具有适形密封件的经涂覆紧固件制造技术

一种用于紧固件的销构件，其包括细长的杆体，所述细长的杆体具有第一端、与所述第一端相对的第二端、具有外表面的圆柱形杆体部、位于所述细长的杆体的所述第一端的头部和位于所述细长的杆体的所述第二端的螺纹部分，所述头部包括位于所述头部的下侧的承载表面。销构件可以完全地涂覆有涂层。可适形的密封件附接至销构件，在安装期间在由紧固件施加的轴向负载的作用下，该可适形的密封件适于填充销构件的头部的承载表面与周围结构之间的微孔。密封件与销构件可以是分离和不同的。为了方便起见，密封件可以附接至销构件，但该密封件可以响应于紧固件施加的力而独立于销构件和周围结构发生形变。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请是涉及并且要求2015年9月15日提交的标题为“具有经涂覆和经织构化的销构件的紧固件(FASTENERSWITHCOATEDANDTEXTUREDPINMEMBERS)”的、共同拥有且尚待审决的美国申请序列No.14/854,223的权益的部分接续申请，该美国申请序号No.14/854,223要求2014年9月17日提交的标题为“具有经涂覆和经织构化的销构件的紧固件(FASTENERSWITHCOATEDANDTEXTUREDPINMEMBERS)”的、共同拥有且尚待审决的美国临时专利申请序列No.62/051,602的权益，该两件专利申请的整体内容在此通过引用的方式并入本文。本申请还要求2015年8月28日提交的标题为“用于紧固件的适形锥形密封件(CONFORMINGCONICALSEALFORFASTENERS)”的、共同拥有且尚待审决的美国临时专利申请序列No.62/211,250的权益，其整体内容在此通过引用的方式并入本文。
本专利技术涉及紧固件，且更具体来说，本专利技术涉及具有经涂覆的销构件和适形的锥形密封件的紧固件。
技术介绍
连续纤维增强复合材料在主要的和次要的飞机组件中被广泛使用，以适用主要关注重量轻、更高的强度和耐蚀性的多种应用。复合材料典型地由被定向在某些方向并环绕在支持性聚合物基质中的细碳纤维构成。由于复合材料的层以多种角度被布置，并取决于主要负载的方向，由此形成的结构典型地是一种高度各向异性且异质的堆叠层压结构。复合结构的很大一部分被制造为近净成形(nearnet-shape)，但得被钻孔以便有利于使用机械紧固件来接合组件。在复合材料中钻紧固件孔的均匀性比不上在铝或钢上钻紧固孔，因为个别碳纤维以不规则角度断裂并在紧固件和孔之间形成微孔。随着切割工具的磨损，表面碎屑增加，并且毛边纤维或树脂和分层的量增加。包含这些缺陷的复合材料微结构被称为“加工引起的微织构”。除了他们的加工挑战，与金属结构相比，飞机中的复合结构更易遭受雷击损害。诸如铝等金属材料导电性很好且能够消散雷击引起的高电流。碳纤维在抗电流的流动方面比铝高100倍。类似地，经常作为基质与碳纤维结合使用的环氧树脂的电阻比铝的电阻高100万倍。飞机的复合结构区段通常表现得类似于各向异性导电体。因此，由于碳纤维和环氧树脂本身的高电阻、多层的构造以及该结构的各向异性的本质，复合结构的雷电保护更加复杂。有些估算表明，每年每架服役的商用飞机平均被雷击至少一次。飞机在雷雨或者雷雨周围飞行经常会遭受直击雷以及旁侧闪击，这可能在飞机上产生电晕和流光。在这种情况下，闪电放电通常在飞机上产生，并从飞机向外延伸。当发生放电时，附着点从飞机的头部移动并进入各种嵌板，这危害了飞机蒙皮。放电通常穿过飞机的尾翼而离开飞机结构。保护飞机燃料系统免于因闪电而导致燃料蒸汽点燃甚至是更加至关重要的。因为商用飞机含有相对大量的燃料，并且还包含非常敏感的电子设施，为了获得营运认证，它们必须符合特定的一组与雷击保护有关的规定。众所周知的是，紧固件经常是用于将闪电流从飞机蒙皮导通到诸如翼梁或翼肋等支撑结构的主要路径，并且紧固件主体和上述结构的部件之间的不良电接触能够导致有害的紧固件电弧或电火花。为了避免在紧固件/复合结构界面上发生潜在的点火，一些飞机使用与紧固孔紧密接触的紧固件。已经知道的是，裸露的金属紧固件和复合结构中的孔之间的紧密接触是电流消散的最佳条件。一种实现紧固件-复合材料孔之间紧密性的方式是使用有套筒的紧固件。这种方式包含首先将紧密配合的套筒插入到孔中。然后将过盈配合的销牵拉入套筒中。这使套筒膨胀以使它与复合结构中的孔壁接触。虽然套筒实质上减少了紧固件和复合结构之间的间隙，但是它不能消除由于钻孔引起的横跨复合材料内孔表面的织构的存在所产生的小间隙。这种加工所引起的织构也使得额外的密封剂和绝缘材料陷入其中，从而抑制了套筒和孔之间的紧密接触。随着切割工具磨损，这种情况变得更糟，从而导致更多且更大的加工引起的缺陷。为了避免这种情况，所述电流必须通过沿着紧固孔的内表面暴露的碳纤维消散。如果紧固件没有与孔的内侧紧密接触，那么由雷击产生的瞬时焦耳能在间隙中形成等离子体，其使空气/金属蒸汽离子化，并产生以火花或热离子喷射形式喷出的压力聚积。金属紧固件本身的高导电性与飞机构造中所使用的大量紧固件结合，创造了闪电附着到紧固件的高概率的条件。
技术实现思路
在一个实施方式中，紧固件包括销构件和密封件，销构件包括细长的杆体，所述细长的杆体具有第一端、与所述第一端相对的第二端、具有外表面的圆柱形杆体部、位于所述细长的杆体的所述第一端的头部和位于所述细长的杆体的所述第二端的螺纹部分，所述头部包括位于所述头部的下侧的承载表面；所述密封件附接至所述销构件并与所述销构件的所述头部的所述承载表面并列。在一个实施方式中，所述密封件由铜制成。在一个实施方式中，所述密封件包括密封部分和唇部，所述密封部分具有第一侧和与所述第一侧相对的第二侧，所述唇部从所述密封部分的所述第一侧延伸出。在一个实施方式中，所述唇部从所述密封部分成角度地延伸出。在一个实施方式中，所述密封件包括从所述密封部分的侧面轴向延伸出的管状部分。在一个实施方式中，所述密封件包括在约5微米到约100微米范围内的厚度。在一个实施方式中，所述销构件包括涂层。在一个实施方式中，所述涂层是金属涂层。在一个实施方式中，所述金属涂层选自于由金、银和铜组成的群组。在一个实施方式中，所述涂层由具有大于20％IACS的导电率的材料制成。在一个实施方式中，所述销构件的所述头部涂覆有所述涂层。在一个实施方式中，所述销构件的所述圆柱形杆体部的所述外表面涂覆有所述涂层。在一个实施方式中，所述销构件的所述头部和所述销构件的所述圆柱形杆体部涂覆有所述涂层。在一个实施方式中，所述销构件的所述螺纹部分和所述销构件的所述圆柱形杆体部涂覆有所述涂层。在一个实施方式中，所述销构件完全涂覆有所述涂层。在一个实施方式中，一种结构和安装在所述结构中的紧固件的组合，所述紧固件包括销构件和密封件，所述销构件具有细长的杆体，所述细长的杆体具有第一端、与所述第一端相对的第二端、具有外表面的圆柱形杆体部、位于所述细长的杆体的所述第一端的头部和位于所述细长的杆体的所述第二端的螺纹部分，所述头部包括位于所述头部的下侧的承载表面，所述密封件附接至所述销构件且与所述销构件的所述头部的所述承载表面并列。在一个实施方式中，所述结构包括复合材料。在一个实施方式中，所述结构实质上由复合材料制成。在一个实施方式中，所述结构部分地由复合材料制成。在一个实施方式中，所述结构包括金属材料。在一个实施方式中，所述金属材料是铝。在一个实施方式中，所述结构实质上由所述金属材料制成。在一个实施方式中，所述结构部分地由所述金属材料制成。在一个实施方式中，一种制作紧固件的方法，包括如下步骤：提供销构件，所述销构件包括细长的杆体，所述细长的杆体具有第一端、与所述第一端相对的第二端、具有外表面的圆柱形杆体部、位于所述细长的杆体的所述第一端的头部和位于所述细长的杆体的所述第二端的螺纹部分，所述头部包括位于所述头部的下侧的承载表面；和在与所述销构件的所述头部的所述承载表面并列的位置将密封件附接至所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种紧固件，包括：销构件，其包括细长的杆体，所述细长的杆体具有第一端、与所述第一端相对的第二端、具有外表面的圆柱形杆体部、位于所述细长的杆体的所述第一端的头部和位于所述细长的杆体的所述第二端的螺纹部分，所述头部包括位于所述头部的下侧的承载表面；和密封件，其附接至所述销构件并与所述销构件的所述头部的所述承载表面并列。

【技术特征摘要】
2015.08.28 US 62/211,250;2015.09.15 US 14/854,223;1.一种紧固件，包括：销构件，其包括细长的杆体，所述细长的杆体具有第一端、与所述第一端相对的第二端、具有外表面的圆柱形杆体部、位于所述细长的杆体的所述第一端的头部和位于所述细长的杆体的所述第二端的螺纹部分，所述头部包括位于所述头部的下侧的承载表面；和密封件，其附接至所述销构件并与所述销构件的所述头部的所述承载表面并列。2.根据权利要求1所述的紧固件，其中，所述密封件由铜制成。3.根据权利要求2所述的紧固件，其中，所述密封件包括密封部分，所述密封部分具有第一侧和与所述第一侧相对的第二侧，唇部从所述密封部分的所述第一侧延伸出。4.根据权利要求3所述的紧固件，其中，所述唇部从所述密封部分有角度地延伸出。5.根据权利要求4所述的紧固件，其中，所述密封件包括从所述密封部分的所述侧轴向延伸出的管状部分。6.根据权利要求5所述的紧固件，其中，所述密封件包括在约5微米到约100微米范围内的厚度。7.根据权利要求1所述的紧固件，其中，所述销构件包括涂层。8.根据权利要求7所述的紧固件，其中，所述涂层是金属涂层。9.根据权利要求8所述的紧固件，其中，所述金属涂层选自于由金、银和铜组成的群组。10.根据权利要求7所述的紧固件，其中，所述涂层由具有大于20％IACS的导电率的材料制成。11.根据权利要求7所述的紧固件，其中，所述销构件的所述头部涂覆有所述涂层。12.根据权利要求7所述的紧固件，其中，所述销构件的所述圆柱形杆体部的所述外表面涂覆有所述涂层。13.根据权利要求12所述的紧固件，其中，所述销构件的所述头部涂覆有所述涂层。14.根据权利要求12所述的紧固件，其中，所述销构件的所述螺纹部分涂覆有所述涂层。15.根据权利要求7所述的紧固件，其中，所述销构件完全涂覆有所述涂层。16.一种包括结构和安装在所述结构中的紧固件的组合件，所述紧固件包括销构件和密封件，所述销构件具有细长的杆体，所述细长的杆体具有第一端、与所述第一端相对的第二端、具有外表面的圆柱形杆体部、位于所述细长的杆体的所述第一端的头部和位于所述细长的杆体的所述第二端的螺纹部分，所述头部包括位于所述头部的下侧的承载表面，所述密封件附接至所述销构件且与所述销构件的所述头部的所述承载表面并列。17.根据权利要求16所述的组合件，其中，所述密封件由铜制成。18.根据权利要求17所述的组合件，其中，所述密封件包括密封部分，所述密封部分具有第一侧和与所述第一侧相对的第二侧，唇部从所述密封部分的所述第一侧延伸出。19.根据权利要求18所述的组合件，其中，所述唇部从所述密封部分有角度地延伸出。20.根据权利要求19所述的组合件，其中，所述密封件包括从所述密封部分的所述侧轴向延伸出的管状部分。21.根据权利要求20所述的组合件，其中，所述密封件包括在约5微米到约100微米范围内的厚度。22.根据权利要求16所述的组合件，其中，所述销构件包括涂层。23.根据权利要求22所述的组合件，其中，所述涂层是金属涂层。24.根据权利要求23所述的组合件，其中，所述金属涂层选自于由金、银和铜组成的群组。25.根据权利要求22所述的组合件，其中，所述涂层由具有大于20％IACS的导电率的材料制成。26.根据权利要求22所述的组合件，其中，所述销构件的所述头部涂覆有所述涂层。27.根据权利要求22所述的组合件，其中，所述销构件的所述圆柱形杆体部的所述外表面涂覆有所述涂层。28.根据权利要求27所述的组合件，其中，所述销构件的所述头部涂覆有所述涂层。29.根据权利要求27所述的组合件，其中，所述销构件的所述螺纹部分涂覆有所述涂层。30.根据权利要求22所述的组合件，其中，所述销构件完全涂覆有所述涂层。31.根据权利要求16所述的组合件，其中，所述结构包括复合材料。32.根据权利要求31所述的组合件，其中，所述结构实质上由复合材料制成。33.根据权利要求31所述的组合件，其中，所述结构部分地由复合材料制成。34.根据权利要求16所述的组合件，其中，所述结构包括金属材料。35.根据权利要求34所述的组合件，其中，所述金属材料是铝。36.根据权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·卡马尔，L·海洛克，H·穆拉兹莫格鲁，A·利布舍尔，G·里扎，R·品海罗，W·普拉撤姆斯里，
申请(专利权)人：美铝公司，
类型：发明
国别省市：美国;US