CN201694265U - 车架连接结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种车架连接结构，包括侧窗纵梁、立柱、加强梁、顶盖纵梁和顶盖横梁，所述侧窗纵梁通过中角码与立柱铆接，所述侧窗纵梁与加强梁下部铆接，所述立柱与加强梁铆接，所述加强梁的上部通过大角码与顶盖横梁铆接，所述顶盖纵梁与顶盖横梁通过中角码铆接，该车架连接结构由铝合金或镁合金制成。本实用新型的有益效果是：采用铝合金或镁合金制成的连接结构，达到钢材同样或类似的强度情况下减轻重量接近一半的效果，使车身重量大大减轻，强度却没有下降，降低了制造和运营成本，使用寿命长，更加节能环保，通过铆接连接，避免了采用焊接方式造成的应力集中，连接牢固，不会出现裂纹。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种连接结构，尤其涉及一种车架连接结构，属于汽车连接结构领域。
背景技术
目前客车的骨架大部分为矩形钢管结构，钢管的连接均为焊接，钢骨架车身重量要比铝骨架的重1/5左右，一个12米长的普通钢骨架大客车大概有14.5吨重，而同样12米长的铝骨架大客车大概有11.5吨重，自重就差3吨。特别是新能源客车，电池重量就有2.5-4吨重，钢骨架大客车除去电池和自身重量，载客能力就很小了。因此，铝骨架车身是客车制造的一种全新技术发展趋势，然而当车身骨架改为铝型材后，由于焊接会造成应力集中，产生裂纹，需要实用新型设计一种有效地连接结构，以使铝骨架车身连接安全牢固，使用寿命长。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术的不足，提供一种车架连接结构，以使铝车身的连接不至出现裂纹，连接安全牢固，承载能力大，使用寿命长。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种车架连接结构，包括侧窗纵梁、立柱、加强梁、顶盖纵梁和顶盖横梁，所述侧窗纵梁通过中角码与立柱铆接，所述侧窗纵梁与加强梁下部铆接，所述立柱与加强梁铆接，所述加强梁的上部通过大角码与顶盖横梁铆接，所述顶盖纵梁与顶盖横梁通过中角码铆接，该车架连接结构由铝合金或镁合金制成。
本实用新型的有益效果是：采用铝合金或镁合金制成的连接结构，达到钢材同样或类似的强度情况下减轻重量接近一半的效果，使车身重量大大减轻，强度却没有下降，降低了制造和运营成本，使用寿命长，更加节能环保，公开号为US6598923B2、US2072804A的对比文件，及对比文件3(《客车车身轻量化技术探讨》，李阳，客车技术与研究，1，2009-2-28，23-25)，均没有公开“达到钢材同样或类似的强度情况下减轻重量接近一半的效果，强度却没有下降”这一技术特征；通过铆接连接，避免了采用焊接方式造成的应力集中，连接牢固，不会出现裂纹；立柱之间采用加强纵梁进行相互连接，使得车体顶部不易扭曲变形，加强了在车体沿加强纵梁方向的抗冲击能力，并且使车体不易扭曲变形；顶盖横梁之间用顶盖纵梁进行连接，使车顶沿顶盖纵梁方向更加稳固，并进一步增强了顶盖向车体上部的支撑；顶盖横梁和顶盖纵梁间采用中角码进行铆接，使得顶盖横梁和顶盖纵梁之间的连接更加牢固，公开号为US6378444B2的对比文件4，没有公开“顶盖横梁和顶盖纵梁间采用中角码进行铆接”这一技术特征。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
进一步，所述立柱与加强梁及大角码铆接。
采用上述进一步方案的有益效果是，立柱、大角码和顶盖横梁连为一体，大角码稍大于90°的角度，使得顶盖横梁的受力易于传递给立柱，大大加强了顶盖的抗冲击能力。
进一步，所述铆接为环槽铆钉铆接。
采用上述进一步方案的有益效果是，普通铆钉铆接或自钻铆接一般是钢制或铝制的抽芯铆钉，铆接力小，强度低，造成连接可靠性低、特别是在交变载荷、冲击工况下很容易发生松动，不能适应客车的铆接要求；环槽铆钉有“一次紧固，永不松动”的特性，抗震性好、防渗性强、联接强度高，可有效防止构件在震动时的松脱，关于这一技术特征现有技术及对比文件均未公开。
进一步，所述侧窗纵梁的本体为横截面呈U型的部件，该U型截面的两侧分别为第一、第二侧边，该U型截面的底部为底边，所述于第一侧边与第二侧边相平行，所述底边与第一侧边和第二侧边呈相对垂直。
采用上述进一步方案的有益效果是，采用加厚的横截面呈U型的铝合金或镁合金制成的车架部件作用于车身，代替现有的矩形钢管结构的车身，达到钢材同样或类似的强度情况下减轻重量接近一半的效果，这样组合后的车身，重量大大减轻，强度却没有下降，制造和运营成本降低，更加节能环保，而公对比文件1、2及对比文件3均没有公开通过U结构和加厚的壁，达到钢材同样或类似的强度情况下减轻重量接近一半的效果，这样组合后的车身，重量大大减轻，强度却没有下降；并且能够适应车身不同部位的安装，而且不容易生锈，使用长久。
进一步，所述底边与立柱铆接，所述第一侧边与加强梁铆接。
进一步，所述立柱、顶盖纵梁和顶盖横梁的本体为方形中空管状结构的部件，所述方形中空管状结构的一个管壁向两侧延展形成第一翻边和第二翻边。
采用上述进一步方案的有益效果是，通过中空的矩形结构和加厚的管壁，达到钢材同样或类似的强度情况下减轻重量接近一半的效果，这样组合后的车身，重量大大减轻，强度却没有下降，制造和运营成本降低，更加节能环保，而对比文件1、2及对比文件3均没有公开“达到钢材同样或类似的强度情况下减轻重量接近一半的效果，强度却没有下降”这一技术特征；在矩形结构外侧增加延展的翻边，进一步增强部件的强度和抗扭力度，同时翻边还可以作为铆钉连接的位置，得以更牢固的将型材部件之间、以及和其他部件之间固定在一起，采用中空管状的部件可以使用较少的材料，达到足够的强度，对比文件5(《现代化汽车壳体铝合金结构部件制造》，刘凯，铝加工，Vol.23，No.4，4-5，15，17，2000-8-31)，没有公开“采用在矩形结构外侧增加延展的翻边(翼边)具有“进一步增强部件的强度和抗扭力度的效果”这一技术特征。
进一步，所述立柱本体通过其方形中空管状结构上与翻边垂直的平面与侧窗纵梁铆接，并且所述第一翻边和第二翻边与加强梁铆接；
或所述顶盖纵梁或顶盖横梁本体通过其方形中空管状结构上与翻边垂直的平面铆接。
进一步，所述加强梁的本体为长条形凹槽结构的部件，包括位于两侧的第一侧边和第二侧边，所述第一侧边和第二侧边平行设置并与其呈相对垂直的底边一体设置，所述底边宽于两侧边。
采用上述进一步方案的有益效果是，槽型结构配合壁厚加厚，能在保证整车刚度的情况下大幅度降低车身重量，且有利于和其它铝型材部件配合铆接。铝合金不易被腐蚀的特点，使得骨架本身寿命可长达25年，整车报废后该部件还可回收利用，相对降低了整车成本，而对比文件1、2及对比文件3均没有公开“达到钢材同样或类似的强度情况下减轻重量接近一半的效果，强度却没有下降”这一技术特征；底边宽度大于两个侧边宽度的结构设计，可使与底边相固定的车架立柱以及其他部件连接稳固，车架不易扭曲，现有技术及对比文件均没有公开这一技术特征；凹槽的两个翻边可有效防止本车架部件受外力冲击而弯曲，保证了车体侧围的抗冲击能力，现有技术及对比文件均没有公开这一技术特征。
进一步，所述底边为铆接处。
采用上述进一步方案的有益效果是，通过侧边铆接，能够增强连接牢固性，提高侧围骨架的抗弯强度。
进一步，所述大角码及中角码上至少设有一个铆钉孔。
采用上述进一步方案的有益效果是，可根据实际需要选择适当的铆钉数铆接。
进一步，所述车架连接结构由牌号为6005T5或6005T6或6082T5或6082T6或7A04或7003或7005的铝合金制成。
采用上述进一步方案的有益效果是，可根据实际使用的需要选择合适的铝合金材料，以方便使用。
附图说明
图1为本实用新型所述的车架连接结构的正面图；
图2为本实用新型所述的车架连接结构的背面图；
图3为本实用新型所述的车架连接结构的环槽铆钉铆接的放大剖视图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
如图1-3所示，本实用新型所述的用于汽车车身部件的连接结构，包括侧窗纵梁1、立柱2、加强梁3、顶盖纵梁4和顶盖横梁5，所述侧窗纵梁1通过中角码6与立柱2铆接，所述侧窗纵梁1与加强梁3下部铆接，所述立柱2与加强梁3铆接，所述加强梁3的上部通过大角码7与顶盖横梁5铆接，所述顶盖纵梁4与顶盖横梁5通过中角码6铆接，所述加强梁3的上部通过大角码7与顶盖纵梁4铆接，所述铆接为环槽铆钉8铆接；所述大角码7或中角码6上至少一个铆钉孔，用于铆接大角马7的环槽铆钉8直径为6.5mm；所述顶盖纵梁4与顶盖横梁5通过中角码6铆接；所述连接结构由镁合金或牌号为6005T5或6005T6或6082T5或6082T6或7A04或7003或7005铝合金制成。
所述立柱2与加强梁3和大角码7铆接，所述侧窗纵梁的本体为横截面呈U型的部件，该U型截面的两侧分别为第一、第二侧边101、102，该U型截面的底部为底边103，所述于第一侧边101与第二侧边102相平行，所述底边103与第一侧边101和第二侧边102呈相对垂直，所述底边103与立柱2铆接，所述第一侧边101与加强梁3铆接。
所述立柱2、顶盖纵梁4和顶盖横梁5的本体为方形中空管状结构的部件，所述中空管状结构的一个管壁201向两侧延展形成第一翻边202和第二翻边203，所述立柱2本体通过其方形中空管状结构与翻边垂直的平面与侧窗纵梁1铆接，并通过其第一翻边202和第二翻边203与加强梁3铆接；所述顶盖纵梁4或顶盖横梁5本体通过方形中空管状结构上与翻边垂直的平面铆接。
所述加强梁3的本体为长条形凹槽结构的部件，包括两侧的第一侧边301和第二侧边302，所述第一侧边301和第二侧边302平行设置并与其呈相对垂直的底边303一体设置，所述底边303宽于第一、第二301、302侧边，所述底边303为铆接处。
具体试验验证
以图1-2所示的车架连接结构为例，其截面积S＝0.00043m2，铝合金6082T6的抗拉强度Rm＝310MPa，可得抗拉力F＝Rm×S＝133300(牛)，其1米长的重量为G＝2.7g/cm3×430cm3＝1.16kg。
与现有技术相比，假设钢骨架纵梁为40×50×1.75矩形钢管，则其1米长的重量为2.378kg，其到屈服极限时的抗拉力为F＝Rm×S，其中Rm是抗拉强度，单位是MPa，S为矩形钢管截面积，单位是m2，矩形钢管Q235的抗拉强度Rm是415MPa，计算知矩形钢管截面积S＝0.0003m2，可得抗拉力F＝Rm×S＝124500(牛)，因而图1-2所示的铝合金纵梁到屈服极限时的抗拉力高于矩形钢管纵梁，而重量却不到矩形钢管纵梁的一半。
因此我们可以看出使用本实用新型的车架连接结构在达到现有骨架为矩形钢管结构的客车的强度的同时，能够大大减轻车身重量，减少能耗，并且不会生锈，延长使用寿命。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种车架连接结构，其特征在于，包括侧窗纵梁、立柱、加强梁、顶盖纵梁和顶盖横梁，所述侧窗纵梁通过中角码与立柱铆接，所述侧窗纵梁与加强梁下部铆接，所述立柱与加强梁铆接，所述加强梁的上部通过大角码与顶盖横梁铆接，所述顶盖纵梁与顶盖横梁通过中角码铆接，该车架连接结构由铝合金或镁合金制成。
2.根据权利要求1所述的车架连接结构，其特征在于，所述立柱与加强梁及大角码铆接。
3.根据权利要求1或2所述的车架连接结构，其特征在于，所述铆接为环槽铆钉铆接。
4.根据权利要求1或2所述的车架连接结构，其特征在于，所述侧窗纵梁的本体为横截面呈U型的部件，该U型截面的两侧分别为第一、第二侧边，该U型截面的底部为底边，所述第一侧边与第二侧边相平行，所述底边与第一侧边和第二侧边呈相对垂直。
5.根据权利要求4所述的车架连接结构，其特征在于，所述底边与立柱铆接，所述第一侧边与加强梁铆接。
6.根据权利要求1或2所述的车架连接结构，其特征在于，所述立柱、顶盖纵梁和顶盖横梁的本体为方形中空管状结构的部件，所述方形中空管状结构的一个管壁向两侧延展形成第一翻边和第二翻边。
7.根据权利要求6所述的车架连接结构，其特征在于，所述立柱本体通过其方形中空管状结构上与翻边垂直的平面与侧窗纵梁铆接，并通过其第一翻边和第二翻边与加强梁铆接；
或所述顶盖纵梁或顶盖横梁通过其方形中空管状结构上与翻边垂直的平面铆接。
8.根据权利要求1或2所述的车架连接结构，其特征在于，所述加强梁的本体为长条形凹槽结构的部件，包括位于两侧的第一侧边和第二侧边，所述第一侧边和第二侧边平行设置并与其呈相对垂直的底边一体设置，所述底边宽于两侧边。
9.根据权利要求8所述的车架连接结构，其特征在于，所述底边为铆接处。
10.根据权利要求1或2所述的车架连接结构，其特征在于，所述大角码及中角码上至少设有一个铆钉孔。
11.根据权利要求1或2所述的车架连接结构，其特征在于，所述车架连接结构由牌号为6005T5或6005T6或6082T5或6082T6或7A04或7003或7005的铝合金制成。
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