CN113547999A - 用于能量源框架的安装系统 - Google Patents
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Abstract
一种包括能量源框架的车体，该能量源框架具有安装系统。安装系统包括沿着能量源框架的至少一侧延伸的能量源框架的安装部以及具有第一端和第二端的套筒。安装部包括竖直地延伸穿过安装部的开口，并且该开口包括具有第一尺寸的入口以及具有边沿和第二尺寸的基部。第二尺寸小于第一尺寸。套筒穿过开口定位，使第一端位于基部的边沿上，并且第二端在入口上方竖直地延伸。
Description
技术领域
本发明涉及将零件固定到框架，特别是将套筒固定到框架。
背景技术
用于轿车的电池可以被固定在带有能量源或电池框架的轿车框架下，该能量源或电池框架将车体固定到电池框架。车体与框架之间的连接典型地涉及紧固件，例如，穿过电池框架中的套筒并进入车体中的螺钉，在车体中螺母被螺纹连接到螺钉上以固定各部件。套筒总体上被焊接到电池框架。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种用于能量源框架的安装系统。能量源框架可以是用于保持电池、燃料电池或任何其它的电或其它类型的能量源或系统。在一些实施例中，该框架可以保持其它部件。安装系统包括沿着能量源框架的至少一侧延伸的能量源框架的安装部以及具有第一端和第二端的套筒。安装部包括竖直地延伸穿过安装部的开口，并且该开口包括具有第一尺寸(例如，直径)的入口以及具有边沿和小于第一尺寸(例如，直径)的第二尺寸(例如，直径)的基部。套筒穿过开口定位，使第一端位于基部的边沿上。
这样的安装系统可以是将能量源框架安装到车体的简单但牢固的方式，而不需要首先将套筒焊接到能量源框架。这可以通过消除焊接的需要来减少制造时间，并节省用于将能量源框架安装到车体的制造和材料的成本。
根据一个实施例，套筒的第二端在开口的入口上方竖直地延伸。这可以有益于在能量源框架与车体之间提供间距，例如，用于排水；和/或可以用于构造特定的几何形状以使不同的能量源框架与不同的车体贴合。例如，套筒可以被容易地机加工向下，例如1mm，以适应需要这种构造的框架和车体连接，而在过去的系统中，这种构造可能要求对框架、车体和/或连接的重新设计。
根据一个实施例，套筒是伸长的中空形状，例如，圆柱形或椭圆形，但是在其它实施例中甚至可以是其它形状(例如，正方形、长方形、三角形)。套筒可以具有小于第一尺寸但大于第二尺寸的外尺寸或直径。如果套筒为椭圆形，则开口也会被互补构造为接收套筒，并且对于较大和较小的椭圆形尺寸或直径，开口和套筒所参考的尺寸的相对大小都会是相似的。可选地，套筒的内尺寸可以与开口的第二尺寸大致上相等。所谓的大致上相等，其可以至多30％相差，但足够接近，以至于边沿仍然可以牢固地支撑套筒。可能的差异可能仅仅与制造公差有关，不过可能是1-2毫米、4-5毫米或不同的量。这样的构造确保边沿能够适当地支撑套筒而不需要焊接，并且套筒被适当地构造为贴合在开口入口内。在一些实施例中，贴合可以是与入口紧密贴合，确保套筒在与车体连接之前(例如，在运输和/或存储期间)保持到位。
根据一个实施例，安装部包括多个开口和多个套筒，每个套筒穿过开口定位，使套筒的第一端位于基部的边沿上。在一些实施例中，每个开口会具有一个套筒，不过在其它实施例中，一些开口会不具有套筒。使用多个开口与多个套筒可以确保牢固的连接。
根据一个实施例，安装部是挤压或滚压成形的金属。可选地，该挤压的金属可以是铝或钢(包括合金)。金属可以确保安装系统的足够强度和稳定性。
根据一个实施例，套筒是金属。可选地，其可以是具有针对安装系统的足够强度和稳定性的铝或其它金属。套筒可以可选地由挤压或其它方法形成。
根据一个实施例，安装系统进一步包括从开口的一侧安装并直接延伸穿过套筒并穿过开口的紧固件。这样的紧固件例如可以是带有螺母的螺栓；夹紧件、杆或其它类型的联接件，以将能量源框架固定或保持到车体。通过具有可以直接保持紧固件的套筒，该安装系统提供了一种简单但有效的连接能量源框架和车体的方法。
根据本发明的进一步的方面，能量源框架包括安装系统。可选地，安装系统包括两个安装部，每个安装部沿着能量源框架的相对侧延伸，并且每个安装部包括多个开口与多个套筒。这两个侧可以是前侧和后侧，或者是侧向侧。在其它实施例中，安装部可以沿着更多或更少侧延伸，这取决于将能量源框架固定到车体的系统要求(例如，重量和构造)。
根据本发明的进一步的方面，能量源框架被连接到车体。能量源框架被固定到车体的底侧，其中紧固件穿过开口和套筒将能量源框架固定到车体。该紧固件直接穿过套筒固定，而不需要额外的套筒或密封件，由此形成用于能量源框架和车体的简单但牢固的紧固系统。在一些实施例中，套筒在一端上在开口上方延伸，并且套筒的第二侧抵靠车体固定。在这样的实施例中，套筒在开口入口上方的延伸是确保能量源框架与车体之间的间隙以允许排水的简单且稳定的方式，由此减轻在框架和/或缝隙中流体积聚的任何损害(例如，腐蚀)。
根据本发明的进一步的方面，一种方法包括获得能量源框架，该能量源框架具有沿着能量源框架的一侧延伸的至少一个安装部，该安装部包括开口，该开口拥有具有第一尺寸的入口以及具有向内延伸的周向边沿和第二尺寸的基部，其中第二尺寸小于第一尺寸；以及将套筒穿过入口插入开口中，使得套筒的第一端被边沿支撑。
这样的方法形成简单但牢固的形成用于能量源框架的安装系统的方法，该方法可以通过减少或消除对焊接的需要而将套筒连接到能量源框架而简化制造。
根据一个实施例，该方法进一步包括通过以下方式将能量源框架连接到车体：将套筒的第二端抵靠车体固定并将紧固件穿过开口和套筒连接，使得紧固件的第一端抵靠基部的外侧定位。这样的方法以简单的安装系统在能量源框架与车体之间形成牢固的安装。在一些实施例中，紧固件的上部延伸穿过套筒并抵靠车体固定，维持用于两者之间的排水的间距。可选地，该方法可以进一步包括一种运输安全的形式，例如，在连接到框架之前保持套筒就位的小的焊缝、夹紧件、紧密贴合和/或其它方式。
根据一个实施例，该方法包括例如通过挤压和/或机加工形成套筒。
根据一个实施例，获得能量源框架的步骤包括通过挤压或滚压形成具有至少一个安装部的能量源框架而形成能量源框架。可选地，该步骤进一步包括将一个或更多开口冲孔和/或机加工到安装部中。
一个或更多示例的细节在附图和下面的描述中阐述。从该描述和附图以及从权利要求，本公开的其它特征、目的和优点将是显而易见的。
附图说明
图1A是车体和能量源框架的示意图，其中能量源框架未被连接；
图1B是图1A沿着B-B线的剖视示意图；
图2A是能量源框架和安装系统的一侧的透视图；
图2B是套筒在能量源框架安装部的开口中的剖视图；
图2C是套筒和能量源框架安装部的分解剖视图；以及
图3是能量源框架与车体之间的连接的特写剖视图。
具体实施方式
图1是未连接的能量源框架10和车体12的示意图，并且图1B是沿着线B-B的剖视示意图。能量源框架10典型地保持一个或更多电池(或其它能量源)，并连接到车体12的底侧。
能量源框架10包括沿着两个相对侧延伸的用于将能量源框架10连接到车体的安装部14，尽管一些实施例可以包括在能量源框架10的不同数量的侧面上的安装部14。能量源框架10典型地由例如铝(包括合金)的金属形成，并通过挤压或滚压成形工艺形成，尽管可以以另一种方式形成。安装部14可以与能量源框架10一起形成，或者可以单独形成，例如，通过单独的挤压或滚压成形工艺并被连接到框架10。开口可以通过冲孔、冲压、机加工和/或其它手段形成。
为了将能量源框架10连接到车体12，能量源框架10向上移动以得到带有用于安装车体12的侧面的安装部14的正确定位。然后，安装部14被固定到车体12的侧部，如在图3的特写剖视图中更清楚地看到的。
图2A是能量源框架10和安装系统的一侧的透视图，该安装系统包括具有开口16、套筒18和紧固件20的安装部14。图2B是套筒18在能量源框架10的安装部14的开口16中的剖视图；以及图2C是套筒18和能量源框架10的安装部14的分解剖视图。在所示的实施例中，安装部14包括四个开口16，每个开口带有套筒18和紧固件20，尽管其它实施例可以包括更多或更少的开口与更多或更少的套筒和紧固件。
在所示的实施例中，安装部14大致上沿着能量源框架10的整个侧面延伸，尽管这在其它实施例中可以是不同的。如在图2B-2C中可以最好地看到，每个开口16具有：具有第一直径D1的入口22、具有第二直径D2的基部24以及边沿26。第一直径D1大于第二直径D2。入口22和基部24绕穿过开口16延伸的竖直轴线居中，并且边沿26在基部24处从入口22的竖直突起周向内延伸到基部24上。边沿26充当套筒18的止动和支撑件(尽管在尺寸上可以与套筒18的壁的厚度略有不同)。
套筒18在形状上是圆柱形的，具有第一端28、第二端30、内径SID以及外径SOD。套筒外径SOD略小于开口16的入口22处的第一直径D1，使得套筒贴合在开口16内侧(尽管在一些实施例中其可以是紧密贴合)。套筒18穿过入口22被插入开口16中并且套筒的第一端28定位在基部24的边沿26上以被边沿26支撑。套筒18的内径SID可以如图中(例如，参见图2B)所示类似于开口16的第二直径，或者可以在其它实施例中变化，只要尺寸为使得底部24的边沿26将套筒18牢固地支撑在开口16中。
在所示的实施例中，套筒18竖直地延伸出开口16，使得第二端30竖直地高于开口16的入口22，以在被连接时在电能框架10与车体12之间设置间隙。在其它实施例中，套筒会不延伸出开口16。套筒18可以由挤压或滚压成形的例如铝(包括合金)的金属或具有用于连接的足够强度和耐久性的其它材料形成。
图3是能量源框架10与车体12之间的连接的特写剖视图。一旦套筒18已被定位在开口16中(这可以在车辆和能量源框架连接的另一个位置和在其之前进行)，能量源框架10就被移动就位以被连接到车体12(如图1A-1B所示)。与车体12的连接点在套筒18的第二端30处，该套筒18连接到车体12，尽管该构造可以包括一个或更多密封件34。然后，框架10和车体12通过紧固件20被固定在一起。
紧固件20，在这种情况下是带有螺母38(其可以包括一个或更多垫圈或其它紧固件零件)的螺栓36，从基部24的外侧或下侧延伸，直接穿过套筒18、开口16并进入车体12中的开口40中。紧固件20的一侧抵靠基部24的外侧定位并且紧固件20的另一侧抵靠车体12定位，由此将能量源框架10固定到车体12。在所示的实施例中，螺栓36的头部抵靠基部24的底侧搁置，并且螺母38在车体12内侧拧到的螺栓36的另一端上的螺纹上。其它实施例对于紧固件20可以有不同的构造。
套筒18的第二端30在开口上方竖直地延伸(由于套筒的高度大于开口16的基部24与入口22之间的高度)，使得在所示实施例中，套筒18的第二端30在能量源框架10的安装部14上方一定距离处接触车体12。这允许在两个框架10、12之间的用于排水目的的间距。通过构造用于适当排水的连接，流体不会变得被困在能量源框架10与车体12之间，由此减少或消除由流体导致的任何缝隙腐蚀和整体劣化。
如在背景技术部分中所讨论的，在过去用于将能量源框架安装到车体的构造中，总体上将刚性套筒插入开口中并焊接到开口。图1A-3中所示的安装系统允许将能量源框架10安装到车体12，而不需要将套筒焊接到能量源框架，由此减少连接中的脆弱点。通过将开口16构造成拥有具有较小直径D2的基部24，边沿26可以支持适当的套筒18定位，消除了将套筒18连接到能量源框架10的焊接需求，并确保套筒18通过能量源框架10的牢固支撑。然后，紧固件20直接延伸穿过套筒18和开口16的基部24以及入口22，完成用于能量源框架10的简单但耐用并且牢固的安装系统。在一些实施例中，套筒18可以被用作以不同几何构造来构造能量源框架和车体连接的简单手段。例如，套筒18可以被制得长一点或被机加工向下一点，以使要求多一点或较少的竖直空间的连接牢固，而不需要能量源框架和/或车体的重新设计、重新构造和/或机加工。
虽然示出了具有圆柱形开口的圆柱形套筒，但是套筒和开口可以具有许多其它互补的构造，包括但不限于椭圆形、正方形、长方形和三角形。相对直径及其定大小将与所使用的特定几何形状(多个几何形状)的相对内、外尺寸有关。
虽然已经参照示例性实施例对本发明进行了描述，但将由本领域技术人员理解的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可以做出各种改变，并且可以用等价物代替其各元件。另外，在不脱离其基本范围的情况下，可以做出许多修改以使特定情况或材料适应于本发明的教导。因此，本发明旨在不限于所公开的特定或优选实施例，而是本发明将包括落入所附权利要求的范围内的所有实施例。
Claims (14)
1.带有能量源框架(10)的车体(12)，所述能量源框架(10)包括安装系统，所述安装系统包括：
能量源框架(10)的安装部(14)，所述安装部(14)沿着所述能量源框架(10)的至少一侧延伸，所述安装部(14)包括竖直地延伸穿过所述安装部(14)的开口(16)，所述开口包括具有第一尺寸的入口(22)以及具有边沿(26)和第二尺寸的基部(24)，所述第二尺寸小于所述第一尺寸；
具有第一端(28)和第二端(30)的套筒(18)，所述套筒(18)穿过所述开口(16)定位使所述第一端(28)定位在所述基部(24)的边沿(26)上，并且被定位为直接包围紧固件；
其中所述能量源框架(10)通过紧固件(20)被固定到所述车体(12)的底侧，所述紧固件(20)穿过所述套筒(18)和开口(16)将所述能量源框架(10)固定到所述车体(12)；
其中所述套筒(18)的第二端(30)接触所述车体(12)的底侧。
2.根据权利要求1所述的带有能量源框架(10)的车体(12)，其中所述套筒(18)是圆柱形或椭圆形的，并且具有小于所述第一尺寸但大于所述第二尺寸的外尺寸。
3.根据权利要求2所述的带有能量源框架(10)的车体(12)，其中所述第二尺寸大致上等于所述套筒的内尺寸。
4.根据前述权利要求中任一项所述的带有能量源框架(10)的车体(12)，其中所述安装部(14)包括多个开口(16)和多个套筒(18)，每个套筒穿过所述开口(16)定位使所述套筒的第一端(28)定位在所述基部(24)的边沿(26)上。
5.根据前述权利要求中任一项所述的带有能量源框架(10)的车体(12)，其中所述安装部(14)是挤压或滚压成形的金属，优选为挤压的铝。
6.根据前述权利要求中任一项所述的带有能量源框架(10)的车体(12)，其中所述套筒(18)是金属。
7.根据前述权利要求中任一项所述的带有能量源框架(10)的车体(12)，其中所述紧固件(20)从所述开口(16)的一侧安装，并穿过所述开口(16)和所述套筒(18)延伸到所述车体(12)中。
8.根据前述权利要求中任一项所述的带有能量源框架(10)的车体(12)，其中所述安装系统包括沿着所述能量源框架(10)的两个相对侧延伸的两个安装部(14)，并且每个安装部包括多个开口(16)和多个套筒(18)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的带有能量源框架(10)的车体(12)，其中所述套筒(18)在所述能量源框架的入口(22)上方竖直地延伸，以在所述能量源框架(10)上方一定距离处支撑所述车体(12)。
10.一种方法，包括：
获得能量源框架(10)，所述能量源框架(10)具有沿着所述能量源框架(10)的一侧延伸的至少一个安装部(14)，所述安装部(14)包括开口(16)，所述开口(16)拥有具有第一尺寸的入口(22)以及具有向内延伸的边沿(26)和第二尺寸的基部(24)，所述第二尺寸小于所述第一尺寸；
将套筒(18)穿过所述入口(22)插入所述开口中，使得所述套筒(18)的第一端被所述边沿(26)支撑；
通过以下方式将所述能量源框架(10)连接到车体(12)：将所述套筒(18)的第二端(30)抵靠所述车体(12)的底侧固定，并穿过所述开口(16)和套筒(18)连接紧固件(20)，使得所述紧固件(20)的第一端(28)抵靠所述基部(24)的外侧定位，并且所述紧固件(20)的上部延伸穿过所述套筒(18)并抵靠所述车体(12)固定。
11.根据权利要求10所述的方法，并且进一步包括形成用于插入的套筒(18)。
12.根据权利要求10-11中任一项所述的方法，其中获得所述能量源框架(10)包括通过挤压或滚压成形具有至少一个安装部(14)的能量源框架(10)而形成所述能量源框架(10)。
13.根据权利要求12所述的方法，其中形成所述能量源框架(10)的步骤进一步包括将所述开口冲孔或机加工到所述安装部(14)中。
14.根据权利要求10-13中任一项所述的方法，其中将套筒(18)穿过所述入口(22)插入所述开口中使得所述套筒(18)的第一端被所述边沿(26)支撑以及通过将所述套筒(18)的第二端(30)抵靠所述车体(12)的底侧固定而将所述能量源框架(10)连接到所述车体(12)的步骤包括：
将套筒(18)穿过所述入口(22)插入所述开口中，使得所述套筒(18)的第一端被所述边沿(26)支撑，并且所述套筒(18)的第二端(30)在所述入口(22)上方竖直地延伸；以及
通过将所述套筒(18)的第二端(30)抵靠所述车体(12)的底侧固定而将所述能量源框架(10)连接到所述车体(12)，使得所述能量源框架(10)与所述车体(12)之间存在间距。
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