CN113366229B - 火花抑制帽 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种火花抑制帽。该帽围绕紧固件的从结构件突出的端部形成密封腔。该帽具有帽本体，帽本体限定布置成封围紧固件的端部的空气腔。帽本体包括终止于基部边缘(211)的环形基部(210)，基部边缘(211)环绕通向空气腔的开口。帽的环形裙状部(230)提供围绕基部边缘(211)延伸的环形密封容积，该环形密封容积布置成接纳在通向腔的开口周围的由可固化密封材料形成的环形条，以在帽本体与结构件之间提供密封，从而密封腔内的一定体积的气体。帽本体包括帽上部，该帽上部布置成接纳紧固件的端部的至少一部分。帽上部(220)能够定位成使得帽上部(220)的轴线相对于环形裙状部(230)的轴线偏移。

Description

火花抑制帽

技术领域

本发明涉及火花抑制帽。本发明还涉及火花抑制帽组件、紧固系统、紧固件接头、飞行器以及将紧固件和火花抑制帽固定至结构件的方法。

背景技术

大型客机通常每年被雷电击中一次或两次，每次雷电击中具有达200,000安培的电流，该电流寻找最小电阻的路径。许多现代客机具有由复合材料制成的外表面，所述复合材料具有非常高的电阻。因此，在外表面中的具有低得多的电阻的许多金属紧固件中的任何金属紧固件处都存在雷电附着的高可能性。在机翼中，这些紧固件中的一些紧固件穿过机翼外蒙皮进入燃料箱中。

图1是紧固件组件的穿过面板1的部分的侧视图，该面板1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和垫圈4。在雷电袭击击中面板1并且附着至紧固件的情况下，在由图1中的附图标记5指示的位置处可能出现火花、等离子体或排气。

已知的是，在紧固件的端部上方设置火花抑制帽。该帽围绕紧固件的从结构件突出的端部形成密封腔。在围绕紧固件的密封腔中封围一定体积的气体。在任何雷电袭击期间，气体针对可能发生在复合材料结构件与金属紧固件之间的电弧提供火花抑制。帽通过设置在通向密封腔的开口周围的可固化密封剂密封至结构件。

从WO 2015/025130已知另一种形成为可注射的螺母帽的火花抑制帽。设置有内部帽本体，该内部帽本体环绕通向中央腔的开口。环形裙状部在裙状部与内部帽本体之间提供环形腔室。密封材料通过入口注射到环形腔室中，其中，空气和多余的密封材料从位于裙状部的相对侧的出口流出。

通常，紧固件的端部垂直于结构件的紧固件从其突出的表面延伸。然而，紧固件的轴线可以与结构件的表面成一定角度倾斜。这种构型可能使得在紧固件的端部上方安装密封帽装置更困难且效率更低。

发明内容

根据本发明的一方面，提供了一种用于围绕紧固件的从结构件突出的端部形成密封腔的火花抑制帽，该帽包括：帽本体，该帽本体限定布置成封围紧固件的端部的空气腔并且包括终止于基部边缘的环形基部，该基部边缘环绕通向空气腔的开口；以及环形裙状部，该环形裙状部用于提供围绕基部边缘延伸的环形密封容积，该环形密封容积布置成接纳在通向腔的开口周围的由可固化密封材料形成的环形条，以在帽本体与结构件之间提供密封，从而密封腔内的一定体积的气体；其中，帽本体包括布置成接纳紧固件的端部的至少一部分的帽上部，该帽上部能够定位成使得帽上部的轴线相对于环形裙状部的轴线偏移。

通过这样的布置，可以帮助确保裙状部沿着全部或基本全部的裙状部边缘与结构件抵接。由于需要考虑将未对准最小化，因而空气腔的尺寸以及因此帽的尺寸可以被最小化。帽能够考虑到从结构件的表面沿着非垂直轴线延伸的紧固件。

偏移可以是角度偏移。

因此，帽能够更好地适应结构件的倾斜表面。

帽上部可以布置成相对于环形裙状部枢转。

帽可以包括位于环形裙状部与帽上部之间的接头。

接头的接合部可以位于环形密封容积中。

因此，当密封剂在密封容积中固化时，密封剂还可以起到密封接头的作用。密封剂可以起到固定接头的作用。

接头可以包括球窝接头。因此，可以容易地实现帽上部的枢转。

接头可以位于帽本体的外侧。因此，通向内部的流体路径可以受到限制。

接头可以包括可变形部分。可变形部分可以包括手风琴构型。

环形裙状部可以包括终止于裙状部边缘的裙状部部分，裙状部部分布置成沿着至少基本上所有的裙状部边缘抵靠结构件定位。

裙状部部分可以是刚性的。因此，在向密封容积施加注射压力时，裙状部边缘被限制变形。

帽可以包括与环形密封容积连通的密封材料入口和与环形密封容积连通的空气出口。空气出口可以穿过环形裙状部形成。这种空气出口可以是穿过裙状部形成的孔。空气出口可以例如作为凹部(也可以被称为鼠孔)形成在裙状部边缘中。

环形裙状部可以定位成使得环形裙状部的轴线相对于基部边缘的轴线偏移。

由于环形裙状部的边缘的直径大于基部边缘的直径，因此帽与结构件的表面之间的偏移对环形裙状部与表面之间的间隙的影响将大于对基部边缘与表面之间的间隙的影响。

在密封剂的注射期间，裙状部边缘和基部边缘可以相对于彼此保持处于固定位置。

帽上部和环形基部可以形成为一件式部件。

环形基部可以构造成与帽上部一起枢转。

帽上部能够定位成使得帽上部的轴线相对于基部边缘的轴线偏移。

因此，可以利用结构件的表面帮助封围空气腔，以在密封剂的注射期间限制密封剂泄漏到空气腔中。

帽可以包括位于环形基部与帽上部之间的基部接头。通过这样的布置，可以调节帽上部的轴线并且使基部边缘的平面和结构件的表面对准。

基部接头可以包括可变形部分。因此，通过帽本体的流体路径的存在受到限制。

环形基部和环形裙状部可以形成为一件式部件。

环形基部和环形裙状部可以布置成相对于上部一起枢转。

帽上部可以是可变形的。因此，帽上部的轴线可以被容易地调节。

根据本发明的一方面，提供了一种帽组件，该帽组件包括火花抑制帽和固化的密封材料，其中，帽上部的轴线相对于环形裙状部的轴线偏移。

根据本发明的一方面，提供了一种紧固系统，该紧固系统包括如上所述的火花抑制帽以及紧固件，帽本体构造成接纳该紧固件。

紧固件可以是盲紧固件。盲紧固件可以是盲铆钉。

紧固系统可以包括定位构件，该定位构件构造成延伸穿过结构件中的孔以在插入紧固件之前相对于结构件中的孔定位火花抑制帽。

通过这种布置，可以正确地对准紧固套环和帽。这有助于紧固系统的对准。该布置有助于使帽在密封剂的固化期间保持正确对准，并且抵抗由可固化密封剂施加的任何压力。

定位构件可以包括可接合构件，该可接合构件以可移除的方式穿过结构件中的孔被接纳以与帽接合。可接合构件可以与帽上部接合。

可接合构件可以包括粘合剂。可接合构件可以包括突起。突起可以是头部、肩部和肋部中的一者或更多者。可接合构件可以包括螺旋螺纹。可接合构件可以包括凹部。凹部可以是凹槽。

帽上部可以包括接合特征。接合特征可以位于帽上部的封闭端部处。接合特征可以构造成与定位构件的可接合构件接合。

接合特征可以包括粘合剂。接合特征可以包括突起。突起可以是头部、肩部和肋部中的一者或更多者。接合特征可以包括螺旋螺纹。接合特征可以包括凹部。凹部可以是凹槽。

可接合构件可以可选择地从帽释放。

牵拉装置可以包括弹性元件。

弹性元件可以包括定位构件的至少一部分。

定位构件可以是弹性轴。

牵拉装置可以位于定位构件的与可接合构件相对的另一端部处。可选地，牵拉装置可以构造成抵靠结构件作用以将可接合构件朝向结构件拉动。

牵拉装置可以是紧固套环。可选地，紧固套环是螺母。

定位构件可以是轴。

紧固系统可以包括由未固化的密封材料形成的环形条，由密封材料形成的条是可固化的，以在帽本体与结构件之间提供密封，从而密封腔内的一定体积的气体。

根据本发明的一方面，提供了一种紧固件接头，包括：结构件；紧固件，该紧固件具有从结构件的表面突出的紧固件端部；以及火花抑制帽，该火花抑制帽包括：帽本体，该帽本体限定布置成封围紧固件的端部的空气腔并且具有终止于基部边缘的环形基部，基部边缘环绕通向空气腔的开口；具有裙状部边缘的环形裙状部，该环形裙状部提供围绕基部边缘延伸的环形密封容积，该环形密封容积布置成接纳在通向腔的开口周围的由可固化密封材料形成的环形条，以在帽本体与结构件之间提供密封，从而密封腔内的一定体积的气体；以及位于环形密封容积中的固化的密封材料，该固化的密封材料将帽固定至结构件，从而密封空气腔内的一定体积的气体；其中，紧固件的轴线不垂直于表面延伸，裙状部边缘平行于表面延伸，并且帽本体的至少一部分至少大致平行于紧固件的轴线延伸。

根据本发明的一方面，提供了一种将紧固件和火花抑制帽固定至结构件的方法，该方法包括：将火花抑制帽定位在用于接纳紧固件的端部的孔上方，以形成由帽本体限定并且布置成封围紧固件的端部的空气腔，帽包括：环形基部，该环形基部终止于基部边缘，该基部边缘环绕通向空气腔的开口；以及环形裙状部，该环形裙状部用于提供围绕基部边缘延伸的环形密封容积；将帽的帽上部定位成与孔的轴线至少基本上平行；以及将由可固化密封材料形成的环形条注射到通向腔的开口周围，以在帽本体与结构件之间提供密封，从而密封腔内的一定体积的气体。

该方法可以包括在将由可固化密封材料形成的环形条注射到通向腔的开口周围之后穿过结构件插入盲铆钉。

该方法可以包括在将火花抑制帽定位在孔上方之前穿过孔插入紧固件。

根据本发明的一方面，提供了一种飞行器，该飞行器包括如上所述的火花抑制帽、如上所述的帽组件、如上所述的紧固系统和如上所述的紧固件接头中的至少一者。

结构件可以包括飞行器燃料箱的边界。

附图说明

现在将参照附图对本发明的实施方式进行描述，在附图中：

图1是现有技术紧固件接头的侧视图；

图2是飞行器的立体图；

图3是紧固件接头的横截面侧视图，该紧固件接头具有结构件、紧固件和位于紧固件的端部上方的火花防护帽；

图4是结构件的横截面侧视图，其中，紧固件接纳孔穿过结构件的第一面板和第二面板形成；

图5是用于形成图3的紧固件接头的具有火花抑制帽和定位器的紧固系统在安装紧固件之前的横截面侧视图；

图6是图5的紧固系统在安装过程中途的横截面侧视图，其中，可固化密封材料用密封剂注射工具注射；

图7是紧固件接头在安装之后的横截面侧视图；

图8是紧固件接头在安装之后的替代性实施方式的横截面侧视图，其中，火花防护帽安装在垂直于紧固件的轴线延伸的表面上，并且其中，为了清楚起见，固化的密封剂被省略；

图9是位于与紧固件接纳孔的轴线成倾斜角度延伸的表面上的火花防护帽的替代性实施方式的横截面侧视图；

图10是紧固件接头在安装之后的替代性实施方式的横截面侧视图，其中，火花防护帽安装在垂直于紧固件的轴线延伸的表面上，并且其中，为了清楚起见，固化的密封剂被省略；以及

图11是图10的紧固件接头在安装之后的替代性实施方式的横截面侧视图，其中，火花防护帽安装在与紧固件的轴线成倾斜角度延伸的表面上，并且其中，为了清楚起见，固化的密封剂被省略。

具体实施方式

图2中示出了飞行器10。飞行器10包括机身11。两个机翼12从机身11延伸。将理解的是，机身11和机翼12可以根据特定应用而采用多种不同的平面形状和轮廓。在机身11和机翼12中形成有燃料箱13。在图2中示意性地示出了一个这样的燃料箱13。燃料箱13由形成飞行器10的一部分的一个或多个结构件形成。

图3至图7示出了处于安装阶段的紧固件接头100。特别地，参照图3中示出的经安装的紧固件接头100，紧固件接头100包括结构件110、紧固件120和火花防护帽200。

结构件110包括飞行器蒙皮面板111，飞行器蒙皮面板111连结至另一部件，比如结构特征件、元件和/或另一面板112。紧固件120延伸穿过结构件110。结构件110的部件在该实施方式中是复合材料飞行器结构部件，但是也可以是混合的复合材料金属部件或其他结构件。紧固件120延伸穿过结构件110中的孔113。

如图4所示，结构件110具有第一内表面114和第二外表面115。紧固件接纳孔113在内表面114与外表面115之间延伸。紧固件接纳孔113在安装之前例如通过钻孔预先形成在结构件110中。结构件110的部件被放在一起并且孔113用工具比如钻头(未示出)形成。孔113形成为具有与紧固件120的直径相对应的直径。在结构件的外侧部上形成有埋头孔116以接纳紧固件头部121。结构件的面板111、112具有彼此抵接的中间表面117。

紧固件120的端部122从结构件110突出。紧固件120是盲紧固件。因此，紧固件120可以仅从结构件110的一侧插入并完全安装在孔113中，“盲”连接至结构件110的相对侧。如图所示，紧固件120从孔113的具有埋头孔116的一侧插入。

在实施方式中，紧固件120是盲铆钉。紧固件120具有紧固件构件123。紧固件构件123延伸穿过结构件110并从该结构件突出。紧固件120具有纵向的紧固件轴线。紧固件轴线由紧固件构件123限定。紧固件构件123包括紧固件套筒124。紧固件套筒124在紧固件120的安装期间变形以保持紧固件120。可以预期其他的盲紧固件构型。

紧固件120的从结构件110突出的端部122从内表面114突出。紧固件120的端部122从内表面114延伸的角度由穿过结构件110形成的孔113的轴线限定。典型地，紧固件120的端部122垂直于紧固件从其突出的表面114延伸。然而，在一些情况下，紧固件120的轴线与结构件的表面成一定角度倾斜。

如图3至图7所示，结构件110的表面114在与孔113的轴线成倾斜角的平面上延伸。也就是说，结构件110的表面114与孔113的轴线不是垂直的。在这种布置中，表面114相对于孔113的轴线的倾斜平面是由面板112的厚度变化引起的。在替代性构型中，例如，倾斜平面可以由形成在面板112中的与表面114的平面成倾斜角的孔113引起，而不管结构件110的厚度有任何变化或没有变化。

特别地，参照图3和图5，帽200封围紧固件120的端部122。帽200是火花抑制帽。帽200抵接结构件110。帽200和紧固件120一起形成紧固系统101。

帽200具有帽本体201。帽本体201具有环形基部210。帽上部220从环形基部210延伸。环形基部210限定近端(内侧)部分，并且帽上部220限定远端(外侧)部分。环形基部210在紧固件接头100的组装期间抵靠结构件110定位。

帽本体201限定中央空气腔202。中央空气腔202构造成接纳紧固件120的端部122。基部210限定中央空气腔202的近端下端部。帽上部220限定中央空气腔202的远端上端部。肩部205在基部210与帽上部220之间延伸。

帽上部220是大致筒形的。帽上部220具有封闭端部221。封闭端部221是大致平坦的，但是也可以具有比如为圆顶形的另一构型。在封闭端部221处形成有直径减小的部段222。在帽200的内侧部上定位有接合特征223。接合特征223位于帽200的内部中。接合特征223构造成与定位工具350接合(参照图5)。定位工具350构造成与孔113和帽200相互作用以将帽200定位在孔113上方。定位工具350还用作对准辅助件以使帽上部220对准。

接合特征223位于帽200的远端端部处。接合特征223位于帽上部220上。接合特征223由封闭端部221处的直径减小的部段222限定，但是也可以由位于别处的直径减小的部段222限定。接合特征223包括多个周向延伸的肋部224。替代性构型是可能的。接合特征223可以包括一个或更多个其他突起。例如，突起可以是头部、肩部和肋部中的一者或更多者。实施方式中的接合特征223可以包括螺旋螺纹。接合特征223可以包括凹部。凹部可以是凹槽。接合特征可以包括粘合剂。

帽上部220从基部210延伸。基部210形成环形侧壁。基部210终止于边缘211，边缘211环绕通向中央空气腔202的开口212。如所示出的，边缘211位于使得边缘211在帽被配装在紧固件120的端部122上时可以围绕其整个圆周与结构件110的平坦表面紧密接合的平面中。边缘211形成为刚性环。

环形裙状部230从外侧(上)端部231延伸至内侧(下)裙状部边缘232，在外侧(上)端部231处，环形裙状部230与帽本体201相接。与基部边缘211一样，裙状部边缘232也至少基本上围绕裙状部边缘232的全封闭圆周接触结构件110的平坦表面。在裙状部230与帽本体201之间限定有接头240。接头240允许裙状部230相对于帽本体201移动，如下面将要描述的。因此，帽上部220能够相对于裙状部边缘232移动。裙状部部分236限定裙状部边缘232。裙状部部分236形成刚性环。裙状部部分236是环形的。接头240使裙状部230围绕帽本体201枢转。因此，裙状部边缘232能够相对于帽上部220移动。

在裙状部230与基部210之间设置有环形腔室235。环形腔室235用作环形密封容积/空间。腔室235延伸至裙状部边缘232处的敞开的内侧端部。由于裙状部230的张开形状，腔室235具有增加的径向宽度。

裙状部230具有注射通道233。注射通道233用作入口。注射通道233布置成与密封材料注射装置400(参照图6)相互连接，以使密封材料250经由注射通道233穿过裙状部流入到腔室235中。合适的密封材料是诸如可以从Chemetall Group获得的Naftoseal(R)MC238B、MC238A或MC780之类的多硫化物密封剂或诸如可以从PPG Inc获得的PR2001B之类的聚硫醚密封剂。

裙状部230还具有出口234。出口234与腔室235流体连通，并且布置成在密封材料250从注射通道243流入到腔室235中时使空气能够穿过裙状部230经由出口234逸出腔室235。当腔室235充满时，腔室中的压力增加，直到压力迫使密封材料穿过裙状部经由出口234逸出腔室为止。当在视觉上观察到密封材料从出口234流出时，来自密封材料注射装置400的密封材料250的流动被停止。围绕裙状部边缘232的至少一部分形成间隙以用作出口234。在实施方式中，出口234是穿过裙状部230的孔。

可以为所示的那些密封剂布置提供替代性密封剂布置。例如，腔室可以预先填充有密封材料。

在帽上部220与边缘211之间形成有基部接头215。基部接头215允许边缘211和帽上部220相对于彼此移动。基部接头215允许边缘211相对于帽上部220枢转。基部接头215是可变形部分。本布置中的基部接头215具有手风琴构型以允许帽本体201的位于基部接头215的任一侧的部分相对于彼此移动。手风琴构型允许接头变形。接头215具有减小的壁厚。基部接头215的手风琴构型围绕基部210周向地延伸。在本布置中，接头215靠近边缘211延伸，然而应当理解的是，接头215可以与边缘211间隔开。可以设想基部接头215的替代性布置。例如，基部接头215可以由接纳在基部210的刚性边缘部分与刚性远端部分之间的弹性部分形成。

基部接头215与帽本体201的其余部分一体地形成。这确保没有通过帽本体201到空气腔202的流动路径。

现在将描述帽本体201与裙状部230之间的接头240。基部210具有部分球形外部面241。本实施方式中的部分球形外部面241也形成肩部205。部分球形外部面241形成接头240的一部分。帽本体201用作接头240的凸部。帽本体201的外部面241用作裙状部连接部分。帽本体201用作球窝接头的球体。

裙状部230具有本体连接部分。在裙状部230的外侧(上)端部231处定位有套环242。套环242用作球窝接头的座。套环242具有弧形内部面243。套环环形地延伸。套环243组装在帽本体201上。套环242能够围绕部分球形外部面241枢转。套环242保持在基部210上。帽本体201能够在套环242中枢转。因此，裙状部230和帽本体201能够相对于彼此枢转。套环242和基部210处于滑动配合布置。

在腔室235中形成有接头240的接合部244。接合部244形成在套环242和帽本体201的接合部处。当在腔室中设置有密封材料250时，接合部244由密封材料280密封。

一旦将密封材料250设置在腔室235中，则然后允许密封材料250固化，从而在腔室235中留下固化的密封材料，固化的密封材料将帽固定至结构件并且围绕腔202形成密封。密封材料250围绕帽200的外围形成环形条，由密封材料形成的条用于密封空气腔202以防止脱气产物逸出，并且将帽200粘附至结构件110。密封防止水或其他污染物进入到腔中，并且还防止等离子体或其他脱气产物在雷电袭击的情况下离开腔。固化的密封剂还防止裙状部230相对于帽本体201运动。

参照图8，示出了帽200的替代性实施方式，其中，基部接头被省略。在这样的实施方式中，基部210的边缘211不能相对于帽上部220移动。边缘211和帽上部220处于彼此固定的关系。接头240使裙状部230围绕帽本体201枢转。因此，裙状部边缘232能够相对于帽上部220移动。裙状部边缘232的平面能够移动至相对于边缘211的平面偏移的方向。图8中所示的帽200在其他方面与上述帽基本相同，并且因此将省略详细描述。

帽200的各部分通过注射成型或类似方法形成。合适的材料是玻璃填充的聚醚酰亚胺(PEI)树脂，比如可以从SABIC Innovative Plastics Holding BV获得的Ultem 2400或Ultem 2310，或尼龙PA6、PA66或PA12。

如图5和图6所示，紧固系统101包括定位器350。定位器350用作定位工具。定位器350构造成将帽200定位在结构件110中的孔113上方。

定位器350包括定位构件351。定位构件351构造成定位在孔113中以对准孔113上方的帽200。定位器350包括轴355。轴354具有与孔113的直径相对应的直径。当通过孔113接纳时，轴354的轴线与孔113的轴线对准。定位构件351与孔113同轴延伸。

定位构件351包括可接合构件352。可接合构件352处于轴354的限定定位构件351的端部处。可接合构件352以可移除的方式穿过孔113被接纳。可接合构件352与帽200以可释放的方式接合。可接合构件352与帽本体201的接合特征223以可释放的方式接合。可接合构件352与帽上部220以可释放的方式接合。

可接合构件352包括多个周向延伸的肋部353。替代性构型是可能的。可接合构件352可以包括一个或更多个其他突起。例如，突起可以是头部、肩部和肋部中的一者或更多者。实施方式中的可接合构件352可以包括螺旋螺纹。可接合构件352可以包括凹部。凹部可以是凹槽。可接合构件352可以包括粘合剂。

在轴354的与可接合构件352相反的端部处定位有紧固套环355。紧固套环355用作牵拉装置以将轴353牵拉穿过结构件110中的孔113。该动作将可接合构件352朝向表面114牵拉并且因此使帽200抵靠结构件110偏置。

紧固套环355与定位构件351的自由端部以可移动的方式接合。紧固套环355是与定位构件351螺纹接合的螺母、比如翼形螺母。紧固套环355相对于定位构件351是移除的。紧固套环355用作牵拉装置。定位构件351的轴354是刚性的。

然后，在利用定位器350使帽200抵靠结构件110偏置时，密封材料被插入到帽200的环形密封容积中并固化。形成固化密封材料的环形条以将帽200固定至结构件110。然后在定位器350上施加撤回力以使定位构件351与帽200断开接合。然后定位构件351被牵拉穿过孔113以移除定位器350。定位器350是可重复使用的。如图3所示，然后可以将盲紧固件120插入穿过孔113并接合以形成接头。

现在特别参照图4至图7，现在将描述安装紧固系统101以形成紧固件接头100。

在组装期间，面板111、112被放在一起，并且形成有孔113和埋头孔116。如图所示，孔113的轴线与结构件110的表面114成倾斜角。也就是说，孔113的轴线和结构件110的表面114不垂直。

然后，移除面板中的一个面板111。如图5所示，在初始组装期间，定位构件351上没有紧固套环355。轴354从帽201突出。可接合构件352与帽200以可释放的方式接合。可接合构件352与帽上部220上的接合特征223以可移除的方式接合。

为了将帽200与结构件110组装，经组装的帽200和定位构件351与结构件110中的孔113对准。定位构件351的远端端部插入穿过孔113。定位构件351在帽200的相反侧从孔113突出。定位构件351通过孔113对准并且因此与孔113的轴线同轴。利用结构件110的倾斜表面114，定位构件351的具有帽200的端部以与该端部从其突出的表面114成非垂直的角度从孔113突出。

紧固套环355与定位构件351以可释放的方式接合。紧固套环355与定位构件351螺纹接合。因此，紧固套环355的旋转使套环355移动成与面板112的中间表面117抵接。紧固套环355进一步接合以沿穿过孔113的方向牵拉定位构件351。因此，帽200移动成在孔113上方与结构件110抵接。

当帽200被拉靠于表面114时，裙状部230的裙状部边缘232接触表面114。裙状部230被推动成围绕接头240枢转。裙状部230被推动成相对于帽本体201枢转。帽上部220由定位构件351保持成与孔113对准。因此，帽上部220被保持成处于与孔113同轴的取向。当帽200被进一步拉靠于表面114时，裙状部边缘232围绕其圆周与表面114接触。裙状部边缘232抵靠结构件110偏置。

基部210的边缘211也接触表面114。当帽200被拉靠于表面114时，基部接头215使边缘211相对于孔113的轴线枢转，并且围绕帽上部220枢转。基部接头215变形。当帽200被进一步拉靠于表面114时，边缘211围绕其圆周与表面114接触。边缘211抵靠结构件110偏置。边缘211和裙状部边缘232抵靠结构件110的表面定位并且围绕其直径与表面114抵接。帽上部220的轴线与孔113对准。帽上部423能够适应孔的轴线的偏移。

在图8所示的实施方式中，基部210的边缘211不能相对于帽上部220移动。因此，裙状部边缘232能够相对于帽上部220移动，其中，基部边缘211和帽上部220处于彼此固定的关系。当裙状部边缘232接触表面114时，裙状部230枢转成使裙状部230与表面114对准。当基部边缘211接触基部边缘211的较小直径时，意味着基部边缘211与表面114之间的偏移可以被最小化。在实施方式中，基部边缘211是可变形的。

如图6所示，然后将预混合的密封材料250注射到环形腔室235中。当环形腔室235充满时，密封材料250通过出口234溢出，从而产生密封材料250的均匀分布流。密封材料250完全填充环形腔室235，直至密封材料250流动成与结构件110接触为止。当边缘211和裙状部边缘232抵靠结构件110的表面定位并且围绕其直径与表面114抵接时，密封材料250被保持在环形腔室235中。密封材料250在接头240的接合部244上延伸，使得接合部244被密封材料280密封。

使可固化密封材料250固化。在固化时，密封材料250在帽200与结构件110之间提供强的粘合结合。对于环氧基粘合剂密封材料而言，密封材料250可以在大约两小时内固化至操作强度(即，适合提供足以承受来自组装工人的敲击或类似情况的强度的程度)，对于聚硫醚密封剂而言，可以在四个小时内固化至操作强度，对于多硫化物密封剂而言，可以在超过四个小时内固化至操作强度。

在密封材料250的固化期间(或至少直到密封材料部分地固化为止)，定位器350留在原位。定位器350使帽200相对于孔110保持就位。一旦密封材料250已经固化或至少部分固化，结构件110可以进一步与其他结构件组装，使得接近结构件110的具有帽200的一侧受到限制。

一旦密封材料250已经完全固化，定位器350就被撤回。可接合构件352与帽200断开接合。帽上部220被保持就位。帽200与结构件110牢固地固定在一起。

在移除定位器350后，面板111、112被放在一起。紧固件120的端部122从外侧插入穿过孔110以从结构件110突出。紧固件120的端部122突出在中央空气腔中。帽上部220与紧固件120的轴线对准。紧固件120可以仅从结构件110的一侧插入并完全安装在孔113中，“盲”连接至结构件110的相反侧。如图8、图10和图11所示，左侧的分段紧固件120示出了处于预接合状态的紧固件，并且右侧示出了处于接合后状态的紧固件，其中，套管被接合以固定紧固件。

图9示出了火花抑制帽400的另一实施方式。火花抑制帽400用于形成紧固件接头401。紧固件接头401大致对应于上述紧固件接头100，并且因此下面将省略对共用特征的详细描述。在图9中，密封剂和紧固件被省略。紧固件(未示出)的端部从结构件410突出。紧固件是盲紧固件。用作定位工具的定位器也被省略。接头401包括具有表面411和孔412的结构件410。该结构件对应于上述结构件110。

在参照图9描述的实施方式中，帽400具有帽本体420。帽本体420具有环形基部422。帽上部423从环形基部422延伸。环形基部422在紧固件接头的组装期间抵靠结构件410定位。中央空气腔424由帽本体420限定。中央空气腔424构造成接纳紧固件的端部。基部422限定中央空气腔424的近端下端部。帽上部423限定中央空气腔424的远端上端部。帽上部423是大致筒形的。帽上部423具有封闭端部425。接合特征位于帽400的内侧部上以与定位工具接合。

基部422终止于基部边缘426，基部边缘426环绕通向中央空气腔424的开口。如所示出的，基部边缘426位于使得基部边缘426在帽被装配在紧固件的端部上方时可以围绕其圆周与结构件410的平坦表面紧密接合的平面中。基部边缘426形成为刚性环。

环形裙状部430从环形基部422延伸。裙状部430从基部422延伸至裙状部边缘431。像基部边缘426一样，裙状部边缘431也至少基本上围绕裙状部边缘431的全封闭圆周接触结构件410的平坦表面。裙状部的形成裙状部边缘431的部分是刚性的。在裙状部431与基部422之间设置有环形腔室432。环形腔室432用作环形密封容积。

接头450在基部422与帽上部423之间延伸。接头240使裙状部430和基部422围绕帽上部423枢转。因此，裙状部430和基部422能够相对于帽上部423移动。通过这种布置，裙状部430和基部422能够相对于帽上部一起枢转。裙状部边缘431和基部边缘426能够围绕同一平面一起枢转。

接头450形成在帽上部423与基部422之间。接头450是可变形部分。本布置中的接头450具有手风琴构型以允许帽本体420的位于接头450的任一侧的部分相对于彼此移动。帽上部423能够适应孔的轴线的偏移。手风琴构型允许接头变形。接头450具有减小的壁厚。接头450的手风琴构型围绕基部422周向延伸。接头450与帽本体420的其余部分一体地形成。这确保没有通过帽本体420到空气腔424的流动路径。

可以设想接头450的替代性布置。例如，帽上部423可以是可变形的。这种实施方式在图10和图11中示出。帽400大致对应于上述帽，并且因此下面将省略对共用特征的详细描述。在如图10和图11所示的这种布置中，裙状部430和基部422一体地形成为一件式部件。裙状部430和基部422由刚性材料形成。帽上部423由弹性材料形成。帽上部423是可变形的。帽上部423能够相对于裙状部430和基部422移动。

当紧固件120被插入时，帽上部423能够变形以容纳紧固件120的端部。帽上部423能够移动以使其轴线与紧固件轴线对准。因此，帽上部423能够相对于裙状部边缘431和基部边缘426移动。帽上部423能够适应孔的轴线的偏移。因此，当紧固件120被帽接纳时，紧固件120的端部不会推动裙状部边缘431和基部边缘426远离结构件410。

虽然上述帽的实施方式是通过参考与诸如盲铆钉之类的盲紧固件一起使用来描述的，但是应当理解的是，帽可以与诸如螺母和螺栓之类的其他紧固件一起使用。在这种布置中，紧固件可以在对帽进行定位之前插入穿过结构件以从结构件突出。

在出现词语‘或’的情况下，这应被解释为意味着‘和/或’，使得所涉及的项目不一定是相互排斥的，并且可以以任何适当的组合使用。

尽管上面已经参照一个或更多个优选实施方式对本发明进行了描述，但是应当理解的是，在不背离本发明的如所附权利要求限定的范围的情况下，可以进行各种改变或修改。

Claims (27)

1.一种火花抑制帽，所述帽用于围绕紧固件的从结构件突出的端部形成密封腔，所述帽包括：

帽本体，所述帽本体限定布置成封围所述紧固件的所述端部的空气腔，并且包括具有基部边缘的环形基部，其中，所述环形基部终止于所述基部边缘，所述基部边缘环绕通向所述空气腔的开口；以及

环形裙状部，所述环形裙状部提供围绕所述基部边缘延伸的环形密封容积，所述环形密封容积布置成接纳在通向所述腔的所述开口周围的可固化密封材料的环形条，以在所述帽本体与所述结构件之间提供密封，从而密封所述腔内的一定体积的气体；

其中，所述帽本体包括布置成接纳所述紧固件的所述端部的至少一部分的帽上部，所述帽上部能够定位成使得所述帽上部的轴线相对于所述环形裙状部的轴线偏移，其中，所述帽上部布置成相对于所述环形裙状部枢转，所述帽包括在所述环形裙状部与所述帽上部之间的接头，并且所述接头包括球窝接头。

2.一种火花抑制帽，所述帽用于围绕紧固件的从结构件突出的端部形成密封腔，所述帽包括：

帽本体，所述帽本体限定布置成封围所述紧固件的所述端部的空气腔，并且包括具有基部边缘的环形基部，其中，所述环形基部终止于所述基部边缘，所述基部边缘环绕通向所述空气腔的开口；以及

环形裙状部，所述环形裙状部提供围绕所述基部边缘延伸的环形密封容积，所述环形密封容积布置成接纳在通向所述腔的所述开口周围的可固化密封材料的环形条，以在所述帽本体与所述结构件之间提供密封，从而密封所述腔内的一定体积的气体；

其中，所述帽本体包括布置成接纳所述紧固件的所述端部的至少一部分的帽上部，所述帽上部能够定位成使得所述帽上部的轴线相对于所述环形裙状部的轴线偏移，其中，所述帽上部布置成相对于所述环形裙状部枢转，所述帽包括在所述环形裙状部与所述帽上部之间的接头，并且所述接头包括可变形部分。

3.根据权利要求2所述的帽，其中，所述可变形部分包括手风琴构型。

4.根据权利要求1或2所述的帽，其中，该偏移是角度偏移。

5.根据权利要求1或2所述的帽，其中，所述接头的接合部位于所述环形密封容积中。

6.根据权利要求1或2所述的帽，其中，所述接头位于所述帽本体的外侧。

7.根据权利要求1或2所述的帽，其中，所述环形裙状部包括终止于裙状部边缘的裙状部部分，所述裙状部边缘布置成至少沿着基本全部的所述裙状部边缘抵靠所述结构件定位。

8.根据权利要求7所述的帽，其中，所述裙状部部分是刚性的。

9.根据权利要求7所述的帽，包括与所述环形密封容积连通的密封材料入口和与所述环形密封容积连通的空气出口，并且其中，所述空气出口穿过所述环形裙状部形成。

10.根据权利要求1或2所述的帽，其中，所述环形裙状部能够定位成使得所述环形裙状部的所述轴线相对于所述基部边缘的轴线偏移。

11.根据权利要求10所述的帽，其中，所述环形基部构造成与所述帽上部一起枢转。

12.根据权利要求1或2所述的帽，其中，所述帽上部能够定位成使得所述帽上部的所述轴线相对于所述基部边缘的轴线偏移。

13.根据权利要求12所述的帽，包括位于所述环形基部与所述帽上部之间的基部接头。

14.根据权利要求13所述的帽，其中，所述环形基部和所述环形裙状部布置成相对于所述上部一起枢转。

15.根据权利要求1或2所述的帽，其中，所述帽上部是可变形的。

16.根据权利要求9所述的帽，其中，所述空气出口形成在所述裙状部边缘中。

17.根据权利要求13所述的帽，其中，所述基部接头包括可变形部分。

18.一种帽组件，所述帽组件包括根据权利要求1或2所述的火花抑制帽以及固化的密封材料，其中，所述帽上部的所述轴线相对于所述环形裙状部的所述轴线偏移。

19.一种紧固系统，所述紧固系统包括根据权利要求1或2所述的火花抑制帽以及紧固件，所述帽本体构造成接纳所述紧固件。

20.根据权利要求19所述的紧固系统，其中，所述紧固件是盲紧固件。

21.根据权利要求19所述的紧固系统，包括定位构件，所述定位构件构造成延伸穿过所述结构件中的孔以相对于所述结构件中的所述孔定位所述火花抑制帽。

22.根据权利要求21所述的紧固系统，其中，所述定位构件包括可接合构件，所述可接合构件以可移除的方式穿过所述结构件中的所述孔被接纳以与所述帽上部接合并且相对于所述结构件中的所述孔保持所述帽。

23.一种紧固件接头，包括：

结构件；

紧固件，所述紧固件具有从所述结构件的表面突出的紧固件端部；以及

火花抑制帽，所述火花抑制帽包括：

帽本体，所述帽本体限定布置成封围所述紧固件的所述端部的空气腔并且具有环形基部，所述环形基部具有基部边缘，其中，所述环形基部终止于所述基部边缘，所述基部边缘环绕通向所述空气腔的开口；

具有裙状部边缘的环形裙状部，所述环形裙状部提供围绕所述基部边缘延伸的环形密封容积，所述环形密封容积布置成接纳在通向所述腔的所述开口周围的可固化密封材料的环形条，以在所述帽本体与所述结构件之间提供密封，从而密封所述腔内的一定体积的气体；以及

位于所述环形密封容积中的固化的密封材料，所述固化的密封材料将所述帽固定至所述结构件，从而密封所述空气腔内的一定体积的气体；

其中，所述紧固件的轴线不垂直于所述表面延伸，所述裙状部边缘平行于所述表面延伸，并且所述帽本体的至少一部分至少大致平行于所述紧固件的所述轴线延伸，所述帽本体包括布置成接纳所述紧固件的所述端部的至少一部分的帽上部，所述帽包括在所述环形裙状部与所述帽上部之间的接头，并且所述接头包括球窝接头。

24.一种紧固件接头，包括：

结构件；

紧固件，所述紧固件具有从所述结构件的表面突出的紧固件端部；以及

火花抑制帽，所述火花抑制帽包括：

帽本体，所述帽本体限定布置成封围所述紧固件的所述端部的空气腔并且具有环形基部，所述环形基部具有基部边缘，其中，所述环形基部终止于所述基部边缘，所述基部边缘环绕通向所述空气腔的开口；

具有裙状部边缘的环形裙状部，所述环形裙状部提供围绕所述基部边缘延伸的环形密封容积，所述环形密封容积布置成接纳在通向所述腔的所述开口周围的可固化密封材料的环形条，以在所述帽本体与所述结构件之间提供密封，从而密封所述腔内的一定体积的气体；以及

位于所述环形密封容积中的固化的密封材料，所述固化的密封材料将所述帽固定至所述结构件，从而密封所述空气腔内的一定体积的气体；

其中，所述紧固件的轴线不垂直于所述表面延伸，所述裙状部边缘平行于所述表面延伸，并且所述帽本体的至少一部分至少大致平行于所述紧固件的所述轴线延伸，所述帽本体包括布置成接纳所述紧固件的所述端部的至少一部分的帽上部，所述帽包括在所述环形裙状部与所述帽上部之间的接头，并且所述接头包括可变形部分。

25.一种将紧固件和火花抑制帽固定至结构件的方法，所述紧固件具有从所述结构件突出的端部，所述火花抑制帽包括帽本体，所述帽本体包括布置成接纳所述紧固件的所述端部的至少一部分的帽上部，所述方法包括：

将所述火花抑制帽定位在用于接纳所述紧固件的所述端部的孔上方，以形成由所述帽本体限定并且布置成封围所述紧固件的所述端部的空气腔，所述帽包括：具有基部边缘的环形基部，其中，所述环形基部终止于所述基部边缘，所述基部边缘环绕通向所述空气腔的开口；以及环形裙状部，所述环形裙状部用于提供围绕所述基部边缘延伸的环形密封容积；

将所述帽上部定位成与所述孔的轴线至少基本上平行；以及

将可固化密封材料的环形条注射到通向所述腔的所述开口周围，以在所述帽本体与所述结构件之间提供密封，从而密封所述腔内的一定体积的气体，

其中，所述帽包括在所述环形裙状部与所述帽上部之间的接头，所述接头包括球窝接头，并且所述帽上部相对于所述环形裙状部枢转。

26.一种将紧固件和火花抑制帽固定至结构件的方法，所述紧固件具有从所述结构件突出的端部，所述火花抑制帽包括帽本体，所述帽本体包括布置成接纳所述紧固件的所述端部的至少一部分的帽上部，所述方法包括：

将所述火花抑制帽定位在用于接纳所述紧固件的所述端部的孔上方，以形成由所述帽本体限定并且布置成封围所述紧固件的所述端部的空气腔，所述帽包括：具有基部边缘的环形基部，其中，所述环形基部终止于所述基部边缘，所述基部边缘环绕通向所述空气腔的开口；以及环形裙状部，所述环形裙状部用于提供围绕所述基部边缘延伸的环形密封容积；

将所述帽上部定位成与所述孔的轴线至少基本上平行；以及

将可固化密封材料的环形条注射到通向所述腔的所述开口周围，以在所述帽本体与所述结构件之间提供密封，从而密封所述腔内的一定体积的气体，

其中，所述帽包括在所述环形裙状部与所述帽上部之间的接头，所述接头包括可变形部分，并且所述帽上部相对于所述环形裙状部枢转。

27.一种飞行器，包括根据权利要求1或2所述的火花抑制帽、根据权利要求18所述的帽组件、根据权利要求19所述的紧固系统以及根据权利要求23或24所述的紧固件接头中的至少一者。