包括内部挡环的密封盖的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉参考
[0002] 本申请请求享有美国临时专利申请序列第61/814, 634号的权益，该美国临时专 利申请的申请日为2013年4月22日，其通过引用方式被并入文中。
技术领域
[0003] 本发明涉及用于对机械紧固件进行密封的盖，该盖包含密封材料。
【背景技术】
[0004] 密封材料通常被用来密封被使用在航空航天和其他工业中的紧固件。公知的是， 用密封材料填充盖，然后将盖覆盖在紧固件上，以在密封材料固化时形成密封。
【发明内容】
[0005] 本发明的一方面提供了一种密封盖组件，该密封盖组件包括：盖壳，其包括内部空 间、底部开口和靠近所述底部开口的凹部；密封材料挡环，其至少被部分地插入盖壳上的凹 部中；和，密封材料，其被径向地布置在密封材料挡环的外侧，靠近盖壳的底部开口。
[0006] 本发明的另一方面提供了一种制造密封盖组件的方法。该方法包括以下步骤：将 密封材料挡环至少部分地插入在位于盖壳的底部开口上的凹部中；和，将密封材料应用在 盖壳的底部开口附近，使其径向地位于密封材料挡环的外侧。
[0007] 本发明的另一方面提供了一种对已被安装在基底上的紧固件进行密封的方法。密 封盖组件覆盖在紧固件上，在轴向方向上朝基底推压所述密封盖组件，从而引起挡环至少 部分地回撤到密封盖组件的凹部中。密封材料抵靠着所述基底流动，但基本上阻止了密封 材料在挡环内侧径向流动。
[0008] 本发明的另一方面提供了一种密封紧固件，该密封紧固件已被安装在基底上。覆 盖紧固件的密封盖组件与基底密封地接合。该密封盖组件包括盖壳，该盖壳具有内部空间 和位于底部开口上的凹部。密封材料挡环至少被部分地插入盖壳上的凹部中，固化的密封 材料被径向地设置在密封材料挡环外侧，在盖壳的底部开口和基底之间形成密封。
【附图说明】
[0009] 图1是用于使用在根据本发明的一实施例的密封盖组件中的盖壳的侧视截面图。
[0010] 图2是根据本发明的一实施例的密封盖组件的盖壳和密封材料挡环的侧视截面 图。
[0011] 图3是根据本发明的一实施例的密封盖组件10的侧视截面图。
[0012] 图4是侧视截面图，根据本发明的一实施例示出了密封盖组件10覆盖在紧固件上 的布置方式。
[0013] 图5是侧视截面图，根据本发明的一实施例示出了密封操作期间密封盖组件10相 对于紧固件的操作。
[0014] 图6是根据本发明的一实施例的密封盖组件10的侧视截面图，该密封盖组件以密 封配置被安装在紧固件周围。
【具体实施方式】
[0015] 图1-3示出了根据本发明的一实施例的密封盖组件10的部件。该密封盖组件10 包括盖壳12,该盖壳具有大致为圆柱形或锥形的侧壁13、顶部14和底部边缘15。凹陷的密 封材料储槽16被设置在盖壳12的底部附近，在径向上位于底部边缘15内部。一环形凹部 17被设置在侧壁13上，且位于盖壳12的底部附近。所述环形凹部17具有从底部边缘15 开始测量的深度D。
[0016] 如图2中最清楚所示，密封材料挡环20被部分地插入盖壳12的环形凹部17中。 密封材料挡环20具有高度H。在一些实施例中，挡环20的高度Η小于或等于盖壳12上的 环形凹部17的深度D。密封材料挡环20的外径和环形凹部17的内径被形成合适尺寸以在 密封材料挡环20和环形凹部17之间提供滑动或摩擦接触配合。如下面更充分所述，密封 材料挡环20可相对于盖壳12轴向移动，从而可让密封材料挡环20回撤到环形凹部17中。
[0017] 如图3中最清楚所示，将未固化的密封材料30应用到密封盖组件10中的方式是： 绕密封材料挡环20的外径填充凹陷的密封材料储槽16。在图3中，盖壳12已经从图1和 2所示的位置被倒置，凹陷的密封材料储槽16被填充有未固化的密封材料30。密封材料挡 环20阻止密封材料30从所述密封材料储槽16朝内径向流动。在图3所示的实施例中，密 封材料30被应用到密封盖组件10中达到一定高度，在该高度处，密封材料30与密封材料 挡环20的边缘大致齐平。
[0018] 图4-6根据本发明的一实施例示出了绕被安装在基底上的紧固件40安装密封盖 组件10的过程。如图4所示，密封盖组件10被定位成覆盖紧固件40,密封材料挡环20的 下边缘接触基底42。在图4所示的位置上，密封材料30可接触或靠过来接触基底42的上 表面。在图4所示的位置上，密封材料挡环20从密封盖12的环形凹部17延伸一定距离， 该距离大致为环形凹部17的深度D的50%。但是，在一些实施例中，所述延伸距离可以是 所述环形凹部的深度D的10%至90%、或20%至80%、或30%至70%、或40%至60%。
[0019] 如图5所示，可向下压密封盖组件10,使其如箭头所示旋转。这种向下的运动引起 密封盖组件10运动到图6所示的位置上，在该位置上，使盖壳12的底部边缘15移动以更 靠近基底42的上表面，从而引起密封材料流动并变形（参见附图标记30a所指示）。安装 期间，密封材料挡环20轴向滑动，至少部分地回撤到盖壳12的环形凹部17中。密封材料 挡环20至少提供部分阻碍以阻挡密封材料30a径向朝内流动。从而，密封材料挡环20基 本上阻止密封材料30流入所述密封材料挡环20或盖壳12的内部，即，密封材料30保持接 触密封材料挡环20的外径的一部分而不填充盖壳12内部的内腔。盖壳12的内腔因而可 保持没有密封材料30。密封材料30a -固化就在盖壳12和基底42的表面之间形成密封。
[0020] 盖壳12可由任何合适材料制成，所述合适材料包括第二数量的密封材料，该第二 数量的密封材料可为至少被部分地硬化的塑性材料（包括疏水聚合物，等等）。在一些实施 例中，所述盖壳和密封材料包括相同的成分。盖壳12可通过本领域公知的任何方法形成， 例如通过使用凸凹模注射-填充塑模、冲压成形等工艺可形成盖壳12,在大气压、亚大气压 或超大气压下执行上述成形工艺。本领域的技术人员应了解将凹壳形成适合特定用途的各 种形状和尺寸的各种方法。形成壳体的典型方法在美国专利No. 7, 438, 974中公开，该美国 专利通过引用方式并入文中。
[0021] 密封材料挡环20可由塑料或任何合适材料制成。密封材料挡环20可在盖的内侧 直径上自由浮动，起初从盖的基部伸出。该密封材料挡环的作用是起到阻止密封材料进入 所述内腔的屏障的作用。凹槽或其他表面特征（未示出）可选地被设置在盖壳12的底部边 缘15处，以增加粘结表面面积。在一些实施例中，所述密封材料挡环可由聚醚酰亚胺（PEI) 或任何其他合适的聚合材料制成。
[0022] 文中所使用的术语"密封材料"表示，在被应用到孔（如，两部件之间的交界面形 成的接合点或空间）中时具有抵抗周围条件（如，湿度和温度）、至少部分地阻挡可能以其 他方式出现在孔处的材料（如，水、燃料和/或其他液体和气体）穿过的能力的合成物。因 此密封材料通常被应用到元件部件的外周边缘表面上，用于阻止材料向这种部件转移或阻 止材料从这种部件转移。密封材料通常具有粘结属性。本粘结材料也包括公知类型的粘结 剂。
[0023] 术语"至少部分地未硬化"意为，包括从完全液态到至少稍微有点胶化以致密封材 料/粘结剂能贴合基底表面的整个硬度范围。相反地，术语"至少部分地硬化"意为，包括 从完全固化到至少稍微有点胶化以致密封材料能被手动或机械处理以适用于基底的整个 硬度范围。因此，可以想到，密封材料的一些部分可被硬化或未被硬化，使得密封材料在其 整个数量范围内并不是均匀的。例如，密封材料不必被同时硬化，留下几乎完全固化的密封 材料中存在小部分未被硬化的密封材料和基本完全未被固化的密封材料中存在被硬化的 密封材料的可能性。
[0024] 密封材料的硬化或固化时间取决于密封材料成分的活化寿命，可在数分钟至数小 时的范围内广泛变化。在另一非限制性实施例中，密封材料可被热调节以防止密封材料在 被安置在紧固件上之前被完全固化。术语"热调节"表示，可降低密封材料的温度和/或保 持密封材料的温度不变，从而通过至少部分地暂停固化过程来延迟硬化过程。可降低温度 以有效地暂停固化过程。在一个非限制性实施例中，固化过程（直到完成）的时间长度与 温度反向相关，使得温度越低，固化过程的暂停和硬化的延迟程度越大。在一个非限制性实 施例中，降低和/或保持温度的过程能从密封材料被安装和定位在壳的腔中的时刻持续到 密封材料准备用于应用到基底上的时刻。因此，密封材料的储存和运输期间（如，在冷藏条 件或干冰条件下运输组件10及其密封材料30)，可采用冷却方式。
[0025] 上面提及到的暂停固