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Title:
VEHICLE FRAME CONNECTION STRUCTURE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/157197
Kind Code:
A1
Abstract:
A vehicle frame connection structure comprises a side window longitudinal rail (1), a pillar (2), a stiffening beam (3), a roof rail (4), and a roof crossrail (5). The side window longitudinal rail (1) and the pillar (2) are riveted together by a middle corner connection part (6), the side window longitudinal rail(1) and the lower part of the stiffening beam (3) are riveted together, the pillar (2) and the stiffening beam (3) are riveted together, the upper part of the stiffening beam (3) and the roof crossrail (5) are riveted together by a large corner connection part (7), the a roof rail (4) and the roof crossrail (5) are riveted together by a middle corner connection part (6), and the vehicle frame connection structure is made of an aluminum alloy or a magnesium alloy. Because the frame connection structure uses the aluminum alloy or the magnesium alloy, the weight of the body is reduced greatly while the strength is not decreased, the manufacture and operation cost is reduced, the working life is prolonged, and it has a better energy saving and environment protection effect. Using the rivet joint, the stress concentration caused by welding is avoided, the connection is firm, and the crack will not appear.

Inventors:
JIA BINGCHENG (CN)
Application Number:
PCT/CN2011/075514
Publication Date:
December 22, 2011
Filing Date:
June 09, 2011
Export Citation:
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Assignee:
JIA BINGCHENG (CN)
International Classes:
B62D29/04; B62D23/00; B62D27/02; B62D31/00
Foreign References:
CN2656178Y2004-11-17
CN201254929Y2009-06-10
CN101503099A2009-08-12
US6378444B12002-04-30
CN201721521U2011-01-26
CN101863290A2010-10-20
CN102009698A2011-04-13
CN201694265U2011-01-05
Other References:
"The Yutong's first whole aluminum body bus make it debut at the Expo.", WORLD OF DRIVER, no. 12, 2008, pages 18
Attorney, Agent or Firm:
KEYCOM PARTNERS, P.C. (CN)
北京轻创知识产权代理有限公司 (CN)
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Claims:
权 利 要 求 书

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 铆接为环槽铆釘铆接。

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釘孔。

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。

Description:
说 明 书 车架连接结构 技术领域 本发明涉及一种连接结构, 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, 需要发明设计一 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。 发明内容 本发明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。

本发明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。

本发明的有益效果是: 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沖击能力, 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, 本发明还可以做如下改进。

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沖击能力。

进一步, 所述铆接为环槽铆釘铆接。

采用上述进一步方案的有益效果是,普通铆釘 铆接或自钻铆接一 般是钢制或铝制的抽芯铆釘,铆接力小,强度 低,造成连接可靠性低、 特别是在交变载荷、 沖击工况下很容易发生松动, 不能适应客车的铆 接要求; 环槽铆釘有 "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 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 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 还可以作为铆釘连接的 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, Vo l . 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 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; 槽的两个翻边可有效防止本车架部件受 外力沖击而弯曲, 保证了车体侧围的抗沖击能力, 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釘孔。

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 铆釘数铆接。

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为本发明所述的车架连接结构的正面图;

图 2为本发明所述的车架连接结构的背面图;

图 3 为本发明所述的车架连接结构的环槽铆釘铆接 的放大剖视 图。 具体实施方式 以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述 ,所举实例只用于 解释本发明, 并非用于限定本发明的范围。

如图 1-3所示, 本发明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 接为环槽铆釘 8铆接; 所述大角码 7或中角码 6上至少一个铆釘孔, 用于铆接大角马 Ί的环槽铆釘 8直径为 6. 5匪; 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 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—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

以图 1-2所示的车架连接结构为例, 其截面积 S=0. 00043m 2 , 铝 合金 6082T6 的抗拉强度 Rm=310 MPa, 可得抗拉力 F=Rm χ S=l 33300 (牛),其 1米长的重量为 G=2. 7g/cm 3 χ 430cm 3 =l . 16 kg。

与现有技术相比, ^ 设钢骨架纵梁为 40 X 50 X 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 x 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 m 2 , 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. 0003 m 2 , 可得抗拉力 F=Rm x 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发明的车架连接结构 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。 以上所述仅为本发明的较佳实施例, 并不用以限制本发明, 凡在 本发明的精神和原则之内, 所作的任何修改、 等同替换、 改进等, 均 应包含在本发明的保护范围之内。