包括內(nèi)部擋環(huán)的密封蓋的制作方法
【專利說(shuō)明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考
[0002] 本申請(qǐng)請(qǐng)求享有美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序列第61/814, 634號(hào)的權(quán)益，該美國(guó)臨時(shí)專 利申請(qǐng)的申請(qǐng)日為2013年4月22日，其通過(guò)引用方式被并入文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明涉及用于對(duì)機(jī)械緊固件進(jìn)行密封的蓋，該蓋包含密封材料。
【背景技術(shù)】
[0004] 密封材料通常被用來(lái)密封被使用在航空航天和其他工業(yè)中的緊固件。公知的是， 用密封材料填充蓋，然后將蓋覆蓋在緊固件上，以在密封材料固化時(shí)形成密封。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的一方面提供了一種密封蓋組件，該密封蓋組件包括：蓋殼，其包括內(nèi)部空 間、底部開口和靠近所述底部開口的凹部；密封材料擋環(huán)，其至少被部分地插入蓋殼上的凹 部中；和，密封材料，其被徑向地布置在密封材料擋環(huán)的外側(cè)，靠近蓋殼的底部開口。
[0006] 本發(fā)明的另一方面提供了一種制造密封蓋組件的方法。該方法包括以下步驟：將 密封材料擋環(huán)至少部分地插入在位于蓋殼的底部開口上的凹部中；和，將密封材料應(yīng)用在 蓋殼的底部開口附近，使其徑向地位于密封材料擋環(huán)的外側(cè)。
[0007] 本發(fā)明的另一方面提供了一種對(duì)已被安裝在基底上的緊固件進(jìn)行密封的方法。密 封蓋組件覆蓋在緊固件上，在軸向方向上朝基底推壓所述密封蓋組件，從而引起擋環(huán)至少 部分地回撤到密封蓋組件的凹部中。密封材料抵靠著所述基底流動(dòng)，但基本上阻止了密封 材料在擋環(huán)內(nèi)側(cè)徑向流動(dòng)。
[0008] 本發(fā)明的另一方面提供了一種密封緊固件，該密封緊固件已被安裝在基底上。覆 蓋緊固件的密封蓋組件與基底密封地接合。該密封蓋組件包括蓋殼，該蓋殼具有內(nèi)部空間 和位于底部開口上的凹部。密封材料擋環(huán)至少被部分地插入蓋殼上的凹部中，固化的密封 材料被徑向地設(shè)置在密封材料擋環(huán)外側(cè)，在蓋殼的底部開口和基底之間形成密封。
【附圖說(shuō)明】
[0009] 圖1是用于使用在根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的密封蓋組件中的蓋殼的側(cè)視截面圖。
[0010] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的密封蓋組件的蓋殼和密封材料擋環(huán)的側(cè)視截面 圖。
[0011] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的密封蓋組件10的側(cè)視截面圖。
[0012] 圖4是側(cè)視截面圖，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例示出了密封蓋組件10覆蓋在緊固件上 的布置方式。
[0013] 圖5是側(cè)視截面圖，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例示出了密封操作期間密封蓋組件10相 對(duì)于緊固件的操作。
[0014] 圖6是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的密封蓋組件10的側(cè)視截面圖，該密封蓋組件以密 封配置被安裝在緊固件周圍。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 圖1-3示出了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的密封蓋組件10的部件。該密封蓋組件10 包括蓋殼12,該蓋殼具有大致為圓柱形或錐形的側(cè)壁13、頂部14和底部邊緣15。凹陷的密 封材料儲(chǔ)槽16被設(shè)置在蓋殼12的底部附近，在徑向上位于底部邊緣15內(nèi)部。一環(huán)形凹部 17被設(shè)置在側(cè)壁13上，且位于蓋殼12的底部附近。所述環(huán)形凹部17具有從底部邊緣15 開始測(cè)量的深度D。
[0016] 如圖2中最清楚所示，密封材料擋環(huán)20被部分地插入蓋殼12的環(huán)形凹部17中。 密封材料擋環(huán)20具有高度H。在一些實(shí)施例中，擋環(huán)20的高度Η小于或等于蓋殼12上的 環(huán)形凹部17的深度D。密封材料擋環(huán)20的外徑和環(huán)形凹部17的內(nèi)徑被形成合適尺寸以在 密封材料擋環(huán)20和環(huán)形凹部17之間提供滑動(dòng)或摩擦接觸配合。如下面更充分所述，密封 材料擋環(huán)20可相對(duì)于蓋殼12軸向移動(dòng)，從而可讓密封材料擋環(huán)20回撤到環(huán)形凹部17中。
[0017] 如圖3中最清楚所示，將未固化的密封材料30應(yīng)用到密封蓋組件10中的方式是： 繞密封材料擋環(huán)20的外徑填充凹陷的密封材料儲(chǔ)槽16。在圖3中，蓋殼12已經(jīng)從圖1和 2所示的位置被倒置，凹陷的密封材料儲(chǔ)槽16被填充有未固化的密封材料30。密封材料擋 環(huán)20阻止密封材料30從所述密封材料儲(chǔ)槽16朝內(nèi)徑向流動(dòng)。在圖3所示的實(shí)施例中，密 封材料30被應(yīng)用到密封蓋組件10中達(dá)到一定高度，在該高度處，密封材料30與密封材料 擋環(huán)20的邊緣大致齊平。
[0018] 圖4-6根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例示出了繞被安裝在基底上的緊固件40安裝密封蓋 組件10的過(guò)程。如圖4所示，密封蓋組件10被定位成覆蓋緊固件40,密封材料擋環(huán)20的 下邊緣接觸基底42。在圖4所示的位置上，密封材料30可接觸或靠過(guò)來(lái)接觸基底42的上 表面。在圖4所示的位置上，密封材料擋環(huán)20從密封蓋12的環(huán)形凹部17延伸一定距離， 該距離大致為環(huán)形凹部17的深度D的50%。但是，在一些實(shí)施例中，所述延伸距離可以是 所述環(huán)形凹部的深度D的10%至90%、或20%至80%、或30%至70%、或40%至60%。
[0019] 如圖5所示，可向下壓密封蓋組件10,使其如箭頭所示旋轉(zhuǎn)。這種向下的運(yùn)動(dòng)引起 密封蓋組件10運(yùn)動(dòng)到圖6所示的位置上，在該位置上，使蓋殼12的底部邊緣15移動(dòng)以更 靠近基底42的上表面，從而引起密封材料流動(dòng)并變形（參見附圖標(biāo)記30a所指示）。安裝 期間，密封材料擋環(huán)20軸向滑動(dòng)，至少部分地回撤到蓋殼12的環(huán)形凹部17中。密封材料 擋環(huán)20至少提供部分阻礙以阻擋密封材料30a徑向朝內(nèi)流動(dòng)。從而，密封材料擋環(huán)20基 本上阻止密封材料30流入所述密封材料擋環(huán)20或蓋殼12的內(nèi)部，即，密封材料30保持接 觸密封材料擋環(huán)20的外徑的一部分而不填充蓋殼12內(nèi)部的內(nèi)腔。蓋殼12的內(nèi)腔因而可 保持沒(méi)有密封材料30。密封材料30a -固化就在蓋殼12和基底42的表面之間形成密封。
[0020] 蓋殼12可由任何合適材料制成，所述合適材料包括第二數(shù)量的密封材料，該第二 數(shù)量的密封材料可為至少被部分地硬化的塑性材料（包括疏水聚合物，等等）。在一些實(shí)施 例中，所述蓋殼和密封材料包括相同的成分。蓋殼12可通過(guò)本領(lǐng)域公知的任何方法形成， 例如通過(guò)使用凸凹模注射-填充塑模、沖壓成形等工藝可形成蓋殼12,在大氣壓、亞大氣壓 或超大氣壓下執(zhí)行上述成形工藝。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解將凹?xì)ば纬蛇m合特定用途的各 種形狀和尺寸的各種方法。形成殼體的典型方法在美國(guó)專利No. 7, 438, 974中公開，該美國(guó) 專利通過(guò)引用方式并入文中。
[0021] 密封材料擋環(huán)20可由塑料或任何合適材料制成。密封材料擋環(huán)20可在蓋的內(nèi)側(cè) 直徑上自由浮動(dòng)，起初從蓋的基部伸出。該密封材料擋環(huán)的作用是起到阻止密封材料進(jìn)入 所述內(nèi)腔的屏障的作用。凹槽或其他表面特征（未示出）可選地被設(shè)置在蓋殼12的底部邊 緣15處，以增加粘結(jié)表面面積。在一些實(shí)施例中，所述密封材料擋環(huán)可由聚醚酰亞胺（PEI) 或任何其他合適的聚合材料制成。
[0022] 文中所使用的術(shù)語(yǔ)"密封材料"表示，在被應(yīng)用到孔（如，兩部件之間的交界面形 成的接合點(diǎn)或空間）中時(shí)具有抵抗周圍條件（如，濕度和溫度）、至少部分地阻擋可能以其 他方式出現(xiàn)在孔處的材料（如，水、燃料和/或其他液體和氣體）穿過(guò)的能力的合成物。因 此密封材料通常被應(yīng)用到元件部件的外周邊緣表面上，用于阻止材料向這種部件轉(zhuǎn)移或阻 止材料從這種部件轉(zhuǎn)移。密封材料通常具有粘結(jié)屬性。本粘結(jié)材料也包括公知類型的粘結(jié) 劑。
[0023] 術(shù)語(yǔ)"至少部分地未硬化"意為，包括從完全液態(tài)到至少稍微有點(diǎn)膠化以致密封材 料/粘結(jié)劑能貼合基底表面的整個(gè)硬度范圍。相反地，術(shù)語(yǔ)"至少部分地硬化"意為，包括 從完全固化到至少稍微有點(diǎn)膠化以致密封材料能被手動(dòng)或機(jī)械處理以適用于基底的整個(gè) 硬度范圍。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 整個(gè)數(shù)量范圍內(nèi)并不是均勻的。例如，密封材料不必被同時(shí)硬化，留下幾乎完全固化的密封 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時(shí)間取決于密封材料成分的活化壽命，可在數(shù)分鐘至數(shù)小 時(shí)的范圍內(nèi)廣泛變化。在另一非限制性實(shí)施例中，密封材料可被熱調(diào)節(jié)以防止密封材料在 被安置在緊固件上之前被完全固化。術(shù)語(yǔ)"熱調(diào)節(jié)"表示，可降低密封材料的溫度和/或保 持密封材料的溫度不變，從而通過(guò)至少部分地暫停固化過(guò)程來(lái)延遲硬化過(guò)程?？山档蜏囟?以有效地暫停固化過(guò)程。在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，固化過(guò)程（直到完成）的時(shí)間長(zhǎng)度與 溫度反向相關(guān)，使得溫度越低，固化過(guò)程的暫停和硬化的延遲程度越大。在一個(gè)非限制性實(shí) 施例中，降低和/或保持溫度的過(guò)程能從密封材料被安裝和定位在殼的腔中的時(shí)刻持續(xù)到 密封材料準(zhǔn)備用于應(yīng)用到基底上的時(shí)刻。因此，密封材料的儲(chǔ)存和運(yùn)輸期間（如，在冷藏條 件或干冰條件下運(yùn)輸組件10及其密封材料30)，可采用冷卻方式。
[0025] 上面提及到的暫停固