用于形成圍繞緊固件的密封腔的具有通道的蓋的制作方法
【專利說明】用于形成圍繞緊固件的密封腔的具有通道的蓋發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及用于形成圍繞緊固件的一個(gè)端部的密封腔的蓋以及用于安裝這種蓋的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]圖1是穿過復(fù)合面板I的緊固件組件的一部分的側(cè)視圖。組件包括外螺紋螺栓2、內(nèi)螺紋螺母3和墊圈4。在閃電擊中復(fù)合面板I并且附接緊固件的情況下，可能在圖1示出的位置5處發(fā)生發(fā)火花、等離子體或釋氣。
[0003]在WO 2012/107741中描述了提供火花抑制的已知方法。通過圍繞緊固件的蓋而圍封了一定體積的氣體。氣體對在任何閃電期間可能在復(fù)合結(jié)構(gòu)與金屬緊固件之間發(fā)生的電弧作用提供火花抑制。
[0004]WO 2012/107741描述了一種兩件式構(gòu)造，該兩件式構(gòu)造包括外蓋構(gòu)件和內(nèi)蓋構(gòu)件。在一個(gè)示例中，計(jì)量了至外蓋構(gòu)件的基部中的所需量的密封劑，并且內(nèi)蓋構(gòu)件之后也部分地嵌套在外蓋內(nèi)并且放置在緊固件的一個(gè)端部上。通過施加手壓以在內(nèi)蓋上朝向結(jié)構(gòu)迫壓外蓋，迫使密封劑在內(nèi)蓋與外蓋之間流動并且密封劑在結(jié)構(gòu)的表面上在外蓋的基部周圍離開。
[0005]理想地，密封劑被分布成在內(nèi)蓋構(gòu)件與外蓋構(gòu)件之間不存在孔隙，并且密封劑的一部分聚集在外蓋構(gòu)件的基部處以形成圍繞蓋的圓周的密封劑環(huán)，當(dāng)密封劑固化時(shí)，該密封劑環(huán)足以將蓋粘附于所述結(jié)構(gòu)。
[0006]安裝力以和內(nèi)蓋與外蓋之間的空間的橫截面面積和表面積近似成比例的方式增大，并且不具有機(jī)械優(yōu)勢。在較大型的安裝一一例如直徑大于大約3/4”的緊固件一一上，需要過高的安裝力來手動安裝螺母蓋。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的第一方面提供了一種用于形成圍繞緊固件的一個(gè)端部的密封腔的蓋，該蓋包括內(nèi)蓋構(gòu)件、外蓋構(gòu)件以及密封劑材料，內(nèi)蓋構(gòu)件具有終止于邊緣處的基部，基部環(huán)繞通至中央腔的開口，外蓋構(gòu)件配裝在內(nèi)蓋構(gòu)件上并且具有基部，密封劑材料位于內(nèi)蓋構(gòu)件與外蓋構(gòu)件之間，其中:或者是，內(nèi)蓋構(gòu)件包括具有大致均勻的壁厚度的側(cè)壁并且側(cè)壁具有在內(nèi)蓋構(gòu)件的外表面中形成的多個(gè)通道以及在內(nèi)蓋構(gòu)件的內(nèi)表面中形成的多個(gè)對應(yīng)的脊，通道和脊沿著內(nèi)蓋構(gòu)件的大部分/實(shí)質(zhì)部分縱向地延伸；或者是，外蓋構(gòu)件包括具有大致均勻的壁厚度的側(cè)壁并且側(cè)壁具有在外蓋構(gòu)件的內(nèi)表面中形成的多個(gè)通道以及在外蓋構(gòu)件的外表面中形成的對應(yīng)的多個(gè)脊，通道和脊沿著外蓋構(gòu)件的大部分縱向地延伸。
[0008]多個(gè)通道形成下述路徑，與在內(nèi)蓋構(gòu)件的側(cè)壁與外蓋構(gòu)件的側(cè)壁之間設(shè)置的標(biāo)稱間隙相比，密封劑沿著所述路徑可以更自由地流動。這是因?yàn)?由于對于密封劑流動的給定的橫截面面積而言，密封劑與壁的接觸減少，因此密封劑與壁的摩擦作用減小。因此本發(fā)明在應(yīng)用至用于較大直徑的緊固件一一例如大于大約3/4”直徑的緊固件一一的蓋時(shí)是特別有利的(否則這種蓋會不適于手動安裝)，而且本發(fā)明對于所有的緊固件直徑而言能夠?qū)崿F(xiàn)減小的安裝力。
[0009]通道的尺寸可以改變以控制安裝螺母蓋所需的力的量。
[0010]通道深度可以朝向蓋的頂部變小。通過設(shè)置漸變的通道，這進(jìn)一步便于密封劑從蓋的頂部至基部的運(yùn)動，并且因此減小安裝力。這也減小了在蓋的頂部附近保持的密封劑的量，其中，理想的是，在蓋的頂部附近僅具有薄膜以確保內(nèi)蓋構(gòu)件的外表面的整個(gè)表面與外蓋構(gòu)件的內(nèi)表面的良好粘附。
[0011]通道寬度可以朝向基部向外擴(kuò)大。擴(kuò)大部可以結(jié)合以在內(nèi)蓋構(gòu)件與外蓋構(gòu)件之間、在鄰近內(nèi)蓋構(gòu)件和外蓋構(gòu)件的相應(yīng)基部處形成大致環(huán)形空隙。此布置進(jìn)一步支持密封劑流動以及密封劑在與結(jié)構(gòu)的聯(lián)結(jié)線處的均等分布。
[0012]多個(gè)縱向通道可以從位于蓋的頂部處的公共點(diǎn)發(fā)散。這促進(jìn)了密封劑在圍繞蓋的圓周的所有點(diǎn)處相等流動，從而減小或消除了在密封劑中形成孔隙。
[0013]蓋可以具有圍繞內(nèi)蓋構(gòu)件的內(nèi)表面設(shè)置的至少三個(gè)定位特征。這些定位特征確保了內(nèi)蓋與緊固件的一個(gè)端部的干涉配合。
[0014]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，通道和對應(yīng)的脊位于內(nèi)蓋構(gòu)件上，并且定位特征是位于內(nèi)蓋構(gòu)件的內(nèi)表面上的脊。此布置提供了與緊固件的點(diǎn)接觸，并且不對至內(nèi)腔中的釋氣進(jìn)行限制。
[0015]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，內(nèi)蓋構(gòu)件具有通道和脊，并且當(dāng)縱向地觀察時(shí)外蓋構(gòu)件的側(cè)壁的橫截面是環(huán)形的。
[0016]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，當(dāng)縱向地觀察時(shí)內(nèi)蓋構(gòu)件的側(cè)壁的橫截面是通道和脊圍繞內(nèi)蓋構(gòu)件的圓周重復(fù)的式樣。通道中的相鄰?fù)ǖ揽梢孕纬杉舛?。在另一?yōu)選的實(shí)施方式中，通道中的相鄰?fù)ǖ揽梢栽谕ǖ乐g形成峰部，即通道相遇而側(cè)壁的曲率沒有發(fā)生突變。在又一優(yōu)選的實(shí)施方式中，通道可以周向地介于內(nèi)表面和外表面具有恒定直徑的區(qū)域之間。所選擇的具體布置可以是許多因素一一包括例如緊固件尺寸、所需的粘附特性以及未固化的密封劑的粘度一一的函數(shù)。盡管相似通道的重復(fù)式樣通常將是優(yōu)選的，但不相似通道和/或相鄰?fù)ǖ乐g的不相似間隔的布置可以適合于一些安裝。
[0017]當(dāng)沿縱向方向觀察時(shí)通道的橫截面是大致扇貝形的。內(nèi)蓋的扇貝形形狀允許一些徑向拉伸，這使得能夠在緊固件基部的公差范圍上維持干涉配合。
[0018]外蓋構(gòu)件的基部可以形成凸緣，凸緣在從內(nèi)蓋構(gòu)件的基部的邊緣向后設(shè)定的點(diǎn)處離開內(nèi)蓋構(gòu)件向外延伸，使得在凸緣與內(nèi)蓋構(gòu)件的基部之間限定袋部。此布置為密封劑環(huán)粘附于所述結(jié)構(gòu)提供了更大的表面。
[0019]本發(fā)明的另一方面提供了一種用于形成圍繞緊固件的一個(gè)端部的密封腔的蓋，蓋包括內(nèi)蓋構(gòu)件、外蓋構(gòu)件以及密封劑材料，外蓋構(gòu)件配裝在內(nèi)蓋構(gòu)件上，密封劑材料位于內(nèi)蓋構(gòu)件與外蓋構(gòu)件之間，內(nèi)蓋構(gòu)件或外蓋構(gòu)件中的一者具有大致筒形側(cè)壁，而內(nèi)蓋構(gòu)件或外蓋構(gòu)件中的另一者具有帶平面部的側(cè)壁，由此在內(nèi)蓋構(gòu)件與外蓋構(gòu)件之間形成至少三個(gè)通道以便于密封劑材料朝向基部的流動。
[0020]所述至少三個(gè)通道形成下述路徑，與在內(nèi)蓋構(gòu)件與外蓋構(gòu)件之間設(shè)置的間隙相比，沿所述路徑密封劑可以更自由地流動。同樣地，這是因?yàn)?由于對于密封劑流動的給定的橫截面面積而言，密封劑與壁的接觸減少，因此密封劑與壁的摩擦作用減小。
[0021]蓋可以還包括位于內(nèi)蓋構(gòu)件的內(nèi)表面上的至少三個(gè)定位特征。
[0022]在本發(fā)明的任一方面的優(yōu)選實(shí)施方式中，外蓋構(gòu)件具有大致筒形側(cè)壁并且外蓋構(gòu)件的基部形成凸緣，凸緣在從內(nèi)蓋構(gòu)件的基部的邊緣向后設(shè)定的點(diǎn)處離開內(nèi)蓋構(gòu)件向外延伸，使得在凸緣與基部之間限定袋部。
[0023]蓋構(gòu)件可以是大致穹頂形的。此布置既使應(yīng)力集中最小化又有助于密封劑朝向結(jié)構(gòu)的流動。
[0024]替代性地，蓋構(gòu)件可以是大致頂帽形的。此布置可以便于蓋在倒置位置中的存儲。
[0025]替代性地，內(nèi)蓋構(gòu)件的外表面和外蓋構(gòu)件的內(nèi)表面可以是大致穹頂形的，而內(nèi)蓋構(gòu)件的內(nèi)表面和/或外蓋構(gòu)件的外表面可以具有非穹頂形的形狀，例如頂帽形。
[0026]蓋構(gòu)件可以由塑料材料制成。該塑料材料例如可以是聚醚酰亞胺(PEI)。塑料材料通常是低廉、輕質(zhì)并且易于成型的，同時(shí)具有應(yīng)用所需的彈性。
[0027]密封劑可以是通常用在下述應(yīng)用中的材料:在所述應(yīng)用中，所述材料的主要(或唯一)目的是用作粘合劑，所述材料比如為雙組分環(huán)氧樹脂。替代性地，密封劑可以是通常用在下述應(yīng)用中的材料:在所述應(yīng)用中，所述材料的主要(或唯一)目的是用作密封劑，所述材料比如為多硫化物或硅橡膠。在后一情況下，密封劑材料通常是彈性體。
[0028]本發(fā)明的再一方面提供了一種安裝用以形成圍繞緊固件的一個(gè)端部的密封腔的蓋的方法，緊固件穿過結(jié)構(gòu)，蓋包括內(nèi)蓋構(gòu)件、外蓋構(gòu)件以及密封劑材料，內(nèi)蓋構(gòu)件具有終止于邊緣處的基部，基部環(huán)繞通至中央腔的開口，外蓋構(gòu)件配裝在內(nèi)蓋構(gòu)件上并具有基部，密封劑材料位于內(nèi)蓋構(gòu)件與外蓋構(gòu)件之間，其中:或者是，內(nèi)蓋構(gòu)件包括具有大致均勻的壁厚的側(cè)壁并且側(cè)壁具有在內(nèi)蓋構(gòu)件的外表面中形成的多個(gè)通道以及在內(nèi)蓋構(gòu)件的內(nèi)表面中形成的多個(gè)對應(yīng)的脊，通道和脊沿著內(nèi)蓋構(gòu)件的大部分縱向地延伸；或者是，外蓋構(gòu)件包括具有大致均勻的壁厚的側(cè)壁并且側(cè)壁具有在外蓋構(gòu)件的內(nèi)表面中形成的多個(gè)通道以及在外蓋構(gòu)件的外表面中形成的對應(yīng)的多個(gè)脊，通道和脊沿著外蓋構(gòu)件的大部分縱向地延伸，所述方法包括下述步驟:(a)將蓋配裝在緊固件的一個(gè)端部上，使得所述緊固件的端部由內(nèi)蓋構(gòu)件圍封并且在內(nèi)蓋構(gòu)件與外蓋構(gòu)件之間限定多個(gè)通道；(b)朝向結(jié)構(gòu)推壓外蓋構(gòu)件，使得密封劑材料基本上經(jīng)由通道朝向結(jié)構(gòu)流動以圍繞蓋的基部形成密封劑環(huán)；以及(C)利用密封劑材料將蓋粘附于所述結(jié)構(gòu)。
[0029]本發(fā)明的還一方面提供了一種安裝用以形成圍繞緊固件的一個(gè)端部的密封腔的蓋的方法，緊固件穿過結(jié)構(gòu)，蓋包括內(nèi)蓋構(gòu)件、外蓋構(gòu)件以及密封劑材料，外蓋構(gòu)件配裝在內(nèi)蓋構(gòu)件上，密封劑材料位于內(nèi)蓋構(gòu)件與外蓋構(gòu)件之間，內(nèi)蓋構(gòu)件或外蓋構(gòu)件中的一者具有大致筒形側(cè)壁，而內(nèi)蓋構(gòu)件和外蓋構(gòu)件中的另一者具有帶平面部的側(cè)壁，