CN1221376A - 用于车辆的车架 - Google Patents

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Abstract

用于车辆的车架,该车架包含有至少两个纵向部件(8)以及至少一个轮轴(5),该轮轴支承在轴承(6)上,所述轴承则固定于上述纵向部件(8),所述车架的特征在于,纵向部件(8)是由复合材料制成的。

Description

用于车辆的车架
本发明涉及到用于车辆的车架，该车架包含有至少两个纵向部件和至少一个轮轴，此轮轴支承在固定于上述纵向部件的轴承上。
车辆是指拖车及自动车辆，这两种车辆的两端都带有至少一个轴，并且，后端仅有至少一个轴。
具体地说，本发明以非排它的方式涉及到一种拖车，该拖车的后端带有一个或多个轴。
就上述车架而言，所述纵向部件由金属通常由钢制成。
钢制纵向部件较重，因此，所述车架也较重。
这就是为什么业已使用带有铝制纵向部件的车架的原因。这种车架虽然较轻但却较为昂贵。为了提供和钢一样的抗弯强度和抗扭强度，铝支架必须有较大的截面。
本发明的目的在于一种车架，这种车架没有上述和其它缺点，从而，这种车架具有较大的强度但却较轻并且廉价。
依照本发明，可以达到上述目的，因为，所述纵向部件是由复合材料制成的。
由复合材料即由纤维来增强的合成材料制成的部件是周知的，但这种部件尚未在车架中应用。
具体地说，所述纵向部件是拉伸(pultruded)部件。
依照本发明的一个具体实施例，在轮轴构成的部件以弹性方式具体说通过称为架柱的连接件与纵向部件相连接的情况下，所述架柱要粘合于该纵向部件。
实际上，所述纵向部件是组合部件，它包含两个具有U形截面的基架，其中心彼此相对向，所述基架通过至少两个较小的连接支架具体说是U形支架彼此相连。所说的U形支架的支臂粘合于上述基架的中心。
在所述基架之间一个或多个连接支架有间断的位置处，上述架柱的一部分可设置在两个基架之间，并且，所述架柱可粘合在前述支架上。
最佳的是，所述架柱也由复合材料制成。
所述车架还包含有一个或多个横梁，它们位于上述纵向部件之间，从而，这些横梁例如通过使用缠绕法也主要由复合材料制成。
为了更好地说明本发明的特征，参照附图仅以非限制性实例的方式说明本发明车架的下述最佳实施例，在附图中：
图1示出了带有本发明拖车的运输车；
图2以较大的比例示出了图1中F2所示的部分；
图3以透视图的方式示出了沿图2中Ⅲ-Ⅲ线的剖面；
图4示出了图3中F4的图；
图5示出了沿图3中Ⅴ-Ⅴ线的剖面；
图6示出了另一实施例的与图2中拖车相似的拖车的一部分的侧视图；
图7示出了沿图6中Ⅶ-Ⅶ线的剖面；
图8示出了沿图7中Ⅷ-Ⅷ线的剖面；
图9示出了再一实施例的与图8相类似的剖面；
图10以较大的比例示出了沿图1中Ⅹ-Ⅹ线的剖面。
图1示出了运输车1与拖车2的组合形式，拖车2通常包括一车架3，它位于后部的两个轮组上，上述车架上设置有底板4或上部结构。
如图2中详细说明的轮组主要由轮轴5和车轮7构成，轮轴5支承在以弹性方式与车架3相连的轴承6上，而车轮7则固定在轮轴5的端部。
车架3主要由两个组合纵向部件8以及安装在这两个纵向部件之间的横梁9构成。
纵向部件8包括两个具有U形截面的基架10以及两个较小的也具有U形截面的连接支架11，从而，基架10和连接支架11是拉伸支架或是通过拉伸法(pultrusion)用复合材料制成的支架。复合材料是诸如用玻璃纤维增强的聚酯之类的用纤维增强的合成材料。也可以使用其它的合成材料或聚合物。可以用诸如碳纤维、芳基酰胺纤维之类的其它增强纤维来代替玻璃纤维。
拉伸法是指一种周知的方法，利用这种方法，通过浸渍或喷淋用合成材料浸湿纤维或织物构成的增强体，然后，使浸湿后的纤维或浸湿后的织物经过一加热挤压装置，此后，使合成材料固化。
如图3和5所示，基架10的垂直中心按所述中心间有一定距离的方式彼此相对向。结果，所述支臂横向朝外。
连接支架11的芯部分别位于基架10的顶部和底部，因此，它们的支臂会彼此相对向。
连接支架11的支臂例如用诸如环氧树脂胶之类的二元粘合剂粘合于基架10的芯部的背侧。
如图2详细所示，用称之为架柱12的固定件将各个薄层6以弹性的方式安装于纵向部件8，所述架柱的顶部在连接支架11的间断13的高度处位于纵向部件8的两个基架10之间。
所述架柱12具有管状形状，它延伸至纵向部件8的顶部一侧，并且，该架柱的后侧在纵向部件8下方是倾斜的。
架柱12位于基架10之间的端部的两个扁平侧壁粘合于上述基架的芯部。
选定与用来构成纵向部件8的粘合剂相类似的粘合剂。
在纵向部件8的下方，架柱12可略微加宽，以阻止具有略微突出部分的基架10向下移动。
可使螺栓14垂直地穿过两个基架10和架柱12，螺母15拧在螺栓14上。螺栓14设置在中间位置处，在该位置处，不存在有彼此相对的基架10与架柱12的表面相对运动，并且，作用在基架10上的力最小。
螺栓14不用于吸收力，但却有助于阻止架柱12相对两个基架10侧移。而且，螺栓14会使架柱12与基架10保持在一起，因此，在粘合剂固化过程中它们不可能移动。
架柱12可用钢或铝制成，但架柱12还最好用所谓的压模或手工积层法例如通过在一定的压力和热量下进行模压而由复合材料构成。压模技术在于，在例如每平方米约100吨的大压力下通过顺序地将聚合物和增强物的混合物挤压成所需的形状而将聚合物和增强纤维或一层预浸透纤维放进一加热模。
可以用铰接件将一板簧16固定在架柱12的下端。在距架柱12的一定距离处，轴承6通过固定件17而固定在板簧16上。
一减震器18设置在轴承6与架柱12位于纵向部件8下方的那一部分之间，波纹管19位于板簧16的自由端与纵向部件8之间并按附图中未示出的方式与压缩空气源相连。
如果需要的话，可在靠近轮轴5的底部处用辅助纵向部件20来增强纵向部件8，如图6至8所示。
辅助纵向部件20具有相同的截面并且以与纵向部件8相同的方式制成。只是辅助纵向部件20的长度短了许多。
纵向部件8和20彼此叠置。固定于纵向部件8的架柱12在辅助纵向部件20的两个基架10之间延伸并且以与粘合于纵向部件8相同的方式粘合于这些基架10。波纹管19在板簧16与辅助纵向部件20之间是垂直的。
横梁9各包括一圆的管状主体21和位于两端的圆的凸缘22，如图5、7和8所示。主体21具体通过牵拉卷绕法(pulwinding)或缠绕法由复合材料构成。
牵拉卷绕法是拉伸法的一种变化形式，利用这种方法，可将一层或多层增强纤维卷绕到型芯上并可在应用之前和/或之后用聚合物加以浸泡，此后，使整体经过一挤压件，然后使聚合物固化。
缠绕法是一种这样的方法，利用该方法可将浸有聚合物的增强纤维或带状物缠绕在一旋转型芯或柱上，然后，使所述聚合物固化。
最好通过上述压模技术用复合材料将凸缘22制做成独立的形式，这些凸缘最好通过诸如环氧树脂之类的二元粘合剂粘合于主体21的端部。用诸如聚酯之类的合成材料使凸缘22与主体21的连接部分在离开上述端部的侧面处呈圆形。
横梁9的凸缘22通过挠性粘合剂例如二元粘合剂粘合于两个纵向部件8和/或两个辅助纵向部件20的基架10的芯部。
为了在粘合剂固化过程中吸收剪力并将凸缘22保持在适当位置，可通过四个螺栓23和螺母24进一步将各个凸缘22固定在基架的芯部上。
如果横梁9按两个架柱12的高度设置在纵向部件8之间，就可用螺栓23来代替上述螺栓14。
如图6和7所示，还可按上述方式将横梁9设置在两个架柱12定位成彼此相对向并在底部处突出的部分之间。
所获得的组合纵向部件8的管状结构可提供特别的抗扭强度。由于上述复合材料以及支架10和11的粘合，上述部件特别牢固并且是轻的。
横梁9不仅将两个纵向部件8保持在适当位置，而且能沿纵向方向吸收车架3的扭矩。上述横梁9特别胜任这一点。
架柱12位于纵向部件8的基架10之间的顶侧可使得该架柱12靠两个垂直侧壁并在两侧粘合于两个基架10，这就会导致有一个非常大的接触面并防止有负荷在一个特定点上作用于纵向部件8。
与固定在架柱12端部并通过粘合剂、螺栓或它们的组合与纵向部件8的底部侧面相连的平板相比，所有这些都会使架柱12相当好地连接于纵向部件8。试验表明，按前一种方式安装架柱12会使连接部分不久之后即遭磨损。
不仅纵向部件8非常坚固且轻，而且架柱12的弹性连接部分也特别坚固。部分地是由于这种坚固的连接，才可以将复合材料用于支架10和11。
上述横粱9的端部不一定要配备有凸缘22。
依照另一个实施例，可如图9所示那样制做上述横梁。从而，横梁的管状主体21的两端配备有加厚部分25。这种加厚的端部具有足够大的表面，从而能在有或者没有额外螺栓的情况下被紧密地粘合于纵向部件8。
依照上述实施例，可用牵拉卷绕法或缠绕法获得主体21。
如图10所示，上述拖车2的前部可包含有一平板26，它由复合材料制成并粘合于两个纵向部件8的底侧，并且，该平板的底部带有主销27，利用该主销，拖车2可连接于运输车1的可作枢轴运动的平台28上。
本发明并不局限于上述及附图中所示的实施例，相反，只要仍属于本发明的范围，就可按所有的变化形式来形成这种车架。

Claims (17)

1  用于车辆的车架，该车架包含有至少两个纵向部件(8)和至少一个轮轴(5)，此轮轴支承在固定于上述纵向部件(8)的轴承(6)上，上述车架的特征在于，纵向部件(8)是由复合材料制成的。
2  如权利要求1的车架，其特征在于，所述纵向部件(8)是拉伸部件。
3  如上述任一权利要求的车架，其特征在于，所述纵向部件(8)是组合部件，它包含两个具有U形截面的基架(10)，其中心彼此相对向，所述基架通过至少两个较小的连接支架(11)彼此相连，所说的连接支架粘合于上述基架(10)的芯部。
4  如权利要求3的车架，其特征在于，所述连接支架(11)具有U形截面，并且，这些连接支架的支臂粘合于上述基架(10)的芯部。
5  如上述任一权利要求的车架，其特征在于，所述轮轴(5)的轴承(6)具体通过称为架柱(12)的连接件以弹性的方式连接于纵向部件(8)，所述架柱则粘合于该纵向部件(8)。
6  如权利要求5的车架，其特征在于，一轴承(6)固定在板簧(16)上，所述板簧的一端与架柱(12)的下端相连，波纹管(19)设置在板簧16的自由端与纵向部件8之间，一减震器(18)设置在轴承(6)与架柱(12)之间。
7  如权利要求5和6中任何一个的车架，其特征在于，架柱(12)的一部分嵌在纵向部件(8)内，由此，这一部分的两个直立侧壁可粘合于纵向部件(8)的一部分上。
8  如权利要求3和7的车架，其特征在于，架柱(12)的一部分设置在两个基架(10)之间，并且，该架柱的扁平侧壁粘合于两个基架(10)。
9  如权利要求3和8的车架，其特征在于，架柱(12)在一个或多个连接支架(11)的间断(13)的高度处位于基架(10)之间。
10  如权利要求5至9中任何一个的车架，其特征在于，架柱(12)也由复合材料制成。
11  如权利要求5至10中任何一个的车架，其特征在于，该车架还包含有两个辅助纵向部件(20)，这些辅助纵向部件在纵向部件(8)的下方是直立的并具有类似的截面和结构，在辅助纵向部件(20)的位置处粘合于纵向部件(8)的架柱(12)还粘合于辅助纵向部件(20)。
12  如上述任一权利要求的车架，其特征在于，该车架包含有至少一个横梁(9)，它由复合材料制成，并且，该横粱的端部粘合于纵向部件(8)。
13  如权利要求12的车架，其特征在于，所述横梁(9)包括一管状主体(21)和两个凸缘(22)，这两个凸缘粘合于主体(21)的端部。
14  如权利要求13的车架，其特征在于，用牵拉卷绕或缠绕法制成所说的主体(21)，并且，在较高的温度和较大的压力下制做所说的凸缘。
15  如权利要求13和14中任何一个的车架，其特征在于，所述凸缘(22)还通过螺栓(23)和螺母(24)固定于纵向部件(8)。
16  如权利要求12的车架，其特征在于，横粱(9)包含有一管状主体(21)，该主体的壁面的两端配备有一加厚部分。
17  如上述任一权利要求的车架，其特征在于，该车架的前端包含有一由复合材料制成的平板(25)，该平板粘合于纵向部件(8)，并且，该平板的底带有主销(26)，以便将该平板固定于拖车。
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