CN1705582A - 车架 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够承受重载荷的轻型车架(10、110)。车架(10、110)包括相互平行延伸的第一纵梁(20、120)和第二纵梁(22、122)以及在第一纵梁(20、120)和第二纵梁(22、122)之间延伸的至少一个横梁(24、26、28、30)。这些构件(20、120、22、122、24、26、28、30)中至少一个在侧壁(44、56)上包括相邻的孔(46、48、50、58、60、62、64、146、148、150)。其中一个孔(46、58)在靠近侧壁(44、56)一边(66、67)的尺寸大于侧壁(44、56)相对边(68、69)的尺寸。另一个孔(48、60)在形状上互补并且在靠近侧壁(44、56)相对边(68、69)的尺寸大于侧壁(44、56)一边(66、67)的尺寸。最终结构减轻了车架(10、110)的重量，但仍然保持着显著的承载能力。

Description

车架
发明背景
1.发明领域
本发明涉及一种车架，特别涉及能够承受重载荷的轻型车架。
2.相关技术论述
车架提供可支承车身和能够供车辆其它构件安装的平台。传统的车架通常是指梯子形车架组件。梯子形车架组件包括一对纵向延伸的纵梁，该纵梁被多个横向延伸的横梁接合在一起。横梁将两个纵梁连接起来并为梯子形车架组件提供横向刚度和抗扭刚度。通常，两个纵梁是钢实心件，横截面基本呈C形。两个纵梁彼此相对开口，从而形成一个明槽。纵梁限定上下边的凸缘，因此横梁可易于以任何传统方式如焊接或铆接固定在槽内。纵梁和横梁通常由固体材料构成，例如钢。因此这些构件往往很重，因而增加了整个车辆的重量。
在卡车和重型车辆生产中，限制整车重量已成趋势。卡车和其它重量较轻的大型车辆往往能提供更好的燃油效率，而且生产和制造也更便宜。因此，整车系统设计的焦点已集中在减轻车辆各种构件的重量上。然而，减轻车架的重量却很困难，因为不能损害车辆的结构完整性。如前所述，车架为整个车辆提供支撑，因此，车架必须足够坚固以承受未定载荷。美国专利号2,052,535为了达到上述确定的目的公开了一种车架组件，该车架组件具有一对平行的纵向延伸的梁，并有多个横梁延伸在它们之间。车架纵梁和横梁的侧壁上有多个大致圆形、椭圆形和/或圆形的孔。然而，美国专利号2,025,535公开的这种车架不能完全达到上述确定的目的，即提供一种轻型车架同时还能为车辆持续提供充足的结构承载支撑。
本专利发明人已经认识到需要一种车架，它将最大限度地减少和/或消除上述确定的一个或多个缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种重量较轻而又相对坚固的车架。
根据本发明一个实施例的车架包括相互平行延伸的第一纵梁和第二纵梁和在所述第一纵梁和第二纵梁之间延伸的至少一个横梁。第一纵梁、第二纵梁和横梁中至少一个构件在侧壁上包括相邻的第一孔和第二孔，第一孔在靠近侧壁一边的尺寸大于侧壁相对边的尺寸，而第二孔在靠近侧壁相对边的尺寸大于侧壁一边的尺寸。在本发明的一个实施例中第一孔和第二孔都基本呈三角形。
在本发明另一个实施例中，车架包括第一和第二纵向车架构件，它们相互平行延伸并构造为容纳在第一和第二纵梁内。车架还包括在所述第一和第二纵向车架构件之间延伸的至少一个横梁。第一纵向车架构件、第二纵向车架构件和横梁中的至少一个构件在侧壁上包括相邻的第一孔和第二孔，第一孔在靠近所述侧壁一边的尺寸大于侧壁相对边的尺寸，而第二孔在靠近侧壁相对边的尺寸大于侧壁一边的尺寸。此外，在本发明的一个实施例中第一孔和第二孔都基本呈三角形。
与传统的车架相比，本发明的车架具有重大改进。首先，位于纵梁、横梁和/或纵向构件上的孔构成一种轻型车架。其次，不损害车架结构的整体性，从而保证了车架支撑车身和车辆构件的能力。
从下列附图和详细说明中本领域技术人员将会更清楚地了解本发明的这些和其它特点以及本发明的目的，附图和说明仅通过示例阐述本发明的特点。
附图简要说明
图1是装有本发明一个实施例的车架的车辆一部分的透视图。
图2是装有本发明另一个实施例的车架的车辆一部分的透视图。
本发明实施例详细说明
现在参见附图，其中相同的附图标记用来表示各图中同样的构件，图1表示车辆一部分的透视图，该车辆的一部分包括本发明一个实施例的车架10。车架10通过传统的悬架16、18支撑在一对车轴12、14上。
车架10用来支撑车辆的各种构件。在所示优选实施例中，车架10包括重型卡车用的挂车车架。然而应当理解，本发明可以用于各种车架和各种车辆。车架10可包括纵梁构件20、22、横梁构件24、26、28、30和托架32、34、36、38。
纵梁构件20、22沿着车辆纵向基本相互平行延伸。纵梁构件20、22横截面大致成C形，并在传统上彼此相对开口。每个构件20、22分别包括顶壁和底壁40、42和侧壁44。壁40、42可在与车辆纵向成横切的方向(并且相对于地面基本水平)向内侧方向延伸，而壁44在相对于壁40、42垂直的方向(并且相对于地面基本垂直)延伸。根据本发明，构件40、42中的一个或两个的侧壁44可包括多个孔，例如孔46、48、50。如所示实施例示出，这些孔可沿着纵梁构件20、22的长度以不同间距形成。换句话说，这些孔可沿着纵梁构件20、22的整个长度延伸。还应当理解，虽然在所示实施例中该孔是以一组四个孔来表示的，但是在不背离本发明的精神条件下任何一组中孔的数量以及组与组之间孔的数量都可以改变。
横梁24、26、28、30连接纵梁20、22。构件24、26、28、30相对于纵梁20、22横向延伸。构件24、26、28、30的横截面也可大致成C形，而构件24、26和28、30分别彼此相对开口。每个构件24、26、28、30可包括顶壁和底壁52、54以及侧壁56。壁52、54相对于车辆行驶方向(并且相对于地面基本水平)朝前或向后延伸，而壁56垂直于壁52、54(并且相对于地面大致垂直)延伸。每个构件24、26、28、30可构造为第一端和第二端，分别容纳在纵梁20、22的顶壁和底壁40、42之间并靠着侧壁44。构件24、26、28、30可焊接到构件20、22上。根据本发明，构件24、26、28、30中的一个或多个的侧壁56可包括多个孔，例如孔58、60、62、64。如所示实施例示出，这些孔可形成在每个构件24、26、28、30的中心部分上。然而，还应当理解，孔可沿每个构件24、26、28、30的整个长度延伸或者布置在沿每个构件24、26、28、30和构件24、26、28、30之间不同的位置上。
根据本发明，纵梁构件20、22和横梁构件24、26、28、30中至少一个构件在侧壁44、56上分别包括有孔，如图所示。构件包括至少两个相邻的孔，其形状是互补的。特别是参见纵梁20，孔46在靠近壁44一边66的尺寸大于壁44相对边68的尺寸。相邻孔48在靠近壁44边68的尺寸大于壁44边66的尺寸。同样参见横梁30，孔58在靠近壁56一边67的尺寸大于壁46相对边69的尺寸。相邻孔60在靠近壁56边69的尺寸大于壁56边67的尺寸。在所示实施例中，孔46、48、50和58、60、62、64基本呈三角形并形成桁架式结构。虽然这样的形状是优选的，但应当理解，根据本发明孔46、48、50和58、60、62、64可以采取其它形状(如梯形)。与传统的车架相比，本发明具有重大改进，因为孔46、48、50和58、60、62、64减轻了车架重量，但仍然保持着结构的整体性和车架的承载能力。在所示实施例中，形成孔46、48、50和58、60、62、64而在构件20上留下孔与孔之间的部分，例如部分70、72，它们连接侧壁的边66、68。部分70在边66比在边68更靠近构件20的一个纵向端部74。部分72在边68比在边66更靠近构件20的端部74。载荷沿着部分70、72传递，因而桁架式结构提供显著的承载能力。所示发明考虑至少两个相邻的孔在形状上大致互补。但是，参见横梁30，相邻的孔，例如孔62、64形状可以相同(因此，两个孔在靠近相应侧壁一边的尺寸都大于相对边的尺寸)，这种情况也适用于任何构件20、22或24、26、28、30。
设置托架32、34、36、38将悬架16、18的部分连接到车架10上。托架32、34、36、38是本技术领域常见的，横截面可大致成C形，并向后开口以容纳悬架16、18。托架32、34、36、38可焊接到纵梁构件20、22上。
车轴12、14将车架10支撑在与位于每个车轴12、14一端的车轮接合的地面上。车轴12、14是本技术领域常见的，在所示实施例中包括非驱动挂车车轴。车轴12、14在与车辆和车架10的纵向横切的方向延伸。
悬架16、18在本技术领域是常见的，用来抑制车轴12、14和车架10之间的运动。参见悬架16，每个悬架16、18可包括一对纵臂76、78，纵臂一端枢轴连接在托架32、34，相对端则连接到车轴12上。每个悬架还可包括弹簧80、82，该弹簧一方面位于车轴12和/或纵臂76、78之间，另一方面位于车轴12与车架10之间。
现在参见图2，该图示出本发明第二实施例的车架110。车架110与车架10基本相同，同样的构件用与图1同样的标记表示，并可参照上文对这些构件的论述。车架110包括纵向车架构件182、184、186、188，这些构件相互平行延伸，并构造为容纳在纵梁120、122内。纵梁120、122与构件20、22基本相同，但是不含有任何孔。而是，孔，例如孔146、148、150形成在构件182、184、186、188内。构件182、184连接到横梁24、26，而构件186、188则连接到横梁28、30。这种连接可以通过焊接或其它传统方式完成，而由构件182、184和24、26(或186、188和28、30)组成的车架分组件可置于车架构件120、122内。
虽然本发明是参照其优选实施例具体表示并描述的，但是本领域技术人员充分知道，在不背离本发明精神和范围的前提下，可以做出各种变化和改进。

Claims (19)

1.一种车架包括：
第一纵梁和第二纵梁，其相互平行延伸；和
至少一个横梁，其在所述第一纵梁和第二纵梁之间延伸，
其特征在于，所述第一纵梁、所述第二纵梁和所述横梁中至少一个构件在侧壁上包括相邻的第一孔和第二孔，所述第一孔在靠近所述侧壁一边的尺寸大于所述侧壁相对边的尺寸，而所述第二孔在靠近所述侧壁所述相对边的尺寸大于所述侧壁所述一边的尺寸。
2.如权利要求1所述的车架，其特征在于，所述第一纵梁和第二纵梁的横截面基本为C形。
3.如权利要求1所述的车架，其特征在于，所述第一孔和第二孔中至少一个基本呈三角形。
4.如权利要求3所述的车架，其特征在于，所述第一孔和第二孔都基本呈三角形。
5.如权利要求1所述的车架，其特征在于，所述至少一个构件包括与所述第二孔相邻的第三孔，所述第三孔在靠近所述侧壁所述一边的尺寸大于所述侧壁所述相对边的尺寸。
6.如权利要求5所述的车架，其特征在于，所述侧壁包括连接所述一边和所述相对边的第一部分和第二部分，所述第一部分位于所述第一孔和第二孔之间，而所述第二部分位于所述第二孔和第三孔之间，所述第一部分在所述一边比在所述相对边更靠近所述至少一个构件的一个纵向端部，而所述第二部分在所述相对边比在所述一边更靠近所述至少一个构件的所述一个纵向端部。
7.如权利要求1所述的车架，其特征在于，所述第一纵梁、所述第二纵梁和所述横梁中的所述至少一个包括与所述第二孔相邻的第三孔，所述第三孔在靠近所述侧壁所述相对边的尺寸大于所述侧壁所述一边的尺寸。
8.一种车架包括：
第一和第二纵向车架构件，其相互平行延伸并构造为容纳在第一和第二纵梁内；和
至少一个横梁，其在所述第一和第二纵向车架构件之间延伸，
其特征在于，所述第一纵向车架构件、所述第二纵向车架构件和所述横梁中的至少一个构件在侧壁上包括相邻的第一孔和第二孔，所述第一孔在靠近所述侧壁一边的尺寸大于所述侧壁相对边的尺寸，而所述第二孔在靠近所述侧壁所述相对边的尺寸大于所述侧壁所述一边的尺寸。
9.如权利要求8所述的车架，其特征在于，所述第一孔和第二孔中至少一个基本呈三角形。
10.如权利要求9所述的车架，其特征在于，所述第一孔和第二孔都基本呈三角形。
11.如权利要求8所述的车架，其特征在于，所述至少一个构件包括与所述第二孔相邻的第三孔，所述第三孔在靠近所述侧壁所述一边的尺寸大于所述侧壁所述相对边的尺寸。
12.如权利要求11所述的车架，其特征在于，所述侧壁包括连接所述一边和所述相对边的第一部分和第二部分，所述第一部分位于所述第一孔和第二孔之间，而所述第二部分位于所述第二孔和第三孔之间，所述第一部分在所述一边比在所述相对边更靠近所述至少一个构件的一个纵向端部，而所述第二部分在所述相对边比在所述一边更靠近所述至少一个构件的所述一个纵向端部。
13.如权利要求8所述的车架，其特征在于，所述至少一个构件包括与所述第二孔相邻的第三孔，所述第三孔在靠近所述侧壁所述相对边的尺寸大于所述侧壁所述一边的尺寸。
14.一种车架包括：
第一和第二纵向车架构件，其相互平行延伸并构造为容纳在第一和第二纵梁内；和
至少一个横梁，其在所述第一和第二纵向车架构件之间延伸，
其特征在于，所述第一纵向车架构件、所述第二纵向车架构件和所述横梁中的每一个在侧壁上都包括相邻的第一孔和第二孔，所述第一孔在靠近所述侧壁一边的尺寸大于所述侧壁相对边的尺寸，而所述第二孔在靠近所述侧壁所述相对边的尺寸大于所述侧壁所述一边的尺寸。
15.如权利要求14所述的车架，其特征在于，所述第一纵向车架构件、所述第二纵向车架构件和所述横梁中的一个构件的所述侧壁上的所述第一孔和第二孔中至少一个基本呈三角形。
16.如权利要求15所述的车架，其特征在于，所述一个构件的所述侧壁上的所述第一孔和第二孔都基本呈三角形。
17.如权利要求14所述的车架，其特征在于，所述第一纵向车架构件、所述第二纵向车架构件和所述横梁中的至少一个构件包括与所述第二孔相邻的第三孔，所述第三孔在靠近所述侧壁所述一边的尺寸大于所述侧壁所述相对边的尺寸。
18.如权利要求17所述的车架，其特征在于，所述至少一个构件的所述侧壁包括连接所述至少一个构件的所述一边和所述相对边的第一部分和第二部分，所述第一部分位于所述第一孔和第二孔之间，而所述第二部分位于所述第二孔和第三孔之间，所述第一部分在所述一边比在所述相对边更靠近所述至少一个构件的一个纵向端部，而所述第二部分在所述相对边比在所述一边更靠近所述至少一个构件的所述一个纵向端部。
19.如权利要求14所述的车架，其特征在于，所述第一纵向车架构件、所述第二纵向车架构件和所述横梁中的至少一个构件包括与所述第二孔相邻的第三孔，所述第三孔在靠近所述侧壁所述相对边的尺寸大于所述侧壁所述一边的尺寸。
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