arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that the check valves ( 74 , 76 ) in the branch lines ( 66 , 68 ) have a control characteristic adapted to the assigned switching elements and / or to the switching valves.

9. Valve arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized in that for regulating the system pressure in a hydraulic fluid supply line ( 12 ) a pressure control valve ( 10 ) is incorporated, on the spring side of which a control pressure line ( 24 ) is connected, which for modulation of the pressure in the supply line is connected to a storage cylinder ( 30 ).

10. Valve arrangement according to claim 9, characterized in that the pressure control valve ( 10 ) is designed as a continuously adjustable cash 3/2-way valve which by means of an actuator ( 14 ) while overcoming the force of a control spring ( 20 ) out of its control position can be brought into a blocking position ( B ) which relieves the tank, preferably in a supply line.

11. Valve arrangement according to claim 9 or 10, characterized by a net of the storage cylinder ( 30 ) associated switching valve ( 42 ) against the force of a Rückstellfe ( 44 ) under the action of a piston in the storage cylinder ( 30 ) against spring force ( 32 ) displaceable ( 34 , 50 ) from a first position ( C ), in which it opens a displacement line ( 38 ) to the tank ( 18 ) connected to the rear of the piston ( 34 ), into which the displacement line ( 38 ) is connected to a higher pressure level ( 46 ; 41 ) subsequent second position ( D ) can be brought.

12. Valve arrangement according to claim 11, characterized in that the control pressure line ( 24 ) via a throttle ( 28 ) from the supply line ( 12 ) is fed.

13. Valve arrangement according to claim 11 or 12, characterized in that a throttle ( 40 ) is arranged in the displacement line ( 38 ).

14. Valve arrangement according to one of claims 11 to 13, characterized in that the switching cylinder ( 30 ) associated with the switching valve ( 42 ) on the side remote from the return spring ( 44 ) is acted upon by the pressure in a control line ( 48 ) by the displacement line ( 38 ) branches.

15. Valve arrangement according to claim 13 or 14, characterized in that the displacement line ( 38 ) in the second switching position ( D ) of the switching valve ( 42 ) can be connected to the control pressure line ( 24 ).

16. Valve arrangement according to claim 15, characterized in that the throttle ( 40 ) provided in the displacement line ( 38 ) is connected in parallel to the back of the piston ( 34 ) opening check valve ( 39 ).

17. Valve arrangement according to one of claims 11 to 14, characterized in that the displacement line ( 38 ) in the second switching position ( D ) of the switching valve ( 42 ) can be connected to a system pressure-carrying line.

18. Valve arrangement according to one of claims 11 to 17, characterized by a blocking device ( 52 ) with which the switching cylinder ( 30 ) associated with the switching valve ( 42 ) can be locked in the second switching position ( D ).

19. Valve arrangement according to one of claims 12 to 18, characterized by a system pressure supply device, the output pressure of which collapses when a filling of the working space ( K 1 to K 4 ) by a predetermined amount to a residual pressure.

20. Valve arrangement according to claim 19, characterized in that the return spring ( 44 ) of the switching valve ( 42 ) is matched to the residual pressure such that the switching valve ( 42 ) when filling the working space ( K 1 to K 4 ) in the first Switch position (C ) brings.