本實用新型涉及鋁型材鉚接技術領域,特別涉及一種全鋁車身鋁型材連接結構。
背景技術:
隨著節能減排的宣傳及推行,鋁型材在工業領域應用越來越廣,尤其是在汽車領域,現在推出了全鋁車身的大中巴士。
不管是全承載還是半承載底盤的傳統大中巴士一般都采用鋼車身結構,整備重量非常重。車身的自重大約會消耗70%的能源。研究數據表明,汽車自重每降低10%的重量,燃油效率就可提高7%~8%;汽車整備質量每減少100公斤,每一百公里油耗可降低0.3~0.6升;所以,降低汽車能耗的首要問題便是如何使汽車輕量化,而且汽車輕量化后,其加速性能、剎車距離等操縱性能也會得到較大提高。這意味著,單單通過汽車的輕量化就不僅可以達到節能、減排的目的,還可以提高汽車的綜合性能。在能源和環境問題日漸突出和國家汽車一百公里能耗及尾氣排放標準日趨嚴格的今天,如何使汽車輕量化是汽車行業當前面臨的首要技術難題之一。
特別是純電動新能源汽車,若車身材料和結構什么都不改變的話,安裝上動力電池和其他的儲能設備之后,重量就會增加20%~40%,自身的整備質量已經嚴重影響了其載質量和續航里程。因此,電池驅動的新能源汽車比傳統汽車更迫切需要車身減重。因受動力電池重量與電池續航里程的制約,在車輛設計和材料應用上,車體輕量化便成為車企首先要考慮的問題。因為減輕車身自重,就意味著能增加載質量、降低動力負載,同時還可以大幅減小底盤部件所受的合力,使整車的操控性、經濟性更加出色。特別是對新能源汽車來說,影響的就不僅僅是重量,更重要的是影響其單位載質量能耗和續航里程。因此,降低新能源汽車自身的整備質量,是降低單位載質量能耗和提升續航里程等綜合性能的一種重要途徑。
而有“輕金屬”之稱的鋁金屬,由于其質輕、比強度高、抗沖擊性能好、耐腐蝕和表面處理性能優異、加工成型性好及再生性高等特點,且相對其他輕質材料價格相對便宜,已經成為汽車輕量化領域的重要材料。且鋁合金的吸能性好,全鋁車身吸收的撞擊力量比鋼還要大,發生碰撞時比鋼更能保證車內駕乘人員的安全。因此,鋁合金車身汽車也因其節能低耗、安全舒適及相對載重能力強等優點而備受青睞,是近年來新能源汽車輕量化的首選材料。但全鋁車身對其結構強度、剛度、屈曲強度和疲勞強度要求都很高,尤其是全鋁車身的結構及其連接強度決定了整體車身的綜合強度性能。由于鋁合金的焊接強度遠不如鋼,除了非主受力構件可以采用焊接外,主受力構件大都不允許像鋼車身那樣直接采用焊接連接,一般采用螺栓連接、鉚接和鉚粘結合等連接方式。由于車運行過程中,連接處會受到各種應力,如何防止連接處的松動,確保連接處可靠、有效是連接技術優劣的關鍵點。
公開號為CN204736921U的中國實用新型專利公開了一種公交車骨架腰梁與門立柱的鉚接結構,包括設置在門立柱連接側的凸起與設置在腰梁端部可供凸起嵌入的凹槽,腰梁與門立柱還通過連接板A、連接板B、連接板C、連接板D和若干鉚釘連接固定。該鉚接結構雖然通過凹槽與凸起的相互配合阻止了腰梁的前后擺動,但是連接板A、連接板B、連接板C、連接板D與腰梁、門立柱之間的相對位置均單純依靠安裝實現,連接穩固性和均勻性較差。
技術實現要素:
本實用新型所要解決的技術問題是:提供一種連接快速準確穩固的全鋁車身鋁型材連接結構。
為了解決上述技術問題,本實用新型采用的技術方案為:
一種全鋁車身鋁型材連接結構,包括第一鋁型材、第二鋁型材、第一連接件和第二連接件,所述第一鋁型材與所述第二鋁型材垂直設置,所述第一鋁型材在與所述第二鋁型材相對的面上平行設置有第一凹槽和第二凹槽,所述第一凹槽的寬度與所述第一連接件的厚度適配,所述第二凹槽的寬度與所述第二連接件的厚度適配;
所述第二鋁型材在其中兩個互相平行的側面上均設有第六凹槽和第七凹槽,所述第六凹槽的寬度與所述第一連接件的厚度適配,所述第七凹槽的寬度與所述第二連接件的厚度適配;
所述第六凹槽和第七凹槽之間的距離與所述第一凹槽和第二凹槽之間的距離相等,所述第一連接件中部設有與所述第二鋁型材的兩個第六凹槽之間距離相適配的第三凹槽,所述第二連接件中部設有與所述第二鋁型材的兩個第七凹槽之間距離相適配的第四凹槽。
進一步的,所述第一連接件的正面投影外形為山字形,包括兩塊第一豎板和一塊限位板,所述限位板位于兩塊所述第一豎板之間,所述限位板與所述第一豎板之間形成第三凹槽,所述第三凹槽的寬度與所述第二鋁型材的第六凹槽的底部壁厚相適配,兩個所述第三凹槽之間的距離與兩個所述第六凹槽之間的距離相適配。
進一步的,所述第二連接件的正面投影外形為倒π字形,包括兩塊第二豎板,所述第四凹槽位于兩塊所述第二豎板之間。
進一步的,所述第一連接件、第二連接件與第一鋁型材通過螺釘或者鉚釘連接固定。
進一步的,所述第一凹槽的外側壁低于內側壁,所述第二凹槽的外側壁低于內側壁。
進一步的,所述第一連接件上設有寬度與所述螺釘的頭部或者所述鉚釘的頭部適配的第五凹槽,所述第二連接件的側面投影外形為L形。
進一步的,所述第一連接件、第二連接件與第二鋁型材通過螺釘或者鉚釘連接固定。
進一步的,所述第一鋁型材上設有第一V形槽,所述第二鋁型材上設有第二V形槽,所述第一連接件上設有第三V形槽,所述第二連接件上設有第四V形槽。
進一步的,所述第一連接件和第二連接件外形相同,且均為鋁件。
進一步的,所述第一鋁型材的內腔中設有第一梯形凸起,所述第二鋁型材的內腔中設有第二梯形凸起。
本實用新型的有益效果在于:第一連接件放置在第一鋁型材的第一凹槽中,第二連接件放置在第一鋁型材的第二凹槽中,第一凹槽與第二凹槽平行設置,則第一連接件與第二連接件平行設置在第一鋁型材上;第一連接件的兩端分別卡位在第二鋁型材的兩個第六凹槽中,第二連接件的兩端分別卡位在第二鋁型材的兩個第七凹槽中,則第二鋁型材與第一連接板和第二連接板之間互相限制了相對的轉動和移動;第一鋁型材、第二鋁型材、第一連接件和第二連接件互相插接搭接在一起后,限制了除第一鋁型材相對于第一連接件滑動以及第二鋁型材相對于第一連接件滑動外的單個零件移動和轉動的任意自由度,定位快速準確,且第一鋁型材、第二鋁型材、第一連接件和第二連接件之間的互相制約,大大減少了螺釘或者鉚釘所受的力,尤其是剪切力,使連接結構更加穩固。
附圖說明
圖1為本實用新型實施例一的第一鋁型材的截面示意圖;
圖2為本實用新型實施例一的第二鋁型材的截面示意圖;
圖3為本實用新型實施例的第一鋁型材與第一連接件、第二連接件、第二鋁型材連接的斷面視圖;
圖4為本實用新型實施例的第一鋁型材與第一連接件、第二連接件、第二鋁型材連接的立體示意圖;
圖5為本實用新型實施例的第一鋁型材與第一連接件和第二連接件連接的結構示意圖;
圖6為本實用新型實施例二的第二鋁型材的截面示意圖。
標號說明:
1、第一鋁型材;2、第二鋁型材;3、第一連接件;4、第二連接件;5、螺釘;
11、第一凹槽;12、第二凹槽;13、第一V形槽;14、第一梯形凸起;
15、第一連接板;
21、第六凹槽;22、第七凹槽;23、第二V形槽;24、第二梯形凸起;
25、第二連接板;
31、第三凹槽;32、第一豎板;33、限位板;34、第五凹槽;35、第三V形槽;
41、第四凹槽;42、第二豎板;43、第四V形槽。
具體實施方式
為詳細說明本實用新型的技術內容、所實現目的及效果,以下結合實施方式并配合附圖予以說明。
本實用新型最關鍵的構思在于:通過兩個平行設置的連接件與第一鋁型材和第二鋁型材之間的互相插接搭接,來實現第一鋁型材和第二鋁型材之間的快速定位拼接。
請參照圖1至圖6,本實用新型提供了一種全鋁車身鋁型材連接結構,包括第一鋁型材1、第二鋁型材2、第一連接件3和第二連接件4,所述第一鋁型材1與所述第二鋁型材2垂直設置,所述第一鋁型材1在與所述第二鋁型材2相對的面上平行設置有第一凹槽11和第二凹槽12,所述第一凹槽11的寬度與所述第一連接件3的厚度適配,所述第二凹槽12的寬度與所述第二連接件4的厚度適配;
所述第二鋁型材2在其中兩個互相平行的側面上均設有第六凹槽21和第七凹槽22,所述第六凹槽21的寬度與所述第一連接件3的厚度適配,所述第七凹槽22的寬度與所述第二連接件4的厚度適配;
所述第六凹槽21和第七凹槽22之間的距離與所述第一凹槽11和第二凹槽12之間的距離相等,所述第一連接件3中部設有與所述第二鋁型材2的兩個第六凹槽21之間距離相適配的第三凹槽31,所述第二連接件4中部設有與所述第二鋁型材2的兩個第七凹槽22之間距離相適配的第四凹槽41。
進一步的,所述第一連接件3的正面投影外形為山字形,包括兩塊第一豎板32和一塊限位板33,所述限位板33位于兩塊所述第一豎板32之間,所述限位板33與所述第一豎板32之間形成第三凹槽31,所述第三凹槽31的寬度與所述第二鋁型材2的第六凹槽21的底部壁厚相適配,兩個所述第三凹槽31之間 的距離與兩個所述第六凹槽21之間的距離相適配。
由上述描述可知,限位板33位于兩塊第一豎板32之間,第三凹槽31位于限位板33和第一豎板32之間,則第三凹槽31有兩個,第三凹槽31的寬度與第二鋁型材2的第六凹槽21的底部壁厚適配,兩個第三凹槽31之間的距離與兩個第六凹槽21之間的距離適配,則第一連接件3的兩個第一豎板32分別插接并卡位在第二鋁型材2的兩個第六凹槽21中,第一連接件3的限位板33插接并卡位在第二鋁型材2的兩個第六凹槽21之間的內腔中,第一連接件3與第二鋁型材2之間的定位屬于超靜定連接,使在沒有安裝螺釘5或者鉚釘的情況下,第一連接件3與第二鋁型材2之間仍然具有較為穩固的連接關系,便于一個操作人員即可實現將第一連接件3第二鋁型材2快速定位安裝,安裝操作便捷。
進一步的,所述第二連接件4的正面投影外形為倒π字形,包括兩塊第二豎板42,所述第四凹槽41位于兩塊所述第二豎板42之間。
由上述描述可知,第四凹槽41位于兩塊第二豎板42之間,則連接件的兩個第二豎板42分別插接并卡位在第二鋁型材2的兩個第七凹槽22中,可限制第二連接件4與第二鋁型材2之間的相互移動和轉動,第一連接件3與第二連接件4平行設置,則第二鋁型材2插入第一連接件3中的方向與插入第二連接件4中的方向相同,連接結構合理,拼接快速。
進一步的,所述第一連接件3、第二連接件4與第一鋁型材1通過螺釘5或者鉚釘連接固定。
由上述描述可知,第一連接件3、第二連接件4與第一鋁型材1通過螺釘5或者鉚釘連接固定,具有連接穩固的優點。
進一步的,所述第一凹槽11的外側壁低于內側壁,所述第二凹槽12的外側壁低于內側壁。
由上述描述可知,第一凹槽11的外側壁低于內側壁,所述第二凹槽12的外側壁低于內側壁是為了避讓螺釘5或者鉚釘的端部,防止螺釘5或者鉚釘凸出于第一鋁型材1的外表面,同時可減少在第一鋁型材1上打孔的數量,減少加工量和加工工時。
進一步的,所述第一連接件3上設有寬度與所述螺釘5的頭部或者所述鉚釘的頭部適配的第五凹槽34,所述第二連接件4的側面投影外形為L形。
由上述描述可知,第一連接件3上的第五凹槽34和第二連接件4的側面設置為L形,均是為了避讓螺釘5或者鉚釘的端部,防止螺釘5或者鉚釘凸出于第一鋁型材1的外表面。
進一步的,所述第一連接件3、第二連接件4與第二鋁型材2通過螺釘5或者鉚釘連接固定。
由上述描述可知,第一連接件3、第二連接件4與第二鋁型材2通過螺釘5或者鉚釘連接固定,連接結構穩固。
進一步的,所述第一鋁型材1上設有第一V形槽13,所述第二鋁型材2上設有第二V形槽23,所述第一連接件3上設有第三V形槽35,所述第二連接件4上設有第四V形槽43。
由上述描述可知,第一鋁型材1、第二鋁型材2、第一連接件3和第二連接件4上分別設有第一V形槽13、第二V形槽23、第三V形槽35、第四V形槽43,均是為了方便鉆孔時的定位,便于加工。
進一步的,所述第一連接件3和第二連接件4外形相同,且均為鋁件。
由上述描述可知,第一連接件3和第二連接件4外形相同,則使所述連接結構具有好的外觀度;第一連接件3和第二連接件4均為鋁件,則兩者具有便于批量生產、加工便捷、耐腐蝕的優點。
進一步的,所述第一鋁型材1的內腔中設有第一梯形凸起14,所述第二鋁型材2的內腔中設有第二梯形凸起24。
由上述描述可知,第一梯形凸起14和第二梯形凸起24具有分別加強第一鋁型材1和第二鋁型材2的結構強度和剛度的效果。
請參照圖1至圖5,本實用新型的實施例一為:
一種全鋁車身鋁型材連接結構,包括第一鋁型材1、第二鋁型材2、第一連接件3和第二連接件4,所述第一鋁型材1與所述第二鋁型材2垂直設置,所述第一鋁型材1在與所述第二鋁型材2相對的面上平行設置有第一凹槽11和第二 凹槽12,所述第一凹槽11的寬度與所述第一連接件3的厚度適配,所述第二凹槽12的寬度與所述第二連接件4的厚度適配;所述第二鋁型材2在其中兩個互相平行的側面上均設有第六凹槽21和第七凹槽22,所述第六凹槽21的寬度與所述第一連接件3的厚度適配,所述第七凹槽22的寬度與所述第二連接件4的厚度適配;所述第六凹槽21和第七凹槽22之間的距離與所述第一凹槽11和第二凹槽12之間的距離相等,所述第一連接件3中部設有與所述第二鋁型材2的兩個第六凹槽21之間距離相適配的第三凹槽31,所述第二連接件4中部設有與所述第二鋁型材2的兩個第七凹槽22之間距離相適配的第四凹槽41;所述第一連接件3的正面投影外形為山字形,包括兩塊第一豎板32和一塊限位板33,所述限位板33位于兩塊所述第一豎板32之間,所述限位板33與所述第一豎板32之間形成第三凹槽31,所述第三凹槽31的寬度與所述第二鋁型材2的第六凹槽21的底部壁厚相適配,兩個所述第三凹槽31之間的距離與兩個所述第六凹槽21之間的距離相適配;所述第二連接件4的正面投影外形為倒π字形,包括兩塊第二豎板42,所述第四凹槽41位于兩塊所述第二豎板42之間;所述第一連接件3、第二連接件4與第一鋁型材1通過螺釘5或者鉚釘連接固定,所述第一連接件3、第二連接件4與第二鋁型材2通過螺釘5或者鉚釘連接固定;所述第一鋁型材1上設有第一V形槽13,所述第二鋁型材2上設有第二V形槽23,所述第一連接件3上設有第三V形槽35,所述第二連接件4上設有第四V形槽43;所述第一連接件3和第二連接件4外形相同,且均為鋁件。
如圖1所示,第一鋁型材1的第一凹槽11內側壁與第二凹槽12內側壁之間設有第一連接板15,第一連接板15的頂部低于第一凹槽11內側壁和第二凹槽12內側壁;如圖2所示,第二鋁型材2的第六凹槽21內側壁與第七凹槽22內側壁之間設有第二連接板25,第二連接板25的頂部低于第六凹槽21內側壁和第七凹槽22內側壁;
使用時,第一連接件3與第二連接件4平行設置,第一連接件3放置在第一鋁型材1的第一凹槽11中,第二連接件4放置在第一鋁型材1的第二凹槽12中,第二鋁型材2上設有兩個第六凹槽21和兩個第七凹槽22,則第一連接件3的兩個第一豎板32分別卡位在兩個第六凹槽21中,第二連接件4的兩個第二 豎板42分別卡位在兩個第七凹槽22中,另外第一連接件3的限位板33還插入第二鋁型材2的內腔中,第一鋁型材1、第二鋁型材2、第一連接件3和第二連接件4互相插接對位好后,通過螺釘5或者鉚釘連接固定。
另外,所述第一鋁型材1在與所述第二鋁型材2相背離的面上也平行設置有第一凹槽11和第二凹槽12,即第一鋁型材1與第二鋁型材2的截面相同,第一鋁型材1與第二鋁型材2在使用時可隨時互換進行拼接,使用便捷。
安裝工序為:1、沿著第一鋁型材1的第一V形槽13、第二鋁型材2的第二V形槽23、第一連接件3的第三V形槽35、第二連接件4的第四V形槽43分別在第一鋁型材1、第二鋁型材2、第一連接件3和第二連接件4上打孔,該孔與螺釘5或者鉚釘形狀適配;2、將第一連接件3放在第一鋁型材1的第一凹槽11中,將第二連接件4放在第一鋁型材1的第二凹槽12中;3、在第一連接件3、第二連接件4、第一鋁型材1之間放入螺釘5或者鉚釘,預夾緊;4、將第二鋁型材2同時插入第一連接件3的第三凹槽31和第二連接件4的第四凹槽41中;5、在第一連接件3、第二連接件4、第一鋁型材1之間放入螺釘5或者鉚釘,預夾緊;6、調整第一鋁型材1、第二鋁型材2、第一連接件3和第二連接件4之間的相對位置,將螺釘5或者鉚釘固定連接。
或者安裝工序為:1、將第一連接件3放在第一鋁型材1的第一凹槽11中,將第二連接件4放在第一鋁型材1的第二凹槽12中,將第二鋁型材2同時插入第一連接件3的第三凹槽31和第二連接件4的第四凹槽41中;2、調整第一鋁型材1、第二鋁型材2、第一連接件3和第二連接件4之間的相對位置,在第一鋁型材1、第二鋁型材2、第一連接件3和第二連接件4上配鉆出與螺釘5或者鉚釘配合的孔;3、在第一連接件3、第二連接件4、第一鋁型材1之間放入螺釘5或者鉚釘,預夾緊;在第一連接件3、第二連接件4、第一鋁型材1之間放入螺釘5或者鉚釘,預夾緊;4、調整第一鋁型材1、第二鋁型材2、第一連接件3和第二連接件4之間的相對位置,將螺釘5或者鉚釘固定連接。
請參照圖1至圖6,本實用新型的實施例二為:
一種全鋁車身鋁型材連接結構,在實施例一的基礎上,所述第一凹槽11的外側壁低于內側壁,所述第二凹槽12的外側壁低于內側壁,所述第一連接件3 上設有寬度與所述螺釘5的頭部或者所述鉚釘的頭部適配的第五凹槽34,所述第二連接件4的側面投影外形為L形,所述第一鋁型材1的內腔中設有第一梯形凸起14,所述第二鋁型材2的內腔中設有第二梯形凸起24。
如圖6所示,第二連接板25的頂部與第六凹槽21內側壁和第七凹槽22內側壁的頂部平齊。
在第一連接件3的第五凹槽34處設有與螺釘5或者鉚釘配合的孔,第一鋁型材1、第二鋁型材2、第一連接件3和第二連接件4安裝固定后,螺釘5或者鉚釘的端部不會凸出于第一鋁型材1的外表面,第一梯形凸起14和第二梯形凸起24可分別加強第一鋁型材1與第二鋁型材2的結構強度和剛度。
綜上所述,本實用新型提供的全鋁車身鋁型材連接結構,第一連接件3和第二連接件4平行設置在第一鋁型材1的同一側面上,第二鋁型材2與第一鋁型材1垂直設置,第一鋁型材1與第二鋁型材2的截面可相同或者不同,第二鋁型材2同時插接在第一連接件3與第二連接件4的中部,第一連接件3的中部還插接在第二鋁型材2的內腔中,第一鋁型材1、第一連接件3和第二連接件4通過螺釘5或者鉚釘連接固定,第二鋁型材2、第一連接件3和第二連接件4通過螺釘5或者鉚釘連接固定,實現第一鋁型材1、第二鋁型材2、第一連接件3和第二連接件4之間互相插接搭接,實現了四者的快速定位拼接及固定,連接結構穩固,同時第一鋁型材1、第二鋁型材2、第一連接件3和第二連接件4之間在使用的過程中,互相限制移動和轉動的自由度,大大減少螺釘5或者鉚釘所受的剪切力,提高所述連接結構的穩固性,將該連接結構應用在全鋁車身上,可大大加快全鋁車身的安裝速度,縮短工時,并增強全鋁車身的整體結構強度、剛度和抗沖擊性能。
以上所述僅為本實用新型的實施例,并非因此限制本實用新型的專利范圍,凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等同變換,或直接或間接運用在相關的技術領域,均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內。