专利名称：可液压切换的换向阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种特别用于井下采矿工程中的支架装置的可液压切换的换向阀，其包括用于液压液体的一高压接口、一负载接口、一回流接口和一控制压力接口、一在阀座支座的容纳孔中可轴向移动的、特别是空心活塞形的阀活塞，该阀活塞在其敞开的端面与负载接口连通，其还具有径向的通口并在接触一阀座支座侧的密封座时将负载接口与高压接口隔离、以及一在控制活塞导向装置中通过以在控制压力接口上的控制压力施加压力而可移动的控制活塞，借该控制活塞回流接口根据控制活塞的位置可与负载接口连通或可相对于负载接口和高压接口隔离。
背景技术：
在井下采矿工程中同一种的经由一控制压力控制的并在安全操作方面当控制压力降低时自动关闭的液压换向阀特别用于液压移动式支架的控制，以便伸出或缩回其液压缸。移动式支架沿一工作面水平巷道安装并且当支架移进时在工作面内随前进的开采区移动，这需要频繁地重复该切换过程。此外在工作面上要施加的支承力需要一很高的液体压力，从而换向阀总体上受到很高的压力交变载荷而阀密封座受到高的应力。
由DE 197 08 741 A1已知一同一类的3/2通阀，其即使在高压和频繁出现的压力交变载荷的情况下也显示出高的使用寿命和高的切换精度。但由于该阀以一正面的重叠工作，在切换时可以出现达1000巴的压力峰值，由此引起不符合要求的困难的切换。此外，该已知的阀需要约230巴的高的控制压力，因此控制活塞面上的磨损也是不符要求地高。
由DE 100 47 073 C1已知一种液压切换的换向阀，其在其作用方式上按负面的重叠的原理工作。相应地确保在打开和关闭该阀时无困难的切换过程同时显著减小磨损，因为在关闭阀的回流时同时平缓地打开进口并因此基本上可以避免压力冲击。在该换向阀中高压连接的进口设计成使液压液体在打开阀时首先通过一节流位置达到负载接口，其结果是换向阀的不利的延迟的动作特性。控制活塞固定连接于阀活塞并且只在阀的打开状态下才完全关闭回流接口。在阀的关闭状态下，亦即在关闭高压接口时，在负载接口与通向油箱的回流接口之间的液体连通完全经由阀活塞中的径向孔打开。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种可液压切换的换向阀，其特征是保护材料的操作方式和快速的动作特性。
按照本发明该目的通过一种具有权利要求1的特征的可液压切换的换向阀来达到。本发明的有利的进一步构成阐明于诸从属权利要求中。上述目的利用本发明这样达到，即阀活塞朝向端面那边相对第一径向通口偏置地具有一第二径向通口并且第一径向通口可利用控制活塞在控制活塞到达一原始位置与终端位置之间的一中间位置时关闭。由于本发明的换向阀具有轴向相互偏置设置的各径向通口，其中一个可通过控制活塞在由控制压力施加压力时关闭或在施加控制压力时关闭，可以得到换向阀的明显更好的动作特性。
在优选的实施形式中，阀活塞在两径向通口之间在形成一节流间隙的情况下在一阀活塞滑动导向装置上引导，其中优选第二径向通口根据阀活塞的位置位于阀活塞导向装置对面或位于阀活塞导向装置的高压侧。通过节流间隙，在控制活塞已达到其中间位置以后并根据阀活塞是否紧贴在密封座上或是已从该密封座上升起，确保在负载接口与回流接口之间的节流的液体连通或在高压接口与回流接口之间的节流的液体连通。只在换向阀的打开状态下，亦即当控制活塞和阀活塞处于终端位置时在高压接口与负载接口之间的液体连通才完全通过第二径向通口打开，同时控制活塞还关闭回流接口，从而因此不再发生从高压接口向回流接口的泄漏。本来随着阀活塞向换向阀的打开位置的移动的增加，间隙密封的间隙长度增加并从而增加间隙密封的密封效果。
按照本发明的阀活塞的第二径向通口的设置，确保在控制活塞的中间位置，亦即在关闭第一径向通口时，在负载接口与回流接口之间保持一节流作用，其中在这种情况下液压液体流过第二通口和一在阀活塞导向装置的面向阀活塞的表面与阀活塞外壁之间的小间隙。此外在换向阀的打开位置上在避免从高压接口返回回流接口的不符合要求的漏流的情况下这样来实现换向阀可靠的切换特性，即在完全打开的阀活塞的情况下，如果因此液压液体以高压的全峰值通过第二径向通口到达负载接口，回流接口由控制活塞在其终端位置关闭的话。
因此在换向阀的切换过程中、首先仍在换向阀的关闭位置，亦即在密封座关闭的情况下，控制活塞移到中间位置，由此在负载接口与回流接口之间引起节流的液体连通。在此有利的是，不包含高压接口的液压液体，从而在换向阀的关闭位置可较平缓地伸出一相关的支柱(stempel)并从而可实现换向阀的保护材料的操作方式。支柱的平缓的伸出还在总体上对相应的移动式组合支架的使用寿命产生有利的影响。本发明的换向阀的这种功能还具有优点，即在一定情况下可以省去附加的外部的节流阀，这导致节省费用并保持相对于换向阀的小的必需的占据空间。在控制活塞的中间位置上在阀锥已升起的情况下仍未关闭回流接口，不过高压接口与回流接口之间的液体连通是经由间隙密封节流的。同时通过阀活塞基本上打开高压接口与负载接口之间的通流。借此在打开换向阀的过程中可以有利地避免不符合要求的压力峰值，因为在该控制活塞的位置由于高压接口与回流接口之间的节流可以减弱或抵消可能的压力峰值。通过在打开换向阀、亦即在阀锥从密封环升起时从高压接口向负载接口的基本上自由的通流，还可达到换向阀的有利的快速的动作特性，这显著提高在井下采矿工程中应用时的工作安全性。
特别有利的是，控制活塞从其原始位置直到其中间位置相对于阀活塞是可自由移动的。在这种情况下控制活塞在一简单的实施形式中可以相对于阀活塞轴向地移动，因此借助液压液体施加到控制活塞的端面的控制压力可以按已知的方式实现控制活塞的位移。或者为此控制活塞相对于阀活塞也可旋转地移动，从而其在相应施压的控制压力下从其原始位置向其中间位置旋转并同时覆盖或关闭阀活塞的第一径向通口。控制活塞在此可以在中间位置和终端位置上密封地覆盖第一径向通口或直到覆盖节流间隙。
优选控制活塞在继续打开换向阀时与阀活塞接合在一起移动到其终端位置。为此控制活塞可以在其面向控制压力接口的端面具有一内凸缘，其在达到中间位置时与阀活塞的一肩部发生接触并从而由于形锁合在继续打开换向阀时获得一控制活塞和阀活塞的共同位移。换言之，由于控制活塞与阀活塞的接合借助控制活塞的内凸缘与阀活塞的肩部之间的形锁合来实现。由于控制活塞直到其中间位置的自由移动性，在该中间位置上由控制活塞关闭第一径向通口，因此可以如以上所述在负载接口与回流接口之间有利地达到一节流，同时没有由于阀锥的上升而打开高压接口。
用于以在阀活塞与阀座支座之间的可靠的密封效果关闭密封座的密封装置可以有利地由一阀活塞上的阀锥和一密封环构成，该密封环设置在阀座支座上并且具有一锥面作为密封座。在关闭密封装置时阀锥紧贴在密封环上，并且在打开密封装置时阀锥从密封环上升起。
按照一优选的实施形式，密封环由一固定环固定在阀座支座中。此外阀活塞在阀座支座中可以沿在高压接口与回流接口之间的固定环无密封地导引。阀活塞与固定环之间的公差在这里优选这样地选择，使得在这两构件之间产生一小的间隙或产生一较小的间隙。
就制造技术来说特别有利的是，阀活塞在其外壳侧面具有一锥面环，在其下面设置阀锥，因为由此阀活塞可以作为车削件或铸件制造。在这种情况下优选将锥面环设置在第二径向通口的高压侧，这确保，在阀锥从密封环上升起时液压液体通过由此打开的高压接口直接进入阀活塞的第二径向通口并通过该通口到达负载接口。其中同时为了避免压力冲击，液压液体可以流过上述的在固定环与阀活塞的外壁之间的节流位置。
控制活塞可以具有一控制活塞裙，其部分地包围阀活塞在其油箱侧设置的下部并且在控制活塞的中间位置和终端位置覆盖并从而关闭第一径向通口。当在控制活塞的终端位置上控制活塞裙的前端优选外端与一在阀座支座中设置的密封座元件发生接触时，可以有利地确保回流接口可靠地关闭。在这种情况下将一密封座元件的适配于控制活塞裙的前端的优选内接触面设计为锥形的，由此在该位置产生一很可靠的密封效果。固定环和密封座元件的集成允许简单的构造和导致有利的制造成本，在所述集成中这两个构件在组合部件中设计为整体式的。
阀座支座可以具有一阶梯形延伸的容纳部分，其中可以形锁合夹住密封环和固定环。以这种方式在制造换向阀时可以以简单的方式定位这两个环形元件，其中它们还受到很好的隔离而免受外部的载荷。其中优选固定环在远离活塞密封面的一侧以一向内斜切的环形座形锁合周围嵌接密封环，借此很可靠地将密封环定位于其位置。为了高的切换安全性密封环由一优选高强度的塑料制造。在一例如由钢制成的阀锥的情况下在该两构件之间设定一有利的公差补偿并且同时导致很好的密封。如同阀锥，固定环也可以优选由钢制造。
在一有利的实施形式中上述换向阀的各个构件通过一螺旋锁定装置力锁合夹紧于阀壳体中。在这种情况下螺旋锁定装置向外封闭阀座支座的容纳孔。螺旋锁定装置的夹紧力避免在出现的压力交变载荷时单个构件的松动。阀座支座的阶梯形延伸的容纳部分这样地构成，使夹紧螺栓的夹紧力不对相对于压力敏感的塑料密封环产生影响。因此可以避免密封环的过度应力或甚至损坏，借此提高换向阀的工作安全性和使用寿命。
一换向阀的可靠的关闭位置，即阀锥在密封环上处于密封接触，可以优选通过一在阀座支座中设置的回动弹簧来达到，该弹簧与阀活塞，例如与锥面环的顶面共同作用并从而在安全功能上向密封环预压紧阀锥。控制活塞也可以通过一预压装置预压到其原始位置，但优选由压力控制实施控制活塞从其中间位置向其原始位置的返回运动。
第一径向通口和/或第二径向通口可以作为径向孔通入到空心活塞形的阀活塞的轴向孔中和/或径向通口可以包括多个优选四个相互圆周位错设置的径向孔。各径向孔可以以简单的方式和价廉地制造，其中在多个径向孔的情况下对每一通口达到大的流体断面。但阀活塞的其他的实施形式也是可能的，这些实施形式确保一个从其外壁向其内腔的径向通口。
优选阀活塞利用一卡紧环轴向固定于阀座支座中并且为一拆卸工具设有一连接螺纹等。换向阀于是在组合部件中作为阀套筒可由其阀壳体中拆出，其中拆卸工具拧紧在或以其他适宜的方式固定在阀活塞上，并且然后利用在阀活塞上的拆卸工具将其拔出。此时在阀活塞上设置的卡紧环靠在阀座支座上并且阀活塞的肩部顶靠在控制活塞的内凸缘上，因此换向阀的各基本构件作为阀套筒从阀壳体中一起拔出是可能的。
以下参照附图在一示例性的实施形式中更详细说明本发明及其有利的细节。其中图1本发明的换向阀的关闭位置的纵剖面图；图2本发明的换向阀在图1的位置的切换示意图；图3本发明的换向阀在中间位置的纵剖面图；图4本发明的换向阀在图3的位置的液压切换示意图；图5本发明的换向阀的打开位置的纵剖面图；以及图6本发明的换向阀在图5的位置的切换示意图。
具体实施例方式
图1示出处于关闭位置的换向阀10。一可液压切换的换向阀用于例如在井下采矿工程中的液压移动式组合支架例如工作面支架的未示出的液压缸的控制。阀构成为阀套筒，其插入到一未示出的阀壳体的一容纳孔中，并且借助一螺旋锁定装置固定于其中。具有容纳孔和各相应通流口的阀壳体和螺旋锁定装置可以按本领域技术人员已知的方式设计，所述通流口邻接换向阀的各相关的接口，例如其在DE 197 08741 A1中所公开的，可参照其与此有关的进一步说明。在阀壳体(未示出)中设有一用于高压液体进口的高压接口P和一负载接口(Verbraucher-anschluβ)A，该负载接口与待操作的液压缸连通。此外，阀壳体具有一用于回流的液压液体的回流接口R以及一控制压力接口ST，通过该控制压力接口将控制压力液体供给所述阀以便其操作。
换向阀10基本上包括一阀座支座11，该阀座支座具有一在其中可轴向移动导向的阀活塞12和一控制活塞13，该控制活塞可轴向移动地支承于一控制活塞导向装置14中。阀活塞12和控制活塞13均构成空心圆柱形的。控制活塞13在这里这样地构成，使得其成杯形包围阀活塞12的在油箱侧设置的部分的一部分。
阀活塞12设有一阀锥15，其设置在一在阀活塞12的外壳侧面上设置的锥面环16的下侧上。在阀座支座11中安装一回动弹簧17，该弹簧包围阀活塞12。回动弹簧17在图中所示的换向阀10的关闭位置上压向锥面环16的顶面并由此使阀锥15密封地接触一密封环18的锥面。阀座支座11具有一阶梯形延伸的容纳部分19，密封环18与一固定环20一起形锁合地夹住在该容纳部分中。为了以相应的公差补偿达到优异的密封效果密封环18优选由一高强度的塑料制造，同时固定环20优选由钢制造。
如图1中还可清楚地看出，固定环20在远离密封环18的活塞密封面的一侧以一向内斜切的环形座22形锁合地周围嵌接密封环18，借此很可靠地将密封环18定位于阀座支座中。此外，阀座支座11的容纳部分13与钢—固定环20相配合构成使一由螺旋锁定装置(未示出)经由控制活塞导向装置14施加的夹紧力对塑料密封环18没有影响。
在阀活塞12的远离阀锥15的图1中上端，其借助一由一O型圈23和一垫圈24组成的条形密封件相对一导向环25密封，该导向环安装在阀座支座11的面向负载接口A的端面上并且包围敞开的阀活塞12的端面26。类似于负载接口A在导向环25中构成一开口27。回动弹簧17向上支撑在导向环25的底面上，以便相应地对锥面环16施加压力并且将阀锥15向密封环18预压紧。
空心圆柱形的阀活塞12具有一个第一径向通口29和一个第二径向通口28，这些通口优选分别在阀活塞外壳中构成为径向孔或径向的通口。其中第二径向孔28在阀活塞12中构成使其在换向阀的关闭位置上位于一在固定环的内表面上构成的阀活塞导向装置20A对面，因而以其整个的孔横截面位于与固定环20同样的高度上，并通过该固定环在最大程度上被闭塞。在打开换向阀和阀活塞12的一相应的位移(图1中向上)时，第二径向孔28保持始终位于高压一侧。如在图1中可明显看出的，因此阀活塞12在阀座支座11中沿固定环20的面向阀活塞12的表面在高压接口P与回流接口R之间无密封地、亦即没有密封圈等地导引。不过将阀活塞12的外壁与固定环20的面向阀活塞12的阀活塞导向面20A之间的间隙或公差这样地选择，使得在该位置形成一狭窄的间隙作为间隙密封，液压液体可以节流地通过该间隙。不仅在图1中所示的换向阀的关闭位置而且在以后的阀活塞12的位移中该间隙保持为节流位置，不过随着阀活塞12的移动，两径向通口28、29之间的外壁部分12A和阀活塞导向面20A的覆盖增大，如特别在图5中所示阀活塞12的终端位置，从而由于较大的间隙长度也提高间隙密封的密封效果。以下将该在阀活塞12的外壁12A与固定环20上的表面20A之间的间隙简单称为节流位置。阀活塞12的第一径向孔29构成在第二径向孔28的油箱一侧，其中其对准于回流接口R设置。控制活塞导向装置14具有多个通流口30，其对应于回流接口R。以同样的方式阀座支座11具有多个通流口31，其对应于高压接口P。
在图1所示的换向阀10的关闭位置上，负载接口A基本上经由成空心活塞形构成的阀活塞12的敞开的第一径向孔29与回流接口R连通，从而液压液体可以从支柱经由该连通而无损耗地流回油箱。同时高压接口P经由通流口31与阀座支座11的内腔32连通，从而内腔32注满由高压接口P流入的液压液体并且以高压接口中压力对阀活塞12施加压力。除上述的通过回动弹簧的预压紧以外其附加地引起阀锥15向密封环18的压紧，从而将阀活塞12很可靠地保持在其关闭位置并且相应地没有高压液体可从高压接口P流向负载接口A或流向回流接口R。
图2中示出换向阀10的液压关闭位置的相应的切换示意图。在上述的换向阀的实施形式中涉及一3/2通换向阀，其中在所述的关闭位置在负载接口A与回流接口R之间存在液体连通。上述回动弹簧17在这里相应地标记为符号，其将阀活塞12或阀锥15向密封环18预压紧。
图3示出处于一中间状态的换向阀10，即控制活塞13从其原始位置已移到一中间位置。为此从控制压力接口ST供给液压液体，其将控制压力和一开启力施加到控制活塞的环形端面33上。由于控制活塞13从其原始位置开始在控制活塞导向装置14内可轴向移动地导向，控制活塞13在施加的控制压力作用下被压向阀活塞12的方向(图3中向上)，直到一与环形端面33一起构成的内凸缘34，与阀活塞12的肩部35发生接触，该肩部构成在阀活塞12的在油箱侧设置的部分的下部中。如果控制活塞13的内凸缘34紧贴在阀活塞的肩部35上，则由此确定控制活塞的中间位置。在这种情况下液压液体也作用到阀活塞12的底面的端面38上，不过控制压力的大小在换向阀的切换运动开始时与相应的面积比例相结合产生一向上指向的力，其小于关闭力，该关闭力由回动弹簧17和高压液体在压力侧作用到阀活塞12上。因此在这里所选择的用于控制活塞位移的控制压力没有使阀活塞12开始位移。
控制活塞13在其前面的面向阀活塞12的部分具有一控制活塞裙36，该控制活塞裙在控制活塞13移到其中间位置时覆盖并从而关闭第一径向孔29。控制活塞裙36的前端与阀活塞的邻接第二径向孔28的部分之间的公差考虑到一充分的密封效果作相应地选择。结果负载接口A与回流接口R之间通过第一径向孔29的液体连通中断，从而从支柱流回的液压液体不再能毫无困难地或至多经由第一径向通口29与控制活塞13之间的节流位置通过第一径向孔29回到油箱。控制活塞13也可以完全密封第一通口28。于是液压液体不得不通过继续敞开的轴向向阀活塞12的敞开的前端26的方向偏置的第二径向孔28并与其相连穿过在那里构成的单独的或另一节流位置。如图3中还可看出，在控制活塞导向装置14内在控制活塞13的中间位置在控制活塞裙36的上方形成一环形间隙37。由支柱流回的、穿过第二径向孔28和节流位置的液压液体可以继续经由环形间隙37和通过通流口30流回油箱或回流接口R。因此以上述的优点确保支柱的平缓的伸出或缩回。
从控制压力接口ST施加到控制活塞13上的控制压力选择成使控制活塞13从其原始位置首先只移到其中间位置，而不同时地也打开阀活塞12。阀活塞12因此首先保持在其关闭位置，在该位置上阀锥15紧贴在密封环18上并且闭锁液压液体从高压接口P向第二径向孔28的通流。由于控制活塞13从其原始位置向其中间位置的单独的位移，因此可使从负载接口A向回流接口R的通流节流，而同时不包含来自高压侧P的液压液体。借此可以单独通过换向阀实现支柱的平缓的伸出或缩回，而不必提供附加的外部的节流阀。图4示出用于按图3的换向阀10的中间位置的液压切换示意图。象征性地表明所述的负载接口A与回流接口R之间的节流作用。
在控制活塞13已移到其中间位置并已紧贴在阀活塞上以后，在最大控制压力作用下实现阀的切换和阀活塞12从其关闭位置向打开状态的移动。从控制压力接口ST供给的液压液体同时加载于控制活塞13的环形端面33和阀活塞12的下侧的端面38，此时造成的总面积大于在切换运动开始时控制活塞的用控制压力加载的环形端面积33。通过存在于总面积33、38上的控制压力施加的力现在足够大，以便克服相反作用到阀活塞12上的预紧力。由于内凸缘34与肩部35之间的形锁合，控制活塞13与阀活塞12一起在图中继续向上移动。在该阀活塞12移动时阀锥15从密封环18上升起，从而液压液体可从高压接口P经由通流口31通过第二径向孔28和空心圆柱形的阀活塞12流向负载接口A。控制活塞裙36仍然关闭第一径向孔29并由此防止液压液体通过第一径向孔29流回油箱。
在阀锥15从密封环18上升起以后在该两构件之间立即形成一较大的间隙，从而基本上打开在高压接口P与第二径向孔28之间的通道并且可以流过大量的液压液体。因此产生换向阀在打开时的快速的动作特性。由于在阀锥15或锥面环16从密封环18上升起时，液压液体到达锥面环16的下侧，发生一压力补偿，其结果是，实现阀活塞12可能冲击式和快速地进一步的打开。同时在阀锥15的上升过程中也可避免不利的压力冲击，因为流入液压液体也向下到达节流位置并可继续通过仍未关闭的环形间隙37和通流口30返回油箱。塑料密封环18相对阀座支座11借助一在其与密封环18之间嵌入的O型圈21密封，其有效地防止在塑料密封环18的后面可能形成一个由高压接口P供给的高压液体的建立的压力。
由图显而易见的是，控制活塞13具有一与阀座支座11的直径相应的直径。同样控制活塞裙36的直径和阀锥15的有效的孔直径至少也是近似相等的。通过相关直径的这种匹配达到一压力平衡，借此为了打开换向阀10只需要一相对较小的控制压力，其基本上只须克服回动弹簧17的关闭力。因此达到换向阀10的很可靠的切换特性。
图5示出换向阀10处于其打开位置。第二通口28的设置及其与第一通口29的间距选择成使现在完全打开通流口31与第二径向孔28之间的连通并从而在高压接口P与负载接口A之间不出现流动损失。如在图5中还可看出，在换向阀10的打开位置控制活塞13到达其终端位置。在这种情况下控制活塞裙36的前端与固定环20的一个与其适配的锥形构成的区域发生密封接触，从而向节流位置那边关闭环形间隙37并从而关闭回流接口R。固定环20因此对于控制活塞裙的前端同时用作为密封座元件。通过所述的成锥形构成的固定环20的区域可以达到在固定环与控制活塞裙之间的优异的密封效果。而且回流接口R通过控制活塞11这样关闭，即控制活塞裙36的一外壁覆盖对应于回流接口R的通流口30。其中为了得到一要求的密封效果相应地选择该材料副之间的公差。由于关闭的回流接口R在换向阀完全打开时不发生从高压接口P流入的液压液体通过节流位置的不利的漏流，其中本来彼此靠紧的表面12A、20A的间隙长度使泄漏减至最小。结果由此液压液体可以无损失地从高压接口P流向负载接口A。换向阀10的打开位置通过相应的切换示意图示于图6中。
为了确保在换向阀的各相互相对移动的构件之间所必需的密封效果，设置若干分别包括一O型圈23和一垫圈24的条形密封件。除上述的导向环25与阀活塞12之间的密封位置以外，这些条形密封件另外设置在控制活塞裙36的内壁与阀活塞12之间、在控制活塞裙36的外壁与控制活塞导向装置14之间以及还设置在阀座支座11的导向环25的或控制活塞导向装置14的各外壁与(未示出的)阀壳体的容纳孔之间。
本发明的换向阀可以以全部其基本构件的组合部件作为阀套筒从阀壳体中拆出。为此阀活塞12在其底面的端面38具有一连接螺纹39，其中为拆出阀套筒可以拧入一拆卸工具(未示出)。此外在阀活塞12的上端上设置一卡紧环40，其在拔出阀活塞12时(图5中向下)靠在导向环25的肩部41上。因此阀套筒作为整体可以借助一拧入的拆卸工具从阀壳体的容纳孔中拔出。
本发明并不限于所述的和描述的实施形式，而其可以有许多改变和补充，而并不偏离本发明的范围。阀活塞与固定环之间的“无密封导向”一般来说也可以这样理解，即在锥面环16上升时同时从腔32向环形间隙37的节流的过流是可能的。不同于上述的实施形式也可以设置适宜的过流通道或孔，其中在未关闭回流接口R时按要求设定节流作用。另一或一可选择的节流位置也可以设置在控制活塞裙的前端与第一径向通口之间，从而在控制活塞的中间位置只大致完全覆盖或密封该通口。此外，本发明的换向阀也可应用于其他的液压切换目的。
权利要求
1.一种特别是井下采矿工程中的支架装置用的可液压切换的换向阀(10)，其包括用于液压液体的一高压接口(P)、一负载接口(A)、一回流接口(R)和一控制压力接口(ST)；一在阀座支座(11)的容纳孔中可轴向移动的阀活塞(12)，该阀活塞在其敞开的端面(26)与负载接口(A)连通，该阀活塞还具有一径向通口(29)并在与一阀座支座侧的密封座接触时将负载接口(A)与高压接口(P)隔离；一在控制活塞导向装置(14)中通过以在控制压力接口上的控制压力施加压力可移动的控制活塞(13)，通过该控制活塞，回流接口(R)根据控制活塞的位置可与负载接口(A)连通或可相对于负载接口(A)和高压接口(P)隔离；其特征在于，阀活塞朝向端面那边相对第一径向通口(29)偏置地具有一第二径向通口(28)，并且第一径向通口(29)可通过控制活塞(13)在控制活塞(13)到达在一原始位置与一终端位置之间的一个中间位置时关闭。
2.按照权利要求1所述的换向阀(10)，其特征在于，阀活塞在两径向通孔(28、29)之间在形成一节流间隙的情况下在一阀活塞滑动导向装置(20A)上导引，其中优选第二径向通口(28)根据阀活塞的位置位于阀活塞导向装置(20A)的对面或位于阀活塞导向装置(20A)的高压侧。
3.按照权利要求1或2之一项所述的换向阀(10)，其特征在于，当控制活塞(13)位于中间位置时，所述节流间隙在阀活塞(12)紧贴在密封座上时在负载接口(A)与回流接口(R)之间形成一节流的液体连通而在打开密封座时在高压接口(P)与回流接口(R)之间形成一节流的液体连通。
4.按照权利要求1至3之一项所述的换向阀(10)，其特征在于，负载接口(A)在控制活塞(13)的原始位置上经由第一径向通口(29)与回流接口(R)连通，并且控制活塞在其终端位置上关闭回流接口(R)，同时第二径向通口(28)完全打开高压接口(P)与负载接口(A)之间的液体连通。
5.按照权利要求1至5之一项所述的换向阀(10)，其特征在于，控制活塞(13)从其原始位置直到其中间位置相对于阀活塞(12)是可自由移动的而从中间位置到终端位置与阀活塞(12)接合在一起地移动。
6.按照权利要求5所述的换向阀(10)，其特征在于，控制活塞(13)在其面向控制压力接口(ST)的端面具有一内凸缘(34)，该内凸缘在控制活塞(13)的中间位置上与阀活塞(12)的一肩部(35)发生接触。
7.按照权利要求1至6之一项所述的换向阀(10)，其特征在于，阀活塞(12)设有一阀锥(15)并且在阀座支座(11)上设置一设有用于密封座的锥面的密封环(18)，其中优选密封环(18)由一固定环(20)固定于阀座支座(11)中并且固定环(20)以其内圆周表面构成阀活塞导向装置(20A)。
8.按照权利要求7所述的换向阀(10)，其特征在于，阀活塞(12)在其外壳侧面具有一锥面环(16)，在其下面设置阀锥(15)，其中锥面环(16)设置在第二径向通口(28)的高压侧。
9.按照权利要求1至7之一项所述的换向阀(10)，其特征在于，控制活塞(13)具有一控制活塞裙(36)，该控制活塞裙在控制活塞(13)的中间位置和终端位置密封地或除了一个节流间隙之外地覆盖第一径向通口(29)。
10.按照权利要求9所述的换向阀(10)，其特征在于，在阀座支座(11)中设置一密封座元件，在控制活塞(13)的终端位置上控制活塞裙(36)的前端与该密封座元件发生密封接触。
11.按照权利要求10所述的换向阀，其特征在于，固定环(20)和密封座元件构造成一件的和/或阀座支座(11)具有一阶梯形延伸的容纳部分(19)，在该容纳部分中形锁合地夹住密封环(18)和固定环(20)。
12.按照权利要求11所述的换向阀(10)，其特征在于，固定环(20)在远离活塞密封面的一面以一向内斜切的环形座(22)形锁合地周围嵌接密封环(18)。
13.按照权利要求2至12之一项所述的换向阀(10)，其特征在于，密封环(18)由一种塑料制造。
14.按照权利要求3至13之一项所述的换向阀(10)，其特征在于，固定环(20)由钢制造。
15.按照权利要求1至14之一项所述的换向阀(10)，其特征在于，换向阀的各个构件通过一螺旋锁定装置力锁合地夹紧于阀壳体中，该螺旋锁定装置向外封闭容纳孔。
16.按照权利要求2至15之一项所述的换向阀(10)，其特征在于，一在阀座支座(11)中设置的回动弹簧(17)与阀活塞(12)共同作用，从而向密封环(18)预压阀锥(15)。
17.按照权利要求1至16之一项所述的换向阀，其特征在于，第一径向通口(29)和/或第二径向通口(28)构成为径向孔和/或径向通口(28、29)包括多个优选四个相互圆周位错设置的径向孔。
18.按照权利要求1至17之一项所述的换向阀(10)，其特征在于，利用一卡紧环(40)将阀活塞(12)轴向固定在阀座支座(11)中。
19.按照权利要求1至18之一项所述的换向阀，其特征在于，阀活塞(12)在其相反于敞开的端面(26)的封闭的一侧具有一连接螺纹(39)，用以安装一拆卸工具。
全文摘要
换向阀(10)具有一阀活塞(12)、与其接合的密封装置(15、18)和一控制活塞(13)，其中回流接口R可由控制活塞(13)关闭并且在打开密封装置(15、18)以后可建立从高压接口P到负载接口A的液体连通。在施加控制压力时控制活塞(13)可从一原始位置经由一中间位置移到一终端位置，其中根据所述位置打开或关闭在负载接口A与回流接口R之间的液体连通。阀活塞(12)朝向端面那边相对第一径向通口(29)偏置地具有一第二径向通口(28)，并且第一径向通口(29)可利用控制活塞(13)在到达中间位置时关闭。在阀活塞(12)与其导向装置之间可以形成一节流位置。
文档编号F15B13/042GK1761818SQ200480006945
公开日2006年4月19日 申请日期2004年5月10日 优先权日2003年5月13日
发明者M·德特默斯 申请人:Dbt有限公司