專利名稱：車架連接結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種連接結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種車架連接結(jié)構(gòu)，屬于汽車連接結(jié)構(gòu)領(lǐng) 域。
背景技術(shù)：
目前客車的骨架大部分為矩形鋼管結(jié)構(gòu)，鋼管的連接均為焊接，鋼骨架車身重 量要比鋁骨架的重1/5左右，一個12米長的普通鋼骨架大客車大概有14.5噸重，而同樣 12米長的鋁骨架大客車大概有11.5噸重，自重就差3噸。特別是新能源客車，電池重量 就有2.5-4噸重，鋼骨架大客車除去電池和自身重量，載客能力就很小了。因此，鋁骨架 車身是客車制造的一種全新技術(shù)發(fā)展趨勢，然而當(dāng)車身骨架改為鋁型材后，由于焊接會 造成應(yīng)力集中，產(chǎn)生裂紋，需要發(fā)明設(shè)計(jì)一種有效地連接結(jié)構(gòu)，以使鋁骨架車身連接安 全牢固，使用壽命長。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種車架連接結(jié)構(gòu)，以使鋁車身的連接不至 出現(xiàn)裂紋，連接安全牢固，承載能力大，使用壽命長。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下一種車架連接結(jié)構(gòu)，包括側(cè)窗縱 梁、立柱、加強(qiáng)梁、頂蓋縱梁和頂蓋橫梁，所述側(cè)窗縱梁通過中角碼與立柱鉚接，所述 側(cè)窗縱梁與加強(qiáng)梁下部鉚接，所述立柱與加強(qiáng)梁鉚接，所述加強(qiáng)梁的上部通過大角碼與 頂蓋橫梁鉚接，所述頂蓋縱梁與頂蓋橫梁通過中角碼鉚接，該車架連接結(jié)構(gòu)由鋁合金或 鎂合金制成。本發(fā)明的有益效果是采用鋁合金或鎂合金制成的連接結(jié)構(gòu)，達(dá)到鋼材同樣 或類似的強(qiáng)度情況下減輕重量接近一半的效果，使車身重量大大減輕，強(qiáng)度卻沒有下 降，降低了制造和運(yùn)營成本，使用壽命長，更加節(jié)能環(huán)保，公開號為US6598923B2、 US2072804A的對比文件，及對比文件3(《客車車身輕量化技術(shù)探討》，李陽，客車技 術(shù)與研究，1，2009-2-28，23-25)，均沒有公開“達(dá)到鋼材同樣或類似的強(qiáng)度情況下減 輕重量接近一半的效果，強(qiáng)度卻沒有下降”這一技術(shù)特征；通過鉚接連接，避免了采用 焊接方式造成的應(yīng)力集中，連接牢固，不會出現(xiàn)裂紋；立柱之間采用加強(qiáng)縱梁進(jìn)行相互 連接，使得車體頂部不易扭曲變形，加強(qiáng)了在車體沿加強(qiáng)縱梁方向的抗沖擊能力，并且 使車體不易扭曲變形；頂蓋橫梁之間用頂蓋縱梁進(jìn)行連接，使車頂沿頂蓋縱梁方向更加 穩(wěn)固，并進(jìn)一步增強(qiáng)了頂蓋向車體上部的支撐；頂蓋橫梁和頂蓋縱梁間采用中角碼進(jìn)行 鉚接，使得頂蓋橫梁和頂蓋縱梁之間的連接更加牢固，公開號為US6378444B2的對比文 件4，沒有公開“頂蓋橫梁和頂蓋縱梁間采用中角碼進(jìn)行鉚接”這一技術(shù)特征。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。進(jìn)一步，所述立柱與加強(qiáng)梁及大角碼鉚接。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，立柱、大角碼和頂蓋橫梁連為一體，大角碼稍大于90°的角度，使得頂蓋橫梁的受力易于傳遞給立柱，大大加強(qiáng)了頂蓋的抗沖擊 能力。進(jìn)一步，所述鉚接為環(huán)槽鉚釘鉚接。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，普通鉚釘鉚接或自鉆鉚接一般是鋼制或鋁 制的抽芯鉚釘，鉚接力小，強(qiáng)度低，造成連接可靠性低、特別是在交變載荷、沖擊工況 下很容易發(fā)生松動，不能適應(yīng)客車的鉚接要求；環(huán)槽鉚釘有“一次緊固，永不松動”的 特性，抗震性好、防滲性強(qiáng)、聯(lián)接強(qiáng)度高，可有效防止構(gòu)件在震動時的松脫，關(guān)于這一 技術(shù)特征現(xiàn)有技術(shù)及對比文件均未公開。進(jìn)一步，所述側(cè)窗縱梁的本體為橫截面呈U型的部件，該U型截面的兩側(cè)分別 為第一、第二側(cè)邊，該U型截面的底部為底邊，所述于第一側(cè)邊與第二側(cè)邊相平行，所 述底邊與第一側(cè)邊和第二側(cè)邊呈相對垂直。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，采用加厚的橫截面呈U型的鋁合金或鎂合 金制成的車架部件作用于車身，代替現(xiàn)有的矩形鋼管結(jié)構(gòu)的車身，達(dá)到鋼材同樣或類似 的強(qiáng)度情況下減輕重量接近一半的效果，這樣組合后的車身，重量大大減輕，強(qiáng)度卻沒 有下降，制造和運(yùn)營成本降低，更加節(jié)能環(huán)保，而公對比文件1、2及對比文件3均沒有 公開通過U結(jié)構(gòu)和加厚的壁，達(dá)到鋼材同樣或類似的強(qiáng)度情況下減輕重量接近一半的效 果，這樣組合后的車身，重量大大減輕，強(qiáng)度卻沒有下降；并且能夠適應(yīng)車身不同部位 的安裝，而且不容易生銹，使用長久。進(jìn)一步，所述底邊與立柱鉚接，所述第一側(cè)邊與加強(qiáng)梁鉚接。進(jìn)一步，所述立柱、頂蓋縱梁和頂蓋橫梁的本體為方形中空管狀結(jié)構(gòu)的部件， 所述方形中空管狀結(jié)構(gòu)的一個管壁向兩側(cè)延展形成第一翻邊和第二翻邊。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，通過中空的矩形結(jié)構(gòu)和加厚的管壁，達(dá)到 鋼材同樣或類似的強(qiáng)度情況下減輕重量接近一半的效果，這樣組合后的車身，重量大大 減輕，強(qiáng)度卻沒有下降，制造和運(yùn)營成本降低，更加節(jié)能環(huán)保，而對比文件1、2及對比 文件3均沒有公開“達(dá)到鋼材同樣或類似的強(qiáng)度情況下減輕重量接近一半的效果，強(qiáng)度 卻沒有下降”這一技術(shù)特征；在矩形結(jié)構(gòu)外側(cè)增加延展的翻邊，進(jìn)一步增強(qiáng)部件的強(qiáng)度 和抗扭力度，同時翻邊還可以作為鉚釘連接的位置，得以更牢固的將型材部件之間、以 及和其他部件之間固定在一起，采用中空管狀的部件可以使用較少的材料，達(dá)到足夠的 強(qiáng)度，對比文件5(《現(xiàn)代化汽車殼體鋁合金結(jié)構(gòu)部件制造》，劉凱，鋁加工，Vol.23， No.4，4-5，15，17，2000-8-31),沒有公開“采用在矩形結(jié)構(gòu)外側(cè)增加延展的翻邊(翼 邊)具有“進(jìn)一步增強(qiáng)部件的強(qiáng)度和抗扭力度的效果”這一技術(shù)特征。進(jìn)一步，所述立柱本體通過其方形中空管狀結(jié)構(gòu)上與翻邊垂直的平面與側(cè)窗縱 梁鉚接，并且所述第一翻邊和第二翻邊與加強(qiáng)梁鉚接；或所述頂蓋縱梁或頂蓋橫梁本體通過其方形中空管狀結(jié)構(gòu)上與翻邊垂直的平面 鉚接。進(jìn)一步，所述加強(qiáng)梁的本體為長條形凹槽結(jié)構(gòu)的部件，包括位于兩側(cè)的第一側(cè) 邊和第二側(cè)邊，所述第一側(cè)邊和第二側(cè)邊平行設(shè)置并與其呈相對垂直的底邊一體設(shè)置， 所述底邊寬于兩側(cè)邊。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，槽型結(jié)構(gòu)配合壁厚加厚，能在保證整車剛
4度的情況下大幅度降低車身重量，且有利于和其它鋁型材部件配合鉚接。鋁合金不易被 腐蝕的特點(diǎn)，使得骨架本身壽命可長達(dá)25年，整車報(bào)廢后該部件還可回收利用，相對降 低了整車成本，而對比文件1、2及對比文件3均沒有公開“達(dá)到鋼材同樣或類似的強(qiáng)度 情況下減輕重量接近一半的效果，強(qiáng)度卻沒有下降”這一技術(shù)特征；底邊寬度大于兩個 側(cè)邊寬度的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可使與底邊相固定的車架立柱以及其他部件連接穩(wěn)固，車架不易 扭曲，現(xiàn)有技術(shù)及對比文件均沒有公開這一技術(shù)特征；凹槽的兩個翻邊可有效防止本車 架部件受外力沖擊而彎曲，保證了車體側(cè)圍的抗沖擊能力，現(xiàn)有技術(shù)及對比文件均沒有 公開這一技術(shù)特征。進(jìn)一步，所述底邊為鉚接處。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，通過側(cè)邊鉚接，能夠增強(qiáng)連接牢固性，提 高側(cè)圍骨架的抗彎強(qiáng)度。進(jìn)一步，所述大角碼及中角碼上至少設(shè)有一個鉚釘孔。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，可根據(jù)實(shí)際需要選擇適當(dāng)?shù)你T釘數(shù)鉚接。進(jìn)一步，所述車架連接結(jié)構(gòu)由牌號為6005T5或6005T6或6082T5或6082T6或 7A04或7003或7005的鋁合金制成。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，可根據(jù)實(shí)際使用的需要選擇合適的鋁合金 材料，以方便使用。


圖1為本發(fā)明所述的車架連接結(jié)構(gòu)的正面圖；圖2為本發(fā)明所述的車架連接結(jié)構(gòu)的背面圖；圖3為本發(fā)明所述的車架連接結(jié)構(gòu)的環(huán)槽鉚釘鉚接的放大剖視圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明， 并非用于限定本發(fā)明的范圍。如圖1-3所示，本發(fā)明所述的用于汽車車身部件的連接結(jié)構(gòu)，包括側(cè)窗縱梁1、 立柱2、加強(qiáng)梁3、頂蓋縱梁4和頂蓋橫梁5，所述側(cè)窗縱梁1通過中角碼6與立柱2鉚 接，所述側(cè)窗縱梁1與加強(qiáng)梁3下部鉚接，所述立柱2與加強(qiáng)梁3鉚接，所述加強(qiáng)梁3的 上部通過大角碼7與頂蓋橫梁5鉚接，所述頂蓋縱梁4與頂蓋橫梁5通過中角碼6鉚接， 所述加強(qiáng)梁3的上部通過大角碼7與頂蓋縱梁4鉚接，所述鉚接為環(huán)槽鉚釘8鉚接；所述 大角碼7或中角碼6上至少一個鉚釘孔，用于鉚接大角馬7的環(huán)槽鉚釘8直徑為6.5_ ； 所述頂蓋縱梁4與頂蓋橫梁5通過中角碼6鉚接；所述連接結(jié)構(gòu)由鎂合金或牌號為6005T5 或6005T6或6082T5或6082T6或7A04或7003或7005鋁合金制成。所述立柱2與加強(qiáng)梁3和大角碼7鉚接，所述側(cè)窗縱梁的本體為橫截面呈U型 的部件，該U型截面的兩側(cè)分別為第一、第二側(cè)邊101、102，該U型截面的底部為底邊 103，所述于第一側(cè)邊101與第二側(cè)邊102相平行，所述底邊103與第一側(cè)邊101和第二 側(cè)邊102呈相對垂直，所述底邊103與立柱2鉚接，所述第一側(cè)邊101與加強(qiáng)梁3鉚接。所述立柱2、頂蓋縱梁4和頂蓋橫梁5的本體為方形中空管狀結(jié)構(gòu)的部件，所述中空管狀結(jié)構(gòu)的一個管壁201向兩側(cè)延展形成第一翻邊202和第二翻邊203，所述立柱2 本體通過其方形中空管狀結(jié)構(gòu)與翻邊垂直的平面與側(cè)窗縱梁1鉚接，并通過其第一翻邊 202和第二翻邊203與加強(qiáng)梁3鉚接；所述頂蓋縱梁4或頂蓋橫梁5本體通過方形中空管 狀結(jié)構(gòu)上與翻邊垂直的平面鉚接。所述加強(qiáng)梁3的本體為長條形凹槽結(jié)構(gòu)的部件，包括兩側(cè)的第一側(cè)邊301和第二 側(cè)邊302，所述第一側(cè)邊301和第二側(cè)邊302平行設(shè)置并與其呈相對垂直的底邊303 —體 設(shè)置，所述底邊303寬于第一、第二 301、302側(cè)邊，所述底邊303為鉚接處。具體試驗(yàn)驗(yàn)證以圖1-2所示的車架連接結(jié)構(gòu)為例，其截面積S = 0.00043m2，鋁合金6082T6的 抗拉強(qiáng)度Rm = 310MPa,可得抗拉力F = RmX S = 133300 (牛)，其1米長的重量為G =2.7g/cm3X 430cm3 = 1.16kg。與現(xiàn)有技術(shù)相比，假設(shè)鋼骨架縱梁為40X50X1.75矩形鋼管，則其1米長的重 量為2.378kg，其到屈服極限時的抗拉力為F = RmXS，其中Rm是抗拉強(qiáng)度，單位是 MPa, S為矩形鋼管截面積，單位是m2，矩形鋼管Q235的抗拉強(qiáng)度Rm是415MPa，計(jì) 算知矩形鋼管截面積S = 0.0003m2，可得抗拉力F = RmXS= 124500(牛)，因而圖1_2 所示的鋁合金縱梁到屈服極限時的抗拉力高于矩形鋼管縱梁，而重量卻不到矩形鋼管縱 梁的一半。因此我們可以看出使用本發(fā)明的車架連接結(jié)構(gòu)在達(dá)到現(xiàn)有骨架為矩形鋼管結(jié)構(gòu) 的客車的強(qiáng)度的同時，能夠大大減輕車身重量，減少能耗，并且不會生銹，延長使用壽 命。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神 和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之 內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種車架連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括側(cè)窗縱梁、立柱、加強(qiáng)梁、頂蓋縱梁和頂 蓋橫梁，所述側(cè)窗縱梁通過中角碼與立柱鉚接，所述側(cè)窗縱梁與加強(qiáng)梁下部鉚接，所述 立柱與加強(qiáng)梁鉚接，所述加強(qiáng)梁的上部通過大角碼與頂蓋橫梁鉚接，所述頂蓋縱梁與頂 蓋橫梁通過中角碼鉚接，該車架連接結(jié)構(gòu)由鋁合金或鎂合金制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車架連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述立柱與加強(qiáng)梁及大角碼鉚接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車架連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述鉚接為環(huán)槽鉚釘鉚接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車架連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述側(cè)窗縱梁的本體為橫 截面呈U型的部件，該U型截面的兩側(cè)分別為第一、第二側(cè)邊，該U型截面的底部為底 邊，所述第一側(cè)邊與第二側(cè)邊相平行，所述底邊與第一側(cè)邊和第二側(cè)邊呈相對垂直。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的車架連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述底邊與立柱鉚接，所述第 一側(cè)邊與加強(qiáng)梁鉚接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車架連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述立柱、頂蓋縱梁和頂 蓋橫梁的本體為方形中空管狀結(jié)構(gòu)的部件，所述方形中空管狀結(jié)構(gòu)的一個管壁向兩側(cè)延 展形成第一翻邊和第二翻邊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的車架連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述立柱本體通過其方形中空 管狀結(jié)構(gòu)上與翻邊垂直的平面與側(cè)窗縱梁鉚接，并通過其第一翻邊和第二翻邊與加強(qiáng)梁 鉚接；或所述頂蓋縱梁或頂蓋橫梁通過其方形中空管狀結(jié)構(gòu)上與翻邊垂直的平面鉚接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車架連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述加強(qiáng)梁的本體為長條 形凹槽結(jié)構(gòu)的部件，包括位于兩側(cè)的第一側(cè)邊和第二側(cè)邊，所述第一側(cè)邊和第二側(cè)邊平 行設(shè)置并與其呈相對垂直的底邊一體設(shè)置，所述底邊寬于兩側(cè)邊。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的車架連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述底邊為鉚接處。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車架連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述大角碼及中角碼上 至少設(shè)有一個鉚釘孔。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車架連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述車架連接結(jié)構(gòu)由牌 號為6005T5或6005T6或6082T5或6082T6或7A04或7003或7005的鋁合金制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種車架連接結(jié)構(gòu)，包括側(cè)窗縱梁、立柱、加強(qiáng)梁、頂蓋縱梁和頂蓋橫梁，所述側(cè)窗縱梁通過中角碼與立柱鉚接，所述側(cè)窗縱梁與加強(qiáng)梁下部鉚接，所述立柱與加強(qiáng)梁鉚接，所述加強(qiáng)梁的上部通過大角碼與頂蓋橫梁鉚接，所述頂蓋縱梁與頂蓋橫梁通過中角碼鉚接，該車架連接結(jié)構(gòu)由鋁合金或鎂合金制成。本發(fā)明的有益效果是采用鋁合金或鎂合金制成的連接結(jié)構(gòu)，達(dá)到鋼材同樣或類似的強(qiáng)度情況下減輕重量接近一半的效果，使車身重量大大減輕，強(qiáng)度卻沒有下降，降低了制造和運(yùn)營成本，使用壽命長，更加節(jié)能環(huán)保，通過鉚接連接，避免了采用焊接方式造成的應(yīng)力集中，連接牢固，不會出現(xiàn)裂紋。
文檔編號B62D29/04GK102009698SQ20101020794
公開日2011年4月13日 申請日期2010年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月13日
發(fā)明者賈秉成 申請人:賈秉成