專(zhuān)利名稱(chēng)：焊接的多腔空心型材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種焊接的多腔空心型材，它包括多個(gè)由鋁擠壓合金制成的基本型材，這些型材彼此通過(guò)配合和/或強(qiáng)制鎖緊方式連接在一起，這種空心型材尤其用于支承寬度超過(guò)3米的地板。
在連接鐵路車(chē)輛的鋁制車(chē)廂廂體方面，將諸多腔空心型材焊接在一起形成地板組件的方法是已知的。所謂“不同結(jié)構(gòu)方法”與“整體結(jié)構(gòu)方法”之間的區(qū)別是將諸平行的寬的型材彼此焊接在一起(見(jiàn)第14版的鋁手冊(cè)，第893-897頁(yè))。整體結(jié)構(gòu)方法加工受到大負(fù)荷的地板型材是用組合裝置將各單個(gè)的型材連接在一起，然后只用專(zhuān)用的自動(dòng)焊接機(jī)加工。
多腔空心型材通常是在上側(cè)板和下側(cè)板被焊接，以獲得的所需的靜態(tài)負(fù)荷承受能力。如果僅在一端進(jìn)行焊接，不僅會(huì)有降低負(fù)荷承受能力的問(wèn)題，而且還有焊接變形的問(wèn)題。但是，尤其是對(duì)于地板和其它較寬的型材，整個(gè)結(jié)構(gòu)的尺寸精確度(平面度)顯得尤其重要。
已有技術(shù)的焊接多腔空心型材存在如下的問(wèn)題1．最大負(fù)荷承受能力在用橫梁支承地板型材方面，只考慮靜態(tài)強(qiáng)度值，彎曲方面沒(méi)有考慮到，由外力(慣性力、固有壓力和張力)引起的動(dòng)力負(fù)荷也沒(méi)有考慮到。
2．生產(chǎn)和組裝問(wèn)題當(dāng)使用單個(gè)的基本型材時(shí)，在預(yù)定公差范圍內(nèi)組裝以及沿生產(chǎn)方向引導(dǎo)的過(guò)程中，組裝和固定之前必須要對(duì)它們進(jìn)行定位和對(duì)準(zhǔn)。
3．尺寸精確度較寬的型材即使由各單個(gè)基本型材焊接在一起之后，其平面度不能滿(mǎn)足嚴(yán)格的要求。
4．成本問(wèn)題空心成型板(通常是5或7個(gè)單個(gè)的型材)的成本大部分取決于組裝成本，由于存在上述問(wèn)題，所以成本也較高。
因此，本實(shí)用新型的目的是提供一種包括多個(gè)基本型材的焊接的多腔空心型材，這種多腔空心型材能夠承受極大的負(fù)荷，這種基本型材能夠容易地由鋁擠壓合金制成，而且彼此以配合形式和/或強(qiáng)制鎖定(force-locking)方式尺寸精度較高地相連，而且組裝相當(dāng)方便。
本實(shí)用新型的上述目的通過(guò)如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
提供一種焊接的多腔空心型材，這種型材包括多個(gè)由鋁擠壓合金制造的、彼此以配合形式和/或強(qiáng)制鎖定方式相連的基本型材，其中，a)基本型材由諸矩形腔形成，這些矩形腔至少在窄端變成一敞開(kāi)的矩形型材，b)在敞開(kāi)的窄端，形成有上腹板和下腹板，它們通過(guò)配合連接于各自相鄰的矩形型材，c)在一窄端，腹板由一導(dǎo)向腹板和一鉤形腹板構(gòu)成，在矩形型材的相對(duì)的窄端腹板由一包括上軛板和一下軛板的軛狀腹板和一扣鉤形腹板構(gòu)成，d)其中，軛狀腹板的下軛比上軛短，扣鉤形腹板比上軛短，e)導(dǎo)向腹板和鉤形腹板從矩形型材伸出的長(zhǎng)度是軛狀腹板和扣鉤形腹板的2至4倍，f)基本型材在導(dǎo)向腹板和軛狀腹板形成的插入連接部的區(qū)域中的一側(cè)被焊接在一起。
提供一種用擠壓加工的空心腔基本型材，在它們的窄端形成具有上腹板和下腹板的敞開(kāi)型體，其中，空心腔基本型材一窄端的腹板由一導(dǎo)向腹板和一鉤形腹板構(gòu)成，在另一窄端，腹板由一軛狀腹板和一扣鉤形腹板構(gòu)成，擠出的經(jīng)過(guò)固溶退火、淬火和淬火時(shí)效的空心腔基本型材并排放置在一輥?zhàn)榆壍郎希趥?cè)向壓力作用下窄端移動(dòng)，使導(dǎo)向腹板插入軛狀腹板，鉤形腹板扣住扣鉤形腹板，在一導(dǎo)向腹板和一軛狀腹板所形成的焊接連接區(qū)域中，經(jīng)配合而連接的空心腔基本型材被熱焊在一起。
因此，本實(shí)用新型的焊接多腔空心型材與已有技術(shù)相比具有如下的優(yōu)點(diǎn)1．最大負(fù)荷承受能力在用橫梁支承地板型材方面，不僅考慮了靜態(tài)強(qiáng)度值，彎曲方面也考慮到了，此外還考慮到了由外力(慣性力、固有壓力和張力)引起的動(dòng)力負(fù)荷。
2．生產(chǎn)和組裝問(wèn)題在預(yù)定公差范圍內(nèi)組裝以及沿生產(chǎn)方向引導(dǎo)的過(guò)程中，組裝和固定之前不需要對(duì)它們進(jìn)行特別的定位和對(duì)準(zhǔn)。
3．尺寸精確度較寬的型材即使由各單個(gè)基本型材焊接在一起之后，其平面度也能滿(mǎn)足嚴(yán)格的要求。
4．成本問(wèn)題空心成型板(通常是5或7個(gè)單個(gè)的型材)的成本大部分取決于組裝成本，由于上述的優(yōu)點(diǎn)，成本也降低了。
下面，結(jié)合幾個(gè)實(shí)施例詳細(xì)描述本實(shí)用新型，附圖中，


圖1是本實(shí)用新型多腔空心型材的一基本型材的剖面圖。
圖2是在插入情況下的兩基本型材之間的連接點(diǎn)的局部剖面圖。
圖3是兩基本型材在彼此插入之前的局部剖面圖。
實(shí)施例中基本型材主要以矩形體1為例，然后在多腔空心型材中引入了相鄰的矩形體4和5，這三個(gè)矩形體的結(jié)構(gòu)是一樣的，但為了區(qū)別起見(jiàn)，對(duì)它們的相同部分引用了不同的標(biāo)號(hào)，所以對(duì)于三矩形體中的相同部分只針對(duì)其中一個(gè)矩形體進(jìn)行詳細(xì)描述，其余矩形體中的對(duì)應(yīng)部分不另作詳細(xì)描述。
圖1示出了有兩暢通的窄端2、3和一矩形體1組成的基本型材。矩形體1由一具有三個(gè)腹板1a、1b、1c、一上側(cè)板1o和一下側(cè)板1u的多腔空心體構(gòu)成。
圖2和圖3用放大的比例示出了
圖1的基本型材窄端2、3的Z部和Y部，其中圖2示出了兩基本型材插入之后的狀態(tài)，圖3示出了兩基本型材插入之前的狀態(tài)。
如
圖1和2所示，基本型材的Y部包括一沿矩形體4的上側(cè)板1o一側(cè)朝外延伸的具有一上軛板12a和一下軛板12b的軛狀腹板12和一沿矩形體4的下側(cè)板1u對(duì)應(yīng)于軛狀腹板12的一側(cè)朝外延伸的扣鉤(clip)狀腹板14；基本型材的Z部包括一沿矩形體1的上側(cè)板1o一側(cè)低于上軛板12a、相對(duì)于上軛板12a與下軛板12b之間的空隙朝外延伸的導(dǎo)向腹板6和一沿矩形體1的下側(cè)板1u的對(duì)應(yīng)于導(dǎo)向腹板6的一側(cè)朝外延伸的鉤形腹板7，鉤形腹板7有一凹部。
導(dǎo)向腹板6可插入軛狀腹板12的上軛板12a與下軛板12b之間，使兩腹板6、12一起形成一插入連接件10，由此兩相鄰矩形體1、4沿插入方向和連接方向(見(jiàn)箭頭13連接方向)固定在一起。
Z部下側(cè)的鉤形腹板7通過(guò)凹部包容了相鄰矩形體4的扣鉤狀腹板14，同時(shí)對(duì)其沉割(undercutting)(3°)。這樣，可允許有沿箭頭13方向(連接方向)的張力，反過(guò)來(lái)也可以。當(dāng)鉤形腹板7扣住扣鉤狀腹板14時(shí)，形成了扣鉤連接件15。有了插入連接件10和扣鉤連接件15，相鄰矩形體1、4就能在縱向和橫向固定成組件。
圖3示出了相鄰矩形體1、5組合之前的情況。從中可以看到，矩形體1的暢通的窄端3在軛狀腹板8與扣鉤狀腹板9之間延伸。相鄰矩形體5的窄端插入所述暢通的窄端3，在插入過(guò)程中，鉤形腹板16彈性變形。為此，鉤形腹板16必須延伸一段彈簧腹板17，將其連接到要被連接的的矩形體5，這樣鉤形腹板16伸出的距離比相對(duì)腹板9要長(zhǎng)。圖3中用虛線(xiàn)示出了彈性鉤形腹板16的不同位置。對(duì)于本申請(qǐng)的實(shí)施例，軛狀腹板8的下軛8b最好比上軛8a短40至60％，扣鉤形腹板9最好比上軛8a短10至20％，導(dǎo)向腹板20和鉤形腹板16從矩形型材伸出的長(zhǎng)度是軛狀腹板8和扣鉤形腹板9的2至4倍。
下面結(jié)合圖3描述兩相鄰基本型材的連接或插入過(guò)程。
在兩矩形型材的兩相對(duì)窄端，如果軛狀腹板8的下軛8b相對(duì)上軛8a短40至60％，扣鉤形腹板9相對(duì)上軛8a短10至20％，基本型材彼此就很容易靠近。首先，上軛8a作為一導(dǎo)向件，使型材粗略對(duì)準(zhǔn)。此后，扣鉤形腹板9與鉤形腹板16的前部接觸。如果鉤子進(jìn)一步插入，就會(huì)產(chǎn)生一側(cè)向力。為了防止基本型材位移，軛狀腹板8的下軛8b又被設(shè)計(jì)成一能容納矩形型材5的導(dǎo)向腹板20的另一導(dǎo)向件。這樣，就可抵制在嚙合鉤形腹板16時(shí)所產(chǎn)生的橫向力。導(dǎo)向腹板20和鉤形腹板16從矩形型材伸出的長(zhǎng)度L1是軛狀腹板8a和扣鉤形腹板9所伸出的長(zhǎng)度L2的2至4倍，使得基本型材能夠在控制之下樞轉(zhuǎn)，并使窄公差的插入連接部可由導(dǎo)向腹板和軛狀腹板所形成。
為了增加本實(shí)用新型多腔空心型材的剛性，本實(shí)施例建議，所用的導(dǎo)向腹板和鉤形腹板的長(zhǎng)度與矩形型材的壁厚“S”的比率形成在范圍在1∶15至1∶25之間的壓入長(zhǎng)度比率(pressed length ratio)。在一較佳實(shí)施例中，壓入長(zhǎng)度比率等于1∶20，壁厚范圍在1.8與2.5毫米之間。
焊接的多腔空心型材是由各單個(gè)空心腔的基本型材制成的，這些基本型材通過(guò)配合和/或強(qiáng)制鎖定彼此連接在一起，本實(shí)用新型的生產(chǎn)這種焊接的多腔空心型材的過(guò)程是，用擠壓這樣一種方法加工空心腔基本型材，擠出的空心腔基本型材經(jīng)過(guò)固溶退火、淬火和淬火時(shí)效，此后，將幾個(gè)空心腔型材并排放置在一輥?zhàn)榆壍?8上，施加側(cè)向壓力，使它們的窄端相互靠攏一段距離，即導(dǎo)向腹板被推入軛狀腹板，鉤形腹板鉤入扣鉤形腹板。之后，在插入連接部10的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行焊接。在一較佳實(shí)施例中，一促使整個(gè)連接部完全焊透的焊接坑支承件(weld poolsupport)11設(shè)置在兩相鄰矩形體1、4之間的導(dǎo)向腹板。在相對(duì)端，扣鉤形連接部15確保了強(qiáng)制鎖定連接，如果多腔空心型材受到箭頭21方向(見(jiàn)
圖1)(負(fù)荷施加方向)的負(fù)荷，連接部15會(huì)抵制這種所不允許的高度彎曲。
建議基本型材的合金是一種在T6條件下的ALMgSi07的合金。利用這種合金，鉤形腹板就可獲得必要的強(qiáng)度值和彈性特性，這些是生產(chǎn)功能性的“扣鉤連接”所需要的。
由此可見(jiàn)，相鄰矩形體位于一共同的輥?zhàn)榆壍?8上就可獲得一標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)面19。為了使扣鉤連接件15嚙合，一方面要確保相鄰的矩形體的彈性變形時(shí)它們不會(huì)位移，另一方面要確保在扣鉤情況下獲得一穩(wěn)定的端部位置，在這種情況下，一個(gè)有利的因素是軛狀腹板8的下軛部8b和扣鉤狀腹板9比上軛狀部8a短，因?yàn)?，?dāng)相鄰矩形體5滑入時(shí)，導(dǎo)向腹板20首先在鉤形腹板16在扣鉤形腹板9處彈性變形之前嚙合在上軛狀部8a之下。這樣，能確保在組裝的過(guò)程中，強(qiáng)迫相鄰的矩形體1、5導(dǎo)向移動(dòng)。
權(quán)利要求1．一種焊接的多腔空心型材，這種型材包括多個(gè)由鋁擠壓合金制造的、彼此以配合形式和/或強(qiáng)制鎖定方式相連的基本型材(1,4,5,)，其特征在于，a)基本型材由諸矩形腔形成，這些矩形腔至少在窄端變成一敞開(kāi)的矩形型材(1)，b)在敞開(kāi)的窄端(2,3)，形成有上腹板和下腹板，它們通過(guò)配合連接于各自相鄰的矩形型材(4,5)，c)在一窄端(2)，腹板由一導(dǎo)向腹板(6)和一鉤形腹板(7)構(gòu)成，在矩形型材的相對(duì)的窄端(3)腹板由一包括上軛板(8a)和一下軛板(8b)的軛狀腹板(8)和一扣鉤形腹板(9)構(gòu)成，d)其中，軛狀腹板(8)的下軛(8b)比上軛(8a)短，扣鉤形腹板(9)比上軛(8a)短，e)導(dǎo)向腹板(6)和鉤形腹板(7)從矩形型材(1)伸出的長(zhǎng)度是軛狀腹板(8)和扣鉤形腹板(9)的2至4倍，f)基本型材在導(dǎo)向腹板和軛狀腹板形成的插入連接部的區(qū)域中的一側(cè)被焊接在一起。
2．如權(quán)利要求1所述的焊接的多腔空心型材，其特征在于，軛狀腹板(8)的下軛(8b)相對(duì)上軛(8a)短40至60％，扣鉤形腹板(9)相對(duì)上軛(8a)短10至20％。
3．如權(quán)利要求1或2所述的焊接的多腔空心型材，其特征在于，在軛狀腹板與導(dǎo)向腹板之間的插入連接部(10)區(qū)域中設(shè)置一焊接坑支承件(11)。
4．如權(quán)利要求1所述的焊接的多腔空心型材，其特征在于，根據(jù)導(dǎo)向腹板和鉤形腹板的長(zhǎng)度與矩形型材的壁厚“S”的比率，形成范圍在1∶15至1∶25之間的壓入長(zhǎng)度比率。
5．如權(quán)利要求4所述的焊接的多腔空心型材，其特征在于，壓入長(zhǎng)度比率等于1∶20。
6．如權(quán)利要求4所述的焊接的多腔空心型材，其特征在于，壁厚范圍在1.8與2.5毫米之間。
7．如權(quán)利要求1所述的焊接的多腔空心型材，其特征在于，用于基本型材的合金是一種在T6條件下的ALMgSi07合金(AA6005A)。
8．一種用擠壓加工的空心腔基本型材，在它們的窄端形成具有上腹板和下腹板的敞開(kāi)型體，其特征在于，空心腔基本型材一窄端的腹板由一導(dǎo)向腹板(6)和一鉤形腹板(7)構(gòu)成，在另一窄端(3)，腹板由一軛狀腹板(8)和一扣鉤形腹板(9)構(gòu)成，擠出的經(jīng)過(guò)固溶退火、淬火和淬火時(shí)效的空心腔基本型材并排放置在一輥?zhàn)榆壍郎?，?dǎo)向腹板(6)通過(guò)在側(cè)向壓力作用下的窄端(2)的移動(dòng)插入軛狀腹板(8)，鉤形腹板(7)扣住扣鉤形腹板(9)，在一導(dǎo)向腹板(6)和一軛狀腹板(8)所形成的焊接連接(11)區(qū)域中，經(jīng)配合而連接的空心腔基本型材被熱焊在一起。
專(zhuān)利摘要一種焊接的多腔空心型材,一窄端的腹板由導(dǎo)向腹板和鉤形腹板構(gòu)成,另一端由軛狀腹板和扣鉤形腹板構(gòu)成,軛狀腹板的下軛比上軛短,扣鉤形腹板比上軛短。所述一端的腹板比另一端長(zhǎng)2至4倍。擠出的空心腔基本型材是固溶退火的、淬火的和淬火時(shí)效的,將幾個(gè)型材并排放置在一軌道上,施加側(cè)向壓力,使導(dǎo)向腹板滑入軛狀腹板,鉤形腹板鉤入扣鉤形腹板,在一導(dǎo)向腹板和一軛狀腹板所形成的焊接連接區(qū)域中,經(jīng)配合而連接的型材被熱焊在一起。
文檔編號(hào)B61D17/04GK2461679SQ0024276
公開(kāi)日2001年11月28日 申請(qǐng)日期2000年8月23日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月23日
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