[发明专利]具有用于连接不同材料的互锁特征的车辆支撑框架

说明书

技术领域

本发明涉及具有包括不同材料的部件的车辆支撑框架以及其加工方法。

背景技术

传统车辆支撑框架可由不同材料组成，包括例如钢、铝以及增强的聚合物复合材料。车辆制造商试图在重量减轻和结构硬度之间找到折中的办法。人们期望设计用于全尺寸（full-sized）轻型卡车车架的轻质横梁（cross-member）。而铝质横梁可以设计用于获得高达50%的重量减轻同时满足性能目标。尽管铝质横梁具有较高的潜力用于制造轻质卡车车架，但是铝比钢的材料强度低。连接铝质部件至钢质车架纵梁（rails）同样是具有挑战的，特别是当两个部件为封闭截面的管状组件时。此外，重新加工现有加工设施以处理连接不同材料的复杂技术亦是昂贵的。

本领域内的一些现有文献教导了使用机械紧固件以将由不同材料制成的两个纵梁固定在一起。然而这些技术是较不令人满意的。这些机械特征包括会增加成本和加工复杂性的紧固件。美国专利公开文本20090188206，标题为“用于连接不同材料的系统和方法”的专利文献教导了使用重叠结构以用于不同材料的纵梁。结构件夹住第一结构件的一端并焊接至第二结构件上。其中教导的该重叠构造形成了三方（3-way）机械互锁结构，且相对于交叉或呈角度的结构件连接（例如纵梁至横梁的连接）其更为适合共轴结构件连接。这些教导同样显得不适用封闭截面结构件。

因此，期望有改善的互连技术用于连接由不同材料形成的两个结构件以制造车架总成。

发明内容

本发明解决了上述问题中的一个或多个。其他特征和/或优点从下面的说明书中将变得显而易见。

根据一个示例实施例，提供一种用于加工车架总成的方法，包括：在具有第一材料组分的互连部件与具有第二材料组分的横梁之间形成栓（key）和插口（receptor）设置；在一个位置处经由该栓和插口设置而连接该互连部件和横梁；将该互连部件和横梁插入纵梁中；以及在另一位置处将该互连部件焊接至该纵梁。

根据另一示例实施例，一种加工车辆横梁总成的方法包括：在不同材料组分的第一结构件或第二结构件中的一者中形成孔；将该第一结构件和第二结构件交叉；将第一结构件或第二结构件中的另一者形成在该孔内从而在第一结构件和第二结构件之间形成机械互锁结构。

根据另一示例实施例，车架总成包括：具有互连部件的第一结构件；与该第一结构件在该互连连接结构件处交叉的第二结构件；以及可交换地形成在第二结构件或互连部件上的配合的栓和插口以在配合时形成机械互锁结构。

根据本发明另一个方面，提供一种加工车架总成的方法，包括：在具有第一材料组分的互连部件和具有第二材料组分的横梁之间形成栓和插口设置；在一个位置处经由栓和插口设置连接互连部件和横梁；将互连部件和横梁插入纵梁中；以及在另一位置处将互连部件焊接至纵梁。

根据本发明的一个实施例，其中形成栓和插口设置包括：将栓形成为在互连部件中的凸起；以及将插口形成为在横梁中的孔。

根据本发明的另一个实施例，其中形成栓和插口设置包括：将栓形成为在互连部件中的唇状物；以及将插口形成为在横梁中的孔。

根据本发明的又一个实施例，方法进一步包含：围绕该孔的边缘折叠所述唇状物从而形成折边锁。

根据本发明的又一个实施例，其中形成栓和插口设置包括：将栓形成为在横梁中的凸起；以及将插口形成为在互连部件中的孔。

本发明的一个优点为揭示了不同尺寸车辆可利用的轻质车辆结构框架，包括全尺寸卡车框架。本发明相关的重量减轻可以高达50%。

本发明另一优点为实现了可具有封闭截面的两种不同材料的结构件的连接。结构件可以相对于彼此以任意角度定位。

下面通过示例、参考附图将更详细地解释连接由不同材料组成的纵向梁和横向梁。其中附图中相同附图标号用于相同或实质相同的元件。通过下面具体描述的执行本发明的优选实施模式与附图结合，本教导的上述特征和优点以及其他特征和优点将变得显而易见。

附图说明

图1为根据本发明的示例实施例的车辆支撑框架总成的俯视立体图。

图2为图1中在圆圈2处的套筒和横梁的立体图。

图3为图2的套筒和横梁的横截面视图。

图4为另一示例实施例的套筒和横梁的立体图。

图5为图4的套筒和横梁的横截面视图。

图6为另一示例实施例的套筒和横梁的立体图。

图7为图6的套筒和横梁的横截面视图。

图8为另一示例实施例的套筒和横梁的部分立体图。