专利名称：强力抗冲撞分段式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，表现形式很多，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并大副度提高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，占用一定汽车空间及增加成本较多，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及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O型设计并错位套叠布置的分段式结构，更为新颖、合理，从而有效地分解并分层次抵抗冲撞力和实现瞬间暂缓冲撞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、材料科学和力学原理形式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O型结构分三层错位套叠配置形成多点位强力抗冲撞装置，并以独特的分段式提高保险杠冲撞的能力。
本实用新型的结构，它是由中杠(1)、左杠(2)、右杠(3)、中杠底板(4)、侧杠底板(5)、副弹簧(6)、主弹簧(7)、定位弹簧(8)、燕形弹簧(9)等组成。其中中杠(1)、左杠(2)和右杠(3)的上表面均以微弱的高低差对称式平面加上比例协调的边缘造型园弧(23)及分段式呈现出较强的造型视觉。副弹簧(6)与主弹簧(7)通过大紧固螺栓(10)、两个大并紧螺母(11)、小紧固螺栓(20)、两个小并紧螺母(21)连接，连接后的组合件与定位弹簧(8)一起通过两个锁紧螺母(16)、底孔(24)及支撑螺栓(15)组合在中杠(1)上形成新的组合体。该组合体再通过三个大紧固螺母(12)、三个小紧固螺母(22)、螺栓(13)及三个螺母(14)将中杠底板(4)紧固、定位在汽车车架总成(25)的横梁(26)上形成双重紧固式的实用状态。(安装前保险杠即前横梁，安装后保险杠即后横梁)。
为确保业以紧固的保险杠稳固性的进一步提高，在中杠(1)上还设有带螺孔的托板(17)，并通过螺钉(19)与中杠底板(4)锁紧亦形成双重锁紧状态。设在中杠底板(4)上的两处垫板(18)同样在保证中杠总长度平、稳性方面起功能性作用。
保险杠左杠(2)及右杠(3)的结构与中杠(1)大体相同，燕形弹簧(9)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，并与侧杠底板(5)通过汽车车架总成(25)上的角撑托架(27)紧固，定位形成左、右两侧保险杠实用状态。
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；中杠(1)、左杠(2)及右杠(3)均采用超高冲击型树脂配制的A B S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的强度、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副弹簧时，其负荷在瞬间已进行了二次力的分解，一次分解至主弹簧，一次分解至定位弹簧的两脚处。各分力的大小可根据力的平行四边形法则或力的三角形法则计算而得。本实用新型采用了三段位式，单就中段位而言就设有三套结构，强力抗冲撞从设计结构中得以保证。根据作用力与反作用力定律，(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。
O型错位套叠结构优点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、错位套叠以实现力的分解，从而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，更有效地提高安全保障。
5、更重要的是，当冲撞发生时，保险杠的承载形式是在瞬间呈间断地分两次接受，即一次冲撞，两次承载，以实现本实用新型的最具独特性能之一的瞬间暂缓冲撞从而为驾乘人员赢得宝贵的瞬时反应。
根据以上所述，本实用新型具有以下优点1、分段式整体造型，段位数可根据不同车型采用二段、三段、四段、五段。(见分段式优点)。
2、O型错位套叠结构设计独具功效。(见O型错位套叠结构优点)。
3、选材范围分两大类，即弹性钢板类和调整三元配比的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，使整车安全系数大副度提高。
5、不增加现行保险杠所占有的空间。
6、适应冲撞负荷副度宽。
7、由于独特的结构设计，从而实现了瞬间暂缓冲撞，为驾、乘人员赢得宝贵的瞬时反应。
8、结构新颖、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。
9、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。
及设计说明图1-1为强力抗冲撞分段式汽车保险杠主视图(以下简称保险杠)其中(1)中杠、(2)左杠、(3)右杠。
图1-2为保险杠俯视图。(A-A结构剖视图)其中(4)中杠底板、(5)侧杠底板、(6)副弹簧、(7)主弹簧、(8)定位弹簧、(9)燕形弹簧、(10)大紧固螺栓、(11)大并紧螺母、(12)大紧固螺母、(13)螺栓、(14)螺母、(15)支撑螺栓、(16)锁紧螺母、(17)托板、(18)垫板、(19)螺钉、(25)汽车车架总成、(26)横粱、(27)角撑托架。
图2为保险杠B-B结构剖视图。(比例不同)其中(1)中杠、(4)中杠底板、(6)副弹簧、(7)主弹簧、(8)定位弹簧、(10)大紧固螺栓、(11)大并紧螺母、(12)大紧固螺母、(13)螺栓、(14)螺母、(15)支撑螺栓、(16)锁紧螺母、(19)镙钉、(20)小紧固螺栓、(21)小并紧螺母、(22)小紧固螺母、(23)边缘造型园弧、(24)底孔、(26)横粱。
图3、图4、图5、图6为保险杠的另外四种外观造型示意图。
本实用新型在弹性结构上(O型错位套叠式)和整体外观造型上(分段式)提供了具有广泛意义的模式。现根据附图只就选材、料厚、段位选择举例说明弹性结构自重及设计给定的最大抗冲撞负荷1、选材60Si2mn2、段位选择三段位式。(只以中段为例)
3、材厚副弹簧6mm；主弹簧5mm；定位弹簧4mm。
4、自重计算副弹簧0.7kg/件×3件＝2.1kg主弹簧1.1kg/件×3件＝3.3kg定位弹簧0.9kg/件×3件＝2.7kg中段位弹性机构总量自重8.1kg。
本设计给出的双重紧固、定位，双重锁紧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定位弹簧131kg/件×3件＝393kg主弹簧310kg/件×3件＝930kg副弹簧800kg/件×3件＝2400kg中段位最大抗冲撞负荷3.723吨。
上述举例所得出的最大抗冲撞能力足以适应较大冲击和碰撞。针对某一具体车型其抗冲撞能力的大小由设计选定的材质、料厚、O型直径大小、结构配置量、分段位数等所决定，故本实用新型是在所提供的模式内形成系列。
本实用新型在汽车上配置的方位为前、后两处，配置在前即前保险杠，配置在后即后保险杠，前、后配套应用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1.一种强力抗冲撞分段式汽车保险杠，其特征是，它是由中杠(1)、左杠(2)、右杠(3)、中杠底板(4)、侧杠底板(5)、副弹簧(6)、主弹簧(7)、定位弹簧(8)、燕形弹簧(9)等组成，其中中杠(1)、左杠(2)及右杠(3)上均设有边缘造型园弧(23)，副弹簧(6)与主弹簧(7)通过大紧固螺栓(10)、两个大并紧螺母(11)、小紧固螺栓(20)及两个小并紧螺母(21)连接，连接后的组合件与定位弹簧(8)一起通过两个锁紧螺母(16)、底孔(24)及支撑螺栓(15)组合在中杠(1)上，形成新的组合件，该组合件再通过三个大紧固螺母(12)将中杠底板(4)紧固在汽车车驾总成的横梁上，前保险杠紧固在前横梁上，后保险杠紧固在后横梁上，中杠(1)上还设有带螺孔的托板(17)，并通过螺钉(19)与中杠底板(4)锁紧，中杠底板(4)上设有两处垫板(18)，保险杠左杠(2)和右杠(3)的结构及安装与中杠(1)相同，燕形弹簧(9)与侧杠底板(5)一起定位在汽车车驾总成的角撑托架上形成左、右两侧保险杠实用状态。
2.按照权利要求1所述的强力抗冲撞分段式汽车保险杠，其特征是，分段式整体造型，段位数可根据不同车型采用二段、三段、四段、五段。
专利摘要一种强力抗冲撞分段式汽车保险杠，它的外观形状与现行保险杠类同，但它为框式构件并在框内承载和布置弹性结构体系，它造型更协调，更美观并首次采用分段式型体，以有效提高汽车适应冲撞的能力。框内的弹性结构体系呈O形设计并错位套叠，左、右两段为燕形加O形套叠，中段为三点位布置的O形套叠，以有效实施强力抗冲撞及瞬间暂缓冲撞两大功能，从而既大幅度提高汽车安全系数又为驾、乘人员赢得宝贵的瞬时反应。
文档编号B60R19/24GK2216486SQ9424862
公开日1996年1月3日 申请日期1994年12月23日 优先权日1994年12月23日
发明者赵非, 赵善福 申请人:赵非, 赵善福