RU2644324C2 - Крепежное устройство и способ сборки крепежного устройства - Google Patents

Крепежное устройство и способ сборки крепежного устройства Download PDF

Info

Publication number
RU2644324C2
RU2644324C2 RU2013150225A RU2013150225A RU2644324C2 RU 2644324 C2 RU2644324 C2 RU 2644324C2 RU 2013150225 A RU2013150225 A RU 2013150225A RU 2013150225 A RU2013150225 A RU 2013150225A RU 2644324 C2 RU2644324 C2 RU 2644324C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
washer
female fastener
fastener
annular base
layer
Prior art date
Application number
RU2013150225A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013150225A (ru
Inventor
Флоран ВЕРДЬЕ
Бенуа РЕНЯР
Original Assignee
Лизи Эроуспейс
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Лизи Эроуспейс filed Critical Лизи Эроуспейс
Publication of RU2013150225A publication Critical patent/RU2013150225A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2644324C2 publication Critical patent/RU2644324C2/ru

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B11/00Connecting constructional elements or machine parts by sticking or pressing them together, e.g. cold pressure welding
    • F16B11/004Connecting constructional elements or machine parts by sticking or pressing them together, e.g. cold pressure welding by cold pressure welding
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B43/00Washers or equivalent devices; Other devices for supporting bolt-heads or nuts
    • F16B43/001Washers or equivalent devices; Other devices for supporting bolt-heads or nuts for sealing or insulation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B19/00Bolts without screw-thread; Pins, including deformable elements; Rivets
    • F16B19/04Rivets; Spigots or the like fastened by riveting
    • F16B19/05Bolts fastening by swaged-on collars
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B29/00Screwed connection with deformation of nut or auxiliary member while fastening
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B39/00Locking of screws, bolts or nuts
    • F16B39/22Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place during screwing down or tightening
    • F16B39/225Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place during screwing down or tightening by means of a settable material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/48Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding
    • B29C65/4805Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding characterised by the type of adhesives
    • B29C65/483Reactive adhesives, e.g. chemically curing adhesives
    • B29C65/485Multi-component adhesives, i.e. chemically curing as a result of the mixing of said multi-components
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/56Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using mechanical means or mechanical connections, e.g. form-fits
    • B29C65/561Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using mechanical means or mechanical connections, e.g. form-fits using screw-threads being integral at least to one of the parts to be joined
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/56Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using mechanical means or mechanical connections, e.g. form-fits
    • B29C65/562Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using mechanical means or mechanical connections, e.g. form-fits using extra joining elements, i.e. which are not integral with the parts to be joined

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bolts, Nuts, And Washers (AREA)
  • Gasket Seals (AREA)

Abstract

Изобретение относится к крепежным устройствам типа "болт-гайка", а именно к герметичному крепежному устройству, и направлено на повышение герметичности соединения. Крепежное устройство содержит шайбу и охватывающий крепежный элемент, на который надевается шайба, которая содержит кольцевое основание и юбку практически цилиндрической формы, жестко соединенную с внешней периферией кольцевого основания. Кольцевое основание по меньшей мере частично покрыто слоем вязкого состава, способного образовывать герметичное уплотнение за счет полимеризации. Охватывающий крепежный элемент при сборке соединяется с шайбой за счет прилипания к слою вязкого состава, находящегося перед соединением с сопрягаемым охватывающим крепежным элементом в невулканизированном состоянии, допускающем вращение между охватывающем крепежным элементом и шайбой. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к крепежным устройствам типа ʺболт-гайкаʺ. Более конкретно предметом настоящего изобретения является герметичное крепежное устройство. В частности, данное изобретение относится к области авиастроения.
Уровень техники
Крепежные устройства типа ʺболт-гайкаʺ или крепежные устройства с зажимным болтом и втулкой очень широко применяются в авиационной промышленности, в частности для соединения вместе двух элементов конструкции. Как правило, такие соединения должны быть герметичными, непроницаемыми для газа или жидкости и применяются, например, в топливных баках или для предотвращения проникновения влаги во избежание коррозии собранных элементов.
Раскрытие изобретения
Известное техническое решение для обеспечения такой герметичности заключается в установке уплотнения между охватываемым крепежным элементом (штифтом или зажимным болтом) и отверстием, в которое он вставляется. После установки соответствующего охватывающего крепежного элемента (гайки или втулки) уплотнение затвердевает в результате полимеризации его компонентов, что обеспечивает герметичность соединения и его защиту от коррозии.
Однако использование герметика в охватывающем крепежном элементе является сложной задачей, увеличивающей время и затраты на установку крепежных элементов.
Кроме того, при установке охватывающего крепежного элемента на охватываемый крепежный элемент, например при затягивании гайки на штифте или втулки на зажимной болт, следует избегать возникновения высокой силы трения между охватывающим крепежным элементом и панелью конструкции. В результате такого трения возникает риск повреждения панели, которые в настоящее время часто изготовляются из композиционных материалов.
Одно техническое решение заключается в использовании гайки с пружинной зубчатой шайбой, как, например, описано в патентном документе US 4986712. Как указывается в данном документе, шайба удерживается на месте с помощью острых выступов в основании гайки. С помощью данных выступов шайба привязывается к гайке, обеспечивая возможность свободного вращения гайки относительно шайбы.
Когда узел гайки с шайбой, описанный в документе US 4986712, используется в качестве крепежного элемента соединения для конструкционной панели, при наворачивании гайки на штифт шайба входит в контакт с одной из панелей. Для того чтобы затянуть гайку крутящим моментом затяжки заданной величины, в данном случае важно, чтобы сила трения между гайкой и шайбой была меньше, чем сила трения между шайбой и панелью. Таким образом, шайба остается неподвижной относительно панели, в то время как гайка вращается относительно шайбы, что сделано для того, чтобы создать требуемый крутящий момент затяжки.
Как указано в патентном документе US 4986712, на поверхность гайки, находящуюся в контакте с шайбой, нанесено покрытие на базе кадмия, которое, в свою очередь, покрыто слоем парафина. Данный парафин выполняет роль смазки между гайкой и шайбой.
Предметом настоящего изобретения является узел, содержащий шайбу, которая сама обеспечивает смазку поверхности взаимодействия шайбы с охватывающим крепежным элементом, а также герметичность собранного узла и простоту его установки.
Более конкретно, одним аспектом настоящего изобретения является шайба для охватывающего крепежного элемента типа гайки или втулки, содержащая кольцевое основание и юбку практически цилиндрической формы, отходящую от внешней периферии данной кольцевой базы, причем указанная кольцевая база, по меньшей мере, частично покрыта слоем вязкого композиционного материала, способным образовывать герметичное покрытие в результате полимеризации.
При соединении узла, содержащего шайбу и охватывающий крепежный элемент, с охватываемым крепежным элементом слой вязкого композиционного материала способен обеспечивать смазку поверхности сопряжения шайбы с охватывающим крепежным элементом. Кроме того, вследствие движения охватывающего крепежного элемента происходит распределение указанного выше вязкого состава, в результате чего после его полимеризации образуется герметичное уплотнение.
В качестве вязкого состава может использоваться герметик, известный по существующему уровню техники, например жидкий полисульфидный каучуковый герметик в смеси с кислородным донорным реагентом.
Еще одним аспектом настоящего изобретения является узел, содержащий описанную выше шайбу и охватывающий крепежный элемент, на который устанавливается данная шайба, таким образом, что охватывающий крепежный элемент может свободно вращаться по оси юбки относительно шайбы.
В соответствии с одним из возможных вариантов осуществления настоящего изобретения сборка охватывающего крепежного элемента на шайбе осуществляется путем введения его в контакт со слоем вязкого композиционного материала. Таким образом, это дает возможность работать с узлом, содержащим охватывающую крепежный элемент и шайбу, без разъединения данных элементов.
Согласно одному альтернативному варианту осуществления изобретения юбка шайбы содержит упругое средство защелкивания для соединения с охватывающим крепежным элементом, позволяющее охватывающему крепежному элементу вращаться относительно шайбы. Таким образом, это позволяет зажимать шайбу в предварительно выбранном охватывающем крепежном элементе перед соединением с охватываемым крепежным элементом, таким как штифт или зажимной болт.
Еще один аспект изобретения относится к способу герметичной сборки крепежной системы, содержащей:
- описанную выше шайбу;
- охватывающий крепежный элемент, который при установке может свободно вращаться относительно оси на шайбе;
- охватываемый крепежный элемент, край которого может взаимодействовать с охватывающим крепежным элементом.
Указанный способ предусматривает выполнение следующих операций:
- вставку охватываемого крепежного элемента в отверстие соединяемых элементов конструкции;
- установку шайбы в охватывающий крепежный элемент, помещение слоя вязкого композиционного материала между внутренней плоской поверхностью охватывающего крепежного элемента и кольцевым основанием шайбы;
- надевание узла охватывающего крепежного элемента с шайбой на конец охватываемого крепежного элемента до отметки, когда шайба вступит в контакт с одним из соединяемых элементов конструкции, чтобы зафиксировать вращение указанной шайбы вокруг оси относительно указанного элемента конструкции или защитить указанный элемент конструкции от действия деформирующего усилия от охватывающего крепежного элемента;
- продолжение установки охватывающего крепежного элемента с его перемещением относительно шайбы, в результате которого происходит распределение вязкого состава по направлению к охватываемому крепежному элементу, с целью заполнения зазоров между охватываемым и охватывающим крепежными элементами и/или между охватываемым крепежным элементов и отверстием в элементе конструкции;
- затвердевание вязкого состава за счет полимеризации после завершения установки охватывающего крепежного элемента.
Затвердение вязкого состава обеспечивает герметичность узла, а также его защиту от коррозии. Наличие вязкого состава на шайбе освобождает оператора от выполнения трудных операций, таких как нанесение герметика на стенки отверстия элемента конструкции или на резьбу штифта.
Краткое описание чертежей
Изобретение поясняется ниже чертежами. Данные чертежи приводятся в качестве примера и не ограничивают настоящее изобретение. На чертежах представлены:
- Фиг.1А: Вид в разрезе узла гайки с шайбой в соответствии с одним из возможных вариантов осуществления настоящего изобретения;
- Фиг.1В: Вид в разрезе узла гайки с шайбой в соответствии с другим возможным вариантом осуществления настоящего изобретения;
- Фиг.1C: Вид в разрезе узла втулки с шайбой в соответствии с одним из возможных вариантов осуществления настоящего изобретения;
- Фиг.2: Вид в разрезе крепежного устройства ʺштифт-гайкаʺ в сборке в соответствии с одним из возможных вариантов осуществления настоящего изобретения;
- Фиг.3: Вид в разрезе крепежного устройства ʺзажимной болт-втулкаʺ в сборке в соответствии с одним из возможных вариантов осуществления настоящего изобретения.
Осуществление изобретения
На Фиг.1А показан вид в разрезе крепежного устройства в соответствии с одним из возможных вариантов осуществления изобретения. Узел 10 включает в себя шайбу 11, надетую на крепежную гайку 12.
Шайба 11 содержит кольцевое основание 15 и охватывающую практически цилиндрическую юбку 13, расположенную по оси 14 на внешней периферии кольцевого основания 15.
Юбка 13 совместно с кольцевым основанием 15 образуют полость, в которой размещается втулка 16 гайки 12. Втулка 16 выполнена практически в форме цилиндра, окружающего ось 14. Далее на втулке 16 выполнен участок 17 практически в форме усеченного конуса, диаметр которого уменьшается по мере удаления от втулки 16 по оси 14.
В кольцевом основании 15 выполнено круглое отверстие 18, центр которого расположен на оси 14. Аналогичным образом, в гайке 12 выполнено отверстие 19 с резьбой по той же самой оси 14. Во втулке 16 резьбовое отверстие 19 в направлении по оси продолжается расточенным отверстием 20, диаметр которого больше диаметра вышеуказанного резьбового отверстия 19.
На кольцевое основание 15 нанесен слой 21 вязкого состава типа герметика. Данный герметик после полимеризации способен образовывать герметичное уплотнение.
Предпочтительно, данный герметик содержит жидкий полисульфидный каучук и кислородо-выделительный реагент, например двуокись марганца (MnO2). Герметик данного типа широко применяется в авиастроении, в частности для герметизации топливных баков.
Общая структура полисульфидного мономера имеет следующую формулу:
HS-(C2H4-O-CH2-O-C2H4-S-S)n-C2H4-O-CH2-O-C2H4-SH,
где n - целое число, как правило от 5 до 50, от которого в основном зависит вязкость полимера.
Двуокись марганца - это полимеризационный агент, заставляющий кислород реагировать с концевой меркаптановой частью мономерного звена макромолекулы, в результате чего происходит образование дисульфидной связи между двумя мономерными звеньями. Затем происходит затвердение герметика и образуется герметизирующий слой. В зависимости от состава используемого герметика реакция происходит и заканчивается в течение от 20 минут до 24 часов при температуре приблизительно 20°С. Применительно к настоящему изобретению могут быть использованы, например, герметики, известные под торговыми марками ʺPR1776ʺ и ʺPR1762ʺ.
В Таблице 1 приводится пример герметика, который может быть использован для настоящего изобретения. Данный герметик содержит основание и полимеризационный агент, которые необходимо смешать для того, чтобы произошло затвердение.
Таблица 1
Компоненты Массовый процент
- Основа:
Карбонат кальция 26,15
Двуокись титана 3,10
Жидкий полисульфидный каучук 58,50
Летучий растворитель 2,25
- Полимеризационный агент:
Двуокись марганца 5,53
Масло 3,95
Разбавитель 0,51
Для обеспечения соединения узла 10 со штифтом с целью образования герметичного соединения реакцию между полисульфидным каучуком и двуокисью марганца необходимо затормозить до момента вступления герметика в контакт со штифтом.
В соответствии с одним из возможных вариантов осуществления настоящего изобретения узел 10 включает в себя слой 21 герметика, содержащего полисульфидный каучук, смешанный с двуокисью марганца. Например, герметик может быть изготовлен из смеси основания и полимеризационного агента, показанных в Таблице 1. В таком случае можно содержать узел 10 при низкой температуре до тех пор, пока крепежный узел не будет установлен, с целью блокировки реакции полимеризации.
Согласно еще одному из возможных вариантом осуществления изобретения слой 21 герметика содержит полимеризационный агент, такой как двуокись марганца, в капсулах (например, в керамических капсулах). Таким образом, полимеризационный агент изолирован от полисульфидного каучука до момента окончания установки крепежного узла, как описано ниже.
Поскольку слой 21 является вязким, он может прилипать к внутренней поверхности 22 втулки 16 гайки, удерживая шайбу 11 на гайке 12.
Кроме того, в примере, показанном на Фиг.1, шайба 11 содержит средство защелкивания на гайке 12. Точнее говоря, высота юбки 13 по оси 14 больше, чем суммарная высота по оси втулки 16 плюс высота по оси вязкого слоя 21. На внутренней поверхности юбки 13 выполнены клиновидные ребра 23, обеспечивающие возможность защелкивать шайбу 11 на втулке 16 гайки 12. После этого гайка 12 по-прежнему может свободно вращаться относительно шайбы 11 вокруг оси 14.
В способе осуществления, показанном на Фиг.1А, кольцевое основание 15 является плоским и образует угол 90° с юбкой. В другом возможном варианте осуществления изобретения, показанном на Фиг.1В, данное кольцевое основание 15 может быть выполнено в виде усеченного конуса, ось которого совпадает с осью 14, диаметр которого уменьшается по мере удаления от юбки. В данном варианте кольцевое основание 15 образует с юбкой 13 угол больше 90°. Предпочтительно, данный угол составляет от 90° до 120°. С целью первоначального распределения герметика по направлению к центру кольцевого основания шайбы, конструкция шайбы выполнена таким образом, что диаметр ее кольцевого основания больше, чем внешний диаметр гаечной втулки.
На Фиг.1C показан вид в разрезе крепежного узла 10А в соответствии с еще одним возможным вариантом осуществления данного изобретения. Узел 10А содержит шайбу 11, спрессованную по периметру втулки 12А. Данная шайба во всех отношениях идентична шайбе, показанной на Фиг.1В, и также содержит слой 21 герметика на своем кольцевом основании. Втулка 12А данного узла содержит фланец 16А, плавную трубчатую часть 17А и гладкое внутреннее отверстие 19А. Кольцо данного типа предназначено, в частности, для использования вместе с зажимными болтами прессовой посадки в панелях из композиционных материалов.
На Фиг.2 представлено крепежное устройство в сборке согласно одному из возможных вариантов осуществления настоящего изобретения. Данная крепежная система 30 предназначена для жесткого и герметичного соединения конструкционных элементов (31, 32), таких как композиционные панели летательных аппаратов.
Данная крепежная система 30 включает в себя узел 10, показанный на Фиг.1А, а именно шайбу 11 и гайку 12.
Система 30 также содержит штифт 33 с диаметром, равным диаметру отверстия 34, выполненного в панелях (31, 32). Цель описанного ниже способа установки системы 30 заключается в обеспечении уплотнения между системой 30 и отверстием 34.
После того как штифт 33 вставлен в отверстие 34, резьбовой конец 35 штифта заворачивают в резьбовое отверстие 19 узла 10, содержащего шайбу 11, гайку 12 и слой герметика 21.
На данном этапе способа установки слой 21 находится в форме вязкого состава, такого как невулканизированный герметик. Как было описано выше при рассмотрении Фиг.1А, в качестве данного герметика может быть использован состав на основе жидкого полисульфидного каучука, содержащего двуокись марганца в микроинкапсулированной форме.
В качестве варианта, узел 10 может храниться при низкой температуре после нанесения на шайбу 11 полисульфидной смеси в контакте с двуокисью марганца.
Согласно еще одному возможному варианту, герметик, образующий слой 21, приготовляют и наносят на шайбу 11 непосредственно перед тем, как ее соединяют с гайкой 12 и устанавливают данную гайку на штифт 33.
Гайку 12 узла 10 наворачивают на резьбу штифта 33 таким образом, чтобы шайба 11 вошла в контакт с поверхностью закрепляемого элемента 31.
На данном этапе наличие вязкого слоя 21 обусловливает силу трения между шайбой 11 и внутренней поверхностью 22, которая является более низкой, чем сила трения между указанной шайбой и закрепляемым элементом 31. Таким образом, при наворачивании гайки, шайба 11 остается зафиксированной относительно закрепляемого элемента 31.
По мере наворачивания, гайка 12 приближается ближе к шайбе в направлении по оси 14, в результате чего происходит раздавливание вязкого слоя 21. В частности, герметик перемещается ближе к центральной оси 14. Такое перемещение к оси, в частности, усиливается за счет формы усеченного конуса кольцевого основания 15, образующего угол более 90° с юбкой 13. Это происходит потому, что втулка гайки первой входит в контакт с периферийным периметром кольцевого основания, подталкивая герметик в направлении к центру кольцевого основания. При дальнейшем навинчивании гайки кольцевое основание контактирует с закрепляемым элементом конструкции, выпрямляется и становится плоским, продолжая выжимать герметик к центру кольцевого основания.
Таким образом, герметик слоя 21 поступает в зазоры 36 между гайкой 12 и штифтом 33 и/или между штифтом 33 и отверстием 34. В зависимости от размеров системы 30 объем слоя 21 выбирают таким, чтобы он, предпочтительно, в достаточной степени заполнил зазоры 36, обеспечив при этом герметичное крепежное соединение.
Кроме того, если герметик слоя 21 содержит реагент в микроинкапсулированной форме, то вследствие трения между гайкой 12 и шайбой 11 микрокапсулы разрушаются и реагент освобождается.
В случае, если кольцевое основание 15 выполнено в форме усеченного конуса, давление между гайкой 12 и элементом 31 деформирует указанную поверхность. Полное затягивание гайки обеспечивает сплющивание данного кольцевого основания 15, в результате чего получается конфигурация, показанная на Фиг.2.
После полного затягивания гайки 12 на штифте 33 в результате полимеризации полисульфидного каучука данный герметик отвердевает по прошествии периода времени приблизительно от 20 минут до 24 часов. После этого указанная конструктивная крепежная система становится герметичной.
На Фиг.3 представлена крепежная система 40 в сборке согласно одному из возможных вариантов осуществления настоящего изобретения. Данная крепежная система 40 предназначена для жесткого и герметичного соединения конструкционных элементов (31, 32), таких как композиционные панели летательных аппаратов.
Данная крепежная система 40 включает в себя узел 10А, показанный на Фиг.1C, а именно шайбу 11 и втулку 12А.
Система 40 также включает в себя зажимной болт 33А, содержащий гладкую гильзу 41, запирающую часть 42, резкую проточку 43, вытягивающую ножку 44, входящую в гильзу 45, которая, в свою очередь, вставлена с зазором в отверстие, просверленное в панелях (31, 32). Цель описанного ниже способа установки системы 40 заключается в обеспечении уплотнения между системой 40 и элементами конструкции.
Диаметр гладкой гильзы 41 зажимного болта больше, чем внутренний диаметр гильзы 45. Зажимной болт 33А вставляют в гильзу 45, таким образом, что вытягивающая ножка 44 выходит из отверстия в панели 32. Специальный инструмент (не показан) захватывает вытягивающую ножку 44 зажимного болта и прикладывает к ней тянущее усилие, таким образом, чтобы ввести гладкую гильзу 41 в гильзу 45, до тех пор, пока головка зажимного болта не войдет в контакт с гильзой 45. Затем с помощью другого инструмента втулку 12А спрессовывают на запирающей части 42. При опрессовке материал втулки смещается как радиально внутрь (чтобы жестко соединить втулку 12А с запирающей частью 42 зажимного болта), так и по оси в направлении к панели 32, после того, как производится нажатие на инструмент. Шайба 12А не вращается на втулке, а служит лишь для защиты панели при опрессовке втулки от деформирующих усилий, исходящих от втулки. В процессе этой операции, как было указано выше, герметик 21 выдавливается по направлению к центру кольцевого основания, заполняя кольцевой зазор между кольцевым основанием 15 шайбы, втулкой 12А и гильзой 45. И, наконец, для завершения операции сборки, вытягивающую ножку отламывают, используя для этого глубокую проточку 43.
После опрессовки втулки 12А на зажимном болте 33А, в результате полимеризации полисульфидного каучука данный герметик отвердевает по прошествии периода времени приблизительно от 20 минут до 24 часов. После этого данный узел становится герметичным.
В одном из возможных вариантов, не приведенном в данном описании, узел 10 или 10А может использоваться совместно с крепежным устройством, содержащим гладкую гильзу, резьбу, глубокую проточку и вытягивающую ножку; пример такого способа осуществления описывается в патентном документе US 6665922.
В одном из возможных вариантов, не приведенном в данном описании, узел 10 ʺшайба-гайкаʺ также может использоваться совместно с крепежным устройством, содержащим гладкую гильзу, резьбу, глубокую проточку, вытягивающую ножку и гильзу, в которую вставляется с помощью усилия в гладкую гильзу; пример такого способа осуществления описывается в патентном документе ЕР 1903221. Таким образом, невулканизированный герметик перемещается по направлению к гильзе, когда гайку навинчивают на резьбу крепежного устройства, до тех пор, пока он не образует уплотнительный шов вокруг втулки.
В одном из возможных вариантов осуществления, не приведенном в настоящем описании, узел ʺшайба-гайкаʺ 10 также может быть использован вместе со штифтом и гильзой, в которую с усилием вставляется хвостовик штифта, так, как это описано в патентном документе FR 2946707. Таким образом, когда гайку навинчивают на резьбу штифта, невулканизированный герметик смещается по направлению к гильзе, до тех пор, пока не образует уплотнительный шов вокруг втулки.

Claims (21)

1. Крепежное устройство, содержащее шайбу (11) и охватывающий крепежный элемент (12, 12А), на который надевается шайба, которая содержит кольцевое основание (15) и юбку (13) практически цилиндрической формы, жестко соединенную с внешней периферией кольцевого основания; при этом кольцевое основание по меньшей мере частично покрыто слоем (21) вязкого состава, способного образовывать герметичное уплотнение за счет полимеризации, отличающееся тем, что охватывающий крепежный элемент (12, 12А) при сборке соединяется с шайбой (11) за счет прилипания к слою (21) вязкого состава, находящегося перед соединением с сопрягаемым охватывающим крепежным элементом в невулканизированном состоянии, допускающем вращение между охватывающем крепежным элементом и шайбой.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что шайба содержит упругое средство защелкивания (23) для соединения с охватывающим крепежным элементом, позволяющее охватывающему крепежному элементу (12, 12А) вращаться относительно шайбы (11).
3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что охватывающий крепежный элемент выполнен в виде гайки (12) или втулки (12А).
4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что вязкий состав содержит жидкий полисульфидный каучук и реагент, способный выделять кислород.
5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что реагент, способный выделять кислород, является двуокисью марганца.
6. Устройство по п. 4 или 5, отличающееся тем, что вязкий состав содержит жидкий полисульфидный каучук и/или способный выделять кислород реагент в виде микрокапсул.
7. Устройство по п. 4 или 5, отличающееся тем, что вязкий состав содержит жидкий полисульфидный каучук и/или способный выделять кислород реагент в смешанной форме.
8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что кольцевое основание (15) является плоским или выполнено в форме усеченного конуса.
9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что кольцевое основание (15) образует угол больше или равный 90° с юбкой (13).
10. Способ сборки крепежного устройства по любому из пп. 1-9, содержащего охватывающий крепежный элемент (12, 12А), выполненный с возможностью свободного вращения относительно шайбы (11), слой (21) вязкого состава, расположенный между внутренней плоскостью охватывающего крепежного элемента и кольцевым основанием шайбы, в которой охватывающий крепежный элемент соединен с шайбой посредством прилипания к слою вязкого состава, находящегося перед соединением с охватывающем крепежным элементом в невулканизированном состоянии,
- охватываемый крепежный элемент (33, 33А), край (35) которого может взаимодействовать с охватывающим крепежным элементом,
способ содержит следующие этапы:
- вставку охватываемого крепежного элемента в отверстие (34) соединяемых элементов (31, 32) конструкции;
- надевание узла на конец охватываемого крепежного элемента до отметки, когда шайба вступит в контакт с одним из соединяемых элементов конструкции, чтобы сделать невозможным вращение указанной шайбы вокруг оси относительно указанного элемента конструкции;
- установку охватывающего крепежного элемента на охватываемый крепежный элемент, движение которого относительно шайбы вызывает выдавливание слоя вязкого композиционного материала в сторону оси (14) кольцевого основания для заполнения зазоров (36) между охватываемым крепежным элементом, охватывающим крепежным элементом и отверстием;
- по завершении установки охватывающего крепежного элемента затвердевание вязкого состава за счет полимеризации для образования герметичного соединения системы и элементов конструкции.
11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что в результате перемещения охватывающего крепежного элемента относительно шайбы происходит разрыв микрокапсул и жидкий полисульфидный каучук и реагент могут выделять кислород в смесь.
12. Способ по п. 10 или 11, отличающийся тем, что:
- кольцевое основание (15) шайбы (11), на которое нанесен слой вязкого состава, имеет форму усеченного конуса;
- при установке охватывающего крепежного элемента происходит сжатие указанного кольцевого основания между элементом конструкции и внутренней плоской поверхностью охватывающего крепежного элемента, в результате которого указанная поверхность шайбы становится плоской.
13. Способ по п. 10, отличающийся тем, что охватываемый крепежный элемент выполнен в виде штифта (33), зажимного болта, штифта с гильзой или зажимного болта (33А) с гильзой (45).
RU2013150225A 2012-11-12 2013-11-11 Крепежное устройство и способ сборки крепежного устройства RU2644324C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1260756 2012-11-12
FR1260756A FR2998015B1 (fr) 2012-11-12 2012-11-12 Dispositif pour fixation etanche

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013150225A RU2013150225A (ru) 2015-05-20
RU2644324C2 true RU2644324C2 (ru) 2018-02-08

Family

ID=47428740

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013150225A RU2644324C2 (ru) 2012-11-12 2013-11-11 Крепежное устройство и способ сборки крепежного устройства

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9574603B2 (ru)
EP (1) EP2730790B1 (ru)
JP (1) JP2014095473A (ru)
CN (1) CN103807275B (ru)
BR (1) BR102013029162A2 (ru)
CA (1) CA2832532A1 (ru)
FR (1) FR2998015B1 (ru)
RU (1) RU2644324C2 (ru)
TW (1) TWI618867B (ru)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150107185A1 (en) * 2011-12-08 2015-04-23 Nitto Denko Corporation Waterproof screw, sealing material, method for structure installation, and structure for structure installation
EP3097315B8 (en) * 2014-01-24 2021-12-29 Kenco AU Pty Ltd Locking nut and washer
ES2579001B1 (es) * 2015-02-03 2017-05-10 Illinois Tool Works Inc Tuerca de compensación
JP6345133B2 (ja) * 2015-02-18 2018-06-20 住友重機械工業株式会社 グリースニップル
US9496820B2 (en) 2015-02-25 2016-11-15 Solarcity Corporation Photovoltaic mounting system and devices
US9755571B2 (en) 2015-02-25 2017-09-05 Solarcity Corporation Photovoltaic mounting system with chemical flashing
US9853594B2 (en) 2015-02-25 2017-12-26 Solarcity Corporation Photovoltaic mounting system with chemical flashing
DE102015210963A1 (de) * 2015-06-15 2016-12-15 Ejot Gmbh & Co. Kg Thermoplastischer Reibverbinder
FR3038942B1 (fr) * 2015-07-17 2018-03-02 Safran Ceramics Assemblage par liaison mecanique comportant au moins une piece en materiau composite
US10228009B2 (en) * 2015-09-21 2019-03-12 Apple Inc. Vent for portable electronics combined with enclosure mounting fastener
US10760609B2 (en) * 2016-02-08 2020-09-01 Hamilton Sundstrand Corporation Sealant articles and method of applying sealant
US10135387B2 (en) 2016-03-23 2018-11-20 Solarcity Corporation Photovoltaic mounting system with sealant injector inlet
CN111120655B (zh) * 2018-10-30 2021-11-30 高铁工业股份有限公司 一种管材相接的防水结构
CN109296619A (zh) * 2018-12-07 2019-02-01 浙江盛世瑞金紧固件有限公司 一种使用方便的防松防盗螺栓
CN110043541B (zh) * 2019-05-07 2024-05-17 哈尔滨工程大学 一种气缸体胀紧减震的螺栓装置
CN111022848B (zh) * 2019-12-03 2021-10-26 北京中科富海低温科技有限公司 固定装置及冷箱
FR3106866A1 (fr) * 2020-01-30 2021-08-06 Airbus Operations (S.A.S.) Boulon comprenant un écrou et au moins une rondelle obtenue par durcissement d’un matériau pâteux, procédé de montage dudit boulon et assemblage comportant au moins un tel boulon
CN111425512A (zh) * 2020-05-08 2020-07-17 广西玉柴机器股份有限公司 防松脱螺栓螺母组件
CN112065908B (zh) * 2020-08-24 2022-03-18 株洲时代瑞唯减振装备有限公司 一种密封螺栓的自锁防松密封方法及自锁防松密封螺栓
CN114439840A (zh) * 2022-02-28 2022-05-06 中国铁路设计集团有限公司 一种组合式防脱落螺栓保护罩及其安装方法
CN115029161B (zh) * 2022-08-10 2022-11-01 山西阳煤化工机械(集团)有限公司 气化炉及密封结构

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB887161A (en) * 1957-03-18 1962-01-17 Archibald Milne Hamilton Improvements relating to bolted or like joints
GB1386003A (en) * 1968-03-16 1975-03-05 Firth Cleveland Fastenings Ltd Metal fastener assemblies
SU501203A1 (ru) * 1973-12-11 1976-01-30 Предприятие П/Я М-5147 Резьбовое соединение
GB2136077A (en) * 1983-03-09 1984-09-12 Nord Lock Aktiebolag Nut and bolt locking arrangement
US4986712A (en) * 1989-12-18 1991-01-22 Emhart Industries, Inc. Fastener assembly
US5051049A (en) * 1990-10-29 1991-09-24 Wills Kevin P Sticky nut fastener
US6283691B1 (en) * 1998-01-27 2001-09-04 B & B Hardware, Inc. Headed fastener with precisely calculated groove under head to accomodate o'ring sealing member as a self-sealing assembly

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2666354A (en) * 1950-06-01 1954-01-19 Dim Jacob Sealing assembly
US2927495A (en) * 1957-02-20 1960-03-08 Victor H Barwood Composite self-sealing washer
US3550498A (en) 1968-07-26 1970-12-29 Franklin S Briles Self-sealing nut assembly
US3584531A (en) * 1969-06-20 1971-06-15 Barwood Mfg Corp Sealing fastener
US3639137A (en) * 1969-10-09 1972-02-01 Ncr Co Metal fastening coated with pressure-activatable encapsulated sealant system
JPS482915Y1 (ru) * 1970-05-13 1973-01-25
US3742808A (en) * 1970-11-23 1973-07-03 Vsi Corp Composite, self-sealing female fastener
DE3221655A1 (de) * 1982-06-08 1983-12-08 Polychemie-Gesellschaft mbH, 8900 Augsburg Elastische dichtungsmassen und klebwerkstoffe, sowie deren verwendung
JPS62100371U (ru) * 1985-12-17 1987-06-26
JPH0224107A (ja) * 1988-07-12 1990-01-26 Uchiyama Mfg Corp ワッシャーシールの製造方法
JPH078955B2 (ja) * 1990-02-09 1995-02-01 大日本インキ化学工業株式会社 縮合系可塑剤及びそれを含有する重合体組成物
US5141375A (en) * 1990-11-30 1992-08-25 Nylok Fastener Corporation Self-sealing threaded fastener
JPH1061634A (ja) * 1996-08-21 1998-03-06 Sugiura Seisakusho:Kk 雄ねじ部構造
JPH10204412A (ja) * 1997-01-22 1998-08-04 Yokohama Rubber Co Ltd:The ポリサルファイド系シーリング材組成物
US6665922B2 (en) 2002-05-13 2003-12-23 Hi-Shear Corporation Pull stem hi-lite pin with pull groove for swaging collars
JP2006153119A (ja) * 2004-11-29 2006-06-15 Masamitsu Tanpo 基礎ボルト用ナット
US20060233627A1 (en) * 2005-03-23 2006-10-19 Weinstein Leslie J Seal washer
JP2008064309A (ja) * 2006-08-08 2008-03-21 Keizo Tanaka 座金とナット
US7695226B2 (en) 2006-09-21 2010-04-13 Alcoa Global Fasteners, Inc. High performance sleeved interference fasteners for composite applications
WO2008156578A1 (en) * 2007-06-15 2008-12-24 Henkel Corporation A system and method for delivering adhesives
JP2008267136A (ja) * 2008-05-12 2008-11-06 Hitoshi Shiobara せん断抵抗型定着用ディスク
NL2001596C2 (nl) * 2008-05-19 2009-11-20 Kedge Holding Bv Afwerkelement, constructie en werkwijze voor vloeistofdichte afdichting van een oppervlak.
DE102008032277A1 (de) * 2008-07-09 2010-01-14 Schaeffler Kg Abdichtung einer Öffnung
JP5610758B2 (ja) * 2009-04-02 2014-10-22 三菱航空機株式会社 耐雷ファスナ、キャップ、耐雷ファスナの取り付け方法、航空機
FR2946707B1 (fr) 2009-06-13 2011-05-20 Lisi Aerospace Famille de dispositifs de fixation a conicite variable.
BR112013010824A2 (pt) * 2010-11-02 2018-05-02 Systems And Materials Res Corporation método e mecanismo para realizar e usar um fixador de vedação automática

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB887161A (en) * 1957-03-18 1962-01-17 Archibald Milne Hamilton Improvements relating to bolted or like joints
GB1386003A (en) * 1968-03-16 1975-03-05 Firth Cleveland Fastenings Ltd Metal fastener assemblies
SU501203A1 (ru) * 1973-12-11 1976-01-30 Предприятие П/Я М-5147 Резьбовое соединение
GB2136077A (en) * 1983-03-09 1984-09-12 Nord Lock Aktiebolag Nut and bolt locking arrangement
US4986712A (en) * 1989-12-18 1991-01-22 Emhart Industries, Inc. Fastener assembly
US5051049A (en) * 1990-10-29 1991-09-24 Wills Kevin P Sticky nut fastener
US6283691B1 (en) * 1998-01-27 2001-09-04 B & B Hardware, Inc. Headed fastener with precisely calculated groove under head to accomodate o'ring sealing member as a self-sealing assembly

Also Published As

Publication number Publication date
CN103807275A (zh) 2014-05-21
FR2998015B1 (fr) 2015-05-29
TW201425747A (zh) 2014-07-01
US9574603B2 (en) 2017-02-21
CA2832532A1 (fr) 2014-05-12
FR2998015A1 (fr) 2014-05-16
US20140130957A1 (en) 2014-05-15
CN103807275B (zh) 2018-04-10
TWI618867B (zh) 2018-03-21
JP2014095473A (ja) 2014-05-22
BR102013029162A2 (pt) 2014-10-29
EP2730790A1 (fr) 2014-05-14
RU2013150225A (ru) 2015-05-20
EP2730790B1 (fr) 2017-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2644324C2 (ru) Крепежное устройство и способ сборки крепежного устройства
US9644657B2 (en) Fastening device
US9416811B2 (en) Injectable nut cap
US9951804B2 (en) Spark containment cap
US3472301A (en) Self-sealing mechanical fastener
EP2201272B1 (en) Fastener joint with sealing gasket
US9829030B2 (en) Injectable cap
WO2014118510A1 (en) Fastener cap assembly
WO2014118509A1 (en) Cap assembly
US8590226B2 (en) Internal glass holder
JPH1061638A (ja) 雌ねじ部構造
CN103982265B (zh) 一种塑料放油螺栓和油底壳的装配装置及方法
US11624396B2 (en) Fastener seal cap devices and methods
US9107310B2 (en) Electronics module
CN209551592U (zh) 螺母安装工具
CN113463515B (zh) 一种双重密封拉索锚具的施工方法
CN212486278U (zh) 一种电机出线端密封装置及电机
JPH0381036B2 (ru)
JP2013199789A (ja) 止水部材及びこれを用いた防水方法
JP2002158463A (ja) ケーブル防水装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191112