专利名称：超力抗冲撞汽车保险杠的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及汽车抵抗冲击和碰撞必需的保险杠，广泛适用于各种型号的轿车、客车、越野车、载重车、特种车等。
保险杠是汽车行驶或静态中第一道安全屏障，从设计到应用均占有十分重要位置，然而综观国内、外各型汽车却在很大程度上削弱了保险杠的应有作用而简化成装饰性构件，表现形式繁多，如1、简单地在前围凸起一段以示为保险杠；2、布满了各式灯具；3、薄薄的一段塑料壳；4、更甚者无此结构。其后果导致汽车安全系数大副度降低，严重危害性在车祸中明显暴露，车损及人员伤亡加剧。强化保险杠应有功能，大副度提高其安全性能是本实用新型予以解决的课题。通过专利查新，检出有关专利文献如(93238433.1)《汽车防撞装置》、(CN1043109A)《气垫式车用减震保险杠》、(93245188.8)《一种被动车辆安全防撞装置》，其中第三篇专利文献与本实用新型有相似之处，但它的结构需增设防撞架、缓冲缸、活塞等，构造过于复杂，占用汽车空间较多，增加成本较大，并只适用大、中型卡车，适用面受到局限。更为重要的是上述各专利文献在基本构思和整体设计等均与本实用新型不同。
为了克服上述设计的不足，本实用新型提供了一种采用弹性材料呈弧型设计并重叠布置的分段式结构，更为新颖、合理、从而有效地分解、抵抗冲撞力的强力型抗冲撞汽车保险杠。
本实用新型是在充分研究车祸原因复杂，冲撞形式多样等因素，应用弹性原理、材料科学及力学原理形成新颖构思设计的发明创造，即在有限空间内将最具抗冲击功能的弧型结构再分上、下两层重叠配置形成强力抗冲撞装置，并以独特的分段式提高保险杠适应冲撞的能力。
本实用新型的结构，它是由中段(1)、左侧段(2)、右侧段(3)、侧段外罩(6)、侧段内罩(7)、小弧形弹簧(16)、燕形弹簧(17)、支撑弹簧(18)、大弧形弹簧(19)等组成。其中中段(1)由中段外罩(4)和中段内罩(5)构成整体的外观造型，即以微弱的高低差对称式平面加上比例协调的边缘造型圆弧(25)呈现出较强的造型视觉，中段外罩(4)上还设有连接用支撑螺拴(24)。小弧形弹簧(16)通过螺栓(27)和螺母(26)与大弧形弹簧(19)连接，为实现保险杠在承受大的冲撞载荷时其负载由大弧形向小弧形分解，连接处由设计给出一定宽度的结合平面。组合后的大、小弹簧用支撑弹簧(18)通过支撑螺栓(24)及两个相同的大紧固螺母(11)与中段外罩(4)连接形式新的组合体。该组合体同样用支撑弹簧(18)通过大紧固螺栓(9)、小紧固螺母(10)、大紧固螺母(11)、弹簧垫圈(12)及小紧固螺栓(20)、锁紧螺母(30)(31)、垫圈(32)与中段内罩(5)及汽车车架总成(13)上的横梁(14)(安装前保险杠即为前横梁，安装后保险杠即为后横梁)连接、定位形成实用状态。小弧形弹簧随大弧形弹簧一起被支撑弹簧拉紧而处于压紧状态，但其不固定以使承受冲撞时进行力的分解而滑移。为提高连接后两罩及罩内弹簧的稳定及稳固性，在框式内、外罩上四个平面边缘处还设有锁紧凸棱(28)和锁紧凹槽(29)，其锁紧程度及连接、定位程度均由设计给出的尺寸公差、形位公差等加以保证。当冲撞力只达到压缩大弧形弹簧时，外罩将随其滑移而不致破损，从而进一步提高保险杠的利用率及适应能力。上述给出的连接、固定、锁紧等一系列结构从横向上确保保险杠抵抗恶劣路面及高速行驶的抗震性，为进一步强化其抗震性，在中段内罩底面设有相应数量的锁紧凸台(8)，其上有定位锁紧螺母(22)和并紧螺母(21)，在中段外罩内有两块防震橡胶垫(23)，从而实现在纵、横两个方向牢固、可靠的稳定性。保险杠左侧段(2)和右侧段(3)的结构与中段大体相同，燕形弹簧(17)呈两翼展开以最恰当的用料及造型来提高转角适应冲撞的能力。左、右两侧段均通过汽车车架总成(13)上的角撑托架(15)连接、定位形成实用状态。
支撑弹簧具有三重作用1、设计给出其中心上移以实现拉撑和辅助承载大、小弧形弹簧自重；2、锁紧、定位大、小弧形弹簧；3、因其亦选用弹性材料并具一定厚度、弧度，故同样承受较大冲撞载荷。
本实用新型的外观整体造型及分段位可根据不同吨位车型采用不同形式及段位数，但无论采用哪种型体设计其弹簧结构及配置(重叠式)不变，以实现在有限空间、用材最少的前提下具有最大的抵抗冲撞能力。
本实用新型选材分两大类，即抵抗冲撞的主体用材为弹性钢板类；内、外罩采用超高冲击型树脂配制的ABS热塑型工程塑料，但其三元配比需作调整以进一步提高材质强度、硬度、耐热性、耐腐蚀性等以适应不同环境下其功能的稳定。
本实用新型应用力的分解理论实现强力抗冲撞。在冲撞的瞬间，当冲撞载荷足以压缩大弧形弹簧时，其负荷在瞬间进行了二次分解，一次分解至支撑弹簧，一次分解至大弧形弹簧自身的两脚处。当冲撞载荷足以压缩小弧形弹簧时，其力又在瞬间完成了第三次分解，即分解至小弧形弹簧两脚处。由于本实用新型采用了三段位式，单就中段位而言即设有三处大弧形、三处支撑、六处小弧形，强力抗冲撞从设计结构中得到保证。根据作用力与反作力定律(即牛顿第三定律)，当冲撞发生时，无论是主动还是被动，本设计结构均将产生强大的有效安全保障。
分段式优点1、造型新颖、美观、形式多样。
2、有效地提高冲撞适应能力。
3、最大限度减少冲撞损失。
4、便于组装、更新。
弧型重叠式结构优点1、结构新颖、紧凑、合理、独具功效。
2、不改变现行保险杠有限空间，此结构用材最少，最具抗冲撞力。
3、重叠配置以实现力的分解，进一步大副度提高承受负荷能力。
4、应用弹性材料，在冲撞或被冲撞均产生反作用力，更有效地提高安全系数。
根据以上所述，本实用新型具有以下优点1、分段式造型设计，段位数可采用二段、三段或四段。(见分段式优点)2、重叠式弹性结构设计独具功效。(见弧型重叠式结构优点)3、选材范围分两大类，即重叠式弹性结构选用弹性钢板类。内、外罩选用调整三元配比的ABS热塑型工程塑料。材料来源广泛，成本低。
4、由于独特的结构设计形成多点位最具抗冲撞装置，使保险杠安全系数大副度提高。
5、不增加现行保险杠所占有的空间，即在现有的空间内配置强力抗冲撞机构。
6、结构简单、用材少、成型工艺简单、故总体成本低、易于推广、易于应用。
7、适用于各种型号的汽车，在其结构、造型模式内形成系列产品，故它具有广泛的实用性，积极的社会效益和较大的经济效益。
及设计举例图1为超力抗冲撞汽车保险杠主视图。(以下简称保险杠)其中(1)中段、(2)左侧段、(3)右侧段、(8)锁紧凸台。
图2为保险杠附视图。
其中(1)中段、(2)左侧段、(3)右侧段、(4)中段外罩、(5)中段内罩、(6)侧段外罩、(7)侧段内罩、(9)大紧固螺栓、(10)小紧固螺母、(11)大紧固螺母、(12)弹簧垫圈、(13)汽车车架总成、(14)横梁、(15)角撑托架。
图3为保险杠A-A结构剖视图。(比例不同)其中(4)中段外罩、(5)中段内罩、(6)侧段外罩、(7)侧段内罩、(8)锁紧凸台、(9)大紧固螺栓、(10)小紧固螺母、(11)大紧固螺母、(12)弹簧垫圈、(14)横梁、(16)小弧形弹簧、(17)燕形弹簧、(18)支撑弹簧、(19)大弧形弹簧、(26)螺母、(27)螺栓。
图4为保险杠B-B结构剖视图。
其中(4)中段外罩、(5)中段内罩、(8)锁紧凸台、(9)大紧固螺栓、(10)小紧固螺母、(11)大紧固螺母、(12)弹簧垫圈、(14)横梁、(16)小弧形弹簧、(18)支撑弹簧、(19)大弧形弹簧、(20)小紧固螺栓、(21)并紧螺母、(22)锁紧螺母、(23)防震橡胶垫、(24)支撑螺栓、(25)边缘造型圆弧、(30)(31)锁紧螺母、(32)垫圈。
图5为A-A剖视图中H的移出剖面图。
其中(28)锁紧凸棱、(29)锁紧凹槽。
图6、图7、图8、图9为超力抗冲撞汽车保险杠另外四种外观造型示意图。
本实用新型在弹性结构上(弧型重叠式)和整体外观造型上(分段式)提供了具有广泛意义的模式。根据附图举例说明选材，料厚，段位选择、弹性结构自重及设计给定的最大抗冲撞负荷(只以弹性结构为例)1、选材60Si2Mn。
2、段位选择三段位式。(只以中段位为例)3、料厚大弧4mm；小弧6mm；支撑4mm。
4、自重计算
大弧0.96kg/件×3件＝2.9kg小弧0.74kg/件×6件＝4.5kg支撑0.27kg/件×3件＝0.81kg中段位弹性结构总量自重8.2kg。
本设计所给出的纵、横两个方向连接、定位、锁紧各机构足以保证其适应各种恶劣路况所具备的稳定及稳固性。
5、 抵抗冲撞最大负荷计算大弧300kg/件×3件＝900kg小弧660kg/件×6件＝3960kg支撑200kg/件×3件＝600kg总量最大抗冲撞负荷5.46吨。
上述例证所得出的最大抗冲撞能力足以适应较大的冲击和碰撞。针对某一具体车型其抗冲撞能力的大小由材质、料厚、弧度大小、弹性结构配置量、分段位数等所决定。
本实用新型在汽车上配置的方位为前、后两处，即配置在前即前保险杠，配置在后即后保险杠，以最大限度地实现本实用新型的最终目标——强力抗冲撞。
权利要求1.一种超力抗冲撞汽车保险杠，其特征在于，它是由中段(1)、左侧段(2)、右侧段(3)、中段外罩(4)、中段内罩(5)、侧段外罩(6)、侧段内罩(7)、锁紧凸台(8)、小弧形弹簧(16)、燕形弹簧(17)、支撑弹簧(18)、大弧形弹簧(19)等组成。其中中段外罩(4)上有连接用支撑螺栓(24)及边缘造型圆弧(25)，小弧形弹簧(16)通过螺栓(27)和螺母(26)与大弧形弹簧(19)连接，连接后的组合件用支撑弹簧(18)通过支撑螺栓(24)及两个相同的大紧固螺母(11)与中段外罩(4)连接成新的组合体，该组合体同样用支撑螺栓(18)通过大紧固螺栓(9)、小紧固螺母(10)、大紧固螺母(11)、弹簧垫圈(12)及小紧固螺栓(20)、锁紧螺母(30)(31)、垫圈(32)与中段内罩(5)一起紧固、定位在汽车车架总成的横梁上，前保险杠应定位在前横梁上，后保险杠应定位在后横梁上。为增强中段、左侧段及右侧段内、外罩连接的稳定性，在外罩四个平面上设有锁紧凸棱(28)，在内罩四个平面设有锁紧凹槽(29)，锁紧凸台(8)系锁紧及定位大、小弹簧用，其上还有锁紧螺母(22)和并紧螺母(21)。在三段外罩内均有两块防震橡胶垫(23)。
2.按照权利要求1所述的超力抗冲撞汽车保险杠，其特征在于，它的外观段位数可采用二段、三段或四段。
专利摘要一种超力抗冲撞汽车保险杠，其结构主要是由中段(1)、左侧段(2)、右侧段(3)、小弧形弹簧(16)、支撑弹簧(18)、大弧形弹簧(19)等组成。其主要特征是应用弹性原理、材料科学及力学原理在不改变现行保险杠空间容积前提下，独特的重叠配置弧形结构及新颖的分段式实现强力抗冲撞功能。本实用新型结构新颖、简单、造型美观、产品造价低，易于实施和应用，并且具有积极的社会效益和较大的经济效益。
文档编号B60R19/24GK2244003SQ9423002
公开日1997年1月1日 申请日期1994年12月13日 优先权日1994年12月13日
发明者赵善福, 赵非 申请人:赵善福, 赵非