带凸瓣螺帽的制作方法
【专利摘要】本发明提出了一种具有环圈部(14)的帽(100)，环圈部具有设置成接触紧固件(2、3、4)的端部的三个或更多个接触区域，环圈部绕紧固件的端部设置，环圈部的截面具有凸瓣形状，使得在每相邻成对的接触区域之间延伸有向外突出的凸瓣。这种带凸瓣的设置的优点在于该帽可以容忍紧固件端部处的相对较高的制造公差。例如，该帽可以用于配合在螺母或紧固件头部上，其中，该帽的接触区域设置成接触螺母或紧固件头部的筒形环圈基部上的对应接触区域。该筒形环圈部的直径可能不能很好地控制，使得制造公差很大。帽基部的带凸瓣的形状确保了不论筒形环圈部是尺寸过小、尺寸过大的还是处于其公称直径，接触区域将总是提供与螺母的良好的摩擦接合。
【专利说明】
带凸瓣螺帽
技术领域
[0001]本发明涉及用于围绕紧固件的一个端部形成密封腔的帽和部件套件、安装该帽的方法以及包括该帽的接头。
【背景技术】
[0002]大型客机通常一年会被雷击一次或两次，每次雷击具有高达200，000安培的电流，该电流会寻求最小电阻的路径。许多现代客机具有由具非常高的电阻的复合材料制成的外表面。因此，闪电很有可能附着在外表面中的电阻低的多的许多金属紧固件中的任意金属紧固件处。在机翼中，这些紧固件中的一些紧固件穿过外机翼蒙皮而进入到燃料箱中。
[0003]图1是紧固件组件的穿过面板I的部分的侧视图，其中，面板I可以是复合材料面板或金属面板。该组件包括紧固件，该紧固件包括带外螺纹的螺栓2、带内螺纹的螺母3以及垫圈4(该紧固件可以替代性地包括任何其他已知的紧固件类型，比如铆钉或模压紧固件)。在雷击击中面板I并且雷击附着于紧固件的情况下，图1中由标记5表示的位置处可能发生放火花、产生等离子体或发生渗气。面板I可以提供燃料箱的边界，并且因此紧固件可以被浸在燃料或富含气体的燃料蒸气中。因此在紧固件处发生的雷击可能提供了会将燃料点燃的火花源和热气引燃源。
[0004]在EP-A-0334011中描述了提供火花抑制的已知方法。一定体积的气体由围绕紧固件的帽围封。气体针对在任何雷击期间可能发生于复合材料结构与金属紧固件之间的电弧放电提供火花抑制。
【发明内容】
[0005]本发明提出了一种具有环圈部的帽，该环圈部具有设置成接触紧固件的端部的三个或更多个接触区域，环圈部围绕该端部设置，环圈部的截面具有凸瓣形状，使得在每相邻成对的接触区域之间均延伸有向外突出的凸瓣。
[0006]本发明的第一方面提供了一种用于围绕紧固件的端部形成密封腔的帽，该帽包括帽本体，该帽本体具有环圈部，该环圈部终止于围绕用于接纳紧固件的端部的开口的边缘处，该环圈部具有围绕环圈部的内表面分布的三个或者更多个分立的接触区域，每个接触区域设置成在环圈部被安装在紧固件的端部上时接触该紧固件的端部，其中，该环圈部具有凸瓣形状，使得在每相邻成对的接触区域之间延伸有径向向外突起的凸瓣。
[0007]这种带凸瓣的设置的优点在于该帽能够容忍紧固件端部处的相对较大的制造公差。例如，该帽可以用于配合在螺母或紧固件头部上，其中，该帽的接触区域设置成与螺母或紧固件头部的基部上的对应接触区域接触。该基部的直径可能不能很好地控制，使得制造公差很高。帽本体的环圈部的凸瓣形状确保了不论螺母或紧固件头部的基部是尺寸过小、尺寸过大还是处于其标称尺寸，接触区域将总是提供与螺母或紧固件头部的良好的摩擦接合。当螺母或紧固件头部的基部被制造成处于其标称尺寸时，帽本体的环圈部将会在组装时扭曲，使得其截面形状大致对应于螺母或紧固件头部的基部的截面形状。然而，当基部尺寸过小时，帽本体的环圈部将会在组装后保持大致凸瓣形状，但是所述凸瓣变得更浅，而当基部尺寸过大时，环圈部将会扭曲，使得其具有反向的凸瓣形状，其中，所述凸瓣对应于接触区域而不是形成在接触区域之间。
[0008]本发明适用于这样的帽，其具有布置成与紧固件端部的一部分上的对应接触区域接触的接触区域，其中，该紧固件端部具有圆形的截面形状或者非圆形的截面形状，例如六边形截面形状。
[0009]第一方面的凸瓣形状在紧固件端部处仅存在小的制造公差的应用中也可以是有利的。在这种应用中，环圈部通常在组装时将总是扭曲，使得其截面形状大致对应于紧固件端部的截面形状。这在如下的应用中可能特别有利，在此应用中，帽基部与外帽构件或柱塞构件组装在一起，该外帽构件或柱塞构件具有设置成围绕帽基部配合或配合在帽基部内的对应地成形的环形基部，这是因为可能期望的是在这两个部件之间保持大致均匀的间隙。
[0010]帽本体优选地包括足够挠性或能够变形的材料，以适应环圈部从带凸瓣的形状到大致环形形状的形状改变。适合的材料包括(玻璃)纤维增强的聚合物，优选地包括热塑性聚合物，比如聚醚酰亚胺(PEI)或聚醚醚酮(PEEK)。
[0011]本发明的第二方面提供了一种接头，该接头包括:结构体;紧固件，该紧固件穿过该结构体使得该紧固件的端部从该结构体伸出；以及根据第一方面的帽，该帽围绕紧固件的端部提供了密封腔，其中，密封剂材料在帽的环圈部与结构体之间提供了密封。
[0012]适合的密封剂材料可以包含多硫化物密封剂或双组分的环氧基结构粘合剂。
[0013]本发明的第三方面提供了一种飞行器组件，该飞行器组件包括根据第二方面的接头。
[0014]本发明的第四方面提供了围绕紧固件的从结构体伸出的端部形成密封腔的方法，该方法包括:
[0015]提供具有帽本体的帽，该帽本体终止于围绕用于接纳紧固件的端部的开口的边缘处，该帽本体具有围绕该帽本体的内表面分布的三个或者更多个接触区域，其中，该帽本体的截面具有凸瓣形状，使得在每相邻成对的接触区域之间延伸有径向向外突起的凸瓣；
[0016]将环圈部安装在紧固件的端部上，使得接触区域均接触紧固件的端部并且被径向向外迫压以使得该环圈部具有与紧固件的端部的截面形状大致对应的截面形状。
[0017]优选地，该紧固件的端部的截面形状是大致圆形的。
[0018]本发明的第五方面提供了一种用于围绕紧固件的端部形成密封腔的部件套件，该部件套件包括:
[0019]具有端部的紧固件，该端部具有围绕该紧固件端部分布的三个或更多个接触区域；以及
[0020]具有帽本体的帽，该帽本体终止于围绕用于接纳紧固件的端部的开口的边缘处，该帽本体具有围绕该帽本体分布的三个或者更多个接触区域，帽本体的每个接触区域对应于紧固件端部的接触区域，帽本体的截面具有凸瓣形状，使得在每相邻成对的接触区域之间延伸有径向向外突起的凸瓣；
[0021]其中，紧固件的接触区域定位成比环圈部的接触区域更加径向向外。
[0022]本发明的各种可选的或优选的特征将在下面进行描述。
[0023]接触区域中的每个接触区域可以包括从环圈部的内表面向内突出的脊状部。每个脊状部可以具有长形形状使得其纵向方向对应于环圈部的轴向方向。这种脊状部在环圈部与紧固件端部之间提供了间隙，并且还有助于确保帽在紧固件端部上的精确的同轴位置。
[0024]在本发明的各个方面的第一变型中，帽本体可以具有与环圈部开口相对的端壁以形成围封。因此，帽本体本身可以围绕紧固件端部提供密封腔。
[0025]在第一变型的实施方式中，该帽可以具有环形凸缘，该环形凸缘在自边缘靠方设置的交接处从环圈部径向地向外延伸，以便在凸缘与环圈部之间限定环形密封腔。因此，该环形密封腔可以填充有密封材料以在该帽与紧固件端部所伸出的结构体之间提供密封，从而围绕紧固件端部提供密封腔。密封材料可以在该帽的安装之前直接地施加至环形密封腔，或者替代性地，环形凸缘可以包括与环形密封腔流体连通的密封材料入口，以允许密封材料在该帽的安装之后注射到环形密封腔中。
[0026]在第二变型中，该帽可以具有布置成安装在帽本体上以便围封帽本体的外帽构件，该外帽构件具有环形环圈部和径向向外背离于环形环圈部延伸的环形凸缘，环形凸缘和环形环圈部之间限定了用于接纳密封材料的环形密封腔。在这种实施方式中，外帽构件围绕紧固件端部提供了密封腔。
[0027]帽本体和外帽构件可以在安装在紧固件端部上之前预组装在一起。密封材料可以在安装之前提供在环形密封腔中，或者可以在安装之后经由环形凸缘中的密封材料入口注射到环形密封腔中。
[0028]替代性地，帽本体可以安装在紧固件端部上，并且随后外帽构件与帽本体被组装在一起。在这种设置中，密封材料可以在外帽构件与帽本体组装之前被提供在外帽构件中，使得该密封材料在组装期间流入到环形密封构件中。该密封材料可以替代性地在组装之前被提供在环形密封腔中，其中，组装的行为引起密封材料与紧固件端部所伸出的结构体的接触。
[0029]在第二变型的优选实施方式中，外帽构件的环形基部终止于边缘处，并且环形凸缘在自该边缘靠方设置的交接处从外帽构件延伸。这种布置有利于在外帽构件安装在帽本体上之前用密封材料预填充环形密封容积。
[0030]在第三变型中，该帽可以包括柱塞和环形凸缘，其中，该柱塞终止于围绕柱塞开口的柱塞边缘处，该环形凸缘径向向外背离于柱塞延伸以限定环形密封腔，柱塞配合在环圈部上并且能够相对于环圈部沿轴向方向以可滑动的方式移动，并且柱塞或环圈部分别包括与柱塞开口或与环圈部开口相对的端壁以形成围封。
[0031]在这种实施方式中，帽本体可以首先被安装在紧固件端部上，并且随后柱塞例如通过相对于帽本体滑动而与帽本体组装在一起。环形密封腔可以在柱塞与帽本体组装之前被填充密封材料，使得外帽构件与帽本体的组装过程包括使环形密封腔内的密封材料与紧固件端部所伸出的结构体接触。因此，紧固件端部可以被围封在由柱塞或者帽本体形成的密封腔中。这种设置的优点在于柱塞在帽本体上的安装可以用来使帽本体进一步变形，从而进一步改变帽本体的截面形状。也就是说，柱塞的安装可以使帽本体呈现出的截面形状更加接近紧固件端部的截面形状。
[0032]在第一变型、第二变型或第三变型的实施方式中，该帽还可以包括与环形密封腔流体连通的密封材料入口，该密封材料入口设置成与密封材料注射装置相互连接以提供从密封材料入口向环形密封腔中的可固化的密封材料流。因此，密封材料可以在帽已经安装在紧固件端部上之后施加至该帽以对密封腔起作用。该密封材料入口可以设置在环形凸缘、帽本体、外帽构件或柱塞中。
[0033]在所有方面的所有实施方式中，帽本体的环圈部可以包括四个或更多个接触区域、五个或更多个接触区域、六个或更多个接触区域或者七个或更多个接触区域、以及对应数目的凸瓣。
[0034]文中描述的本发明的可选的、期望的或优选的特征中的任何特征都可以以单独的形式或任意组合的形式应用于本发明的方面中的任意方面。
【附图说明】
[0035]现在将参照附图对本发明的实施方式进行描述，在附图中:
[0036]图1示出了现有技术的紧固件组件的穿过面板的部分的侧视图；
[0037]图2示出了安装在穿过面板的紧固件组件上的根据本发明的帽的实施方式的侧视截面图；
[0038]图3和图4示出了图2的帽在安装在紧固件组件上之前(图3)和之后(图4)的俯视截面图；
[0039]图5示出了根据本发明的帽的另一实施方式的侧视截面图；
[0040]图6和图7示出了图5的帽在安装之前(图6)和安装之后(图7)的横向截面图；
[0041]图8示出了根据本发明的帽的与图5的实施方式类似的实施方式的侧视截面图；以及
[0042]图9示出了根据本发明的帽的再一实施方式的侧视截面图。
【具体实施方式】
[0043]图2至图4中示出了根据本发明的可注射螺帽100的第一实施方式。可注射螺帽100包括内帽构件10(其也可以被称为帽本体或帽基部)和外帽构件20。内帽构件10和外帽构件20由诸如玻璃填充聚醚酰亚胺(PEI)之类的热塑性材料注塑模制而成。合适的玻璃填充PEI是Ultem? 2400，其包括按体积计为40%的玻璃纤维。内帽构件和外帽构件可以替代性地通过模制、通过添加制造工艺或者通过任何其它适当的工艺来制成。
[0044]内帽构件10是大致薄壁圆顶状构件，其具有围封紧固件2、3、4的从结构元件突出的尾端的对应的圆顶状内部空气腔12，其中，该结构元件在本实施方式中是复合材料飞行器结构部件50，但是也可以是混合型复合材料-金属部件。也就是说，空气腔12围封螺栓2的从结构元件50突出的部分以及紧固至螺栓2的螺母3和垫圈4。内帽构件10总体上由结合至上圆顶部16的基部环圈部14构成。在使用中，基部环圈部14的外露边缘18抵接结构元件50以将紧固件2、3、4的尾端完全封装在空气腔12内。
[0045]外帽构件20也是大致薄壁圆顶状构件，并且定形状成配合在内帽构件10上，使得在外帽构件20与内帽构件10之间存在连续的密封容积30。外帽构件20总体上由中央圆顶部22和中间筒形部24构成，其中，中间筒形部24将圆顶部23连接至环形的扩口裙部26，该扩口裙部26可以在其自由边缘处具有凸起的唇缘(未示出)。外帽构件20在其中央圆顶部22中具有筒形的中央入口开口 28，该入口开口 28定尺寸成与密封材料注射枪(未示出)的喷嘴相互连接。该喷嘴经由开口 28将连续的密封材料流(未示出)递送到密封容积30中。在本实施方式中，优选的是双组分环氧基结构粘合剂，比如由3M?生产的Scotch-Weld? 7256B/A。该粘合剂以筒的形式(优选的是50ml的筒)被供应并且在通过注射枪施加时在喷嘴内混合。这种环氧树脂基粘合剂是自由流动的、其具有低粘度并且表现出在室温下快速固化。适合的替代性材料是双组分多硫化物基密封剂，比如由Naf toseal?生产的MC-238A/B级。
[0046]如图3中所示，在组装到紧固件2、3、4上之前，内帽构件10的基部环圈部14的截面具有三个凸瓣形状(为了有助于理解，图3中夸大了凸瓣的尺寸)。在优选的布置中，该带三个凸瓣的截面形状从内帽构件10的下边缘延伸至和外帽构件20的中间筒形部24与环形扩口裙部26之间的接合处大致一致的位置(或者在此接合处附近的位置)。内帽构件在该位置与上圆顶部16之间的截面形状改变以提供从带三个凸瓣的形状至大致圆形形状的连续的过渡。内帽构件1具有三个长形的脊状部15，脊状部15沿帽100的轴向方向纵向延伸并且从围绕基部环圈部14的三个均匀间隔开的位置径向向内地突出。脊状部15各自设置有接触区域15a，在该接触区域15a处，内帽构件10可以接触紧固件，并且带三个凸瓣的形状使得在每相邻对的脊状部15之间延伸均有径向向外延伸的凸瓣14a。尽管本实施方式中具有三个接触区域15a和三个凸瓣14a，但是本发明扩展至具有多于三个接触区域和凸瓣的实施方式，并且尤其是扩展至具有四个、五个、六个或七个接触区域和凸瓣的实施方式。
[0047]内帽构件10的凸瓣形状使基部环圈部14能够变形成使得基部环圈部14由于安装在紧固件端部上而具有大致筒形的形状，如图4中所示。内帽构件10安装在紧固件端部上，使得脊状部15的接触区域15a各自与围绕紧固件的螺母3的筒形环圈部的对应的接触区域接触。在安装之前(图3)，螺母3的接触区域定位成比内帽构件1的接触区域15a更加径向地向外，使得内帽构件1的接触区域15a必须被径向地向外迫压以实现安装。由于接触区域15a的这种向外运动，基部环圈部14以由图4中的箭头所表示的方式变形，使得凸瓣变浅一一即，较少程度地弯曲一一至基部环圈部14变成大致筒形，即环形，的程度。这种形状改变提供了紧固件与内帽构件10之间的过盈配合，该过盈配合可以在密封材料的注射和固化期间将帽保持就位(参见下文)ο在一些实施方式(未示出)中，内帽构件10可以结合有机械锁定特征，以提供内帽构件10与紧固件2、3、4之间的机械连接。例如，垫圈4可以结合有与基部筒形部15的卡扣配合机构相互连接的突伸部。
[0048]图4示出了当螺母3的筒形环圈部的直径在其标称尺寸处时基部环圈部14的预期变形。如果该直径小于标称尺寸(例如，由于制造公差)，则基部环圈部14可以在安装之后保持凸瓣形状，但是其具有比安装之前浅的凸瓣。另一方面，如果该直径大于标称尺寸，则基部环圈部14可以呈反向的凸瓣形状，其中，每个凸瓣的最大延伸量与接触区域15a相一致(也就是说，凸瓣形成在接触区域处而不是接触区域之间)。在这些替代性情况中的每种情况中，变形均提供了帽与紧固件之间的过盈配合。
[0049]内帽构件10与外帽构件20之间的密封容积30具有两个主要区域:环形密封容积34和夹层容积36，夹层容积36使入口 28与环形密封容积34相互连接。夹层容积36包括大致薄壁圆顶形容积，在组装期间，密封材料(未示出)可以从入口28穿过该大致薄壁圆顶形容积流动至环形密封容积34。夹层容积36的圆顶形状用来帮助密封材料的这种流动，这是因为该圆顶形状与例如具有急剧改变的方向或尖角的容积相比提供了小的流动阻力。夹层容积36内的密封材料一旦被固化就用来将内帽构件10和外帽构件20粘合在一起并且为帽100增加了结构刚性。
[0050]环形密封容积34形成在外帽构件20的扩口裙部26与内帽构件10的筒形部14的下部之间。因此，环形密封容积34具有大致扩口的形状，使得其截面面积随着距开口 28的距离增大而增大。环形密封容积34在其下表面处是敞口的，使得密封材料(未示出)可以从密封容积30向外流动并且与结构元件50接触。环形密封容积34的扩口形状为密封材料提供了大的粘合区域，该密封材料一旦固化就用于将帽100密封至结构元件50。此外，该大的粘合区域是在结构元件上相对较小的占用区域内获得的。
[0051 ]在图2至图4的实施方式中，外帽构件20的唇缘(或边缘)从内帽构件10的基部边缘18轴向地偏置。这种布置确保在紧固件定位成非常靠近结构元件的诸如斜坡或半径区(圆角区)之类的特征的情况下外帽构件20不与这些特征碰撞。这种潜在的碰撞在飞行器结构中并非不常见，其中，紧固件的外边缘可能定位成距半径为5_的圆角区的边缘仅1.6_。这还确保了密封能够适应结构元件中的小的表面特征偏差，并且该密封足够厚以在固化后具有一定程度的挠度。
[0052]内帽构件10与外帽构件20之间的密封容积30的形状通过从外帽构件20的内表面径向向内延伸并且绕着外帽构件20的周边均匀间隔开的多个叶片(未示出)来保持(至少在密封材料210注射之前和密封材料210注射期间)ο所述叶片抵接内帽构件10的外表面以确保外帽构件20相对于内帽构件10准确地定位。所述叶片可以借助于其在径向方向上的尺寸来控制外帽构件20的相对径向位置。也就是说，具有相等轴向宽度的均匀分布的叶片将确保外帽构件20与内帽构件10同轴。所述叶片还可以控制帽构件在轴向方向上的相对位置。
[0053]在安装期间，首先将帽100置于图2中所示的位置中，其中，紧固件3的尾端(或替代性地头端)围封在空气腔12内。随后，将密封材料注射器枪的喷嘴(未示出)插入到入口28中以在喷嘴与入口 28之间产生暂时的密封。随后，将预混合的密封材料(未示出)从喷嘴注射到夹层容积36中，密封材料从夹层容积36流入到环形密封容积34中。该密封材料充分地填充环形密封容积34，直到该密封材料流出并且与结构体50接触为止，此时，密封材料从喷嘴的流动停止。
[0054]在将可固化的密封材料注射到密封容积30中之后，喷嘴被移除并且被注射的密封材料留下以待固化。当固化时，在帽100与结构体50之间以及还在内帽构件1与外帽构件20之间提供了牢固的粘合剂粘合。当密封材料是如上所述的环氧基粘合剂时，其可以在一个小时左右内固化至操作强度(即，适于提供足以受得住来自组装工人的敲击等的强度的程度)。与此相比，对于多硫化物或二氧化锰基密封剂，操作强度固化时间是12小时或更长。
[0055]已固化的注射密封材料还用于充分地密封空气腔12。因此，空气腔12内所收集的空气可以提供安全的环境，在该环境内，可以容受雷击期间引起的放火花和渗气事件。还防止了燃料、水或其它污染物进入空气腔12中。
[0056]由于实现了密封材料的均匀分布的覆盖，因此本发明的密封材料注射方法避免了密封容积30内的气穴积聚(S卩，空气的滞留)。这种气穴是特别不希望的，这是因为其可能导致密封受损以及随后的燃料通过紧固件接头的泄漏。在极端情况下，这种不受控的放火花和渗气事件甚至可能将燃料引燃。
[0057]在第一实施方式的变型中，可以省去密封材料入口28，并且替代地，密封材料可以被施加到外帽构件20的中央圆顶部22中并且随后施加至与内帽构件10组装的外帽构件20，使得密封材料被迫流动穿过密封容积30，直到密封材料流出环形密封容积34并且与结构体50接触为止。在替代性变型中，密封材料入口 28可以不居中地位于中央圆顶部22中，而是可以位于外帽构件20上的其他位置，比如裙部26中。
[0058]图5至图7示出了第二实施方式，其中，帽100包括柱塞101和帽基部102(也被称为帽本体)，其代替了第一实施方式的内帽10和外帽20。第二实施方式相对于第一实施方式、第三实施方式和第四实施方式在很多方面是类似的，并且对于这些实施方式的所有相关描述也适用于第二实施方式。特别地，关于环圈部的带三个凸瓣(或带多个凸瓣)的形状的形成和功能的描述适用于第二实施方式。
[0059]柱塞101和基部102各自由诸如聚醚酰亚胺ULTEM? 2400之类的聚合物注塑模制而成。帽基部102是大致薄壁的容器，其具有与圆顶形部106成一体的环圈形基部104。基部102布置成安装在紧固件的端部(图5至图7中为螺母3)上，使得环圈形基部104包围该紧固件端部并且圆顶形部106围封该紧固件端部。
[0060]环圈基部104的截面具有三个凸瓣形状，如图6中所示。该凸瓣形状具有与以上关于第一实施方式描述的内帽构件10的凸瓣形状相同的特征和功能。特别地，该带三个凸瓣的截面形状从基部102的下边缘延伸至和柱塞101的环圈部103与环形凸缘105之间的接合处大致一致的位置(或者在此接合处附近的位置)。基部102在该位置与圆顶部106之间的截面形状改变以提供从带三个凸瓣的形状到大致圆形形状的连续过渡。此外，如图6和图7中所示，由于基部102被安装在紧固件端部上，因此环圈部104改变形状以变成大致筒形(在螺母具有公称直径或者接近公称直径的情况下，如图7中所示)、具有浅的凸瓣(在螺母3的直径小于公称直径的情况下)或者具有反向的凸瓣形状(在螺母3的直径大于公称直径的情况下)。与第一实施方式的差异在于第二实施方式的基部102不具有任何向内突出的脊状部15，而是替代地，接触区域108—一基部102首先在该接触区域108处接触紧固件端部以开始变形过程一一是基部102的环圈部104的内表面上的简单分立区域。在第二实施方式的变型中，环圈部104的接触区域108可以包括向内突出的脊状部，该向内突出的脊状部类似于第一实施方式的向内突出的脊状部。
[0061]柱塞101具有与截锥形裙部或环形凸缘105成一体的大致筒形的环圈部103，其中，截锥形裙部或环形凸缘105从环圈部103的基部径向向外延伸。环形凸缘105与帽基部102之间的环形容积限定了环形密封容积34，密封材料120位于该环形密封容积34内以密封帽本体102内的空气腔。
[0062]柱塞101被布置成与基部102进行组装，使得柱塞101可以相对于该基部轴向地滑动。图5示出了基部102和柱塞101的最终组装位置，柱塞101已经朝向结构体50向下(S卩，图5的向下方向)移动，以便完成安装。帽本体102首先被安装在紧固件端部上，并且随后柱塞1I相对于帽本体120轴向地移动，使得环形密封腔34内的密封材料120 (比如多硫化物密封材料)与结构体50接触以在帽本体102与结构体50之间形成密封。
[0063]图5的柱塞/滑动基部装置的优点在于柱塞101的大致筒形环圈部103在基部102上的安装可以用来使基部102进一步变形，以进一步改变基部102的截面形状。也就是说，柱塞101的安装可以使基部102的截面变成大致圆形截面形状或者替代性地更加紧密地接近大致圆形的截面形状。图8示出了第三实施方式，该第三实施方式为图5至图7中所示的第二实施方式的变型。以上关于第二实施方式中的两个实施方式所共有特征的描述同样适用于第三实施方式。此外，第三实施方式在很多方面与第一实施方式、第二实施方式和第四实施方式类似，并且这些实施方式的所有相关描述也适用于第三实施方式。特别地，关于环圈部的带三个凸瓣(或带多个凸瓣)的形状的形成和功能的所有描述都适应于第三实施方式。
[0064]在第三实施方式中，帽本体202包括基部环圈部204，但是不包括上圆顶部。因此，基部环圈部204在两个端部处是敞口的，其具有围绕第一基部开口的第一基部边缘206和围绕第二基部开口的第二基部边缘208。外帽构件201包括筒形基部环圈部103、上圆顶部105和环形凸缘107，环形凸缘107在与基部环圈部103的基部边缘偏置的位置处从基部环圈部103径向向外延伸。
[0065]外帽构件201以与第二实施方式的柱塞101相同的方式用作柱塞。因此，外帽构件201的基部环圈部103布置成配合在内帽本体202的基部环圈部204上，使得外帽构件201的基部环圈部103可以相对于内帽本体202轴向地滑动。
[0066]内帽本体202的基部环圈部204具有与第二实施方式的内帽构件102的基部环圈部104相同的带三个凸瓣的形状，如图6中所示。因此，带三个凸瓣的基部环圈部204布置成在与螺母3(或其他紧固件端部)组装时变形以呈现如图7中所示的大致筒形形状。在第三实施方式的变型中，基部环圈部204的接触区域可以包括与第一实施方式的的脊状部类似的向内突出脊状部。
[0067]在将内帽本体202的基部环圈部204安装在螺母3上之后，向在外帽构件201的环形凸缘107与基部环圈部103之间限定的环形密封容积施加密封材料220的封条。随后，外帽构件201配装在内帽构件202上并且朝向结构体250轴向地移动至如图8中所示的位置，其中，密封材料220在帽本体220与结构体250之间形成连续的密封。
[0068]图9示出了本发明的第四实施方式，其中，只存在一个帽构件302。第四实施方式在很多方面与第一实施方式、第二实施方式和第三实施方式类似，并且这些实施方式的所有相关描述也都适用于第四实施方式。特别地，关于环圈部的带三个凸瓣(或带多个凸瓣)的形状的形成和功能的所有描述都适用于第四实施方式。
[0069]第四实施方式在下述方面类似于第一实施方式、第二实施方式和第三实施方式:帽构件302具有基部环圈部304和上圆顶部306，环圈部304的截面具有三个凸瓣形状。因此，环圈部304在安装到螺母3上之前和之后分别如图6和图7所示出的那样定形。在第四实施方式的优选实施例中，该带三个凸瓣的形状从基部环圈部304的下边缘延伸至和该环圈部与环形凸缘306之间的接合处大致一致的位置(或者延伸至该接合处附近的位置)。基部环圈部304在该位置与上圆顶部306之间的截面形状改变以提供从带三个凸瓣的形状到大致圆形形状的连续过渡。在第四实施方式的变型中，基部环圈部204的接触区域可以包括与第一实施方式的脊状部类似的向内突出的脊状部。
[0070]帽构件302具有从与环圈部304的相交处径向向外延伸的环形凸缘306，该环形凸缘306从环圈部304的基部边缘305偏置，其中，环圈部304的基部边缘305围绕通入由帽构件203限定的腔的开口。因此，环形凸缘306和环圈部304在其之间限定了环形密封容积，该环形密封容积填充有密封材料320以便在帽构件302与结构体350之间提供连续的密封，从而密封该腔。帽构件302包括在环形凸缘306中的密封材料入口 308，密封材料入口 308与环形密封容积流体连通。密封材料入口 308设计成与密封材料注射装置(未示出)的喷嘴连接，以便经由密封材料入口 308将密封材料320注射到环形密封腔中。
[0071]帽构件302还包括在环形凸缘306中密封材料出口310以向环形密封容积内的空气提供出口以使空气在该容积被填充密封材料320时逸出。出口 310定位成与入口 308相反(即，在帽的纵向轴向的相反侧上，并且在凸缘306的与入口 308距离最远的部分中)，使得经由出口 310离开密封容积的密封材料320可以作为密封容积被填满密封材料的指示器。图9中的出口 310包括在环形凸缘306内的封闭孔，但是其还可以替代性地包括在该凸缘的基部边缘305中的凹部。
[0072]在本发明的所有实施方式中，帽包括具有环圈部的帽本体，其中，该环圈部具有三个或更多个接触区域，在所述接触区域处，该环圈部布置成与将安装帽的紧固件端部接触，并且该环圈部的截面具有多个凸瓣形状，使得在每相邻成对的接触区域之间均延伸有凸瓣。
[0073]在第一实施方式、第二实施方式或第三实施方式中，帽组件可以作为部件套件供应，其中，内帽构件10、102、202与外帽构件20、101、201单独地供应。在所有实施方式中，密封材料120、220可以单独地供应在例如密封剂注射装置中，或者可以预安装在外帽构件或帽的环形密封容积中，并且例如冷冻以维持其保存期限。类似地，根据任意实施方式的帽组件可以与将要安装帽组件的紧固件作为部件套件来供应。
[0074]在本发明的所有实施方式中，各种特征都被描述为环形，这些部件可以具有圆形截面。然而，应该指出的是，在非圆形(例如方形或六边形)帽组件的情况下，这些环形特征则将具有非圆形截面形状。因此，术语“环形”在文中用于表示围绕帽组件的周边延伸的特征(例如，肩部、凸部或凹部)，而不管该周边的形状如何。
[0075]尽管上面已经参照一个或更多个优选的实施方式对本发明进行了描述，但是应该理解的是，在不背离本发明的如所附权利要求所限定的范围的情况下，可以做出各种改变或改型。
【主权项】
1.一种用于围绕紧固件的端部形成密封腔的帽，所述帽包括具有环圈部的帽本体，所述环圈部终止于围绕用于接纳所述紧固件的所述端部的开口的边缘处，所述环圈部具有围绕所述环圈部的内表面分布的三个或更多个分立的接触区域，每个接触区域设置成在所述环圈部安装在所述紧固件的所述端部上时接触所述紧固件的所述端部，其中，所述环圈部的截面具有凸瓣形状，使得在每相邻成对的接触区域之间延伸有径向向外突起的凸瓣。2.根据权利要求1所述的帽，其中，所述接触区域中的每个接触区域均包括从所述环圈部的所述内表面向内突出的脊状部。3.根据权利要求2所述的帽，其中，每个脊状部均具有长形的形状，使得所述脊状部的纵向方向对应于所述帽本体的轴向方向。4.根据任一前述权利要求所述的帽，其中，所述帽本体具有与所述环圈部的开口相对的端壁以形成围封。5.根据任一前述权利要求所述的帽，所述帽具有环形凸缘，所述环形凸缘在自所述边缘靠后设置的交接处从所述环圈部径向地向外延伸，以便在所述凸缘与所述环圈部之间限定环形密封腔。6.根据权利要求1至4中的任一项所述的帽，所述帽具有外帽构件，所述外帽构件布置成安装在所述帽本体上以便围封所述帽本体，所述外帽构件具有环形环圈部和径向向外背离于所述环形环圈部延伸的环形凸缘，所述环形凸缘和所述环形环圈部之间限定了用于接纳密封材料的环形密封腔。7.根据权利要求6所述的帽，其中，所述外帽构件的环形基部终止于一边缘处，并且所述环形凸缘在自所述边缘靠后设置的交接处从所述外帽构件延伸。8.根据权利要求1至4中的任一项所述的帽，包括柱塞和环形凸缘，其中，所述柱塞终止于围绕柱塞开口的柱塞边缘处，所述环形凸缘径向向外背离于所述柱塞延伸以便限定环形密封腔，所述柱塞配合在所述环圈部上并且能够相对于所述环圈部沿轴向方向以可滑动的方式移动，并且所述柱塞或所述环圈部分别包括与所述柱塞的开口或所述环圈部的开口相对的端壁以形成围封。9.根据权利要求5至8中的任一项所述的帽，还包括与所述环形密封腔流体连通的密封材料入口，所述密封材料入口设置成与密封材料注射装置相互连接以从所述密封材料入口向所述环形密封腔中提供可固化的密封材料流。10.—种接头，包括:结构体;紧固件，所述紧固件穿过所述结构体，使得所述紧固件的端部从所述结构体伸出；以及根据权利要求1至9中的任一权利要求所述的帽，所述帽围绕所述紧固件的所述端部提供了密封腔，其中，密封剂材料在所述帽的所述环圈部与所述结构体之间提供密封。11.一种包括根据权利要求10所述的接头的飞行器组件。12.—种围绕紧固件的端部形成密封腔的方法，所述方法包括: 提供具有帽本体的帽，所述帽本体终止于围绕用于接纳所述紧固件的所述端部的开口的边缘处，所述帽本体具有围绕所述帽本体的内表面分布的三个或者更多个接触区域，其中，所述帽本体的截面具有凸瓣形状，使得在每相邻成对的接触区域之间均延伸有径向向外突起的凸瓣； 将所述环圈部安装在所述紧固件的所述端部上，使得所述接触区域均接触所述紧固件的所述端部并且被径向向外迫压，以使得所述环圈部具有与所述紧固件的所述端部的截面形状大致对应的截面形状。13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述紧固件的所述端部的所述截面形状是大致圆形的。14.一种用于围绕紧固件的端部形成密封腔的部件套件，所述部件套件包括: 具有端部的紧固件，所述端部具有围绕所述紧固件的端部分布的三个或更多个接触区域；以及 具有帽本体的帽，所述帽本体终止于围绕用于接纳所述紧固件的所述端部的开口的边缘处，所述帽本体具有围绕所述帽本体分布的三个或更多个接触区域，所述帽本体的每个接触区域对应于所述紧固件的端部的接触区域，并且所述帽本体的截面具有凸瓣形状，使得在每相邻成对的接触区域之间均延伸有径向向外突起的凸瓣， 其中，所述紧固件的所述接触区域定位成比所述环圈部的所述接触区域更加径向向外。
【文档编号】B64D45/02GK106029498SQ201580008530
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2015年2月6日
【发明人】理查德·多宾
【申请人】空中客车英国运营有限责任公司