专利名称：一种车架连接结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及汽车制造领域，尤其是指一种用于客车骨架中的部件连接结构。
背景技术：
现有的客车骨架结构形式主要有三种第一种，非承载式。汽车有刚性车架，又称底盘大梁架。车身本体悬置于车 架上，用弹性元件联接，主要靠车架承重，车身不参与受力。这种非承载式车身比较笨 重，质量大，汽车质心高，高速行驶稳定性较差。第二种，半承载式。半承载式车身的汽车没有刚性大梁架，只是加强了前围， 侧围，后围，底架等部位，车身和底架共同组成了车身本体的刚性空间结构。这种半承 载式，车身只是部分参与受力，质量比非承载式车身稍小。第三种，采用巨型钢管焊接而成的全承载式车身结构。该全承载式车身结构虽 然质量比前两种小，但还不能有效的大幅度降低车身重量。以上三种结构均为钢制结构，整车重量大，导致承载能力下降，客车能耗偏 高，再有钢骨架容易生锈，即使磷化处理过的骨架寿命也不过8年左右，而且不能回收 利用。磷化液中的磷是一种剧毒物质，以及矩型钢管上所喷的防锈漆，均严重污染环境。具体来说，在现有的客车骨架结构中，钢管的连接均采用焊接，一个12米长的 普通钢骨架大客车约有14.5吨重。对于新能源客车来说，电池重量在2.5 4吨，钢骨 架大客车除去电池和自身重量，载客能力变得很小。采用铝合金或镁合金骨架制造车身是客车制造的一种新技术，与普通钢骨架大 客车相比，同样12米长的铝骨架大客车重约11.5吨，其自重比普通钢骨架大客车轻3吨 左右。但当车身骨架改为铝合金或镁合金型材后，型材的连接如果采用焊接，将会造成 应力集中，产生裂纹。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种车架连接结构，避免了车体骨架中车架 部件的连接部分由于应力集中而产生裂纹，保证了车体骨架连接处的牢固。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，包括立柱、短 腰立柱、侧窗下纵梁、侧舱门上纵梁、内蒙皮和加强梁；所述侧窗下纵梁通过中角码与 立柱连接，所述侧舱门上纵梁通过中角码与立柱连接；所述短腰立柱通过中角码连接于 侧窗下纵梁和侧舱门上纵梁之间；所述内蒙皮设置于立柱、短腰立柱、侧窗下纵梁和侧 舱门上纵梁的一侧，并与立柱、短腰立柱、侧窗下纵梁和侧舱门上纵梁连接；所述加强 梁设置于内蒙皮远离立柱、短腰立柱、侧窗下纵梁和侧舱门上纵梁的另一侧，并与内蒙 皮、立柱、短腰立柱以及侧窗下纵梁连接；所述立柱、短腰立柱、侧窗下纵梁、侧舱门 上纵梁、内蒙皮和加强梁为铝合金或镁合金材料；部件之间通过铆钉进行连接。
本发明的有益效果是通过铆钉对铝合金或镁合金部件进行连接，避免了车体 骨架中铝合金或镁合金部件的连接部分由于应力集中而产生裂纹，保证了车体骨架连接 处的牢固。本发明车架连接结构设置于车体骨架的车身侧部的车窗以下和侧舱门以上的 位置，通过侧窗下纵梁与立柱的连接，使侧窗下纵梁的受力能够传递至立柱，从而分散 侧窗下纵梁的受力；侧窗下纵梁与短腰立柱的连接、短腰立柱与侧舱门上纵梁的连接以 及侧舱门上纵梁与立柱的连接，进一步加强了侧窗下纵梁的承重，并进一步分散了侧窗 下纵梁的受力，同时也增强了车体的抗冲击能力；加强梁的设置进一步加固了该车架连 接结构，使该车架连接结构抵抗外界冲击的能力更强。各连接部件采用铝合金或镁合金 材料，与传统钢制结构相比达到了减轻重量接近一半的效果，使得车身侧围重量大大减 轻，并且不易被腐蚀，寿命可长达25年，整车报废后还可回收利用，降低了制造和运营 成本，更加节能环保。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、短腰立柱以及侧舱门上纵梁三个部件的本体均为中空的方 形管状结构，在方形管状结构的一个管壁向两侧延展形成两个翻边。采用上述进一步方案的有益效果是，采用中空方形管状的结构设计大幅降低了 采用此种车架部件的车体骨架的重量，对于本部件而言其重量不到传统车架结构中钢管 重量的一半，从而降低了汽车使用中的能源消耗，节约了汽车的使用成本；方形管状结 构中的一个管壁向两侧延展形成的两个翻边，增加了该中空管状结构的强度，使其更加 抗弯、抗扭，从而使车体骨架更加牢固，翻边也便于该结构与其他部件的连接。公开号 为US6598923B2、US2072804A的专利以及李阳在2009年第1期的《客车技术与研究》 中发表的《客车车身轻量化技术探讨》，均没有本部件重量不到传统车架结构中钢管重 量的一半这一技术特征。进一步，在所述方形管状结构内部，各管壁之间的拐角为圆角。采用上述进一步方案的有益效果是，避免管壁之间的拐角因应力集中而产生裂 纹。进一步，所述翻边与其相邻管壁之间的拐角为圆角。采用上述进一步方案的有益效果是，避免翻边与其相邻管壁之间的拐角因应力 集中而产生裂纹。进一步，所述翻边的边缘为圆角。采用上述进一步方案的有益效果是，避免翻边的边缘因应力集中而产生裂纹。
进一步，所述立柱和短腰立柱通过其翻边与内蒙皮和加强梁连接。采用上述进一步方案的有益效果是，通过翻边与内蒙皮以及加强梁进行连接， 与仅仅通过方形管状结构中的一个管壁进行连接相比，由于采用两个翻边同时进行连 接，这样可以使其连接更稳固，避免出现一个管壁连接时可能发生的连接处松动的问 题。进一步，所述立柱、短腰立柱以及侧舱门上纵梁相互之间分别通过中角码连 接，中角码连接在立柱、短腰立柱或侧舱门上纵梁的与延展出翻边的管壁相垂直的侧壁 上。采用上述进一步方案的有益效果是，立柱、短腰立柱以及侧舱门上纵梁的方形管状结构中，通过与延展出翻边的管壁相垂直的侧壁与中角码进行连接后，形成网状结 构，使各部件共同参与受力，保证了此车架连接结构的稳定。进一步，所述侧窗下纵梁横为横截面呈U形的凹槽，U形凹槽两侧的两个侧壁 相互平行，U形凹槽的底壁垂直于两个侧壁，其中一个侧壁在远离底壁的末端向U形凹 槽的外侧伸出一个弯壁。采用上述进一步方案的有益效果是，该侧窗下纵梁形状便于与其他部件之间进 行连接，并能够对后期安装的车窗起到很好的支撑作用，弯壁的设置可以在后期安装外 蒙皮时，节省与外蒙皮之间的粘接胶，在保证车架强度不受任何损失的前提下降低了车 架的制造成本。进一步，所述侧窗下纵梁中，所述底壁与侧壁之间的拐角为圆角，侧壁与弯壁 之间的拐角为圆角。采用上述进一步方案的有益效果是，避免各拐角因应力集中而产生裂纹。进一步，所述侧窗下纵梁通过不带有弯壁的侧壁与内蒙皮和加强梁连接。采用上述进一步方案的有益效果是，立柱、短腰立柱、侧窗下纵梁、侧舱门上 纵梁、加强梁和内蒙皮铆接成一体，使侧围骨架抗弯强度更高、更牢固。进一步，所述侧窗下纵梁通过底壁与中角码连接，所述中角码设置于侧窗下纵 梁的两个侧壁之间。采用上述进一步方案的有益效果是，保证在侧窗下纵梁的底壁外侧安装车窗时 不必被中角码所干扰而影响车窗的安装。进一步，所述加强梁本体为长条形凹槽结构，所述长条形凹槽的底边宽度大于 两个侧边的宽度。采用上述进一步方案的有益效果是，底边宽度大于两个侧边宽度的结构设计， 使得加强梁不易受到沿垂直于其底边方向的外力而弯曲。进一步，所述底边与侧边之间的拐角为圆角。采用上述进一步方案的有益效果是，避免各拐角因应力集中而产生裂纹。进一步，所述加强梁通过底边与内蒙皮、立柱、短腰立柱以及侧窗下纵梁连 接。采用上述进一步方案的有益效果是，可使与底边固定的立柱等部件连接稳固， 使车架不易扭曲；凹槽的两个侧壁可有效防止加强梁受外力冲击而弯曲，从而保证了本 发明车架连接结构的抗冲击能力。进一步，所述立柱、侧窗下纵梁、短腰立柱、侧舱门上纵梁、加强梁和中角码 的材质为 6005T5、6005T6、6082T5、6082T6、7A04、7003 或者 7005 型铝合金。采用上述进一步方案的有益效果是，保证本发明车架连接结构中的立柱、侧窗 下纵梁、短腰立柱、侧舱门上纵梁、加强梁和中角码达到与钢材相近的强度或高于钢材 的强度。进一步，所述内蒙皮材质为1050H18 H24、1060H18 H24或者3003H18
H24型铝合金。进一步，所述连接为环槽铆钉铆接。采用上述进一步方案的有益效果是，环槽铆钉具有“一次紧固，永不松动”的特性，抗震性好、防渗性强、联接强度高，可有效防止连接部件在震动时的松脱，保证 了该车架连接结构的紧密连接。
图1为本发明车架连接结构示意图；图2为图1的左视图；图3为本发明车架连接结构中立柱、短腰立柱和侧舱门上纵梁的横截面示意 图；图4为本发明车架连接结构中侧窗下纵梁的横截面示意图；图5为本发明车架连接结构中加强梁的横截面示意图；图6为本发明车架连接结构中中角码的横截面示意图；图7为本发明车架连接结构中立柱与侧窗下纵梁连接处的结构示意图；图8为本发明车架连接结构中立柱与侧舱门上纵梁连接处的结构示意图；图9为本发明车架连接结构侧窗下纵梁与短腰立柱连接处的结构示意图；图10为本发明车架连接结构侧舱门上纵梁与短腰立柱连接处的结构示意图；图11为本发明车架连接结构中的环槽铆钉的结构图。附图中，各标号所代表的部件列表如下1、立柱，2、侧窗下纵梁，3、短腰立柱，4、侧舱门上纵梁，5、内蒙皮，6、
加强梁，7、中角码
具体实施例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、图2所示，本发明车架连接结构中，侧窗下纵梁2的端部通过中角码7 与立柱1连接，且侧窗下纵梁2垂直于立柱1，短腰立柱3的一端通过中角码7与侧窗下 纵梁2的中部连接，短腰立柱3的另一端通过中角码7与侧舱门上纵梁4的中部连接，短 腰立柱3垂直于侧窗下纵梁2并垂直于侧舱门上纵梁4，侧舱门上纵梁4平行于侧窗下纵 梁2，侧舱门上纵梁4的端部通过中角码7与立柱1连接，且侧舱门上纵梁4垂直于立柱 1。在立柱1、侧窗下纵梁2、短腰立柱3和侧舱门上纵梁4的一侧覆盖内蒙皮5，加强 梁6设置于内蒙皮5远离立柱1、侧窗下纵梁2、短腰立柱3和侧舱门上纵梁4的一侧， 并通过铆钉透过内蒙皮5与立柱1、侧窗下纵梁2和短腰立柱3连接。立柱1、侧窗下 纵梁2、短腰立柱3、侧舱门上纵梁4、内蒙皮5和加强梁6均为铝合金或镁合金材料， 且各部件之间的连接均采用铆钉连接，在于传统钢制骨架相比，减小了重量的同时以避 免该车架连接结构的连接部分由于应力集中而产生裂纹，保证该车架连接结构的牢固。 本发明用于汽车车身的各部件的材质为镁合金或者6005T5、6005T6、6082T5、6082T6、 7A04、7003、7005型铝合金，保证其强度达到使用的要求。如图3所示，为本发明车架连接结构中的立柱1、短腰立柱3和侧舱门上纵梁4 的横截面示意图。立柱1、短腰立柱3和侧舱门上纵梁4为方形管状结构，方形管状结构 中的一个管壁向两侧延展形成两个翻边。在本发明车架连接结构中，立柱1、短腰立柱3和侧舱门上纵梁4的翻边均处于同一侧并与内蒙皮5连接，从而保证与内蒙皮5之间连接 的牢固；对于立柱1和短腰立柱3来说，其与加强梁6也是通过翻边进行连接的，从而使 得连接更紧密。在本发明的车架连接结构中，立柱1、短腰立柱3和侧舱门上纵梁4的翻 边可以增强立柱1、短腰立柱3和侧舱门上纵梁4的抗弯曲能力，从而进一步增强了本发 明车架连接结构的抗弯曲能力。立柱1、短腰立柱3和侧舱门上纵梁4的方形管状结构中 管壁之间的拐角，翻边与管壁之间的拐角，以及翻边的边缘均为圆角，以避免各拐角以 及翻边边缘处因应力集中而产生裂纹。如图4所示，为本发明车架连接结构中侧窗下纵梁2的横截面示意图。侧窗下 纵梁2为横截面呈U形的凹槽，U形凹槽两侧的两个侧壁相互平行，U形凹槽的底壁垂 直于两个侧壁，其中一个侧壁在远离底壁的末端向U形凹槽的外侧伸出一个弯壁，不带 有弯壁的侧壁宽度比带有弯壁的侧壁宽度更宽，底壁与侧壁之间的拐角为圆角，侧壁与 弯壁之间的拐角为圆角。侧窗下纵梁2通过较宽的侧壁与内蒙皮5连接，以保证相互之 间连接的稳固，弯壁的设置，使后期在带有弯壁的侧壁外侧安装外蒙皮时，节省与外蒙 皮之间的粘接胶。侧窗下纵梁2的侧壁与底壁之间的拐角以及侧壁与弯壁之间的拐角为 圆角，以避免各拐角因应力集中而产生裂纹。如图5所示，为本发明车架连接结构中加强梁6的横截面示意图。加强梁6为 长条形凹槽结构，其底边宽度大于两个侧边的宽度，加强梁6中侧边的设置使得其沿底 边垂直方向的抗弯曲能力增强。在本发明车架连接结构中，加强梁6通过其底边与内蒙 皮5、立柱1、侧窗下纵梁2以及短腰立柱3连接，辅助内蒙皮5、立柱1、侧窗下纵梁2 以及短腰立柱3之间的连接更加稳固，并使的该车架连接结构的抗冲击能力更强。加强 梁6的底边与侧边之间的拐角为圆角，以避免各拐角因应力集中而产生裂纹。如图6所示，为本发明车架连接结构中中角码7的横截面示意图。中角码7的 横截面结构为“L”型直角结构，其内角以及两边的边缘处采用圆角结构，以避免局部应 力过大而使中角码产生裂纹。图7为本发明车架连接结构中立柱1与侧窗下纵梁2连接处的结构示意图。如 图7所示，在侧窗下纵梁2的端部，侧窗下纵梁2的底壁与中角码7的一个侧边通过铆钉 连接，并且中角码7设置于侧窗下纵梁2的两个侧壁之间，中角码7的另一个侧边与立柱 1上与延展出翻边的管壁相垂直的侧壁通过铆钉连接，这样，当后期在侧窗下纵梁2的远 离中角码7的一侧安装玻璃窗时，可避免中角码7对安装玻璃窗的影响。侧窗下纵梁2 较宽的侧边以及立柱1的翻边与内蒙皮5和加强梁6通过铆钉连接。图8为本发明车架连接结构中立柱1与侧舱门上纵梁4连接处的结构示意图。如 图8所示，在侧舱门上纵梁4的端部，侧舱门上纵梁4通过与延展出翻边的管壁相垂直的 侧壁与中角码7的一个侧边利用铆钉连接，中角码7的另一个侧边与立柱1上与延展出翻 边的管壁相垂直的侧壁通过铆钉连接，由于侧舱门上纵梁4与立柱1均具有两个翻边，所 以在每个侧舱门上纵梁4与立柱1之间均有两个中角码7进行辅助连接，从而增强了其连 接的牢固性。侧舱门上纵梁4的翻边与立柱1的翻边设置于该车架连接结构的同一侧，并 与内蒙皮5通过铆钉连接，从而增强了内蒙皮5与侧舱门上纵梁4和立柱1连接的牢固。图9为本发明车架连接结构侧窗下纵梁2与短腰立柱3连接处的结构示意图。 如图9所示，在短腰立柱3的端部，短腰立柱3通过与延展出翻边的管壁相垂直的侧壁与中角码7的一个侧边利用铆钉连接，中角码7的另一个侧边与侧窗下纵梁2的底壁通过铆 钉连接，并且中角码7设置于侧窗下纵梁2的两个侧壁之间。由于短腰立柱3具有两个 翻边，所以在短腰立柱3与侧窗下纵梁2之间有两个中角码7进行辅助连接，从而增强了 其连接的牢固性。侧窗下纵梁2较宽的侧边以及短腰立柱3的翻边与内蒙皮5和加强梁 6通过铆钉连接。图10为本发明车架连接结构侧舱门上纵梁4与短腰立柱3连接处的结构示意 图。如图10所示，在短腰立柱3的端部，短腰立柱3通过与延展出翻边的管壁相垂直的 侧壁与中角码7的一个侧边利用铆钉连接，中角码7的另一个侧边与侧舱门上纵梁4中与 延展出翻边的管壁相垂直的侧壁通过铆钉连接，由于短腰立柱3具有两个翻边，所以在 短腰立柱3与侧舱门上纵梁4之间有两个中角码7进行辅助连接，从而增强了其连接的牢 固性。短腰立柱3以及侧舱门上纵梁4的翻边与内蒙皮5通过铆钉连接。本发明中各部件之间采用如图11所示的环槽铆钉进行铆接，立柱1、侧窗下纵 梁2、短腰立柱3、侧舱门上纵梁4、加强梁6以及中角码7的材质为镁合金或6005T5、 6005T6、6082T5、6082T6、7A04、7003、7005 型铝合金，内蒙皮 5 为 2 4mm 厚的 镁合金或铝合金板，若采用铝合金，其材质为1050H18 H24、1060H18 H24或者 3003H18 H24型铝合金。本发明的车架连接结构也同样适用于车体侧围骨架的其它部 位。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。
权利要求
1.一种车架连接结构，其特征在于包括立柱、短腰立柱、侧窗下纵梁、侧舱门 上纵梁、内蒙皮和加强梁；所述侧窗下纵梁通过中角码与立柱连接，所述侧舱门上纵梁 通过中角码与立柱连接；所述短腰立柱通过中角码连接于侧窗下纵梁和侧舱门上纵梁之 间；所述内蒙皮设置于立柱、短腰立柱、侧窗下纵梁和侧舱门上纵梁的一侧，并与立 柱、短腰立柱、侧窗下纵梁和侧舱门上纵梁连接；所述加强梁设置于内蒙皮远离立柱、 短腰立柱、侧窗下纵梁和侧舱门上纵梁的另一侧，并与内蒙皮、立柱、短腰立柱以及侧 窗下纵梁连接；所述立柱、短腰立柱、侧窗下纵梁、侧舱门上纵梁、内蒙皮和加强梁为 铝合金或镁合金材料；部件之间通过铆钉进行连接。
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、短腰立柱以及侧 舱门上纵梁三个部件的本体均为中空的方形管状结构，在方形管状结构的一个管壁向两 侧延展形成两个翻边。
3.根据权利要求2所述的车架连接结构，其特征在于在所述方形管状结构内部， 各管壁之间的拐角为圆角。
4.根据权利要求2所述的车架连接结构，其特征在于所述翻边与其相邻管壁之间 的拐角为圆角。
5.根据权利要求2所述的车架连接结构，其特征在于所述翻边的边缘为圆角。
6.根据权利要求2至5任一项所述的车架连接结构，其特征在于所述立柱和短腰立 柱通过其翻边与内蒙皮和加强梁连接。
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、短腰立柱以及侧 舱门上纵梁相互之间分别通过中角码连接，中角码连接在立柱、短腰立柱或侧舱门上纵 梁的与延展出翻边的管壁相垂直的侧壁上。
8.根据权利要求1所述的车架连接结构，其特征在于所述侧窗下纵梁横为横截面 呈U形的凹槽，U形凹槽两侧的两个侧壁相互平行，U形凹槽的底壁垂直于两个侧壁， 其中一个侧壁在远离底壁的末端向U形凹槽的外侧伸出一个弯壁。
9.根据权利要求8所述的车架连接结构，其特征在于所述底壁与侧壁之间的拐角 为圆角，侧壁与弯壁之间的拐角为圆角。
10.根据权利要求8或9所述的车架连接结构，其特征在于所述侧窗下纵梁通过不 带有弯壁的侧壁与内蒙皮和加强梁连接。
11.根据权利要求8或9所述的车架连接结构，其特征在于所述侧窗下纵梁通过底 壁与中角码连接，所述中角码设置于侧窗下纵梁的两个侧壁之间。
12.根据权利要求1所述的车架连接结构，其特征在于所述加强梁本体为长条形凹 槽结构，所述长条形凹槽的底边宽度大于两个侧边的宽度。
13.根据权利要求12所述的车架连接结构，其特征在于所述底边与侧边之间的拐 角为圆角。
14.根据权利要求12或13所述的车架连接结构，其特征在于所述加强梁通过底边 与内蒙皮、立柱、短腰立柱以及侧窗下纵梁连接。
15.根据权利要求1至5或8或9或12或13任一项所述的车架连接结构，其特征 在于所述立柱、侧窗下纵梁、短腰立柱、侧舱门上纵梁、加强梁和中角码的材质为 6005T5、6005T6、6082T5、6082T6、7A04、7003 或者 7005 型铝合金。
16.根据权利要求1至5或8或9或12或13任一项所述的车架连接结构，其特征在 于所述内蒙皮材质为1050H18 H24、1060H18 H24或者3003H18 H24型铝合
17.根据权利要求1至5或8或9或12或13任一项所述的车架连接结构，其特征在 于所述连接为环槽铆钉铆接。
全文摘要
本发明涉及一种车架连接结构。该车架连接结构位于客车车体骨架侧部车窗以下侧舱门以上的位置，在立柱与立柱之间连接有侧窗下纵梁和侧舱门上纵梁，在侧窗下纵梁和侧舱门上纵梁之间连接有短腰立柱，上述各个部件之间使用中角码连接。在立柱、短腰立柱、侧窗下纵梁和侧舱门上纵梁的一侧设置内蒙皮，内蒙皮远离上述各部件的另一侧设有加强梁。本发明各部件均采用铝合金或镁合金材料制成并采用铆钉进行连接。在保证该车架连接结构强度不低于传统钢制车架连接结构强度的情况下，减轻了车体骨架的重量，并延长了车体骨架的使用寿命。
文档编号B62D27/00GK102009697SQ20101020795
公开日2011年4月13日 申请日期2010年6月13日 优先权日2010年6月13日
发明者贾秉成 申请人:贾秉成