專利名稱：具有四位置六通路液壓控制閥的鐵軌鉆的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液壓控制閥，尤其是一種用于液壓動力鉆的四位置六通路閥。
Stanley Works公司生產(chǎn)一種稱為Stanley RD11鐵軌鉆的工具，它具有一個液壓動力鉆、一個鐵軌夾和一個杠桿驅(qū)動的液壓控制閥?？刂崎y有四個工作位置，即空檔、打鉆、退鉆和快進(jìn)?，F(xiàn)有技術(shù)中眾所周知的還有三位置三通路和三位置四通路的定向控制閥。
本發(fā)明提供一種液壓工具，它包括一個液壓驅(qū)動馬達(dá)、一個液壓泵和一個連接在馬達(dá)和泵之間的液壓定向流控制閥。所述控制閥具有一個有至少六個液流通道的框座，其上裝有一個活動的液流導(dǎo)向件。液流導(dǎo)向件在框座上可以在至少四種不同的液流位置間活動，以便有選擇地連通六個液流通道，從而提供工具的至少四種不同的工作狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施例，一種液壓流控制閥包括一個聯(lián)箱和一個液流導(dǎo)向件。聯(lián)箱的液壓流管道將液壓流入口和出口連接到聯(lián)箱的六個定向液流孔。液流導(dǎo)向件包括在聯(lián)箱的六個孔之間選擇性地導(dǎo)引液流的裝置。該控制閥是四位置六通路閥。
根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施例，一種液壓鐵軌打鉆工具包括一個框座、一個液壓驅(qū)動馬達(dá)、一個與馬達(dá)相連的鉆頭和一個與馬達(dá)相連并可與一液壓泵相連的液壓定向流控制閥。所述液壓定向流控制閥具有一個活動的液流導(dǎo)向件，后者有至少五個獨(dú)立的通道。該控制閥可為鐵軌鉆提供至少四種不同的工作狀態(tài)，包括空檔、打鉆、退鉆和鉆頭的快進(jìn)。
在下文的說明中，將結(jié)合附圖對本發(fā)明的上述方面和其它特征予以說明，附圖中

圖1是具有本發(fā)明特征的一件工具的示意立體圖；圖1A是圖1所示工具的另一實(shí)施例中的框座上的夾持部分的側(cè)視圖；圖2A是第一種鐵軌的橫剖視圖；圖2B是第二種鐵軌的橫剖視圖；圖3是圖1中工具的液壓系統(tǒng)的一部分的示意圖；圖4是圖1所示控制閥的分解立體圖；圖4A是圖4所示控制閥的橫剖視圖；圖4B是圖4所示控制閥的閥蓋和手柄的俯視圖；圖5是圖4所示控制閥的四種位置和液流路徑的液流示意圖；圖6A是簡要示意圖，示出圖4所示控制閥處于空檔位置時，閥塞上的通道相對于聯(lián)箱中的孔的位置；圖6B類似于圖6A，但控制閥位于快進(jìn)位置；圖6C類似于圖6A，但控制閥位于打鉆位置；圖6D類似于圖6A，但控制閥位于退鉆位置。
參見圖1，圖中示出一個具有本發(fā)明特征的工具10的立體圖。盡管本發(fā)明僅參照圖中所示的單個實(shí)施例進(jìn)行說明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明可以有其它形式的實(shí)施例。另外，任何合適的尺寸、形狀、部件類型或材料都可以使用。
在所示的實(shí)施例中，工具10是一個液壓動力鉆，用來在鐵軌A上鉆孔。但是，在其它的實(shí)施例中，可以將本發(fā)明的特征運(yùn)用于其它類型的液壓動力工具，或其它類型的液壓設(shè)備。工具10通常包括一個框座12、一個液壓驅(qū)動馬達(dá)14、一個鉆頭16、一個液壓泵18和一個液壓定向流控制閥20。液壓泵18可以是任何適當(dāng)類型的液壓泵。由兩條液壓管線提供液壓泵18和控制閥20間的供壓和回流路徑?？刂崎y20安裝在馬達(dá)14上。馬達(dá)14可活動地安裝在框座12的軌道26上?？蜃?2適于放在地面上，并具有一個后撐28，用來抵住鐵軌A。
同時參看圖1A。圖中示出所述框座的最佳實(shí)施例中的一部分?？蜃幸粋€前撐腳30，用來支承于地面上。從撐腳30向前延伸出一個第一臂32，并形成一個前提柄34。在撐腳30的頂部，可旋轉(zhuǎn)地安裝一個第二臂35。鐵軌后撐36具有用來接觸鐵軌的下部38，與第一臂32可旋轉(zhuǎn)地連接的中部40，和上部42。一個第三臂可旋轉(zhuǎn)地連接在上部42和第二臂35之間。第二臂35包括一個操縱手柄46。底部48和撐腳30上的鐵軌接觸部分39間的距離D1可通過在箭頭B所示方向移動手柄46而擴(kuò)大。按箭頭B所示方向移動手柄46時，可使得后撐36繞其中部40旋轉(zhuǎn)，從而使其下部38沿箭頭C所示方向向外移動。
參見圖2A和2B，圖中示出了兩種鐵軌。鐵軌A的軌腰寬D2，軌頂寬D3。鐵軌E是類似的，但有一個鋁質(zhì)部分F用作電導(dǎo)體。這使軌腰變寬為D4。在其最靠后的位置時，鉆頭16的前端應(yīng)當(dāng)能夠越過鐵軌的頂部，并對兩種鐵軌A、E的軌腰寬度D3、D4都能適應(yīng)。這樣，當(dāng)在鐵軌A上打鉆時，鉆頭的前端需要在開鉆前移動一個最小距離G，才能開始在軌腰上鉆孔。
圖3是所述工具的液壓系統(tǒng)的一部分的簡要示意圖。四個主液壓供壓和回流管線50、52、54、56通過閥20連接到來自液壓泵18(見圖1)的供壓和回流管線22、24。該工具具有一個鉆頭推進(jìn)裝置58，用來向前或向后縱向移動鉆頭16。推進(jìn)裝置58包括一個液壓缸60和該液壓缸60中的一個液壓活塞62?；钊?2由一個連桿63與鉆頭相連?；钊?2在液壓缸60中形成兩個室64、66。液壓流流進(jìn)流出室64和66，移動活塞62，從而使鉆頭16前后運(yùn)動。該工具還包括一個減壓閥70、一個流量控制器72、一個節(jié)流閥和兩個單向閥76、78。下面先對閥20加以說明，然后再進(jìn)一步說明示于圖3中的液壓系統(tǒng)。
參見圖4、4A和4B，閥20通常包括一個帶聯(lián)箱80和閥蓋82的底座、一個閥塞84和一個手柄86。聯(lián)箱80的一側(cè)88有六個管道孔90、91、92、93、94、95，兩個盲孔96、97和一個樞軸安裝孔98。聯(lián)箱80的側(cè)面具有進(jìn)入與孔90-95相連的各獨(dú)立管道100的孔。盲孔96、97不與管道100相連，而只是密閉的孔。盲孔96、97和90、92-95五個管道孔在其中有管102，后者由彈簧104壓向閥塞84的底部。第二管道孔91中沒有管。由彈簧偏壓的管102用來形成通道106-110和孔90、92-97間當(dāng)選擇性匹配時的管道密封。第二孔91沒有密封管，因?yàn)樗c回流管線24相連接。這樣，任何從閥塞84流出、進(jìn)入閥蓋中的閥塞容納區(qū)域的液體，都回到液壓泵18。閥塞84中有五條通道106-110，通道的入口和出口在閥塞的底面上。通道106-110中的某些通道處于閥塞的不同高度上，使得它們可以相互跨越而不相互交叉。端塞111的作用是當(dāng)在閥塞上鉆好通道后，塞住打孔所形成的大多數(shù)側(cè)孔。對于第一通道106沒有使用端塞，以便液壓液可以潤滑閥塞。樞軸112將手柄86連接到閥塞84上。樞軸112穿過閥蓋82，其底端114裝于安裝孔98中。閥蓋82固定地連在聯(lián)箱80上，以便在二者之間容納可旋轉(zhuǎn)的閥塞84。如圖4B所示，閥蓋82上有四個標(biāo)記，指示閥門的與鉆頭運(yùn)動相關(guān)的工作狀態(tài)N表示空檔，打鉆表示鉆頭旋轉(zhuǎn)并向前推進(jìn)，快進(jìn)表示鉆頭向鐵軌的側(cè)面比較快地向前運(yùn)動，退鉆表示鉆頭向后以比較快的速度遠(yuǎn)離鐵軌。退鉆和打鉆位置與空檔位置相隔22°，退鉆與快進(jìn)位置則相距約90°。手柄86上有一個標(biāo)記116，用以指示閥塞84的位置。最好在手柄86和閥蓋82之間設(shè)置一個限界，以便防止手柄86旋過退鉆和快進(jìn)位置。另外，在手柄86和閥蓋82之間最好還設(shè)置一種鎖銷機(jī)構(gòu)，以便能夠確實(shí)將手柄和閥塞定位于四個可供選擇的位置。
現(xiàn)在參看圖3、4、4A、4B和6A，對處于空檔位置的閥20加以說明。在這種位置，閥塞84上的第一通道106將第一和第二管道孔90和91連接起來。管道孔90由聯(lián)箱80連接到來自液壓泵18(見圖1)的供壓管線22。管道孔91由聯(lián)箱80連接到通向液壓泵18的回流管線24。這樣，就沒有液壓流從閥20泵入主管線50、52、54和56。
如圖6B所示，當(dāng)手柄86轉(zhuǎn)到快進(jìn)位置時，閥塞的第二通道107將第一孔90(連接到供壓管線22)與第三孔92連接起來。第三孔 92由聯(lián)箱80連接到第二主管線52(見圖3)。閥塞84的第三通道108將第四孔93與第二孔91連接起來。第四孔93由聯(lián)箱80連接到第三主管線54。在第二主管線52和第三主管線54中的單向閥78之間，有一控制壓力孔120。液壓流通過閥20泵入管線52。這使得單向閥78在來自孔120的壓力下而打開。液壓流從管線52流入減壓閥70，在這里，液壓流的壓強(qiáng)降低，比如從2000磅/平方英寸降到200磅/平方英寸。減壓液壓流流經(jīng)單向閥76，進(jìn)入推進(jìn)裝置58的第一室64。這使得活塞62和連桿63向室66運(yùn)動，從而推動鉆頭16向前，即朝著鐵軌方向運(yùn)動。第二室66中的液壓流能夠通過單向閥78(由來自孔120的壓力打開)流出，流經(jīng)第三主管線54、第三通道108，最后由回流管線24回到液壓泵18。操作者然后可以轉(zhuǎn)動手柄86至其打鉆位置。
如圖6C所示，在打鉆位置，閥塞中的第四通道109將第一孔90和第五孔94連接起來。第五孔94又由聯(lián)箱80連接到第一主管線50。第一主管線50連接到馬達(dá)14。閥塞中的第五通道110將第六孔95與第二孔91連接起來。第六孔95又由聯(lián)箱連接到第四主管線56。液壓流從液壓泵18流出，經(jīng)過管線22、第四通道109、第一主管線50，最后進(jìn)入馬達(dá)14。當(dāng)液壓流流出馬達(dá)14時有兩條路徑。大多數(shù)液壓流在從第四主管線56流出之前流經(jīng)流量控制器72。流量控制器72調(diào)節(jié)液壓流的速率，以控制馬達(dá)14的速率。一部分液壓流則分流到推進(jìn)裝置58的第一室64。單向閥76防止了這部分液壓流流入減壓閥70。作用于活塞62的力使得活塞向第二室66方向運(yùn)動。第二室66中的液壓流就被推出，進(jìn)入節(jié)流閥74。單向閥78防止了從第二室66流出的液壓流進(jìn)入第三主管線54。節(jié)流閥74限制或者調(diào)節(jié)來自第二室66的液壓流流出第四主管線56的速率，以便鉆頭作相對較慢而平穩(wěn)的前進(jìn)運(yùn)動。這樣，在打鉆位置，鉆頭既由馬達(dá)14旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，又由推進(jìn)裝置58慢慢地向前推進(jìn)。
如圖6D所示，當(dāng)閥塞84位于退鉆位置時，第二通道107將第二孔91和第三孔92連接起來，第三通道108將第一孔90和第四孔93連接起來。這樣，來自液壓泵18的供壓管線22就連接到第三主管線54，第二主管線52則連接到流向液壓泵18的回流管線24。液壓流注入推進(jìn)裝置58的第二室66，從而使活塞62快速地向第一室64方向運(yùn)動。這就使鉆頭快速地運(yùn)動到其完全退回的位置，以便將工具從鐵軌A取下，或者清掃鉆頭和鐵軌間的鉆屑?？刂瓶?20允許多余的液壓流直接進(jìn)入第二主管線52，流出閥20(通過通道107)而流回回流管線24。另外，液壓流通過閥門72而流出室64回到主管線56。
現(xiàn)在參看圖5，該圖是一個簡要的液流示意圖，以方框和箭頭的形式示出了四種位置和液流路徑。在退鉆位置，通道108將孔90和孔93連接起來，通道107將孔92和孔91連接起來。在空檔位置，通道106將孔90和孔91連接起來。在打鉆位置，通道109將孔90和孔94連接起來，通道110將孔95和孔91連接起來。在快進(jìn)位置，通道107將孔90和孔92連接起來，通道108將孔93和孔91連接起來。這樣，閥20就是一個四位置六通路閥。在圖6A和6B中可以看到，盲孔96、97有時與別的孔相連。更具體地說，在示于圖6A的空檔位置時，第六孔95與第二盲孔97相連。由于第六孔95與第四主管線56相連，這就封閉了第四主管線56，禁止了其中的液流流動。在示于圖6B的快進(jìn)位置時，第五孔94與第一盲孔96相連。由于第五孔94又連接到第一主管線50，這就封閉了進(jìn)入第一主管線50的入口。這樣，在這兩種位置，就禁止了馬達(dá)轉(zhuǎn)動鉆頭。
工具10通常要用于已鋪設(shè)的鐵軌。在某些情況下，比如在地下鐵道中，工人可能只有非常短的時間用來在鐵軌上鉆出一個孔，因?yàn)橛辛熊囘\(yùn)行于鐵道上。所述非常短的時間比如只有兩趟車之間的10分鐘。這就是為什么要為這種工具提供閥門20，它可以在開始將工具往鐵軌上放置時迅速地移動鉆頭使之與鐵軌接觸，并可以快速地移動鉆頭使之回到退回位置，以便將工具迅速地從鐵軌上取下。利用本發(fā)明，甚至在淬硬的鐵軌上都可以在不超過兩分鐘的時間內(nèi)鉆出一個孔。這給工人留下了充裕的時間，以便在兩趟列車之間安裝和卸除工具10。如果出現(xiàn)問題，比如有列車提前到達(dá)，可以迅速退回鉆頭，將工具迅速從鐵軌上取下。閥20當(dāng)然還可用于其它類型的液壓驅(qū)動設(shè)備或者任何六通路定向流控制的情況。還可以使閥具有多于四個的位置和/或多于六個的通路。
應(yīng)當(dāng)理解，上述說明只是為了解釋本發(fā)明。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以設(shè)計出多種替代方案和改進(jìn)方案，而并不超出本發(fā)明的范圍。因此，本發(fā)明包括所有落入所附權(quán)利要求范圍之內(nèi)的替代方案、改進(jìn)方案和變型。
權(quán)利要求
1．一種液壓工具，它包括一個液壓驅(qū)動馬達(dá)、一個液壓泵和一個連接在所述馬達(dá)和泵之間的液壓定向流控制閥，其改進(jìn)在于所述控制閥具有一個有至少六個液流通道的框座，其上裝有一個活動的液流導(dǎo)向件，其中，所述液流導(dǎo)向件在所述框座上可以在至少四種不同的液流位置間活動，以便有選擇地連通所述六個液流通道，從而提供所述工具的至少四種不同的工作狀態(tài)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的工具，其特征在于，所述液流導(dǎo)向件具有至少五個獨(dú)立的液流導(dǎo)向通道。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的工具，其特征在于，所述液流導(dǎo)向件包括一個可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述框座上的閥塞。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的工具，其特征在于，它還包括一個與鉆孔馬達(dá)相連的鉆頭，一個用來縱向前后移動鉆頭的液壓操縱的鉆頭推進(jìn)裝置，和一個減壓閥，后者與所述液流通道中的第一通道相連，并連接到所述鉆頭推進(jìn)裝置的第一液壓室。
5．根據(jù)權(quán)利要求4所述的工具，其特征在于，它還包括一個單向閥和一個控制壓力通道，所述單向閥在所述通道的第二通道中，在所述鉆頭推進(jìn)裝置的第二液壓室和所述液流導(dǎo)向件之間，所述控制壓力通道將所述第一通道連接到所述單向閥，以便在有壓液壓流流經(jīng)所述第一通道時打開所述單向閥。
6．根據(jù)權(quán)利要求4所述的工具，其特征在于，接自馬達(dá)的一個液壓流出口連接到所述鉆頭推進(jìn)裝置的第一液壓室。
7．根據(jù)權(quán)利要求6所述的工具，其特征在于，一單向閥連接到所述減壓閥的一個出口，以便防止來自馬達(dá)液壓流出口的液壓流進(jìn)入所述減壓閥。
8．根據(jù)權(quán)利要求1所述的工具，其特征在于，所述工具還包括一個連接到馬達(dá)的鉆頭，和一個連接到驅(qū)動馬達(dá)的定位框座，后者的尺寸和形狀適于放置到鐵軌上，以便鉆頭能夠鉆入鐵軌。
9．根據(jù)權(quán)利要求8所述的工具，其特征在于，所述四種不同的工作狀態(tài)是基于鉆頭的運(yùn)動，包括空檔、打鉆、退鉆和鉆頭的快進(jìn)運(yùn)動。
10．一種液壓流控制閥，它包括一個聯(lián)箱，其液壓流管道將液壓流入口和出口連接到聯(lián)箱的六個定向液流孔；和一個液流導(dǎo)向件，它安裝在所述聯(lián)箱上，可在四個位置間活動，該液流導(dǎo)向件包括在所述聯(lián)箱的六個孔之間選擇性地導(dǎo)引液流的裝置，其中，所述閥是四位置六通路閥。
11．根據(jù)權(quán)利要求10所述的閥，其特征在于，所述孔位于所述聯(lián)箱的一側(cè)，所述液流導(dǎo)向件包括一個閥塞，后者的安裝使之可相對于聯(lián)箱的所述側(cè)面在所述孔上旋轉(zhuǎn)。
12．根據(jù)權(quán)利要求11所述的閥，其特征在于，所述閥塞只能在所述聯(lián)箱上旋轉(zhuǎn)約90°。
13．根據(jù)權(quán)利要求10所述的閥，其特征在于，所述液流導(dǎo)向裝置由其中有五個獨(dú)立通道通過的液流導(dǎo)向件構(gòu)成。
14．根據(jù)權(quán)利要求10所述的閥，其特征在于，它還包括彈簧偏壓管，位于至少五個孔中，被壓向所述液流導(dǎo)向件。
15．根據(jù)權(quán)利要求10所述的閥，其特征在于，它還包括一個與所述聯(lián)箱相連的閥蓋，從而將所述液流導(dǎo)向件嵌在所述聯(lián)箱和閥蓋之間。
16．根據(jù)權(quán)利要求10所述的閥，其特征在于，所述液流導(dǎo)向件由一個一體的閥塞部件構(gòu)成，液流導(dǎo)向件的所有液壓流通道都在其中穿過，并且，為了提供所述四種狀態(tài)，僅需相對于所述聯(lián)箱移動該閥塞部件。
17．一種液壓鐵軌打鉆工具，它包括一個框座、一個液壓驅(qū)動馬達(dá)、一個與馬達(dá)相連的鉆頭和一個與所述馬達(dá)相連并可與一液壓泵相連的液壓定向流控制閥，其改進(jìn)在于所述液壓定向流控制閥具有一個活動的液流導(dǎo)向件，后者有至少五個獨(dú)立的通道，該控制閥可為鉆頭提供至少四種不同的工作狀態(tài)，包括空檔、打鉆、退鉆和鉆頭的快進(jìn)。
全文摘要
一種液壓動力工具包括一個馬達(dá)、一個泵和一個液壓定向流控制閥。所述閥具有一個框座和一個帶液流通道的可旋轉(zhuǎn)的閥塞。該閥是一個四位置六通路閥,可為所述工具提供四種工作狀態(tài),包括空檔、打鉆、退鉆和快進(jìn)。
文檔編號B23B41/00GK1234481SQ99105290
公開日1999年11月10日 申請日期1999年4月30日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月4日
發(fā)明者約翰·D勒菲沃, 阿曼德·T蒙特米尼 申請人:法瑪通國際連接器公司