专利名称：钢－铝连接结构的改进的制作方法
技术领域：
本发明涉及安装有互连的不同金属元件，例如钢和铝或合金等，的装配式结构。当不能把不同金属的元件焊接在一起时，通常在这样的元件之间使用螺母和螺栓或类似连接件。
在静止形式的螺栓结构中，一般情况下常用的螺栓技术是可以使用的，并且提供了一种适当的使用寿命的结构。然而，在元件承受负载的结构中，有引起元件间相对运动的倾向，由于各个材料的不同刚度和波阻而可能产生问题。这将导致相当大程度的相对运动，并且导致固定螺栓延伸通过的孔的磨损，磨损主要发生在硬度小的元件上。
在车辆中，由于铝材重量轻，铝制结构元件的应用会带来很大好处。然而在车辆中，有些部位必须使用钢来提供要求的强度，刚度和/或磨损阻力。因此在车辆上还有一些部位要求将铝和钢元件连在一起，因为不能焊接所以通常用螺栓和螺母连接。
由于铝的物理性质，尤其是相对于钢的软度，螺栓通过铝材中的孔构成连接，经过一段时间的应用，孔易于变大和变形。当发生磨损时，螺栓固定的元件间的相对运动增加，而导致磨损率的增加。接着，需要不断的维护和修理这些部位，除花费修理费用以外，车辆在很长时间内不能使用，给车辆操作者带来收入上的损失。
因此，本发明的目的是在车辆中提供一种连接元件的结构，以便大大延长使用寿命，并因此大大减少车辆维修的程度和修理的时间。
本发明进一步的目的是提供不同物理性质的元件之间的连接结构，该结构可以延长有效寿命，在需要时仅用最少的时间进行修理。
本发明提供一种相当牢固地互连元件的连接结构，包括提供类似于螺栓的元件，它延伸穿过各元件上的对齐的孔，弹性材料的衬套位于螺栓和两元件的孔壁之间，类似螺栓的元件穿过衬套，所说的衬套被轴向压缩，以便与螺栓的外表面和孔的内表面摩擦接合。
衬套最好由两部分制成，每一部分通常为圆柱形，带有中心孔和外锥面。两衬套部分具有一总的轴向长度，以便在它们安装的孔内不相邻接，在自由状态下，从它们安装的元件的每一边延伸出来。螺栓插入两衬套部分的中心孔中，并且紧固螺栓上的螺母，由于衬套轴向压缩，所以径向产生扩张。
作为例子，当衬套部分装配在对齐的孔中，它们从孔的每一端延伸出大约10至15mm，然后把螺栓紧固到一定程度，使在每一端的延伸降低到大约1至2mm，结果是衬套径向压缩，与它所在的孔的内壁摩擦接合。
确切地说，本发明提供一种负载转移连接结构，可操作地设置在两刚性结构元件之间，至少压缩所说的元件之一，元件具有管形横截面部分，且另一元件的一部分延伸到管形部分中，在管形部分的相对边上和另一延伸到管形部分的元件的部分上有对齐孔，延伸通过所说对齐孔的拉紧元件在管形部分的相对边之间轴向拉紧，具有截锥形部分的各可压缩的楔形元件在相对端部安装在拉紧元件上，以便分别延伸通过管形件的每一部分的相应对齐孔，和在它们之间的另一元件部分上的对齐孔，所说拉紧元件被轴向拉紧，以在另一元件的部分内轴向压缩各相应楔形件，以便在刚性结构件之间形成一个震动吸收负载转移连接。
衬套最好由聚氨酯或具有硬度通常为C硬度计的60到80，最好为70，的材料制成。
考虑到用于衬套中提供弹性的聚氨酯或类似材料的物理性质，通过衬套的变形，两刚性连接元件之间会发生相对运动，结果降低了冲击负载，并由此降低形成衬套和螺栓所在孔的元件表面的磨损。
本发明尤其适用于车辆，并且更适用于陆地车辆，为效率的目的，为了减轻车辆的重量，希望使用铝主梁和片材，但有些部位必须用钢或等级铁，例如象在大型陆地车辆中的运动部件，如悬架和转盘。陆地车辆在行驶的表面上遇到相当大的变化，因此必须具备适应车辆框架的各元件之间相当大程度的相对运动的能力，包括当车辆行驶在这样的路面时的扭转运动，本发明尤其适用于这样的车辆。
本发明通过对下面一个实际应用到如附图中所表示的铰接式陆地车辆的说明，将变得更加容易理解。
附图中，
图1是铰接式陆地车辆的底盘的部分侧视图；图2是在图1中标有“A”的陆地车辆底盘部分的简要分解图；图3是在图2中安装的拉伸螺栓和膨胀套的分解图4是沿图3中线4-4的透视截面图。
现在参照图1，其中表示带车体的巨大部件的一个端部分，准备直接或间接地与带车体的其它部件或与原动机(未表示)相连，车体10的一端由多轴轮装置12支撑。车体10可以支撑在或安装在由多轴轮装置12按次序支撑的副架13上。
在所示结构中，副架13的前部分焊接到车体10上，每一个由具有适合车辆结构要求的强度和硬度等级的铝合金制成。钢可以作为铝的代用品。
在副架13的前部14，提供了一个转盘座装置18，通过它整个车体装置可以连接到另一车体装置或适当的原动机上。副架13的前部结构和安装到那里的转盘分解地详细表示在图2中。
图1中所示的车体框架的前部14，在图2中由两个纵向的主梁20表示，它们以横向间隔平行的方式设置，并具有管形横截面。每个主梁20由结构等级铝制成，具有带相对的凸缘21和平板22的管截面形状。
安装板25是钢构件，在每一相对边具有两个从安装板25伸出的分离的凸缘部26，并且设有安放主梁20的对应前部的下部分，在它们之间形成宽松的套叠关系。当后者安装在安装板25的相应凸缘部26之间时，在凸缘部26上的孔27与相应主梁20上的凸缘部22的孔28完全对齐。套28通过如焊接方法固定在相应主梁20的凸缘22上的每一对对齐的孔中。
各个钢螺栓30穿过凸缘26上的对齐的相应孔和对齐的套28。孔和螺栓30的直径可以选择，使衬套31可从其相对边插入对齐的孔，螺栓30从中心穿过以安放一相应的螺母35。
各个衬套的直径和轴向长度可以选择，因此与各相应元件装配时，穿过它们的螺栓上的螺母都被拧紧，以在轴向和径向压缩衬套。这个作用将在后面进一步解释。
通过这种连接，利用螺栓30上螺母35的拧紧，锥形衬套可以在轴向和径向被压缩，以便得到一个衬套的高度压缩，和与锥套、以及主梁20,21相应部22上的孔28的内表面的摩擦接触。
现在参照图3，它表示将主梁20连接到安装板25上的一系列相互作用元件中的一个元件的分解图。中间刚性套33横向设置在U形主梁20的凹部，并且其每一端焊接到主梁20的各对应壁上，与纵向主梁20的每一壁上的孔对齐，以形成一个整体件(图4)。当主梁20装配到安装板25上，在每一组间隔的凸缘间定位，以便将套31的中心孔35与内和外凸缘26上的相应孔对齐。
为达到上面的对齐方式，主梁20和安装板25这样定位，即如此后指出的，螺栓30与相关元件，可以插入主梁20和从安装板25上伸出的凸缘26上的对齐孔中。
现在将参照图3对图2描述的装配到结构中连接元件的具体布置进行详细描述。
如前面提到的，刚性套31位于主梁20内，并具有与主梁20一致的材料，以便于将其端部焊接到主梁20上。如图4所示这样形成的刚性结构，在两个安装板25之间是自由间隙安装。如图4所示，刚性套31的内孔从每一外端朝中心向里成轻微锥形。
外刚性套32紧固安装到各安装板25上的孔中，并与安装板具有一致的材料以便进行焊接。如图4所示，套32的内表面呈锥形，通常延展到刚性套31的相应端部。外刚性套32延伸到安装板的每一边，套32焊接到安装板上。
螺栓30的长度可延伸通过刚性中心套31和各相应外套32，并在每一端放置锥形接头35和相连的止推垫圈36。
从每一端延伸入套31和32的是弹性可压缩材料制成的套40，其具有平滑的圆柱内表面和锥形外表面。外锥表面尺寸与套31的内孔的向内倾斜面相配合，内表面33是圆柱形，且在自由状态下与螺栓30紧配合。
通过上面的说明并参照图4可以看出，当螺母35拧紧在螺栓30上时，各相应弹性套31轴向地压入刚性套33，以便产生周边扩张并由此受压与刚性套形成摩擦配合。于是造成这种情况，即通过弹性可变形套40的扭转变形，主梁20和凸缘26之间产生相对运动。这种结构避免了所需求的导致接触表面磨损和最终损坏的金属元件相互接触中的相对运动。
前面指出的弹性变形套40(衬套)可以很方便地由聚氨酯材料制成，硬度范围最好是C硬度计的60至80。
权利要求
1．一种负载转移连接结构，可操作地设置在两刚性结构元件之间，至少压缩所说的元件之一，元件具有管形横截面部分，且另一元件的一部分延伸到管形部分中，在管形部分的相对边上和另一延伸到管形部分的元件的部分上有对齐孔，延伸通过所说对齐孔的拉紧元件在管形部分的相对边之间轴向拉紧，具有截锥形部分的各可压缩的楔形元件，在相对端部安装在拉紧元件上，以便分别延伸通过管形的每一部分的相应对齐孔，和在它们之间的另一元件部分上的对齐孔，所说拉紧元件被轴向拉紧，以在另一元件的部分内轴向压缩各相应的楔形件，以便在刚性结构件之间形成一个震动吸收负载转移连接。
2．如权利要求1所述的负载转移连接结构，其中，每一相应楔形件具有至少一部分截锥形，其内端相对于管形部分较小。
3．如权利要求1或2所述的负载转移连接结构，其中，当拉紧时拉紧元件和管形元件设置成相互接合，以限制楔形元件的轴向压缩程度。
4．如权利要求1至3中任一项所述的负载转移连接结构，其中，楔形元件由弹性可压缩材料制成。
5．如权利要求1至3中任一项所述的负载转移连接结构，其中，楔形元件由聚氨酯制成。
6．一种基本上用于刚性连接元件的连接结构，包括类似螺栓的元件，它延伸通过各个相应元件上的对齐孔，弹性材料制成的衬套位于螺栓和类似螺栓元件通过的两元件的孔壁之间，轴向压缩所述衬套，以便与螺栓的外表面和孔的内表面摩擦接合。
7．如权利要求6所述的连接结构，其中，衬套由两部分组成，每一衬套大致为圆柱形，带有中心孔和锥形外表面。
8．如权利要求7所述的连接结构，其中，衬套部件具有总的轴向长度，以使在它们装配的孔内不相邻接。
9．如权利要求8所述的连接结构，其中，在自由状态下，衬套部件从它们装配的元件的任一边延伸出，且一螺栓插入两衬套元件的中心孔，紧固螺栓上的螺母，使衬套被轴向压缩时产生径向扩张。
全文摘要
一种用于刚性连接元件的连接结构,包括刚性螺栓元件,弹性材料的衬套位于螺栓和类似螺栓元件通过的两元件的孔壁之间。衬套的总轴向长度使它们在装配的孔内不相邻接,在自由状态,从它们装配的元件的任一边延伸出来。轴向压缩衬套以便与螺栓的外表面和对应孔的内表面摩擦接合。弹性衬套变形使两刚性元件之间发生相对运动。结果降低了冲击负载及衬套内螺栓所在孔的表面的磨损。
文档编号F16B39/00GK1212340SQ98103290
公开日1999年3月31日 申请日期1998年6月12日 优先权日1997年6月12日
发明者伯恩德·奥斯特迈耶 申请人:联合奥斯特迈耶工程有限公司