CN209921433U - 一种客车用铝型材及格栅式骨架单元 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种客车用铝型材，涉及客车技术领域，包括铝型材本体，铝型材本体的横截面近似为矩形，中部的上下两端均沿其轴线方向设有一空腔，且至少一长边侧面向内凹陷形成凹槽。本实用新型还公开了一种格栅式骨架单元，包括顶弧杆、顶纵梁和连接件，顶纵梁通过连接件配合螺栓垂直固设于顶弧杆，且所述顶弧杆和/或顶纵梁为如上所述的客车用铝型材。本实用新型的有益效果是：本实用新型提供了一种适用性良好的铝型材，可广泛应用于各种类客车的顶弧杆和顶纵梁，构成格栅式骨架单元，适用于全铝客车车身结构大规模的设计和制造，具有轻量化水平高、材料利用率高、结构稳定性强和技术状态适应性良好等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及客车技术领域，尤其是一种客车用铝型材及格栅式骨架单元。
背景技术
传统的客车车身结构一般为钢骨架结构，采用矩形钢管焊接而成。由于铝合金材料相比于矩形钢管具有比强度高、重量轻、耐腐蚀和便于加工制造等特点，近年来已逐步应用于客车车身结构领域，以实现整车车身结构的轻量化。
但是现有全铝客车车身结构大多存在结构设计复杂、适用性差、材料利用率低和轻量化水平不高等缺陷。具体来讲，现有全铝客车未充分考虑客车小批量、多品种的生产制造工艺特点，车身结构设计复杂，零部件使用针对性强，适用性差，无法实现批量式标准化生产，不能满足客车市场配置多样性的需求。同时，现有全铝客车车身结构材料利用率低，存在较多的设计冗余和结构缺陷，轻量化水平不高。
因此，我们提供一种能广泛应用于全铝客车车身结构的铝型材及格栅式骨架单元。
发明内容
本实用新型提供一种客车用铝型材及格栅式骨架单元，其主要目的在于解决现有全铝客车车身结构存在的结构设计复杂、适用性差、材料利用率低和轻量化水平不高等的问题。
本实用新型采用如下技术方案：
一种客车用铝型材，包括铝型材本体，上述铝型材本体的横截面近似为矩形，中部的上下两端均沿其轴线方向设有一空腔，且至少一长边侧面向内凹陷形成凹槽。
进一步，上述凹槽的横截面呈等腰梯形。
进一步，上述铝型材本体的横截面中部设有一通孔。
进一步，上述通孔的横截面呈矩形。
进一步，上述铝型材本体在通孔与凹槽之间的壁厚值设计为最大。
一种格栅式骨架单元，包括顶弧杆、顶纵梁和连接件，上述顶纵梁通过连接件配合螺栓垂直固设于上述顶弧杆，且上述顶弧杆和/或顶纵梁为如上任一所述的客车用铝型材。
进一步，上述连接件呈L型，且连接件的外侧面设有与上述凹槽相互配合的凸台。
和现有技术相比，本实用新型产生的有益效果在于：
1、本实用新型提供的客车用铝型材可广泛应用于不同种类客车的顶弧杆和顶纵梁，构成客车顶盖骨架的格栅式骨架单元，既符合客车小批量、多品种的生产制造工艺特点，也能够满足客车市场配置多样性的需求。
2、本实用新型将铝型材本体的凹槽设计为内沉式对称的等腰梯形结构，可增大铝型材与连接件的接触面积，保证两者之间受力均匀，从而增加结构的稳定性，改善车辆的抗弯、抗扭性能，提高车辆的可靠性和安全性。
3、本实用新型中铝型材本体的空腔和通孔的设置不仅可以节省材料，而且可以充分减轻铝型材的自重，提高客车部件的轻量化水平。
4、本实用新型中铝型材本体各边的壁厚值根据各自受力情况的不同而设置，进一步优化铝型材结构，解决了同壁厚设计带来的材料利用率低、轻量化水平不高的问题。
综上可知，本实用新型提供了一种适用性良好的铝型材，可广泛应用于各种类客车的顶弧杆和顶纵梁，构成格栅式骨架单元，适用于全铝客车车身结构大规模的设计和制造，具有轻量化水平高、材料利用率高、结构稳定性强和技术状态适应性良好等优点。
附图说明
图1为本实用新型实施例一提供的格栅式骨架单元的结构示意图。
图2为本实用新型实施例一提供的客车用铝型材的结构示意图。
图3为本实用新型实施例一提供的客车用铝型材的横截面示意图。
图4为本实用新型实施例二提供的格栅式骨架单元的结构示意图。
图5为本实用新型实施例二提供的客车用铝型材的结构示意图。
图6为本实用新型实施例二提供的客车用铝型材的横截面示意图。
图7为本实用新型实施例三提供的格栅式骨架单元的结构示意图。
图8为本实用新型实施例三提供的客车用铝型材的结构示意图。
图9为本实用新型实施例三提供的客车用铝型材的横截面示意图。
图10为本实用新型中客车顶盖骨架的结构示意图（未画出螺栓）。
图11为图10中A部分的放大示意图。
具体实施方式
下面参照附图说明本实用新型的具体实施方式。为了全面理解本实用新型，下面描述到许多细节，但对于本领域技术人员来说，无需这些细节也可实现本实用新型。
实施例一：
参照图1、图2和图3，一种格栅式骨架单元1，包括顶弧杆11、顶纵梁12和连接件13，顶弧杆11和顶纵梁12均为客车专用的铝型材，铝型材本体10的横截面近似为矩形，两长边侧面上均向内凹陷形成两个相互对称且呈等腰梯形的凹槽101，中部的上下两端均沿其轴线方向设有一呈六边形的空腔102。连接件13呈L形，且连接件13的阳角面设有与凹槽101相互配合的凸台131，顶纵梁12通过连接件13上预留的螺孔配合螺栓132垂直固设于顶弧杆11，从而构成格栅式骨架单元1。
实施例二：
参照图4、图5和图6，一种格栅式骨架单元1，包括顶弧杆11、顶纵梁12和连接件13，顶弧杆11和顶纵梁12均为客车专用的铝型材，铝型材本体10的横截面近似为矩形，两长边侧面上均向内凹陷形成两个相互对称且呈等腰梯形的凹槽101，中部的上下两端均沿其轴线方向设有一呈六边形的空腔102，并且铝型材本体10的横截面在两所述凹槽101中部设有一呈矩形的通孔103。连接件13呈L形，且连接件13的阳角面设有与凹槽101相互配合的凸台131，顶纵梁12通过连接件13上预留的螺孔配合螺栓132垂直固设于顶弧杆11，从而构成格栅式骨架单元1。
实施例三：
参照图7、图8和图9，一种格栅式骨架单元1，包括顶弧杆11、顶纵梁12和连接件13，顶弧杆11和顶纵梁12均为客车专用的铝型材。其中，顶弧杆11的铝型材本体10的横截面近似为矩形，其中一长边侧面上向内凹陷形成一呈等腰梯形的凹槽101，中部沿其轴线方向设有一呈矩形的通孔103，且通孔103的上下两端沿其轴线方向设有一呈五边形的空腔102；顶纵梁12的铝型材本体10的结构如实施例一（参照图2和图3）所述；连接件13呈L形，且连接件13的阳角面设有与凹槽101相互配合的凸台131，顶纵梁12通过连接件13上预留的螺孔配合螺栓132垂直固设于顶弧杆11，从而构成格栅式骨架单元1。需要说明的是，顶纵梁12也根据实际需求采用实施例二（参照图5和图6）提供的铝型材本体10的结构。
参照图1至图11，说明本实用新型的具体实施方式：
将连接件13的一个阳角面贴合于顶弧杆11中部的凹槽103处，另一阳角面贴合于顶纵梁12一端的凹槽103处，使得凸台131与凹槽103相嵌合，再通过螺栓132将连接件13锁固于顶弧杆11和顶纵梁12，即可构成十字形或者T字形的格栅式骨架单元1，复数个十字形和T字形的格栅式骨架单元1拼装在一起可构成网状结构，应用于客车顶盖骨架。其中十字形格栅式单元骨架1主要位于顶盖骨架中部，T字形格栅式单元骨架1主要位于顶盖骨架边侧。
铝型材本体10的横截面近似为矩形，上下两个面设计为平面，可便于粘接蒙皮以及覆盖不同材料的内饰件，适用于不同种类客车的顶弧杆11和顶纵梁12，通过连接件13拼装在一起可构成客车顶盖骨架的格栅式骨架单元1，既符合客车小批量、多品种的生产制造工艺特点，也能够满足客车市场配置多样性的需求；铝型材本体10的四个外角设计为直角，便于其通过机械加工的方式下料，也便于通过螺栓与连接件13连接，有利于提高制作精度与制作效率；凹槽101设计为内沉式对称的等腰梯形结构，可增大铝型材与连接件13的接触面积，保证两者之间受力均匀，从而增加格栅式骨架单元1的结构稳定性，改善车辆的抗弯、抗扭性能，提高车辆的可靠性和安全性；空腔102和通孔103的设置不仅可以节省材料，而且可以充分减轻铝型材的自重，提高客车部件的轻量化水平。
在实施例二和实施例三中，铝型材本体10在通孔103与凹槽101之间的壁厚值设计为最大。具体来讲，铝型材本体10的第一侧边111为螺栓的固定边，起连接作用，壁厚值设计越大，连接越牢固，因此第一侧边111的壁厚值设计为最大；铝型材本体10的第二侧边112与连接件13的凸台131接触，起辅助受力作用，壁厚可设计得较小一点；铝型材本体10的内边113与第一侧边111、第二侧边112相连，可将第一侧边111所受的力传递到上下两边110，主要起到分流力的作用，因此内边113的壁厚也可设计得较小一点；而铝型材本体10的上下两边110均承受第二侧边112与内边113传递来的剪切力的作用，因此其壁厚需设计得较大一点。综上可知，铝型材本体10各边的壁厚值根据各自受力情况的不同而设置，进一步优化了自身结构，解决了同壁厚设计带来的材料利用率低、轻量化水平不高的问题。
上述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。
Claims (5)
1.一种客车用铝型材，包括铝型材本体，其特征在于：所述铝型材本体的横截面近似为矩形，中部的上下两端均沿其轴线方向设有一空腔，且至少一长边侧面向内凹陷形成凹槽；所述凹槽的横截面呈等腰梯形；所述铝型材本体的横截面中部设有一通孔。
2.如权利要求1所述的一种客车用铝型材，其特征在于：所述通孔的横截面呈矩形。
3.如权利要求1所述的一种客车用铝型材，其特征在于：所述铝型材本体在通孔与凹槽之间的壁厚值设计为最大。
4.一种格栅式骨架单元，其特征在于：包括顶弧杆、顶纵梁和连接件，所述顶纵梁通过连接件配合螺栓垂直固设于所述顶弧杆，且所述顶弧杆和/或顶纵梁为如权利要求1-3任一所述的客车用铝型材。
5.如权利要求4所述的一种格栅式骨架单元，其特征在于：所述连接件呈L型，且连接件的阳角面设有与所述凹槽相互配合的凸台。
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| CN113942584A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-01-18 | 东风商用车有限公司 | 一种梁搭接加强结构和后围白车身梁 |
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