用于貨車的貨廂支撐組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開(kāi)涉及一種用于貨車貨廂的支撐組件。更具體地講，本公開(kāi)涉及一種與鋁橫向構(gòu)件固定的擠壓鋁加強(qiáng)構(gòu)件，鋁橫向構(gòu)件與擠壓鋁加強(qiáng)構(gòu)件一起支撐皮卡車車廂的底面。
【背景技術(shù)】
[0002]皮卡車是后部具有頂部敞開(kāi)的貨物區(qū)(通常被稱為車廂)的機(jī)動(dòng)車輛。皮卡車受歡迎，主要是因?yàn)檐噹试S車輛按照許多不同的方式被使用，包括運(yùn)送各種類型的貨物以及拖曳各種類型的拖車。傳統(tǒng)上，皮卡車的大部分車身結(jié)構(gòu)由鋼合金形成。通過(guò)多年的經(jīng)驗(yàn)，皮卡車設(shè)計(jì)者已經(jīng)了解到如何設(shè)計(jì)鋼制貨車車身部件來(lái)承受各種苛刻的皮卡車應(yīng)用。目前的監(jiān)管和經(jīng)濟(jì)環(huán)境提高了使得皮卡車具有更高的燃料效率同時(shí)保持或改善功能性和耐用性的重要性。降低車輛的燃料消耗(尤其是空載時(shí))的一種方法是降低車輛結(jié)構(gòu)重量。
[0003]招合金通常具有比鋼合金高的強(qiáng)度重量比(strength to weight rat1)。因此，用鋁來(lái)替代鋼提供了減輕重量的可能性。然而，鋁的彈性模量通常低于鋼的彈性模量。此夕卜，對(duì)于鋼部件來(lái)講，行得通的連接部件的制造技術(shù)和方法對(duì)于同樣的鋁部件來(lái)講可能是行不通的。由于這些和其他的區(qū)別，因此簡(jiǎn)單的材料替代不一定產(chǎn)生令人滿意的設(shè)計(jì)。
[0004]鋁合金通常通過(guò)四位數(shù)來(lái)識(shí)別，四位數(shù)中的第一位數(shù)表示主要的合金元素。當(dāng)基于主要的合金元素來(lái)描述一系列鋁合金時(shí)，第一位數(shù)后可緊跟著三個(gè)X (大寫或小寫)或三個(gè)零。例如，在6xxx(6000)系列招合金中的主要合金元素是鎂和娃，而5xxx系列的主要合金元素是鎂，7XXX系列的主要合金元素是鋅。在系列標(biāo)示中用字母“X”(或零)表示的其他的數(shù)定義確切的鋁合金。例如，6061鋁合金具有的成分為:0.4-0.8%的硅、0-0.7%的鐵、0.15-0.4% 的銅、0-0.15% 的錳、0.8-1.2% 的鎂、0.04-0.35% 的鉻、0-0.25% 的鋅和0-0.15%的鈦。不同的合金提供對(duì)強(qiáng)度、硬度、可加工性以及其他特性不同的權(quán)衡。
[0005]另外，五個(gè)基本狀態(tài)代號(hào)也用于鋁合金，這五個(gè)基本狀態(tài)代號(hào)為:F-自由加工狀態(tài)(as-fabricated)，0-退火狀態(tài)，H-加工硬化狀態(tài)，T-熱處理狀態(tài)，W-新淬火狀態(tài)(asquenched)(固溶熱處理與人工或自然時(shí)效之間的狀態(tài))。狀態(tài)代號(hào)后可緊跟著一位數(shù)或兩位數(shù)來(lái)進(jìn)一步描述。例如，具有狀態(tài)代號(hào)T6的鋁已經(jīng)被固溶熱處理并人工時(shí)效處理，但在固溶熱處理后未進(jìn)行冷加工(或者使得在材料特性中冷加工將是不能識(shí)別的)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，一種車輛包括:具有寬度、頂表面和底表面的6000系列招制車廂。6000系列鋁制橫向構(gòu)件安裝到車廂的底表面并沿著車廂的寬度延伸。
[0007]所述的車輛還可包括連接到橫向構(gòu)件的底面的6000系列鋁制加強(qiáng)構(gòu)件，其中，所述加強(qiáng)構(gòu)件包括固定在車架縱梁與橫向構(gòu)件之間的基部。
[0008]所述加強(qiáng)構(gòu)件可大體上呈一對(duì)側(cè)壁從基部延伸的“U”型。所述橫向構(gòu)件還可具有:側(cè)壁，從基部延伸，以限定通道；凸緣，從所述側(cè)壁遠(yuǎn)離所述通道地延伸。所述加強(qiáng)構(gòu)件可設(shè)置在通道的外部，并且其側(cè)壁和基部分別接觸橫向構(gòu)件的側(cè)壁和基部。
[0009]在另一實(shí)施例中，一種用于貨車的貨廂組件包括貨廂、橫向構(gòu)件和加強(qiáng)構(gòu)件。所述貨廂為大體上平的鋁制貨廂。所述橫向構(gòu)件為鋁的，并具有基部和從所述基部的相對(duì)的側(cè)部延伸的一對(duì)側(cè)壁。所述橫向構(gòu)件安裝到貨廂的底面。所述加強(qiáng)構(gòu)件與側(cè)壁的至少一部分和所述基部接觸，并被設(shè)置在橫向構(gòu)件和貨車的車架縱梁之間。
[0010]在又一實(shí)施例中，一種制造用于車廂的加強(qiáng)組件的方法包括對(duì)鋁板進(jìn)行輥彎成型，以形成橫向構(gòu)件，所述橫向構(gòu)件具有:基部；一對(duì)相對(duì)的側(cè)壁，從所述基部延伸；一對(duì)凸緣，每個(gè)凸緣從所述側(cè)壁中的一個(gè)延伸并大體上與基部平行。擠壓鋁以提供鋁制加強(qiáng)構(gòu)件。然后所述方法包括將加強(qiáng)構(gòu)件連接到橫向構(gòu)件，以將所述橫向構(gòu)件與貨車的車架縱梁隔開(kāi)。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的具有車廂的皮卡車的透視圖。
[0012]圖2是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的連接有多個(gè)加強(qiáng)組件的車廂的底部平面圖。
[0013]圖3是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于固定到車廂的底表面的加強(qiáng)組件中的橫向構(gòu)件和一對(duì)加強(qiáng)構(gòu)件的透視圖。
[0014]圖4是圖3的加強(qiáng)組件的沿著線3-3截取的截面圖。
[0015]圖5是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的固定到皮卡車的車廂之下和車架縱梁之上的加強(qiáng)組件的側(cè)透視圖。
[0016]圖6是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于旋轉(zhuǎn)焊接到加強(qiáng)組件的橫向構(gòu)件的管構(gòu)件的透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]在此描述了本公開(kāi)的實(shí)施例。然而，應(yīng)該理解的是，公開(kāi)的實(shí)施例僅是示例，其他實(shí)施例可采取各種方式和可選的形式。附圖不一定要按比例繪制，可夸大或最小化一些特征，以示出特定組件的細(xì)節(jié)。因此，公開(kāi)于此的具體結(jié)構(gòu)和功能性細(xì)節(jié)不應(yīng)該被理解為限制，而僅僅作為教導(dǎo)本領(lǐng)域的技術(shù)人員不同地實(shí)施實(shí)施例的代表性基礎(chǔ)。如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解的，參照附圖中的任何一個(gè)所示出和描述的各個(gè)特征可與在一個(gè)或多個(gè)其他附圖中示出的特征結(jié)合以產(chǎn)生未被明確示出或描述的實(shí)施例。示出的特征的組合提供用于典型應(yīng)用的代表性實(shí)施例。然而，與本公開(kāi)的教導(dǎo)相一致的特征的各種組合和修改可期望用于特定應(yīng)用或?qū)嵤?br>[0018]圖1示出了具有由鋁制成的許多結(jié)構(gòu)元件的皮卡車10。皮卡車10包括位于皮卡車的乘客艙14的后方的貨廂或車廂12。雖然存在車廂被覆蓋的其它實(shí)施例，但是車廂12被示出頂部敞開(kāi)并暴露。后擋板16的底部被鉸接，以提供到車廂12的上表面的入口。當(dāng)被打開(kāi)時(shí)，后擋板16和車廂12的上表面可共面，以提供平的裝載表面。
[0019]皮卡車10的許多組件可由鋁制成。車廂12也不例外，并可由6000系列的鋁制成。如果選擇這種材料來(lái)制造車廂12，則可提供另外的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)來(lái)提高車廂12的強(qiáng)度和剛性。如下面將要描述的這些加強(qiáng)結(jié)構(gòu)也可由6000系列的鋁制成。這些加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的特定構(gòu)造提供強(qiáng)度比得上主要由鋼制成的典型的貨車的強(qiáng)度的鋁制貨車10。
[0020]圖2示出了車廂12的底面20或底表面。車廂具有沿著貨車的長(zhǎng)度延伸的長(zhǎng)度L以及寬度W。從圖1中也可看出，車廂可包括一系列的縱向槽22，以提高結(jié)構(gòu)剛度。即使具有這些縱向槽22，但由于車廂的上表面的大部分的確是平的，因此車廂仍可被稱為大體上是平的。
[0021]車廂的底面20的下面是多個(gè)加強(qiáng)組件，在圖3中單獨(dú)示出了這些加強(qiáng)組件的一部分。加強(qiáng)組件中的每個(gè)加強(qiáng)組件包括橫跨槽22并沿著車廂12的寬度延伸的橫向構(gòu)件24。每個(gè)橫向構(gòu)件24包括大體上水平(與車廂平行)的基部26。一對(duì)相對(duì)的側(cè)壁28相對(duì)于基部26以鈍角(例如，91度至110度之間)從基部26延伸。這些相對(duì)的側(cè)壁28還沿著橫向構(gòu)件24的長(zhǎng)度延伸，在橫向構(gòu)件24的內(nèi)表面或凹面內(nèi)形成通道29。一對(duì)凸緣30與基部26分開(kāi)并與基部26平行，每個(gè)凸緣從各個(gè)側(cè)壁延伸。凸緣提供接合表面，以將加強(qiáng)組件接合到車廂的底面20。
[0022]橫向構(gòu)件24可由通過(guò)輥彎成型的6000系列的鋁制成。輥彎成型是制造沖壓組件有效的方法，在該方法中，組件的形狀是恒定的且在幾何上沒(méi)有任何起伏或突變。輥彎成型的橫向構(gòu)件24提供縱向的、單片式支撐梁，充分地對(duì)車廂提供支撐。
[0023]參照?qǐng)D2至圖5，多個(gè)分隔件(spacer)或加強(qiáng)構(gòu)件34設(shè)置在橫向構(gòu)件24中的每個(gè)橫向構(gòu)件的外表面上。每個(gè)加強(qiáng)構(gòu)件34包括與各個(gè)橫向構(gòu)件24接合的基部36。加強(qiáng)構(gòu)件34的側(cè)壁38以與側(cè)壁28從橫向構(gòu)件的基部26延伸的角度相似的角度從基部36延伸。由基部36和側(cè)壁38限定通道。基部36和側(cè)壁38被構(gòu)造為與橫向構(gòu)件24的基部26和側(cè)壁28接合并接觸。
[0024]為了增強(qiáng)單片式輥彎成型的橫向構(gòu)件24的強(qiáng)度，加強(qiáng)構(gòu)件34可由被擠壓的6000系列的鋁制成。在擠壓工藝中，處于可塑階段的鋁可被“推擠”穿過(guò)成型的形狀(諸如，加強(qiáng)構(gòu)件的形狀)并被切割或斷開(kāi)至一定長(zhǎng)度。當(dāng)被放置在橫向構(gòu)件24的下方并與車廂相對(duì)時(shí)，加強(qiáng)構(gòu)件34用作分隔件，以為車廂下面的組件創(chuàng)建間隙區(qū)域。這樣消除了在車廂或橫向構(gòu)件24中創(chuàng)建局部凹入的需要，從而由于恒定的形狀(如前所述)而能夠進(jìn)行輥彎成型。
[0025]加強(qiáng)構(gòu)件34的基部36可被擠壓并成型為使得其尺寸對(duì)于車廂12下面的給定的車輛封裝間隙條件提供充足的間隙?；?6可比側(cè)壁38厚，從而不僅相對(duì)于橫向構(gòu)件24的側(cè)部在橫向構(gòu)件24的下面輔助支撐，還為橫向構(gòu)件24的下面提供間隙。基部36和側(cè)壁38增強(qiáng)橫向構(gòu)件24的強(qiáng)度，防止橫向構(gòu)件24在重載荷下被壓潰，同時(shí)保持車廂與下面的組件之間的間隙。
[0026]典型的皮卡車包括設(shè)置在車廂12的下方并沿著車廂的長(zhǎng)度L延伸的一對(duì)車架縱梁。參照?qǐng)D5，橫向構(gòu)件24和支撐構(gòu)件34被示出作為車廂12與皮卡車的一個(gè)或更多個(gè)車架縱梁44之間的加強(qiáng)組件42的一部分。車廂12與車架縱梁44之間不是直接連接，而是可通過(guò)加強(qiáng)組件42在車廂12的底