[发明专利]用于电磁效应紧固件的双重保护内部密封垫圈

说明书

本发明提供了用于电磁效应紧固件的双重保护内部密封垫圈。一种双重保护内部密封垫圈采用具有介电涂层的径向向外的金属部分(12)和在界面处以过盈配合接合金属部分的径向向内的聚合物部分(18)。聚合物部分具有至少一个锥形的压缩表面(24、30)以接合接近孔的结构的表面，并且还具有紧固件元件接触表面(26、56)以接合紧固件系统元件上的配合表面。紧固件元件的扭转压缩至少一个压缩表面，在由紧固件元件和结构产生的接合部中引起聚合物部分中的预定压力。

技术领域

本公开的实施方式一般涉及用于改善防雷的紧固件的密封，并且更具体地涉及具有与垫圈集成的聚合物/弹性体密封件的垫圈的实施方式。

背景技术

飞机中的复合结构提供显着的轻量化和性能改进。然而，复合材料的导电性降低，特别是在蒙皮或其他表面应用中可能产生关于防雷的电磁效应(EME)问题，特别是在采用金属紧固件的情况下。

当闪电击中碳纤维增强塑料(CFRP)结构时，相当大的一部分电流可能通过紧固件进入附近结构中。当电能在两个表面之间通过时，接触电阻加热可能破坏材料并在孔中或在紧固件和螺母之间的空间中产生热气体(或等离子体)。如果产生的压力足够大，则气体可能找到低压路径，并从紧固件系统中逸出。该路径有时位于突出的紧固件头部下方的表面中。这些逸出的气体可能足够热以在金属部件(紧固件或结构)逸出时腐蚀它们，从而产生颗粒或液滴。

还可能发生紧固件头部的外表面和结构或紧固件套筒之间的电弧。当雷击电能在结构接合部之间传导时，能量通过金属紧固件。某些紧固件的突出紧固件头部经历紧固件头部边缘和与头部接触的结构之间的电弧放电。如果使用带套管的紧固件，则可以在紧固件头部和结构之间或者紧固件头部和套管之间存在电弧。

现有技术中的优选解决方案是使用预模制的密封剂盖。盖必须专门制造并且需要多个安装步骤，包括单独清洁和紧固件头部的制备。使用液体密封剂将盖安装到紧固件头部，然后其必须固化。这些现有技术解决方案可能导致不期望的额外成本和重量。

发明内容

示例性实施方式提供了双重保护内部密封垫圈，其包括径向向外的金属部分和径向向内的聚合物部分，径向向外的金属部分具有介电涂层且径向向内的聚合物部分以过盈配合在界面处接合金属部分。聚合物部分具有至少一个锥形(逐渐变窄的，tapering)压缩表面以接合接近孔的结构的表面，并且还具有紧固件元件接触表面以接合紧固件系统元件上的配合表面。紧固件元件的扭转压缩至少一个压缩表面，在由紧固件元件和结构产生的接合部(接头，joint)中引起聚合物部分中的预定压力。

紧固件系统被其中具有头部、轴和螺纹端的紧固件接收在结构中的孔中的实施方式容纳。螺母被接收在螺纹端部上，并且在头部和结构的第一表面中间的轴上接收的第一双重保护内部密封垫圈具有径向向外的金属部分和径向向内的聚合物部分，径向向外的金属部分具有介电涂层且径向向内的聚合物部分以过盈配合在界面处接合金属部分。聚合物部分具有锥形压缩表面以接合接近孔的第一表面，并且具有紧固件元件接触表面以接合紧固件头部上的配合表面。在结构的第二表面和螺母中间的轴上接收的第二双重保护内部密封垫圈具有径向向外的金属部分和径向向内的聚合物部分，径向向外的金属部分具有介电涂层且径向向内的聚合物部分以过盈配合在界面处接合金属部分。聚合物部分具有第一锥形压缩表面以接合接近孔的结构的表面和第二锥形压缩表面以接合螺母的表面。紧固件和螺母的扭转压缩第一双重保护内部密封垫圈的锥形压缩表面和第二双重保护内部密封垫圈的第一和第二锥形压缩表面，在由紧固件、螺母和结构形成的接合部中在第一双重保护内部密封垫圈的聚合物部分和第二双重保护内部密封垫圈的聚合物部分中引起预定压力。