专利名称：安全装置及其制造方法
技术领域：
本申请涉及安全装置及其制造方法。特别的，本申请涉及用于集装箱的安全密封件，其和螺栓相结合。
背景技术：
安全密封件广泛用于航运业，以为多种不同类型的集装箱和航运容器提供防篡改的封闭。在一个常用的例子中，在校验完集装箱的内容物后，在集装箱(如放置在用于国际航运的货船止的集装箱)的外部放置一个或多个安全密封件。
当将集装箱的内容物放置在集装箱内后，发货人想要密封集装箱的原因有很多种。例如，对于国际航运，顾客需要货物集装箱密封。此外，在国内运输的情况下，通常需要密封货物集装箱，以防止货物集装箱的内容物被篡改。
无论使用安全密封件的原因是什么，安全密封件要实现其预定的功能，即阻止集装箱的打开，并显示在运送过程中，集装箱是否由于任何原因被打开过。如果密封件断开，集装箱的接收者可以快速简单地确定该集装箱已被打开，这样，接收者可以拒绝装运的货物，采取适当的校正措施等。
在已知的多种集装箱密封件中，一种密封件叫做“螺栓密封”，因为该安全密封件在其结构内结合一个螺栓。现在参照图20-23，其有助于提供相关技术的综述。
要注意，下面的讨论要提供相关技术的综述，以便于理解这里描述的本发明的各个方面。在开始深入讨论相关技术之前，简要综述以下现有技术中的具体的缺点。
现有技术中的螺栓密封件典型的是由金属制成。因此，密封件不包括任何颜色的标记，发货人使用这些标记来识别集装箱或集装箱的内容物的特征。例如，发货人希望使用具有颜色标记的密封件来识别指定到国际目的地的集装箱。在另一个例子中，关于集装箱的内容物，发货人希望使用不同颜色的密封件来识别内容物是易碎的或易腐烂的。
在航运业没有关于在特殊的装运的货物或集装箱上使用颜色的标准。相应的，发货人可建立其自己的所使用的密封件的颜色方案。从这点上，发货人所选择的颜色对于该发货人是特殊(特定)的。
正如直接看到的，当使用金属螺栓密封件密封集装箱，而没有进一步的改进时，密封件没有构造密封件的金属颜色之外的颜色。本领域技术人员认为，发货人典型的不在其购买的密封件上涂颜色，因为涂颜色(如通过喷涂密封件)需要人工，这需要时间，因此增加了成本。
相应的，对应于发货人日益增加的兴趣，就有了螺栓密封件结合颜色来作为识别特征的需求。制作结合颜色的密封件的一个困难是，传统的螺栓密封件由金属制成。一旦制造者选择为螺栓密封件提供一种颜色标记，由于多种原因，就增加了螺栓密封件的成本。相应的，至少从制造者的立场上，需要有结合颜色标记的螺栓密封件，但其制造不是惊人的昂贵。
在详细解释为什么至少相当于现有技术，制造和供应具有颜色标记的螺栓密封件较为昂贵的一些原因之前，在下面给出相关的螺栓密封件的综述。
图20给出美国专利No.4,802,699中描述的螺栓密封件的特征。
螺栓密封件10包括一螺栓12和一螺母14。螺栓12包括一个连接至一细长杆18上的螺栓头16。细长杆18包括一个锥形端部20、多个平行的环22以及多个凹槽或凹口24。螺母14包括一个端盖26和一个内部安全部件28，二者均与第一C形环30和第二C形环32相配合。
当安全密封件10安装在货物集装箱上时，螺栓12的杆18典型地通过集装箱的门上的结构部件插入。然后，螺母14在杆18上滑动，直至螺母14和杆18上的平行的环22相接合。第一和第二环30、32直径比杆18小。相应地，当C形环30、32被导入杆18的锥形端部20时，C形环30、32膨胀以沿杆18轻易滑动。然而，一旦C形环30、32到达凹槽24中的一个，C形环30、32就返回其未膨胀的形状，从而，防止螺母14反方向滑动。正如本领域技术人员所知，提供多个凹槽24以适应各种尺寸的集装箱。
图21给出图20中的安全密封件10的一个变形。在该例子中，安全密封件34也包括一螺栓36和一螺母46。螺栓36包括一个螺栓头38和一根螺杆40。螺杆40与螺栓头38相对的端部42具有锥形表面42。在螺杆40上靠近螺杆40的锥形端部42处设置一个凹槽44。在该例子中，螺母46具有一个圆柱形主体，其具有一个闭合端部48，限定一个中心孔50。中心孔50限定一个具有特定断面形状的底端52。中心孔50限定一个凹槽54，一个C形环56放置在该凹槽内。
当螺栓36的锥形端部42插入到中心孔50内时，C形环56由凹槽44、54锁定，这样，螺母46不会从螺栓36上轻易移出。正如同样示出的，螺母46具有圆柱形的外表面58以及在底端具有扁平的表面60。
在这两个现有技术的例子中，螺栓12、36和螺母14、46由金属制成，不包括颜色识别器。
对应于发货人对配有颜色表示的螺栓密封件的兴趣，制造者已运用了类似图22-23中描述的一种方法。图22-23中描述的螺栓密封件可以在美国专利No.Des514,425中找到。
螺栓密封件68包括一螺栓70，可以看到其圆柱形的杆。一个第一端盖72设置在和螺栓70的一端相啮合的螺母(未示出)上。螺母具有和图21所示的螺母46相同的构造。第一端盖72有一个宽的表面76，标签信息可写于其上。一个第二端盖74围绕螺栓的头制模，并具有第二表面78，标签信息可写于第二表面上。
在图22和23所示的例子中，第一端盖72和第二端盖74在螺栓的头以及螺母的主体上注模。虽然注模完全足够提供颜色标记，但注模增加了螺栓密封件68的成本，这在市场上是不利的。
比外，由于第一和第二端盖72、74围绕螺栓70注模，端盖72、74永久连接在螺栓和螺母上。相应的，对于需要手边有多种用于直接装货给发货人的颜色的制造商，与制造螺栓密封件68的多科颜色的仓库贮存相关的成本会增加。
考虑到前述原因，现有技术提出了很多有待解决的问题。
发明内容
因此，本发明的一个方面是解决上面提出的与现有技术安全密封件相关的一个或多个问题。
本发明的一个方面是提供一个安全装置，其包括一个具有头和杆的螺栓，其中，杆限定至少一个位于其内的周向凹槽。该安全装置还包括一个固定装置，其限定一个孔，孔的直径可以使螺栓的杆放于其内，以及至少一个孔内的周向凹槽。在周向凹槽内放置C形环。安全装置还包括下面中的任一个(1)一个限定螺栓头接收井的第一端盖，以及当螺栓头接收在螺栓头接收井内后可围绕螺栓头闭合的第一端盖周向壁，或者(2)一个限定固定装置接收井的第二端盖，以及当固定装置接收在固定装置接收井内后可围绕固定装置闭合的第二端盖周向壁。
本发明的另一方面在于，安全装置是一个具有闭合底端的圆柱形主体。
根据本发明的另一方面，固定装置具有一个主体，孔完全穿过该主体。
仍然是本发明的另一方面，第一端盖周向壁通过轨道喷砂围绕螺栓头闭合。
此外，根据本发明的一个方面，第二端盖周向壁通过轨道喷砂围绕固定装置闭合。
根据本发明的另一方面，第一端盖和/或第二端盖是塑料的。
本发明的一个方面提供一种安全装置，其有多个特征，包括具有头和杆的螺栓。杆限定至少一个位于其中的周向凹槽。包括一个固定垫圈，其限定一个固定垫圈孔以及至少一个位于孔内的周向凹槽，孔具有允许螺栓杆穿过其中放置的直径。在固定垫圈内的周向凹槽内放置一个C形环。其包括第一端盖，第一端盖限定一个螺栓头接收井、第一端盖孔以及第一端盖周向壁，螺栓杆穿过第一端盖孔放置，第一端盖周向壁在插入到螺栓头接收井内时在螺栓头上延伸。第一端盖周向壁可以使第一端盖围绕螺栓头闭合。其还包括第二端盖，第二端盖限定一个固定垫圈接收井和一个第二端盖周向壁，第二端盖周向壁在插入到固定垫圈接收井内时在固定垫圈上延伸。第二端盖周向壁可以使第二端盖围绕固定垫圈闭合。
根据本发明的另一方面，提供一种安全装置，其中，固定垫圈包括一个渐细端，第二端盖接收井限定一个和固定垫圈的渐细端互补的渐细表面，从而，确定固定垫圈在固定垫圈接收井内的方位。
仍然是本发明的另一方面，第一端盖包括一个标识平台，其限定一个刻写标识信息的标识表面。
本发明的再一方面，第二端盖包括一个标识平台，其限定一个刻写标识信息的标识表面。
仍然是本发明的另一方面，第一端盖由塑料制成。
本发明的另一方面，第一端盖周向壁包在螺栓头上面，从而围绕螺栓头闭合第一端盖。
仍然是本发明的另一方面，第一端盖周向壁通过轨道喷砂工艺包在螺栓头上面。
本发明的另一方面，第二端盖由塑料制成。
本发明的另一方面，第二端盖周向壁包在固定垫圈上面，从而围绕固定垫圈闭合第二端盖。
本发明的另一方面，第二端盖周向壁通过轨道喷砂工艺包在固定垫圈上面。
本发明的另一方面，提供一种具有螺栓和固定螺母的安全装置，螺栓具有头和杆，其中，杆限定至少一个位于其中的周向凹槽，固定螺母限定一个孔和至少一个位于孔内的周向凹槽，孔的直径可使螺栓杆放于其内，固定螺母的一端封闭，一个C形环放置在周向凹槽内。该凹部限定一个固定螺母接收井和一个凹部周向壁，当固定螺母接收在固定螺母接收井内后，凹部周向壁可围绕固定螺母闭合。
本发明的另一方面，凹部周向壁通过轨道喷砂围绕固定螺母闭合。
本发明的另一方面，凹部是塑料的。
仍然在本发明的另一方面中，凹部包括一个标识平台，其限定一个用于刻写标识信息的标识表面。
本发明的另一方面，提供一种制造安全装置的方法，其包括提供具有螺检头接收井的第一端盖，将具有头的螺栓插入到螺栓头接收井内，直至螺栓头安置在螺栓接收井内，以及通过轨道喷砂工艺围绕螺栓头包围第一端盖的周向壁，以此围绕螺栓头闭合第一端盖。
本发明的另一方面，该方法包括提供位于第一端盖上的第一端盖标识平台，将标识信息施加于第一端盖标识平台。标识信息可通过刻写过程应用于第一端盖上。可选择的，刻写过程可为激光刻写过程。
本发明的另一方面，提供一种制造安全装置的方法，其包括提供具有固定装置接收井的第二端盖，将固定装置插入到固定装置接收井内，直至固定装置安置在固定装置接收井内，以及通过轨道喷砂工艺围绕固定装置包围第二端盖的周向壁，以此围绕固定装置闭合第二端盖。
本发明的另一方面，该方法包括提供位于第二端盖上的第二端盖标识平台，将标识信息应用于第二端盖标识平台。标识信息可通过刻写过程应用于第二端盖标识平台上。可选择的，刻写过程可为激光刻写过程。
本发明的另一方面，提供一种制造安全装置的方法。该方法包括提供具有螺栓头接收井和第一端盖孔的第一端盖，将具有头的螺栓插入到第一端盖孔内，直至螺栓头安置在螺栓接收井内，提供具有固定垫圈接收井的第二端盖，将固定垫圈插入到固定垫圈接收井内，围绕螺栓头闭合第一端盖，从而，将螺栓固定在第一端盖内，围绕固定垫圈闭合第二端盖，从而将固定垫圈固定在第二端盖内。
本发明的另一方面，轨道喷砂工艺通过将第一端盖周向壁包在螺栓头上来围绕螺栓头闭合第一端盖。
本发明的另一方面，轨道喷砂工艺通过将第二端盖周向壁包在固定垫圈上来围绕固定垫圈闭合第二端盖。
仍然是本发明的另一方面，在固定垫圈上有一个渐细端，在固定垫圈接收井内有一个和固定垫圈的渐细端互补的渐细表面。将固定垫圈插入到固定垫圈接收井内，这样，固定垫圈的渐细端邻接固定垫圈接收井的渐细表面。
本发明的另一方面，在第一端盖上有第一端盖标识平台，标识信息应用在第一端盖标识平台上。
仍然是本发明的另一方面，标识信息可通过刻写过程应用于第一端盖标识平台上。
本发明的另一方面，刻写过程可为激光刻写过程。
本发明的另一方面，在第二端盖上有第二端盖标识平台，标识信息应用在第二端盖标识平台上。
仍然是本发明的另一方面，标识信息可通过刻写过程应用于第二端盖标识平台上。
本发明的另一方面，刻写过程可为激光刻写过程。
通过下面实施例的说明可以显而易见的得出本发明进一步的方面。
参照附图对本发明进行描述，其中图1是本发明的螺栓密封件的一个实施例的侧视图；图2是构成本发明的螺栓密封件的一部分的固定垫圈的透视图；
图3是图2中描述的固定垫圈的剖面图；图4是图2所示的固定垫圈的顶视图；图5是构成本发明的螺栓密封件的一部分的第一端盖的透视图；图6是图5所示的第一端盖的顶视图；图7是图5所示的第一端盖的剖面侧视图；图8是图5所示的第一端盖的外部侧视图；图9是图5所示的第一端盖的底视图；图10是图5所示的第一端盖上的标识表面的外部视图；图11是构成本发明的螺栓密封件的一部分的第二端盖的透视图；图12是图11所示的第二端盖的外部侧视图；图13是图11所示的第二端盖的剖面侧视图；图14是图11所描述的第二端盖的剖面侧视图，剖面选取和图13所示的剖面平面倒置90°的平面；图15是图11所示的第二端盖的底视图；图16是图11所示的第二端盖上的标识表面的外部视图；图17是依据本发明的螺栓密封件的第二个实施例的剖面侧视图；图18是图17所示的螺栓密封件的螺母在密封到相关的凹部之前的的剖面侧视图；图19是图18所示的螺母在密封到相关的凹部之后的剖面侧视20是现有技术中已知的螺栓密封件的剖面侧视图；图21是现有技术中已知的另一种螺栓密封件的剖面侧视图；图22是现有技术中已知的螺栓密封件的第三个实施例的顶部透视图；图23是图26中所示的螺栓密封件的底部透视图。
具体实施例方式
结合附图对本发明的各种实施例进行描述。然而，对具体实施例的讨论不能理解为本发明仅限于这些实施例。此外，任何将一个实施例或一个实施例的一个方面作为“优选”，不应理解为以任何方式限定本发明的范围。相反地，本领域技术人员应当知道，本发明包括本领域技术人员所知道的所讨论的结构、材料和方法的所有等同物。
图1给出本发明的螺栓密封件80的一个预期实施例。该螺栓密封件80包括多个部件螺栓82、第一端盖84、第二端盖86以及固定垫圈88。下面将对每个部件进行更详细的描述。
如图1所示，螺栓82具有一个头端90，一根细长杆92固定在头端上。细长杆92延伸至渐细端94。杆在渐细端94附近具有周向凹槽96。
螺栓82优选为由金属材料，如冷轧钢制成的整体结构。优选为冷轧钢，至少因为其足够坚固以在集装箱的开口处保持严密的密封，以及其是制造螺栓82的一种节约成本的材料。其它可以使用的材料包括不锈钢、铁、铝、镁、钛、铜以及其合金，但不限于此。此外，塑料或合成材料也可用于制造螺栓82。正如本领域技术人员所知，可用于制造螺栓82的材料有很多种。相应的，仅给出几个代表性的例子。
螺栓82的杆92优选从头到尾成一条直线。然而，正如本领域技术人员所知，一些螺栓密封件在杆上具有小的弯曲，以配合各种设计的集装箱。虽然本发明的螺栓密封件80是结合具有直的杆92的螺栓82进行描述的，但是本发明意图包括任何螺栓密封件的设计，无论杆92的形状或尺寸如何。
周向凹槽96围绕在螺栓82的渐细端94附近的杆92延伸。凹槽96可具有任何足以锁住和固定垫圈88一起放置的C形环98的形状或尺寸。在此优选实施例中，C形环98由钢制成。当然，可以使用任何其它的材料，包括铁、铝、铜、钛、镍或包含这些金属的合金。正如本领域技术人员所知，也可以使用塑料和合成材料。同样正如本领域技术人员所知，C形环不需用在固定垫圈88内。在不偏离本发明的范围的情况下，可以使用固定垫圈88的替换结构。
图2给出固定垫圈88的透视图。在此优选实施例中，固定垫圈88是一个整体结构。当然，正如本领域技术人员所知，固定垫圈也可由两个或多个可以连接起来的部件组成。
图3是本发明的固定垫圈88的剖面图。固定垫圈88具有一个绕着一根中心轴102的圆柱形主体100。固定垫圈88的主体100限定一个孔104，螺栓82的杆92可以穿过该孔。主体100具有圆柱形端部106和渐细端108。应当注意，渐细端108虽然是优选，但不是实施本发明所必须的。相应的，在不偏离本发明的范围的情况下，固定垫圈可以没有渐细端108。
如果有渐细端，渐细端108就限定一个在一根参照线112和一根角线114之间的角110。角110优选在约25°和35°(度)之间。更优选地，角110在约28°和32°之间。最优选地，角110为约30°。其优点尤其是，渐细端108有助于确定固定垫圈88在第二端盖86内的方位，下面将对之进行详细描述。同样，正如很多装置的制造，用于制造固定垫圈的材料少有助于减少螺栓密封件80的成本。
主体100在其内限定两个凹槽116、118。第一凹槽116优选直径小于第二凹槽118的直径。当螺栓82的杆92经过凹槽插入时，将一个C形环120插入到凹槽116、118内，以和凹槽96互锁。正如本领域技术人员所知，在不偏离本发明的范围的情况下，可使用一个以上的环和凹槽96互锁。此外，虽然所描述的C形环120具有环形剖面，但是在不偏离本发明的范围的情况下，C形环还可具有正方形、长方形、椭圆形、卵形和其它剖面。
为了将固定垫圈88固定到螺栓82上，将螺栓82的渐细端94插入到孔104内。由于端部渐细，螺栓82的渐细端94使C形环120膨胀，直至螺栓82 已被插入到具有周向凹槽96的位置。在该点，C形环120收缩，以部分地放置在凹槽96内，部分地放置在凹槽116、118内。一旦安置在凹槽96内，不施加很大的力就不能将固定垫圈88从螺栓82内移出。
为了参照，螺栓82的渐细端94插入到固定垫圈88的孔104内的方向由图3中的箭头122表示。箭头124表示移出方向。第一凹槽116便于将螺栓82插入到固定垫圈88内。由于第一凹槽116的直径大于第二凹槽118，在螺栓82插入到固定垫圈88内的过程中，C形环120被推入到第一凹槽116内。一旦C形环120锁定于凹槽96内，C形环120就更充分地安置在第二凹槽118内，正如本领域技术人员所知，这可以防止固定垫圈88轻易地从螺栓82中移出。
应当注意，如本领域技术人员所知，固定垫圈88可反向定位。如果反向定位，箭头124代表插入方向，箭头122代表移出方向。本发明包含两个方向中的任一个。
图4给出固定垫圈88的底部平面图。固定垫圈88的外径126和内径128在图中清晰可见。同样可以看到第一凹槽116的直径130、第二凹槽118的直径132以及渐细端108的直径134。正如本领域技术人员所知，在不偏离本发明的情况下，可以使用其它直径，固定垫圈88内结构的直径的相对尺寸仅为了给出此优选实施例。
图5-16示出第一端盖84和第二端盖86的各个特征。图5-10示出第一端盖84的各个特征。图11-16示出第二端盖86的各个特征。
正如图5-10所示，第一端盖84具有两个主要结构，一个螺栓头接收凹部136和一个标识平台138。
虽然标识平台138优选结合在第一端盖84上，但标识平台138不是实施本发明所必须的。相应的，虽然标识平台138描述为和第一端盖84相连接，但是，本发明的范围意图包括除标识平台138外的第一端盖84的结构。
图6是第一端盖84的优选实施例的顶部平面图。螺栓头接收凹部136和标识平台138在图中清晰可见，还可见到将螺栓头接收结构136连接至标识平台138的第一、第二和第三桥140、142、144。在第一桥140和第二桥142之间限定第一开口146。在第二桥142和第三桥144之间限定第二开口148。正如本领域技术人员所知，第一开口146和第二开口148不是实施本发明所必须的。然而，为了和较少的材料导致较小成本的装置这一设计理念相一致，优选具有第一和第二开口146、148。
在螺栓头接收结构136内限定一个螺栓头接收井150。螺栓头接收井150限定一个位于其内的孔152，其为环形，至少在该实施例中为环形。如果为环形，孔152限定一个中心轴154。
这样，标识平台138被紧固地连接在螺栓头接收结构136上，第一桥140和第三桥分别配有第一和第二加强结构156、158，正如本领域技术人员所知，第一和第二加强结构不是实施本发明所必须的。
如图6所示，第二桥142沿着自穿过标识平台138的中心轴154延伸的中线160设置。第一桥140以自中线160的角162设置。角162可以在约25°和35°之间。更优选地，角162在约28°和32°之间。最优选地，角162约为30°。第三桥144自中线160优选以与第一桥140自中线160相同的角设置。相应地，在最优选的实施例中，第一桥140和第三桥144之间的角164约为60°。
在本发明的优选实施例中，第一端盖84由一种可铸模的塑料材料制成。虽然优选使用塑料，但也可使用其它材料制造第一端盖84。例如，第一端盖可以由金属、合金或合成材料制成。
图7给出从中线160看第一端盖84(如图10所示)的剖面侧视图。如图所示，螺栓头接收井150包括和孔152相连通的三个单独的区域。第一区域166是一个直接靠近圆柱形孔152的截锥形区域。截锥形的第一区域166结合在第一端盖84内，以放置在螺栓82的杆92和头90之间延伸的材料。第二区域168优选为圆柱形区域，在杆92已被插入穿过孔152之后，螺栓82的头90就搁置在该区域内。第三区域170优选为圆柱形区域，其直径稍微大于第二区域168。
螺栓头接收井150的圆柱形壁172自第二区域168向上延伸。圆柱形壁172使材料以箭头173的方向折叠，以覆盖螺栓82的至少一部分头90。当壁172包在头90上时，螺栓82和第一端盖84彼此固定。下面将详细介绍壁172在头90上的折叠。
虽然第一端盖的优选实施例具有可包在螺栓82的头90的顶部上的壁172，我们认为，也可以使用相反的方向。具体地，可以具有包在螺栓82的头90的底部上的壁。相应地，该相反的方向也包含在本发明内。
应当注意，第一区域166、第二区域168和第三区域170仅是为了描述所示出的优选实施例。正如本领域技术人员应该知道的，依照制造者所选择的设计，第一、第二和第三区域166、168、170可合并为一个区域。结果，为了实施本发明，不需要在第一端盖84内包含第一、第二和第三区域166、168、170。本发明的范围将包含结合在其内的任何数量的区域。
如图7所示，截锥形的第一区域166的壁优选成形为，在一参照线176和一角线178之间的约45°的角174。正如本领域技术人员应该知道的，本发明中角174不是必须为45°。
在所示的实施例中，壁172具有不均匀的厚度。实际上，优选为壁172的厚度不均匀。如图所示，壁172的顶部优选地比壁172的底部薄些。壁172优选在一参照线182和一角线184之间所限定的角180处薄。角180优选为约5°。依照第一端盖84的制造者所需要或希望的，角180可以大于或小于5°。
图8给出第一端盖84的侧视图。正如所示出的，加强结构156优选具有一种从螺栓头接收结构136到标识平台138的外部边缘渐减的厚度。渐减的厚度优选形成一个约15°的角186。正如本领域技术人员应该知道的，依照第一端盖84的制造者所需要或希望的，角186可以大于或小于15°。第二加强结构158优选以相同方式构建。
图9给出第一端盖84的仰视图。直如所示出的，第二开口148具有大致三角形形状，其限定一个在一参照线190和一角线192之间的角188。角188优选为约25°。正如本领域技术人员应该知道的，依照第一端盖84的制造者所需要或希望的，角188可以大于或小于25°。第一开口146的形状优选为第二开口148形状的镜像。
图10是第一端盖84上的标识平台138的平面图。标识表面194给出为通常的方形结构。然而，本发明的实施不是必须为方形的标识表面194。依照第一端盖84的制造者所需要或希望的，标识表面194可采用任何形状。
正如本领域技术人员应该知道的，标识信息优选地被永久地写在标识表面194上。可使用本领域公知的很多技术中的一种来刻写标识信息，标识信息通常包含一个特有的序列号。例如，可使用机械刻写机或激光刻写装置刻写标识信息。在不偏离本发明的范围的情况下，根据需要，可以使用任何其它的方法，包括喷墨打印机或粘结标签。
图11-16示出本发明的第二端盖86的各种特征。和第一端盖84类似，第二端盖86包括两个主要部件，一个固定垫圈接收结构196和一个标识平台198。同第一端盖84，在第二端盖86中，固定垫圈接收结构196和标识平台198相连接。
同第一端盖84，虽然标识平台198优选地被结合在第二端盖86内，但对于本发明的实施，标识平台198不是必须的。相应的，虽然标识平台198描述为和第二端盖86相连接，但本发明的范围意图包括没有标识平台198的第二端盖86的结构。
图12给出第二端盖86的侧视图。由于第二端盖86包含固定垫圈88，故第二端盖86是和包含螺栓82的第一端盖84分开的部件。为了便于将螺栓82的渐细端94插入到固定垫圈88内，第二端盖86包括多个位于其内的凹口200，这帮助使用者抓握第二端盖86。此外，有凹口200可以减少构造第二端盖86所需要的材料的量，因此，减少了制造第二端盖86的成本。
正如图12所示，标识平台198通过两个加强结构202、204(见图14)和固定垫圈接收结构196相连接。加强结构202、204的厚度在角206处增加，角206优选为约15°。正如本领域技术人员应该知道的，依照第二端盖86的制造者所需要或希望的，角206可以大于或小于15°。
正如第二端盖的各种示例所解释的，标识平台198限定一个标识表面208。在下面将详细描述标识表面208。
图13是第二端盖86的剖面图。其所示的结构和上面讨论的一样。该视图更清晰的看出第二端盖86的内部结构。尤其，图13示出固定垫圈接收井210。固定垫圈接收井210至少包括第一区域212、第二区域214、第三区域216和第四区域218。
当固定垫圈88放置在固定垫圈接收井210内时，固定垫圈88占据第二区域214和第三区域216。第三区域216为截锥形状以便容置固定垫圈88的渐细端108。其优点之一是，这保证了固定垫圈88准确定位在第二端盖86内。
同第一端盖84，第二端盖86不是必须结合第一、第二、第三和第四区域212、214、216、218。相反的，在不偏离本发明的情况下，可以使用更少或更多数目的区域。因此，本发明意图包括一种具有至少一个区域的结构。第一、第二、第三和第四区域212、214、216、218的讨论仅是为了讨论第二端盖86的优选实施例的细部。
当固定垫圈88随固定垫圈接井210定位后，机械加工固定垫圈接收井210顶部的圆柱形壁228(见图1)，以将固定垫圈88固定在第二端盖86内。同第一端盖84，圆柱形壁228的端部通过适当的加工工艺被叠置，以将固定垫圈88锁紧在第二端盖86内。
同第一端盖84，我们认为可使用相反的定向来将固定垫圈88固定在第二端盖86内。具体的，不是在第二端盖86的顶部设置壁228，而是在第二端盖86的底部设置一个壁。在该相反的定向中，固定垫圈88通过第二端盖86的底部插入，在底部一个壁包在固定垫圈88上。两种定向均包含在本发明内。
如图13和14所示，固定垫圈接收井210的第四区域218为渐细的截锥形腔，当螺栓82的渐细端94通过固定垫圈88插入时，其容置螺栓82的渐细端94。如图14所示，渐细表面优选为5°角。正如本领域技术人员应该知道的，角可以大于或小于5°。
回到图13，凹口200的顶端包括一个表面，其以约60°的角222设置。依照第二端盖86的制造者所需要或希望的，角222可以大于或小于60°。如图14所示，固定垫圈接收井210的第五区域224具有一个以优选为约15°的角226设置的壁。依照第二端盖86的制造者所需要或希望的，角226可以大于或小于15°。
图15给出本发明的第二端盖86的底部平面图。从该图中可以清晰地看到凹口200。第二端盖86的底端可以设有围绕螺栓密封件80的识别信息230。
本发明并不意图仅包括一种具有第一端盖84和第二端盖86的安全密封件80。我们认为，安全密封件可以不包括第一端盖84或第二端盖86中的一个。本发明意图包括一个仅使用第一端盖84或第二端盖86中的一个的构造。
图17是依据本发明的一种螺栓密封件232的第二个实施例的剖面侧视图。
在该实施例中，螺栓密封件232包括一个螺栓234和一个螺母236。螺栓234具有头238和杆240，杆具有渐细端242。在杆240的渐细端242附近，在其内设置一个凹槽244。螺母236基本为一个圆柱形主体，主体具有一个中心孔246，孔具有特定断面形状的底端248。凹槽250由孔246限定，其放置一个C形环252。当螺栓234的渐细端242插入到螺母236的中心孔246中，以使凹槽244、250成一条直线时，C形环252将被凹槽144、250卡住，这样，螺母236不会从螺栓234中轻易移出。
螺母236有一个凹部254。在所示的实施例中，凹部254是一个圆柱形主体，具有顶端256和底端258。顶端具有通孔260，可使螺栓234的杆240穿过该孔进入到螺母236的中心孔246中。凹部254包括一个或多个自其顶端256延伸的突出部266。如图17所示，在其组装状态，凹部的底端258限定一个通孔262，露出螺母236的底部表面264。
在优选实施例中，同本发明的第一个实施例，凹部254由塑料或其它适当的材料制成，其嵌有或者配有颜色标识。优选使用彩色塑料，但是，正如本领域技术人员应该知道的，在不偏离本发明的情况下，可使用其它材料。
现在提供一种螺栓密封件80的制造方法。正如详细讨论的，制造方法对于螺栓密封件，如本发明的螺栓密封件80的制造者来说有很多优点。
在现有技术中，如前面结合图22-23(以及美国设计专利No.Des.514,425)所讨论的，已知围绕螺栓的头以及固定在螺栓端部的固定装置铸模塑料端盖。正如所谈到的，在该构造中，固定装置是一个端部闭合的金属螺母(如螺母46)。同样正如所谈到的，该构造对螺栓密封件的制造者提出两个挑战。首先，为了固定，不必使用完全由金属制成的闭合结构的固定装置，如螺母46的情况。其原因很多。成本是一个因素。假如固定装置完全为一个闭合的金属结构，则制造该固定装置的成本就增加了。其次，当端盖，如端盖72、74围绕螺栓头和闭合的金属固定装置注模时，就产生了仓库贮存问题，如上所讨论的，这增加了螺栓密封件68的成本。
本发明的发明人认识到，如果端盖84、86与螺栓82和固定垫圈88相分离制造，并在卖给发货人之前将之连接到螺栓82和固定垫圈88上，就较为可行。这样，螺栓密封件80的制造者只需在手边保存一类不同颜色端盖84、86，以及合理的供应量的螺栓82和固定垫圈88。
本发明的发明人还认识到，固定垫圈88可与现有技术中已知的固定装置不同。具体的，固定垫圈88可制造为在尺寸和重量上比现有技术中已知的固定装置小很多。这有助于减少与制造安全螺栓80相关的成本。
然而，正如前面解释的，本发明意图包括结合有固定垫圈88或螺母236中任一个的安全密封件。
要制造安全螺栓80，首先将螺栓82穿过孔152插入到第一端盖84内。一旦完全插入，螺栓头90将邻接螺性头接收井150的底部表面。在该阶段，圆柱形壁172在螺栓82的头90的顶部表面上延伸。
为将螺栓82固定在第一端盖84内，如图1所示，壁172包在螺栓82的头90的端部上。壁172可使用任一种不同的叠置方法或技术包在螺栓82的头90上。优选地，壁172使用轨道铆接或轨道喷砂技术包在头90上。
轨道铆接指的是，典型的，用于将两个金属部件铆接在一起的制造技术。美国专利Nos5,855,054和6,161，273是这种轨道铆接技术的代表，在这里结合它们作为参考。
轨道喷砂指的是与应用于除金属之外的材料上的技术相同的制造技术。
在轨道喷砂工艺中，由一个旋转头向壁172、228、258施压。由于头绕着壁172、228、258旋转，头施加压力将壁172、228、258向内压，从而将螺栓82、固定垫圈88或螺母236固定在第一端盖84、第二端盖86或凹部254内。
正如本领域技术人员所知，可使用其它技术将螺栓82、固定垫圈88和螺母236固定在第一端盖84、第二端盖86或凹部254内。例如，可使用加热技术。可选择的，可将塑料盖粘结或声波焊接就位。正如本领域技术人员应该知道的，在不偏离本发明的情况下，可使用其它技术。
正如所解释的，优选使用轨道喷砂技术，因为其不需要粘结剂、使用热或不需附加的塑料部件(如盖)来制造安全螺栓80、232。
应当注意，为了参照，固定垫圈88和固定螺母236通常称作固定装置，换句话说，术语“固定装置”包括固定垫圈88、固定螺母236以及任何等同物，所有这些都包括在本发明内。
正如本领域技术人员应该知道的，有很多本领域技术人员可以理解的实施本发明的可选择的方法。这里所描述的实施例仅代表本发明主要的范围。
权利要求
1.一种安全装置，包括一个具有头和杆的螺栓，其中，杆限定至少一个位于其内的周向凹槽；一个固定装置，其限定一个孔，孔的直径可以使螺栓的杆放于其内，以及至少一个孔内的周向凹槽；一个放置在周向凹槽内的C形环；以及下面中的任一个(1)限定一个螺栓头接收井的第一端盖，以及当螺栓头接收在螺栓头接收井内后可围绕螺栓头闭合的第一端盖周向壁，或者(2)限定一个固定装置接收井的第二端盖，以及当固定装置接收在固定装置接收井内后可围绕固定装置闭合的第二端盖周向壁。
2.如权利要求1所述的安全装置，其中，固定装置包括一个具有闭合底端的圆柱形主体。
3.如权利要求1所述的安全装置，其中，固定装置具有一个主体，孔完全穿过该主体。
4.如权利要求1所述的安全装置，其中，第一端盖周向壁通过轨道喷砂围绕螺栓头闭合。
5.如权利要求1所述的安全装置，其中，第二端盖周向壁通过轨道喷砂围绕固定装置闭合。
6.如权利要求4所述的安全装置，其中，第一端盖包括塑料。
7.如权利要求5所述的安全装置，其中，第二端盖包括塑料。
8.如权利要求1所述的安全装置，其中，第一端盖进一步包括一个标识平台，其限定一个用于标识信息的标识表面。
9.如权利要求1所述的安全装置，其中，第二端盖进一步包括一个标识平台，其限定一个用于标识信息的标识表面。
10.一种安全装置，包括一个具有头和杆的螺栓，其中，杆限定至少一个位于其中的周向凹槽；一个固定垫圈，其限定一个固定垫圈孔，孔具有可使螺栓杆穿过其放置的直径，以及至少一个位于该孔内的周向凹槽；一个放置在固定垫圈内的周向凹槽内的C形环；一个第一端盖，其限定一个螺栓头接收井，第一端盖孔，螺栓杆穿过第一端盖孔放置，以及第一端盖周向壁，其在螺栓头插入到螺栓头接收井内时在螺栓头上延伸，第一端盖周向壁可以使第一端盖围绕螺栓头闭合；以及一个第二端盖，其限定一个固定垫圈接收井，第二端盖周向壁，其在固定垫圈插入到固定垫圈接收井内时在固定垫圈上延伸，第二端盖周向壁可以使第二端盖围绕固定垫圈闭合。
11.如权利要求10所述的安全装置，其中，固定垫圈包括一个渐细端；以及第二端盖接收井限定一个和固定垫圈的渐细端互补的渐细表面，从而确定固定垫圈在固定垫圈接收井内的方位。
12.如权利要求10所述的安全装置，其中，第一端盖进一步包括一个标识平台，其限定一个用于标识信息的标识表面。
13.如权利要求10所述的安全装置，其中，第二端盖进一步包括一个标识平台，其限定一个用于标识信息的标识表面。
14.如权利要求10所述的安全装置，其中，第一端盖包括塑料。
15.如权利要求14所述的安全装置，其中，第一端盖周向壁包在螺栓头上面，从而围绕螺栓头闭合第一端盖。
16.如权利要求15所述的安全装置，其中，第一端盖周向壁通过轨道喷砂工艺包在螺栓头上面。
17.如权利要求10所述的安全装置，其中，第二端盖包括塑料。
18.如权利要求17所述的安全装置，其中，第二端盖周向壁包在固定垫圈上面，从而围绕固定垫圈闭合第二端盖。
19.如权利要求18所述的安全装置，其中，第二端盖周向壁通过轨道喷砂工艺包在固定垫圈上面。
20.一种安全装置，包括；一个螺栓，具有头和杆，其中，杆限定至少一个位于其中的周向凹槽；一个固定螺母，限定一个孔和至少一个位于孔内的周向凹槽，孔的直径可使螺栓杆放于其内，固定螺母一端封闭，一个C形环，放置在周向凹槽内；以及一个凹部，限定一个固定螺母接收井和一个凹部周向壁，当固定螺母接收在固定螺母接收井内后，凹部周向壁可围绕固定螺母闭合。
21.如权利要求20所述的安全装置，其中，凹部周向壁通过轨道喷砂围绕固定螺母闭合。
22.如权利要求21所述的安全装置，其中，凹部包括塑料。
23.如权利要求20所述的安全装置，其中，凹部进一步包括一个标识平台，其限定一个用于标识信息的标识表面。
24.一种制造安全装置的方法，其包括提供具有螺栓头接收井的第一端盖；将具有头的螺栓插入到螺栓头接收井内，直至螺栓头安置在螺栓接收井内；以及通过轨道喷砂工艺围绕螺栓头包围第一端盖的周向壁，以此围绕螺栓头来闭合第一端盖。
25.如权利要求24所述的方法，进一步包括提供位于第一端盖上的第一端盖标识平台；以及将标识信息施加到第一端盖标识平台上。
26.如权利要求25所述的方法，其中，标识信息可通过刻写过程应用于第一端盖标识平台上。
27.如权利要求26所述的方法，其中，刻写过程可为激光刻写过程。
28.如权利要求24所述的方法，进一步包括第一端盖包括塑料。
29.一种制造安全装置的方法，其包括提供具有固定装置接收井的第二端盖；将固定装置插入到固定装置接收井内，直至固定装置安置在固定装置接收井内；以及通过轨道喷砂工艺围绕固定装置包围第二端盖的周向壁，以此围绕固定装置来闭合第二端盖。
30.如权利要求29所述的方法，进一步包括提供位于第二端盖上的第二端盖标识平台；以及将标识信息施加到第二端盖标识平台上。
31.如权利要求30所述的方法，其中，标识信息可通过刻写过程应用于第二端盖标识平台上。
32.如权利要求31所述的方法，其中，刻写过程可为激光刻写过程。
33.如权利要求29所述的方法，其中，第二端盖包括塑料。
34.一种制造安全装置的方法，包括提供具有螺栓头接收井和第一端盖孔的第一端盖；将具有头的螺栓插入到第一端盖孔内，直至螺栓头安置在螺栓接收井内；提供具有固定垫圈接收井的第二端盖；将固定垫圈插入到固定垫圈接收井内；围绕螺栓头闭合第一端盖，从而，将螺栓固定在第一端盖内；围绕固定垫圈闭合第二端盖，从而将固定垫圈固定在第二端盖内。
35.如权利要求34所述的方法，其中，轨道喷砂工艺通过将第一端盖周向壁包在螺栓头上来围绕螺栓头闭合第一端盖。
36.如权利要求34所述的方法，其中，轨道喷砂工艺通过将第二端盖周向壁包在固定垫圈上来围绕固定垫圈闭合第二端盖。
37.如权利要求34所述的方法，进一步包括在固定垫圈上提供一个渐细端；以及在固定垫圈接收井内提供一个和固定垫圈的渐细端互补的渐细表面，其中将固定垫圈插入到固定垫圈接收井内，这样，固定垫圈的渐细端邻接固定垫圈接收井的渐细表面。
38.如权利要求34所述的方法，进一步包括在第一端盖上提供一个第一端盖标识平台；将标识信息应用在该第一端盖标识平台上。
39.如权利要求38所述的方法，其中，标识信息可通过刻写过程应用于第一端盖标识平台上。
40.如权利要求39所述的方法，其中，刻写过程为激光刻写过程。
41.如权利要求34所述的方法，进一步包括在第二端盖上提供一个第二端盖标识平台；将标识信息应用在该第二端盖标识平台上。
42.如权利要求41所述的方法，其中，标识信息可通过刻写过程应用于第二端盖标识平台上。
43.如权利要求42所述的方法，其中，刻写过程可为激光刻写过程。
全文摘要
一种安全装置，其包括一个螺栓和一个固定垫圈，穿过固定垫圈放置螺栓。固定垫圈包括一个孔、至少一个位于孔内的周向凹槽，以及一个放置在周向凹槽内的C形环。安全装置还包括一个具有螺栓头接收井的第一端盖，第一端盖孔以及在螺栓头上面延伸的第一端盖周向壁，螺栓杆穿过在第一端盖孔放置。第一端盖周向壁可使第一端盖围绕螺栓头闭合。安全装置还包括一个第二端盖，其具有一个固定垫圈接收井和一个在固定垫圈上面延伸的第二端盖周向壁。第二端盖周向壁可使第二端盖围绕固定垫圈闭合。
文档编号F16B41/00GK101093629SQ20071010977
公开日2007年12月26日 申请日期2007年4月29日 优先权日2006年5月4日
发明者P·A·利特雷尔, W·K·比尔德, D·L·吉尔伯特 申请人:布拉莫尔公司