CN111692172A - 连接件、端墙和车厢 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种连接件、端墙和车厢，用于安装在端墙的型腔内，以连接端墙的上墙板和侧墙板，所述连接件为由一体成型工艺制成的一体件；所述连接件包括相对设置的第一垫板部和第二垫板部，以及位于所述第一垫板部和第二垫板部之间、并连接所述第一垫板部和第二垫板部的连接部，所述第一垫板部和第二垫板部用于与所述端墙型腔内彼此相对的两个内壁焊接。本发明的连接件能解决端墙焊接时，端墙型腔内垫设在焊缝背面的前后垫板因焊接而产生变形的问题。

Description

连接件、端墙和车厢

技术领域

本发明涉及轨道车辆技术领域，尤其涉及一种连接件、端墙和车厢。

背景技术

动车组(Powered car train-set)，又称“动车组列车”，为现代火车的一种类型，由若干带动力的车辆(动车)和不带动力的车辆(拖车)组成，列车在正常使用期限内以编组模式运行。动车组列车已经发展成为我国旅客运输的主要交通工具之一。

动车组列车的每节车厢主要由左右侧墙、前后端墙、车顶和地板组成。端墙的左右两侧分别与左侧墙、右侧墙固定，端墙的顶端与车顶固定，其底端与底板固定。具体而言，端墙包括上墙板以及左右侧墙板。在装配时，将一个垫板插入上墙板左侧的型腔内并与型腔的后侧面焊接，将另一个垫板插入上墙板左侧的型腔内并与型腔的前侧面焊接；同理，在上墙板右侧的型腔内焊接与左侧型腔相同的两个垫板；然后，将焊接有垫板的上墙板与左右侧墙板组装在一起，上墙板左侧型腔内的两个垫板插入左侧墙板位于右侧的型腔内，上墙板右侧型腔的两个垫板插入右侧墙板位于左侧的型腔内；接着，将左右侧墙板与上墙板及前后两个垫板焊接在一起；最后，再对焊缝进行打磨。

然而，端墙的前后垫板在焊接时容易发生变形。

发明内容

本发明提供一种连接件、端墙和车厢，实现了端墙焊接时，端墙型腔内垫设在焊缝背面的前后垫板不会因焊接而产生变形的目的。

本发明提供一种连接件，用于安装在端墙的型腔内，以连接端墙的上墙板和侧墙板，所述连接件为由一体成型工艺制成的一体件；

所述连接件包括相对设置的第一垫板部和第二垫板部，以及位于所述第一垫板部和第二垫板部之间、并连接所述第一垫板部和第二垫板部的连接部，所述第一垫板部和第二垫板部用于与所述端墙型腔内彼此相对的两个内壁焊接。

如上所述的连接件，所述连接件的横截面中所述连接部的宽度小于所述第一垫板部和/或第二垫板部的宽度。

优选地，所述连接部位于所述第一垫板部和第二垫板部的中心。

优选地，所述连接部为多个，所述第一垫板部、所述第二垫板部以及多个所述连接部构成框架型结构。

优选地，所述连接部为两个，并且两个所述连接部关于所述第一垫板部和第二垫板部的横截面的纵向中心线对称设置。

如上所述的连接件，所述第一垫板部和所述第二垫板部朝向所述端墙型腔内壁面中部形成容纳焊缝背面熔池的凹槽。

如上所述的连接件，所述第一垫板部和所述第二垫板部朝向所述端墙的侧墙板的端部形成有用于插入所述侧墙板型腔内的倒角。

如上所述的连接件，所述连接件通过冲压成型的方式形成为一体件。

本发明另一方面提供一种端墙，包括上墙板、侧墙板以及上述的连接件，所述上墙板与所述侧墙板对接在一起，并且所述上墙板和侧墙板的型腔共同限定出用于容纳所述连接件的容纳腔，所述连接件与所述上墙板及侧墙板焊接在一起。

本发明还提供了一种车厢，包括侧墙、车顶、地板以及上述的端墙。

本发明提供一种连接件，通过在连接件的第一垫板部和第二垫板部之间增加连接部，且第一垫板部、第二垫板部与连接部一体成型，连接件的整体结构得到加强，平直度和抗变形能力都有所提高，第一垫板部和第二垫板部在与上墙板和侧墙板焊接的时候不易变形，从而可以提高端墙型材焊接焊缝的一次合格率。

本发明提供一种端墙，通过采用一体成型工艺制成的连接件与上墙板和侧墙板焊接，不易产生变形，能够提高端墙的上墙板与侧墙板的焊接质量，减少或者避免焊后的调修或返修。

本发明提供一种车厢，通过采用一体成型工艺制成的连接件与上墙板和侧墙板焊接来制造端墙，在焊接过程中不易产生变形，能够提高端墙的上墙板与侧墙板的焊接质量，减少或者避免焊后的调修或返修，使得车厢整体的装配精度提高和装配时间缩短，从而使生产效率提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的连接件的正视图；

图2为本发明一实施例提供的端墙的结构示意图；

图3为图2中A部的放大图；

图4为图2中端墙的局部结构示意图；

图5为本发明另一实施例提供的连接件的正视图；

图6为本发明一实施例提供的车厢结构示意图。

附图标记说明：

上墙板-1；

侧墙板-2；

左侧墙板-21；

右侧墙板-22；

端墙板-3；

左端墙板-31；

第一槽板-311；

右端墙板-32；

第二槽板-321；

连接件-4；

第一垫板部-41；

第二垫板部-42；

连接部-43；

凹槽-44；

倒角-45；

第一倒角-451；

第二倒角-452；

端墙-10；

加强件-101；

侧墙-20；

车顶-30；

地板-40。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，本文中使用的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

除非另有明确的规定和限定，本文中使用的术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明的技术特征的数量。

动车组列车包括多节车厢，其每节车厢主要由左右侧墙、前后端墙、车顶和地板组成。端墙的左右两侧分别与左侧墙、右侧墙固定，端墙的顶端与车顶固定，其底端与底板固定。其中，端墙主要由铝合金型材构成，如型号为6005A-T6的铝合金型材，该铝合金型材设置为空心薄壁结构，在该型材两薄壁之间的空心区域内设置多个支撑筋部，用于支撑铝合金型材的两薄壁，保证型材的结构强度；具体而言，端墙由上墙板，位于上墙板两侧的侧墙板以及位于侧墙板外侧的端墙板构成；上墙板两侧端部分别连接一个侧墙板以构成门框型结构，两侧墙板的外侧再分别装配一端墙板构成完整的端墙。

在上墙板与侧墙板进行焊接前需要先在它们连接的焊缝背部点固一垫板。具体而言，在焊接时，上墙板一侧的两薄壁的端面与侧墙板一侧两薄壁的端面进行对接，并在对接的接缝靠型腔内侧的前后面上分别插入一个垫板进行点固，通过垫板托住焊缝背面的熔池，对背面焊缝进行保护，防止焊穿。但是，发明人发现，由于在侧墙板和端墙板焊接时采用的垫板较薄，垫板容易出现翘曲；此外，在焊接过程中，因为焊接过程产生的热量也会导致垫板的再次变形，需要经过多次调修、返修才能达到设计要求。

本发明基于上述问题，提出一种连接件、端墙和车厢，通过采用一体成型工艺制成的连接件与端墙的上墙板和侧墙板焊接，该连接件在焊接过程中不易产生变形，从而提高焊缝的质量。

下面结合具体实施例对本发明提供的一种连接件、端墙和车厢进行详细描述。

实施例一：

图1为本实施例中连接件的正视图；图2为本实施例中端墙的结构示意图；图3为图2中A部的放大图。参考图1、图2和图3，本实施例提供一种连接件，用于端墙的制造，尤其适宜于端墙的自动装配。连接件包括相对设置的第一垫板部41和第二垫板部42，以及位于第一垫板部41和第二垫板部42之间、并连接第一垫板部41和第二垫板部42的连接部43。第一垫板部41和第二垫板部42用于与端墙型腔内彼此相对的两个内壁进行焊接。在制作时，通过一体成型工艺将第一垫板部41和第二垫板部42以及连接部43制成连接件4。

在端墙的型腔内侧焊缝处相对的两个内壁之间焊接连接件4，通过连接件4实现侧墙板2的稳固连接，连接件4的结构强度高，不易变形，使得第一垫板部41和第二垫板部42无论在焊接前还是焊接后都能保证较高的平直度，避免型腔的薄壁塌陷。此外，连接件4还能托住焊缝背部的熔池，防止焊缝焊穿，从而提高焊缝质量。而且，由于连接件4通过一体成型工艺加工而成，从而无需通过其他诸如焊接的工艺进行组装，从而可以避免连接件4在装配过程中发生变形，继而也就能省掉组装导致的一系列后续工艺步骤。

在本实施例中，连接件4为由一体成型工艺制成的一体件，具体的成型工艺可以为冲压成型，也可为铸造等其他一体成型工艺方式，本实施例不做特别限制。

需要指出的是，连接件4的材料可选用铝合金材质，该铝合金材质与构成端墙的铝合金材质大体上相同，以提高焊接质量。

如图1所示，其示出了连接件4的一个横截面。在此，定义第一垫板部41左端到右端的距离为第一垫板部41的宽度，第二垫板部42左端到右端的距离为第二垫板部42的宽度，连接部43左侧到右侧的直线距离为连接部43的宽度。在一些可选的实现方式中，连接件4的连接部43的宽度小于第一垫板部41和第二垫板部42的宽度，以降低连接件的整体重量，以及减少材料成本。需要说明的是，连接件4的各个横截面的形状通常设置成相同，以避免焊接过程中因为连接件4的形状不均匀导致结构再次变形。

继续参考图1，在一些可选实现方式中，连接部43位于第一垫板部41和第二垫板部42的中心，形成横截面为工字型的结构，第一垫板部41和第二垫板部42与焊接接触面的中部因托住焊缝熔池，受热较大因而产生变形也较大，将连接部43设置在第一垫板部41和第二垫板部42的中心位置，可提高焊接熔池处垫板薄弱处的强度，从而提高整体结构的强度。

请参考图5，在另一些可选实现方式中，连接部43可设置成多个，通过第一垫板部41、第二垫板部42以及多个连接部43以构成框架型结构，也就是说，第一垫板部41和第二垫板部42设置在第一垫板部41和第二垫板部42的两侧形成框架型结构，防止第一垫板部41和第二垫板部42中间焊缝位置因受热冷缩后两侧边缘处向外翘，从而提高焊缝的质量。例如图5示出了在第一垫板部41和第二垫板部42之间设置两个连接部4，这两个连接部4可以关于第一垫板部41和第二垫板部42的横截面的纵向中心线a对称设置，使两侧受力均匀。

如图1和图5所示，在第一垫板部41和第二垫板部42朝向端墙型腔内壁面均设置有容纳焊缝背面熔池的凹槽44。凹槽44沿第一垫板部41和第二垫板部42的长度方向延伸，其可以基本覆盖第一垫板部41和第二垫板部42的整个长度。通过设置凹槽44，可以托住焊缝背部熔池，使得焊缝在背面强制成型，防止焊缝焊穿。此外，凹槽44还能够防止因焊接热量、焊接应力及重力等影响使待焊接的熔敷金属上塌落过量的焊缝金属，导致焊缝质量降低问题的产生。

继续参考图1和图5，在某些示例中，第一垫板部41和第二垫板部42朝向端墙的侧墙板2的端部形成有用于插入侧墙板2型腔内的倒角45。以图1和图5为例，在第一垫板部41和第二垫板部42的左端形成斜向右上方的第一倒角451，第二垫板部42的左端形成斜向右下方的第二倒角452。

在装配端墙时，可以先手动将连接件4插入至上墙板1的型腔内并与上墙板点焊在一起，然后再将连接件4设有倒角的一端通过机械手插入到侧墙板2的型腔内并与侧墙板2焊接在一起。通过在第一垫板部41和第二垫板部42设置倒角45，可以方便机械手插入到侧墙板2型材的型腔内，提高装配的效率。

实施例二：

参考图2、图3和图4，本实施例提供一种端墙，端墙包括上墙板1、侧墙板2和端墙板3以及实施例一中的连接件4，其中，上墙板1与侧墙板2通过连接件4焊接在一起，端墙板3焊接在侧墙板2的一侧。

通过采用一体成型工艺制成的连接件4与上墙板1和侧墙板2焊接，使焊接位置不易产生变形，能够提高端墙的上墙板1与侧墙板2的焊接质量，减少或者避免焊后的调修或返修，提高端墙制造的一次合格率。

参考图2，侧墙板2包括左侧墙板21和右侧墙板22，左侧墙板21与右侧墙板22与上墙板1相互焊接共同围成门框状结构，该部分设置在车厢的前后端，形成供乘客出入的门口。端墙板3包括左端墙板31和右端墙板32，左端墙板31和右端墙板32分别设置在门框状结构的两侧与左侧墙板21和右侧墙板22的朝外侧边进行焊接。在本实施例中，上墙板1、侧墙板2以及端墙板3相互焊接形成一体式板体结构，一体式结构的外框轮廓面上连接有拱形外框(图中未画出)，通过该拱形外框与车体端部的拱形孔轮廓和形状一致，在一体式结构的门框两侧的底部连接有加强底板(图中未画出)，通过该加强底板与车体的地板连接。

在本实施例中，形成门框结构的左侧墙板21、右侧墙板22与上墙板1相互之间焊接时，采用连接件4进行连接；由于连接件4采用一体冲压成型，结构平直且与侧墙板2的型腔配合度高，机械手容易插入到型腔内，尤其是当连接件4设置有倒角时，更利于机械手的操作。此外，由于连接件4的表面平整，其与焊缝背部接触面大，可以提高焊接过程中连接件4与焊接母材的融合度，即使上墙板1与侧墙板2在对接的过程中精度不高，也不会影响焊接的质量，使得端墙的装配时间变短，装配效率提高，还可以提高端墙制造的一次合格率。

在本实施例中，上墙板1、侧墙板2和端墙板3在焊接后需要再进行加工，例如通过铣刀对结构的外轮廓进行加工，以便在其外轮廓上安装拱形外框，铣刀与结构接触的过程中会产生较大的冲击力，连接件4本身具有较强的结构强度可抵抗变形，因此可避免连接件4在较大冲击力作用下产生的变形，从而提高端墙制造的一次合格率，提高了端墙板制造的生产效率，缩短了生产周期。

继续参考图2，左端墙板31不与左侧墙板21焊接的侧边上焊接有第一槽板311，第一槽板311延伸到左端墙板31的底部，第一槽板311上设置有开口朝外侧的凹槽，凹槽覆盖第一槽板311长度方向，在右端墙板32同一位置与设置有与左端墙板31结构相同的第二槽板321，拱形外框两侧拱形边分别安装在第一槽板311和第二槽板321的凹槽内，且拱形外框的的顶部内弧形轮廓与一体式结构顶部形成的弧形轮廓相连接。

继续参考图2，在一些可选的实现方式中，上墙板1与左侧墙板21以及右侧墙板22共同形成供乘客出入的门口，为了保证上墙板1与左侧墙板21、右侧墙板22焊接强度，还可以在上墙板1与侧墙板2的连接的内角处设置加强件101。

参考图2和图3，本实施例中的各墙板例如可以都采用铝合金型材。铝合金型材板为空心薄壁结构。其中，由上墙板1和侧墙板2的型腔共同限定出用于容纳连接件4的容纳腔，容纳腔具体由上墙板1的铝合金型材一侧两薄壁的端面与侧墙板2铝合金型材一侧的两薄壁的端面相对接形成，容纳腔由上墙板1和侧墙板2的各一部分型腔组合而成。

本实施例中的连接件与实施例一提供的一种连接件的结构和功能相同，并能达到相同的技术效果，在此不在一一赘述。

示意性的，在装配端墙时可以按照如下操作进行：

1)将连接件4插入上墙板1的两侧型腔内并点焊。具体过程为，将经过冲压一体成型的连接件4的表面经过打磨去除氧化膜后，先将连接件4未设置倒角45的一侧插入到上墙板1一侧的型腔内，调整连接件4插入的深度及垂直度，使上墙板1型材一侧正反面上设置的焊接剖口分别设置在第一垫板部41和第二垫板部42的凹槽44中部，然后对连接件4进行位置限定，限定后对连接件4进行点焊。由于第一垫板部41和第二垫板部42的厚度较薄，焊接受热会产生变形，为了减少变形的产生，只需点焊第一垫板部41和第二垫板部42的两端部即可，焊接点的减少避免了焊接变形的产生，连接件点焊后的一致性高，能够实现机械手自动装配、焊接。

2)将上述步骤1)形成的整体与其他墙板进行组装。具体过程为，连接件4与上墙板1经过点焊后作为一个焊接整体，连同端墙的其他铝合金型材的墙板，如左侧墙板21、右侧墙板22和左端墙板31和右端墙板32等，一起运输到装配台上，在左侧墙板21和右侧墙板22上分别对接左端墙板31和右端墙板33，左端墙板31和右端墙板33与左侧墙板21和右侧墙板22焊接的垫板是型材自带的，不需要增加垫板；然后将连接件4设置倒角45的一侧插入左侧墙板21或右侧墙板22的型腔内与上墙板1一侧完成对接，调整各部分位置并通过外部工装进行压卡和顶紧。上墙板1与侧墙板2连接位置通过设置连接件4，使上墙板1与侧墙板2连接后变形很小，保证后续通过机械手进行自动装配和焊接的可行性，避免通过工装压卡和顶紧后焊接坡口出现变形、焊缝间隙过大等不利于机械手焊接的情况出现。

3)对步骤2)组装的结构通过机械手焊接为一个整体。所有部件装配完成后再通过机械手进行焊接以构成端墙总成。焊接时，连接件4能够起到托住焊缝背部熔池，防止焊穿的作用，保证了焊缝的一次合格率。

当然，上述装配过程仅是示意，在端墙的制造中，也可以采用其他合适的装配方式。

实施例三：

如图6为本实施例提供的车厢结构示意图。如图6所示，本实施例提供一种车厢，包括侧墙20、车顶30、地板40以及实施例二中的端墙10，端墙10包括前端墙和后端墙，侧墙20包括左侧墙和右侧墙，前端墙和后端墙之间连接有左侧墙和右侧墙，左侧墙和右侧墙的两端分别与前端墙和后端墙的两侧连接，端墙10顶部与车顶30连接，端墙10底部与地板40连接，共同构成厢式结构。车厢的结构中采用了一体成型工艺制成的连接件与上墙板和侧墙板焊接来制造端墙，可使得车厢整体的装配精度提高和装配时间缩短。

本实施例中的车厢的端墙与实施例二提供的一种端墙的结构和功能相同，并能达到相同的效果，在此不再一一赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种连接件，用于安装在端墙的型腔内，以连接端墙的上墙板和侧墙板，其特征在于，所述连接件为由一体成型工艺制成的一体件；

所述连接件包括相对设置的第一垫板部和第二垫板部，以及位于所述第一垫板部和第二垫板部之间、并连接所述第一垫板部和第二垫板部的连接部，所述第一垫板部和第二垫板部用于与所述端墙型腔内彼此相对的两个内壁焊接。

2.根据权利要求1所述的连接件，其特征在于，所述连接件的横截面中所述连接部的宽度小于所述第一垫板部和/或第二垫板部的宽度。

3.根据权利要求2所述的连接件，其特征在于，所述连接部位于所述第一垫板部和第二垫板部的中心。

4.根据权利要求1所述的连接件，其特征在于，所述连接部为多个，所述第一垫板部、所述第二垫板部以及多个所述连接部构成框架型结构。

5.根据权利要求4所述的连接件，其特征在于，所述连接部为两个，并且两个所述连接部关于所述第一垫板部和第二垫板部的横截面的纵向中心线对称设置。

6.根据权利要求1所述的连接件，其特征在于，所述第一垫板部和所述第二垫板部朝向所述端墙型腔内壁面中部设置有容纳焊缝背面熔池的凹槽。

7.根据权利要求1所述的连接件，其特征在于，所述第一垫板部和所述第二垫板部朝向所述端墙的侧墙板的端部形成有用于插入所述侧墙板型腔内的倒角。

8.根据权利要求1-7任一项所述的连接件，其特征在于，所述连接件通过冲压成型的方式形成为一体件。

9.一种端墙，其特征在于，包括上墙板、侧墙板以及权利要求1-8任一项所述的连接件，所述上墙板与所述侧墙板对接在一起，并且所述上墙板和侧墙板的型腔共同限定出用于容纳所述连接件的容纳腔，所述连接件与所述上墙板及侧墙板焊接在一起。

10.一种车厢，其特征在于，包括侧墙、车顶、地板以及权利要求9所述的端墙。

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