DE68908571T2

DE68908571T2 - Vorgeformte Dichtkappe und ihre Anwendung.

Info

Publication number: DE68908571T2
Application number: DE89100777T
Authority: DE
Inventors: Winston L Henry
Original assignee: Vought Aircraft Co
Current assignee: Vought Aircraft Co
Priority date: 1988-01-19
Filing date: 1989-01-18
Publication date: 1994-02-24
Anticipated expiration: 2009-01-19
Also published as: EP0325222B1; DE68908571D1; EP0325222A1; US4826380A

Description

Diese Erfindung betrifft das schützende Dichten von Befestigungsmitteln, und insbesondere die Verwendung einer haftenden Dichtungsmasse mit einer vorgegossenen Kappe, welche aus demselben Dichtungsmassenmaterial gemacht ist, wodurch die Befestigungsmittel elektrisch isoliert und im übrigen geschützt werden.
Befestigungsmittel, die bei der Fertigung von Luftfahrzeugen benutzt werden, sind Belastung, korrodierenden Flüssigkeiten und möglicherweise elektrischem Strom ausgesetzt. Aufgrund dieser Faktoren wurden polymere Dichtungsmassen bei Luftfahrzeug-Befestigungsmitteln angewendet. Ein ziemlich ausgearbeitetes Verfahren ist in US-A-2 710 113, erteilt an P.J. Prichard am 7. Juni 1955, offenbart. Das Verfahren in diesem Patent umfaßt die Ablagerung einer ersten gummiartigen Dichtungsmassenschicht auf die Befestigungsmittel, gefolgt von der Aufbringung einer Kappe mit einem Loch darin über der ersten Dichtungsmassenschicht. Es wird gesagt, daß überschüssige Dichtungsmasse und Luft durch das Loch austreten, woraufhin eine weitere Schicht von Dichtungsmasse aufgetragen wird. In Wirklichkeit war bekannt, daß unerwünschte Luft durch diesen Verfahrenstyp zurückgehalten wurde.
Manche Verfahren umfassen das Einspritzen von Dichtungsmasse in eine Form oder in den Zwischenraum, der zwischen einer Kappe und einem Befestigungsmittel gebildet wird. Andere Verfahren benötigen ein exaktes Abmessen der Dichtungsmasse entweder um Befestigungsmittel herum, bevor die Kappe aufgesetzt wird, oder in die Kappe hinein, vor der Aufbringung auf Befestigungsmittel. Solche nach dem Stand der Technik bekannten Verfahren sind entweder teuer, unpraktisch oder unbeständig in der Qualität des Ergebnisses. Die vorliegende Erfindung ist daraufhin ausgerichtet, die Unzulänglichkeiten der Dichtungsverfahren und Produkte für Befestigungsmittel nach dem Stand der Technik zu überwinden.
Weiterhin offenbart US-A-4 519 974 ein Verfahren und eine Vorrichtung, um eine gleichförmige Dichtungsmassenbeschichtung auf ein Befestigungsmittel aufzubringen. Dieses Dokument offenbart daneben, eine Hülle und Dichtungsmasse auf einen exponierten Teil des Befestigungsmittels aufzubringen und die aufnehmende Hülle wird mit der Platte so in Kontakt gebracht, daß die ungehärtete Dichtungsmasse zwischen die Hülle und den exponierten Teil des Befestigungsmittels und die Platte eingeführt wird. Man erlaubt der Dichtungsmasse auszuhärten und danach wird die Hülle entfernt, was eine gleichförmige Dichtungsmassenbeschichtung über dem exponierten Ende des Befestigungsmittels zurückläßt.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung ist auf eine schützende und isolierende Dichtung für ein Befestigungsmittel, welches von einem Werkstück hervorsteht, gemäß Anspruch 1 gerichtet.
Weiterhin ist die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Anbringen einer vorgegossenen Schutzabdeckung an einem Befestigungsmittel an einem Werkstück gerichtet.
Die Dichtung umfaßt eine vorgegossene, kontinuierliche und ununterbrochene Hülle, welche einen Grundteil aufweist, welcher ein Öffnungsloch in einen mittigen Hohlraum umgrenzt. Die Hülle oder Kappe kann mit einer härtbaren Dichtungsmasse gefüllt werden, welche aus demselben Material wie die Hülle gemacht ist. Die Hülle ist so bemessen, daß sie über den exponierten Teil von einem Befestigungsmittel, welches von einem Werkstück hervorsteht, plaziert werden kann, wobei die endgültige Dicke der Dichtungsmasse und Hülle die Anforderungen erfüllt, die an die Dicke einer Dichtungsmasse über einem exponierten Befestigungsmittel gestellt werden. Die Hülle ist mit einem oberen Teil mit verminderter Dicke versehen, welches unter Anwendung von Druck auf die Hülle, wenn sie auf das Befestigungsmittel aufgesetzt wird, etwas ausdehnen kann. Diese Ausdehnung führt zu einem leichten Anwachsen des Volumens des Hohlraums in der Hülle, wodurch überschüssiger Dichtungsmasse erlaubt wird, in der Hülle Platz zu finden.
Die vorliegende Erfindung liefert eine schützende und isolierende Dichtung für Befestigungsmittel, welche wirtschaftlich und praktisch ist, und welche eine geringere Ausbildung der Angestellten erfordert als die Verfahren nach dem Stand der Technik. In ähnlicher Weise liefert die vorliegende Erfindung eine schnellere Installation, welche keine Einspritzausrüstung oder komplizierte Werkzeuge benötigt. Die Erfindung liefert einen strukturell und chemisch stabilen Schutz für ein Befestigungsmittel, welches keine Luft zurückhält, und eine Isolierung, welche sich automatisch den schutzgewährenden Dickenanforderungen angleicht. Die Dichtungsmassenkappe der vorliegenden Erfindung liefert ein professionelles Aussehen für das fertiggestellte Produkt, während das Auspressen von überschüssiger Dichtungsmasse minimiert wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht, welche die vorgegossene Kappe der vorliegenden Erfindung vor der Anbringung an einem Befestigungsmittel zeigt und
Figur 2 ist eine teilweise Schnittansicht, die das Befestigungsmittel mit der schützenden vorgegossenen Kappe an ihrem Platz zeigt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Figur 1 stellt ein Luftfahrzeug-Befestigungsmittel 10 dar, welches dazu benutzt wird, mehrere Blätter 30 zusammenzuheften, mit einer vorgegossenen hüllenartigen elastomeren Kappe 20, angeordnet vor der Anbringung. Das Befestigungsmittel umfaßt eine Gewindeschraube 11, eine Schraubenmutter 12 und, in dem illustrierten Beispiel, zwei Unterlegscheiben 13 und 14. Schraube 11 hat einen Kopf 15.
Figur 2 stellt die vorgegossene Kappe oder Hülle in ihrer angebrachten Position über dem Ende des Befestigungsmittels 10 dar, welches auf eine Seite von einem der Blätter 30 hervorsteht. Kappe 20 umgibt das Gewindeende von dem Befestigungsmittel und liegt gegen das Blatt 30 an. Die vorgegossene Kappe ist ein im Ofen gehärtetes Polymer oder ein Polymer mit Beschleunigerzusatz (accelerated polymer). Dieses führt zu einer verbesserten Härte und Resistenz gegen Verschleiß. Eine Schräge 21 wird auf der Innnenseitenkante der Öffnung der Kappe 20 gebildet, welche einen inneren Hohlraum 25 umgrenzt.
In der Endanordnung wird eine vorbestimmte Lücke 23 zwischen der inneren Oberfläche der Kappe und dem Befestigungsmittel zur Verfügung gestellt. Die Seitenwanddicke der Kappe ist ebenfalls vorbestimmt, so daß sogar in dem Fall, daß die Kappe in der Position maximaler Exzentrizität im Bezug auf das Befestigungsmittel angebracht wird, die gesamte minimale Schutzbarrierendicke immer noch die nötigen Anforderungen erfüllt. Für fast alle Befestigungsmittelgrößen wird ein Zwischenraum von 0,635 mm (0,025 Inch) zwischen dem Befestigungsmittel und der inneren Oberfläche des Kappenhohlraums benutzt. Die endgültige Wanddicke der Anordnung ist im allgemeinen 6,35 mm (0,25 Inch), gemessen von der äußersten Ausdehnung der Unterlegscheiben, und 3,05 mm (0,12 Inch), gemessen von dem oberen Ende des Befestigungsmittels. Die Kappe wird mit einem oberen Teil 24 mit verminderter Dicke geliefert, dessen Zweck unten erklärt werden wird. Für ein #8-Befestigungsmittel ist der Grunddurchmesser 21,59 mm (0,85 Inch), die Höhe der Kappe ist 19,05 mm (0,75 Inch) und die des verminderten Teils 24 beträgt 1,27 mm (0,05 Inch).
Eine luftfreie Dichtungsmassenschicht 31 nimmt den Platz zwischen der Kappe und dem Befestigungsmittel ein. Eine 1058 Typ 2B2 Dichtungsmasse übereinstimmend mit MIL SPEC 8802 ist als eine geeignete Dichtungsmasse bekannt. Testversuche haben gezeigt, daß Dichtungsmassen mit einer gekennzeichneten Viskosität B2 eine optimale Anheftung liefern ohne zu sehr zu fließen oder Lufteinschluß zu veranlassen. Die strukturelle Integrität der endgültigen Anordnung wird durch Gießen der Kappe aus derselben Dichtungsmasse verstärkt.
Ein vorgegossener Deckel 41 bedeckt den Kopf 15 des Befestigungsmittels und eine Dichtungsmassenschicht 42 nimmt den Raum zwischen dem Kopf 15 und dem Deckel 41 ein. Als eine Folge des Anbringungsverfahrens kann ein kleiner Wulst von Dichtungsmasse 43,44 sowohl um die Kappe als auch um den Deckel gebildet werden.
Das bevorzugte Verfahren zur Anbringung der vorgegossenen Kappe der vorliegenden Erfindung beginnt mit der Reinigung des Befestigungsmittels mit einem Schleifkissen und MEK-Lösungsmittel (Methylethylketon). Wenn es sauber ist, wird ein Adhäsionspromotor wie PR148 an und um das Befestigungsmittel anwendet. Eine Bürstenbeschichtung (brush coat) von 1057 Klasse A1/2-Dichtungsmasse wird dann auf das Befestigungsmittel aufgetragen und 30 Minuten lang getrocknet. Ein feines haftendes Kissen wird dann benutzt, um die Innenseite der Kappe, die angewendet werden soll, aufzurauhen. Die Kappe 20 wird dann mit MEK-Lösungsmittel innen und außen gereinigt. Der Adhäsionspromotor des Typs PR148 wird auf die Innenseite und Basis der Kappe aufgetragen und es wird ihm erlaubt, 15 Minuten lang zu trocknen.
Dichtungsmasse (1048 Typ 2B2) wird in den Hohlraum der Kappe gespritzt. Die Dichtungsmasse hat eine Viskosität, welche eine luftfreie Schicht zwischen dem Befestigungsmittel und der Kappe begünstigt, ohne zu fließen. Die Menge an Dichtungsmasse ist vorbestimmt, gemäß der gewünschten Menge an ausgepreßtem Material. Im allgemeinen ist die Menge an Dichtungsmasse gleich oder etwas mehr als das Leervolumen zwischen der aufgesetzten Kappe und dem Befestigungsmittel. Eine kleine Menge an ausgepreßtem Material kann gewöhnlich toleriert werden. Für eine #8-Befestigungsmittelkappe, die 3,3 Gramm wiegt, sind 2,5 Gramm der Dichtungsmasse angemessen. Die Kappe wird dann über das Befestigungsmittel geschoben und fünf Sekunden lang an dem Platz gehalten, während sie abwechselnd im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird. Das Drehen fördert eine gleichmäßige Verteilung der Dichtungsmasse, besonders um die Basis der Kappe herum. Nach 2 bis 4 Minuten wird die Kappe erneut angepreßt und gedreht.
Wie man in Figur 2 sehen kann, hat die Kappe 20 einen oberen Teil mit verminderter Dicke 24, welche dünn ist, in Bezug auf die restliche Seitenwanddicke der Kappe. In der gezeigten bevorzugten Ausführungsform, erlaubt diese verminderte Dicke der Kappe bei Anwendung von Druck, wenn sie auf das Befestigungsmittel aufgesetzt wird, etwas zu expandieren. Diese Expansion führt zu einer leichten Vergrößerung des Volumens des Hohlraums, wodurch überschüssiger Dichtungsmasse erlaubt wird, in der Kappe Platz zu finden. In der gezeigten bevorzugten Ausführungsform, ist der Teil mit verminderter Dicke um die Symmetrieachse der Kappe angeordnet.
Das Verfahren zur Anbringung von Deckel 41 ist im wesentlichen dasselbe wie das, was benutzt wurde, um Kappe 20 anzubringen. Obwohl Deckel 41 nicht mit einem Teil einer verminderten Dicke gezeigt wird, wird man verstehen, daß er so geplant werden kann, um den oben beschriebenen Vorteil in Bezug auf Kappe 20 zu liefern.
Somit stellt die vorliegende Erfindung eine schützende und isolierende Dichtung für ein Befestigungsmittel zur Verfügung, welches in Luftfahrzeug- und anderen Herstellungsverfahren benutzt wird, wo eine Dichtungsmasse über das Befestigungsmittel angebracht werden muß. In der vorliegenden Erfindung umfaßt die Dichtung eine kontinuierliche und ununterbrochene Kappe oder Hülle, die ein Loch an deren Basis hat, welches eine Öffnung zu einem mittigen Hohlraum in der Hülle umgrenzt. Die Hülle hat eine Seitenwand mit einem Teil davon, der eine verminderte Dicke hat, verglichen mit der restlichen Hülle. In der bevorzugten Ausführungsform ist der Teil der verminderten Dicke um die Symmetrieachse des Befestigungsmittels angeordnet. Diese reduzierte Dicke erlaubt der Kappe unter Anwendung von Druck auf die Kappe, wenn sie auf das Befestigungsmittel aufgesetzt wird, etwas zu expandieren. Somit ändert sich das innere Volumen der Kappe von einem ersten oder Ruhevolumen zu einem zweiten oder expandierten Volumen. Diese Volumenvergrößerung des inneren Hohlraums erlaubt dadurch überschüssiger Dichtungsmasse in der Kappe Platz zu finden und reduziert dadurch die Menge an Material, die während der Anwendung der vorliegenden Erfindung herausgepreßt wird.

Claims

1. Eine schützende und isolierende Dichtung für ein Befestigungsmittel (10), welches von einem Werkstück (30) hervorsteht, wobei die Dichtung umfaßt:

eine kontinuierliche und ununterbrochene Hülle (20), welche einen Grundteil aufweist, welcher eine Öffnung in einen mittigen Hohlraum (25) umgibt,

dadurch gekennzeichnet, daß

die kontinuierliche und ununterbrochene Hülle (20) einen Teil mit verminderter Wanddicke (24) aufweist;

einer härtbaren Dichtungsmasse (31) zum Anheften der Hülle (20) über dem Befestigungsmittel; und

worin der Teil mit verminderter Wanddicke (24) einstükkig mit der Hülle (20) ist und deformierbar ist von einer ersten Position auf eine zweite Position, wodurch das Volumen des Hohlraums (25) sich von einem ersten Volumen auf ein zweites Volumen ändert.

2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich mit verminderter Wandstärke um die Symmetrieachse des Befestigungsmittels angeordnet ist.

3. Die Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle ein Polymer mit Beschleunigerzusatz ist (accelerated polymer).

4. Die Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die härtbare Dichtungsmasse (31) und die Hülle (20) im wesentlichen die selbe Materialzusammensetzung aufweisen.

5. Die Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (20) des weiteren eine Schräge (21) umfaßt, welche in den mittigen Hohlraum (25) führt.

6. Die Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die härtbare Dichtungsmasse (31) eine Viskosität aufweist, um eine luftfreie Schicht zwischen dem Befestigungsmittel und der Hülle (20) zu begünstigen, ohne zu fliegen.

7. Die Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Volumen des Hohlraums (25) größer ist als das erste Volumen.

8. Die Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Abmessungen des Hohlraums (25) nahe an die Abmessungen des Befestigungsmittels angeglichen sind, welches durch die Hülle (20) bedeckt wird und wenn die Basis der Hülle (20) mit dem Werkstück auf einer Höhe liegt eine minimale vorbestimmte Schutzdicke durch die Hülle vorgesehen ist, unbeachtlich eines Ver-Satzes der Hülle in Bezug auf das Befestigungsmittel.

9. Die Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (20) vorgegossen ist.

10. Ein Verfahren zum Anbringen einer vorgegossenen Schutzabdeckung an einem Befestigungsmittel (10) an einem Werkstück (30),

gekennzeichnet durch

Schaffen einer minimalen Schutzdicke, welche um das Befestigungsmittel erforderlich ist;

Auswählen einer kontinuierlichen und ununterbrochenen Hülle (20) mit einer flachen Basis, Seitenwänden, einem elastischen federnden Endteil (24) verminderter Wanddicke und einem mittigen Hohlraum (25), wobei die Seitenwände im wesentlichen die erforderliche Schutzdicke zur Verfügung stellen, die Hohlraumabmessungen eng an die Abmessungen des Befestigungsmittels angeglichen sind und der Endbereich (24) deformierbar ist aus einer ersten Position zu einer zweiten Position;

Abmessen einer härtbaren Dichtungsmassenmenge (31), in den Hohlraum (25) zum Ankleben der Hülle (20) über dem Befestigungsmittel, wobei die Menge an härtbarer Dichtungsmasse (31) im wesentlichen gleich oder etwas mehr ist als das Leervolumen des Hohlraums (25), wenn die Hülle (20) das Befestigungsmittel bedeckt und die flache Basis flach gegen das Werkstück anliegt; und

Drücken der Hülle (20), welche die Dichtungsmasse enthält, über das Befestigungsmittel, demzufolge Deformieren des Endbereichs (24) von der ersten Position zu der zweiten Position.

11. Das Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch weiteres Umfassen des Schritts des Anwendens eines Adhäsionspromotors, um das Befestigungsmittel bevor man auf die Hülle drückt.

12. Das Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt, daß man einen Adhäsionspromotor an dem Hohlraum (25) und der Basis anwendet, bevor die Dichtungsmasse (31) in den Hohlraum (25) abgemessen wird.

13. Das Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Drückens der Hülle (20) über das Befestigungsmittel das Drehen der Hülle (20) in Bezug auf das Festigungsmittel einschließt.

14. Das Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch weiteres Umfassen des Schrittes, daß man der Dichtungsmasse erlaubt auszuhärten, während die Hülle (20) sich in dem deformierten Zustand befindet, um die Hülle (20) über dem Befestigungsmittel anzukleben.

15. Das Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch weiteres Umfassen des Schrittes, daß man die Hülle (20) vor Verwendung aushärtet, indem man die Hülle (20) einer beschleunigten Aushärtung unterzieht.