CN110254524B - 一种连接结构及客车铝合金骨架 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种连接结构及客车铝合金骨架，包括连接角块、第一型材、第二型材，所述的连接角块具有第一连接平面、第二连接平面，第一型材包括一第一安装面，第二型材包括一第二安装面，第一连接平面与第一型材的第一安装面连接，第二连接平面与第二型材的第二安装面连接，所述的第一安装面沿其长度方向凹陷形成一具有开口的第一凹槽，所述的连接结构还包括第一限位螺栓、第一紧固螺栓、第一连接滑块，所述的第一连接滑块可滑动的设于所述的第一凹槽内，第一限位螺栓穿过所述的第一连接滑块与所述的第一安装面，将第一连接滑块固定在所述的第一凹槽内，第一紧固螺栓依次穿过所述的第一连接面和第一限位螺栓，并与所述的第一限位螺栓螺纹连接。

Description

一种连接结构及客车铝合金骨架

技术领域

本申请涉及一种连接结构及客车铝合金骨架。

背景技术

随着国际能源的日益紧张和环保要求的提升，汽车轻量化受到广泛关注。对客车实现轻量化的最有效措施是客车骨架采用铝合金替代钢铁材料，不仅能够实现轻量化、降低油耗，还具有车身强度高、安全性能好等特点。

客车铝合金骨架的连接技术相比于钢结构骨架，其工艺有较大的差异。传统的钢结构骨架可直接通过焊接技术连接。对于铝合金骨架而言，铝合金骨架采用焊接技术连接后，焊接接头部位的结构强度大大降低，还会产生焊接变形，大大降低了铝合金连接的可靠性；铝合金骨架采用铆接技术连接后，虽然连接处的强度得到保障，但此连接工艺较复杂，成本高。铝合金骨架无论是采用焊接还是铆接技术后，当客车行驶过程中发生碰撞而损坏后，对于损坏的铝合金骨架拆卸更换不变，其可替换性和可维修性较差。

发明内容

本申请要解决的技术问题是提供一种连接结构及客车铝合金骨架。

为了解决上述技术问题，本申请提供了一种连接结构，包括连接角块、第一型材、第二型材，所述的连接角块具有第一连接平面、第二连接平面，所述的第一型材包括一第一安装面，所述的第二型材包括一第二安装面，所述的第一连接平面与第一型材的第一安装面连接，所述的第二连接平面与第二型材的第二安装面连接，所述的第一安装面沿其长度方向凹陷形成一具有开口的第一凹槽，所述的连接结构还包括第一限位螺栓、第一紧固螺栓、第一连接滑块，所述的第一连接滑块可滑动的设于所述的第一凹槽内，所述的第一限位螺栓穿过所述的第一连接滑块与所述的第一安装面，将所述的第一连接滑块固定在所述的第一凹槽内，所述的第一紧固螺栓依次穿过所述的第一连接面和第一限位螺栓，并与所述的第一限位螺栓螺纹连接。

优选地，所述的第一安装面上设有垂直于第一安装面的两第一侧壁，两第一侧壁的端部相对延伸形成第一限位边，所述的第一安装面、第一侧壁及第一限位边之间形成所述的第一凹槽，所述的第一连接平面的下表面向下凸出形成第一外凸台，所述的第一外凸台嵌入所述的第一凹槽的开口内。

优选地，所述的第一安装面上设有第一安装孔，所述的第一连接滑块上设有第二安装孔，所述的第一限位螺栓包括第一外螺纹部、位于第一外螺纹部下的第一圆柱段，所述的第一圆柱段的直径小于所述的第一外螺纹部的直径，所述的第一外螺纹部与第二安装孔螺纹连接，所述的第一圆柱段插入所述的第一安装孔内，所述的第一紧固螺栓插入所述的第一限位螺栓的螺孔内与所述的第一限位螺栓呈螺栓连接。

优选地，所述的第二安装面上设有第二凹槽，所述的第二凹槽内设有第二连接滑块，所述的第二连接滑块可滑动的设置在所述的第二凹槽内，所述的连接结构还包括第二限位螺栓、第二紧固螺栓、第二连接滑块，所述的第二连接滑块可滑动的设于所述的第二凹槽内，所述的第二限位螺栓穿过所述的第二连接滑块与所述的第二安装面，将所述的第二连接滑块固定在所述的第二凹槽内，所述的连接角块的第二连接平面位于所述的第二凹槽的开口处，所述的第二紧固螺栓穿过所述的第二连接平面和第二限位螺栓，并与所述的第二限位螺栓螺纹连接。

优选地，所述的第二安装面上设有垂直于第二安装面延伸的两第二侧壁，两第二侧壁的上端部相对延伸形成第二限位边，所述的第二安装面、第二侧壁及第二限位边之间形成所述的第二凹槽，所述的第二连接平面的下表面凸出形成第二外凸台，所述的第二外凸台嵌入所述的第二凹槽的开口处；所述的第二安装面上设有第三安装孔，所述的第二连接滑块上设有第四安装孔，所述的第二限位螺栓包括第二外螺纹部、位于第二外螺纹部下的第二圆柱段，所述的第二圆柱段的直径小于所述的第二外螺纹部的直径，所述的第二外螺纹部与第四安装孔螺纹连接，所述的第二圆柱段插入所述的第三安装孔内，所述的第二紧固螺栓插入所述的第二限位螺栓的螺孔内与所述的第二限位螺栓呈螺栓连接。

优选地，所述的第二型材为矩形管，所述的第二型材的第二安装面上开设有一第三安装孔，所述的第三安装孔中安装有一拉铆螺母，所述的连接结构还包括第二紧固螺栓，所述的第二紧固螺栓穿过所述的连接角块的第二连接平面与所述的拉铆螺母螺纹连接。

优选地，所述的连接角块的第二连接平面上设有用于容纳所述的拉铆螺母的凹孔，所述的凹孔内设有配合所述的拉铆螺母的台阶。

优选地，所述的第二型材的端部连接于所述的第一型材的第一连接面，或第一型材的端部连接至所述的第二型材的第二连接面，所述的第一型材与所述的第二型材相互平行设置。

本申请还提供一种客车铝合金骨架，所述的铝合金骨架包括所述的连接结构。

本申请的一种连接结构及客车铝合金骨架，该连接结构设计合理，铝合金骨架之间通过限位螺栓、紧固螺栓、连接滑块、连接角块、拉铆螺母和垫片连接。该连接结构可避免焊接工艺造成的铝合金骨架接头部位结构强度损失，可牢固连接铝合金骨架，提高铝合金骨架的强度和刚度。此外，铝合金骨架的装配效率得到提高，可实现模块化和平台化操作，可替换性和维修性好，从而降低生产成本。

附图说明

图1为本发明客车铝合金骨架的结构示意图。

图2a和图2b为本发明铝合金骨架“T”型连接的结构示意图。

图3a和图3b为本发明“T”型连接的连接角块结构示意图。

图4为本发明铝合金骨架“T”型连接的剖面图。

图5为本发明铝合金骨架“T”型连接的安装示意图。

图6a和图6b为本发明铝合金骨架“L”型连接的结构示意图。

图7a～图7d为本发明“L”型连接的连接角块结构示意图。

图8a和图8b本发明铝合金骨架“L”型连接的剖面图。

图9为本发明铝合金骨架“桥接”的结构示意图。

图10a和图10b为本发明“桥接”的连接块结构示意图。

图11为本发明铝合金骨架“桥接”的剖面图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本申请并能予以实施，但所举实施例不作为对本申请的限定。

实施例一

如图2a～图5所示，为铝合金骨架“T”型连接结构示意图，连接结构材料为铝合金材料。所述第一型材1和第二型材2在接头处通过两个连接角块3(4)实现连接。所述的连接角块具有第一连接平面、第二连接平面，所述的第一型材包括一第一安装面，所述的第二型材包括一第二安装面，所述的第一连接平面与第一型材的第一安装面连接，所述的第二连接平面与第二型材的第二安装面连接。如图3a所示，连接角块的第一连接平面和第二连接平面上分别设置有一个孔，如图3b所示，连接角块的第一连接平面和第二连接平面上分别设置有两个孔，孔的数量由骨架接头处的结构强度决定，骨架接头处的结构强度可通过模拟仿真计算得到。对结构强度要求低的骨架接头处可采用2孔的连接角块3(如图3a所示)，对结构强度要求高的骨架接头需要采用4孔的连接角块4(如图3b所示)。

第一型材1和第二型材2的截面均呈“目”字形，并在与连接接头的安装面上开设接头凹槽5和安装孔。

如图3a和3b所示的是两种规格的连接角块，所述连接角块呈“L”型，以配合骨架的“T”型连接，连接角块的侧面设有侧面加强筋，增强连接角块的结构强度。连接角块与铝合金型材的连接平面上设有外凸台，以嵌入铝合金型材接触面的接头凹槽内，增强对连接角块的位移约束。所述的安装面上设有垂直于安装面的两侧壁，两侧壁的端部相对延伸形成限位边，所述的安装面、侧壁及限位边之间形成所述的凹槽，所述的连接平面的下表面向下凸出形成外凸台，所述的外凸台嵌入所述的凹槽的开口内。

如图4所示，是铝合金骨架“T”型连接结构的剖面图。所述连接滑块8置于型材1(2)的凹槽内，连接滑块8的宽度与型材凹槽内宽度一致，其高度小于型材凹槽内高度0.5～2mm。所述限位螺栓7的外螺纹与连接滑块8的内螺纹栓接在一起，直至限位螺栓8外表面的螺纹段与光滑圆柱段的过渡台阶与型材1凹槽内薄板紧密接触，从而使得连接滑块8的上表面与型材1凹槽内表面紧密接触。所述限位螺栓7前端的光滑圆柱段与铝合金型材1凹槽内薄板上的圆孔呈间隙、过渡或过盈配合。

所述连接角块3置于型材1凹槽上表面，且连接角块8的外凸台嵌入铝合金型材1凹槽内，铝合金型材1凹槽与连接角块8的外凸台两者呈间隙、过渡或过盈配合，以限制连接角块3在水平方向上滑动。所述紧固螺栓6与限位螺栓7呈螺栓连接，从而将垫片5、连接角块3、限位螺栓7、连接滑块8和铝合金型材1紧固连成一体。所述紧固螺栓6的外螺纹和限位螺栓7的内螺纹旋向一致。

如图5所示的是铝合金骨架“T”型连接结构的安装示意图。所述“T”型连接的安装过程如下：首先，第一型材1和第二型材2呈直角，并在各自的凹槽内开设圆孔；其次，连接滑块8(8′)从铝合金型材1(2)的端面滑入至铝合金型材1(2)型材凹槽安装孔处，并使两个安装孔的轴线重合；再次，限位螺栓7(7′)旋入连接滑块8(8′)的内螺纹，并继续旋入直至限位螺栓7(7′)的光滑圆柱段顶入铝合金型材1(2)型材凹槽圆孔内，从而使得铝合金型材1(2)的凹槽内表面与限位螺栓9(9′)的上表面紧密接触；再次，将连接角块3置于铝合金型材1(2)的相应位置，使连接角块3中安装孔的轴线与铝合金型材1(2)型材凹槽安装孔的轴线重合；最后，将垫片5(5′)和紧固螺栓6(6′)穿入连接角块3，并与限位螺栓7(7′)的内螺纹紧密配合。最终，第一型材1和第二型材2即通过由限位螺栓7(7′)、连接滑块8(8′)、连接角块3、垫片5(5′)和紧固螺栓6(6′)所组成的连接结构形成牢固的“T”连接。

实施例二

如图6a～8b所示，第二型材为铝合金矩形管9，第一型材与第二型材通过1个连接角块11(12)实现连接。所述第一型材1和铝合金矩形管9呈一定夹角30°～150°。

如图7a-图7d所示，是两种规格的连接角块。所述连接角块11(12)的两连接平面分别呈90°和135°，以配合铝合金型材与矩形管的“L”型连接。所述连接角块11(12)的两个连接平面上均设有外凸台，其中一个外凸台上开设内凹孔(阶梯孔)，以配合拉铆螺母10的法兰；另一外凸台在连接时可嵌入第一型材1的凹槽内，并在该外凸台上开设安装孔，以配合紧固螺栓6的栓接。

如图8a和图8b所示的是铝合金“L”型连接的剖面图。所述铝合金型材1和铝合金矩形管9呈90°或135°夹角。所述连接滑块8置于铝合金型材1的凹槽内。所述限位螺栓7的外螺纹与连接滑块8的内螺纹栓接在一起。所述限位螺栓7前端的光滑圆柱段与铝合金型材1凹槽内薄板上的圆孔配合。所述拉铆螺母10置入铝合金矩形管9的圆孔内并锁紧。

所述连接角块11(12)的一连接平面上外凸台置入铝合金型材1的凹槽内，并使连接角块11(12)中圆孔的轴线与铝合金型材1凹槽内的圆孔轴线重合；另一连接平面与铝合金矩形管9配合，并使外凸台上的阶梯孔与拉铆螺母10的法兰配合。所述紧固螺栓6和6′分别与限位螺栓7和拉铆螺母10呈螺栓连接，从而将垫片5和5′、连接角块11和12、限位螺栓7、拉铆螺母10紧固连成一体。所述紧固螺栓6(6′)的外螺纹和限位螺栓7以及拉铆螺母10的内螺纹旋向一致。

实施例三

如图9～11所示，为铝合金骨架“桥接”的结构示意图。所述的第一型材为后围横梁15及竖梁14(18)，所述的第二型材为顶围弯梁17和侧围弯梁13。所述“桥接”连接结构通过连接块16将后围横梁15与顶围弯梁17、后围竖梁14(18)与侧围弯梁13连接在一起。所述后围横梁15和后围竖梁14(18)的连接平面与顶围以及侧围的连接平面呈90°夹角。

所述连接角块16的两个连接平面上均设有外凸台，其中一个外凸台上开设阶梯孔，以配合后围横梁15或后围竖梁18连接平面上的拉铆螺母10的法兰；另一外凸台在连接时可嵌入顶围弯梁17或侧围弯梁16的凹槽内，并在该外凸台上开设凹孔，以配合紧固螺栓6的栓接。

如图11所示的是铝合金骨架“桥接”的剖面图。所述顶围弯梁17和后围横梁15呈90°夹角。所述连接滑块8置于顶围弯梁17的凹槽内，并与凹槽内安装孔孔的轴线重合。所述限位螺栓7的外螺纹与连接滑块8的内螺纹栓接在一起。所述限位螺栓7前端的光滑圆柱段与顶围弯梁17凹槽内薄板上的安装孔配合。所述拉铆螺母10置入后围横梁15的安装面的安装孔内并锁紧。

所述连接角块16的一连接平面上外凸台置入顶围弯梁17的凹槽内，并使连接角块16中孔的轴线与顶围弯梁17凹槽内的安装孔轴线重合；另一连接平面与后围横梁15配合，并使外凸台上的阶梯孔与拉铆螺母10的法兰配合。所述紧固螺栓6和6′分别与拉铆螺母10和限位螺栓7呈螺栓连接，从而将垫片5和5′、连接角块16、限位螺栓7、拉铆螺母10紧固连成一体。所述紧固螺栓6(6′)的外螺纹和限位螺栓7以及拉铆螺母10的内螺纹旋向一致。

如图1所示，为本申请的一种客车铝合金骨架，所述的铝合金骨架包括实施例一、实施例二及实施例三中的一种或多种的连接结构。

本申请的一种连接结构及客车铝合金骨架，该连接结构设计合理，铝合金骨架之间通过限位螺栓、紧固螺栓、连接滑块、连接角块、拉铆螺母和垫片连接。该连接结构可避免焊接工艺造成的铝合金骨架接头部位结构强度损失，可牢固连接铝合金骨架，提高铝合金骨架的强度和刚度。此外，铝合金骨架的装配效率得到提高，可实现模块化和平台化操作，可替换性和维修性好，从而降低生产成本。

以上所述实施例仅是为充分说明本申请而所举的较佳的实施例，本申请的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本申请基础上所作的等同替代或变换，均在本申请的保护范围之内。本申请的保护范围以权利要求书为准。

Claims (7)

1.一种连接结构，其特征在于，包括连接角块、第一型材、第二型材，

所述的连接角块具有第一连接平面、第二连接平面，所述的第一型材包括一第一安装面，所述的第二型材包括一第二安装面，

所述的第一连接平面与第一型材的第一安装面连接，所述的第二连接平面与第二型材的第二安装面连接，

所述的第一安装面沿其长度方向凹陷形成一具有开口的第一凹槽，

所述的连接结构还包括第一限位螺栓、第一紧固螺栓、第一连接滑块，

所述的第一连接滑块可滑动的设于所述的第一凹槽内，所述的第一限位螺栓穿过所述的第一连接滑块与所述的第一安装面，将所述的第一连接滑块固定在所述的第一凹槽内，所述的第一紧固螺栓依次穿过所述的第一连接平面和第一限位螺栓，并与所述的第一限位螺栓螺纹连接，

所述的第一安装面上设有垂直于第一安装面的两第一侧壁，两第一侧壁的端部相对延伸形成第一限位边，所述的第一安装面、第一侧壁及第一限位边之间形成所述的第一凹槽，所述的第一连接平面的下表面向下凸出形成第一外凸台，所述的第一外凸台嵌入所述的第一凹槽的开口内，

所述的第一安装面上设有第一安装孔，所述的第一连接滑块上设有第二安装孔，

所述的第一限位螺栓包括第一外螺纹部、位于第一外螺纹部下的第一圆柱段，所述的第一圆柱段的直径小于所述的第一外螺纹部的直径，

所述的第一外螺纹部与第二安装孔螺纹连接，所述的第一圆柱段插入所述的第一安装孔内，所述的第一紧固螺栓插入所述的第一限位螺栓的螺孔内与所述的第一限位螺栓呈螺栓连接。

2.如权利要求1所述的连接结构，其特征在于，所述的第二安装面上设有第二凹槽，所述的第二凹槽内设有第二连接滑块，所述的第二连接滑块可滑动的设置在所述的第二凹槽内，所述的连接结构还包括第二限位螺栓、第二紧固螺栓、第二连接滑块，所述的第二连接滑块可滑动的设于所述的第二凹槽内，所述的第二限位螺栓穿过所述的第二连接滑块与所述的第二安装面，将所述的第二连接滑块固定在所述的第二凹槽内，所述的连接角块的第二连接平面位于所述的第二凹槽的开口处，所述的第二紧固螺栓穿过所述的第二连接平面和第二限位螺栓，并与所述的第二限位螺栓螺纹连接。

3.如权利要求2所述的连接结构，其特征在于，所述的第二安装面上设有垂直于第二安装面延伸的两第二侧壁，两第二侧壁的上端部相对延伸形成第二限位边，所述的第二安装面、第二侧壁及第二限位边之间形成所述的第二凹槽，所述的第二连接平面的下表面凸出形成第二外凸台，所述的第二外凸台嵌入所述的第二凹槽的开口处；所述的第二安装面上设有第三安装孔，所述的第二连接滑块上设有第四安装孔，所述的第二限位螺栓包括第二外螺纹部、位于第二外螺纹部下的第二圆柱段，所述的第二圆柱段的直径小于所述的第二外螺纹部的直径，所述的第二外螺纹部与第四安装孔螺纹连接，所述的第二圆柱段插入所述的第三安装孔内，所述的第二紧固螺栓插入所述的第二限位螺栓的螺孔内与所述的第二限位螺栓呈螺栓连接。

4.如权利要求1所述的连接结构，其特征在于，所述的第二型材为矩形管，所述的第二型材的第二安装面上开设有一第三安装孔，所述的第三安装孔中安装有一拉铆螺母，所述的连接结构还包括第二紧固螺栓，所述的第二紧固螺栓穿过所述的连接角块的第二连接平面与所述的拉铆螺母螺纹连接。

5.如权利要求4所述的连接结构，其特征在于，所述的连接角块的第二连接平面上设有用于容纳所述的拉铆螺母的凹孔，所述的凹孔内设有配合所述的拉铆螺母的台阶。

6.如权利要求1任意一项所述的连接结构，其特征在于，所述的第二型材的端部连接于所述的第一型材的第一连接平面，或第一型材的端部连接至所述的第二型材的第二连接平面，所述的第一型材与所述的第二型材相互平行设置。

7.一种客车铝合金骨架，其特征在于：所述的铝合金骨架包括权利要求1~6任意一项所述的连接结构。

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