電液控制裝置的製作方法

2023-05-02 10:53:56

專利名稱：電液控制裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及特別是用於地下採掘裝置的邁步式支架的液壓系統中的電液控制裝置。
因為邁步式支架設有許多大容積和小容積支柱，需要相應數量的換向閥，它們最好設置在一共同的閥塊上，以便對於在地下採掘坑道內的控制裝置更好地利用可供使用的有限安裝空腔。為了限制在高壓管內可供使用的壓力介質需要量採用具有不同公稱內徑的連接管。在現有技術中這裡通常在不同公稱內徑的用油裝置接頭時採用不同的換向閥和/或將換向閥安裝在分開的分配板上。因為換向閥處於不斷變換的開關狀態下，並且經受高壓管和回油管之間大的壓差，其磨損比較大。對於在帶有邁步式支架的採掘裝置的位置固定這意味著，對於每種大小的換向閥必須保持足夠數量的備用換向閥，以便在磨損後可以加以替換。
本發明的目的是，製造一種電液控制裝置，這種裝置中不出現上述缺點，並提供相對於現有技術在加工和成本方面的優點。
按照本發明這個目的在其主要方面通過一種閥塊或配流塊來實現。這裡本發明從一閥塊出發，它在一個端面上設有通向用油裝置接頭的連接孔，閥塊具有至少兩個構成多道閥的安裝空腔的安裝孔，這些多道閥可藉助於一可固定在閥塊上的電磁鐵的開關杆開關，並且閥塊設有高壓管道和回油管道，它們垂直於安裝孔分布，並可藉助於多道閥可選擇地與用油裝置接頭連接或與它隔開。按照本發明對於這種閥塊建議，安裝孔和接頭孔位於一條軸線上並相互直接連通，使得由安裝孔構成的安裝空腔對於所有多道閥做得都一樣，並且做得用來安裝一由操縱閥和主控閥組合成的多道閥。除了高壓管道和回油管道之外還設有一控制壓力管道，它可以單獨地、與高壓管道無關地供給壓力介質，以操縱主控級。安裝孔和連接孔布置在一條直線上特別是在加工和裝配方面提供明顯的優點。因為不管是操縱閥還是主控閥都可以安裝在這條軸線上，達到用油裝置接頭和高壓管線或回油管之間液壓介質有利於流動的引導。單獨的、與高壓管分開地引入的壓力介質源防止操縱閥的振動，因此不會導致用油裝置上的壓降和不希望的不穩定運行狀態。此外因為全部安裝孔做得一樣，可以與用油裝置接頭的名義尺寸無關地採用同樣的多道閥，因此在庫房中只需保存一種規格的容易磨損的多道閥。
在優選的結構中閥塊在與安裝孔相對的端面上具有固定孔，電磁鐵可這樣地固定在這些固定孔內，使得對於每個電磁鐵在安裝孔內裝夾一個配設於它的多道閥和/或它設置在閥塊之外。這樣裝配工作主要是方便地在控制裝置電氣方面進行，而不必拆開液壓管接頭等等。電磁鐵安裝在閥塊外側上減少了其製造費用。尤其是安裝孔通過至少一個臺階過渡到連接孔，其中這個臺階直接連接在安裝空腔上，連接孔在與臺階的連接處對於全部安裝空腔具有同樣的直徑。通過這種措施相互做得一樣的多道閥可以分別支承在安裝孔的液壓側上，並在閥塊或配流塊內可以通過設置另外一級進行與用油裝置接頭不同的公稱內徑相匹配。連接孔對於所有安裝空腔可以具有相同的直徑，並在必要情況下通過外部的中間連接器具，如變徑夾緊套等等實現用油裝置接頭公稱內徑的減小。這樣即使在不同的邁步式支架中也可以與必要的用油裝置接頭公稱內徑的大小無關地採用相應地設計的配流塊，使得降低總的製造成本。
作為另一種選擇或附加方案，多道閥也可以藉助於用油裝置連接接頭在具有連接孔的端面上夾緊在安裝空腔內。如果存在唯一的回油管，它用作來自用油裝置接頭的液壓介質和來自用來操縱主控級的壓力介質源的控制介質的共同回油管和/或控制壓力管、回油管和高壓管平行和相互並排地設置和/或設置在上一排和下一排安裝孔之間的話，對於按本發明的控制裝置得到另一些優點。其次安裝孔可以適於用來安裝做成套筒式的、可插接在一起的主控閥和操縱閥。
本發明目的的第二方面的解決方案涉及多道閥的結構，這種多道閥尤其是可以安裝在做成如上所述的、按本發明的閥塊的安裝孔內，並可藉助於電磁鐵的開關杆開關。按照本發明多道閥由可安裝在一條軸線上的操縱閥和主控閥組合而成，其中操縱閥藉助於一單獨的、可通過一附加的控制壓力管道實現的壓力介質源操縱主級。總的閥級，也就是開關杆、操縱閥和主控閥以及用油裝置接頭的同軸布置可以使切換時間特別短，並減少出現液流損失。通過將用來操縱主級的壓力介質源與用它操縱的高壓管道分開防止操縱閥上的壓力波動，使得在處於高壓下的主控級切換時可能形成的壓力高峰或壓力波動本身可以不或者無論如何很少影響操縱閥的調節。特別是可以通過這種措施有效防止操縱閥的顫動或振動。
操縱閥最好具有一操縱閥套筒殼體，它一端具有一用於帶有雙作用閥杆的閥箱的安裝孔，另一端具有一作為主控閥控制活塞和/或封閉套的安裝空腔的套筒凸臺。這樣操縱閥或其安裝空腔可以構成對於主控閥封閉件的導向。特別有利的是，如果操縱閥套筒殼體在其外側上具有一環形通道，套筒凸臺上的缺口和至少一個與壓力介質源的連接孔通入這一環形通道內，使得一條回油管道便足夠了。
如果閥箱包括一第一閥座和一第二閥座，並且如果閥杆包括一可藉助於閥門彈簧壓緊在第一閥座上的第一閥錐和一可藉助於電磁鐵的頂杆壓緊在第二閥座上的第二閥錐的話，對於實現特別短的開關行程特別有利。有利於流動的控制介質的輸入可以有利地通過閥杆在電磁鐵一側的柄部上的一個頸縮實現，此頸縮適宜於配設一個在閥箱上的徑向孔，用該徑向孔可以從通入安裝空腔內的輸入管的控制壓力管輸入壓力介質，以便移動主控制閥的封閉件。為了達到雙作用閥杆的最佳密封，第二閥座最好做成浮動的和/或背面設一O形圈，以使其定位和彈性支承。
主控閥也適宜於具有一主閥套筒殼體，並包括一設有軸向盲孔的、在用油裝置接頭一側張開的控制活塞，此控制活塞在其外殼面上具有一閥錐凸肩，它可藉助於一支承在套筒殼體內部臺階上的彈簧預緊在密封座圈上。這裡用高壓管內的壓力加載的控制活塞的液壓閉合力由閥錐凸肩外徑和設有盲孔的控制活塞的外徑之差確定，其中在閉合力不變的情況下可以實現較大的閥錐直徑，因此較大的控制活塞盲孔內的有利於流動的公稱內徑。
其次主控閥最好具有一用於控制活塞的封閉高壓側的閥錐的第一密封座圈和一用於封閉回油管輸入口的封閉套的第二密封座圈，其中密封座圈最好相互對接並夾緊在操縱閥套筒殼體和主控閥套筒殼體之間。這樣密封座圈同時構成可插接在一起的操縱閥和主控閥之間的密封件，並且在必要時可以快速和裝配方便地更換。
為了在閥塊內只要數量儘可能少的管道就足夠使用，如果操縱閥套筒殼體對於回油管和控制壓力管和/或主控閥套筒殼體對於高壓管分別具有一環形通道的話特別有利。如最前面所述，安裝套筒上的缺口通入用於回油管的通道內，因此主控閥的套筒殼體對於回油管不需要單獨的通道。
圖3 圖2中的閥塊的後端面在拆掉電磁閥時的俯視圖；圖4 沿圖3中IV-IV線的剖視圖；圖5 沿圖3中V-V線的剖視圖；和圖6 伺服閥套筒連同在套筒殼體內的進油和回油孔的局部視圖。
圖2從左前方表示帶有不同公稱內徑的用油裝置接頭6和7的閥塊1的用油裝置一側11的透視圖。這裡用油裝置接頭6、7分別做在相互重疊設置的、通過一條槽12隔開的板條8、9上，其中在板條8、9上對於每個用油裝置接頭6、7設有成對的垂直孔13，以便能夠藉助於固定夾子將通向未畫出的用油裝置，例如邁步式支架的支柱的軟管接頭安裝在閥塊1上。在圖2中閥塊1的前側面14設有一板條16，其中一端形成一高壓管接頭17，另一端形成一控制壓力管接頭18，在這些管接頭上同樣可以藉助於固定夾鉗連接所屬液壓管路的相應管接頭。相對的側面15上設有另一板條19，它上面形成一回油管接頭20(圖5)。如特別由圖5所示，高壓管接頭17通入一高壓管P，控制壓力管接頭18通入控制壓力管PST，回油管接頭20通入回油管T。回油管T位於控制管PST和高壓管P之間，其中全部管道P、T、PST相互平行、垂直於安裝孔2的中心線M並在相互重疊設置的兩排安裝孔2之間的中心分布。其直徑和間距這樣選擇，使全部管道PST、T、P通過邊緣開口21、22、23通入兩排安裝孔2。
如圖2所示，在所示實施例中閥塊1上一共有兩排八個安裝孔2，並且後端面5上對於每個安裝孔2外部裝有一電磁閥24，此電磁閥藉助於螺釘25固定。圖3表示，螺釘裝在相互成對角線錯開設置在端面5上的螺紋孔26內。通過螺紋孔26的對角線布局防止螺紋孔與做在閥塊內部的控制壓力管PST穿通，並在閥塊1高度儘可能小的情況下達到電磁鐵24在閥塊1上的最佳布局。
圖4表示圖3中上一排相互平行布置的安裝孔2的水平剖視，這些安裝孔中三個通入具有較大公稱內徑的用油裝置接頭7，一個通入具有較小公稱內徑的用油裝置接頭6。用油裝置接頭6、7通入安裝孔27、28，或者是它們的一個組成部分，安裝孔具有相互一樣的內徑。配備於用油裝置接頭6的安裝孔28通過一減小的孔段29過渡到安裝孔內。在連接孔27、28和安裝孔2之間形成一臺階30。
現在重新參看

圖1。臺階30構成一用於一內置在主控閥4的殼體31內的環形臺階80的止擋凸肩，使得多道閥在這裡可以支承在閥塊1的內部。多道閥3、4的拆卸既可以通過用油裝置接頭6、7和用油裝置接頭孔27、28、29從用油裝置一側進行，也可以優先地藉助於一未畫出的拉出裝置進行，拉出裝置擰入操縱閥頂板75上的螺紋74內，以將多道閥從安裝孔2中拉出。在圖1中也可以清楚地看出管道PST、T、P垂直於做得相互同心的安裝孔2和用油裝置連接孔27或28、29的中心線M的布局。
現在說明多道閥的結構和工作原理。主控閥3和操縱閥4的全部特徵可以是一個獨立的發明。圖1表示主控閥3在關閉位置。主控閥3具有一一體的主控閥套筒殼體31，其中心設有一多臺階的通孔32，在其前面的部分內一做得帶一盲孔33的控制活塞34移動。盲孔33通過通孔32通入用油裝置管A，並用其壓力加載。控制活塞34的套筒形部分在其外圍上具有一閥錐凸肩36，它藉助於閥彈簧37預緊在一一體的在用油裝置接頭一側的、由X10CrNiM0Ti1810材料製成的第一密封座圈38上。閥錐凸肩36的在用油裝置接頭一側的背面在關閉位置通過多個徑向孔39和殼體31的環形通道40用高壓管P內的壓力加載。用油裝置管A同樣用管內的壓力對閥錐凸肩36的另一側加載，使得控制活塞34或密封錐36在密封座圈38上的閉合力通過密封座圈38內側和閥錐凸肩36外側之間的壓力差和直徑差得到加強。因為高壓管P內的壓力可能是幾百bar，相應地提供了在密封座圈上足夠的密封。
主控閥4包括一封閉套42，它在控制活塞34的杆狀控制活塞段43上往復移動，並可以待說明的方法壓緊在一第二密封座圈44上，以便將用油裝置管A與回油管T隔開。封閉套42在用油裝置接頭一側具有一錐形閥座面45，它與密封座圈44上的相應錐形密封面共同作用。如由圖1可見，封閉套42內部在控制活塞末端上和外部在一操縱閥套筒殼體47的套筒形凸臺46內密封地移動。因此凸臺46構成一用於封閉的控制活塞段43和封閉套42的安裝空腔50。在封閉的高壓側封閉套42在開啟位置時位於安裝空腔50底面81上，因此油液可以從用油裝置管A通過套筒形凸臺46上的均勻分布在圓周上的開口48回流到在套筒殼體47外部的環形通道49和回油管T內。
用油裝置管A和回油管T之間的接通連接通過封閉套42的移動隔開。為了使封閉套移動並使控制活塞34從密封座圈38上抬起，在操縱閥4藉助於一電磁鐵24的未畫出的開關杆(圖2)切換以後，控制壓力介質從控制壓力管PST輸入安裝空腔50內。為此電磁鐵推動操制閥4的雙作用閥杆51的閥尖54，操縱閥藉助於一閥接頭(Ventileinsatz)52安裝在其套筒殼體47的安裝孔53內，通過這樣的方法，電磁鐵的開關杆將閥杆51從所示位置向右推(未畫出)。如圖所示，閥尖54上連接一閥杆51的杆段55，它在緊靠一電磁鐵一側的閥錐57之前設有一頸縮56。閥杆51的閥錐57藉助於一設置在閥接頭52內腔61內的閥彈簧62向密封座58方向壓緊；閥錐57貼合在這個第一密封座58上，因此在圖1中所示的位置來自控制壓力管PST的、通過一殼體通道59和一徑向孔60與內腔61連接控制壓力介質既不能流入頸縮56，也不能流入另一徑向孔63。閥杆51在後端上具有一第二閥錐63，它可與在一中央穿通的密封體65內的第二密封座64共同作用。此密封體浮動支承，在其後端藉助於一O形圈彈性緩衝。在按圖1的閥杆51的開關位置油液可以從安裝空腔50經過套筒殼體47上的軸向孔66在閥錐63旁邊流入盲孔67。
從該盲孔中分叉出一在圖6中所示的進入通道49的連接孔68，通道49始終通向回油管T。如用圖6中的箭頭F所示，通過電磁閥的操作，在閥杆51上產生推力，使它相對於在圖6和圖1中所示的位置向右移動。這促使閥杆51以其閥錐63鎖緊在密封座64上，頸縮56允許壓力介質從控制壓力管PST經過徑向孔60和內腔61沿輸入管流入安裝空腔50。為此閥杆51的導向閥接頭69可以具有一未畫出的貫通槽等等。通過安裝空腔50內流入的壓力介質所建立的壓力由於不同的表面尺寸首先使封閉套42移動，封閉套壓緊在密封座圈44上，使得用油裝置管A和回油管T(圖1)之間的接通連接關閉。接著控制活塞34的密封錐36從其密封座上抬起，並在主控閥3的套筒殼體上的徑向孔39旁經過，使得接著壓力介質可以衝擊式地從高壓管P流入用油裝置管A。
切換過程可以非常迅速地進行。在關掉電磁鐵後閥杆51重新移動，使得壓力介質可以從安裝空腔50經過回油孔66流出，並使上述過程顛倒過來，直至重新達到在圖1中所示的起始位置。
對於專業人員可得到一系列的變型方案，它們應該歸於權利要求的保護範圍。如圖所示閥塊1上的安裝孔2可以配備附加的銑出的孔以擴大通道49、59的橫截面。用油裝置連接孔和用油裝置接頭在閥塊上可以全部具有相同的直徑，並通過外部的變徑夾緊套等等使直徑減小到較小的管接頭或軟管直徑。在套筒殼體31、47和安裝孔2之間合適的位置上設置O形密封圈，使得液壓介質不會從通過40，49和59中流到各個相鄰通道內。
權利要求
1.特別是用於地下採掘裝置的邁步式支架的液壓系統中的電液控制裝置，具有一閥塊(1)，它在一個端面(11)上設有構成用油裝置接頭(6、7)的連接孔(27、28)，閥塊具有至少兩個構成多道閥安裝空腔的安裝孔(2)，多道閥可藉助於一可固定在閥塊(1)上的電磁鐵(24)的開關杆操縱，並且閥塊設有一高壓管(P)和一回油管(T)，它們垂直於安裝孔(2)分布並可藉助於多道閥可選擇地與用油裝置接頭(6、7)接通或切斷，其特徵為安裝孔(2)和連接孔(27、28)位於同一軸線(M)上，並相互直接連通，由安裝孔(2)構成的用於全部多道閥(3，4)的安裝空腔做得一樣並用來安裝由操縱閥(4)和主控閥(3)組合成的多道閥，並且除高壓管(P)和回油管(T)外還設有一控制壓力管(PST)，它可以單獨地、與高壓管(P)無關地供給壓力介質，以操縱主控閥(3)。
2.按權利要求1的電液控制裝置，其特徵為閥塊(1)在與用油裝置接頭(6、7)相對的端面(5)上設有尤其是相互對角線錯開的固定孔(26)，電磁鐵(24)可這樣地固定在該端面上，使得每個電磁鐵(24)將與它相配的多道閥(3、4)夾緊在安裝孔(2)內和/或電磁鐵(24)安裝在閥塊(1)外面。
3.按權利要求1或2的電液控制裝置，其特徵為安裝孔(2)經過至少一個臺階(30)過渡到連接孔(27、28)，其中該臺階直接連接在安裝空腔上，並且連接在臺階上的連接孔(27、28)對於所有安裝空腔具有相同的直徑。
4.按權利要求1至3之任一項的電液控制裝置，其特徵為連接孔和用油裝置接頭對於所有安裝空腔具有相同的直徑，對於個別用油裝置接頭公稱內徑的減小設置外部的中間連接工具，如變徑管件等等。
5.按權利要求1至4之任一項的電液控制裝置，其特徵為多道閥在具有連接孔的端面上可藉助於用油裝置接頭等等夾緊在安裝空腔內。
6.按權利要求1至5之任一項的電液控制裝置，其特徵為存在唯一的回油管(T)，它用作來自用油裝置接頭(A)的液壓介質和來自用於操縱主控級的壓力介質源的控制介質的回油管。
7.按權利要求1至6之任一項的電液控制裝置，其特徵為安裝空腔或者說安裝孔(2)適合於用來安裝做成套筒形的可插接在一起的主控閥和操縱閥(3、4)，和/或控制壓力管(PST)、回油管(T)和高壓管(P)平行和相互並排地和/或在上一排和下一排安裝孔(2)之間設置。
8.按權利要求1至7之任一項的電液控制裝置，其特徵為回油管(T)設置在控制壓力管(PST)和高壓管(P)之間，和/或回油管(T)的接頭(20)設置在一側面(15，19)上，高壓管(P)和控制壓力管(PST)的接頭(17、18)設置在閥塊(1)的相對的側面(14，16)上。
9.特別是用於地下採掘裝置的邁步式支架的液壓系統的電液控制裝置，帶有一可安裝在尤其是做得按權利要求1至8之任一項的閥塊(1)上的安裝孔(2)內的多道閥，它們可藉助於電磁鐵(24)的開關杆操縱，其特徵為多道閥由可設置在一條軸線(M)上的操縱閥(4)和主控閥(3)組合成，其中操縱閥(4)配設一單獨的、藉助於一附加的控制壓力管(PST)起作用的壓力介質源，以操縱主控閥(3)。
10.按權利要求9的電液控制裝置，其特徵為操縱閥(4)具有一套筒殼體(47)，其一端具有用於帶雙作用閥杆(51)的閥箱(52)的安裝孔，另一端具有一套筒凸臺(46)，作為用於主控閥(3)的控制活塞(34)和/或封閉套(42)的安裝空腔(50)。
11.按權利要求10的電液控制裝置，其特徵為操縱閥套筒殼體(47)外面具有一環形回油通道(49)，套筒凸臺(46)上的開口(48)和至少一個連接孔(68)通入此回油通道內，連接孔(68)與壓力介質源，特別是其可關閉的回油管系統(66、67、68)連接。
12.按權利要求10或11的電液控制裝置，其特徵為閥箱包括一第一密封座(58)和一第二密封座(64)，閥杆(51)包括一可藉助於閥彈簧(62)壓在第一閥座(58)上的第一閥錐(57)和一可藉助於電磁鐵(24)的開關杆壓在第二密封座(64)上的第二閥錐(63)，其中尤其是第一密封座(58)在關閉狀態時關閉通向操縱閥(4)上的安裝空腔(50)的輸入口(70)，第二密封座(64)在關閉狀態時關閉其回油管(66)。
13.按權利要求12的電液控制裝置，其特徵為第二閥座(64)做成浮動的，和/或由一中央鑽通的密封塞(65)構成，其背面設有一密封圈，用來定位和起彈性作用。
14.按權利要求9至13之任一項的電液控制裝置，其特徵為閥杆(51)在電磁鐵一側的杆段(55)設有一頸縮(56)。
15.按權利要求14的電液控制裝置，其特徵為頸縮(56)配設一閥箱(52)內的徑向孔(73)，用該徑向孔來自控制壓力管(PST)的壓力介質可輸送給一通入安裝空腔(50)的輸入管(70)。
16.按權利要求9至15之任一項的電液控制裝置，其特徵為主控閥(4)包括一主控閥套筒殼體(31)和一設有一軸向盲孔(33)的用油裝置接頭一側張開的控制活塞(34)，它在其外殼面(35)上具有一閥錐凸肩(36)，它藉助於一支承在套筒殼體(31)的臺階形通孔(32)內的彈簧(49)預緊在密封座圈(38)上。
17.按權利要求16的電液控制裝置，其特徵為密封座圈(38)做成一體的，尤其是由X10CrNiM0Ti1810材料製成。
18.按權利要求9至17之任一項的電液控制裝置，其特徵為主控閥具有一用於關閉高壓側的控制活塞(34)的閥錐凸肩(36)的第一密封座圈(38)和一用於關閉回油管(T)入口的封閉套(42)的第二密封座圈(44)，其中密封座圈(38、44)最好相互對接，並夾緊在操縱閥套筒殼體(47)和主控閥套筒殼體(31)之間。
19.按權利要求9至18之任一項的電液控制裝置，其特徵為操縱閥套筒殼體(47)對於回油管(T)和控制壓力管(PST)，主控閥套筒殼體(31)對於高壓管(P)分別具有一環形通道(40，49，59)。
全文摘要
在特別是用於地下採掘裝置的邁步式支架的液壓系統中的電液控制裝置中閥塊或配流塊(1)設有安裝孔2和用於用油裝置接頭6、7的連接孔27、28,這些孔位於一條軸線M上並相互連通,由安裝孔2構成的安裝空腔對於所有由操縱閥4和主控閥3組合成的多道閥做得都一樣。在閥塊1內除高壓管P和回油管T外還分布一控制壓力管P
文檔編號F15B13/00GK1375641SQ0113380
公開日2002年10月23日 申請日期2001年12月20日 優先權日2001年3月15日
發明者維爾納·賴內特, 弗朗茨－海因裡希·蘇伊曼 申請人:Dbt有限公司