CN201665196U - 一种汽车保险杠安装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种汽车保险杠安装结构。它包括保险杠壳体、车身钣金(在本专利说明中以侧围为例)及连接该保险杠壳体和侧围的连接支架。安装保险杠壳体时，先通过连接支架的安装座安装到相应的侧围向下的外板上的安装孔上，然后将自攻螺钉插入在有预定位和紧固作用的安装座里。然后保险杠壳体与连接支架上的定位销、定位筋、固定翻边和卡扣相互连接，同时保险杠壳体的内安装壁与连接支架和侧围向内的外板在轮罩口处彼此相对连接。

Description

一种汽车保险杠安装结构 

技术领域

本实用新型涉及一种汽车保险杠安装结构。 

背景技术

目前各汽车制造厂商广泛采用的保险杠壳体与钣金的连接方案主要有两种： 

一、采用一种钣金支架连接装置安装保险杠，如图1所示。即预先将金属连接支架12安装在保险杠壳体14上，然后通过螺钉和螺母装置A紧固到车身13上。此种安装方式往往存在如下问题：1、由于保险杠壳体与钣金的配合部分为内部结构，那么通过螺栓或自攻螺钉将保险杠和金属连接支架总成装配到车身上就存在装配不方便的问题，尤其是后保的安装，装配工人需要在行李舱内使用较长的安装工具进行操作，人机操作性能不好，而且为满足工人的操作空间侧围需做避让处理，制造成本通常较高，而且如此装配方式保险杠的维修性能较差，拆卸保险杠需要先拆下行李舱内部分内饰件，因此该种安装方式装配性能、维修性能及人机操作性能均不好，且钣金的相对成本较高。2、定位精度较差。因为该种安装方式设计专门的定位结构比较困难，一般是通过螺栓或螺钉来定位，定位元件同时兼顾定位和紧固作用，精度较差。3、钣金冲压难度较大，成本较高。因为保险杠总成与钣金的安装孔设置在钣金向内延伸的外板上，受空间限制，不利于布置冲头，冲孔难度较大。4、保险杠壳体与钣金配合的部分轮廓较长且一般有不同弧度，故与之配合的长条型金属连接支架的设计存在一定局限性且刚性不是很好，在装配过程中容易变形，影响最终配合效果。5、该种安装方式牢固，但由于全部采用螺栓或螺钉，保险杠壳体被牢牢固定住，因此难以吸收因环境温度变化引起的尺寸变化，容易导致保险杠壳体鼓起，影响与钣金的匹配。 

二、采用一种塑料连接支架安装保险杠，如图2所示。即预先将塑料连接支架12安装在车身13上，然后将保险杠壳体14由外侧向内侧装到连接支架12上从而实现保险杠与车身的安装。此种安装方式往往存在如下问题：(1)保险杠两侧翼靠近轮罩口处容易下沉，不仅影响外观，甚至会导致保险杠脱落。(2)由于塑料连接支架增加了尺寸链，导致公差累计，从而导致保险杠壳体与钣金匹配不佳。 

因此，实有必要设计一种保险杠安装结构，克服上述缺陷，既能保证安装牢固，又能保证安装、拆卸方便，同时保证保险杠与钣金之间良好的装配效果，满足人们对精致汽车外观的要求。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述背景技术中的不足而提供一种装配简单、维修方便且安装牢固并能够有效控制保险杠和车身之间间隙和面差的经济实用型汽车保险杠安装结构。 

为实现上述目的，本实用新型保险杠安装结构是这样设计的： 

一种汽车保险杠安装结构，包括保险杠壳体和连接支架，保险杠壳体是通过连接支架连接到侧围外板上。所述保险杠连接支架顶端有翻边和所述保险杠支架顶端翻边上的筋共同作用，限制住所述保险杠壳体的内安装壁的翻转。所述保险杠支架的底部有翻边，所述保险杠支架底部翻边与保险杠壳体的间隙等于或略大于保险杠总成的装配误差，起到了对保险杠壳体支撑的作用。 

所述侧围向下的外板上设有安装孔，所述连接支架上设有与该安装孔相对应的安装座，所述安装座兼有定位、紧固和预安装功能，所述连接支架包括插设在所述安装座中的自攻螺钉； 

所述连接支架上设有定位销、定位筋、固定翻边和卡扣，所述保险杠壳体内安装壁上设有与之相对应的定位销开口、内安装壁和卡扣固定开口； 

所述侧围向内的外板在轮罩口处设有安装孔用于安装塑料螺母座，所述保险杠壳体的内安装壁上和连接支架上均设有与之相对应的安装孔，所述连接支架包括塑料螺母座及插设在所述塑料螺母座中的自攻螺钉。 

本实用新型汽车保险杠安装结构不仅能较好地控制保险杠壳体与车身钣金之间的间隙和面差，保证良好的匹配效果，还能吸收因环境变化引起的保险杠壳体的尺寸变化，保证关键外观部位始终匹配良好，而且装配、拆卸方便，安装牢靠，同时还能减小车身钣金加工难度，降低整车开发成本。 

附图说明

图1为现有的钣金支架安装的汽车保险杠安装结构的立体分解图； 

图2为现有的塑料连接支架安装的汽车保险杠安装结构的立体分解图； 

图3为汽车保险杠安装结构局部剖视图一； 

图4为汽车保险杠安装结构局部剖视图二； 

图5为汽车保险杠安装结构的连接支架的立体图； 

图6为汽车保险杠安装结构的连接支架上安装座的工作原理图； 

图7为汽车保险杠安装结构的连接支架上安装座的主视图； 

图8为汽车保险杠安装结构的保险杠壳体内安装壁的俯视图； 

图9为汽车保险杠安装结构的侧围的主视图； 

图10为保险杠壳体定位点布置方案对保险杠吸收变形时的影响示意图。 

图11为保险杠壳体定位点布置方案二对保险杠吸收变形时的影响示意图。 

图中：A-螺钉和螺母装置；1-汽车保险杠安装结构；12-连接支架；120-连接支架的底部翻边；121-连接支架上的卡扣；122-连接支架上的固定翻边；1221-连接支架固定翻边上的筋123-连接支架上控制左右方向的定位筋；124-自攻螺钉；125-保险杠轮罩口处的结构；1251-在轮罩口处与连接支架匹配的自攻螺钉；1252-在轮罩口处采用的塑料螺母座；1253-在轮罩口处连接支架上的安装孔；126-连接支架上控制上下方向的定位筋；127-连接支架上的定位销；128-连接支架的安装座；128A-连接支架的安装定位结构；128B-连接支架的卡脚；128C-连接支架上安装螺钉安装孔128D-连接支架上控制左右方向的定位凸台；13-侧围；130-侧围外板；131-侧围向内的外板；132-侧围向下的外板；132A-侧围上控制前后方向的支架安装孔；132B-侧围上控制上下方向的支架安装孔；14-保险杠壳体；140-保险杠壳体外露的外壁；141-隐藏在保险杠壳体的内安装壁；141A-保险杠壳体内安装壁上的卡扣固定开口；141B-保险杠壳体内安装壁上的定位销开口；141C-轮罩口处保险杠壳体上的安装孔1411-保险杠壳体内安装壁的上表面，1412-保险杠壳体的定位缺口；142-保险杠壳体的上端面。

具体实施方式

如图3、图4、图5、图8和图9所示，本实用新型的汽车保险杠安装结构1包括保险杠壳体14、侧围13及连接该保险杠壳体14和侧围13的连接支架12。 

其中，保险杠壳体14包括外露的外壁140、隐藏在内部的内安装壁141和与侧围匹配配合面142；侧围13包括外板130、向内的外板131和向下的外板132；连接支架12固定在侧围13的向下的外板132上。保险杠安装完成后仅保险杠壳体14的外壁140和侧围13的外板130可见，其余结构均隐藏在内部。 

下面将结合图5、图6、图7和图9说明连接支架12的定位和紧固。 

参考图5和图9，在本实用新型中共设3处安装座128，在侧围13上设有1个安装孔132A和2个安装孔132B与安装座128上的定位结构128A匹配，其中1个安装孔132A用于前后方向(F/A)定位，2个安装孔132B用于上下方向(U/D)定位，3个定位凸台128D用于左右方向(C/C)定位，根据“321定位原则”本实用新型中的连接支架已经完全定位。对于较小的连接支架也可设2处安装座，其中一个安装座做4方位定位，另一个做2方位定位，同样可满足“321定位原则”，此种形式是上述定位方式的简单变换，故在此不作敖述。 

如图5所示，连接支架12上设3处安装座128，该安装座128兼具定位、紧固和预安装功能，现结合图6和图7说明安装座128的工作原理。如图7所示，安装座128包括定位结构128A、定位凸台128D、两个卡脚128B和螺钉安装孔128C。如图6所示，在自然状态下，两个卡脚最小宽度小于钣金孔直径，最大宽度大于钣金孔直径。本领域技术人员可以理解，两卡脚最大宽度相对于钣金孔的过盈量需根据材料及卡脚弹性而定。安装时在外力的作用下，卡脚顶端(即最小宽度端)先进入钣金孔内，随着卡脚逐渐深入，在外力和钣金孔约束力的作用下卡脚逐渐发生向内的收缩变形，当两卡脚最大宽度处卡进钣金孔时此收缩变形达到最大值，之后两卡脚最大宽度处通过钣金孔，卡脚在自身收缩变形力的作用下回弹，卡脚恢复到自然状态并卡接到位，亦即完成预安装。当安装座128上的卡脚128B卡入侧围13的向下的外板132上的安装孔132A和安装孔132B内后，再将自攻螺钉124拧入与安装孔132B对应的安装座128上的螺钉安装孔128C内，从而将卡脚128B锁紧，完成紧固。若安装座128上的螺钉安装孔128C中不拧入自攻螺钉124，则安装座128仅做定位与预安装用。 

下面将结合图3至图5和图8至图10说明保险杠壳体14的定位和紧固。 

前、后保险杠分别包围车辆前端和后端，属于大型零部件，对此类大型塑料零部件的定位需分区域实施，每个区域需依据独立的“321定位原则”。一般将保险杠壳体分成三个区域，即中间区域和左、右侧翼区域。在本实用新型中仅讨论左、右侧翼区域的定位与安装，且以后保险杠左侧翼区域为例进行说明。 

参考图10，在后保险杠壳体左侧翼区域内，与其有匹配关系的零件有侧围和后尾灯及轮罩口处的轮罩护板(图中未示出)。保险杠壳体前后方向(F/A)的定位有两种方案：方案一如图10所示，将定位点置于靠近轮罩口端，如图中线段所示位置；方案二如图11所示，将定位点置于靠近后尾灯端，如图中线段所示位置。 

当环境温度发生变化时零件的尺寸也会发生一定变化，通常以线性膨胀系数来衡量材料的这一特性。线性膨胀系数是指固体物质的温度每改变1摄氏度时，其长度的变化和它在0℃时长度之比。在本实用新型中，定义保险杠壳体的材料为PP+EPDM-T10；保险杠壳体与侧围和后尾灯配合的分缝线总长为950mm，其中与侧围配合处分缝线长700mm，与后尾灯配合处分缝线长250mm；车辆使用环境温度范围为-40℃～50℃；材料的线性膨胀系数(CLTE)为8×10e-5mm/mm/℃。通过计算可知保险杠壳体在使用温度范围内的尺寸变化量(Δ)：与侧围配合区域为Δ₁＝8×10e-5×700×(40+50)＝5m；与后尾灯配合区域为Δ₂＝8×10e-5×250×(40+50)＝1.8mm。 

如果保险杠壳体左侧翼前后方向(F/A)的定位采用方案一，那么尺寸变化量Δ₁和Δ₂都将向后尾灯区域积聚，如图10中箭头所示，即保险杠壳体在后尾灯区域吸收的尺寸变化量为Δ＝Δ₁+Δ₂＝6.8mm，如此可能引起保险杠壳体在后尾灯区域拱起，从 而导致保险杠壳体与后尾灯的匹配效果被破坏，甚至导致“看穿”即See Through的外观缺陷，对外观影响大。 

如果保险杠壳体左侧翼前后方向(F/A)的定位采用方案二，那么尺寸变化量Δ₁向轮罩口区域积聚，尺寸变化量Δ₂向后尾灯区域积聚，如图11中箭头所示，即保险杠壳体在后尾灯区域吸收的尺寸变化量为Δ＝Δ₂＝1.8mm，尺寸变化量较小，容易吸收，不会破坏保险杠壳体与后尾灯的匹配效果；保险杠壳体在轮罩口区域吸收的尺寸变化量为Δ＝Δ₁＝5mm，如此将引起保险杠壳体在轮罩口区域向前延伸，但从主观评价的角度来看不会影响保险杠壳体与侧围的整体匹配效果，外观影响小。 

故在本实用新型中保险杠壳体左侧翼前后方向(F/A)的定位采用方案二。参考图5和图8，保险杠壳体14的内安装壁141上设有定位销开口141B与连接支架12上的定位销127匹配，实现保险杠壳体14在连接支架12上前后方向(F/A)的定位。 

参考图3至图5和图8，保险杠壳体14的内安装壁141上设有卡扣固定开口141A(在内安装壁141上设有多处固定卡扣开口，在图中未一一标出)与连接支架12上的卡扣121匹配，同时保险杠壳体14的内安装壁141上设有定位缺口1412与连接支架12上的定位筋123(在连接支架12上设有多处定位筋，在图中未一一标出)匹配，从而实现保险杠壳体14在连接支架12上左右方向(C/C)的定位。 

参考图3至图5和图8，连接支架12上设有定位筋126(在连接支架12上设有多处定位筋，在图中未一一标出)，与保险杠壳体14的内安装壁141匹配，同时连接支架12上设有固定翻边122(在连接支架12上设有多处固定翻边，在图中未一一标出)，与保险杠壳体14的内安装壁141的上表面1411匹配，从而实现保险杠壳体14在连接支架12上的上下方向(U/D)定位。根据“321定位原则”本实用新型中的保险杠壳体在连接支架上已经完全定位。 

参考图3至图5和图8，保险杠壳体14基本为半框架状中空结构，内安装壁141为保险杠总成的主要承重体，在本实用新型中为防止保险杠受自身重力作用及车辆使用过程中的颠簸影响而导致内安装壁141相对于连接支架12发生翻转，进而使保险杠壳体14下沉，拉大保险杠壳体14的上端面142与侧围13的向内的外板131之间的配合间隙，影响保险杠壳体14的外壁140与侧围13的外板130的面差配合，从而影响外观效果。在本实用新型中，为克服上述影响，在连接支架12上设置的固定翻边122与翻边上设置的筋1221共同作用，限制了保险杠壳体14的内安装壁141的翻转；同时，连接支架12的底部设有翻边120，其与保险杠壳体14的间隙等于或略大于保险杆总成的装配误差，既保证不影响保险杠壳体14的安装又能增加对保险杠壳体14的支撑，从而有效限制因保险杠壳体14的内安装壁141发生翻转而引起的保险杠壳体14的下沉，有 效控制了保险杠壳体14与侧围13的匹配效果。 

参考图5、图8和图9，在侧围13的向内的外板131上设有安装孔131A用于安装塑料螺母座1252，同时在连接支架12上设有安装孔1253，在保险杠壳体14的内安装壁141上设有安装孔141C，其中安装孔1253和安装孔141C均为过孔，且需保证过尺寸量能吸收保险杠总成及各组成零部件的自身公差、装配公差和因环境温度变化引起的零部件尺寸变化量。连接支架12上设有自攻螺钉1251穿过安装孔1253和安装孔141C与塑料螺母座1252彼此相对地连接，将保险杠壳体14、连接支架12和侧围13紧固在一起。从而既解决了保险杠总成在轮罩口处易下沉的问题，又能保证该处的紧固不影响保险杠壳体吸收尺寸变形，继而能保证保险杠壳体与侧围和后尾灯良好的匹配效果。 

下面将结合图3至图5和图8至图9说明该保险杠安装结构1的组装过程。 

本实用新型的保险杠安装结构1的组装过程主要分五个步骤：第一步，安装塑料螺母座1252。将塑料螺母座1252卡入侧围13的向内的外板131上的安装孔131A内。第二步，预安装连接支架12。分别将安装座128对准侧围13的向下的外板132上的安装孔132A和安装孔132B，然后用力将安装座128上的卡脚128B卡入安装孔132A和安装孔132B内，至安装座128上的定位凸台128D接触侧围13的向下的外板132，连接支架12卡接到位，完成预安装。第三步，紧固连接支架12。将自攻螺钉124拧入安装座128上的与侧围13的向下的外板132上的两个安装孔132B对应的螺钉安装孔128C内，完成连接支架12的紧固。第四步，卡接保险杠壳体14。将保险杠壳体14的内安装壁141上的定位销开口141B对准连接支架12上的定位销127并优先卡入，然后将保险杠壳体14的内安装壁141从后尾灯端开始逐步卡入连接支架12内。第五步，紧固保险杠壳体14。将自攻螺钉1251穿过连接支架12上的安装孔1253和保险杠壳体14的内安装壁141上的安装孔141C，拧入塑料螺母座1252内，完成保险杠壳体14的紧固。 

本实用新型中连接支架12上的安装座128除有紧固功能外还有定位和预安装功能，此设计方案不仅在制造加工方面容易实现且有一举多得之效。一、集定位和紧固功能于一身，减少了零件制造加工的基准数量，不仅能降低制造难度，还能提高加工精度；二、集定位、紧固和预安装功能于一身，即将钣金上匹配的定位孔、安装孔和预安装孔集成为一孔，减少了钣金开孔数量，减少了钣金制造加工的基准数量，提高了装配精度，同时降低了制造成本；三、紧固卡脚集成在连接支架的安装座内，节省了常规设计中卡在钣金上的塑料螺母座，降低了开发成本；四、紧固卡脚集成了预安装功能，能有效提高装配效率。在以往的设计中连接支架一般没有预安装功能，因此连接支架在未用紧固件紧固前容易脱落，影响装配效率。 

本实用新型中的定位基准均以“筋”或“凸台”的形式实现，在定位原则中大面匹 配往往难以达到较高的定位精度和较好的定位效果。本汽车保险杠安装结构1中的定位筋123、筋1221、定位筋126、定位结构128A及定位凸台128D均为筋或凸台，此设计方案定位精度较高，且制造工艺调整方便性较好。零件的加工误差是不可避免的，在以往的设计中往往受与保险杠配合的钣金的加工精度的影响而影响二者的匹配效果，但钣金模具的调整一般比较困难且成本较高，而塑料模具的调整相对钣金模具灵活很多，在本实用新型中，通过如下方式控制保险杠壳体14与侧围13良好的匹配效果：首先，在产品试生产阶段对上述定位基准预留一定修模量，修模量的大小根据模具精度、装配误差而定；然后，在装车匹配试验时根据匹配效果确定模具的调整量；最后根据确定的模具调整量来逐步修正模具，达到最终的良好匹配效果，进行批量生产。由于在零件试生产阶段模具对定位基准预留了模具调整量，因此通过减胶(即从模具上去除材料)的方式修模不仅简单、方便且成本低廉。所以本设计方案不但可以保证保险杆系统的精度而且可以吸收钣金的制造误差，保证了保险杠与钣金的良好匹配效果。 

Claims (3)

1.一种汽车保险杠安装结构，包括保险杠壳体和连接支架，其特征是：保险杠壳体是通过连接支架连接到侧围外板上。

2.根据专利要求1所述的汽车保险杠安装结构，其特征是：所述保险杠连接支架顶端有翻边和所述保险杠支架顶端翻边上的筋共同作用，限制住所述保险杠壳体的内安装壁的翻转。

3.根据专利要求1或2所述的汽车保险杠安装结构，其特征是：所述保险杠支架的底部有翻边，所述保险杠支架底部翻边与保险杠壳体的间隙等于或略大于保险杠总成的装配误差，起到了对保险杠壳体支撑的作用。

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