本公开涉及用于封装设置在受限空间内的紧固件的可伸缩式盖组件,并且更具体地涉及用于通过电绝缘密封剂封装这类紧固件的可伸缩式盖组件。
背景技术:
通常的飞行器机翼组件包括中心机翼箱和由“机体接头的侧面”从机翼箱的相对侧伸展的机翼。机翼通常包括用作燃料罐的空间。将机翼的外蒙皮连接到中心机翼箱或连接到机体接头的侧面的一些紧固件延伸到燃料罐中。在雷击的情况下,为了防止这类燃料罐内的放电,飞行器制造商以电绝缘材料或绝缘密封剂来封装从蒙皮延伸到罐中的部分紧固件。然而,因为受限的空间,封装这类紧固件延伸到燃料罐中的部分是有问题的、劳动密集的并且经常需要通过绝缘密封剂来填充机体接头的侧面的大部分,导致大量附加重量。
因此,存在对用于封装延伸到受限空间中的部分紧固件的改进装置和方法的需求。这种需求适用于航空业同样也适用于其他工业。
技术实现要素:
本公开的实施例提供了一种用于封装紧固件或紧固件从表面伸出部分的盖组件。在至少一个实施例中,盖组件包括多个嵌套段,该多个嵌套段从收缩配置伸缩到延伸配置。多个嵌套段包括基段,该基段包括基边缘,该基边缘在延伸配置中接合所述表面。多个嵌套段也包括端段,该端段包括端壁。其中端壁和基边缘在延伸配置中限定盖组件的长度,该长度足以封装盖组件内的紧固件,其中基边缘接合所述表面并且端壁与紧固件的远端间隔开。
本公开还提供了通过密封剂来封装部分紧固件的方法,其中所述紧固件的所述部分从第一表面延伸到第一表面和第二表面之间的空间中,其中在紧固件的远端与第二表面之间具有有限间隙。延伸到所述空间中的部分紧固件具有大于有限间隙的长度。所述方法包括提供可伸缩式盖组件,该可伸缩式盖组件具有延伸配置和收缩配置,该延伸配置的长度至少与被封装的紧固件的所述部分的长度相等,收缩配置足够短以允许盖组件进入在紧固件的远端与第二表面之间的有限间隙中的位置中。所述方法进一步包括:将盖组件收缩到收缩配置并且当处于收缩配置中时将盖组件定位在紧固件的远端与第二表面之间。所述方法进一步包括将紧固件的所述部分之上的盖组件伸缩到延伸配置以覆盖紧固件的所述部分并且接合第一表面。所述方法还包括在盖组件内提供足够数量的密封剂以将紧固件的所述部分包裹在密封剂中。
本公开还提供了制造可伸缩式盖组件的方法。可伸缩式盖组件包括多个嵌套段,该多个嵌套段包括基段和端段。端段连接到端壁。每个嵌套段具有大端和小端,并且除了端段以外,每个嵌套段的小端的内表面小于连续的嵌套段的大端的外表面,从而限制盖组件在延伸配置中的延伸。所述方法包括3d打印基段的大端。所述方法进一步包括同时3d打印部分延伸配置中的多个嵌套段,使得多个嵌套段在3d打印期间彼此不接触,从而确保在3d打印已经完成之后嵌套段将相对于彼此可移动。所述方法进一步包括3d打印端壁。
当结合附图来阅读时,其他优点和特征根据下列详细说明将是显而易见的。
附图说明
为了更全面地理解所公开的方法和设备,不应参考附图上更详细所示的实施例,其中:
图1是飞行器的透视图。
图2是根据本公开的一个实施例处于收缩配置的可伸缩式盖组件的透视图。
图3是基本上沿着图2的线3--3获取的盖组件的剖视图,但是其中该盖组件处于稍稍延伸的配置,适合于3d打印。
图4是在图2-3中所示的处于完全延伸位置中的盖组件的透视图。
图5是基本上沿着图4的线5--5获取的并且在图2-4中所示的盖组件的透视图。
图6是机体接头的侧面的部分透视图,其示出延伸通过机翼蒙皮和机体翼张的侧面且进入机翼内的空间中的四个紧固件(或部分紧固件),在一些实施例中,所述空间可以用作燃料罐,并且进一步示出了一个公开的盖组件和第二盖组件,该一个公开的盖组件以收缩配置定位在一个紧固件的远端上方,该第二盖组件已经被向下伸缩在另一紧固件之上以封装所述另一个紧固件。
图7是在图6中所示的机体接头的侧面的另一局部透视图以及由公开的盖组件中的两个封装并且由密封剂包裹在盖组件内的两个紧固件的剖视图。
附图不一定按比例绘制且可以示意性地和/或在局部视图中示出公开的实施例。在某些示例中,附图可以省略细节,该细节对理解所公开的方法和设备不是必需的或使得其他细节难以察觉。本公开不限于本文所示出的特定实施例。
具体实施方式
图1提供了飞行器10的透视图。本公开的实施例揭示了用于密封或封装紧固件的各种手段,该紧固件用于将飞行器10的组件固定在一起。飞行器10包括设置在中心机翼箱13的两侧上且被连接到中心机翼箱13的机翼11、12,该中心机翼箱13延伸通过飞行器10的机身14。机翼11、12分别连接到机体接头15、16的侧面处的机身14和机翼箱13。机翼11、12各自包括外蒙皮,该外蒙皮分别包括上蒙皮17、18和下蒙皮22、23。
虽然各种空间术语和方向术语(诸如,顶部、底部、下、上、中、横向、水平、竖直、前部、后部等等)可以被用于描述本文所公开的实施例,但是可理解的是,这类术语关于附图中所示的取向被使用。取向可以被颠倒、旋转或以其他方式被改变,使得上部变成下部,并且反之亦然,以及水平变成竖直等等。
进一步地,术语紧固件、紧固件的零件或紧固件的部分指的是连接机翼蒙皮17、18、22、23且至少部分延伸到机翼11、12中提供的空间中的紧固件,该空间可以用作燃料罐。本文所公开的盖组件和方法不限于飞行器应用,也可应用于其他状况,其中紧固件或部分紧固件被设置在受限空间内并且需要通过或不通过绝缘密封剂来封装。
各种紧固件将上蒙皮17、18和下蒙皮22、23分别固定到机体接头15、16的侧面处的中心机翼箱13和机身14。进一步,虽然机翼11的上蒙皮17与下蒙皮22之间的空间以及机翼12的上蒙皮18与下蒙皮23之间的空间容纳各种结构组件,例如图6-7中所示的纵梁24和机体翼张25的侧面,但是机翼11的上蒙皮17与下蒙皮22之间的空间以及机翼12的上蒙皮18与下蒙皮23之间的空间也可以被用于容纳燃料。因此,被用于经由机体翼张25的侧面(或其他结构)将上蒙皮17、18或下蒙皮22、23连接到中心机翼箱13和/或机身14的任何紧固件需要包裹在绝缘密封剂26中,如图7中所示。密封剂26防止在雷击的情况下燃料罐内的放电。因此,如在图6-7中所示,各种类型的紧固件27将机翼11的下蒙皮22固定到机体翼张25的侧面的下凸缘28。机体翼张25的侧面还包括不通过经过上蒙皮17或下蒙皮22的紧固件连接到纵梁24的上凸缘29。本公开提出了紧固件27通过上蒙皮17、18或下蒙皮22、23且至少部分进入可以用作燃料罐的上蒙皮17与下蒙皮22之间或上蒙皮18与下蒙皮23之间的空间中。因此,本公开提出了图6-7的紧固件27(或部分紧固件27)。
在雷击的情况下,为了防止对机翼11、12或机身14放电,用于连接机体接头15、16的侧面处的机翼蒙皮17、18、22、23的紧固件27由盖组件来封装,该盖组件的一个示例被示出为图2-5中所示的盖组件32。图2-5示出一个公开的封装紧固件27(或部分紧固件27)的盖组件32,该紧固件27(或部分紧固件27)从表面33伸出并且如图6-7中所示终止于远端34处。在至少一个实施例中,例如,图2-5中所示的实施例,盖组件32包括从如图2-3中所示的收缩配置伸缩到如图3-4中所示的延伸配置的多个嵌套段38、52、51、36。多个嵌套段38、52、51、36包括基段36,该基段36包括接合如图6-7中所示的延伸配置中的表面33的基边缘37。图3-4示出延伸配置。多个嵌套段38、52、51、36进一步包括端段38,该端段38包括端壁41或连接到端壁41。端壁41和基边缘37限定如图5-7中所示的延伸配置中的长度l1,该长度l1足以封装盖组件32内的紧固件27或部分紧固件27,其中基边缘37接合表面33且端壁41与紧固件27的远端34间隔开,如图7中所示。设置在表面22上方或其之外的紧固件27或部分紧固件27具有长度l2,其中紧固件27的远端34与如图7中所示的表面75之间具有间隙c。盖组件32在收缩配置中的长度或高度是如图3中所示的l3。为了便于紧固件27的封装,在一个实施例中,l3小于c。
在至少一个实施例中,端段38形成如图3和图7中所示的杯状件,该杯状件可以容纳一定数量的密封剂26,该密封剂26的数量足以在盖组件32已经从图2-3中所示的收缩配置移动到图4-5和图7中所示的延伸配置之后将紧固件27或部分紧固件27封装或包裹在盖组件32内。如果端段38没有提供足够容积以容纳用以封装延伸通过表面33的紧固件27或部分紧固件27的足够数量的密封剂26,则盖组件32可以包括各种孔口,例如进入孔口43和一个或多个排出孔口44,用于在密封剂26的注入期间使盖组件32排出。
在一个或多个实施例中,端壁41包括内表面46(图3和图5),该内表面46面向延伸超出表面33的紧固件27或紧固件27的零件。在这类实施例中,内表面46连接到至少一个小块47,该小块47接合紧固件27并且提供紧固件27的远端34与端壁41之间的间隔,从而能够通过密封剂26包裹紧固件27的远端34。在另一实施例中,内表面46连接到如图3中示意性示出的多个小块47,该多个小块47设置在紧固件27的远端34周围,以在当盖组件32移动到延伸配置时将盖组件32置于紧固件27中心上。
在至少一个实施例中,嵌套段36、51、52、38中的每个嵌套段包括大端54、55、56、57和小端61、62、63、64(图3和图5)。端段38的小端64连接到端壁41。除了端段38以外,嵌套段36、51、52的小端61、62、63的内表面接合连续的嵌套段51、52、38的大端55、56、57的外表面,从而限制盖组件32在延伸配置中的延伸。进一步地,在一些实施例中,除了基段36以外的其他嵌套段51、52的端段38的端壁41和小端62、63分别包括径向向外延伸的构件71、72、73,该构件71、72、73在盖组件32收缩到收缩配置(图2)之后分别接合连续的嵌套段52、51、36的小端63、62、61,从而在盖组件32处于收缩配置中时将嵌套段38、51、52、36明确地捕集在彼此之内。
虽然所公开的盖组件32的一个实施例包括四个嵌套段38、52、51、36并且那些嵌套段38、52、51、36形状是截头圆锥形的,或者嵌套段38、52、51、36的侧壁是截头圆锥形或具有圆锥台的形状,但是嵌套段38、52、51、36也可以具有选自包括圆锥台、棱台、方台以及五角台的群组的形状。其他形状对本领域技术人员将是显而易见的。用于形成嵌套段38、52、51、36的合适材料包括热塑性塑料。在一个或多个实施例中,热塑性塑料可以是pekk(聚醚酮酮)。pekk特别适合于盖组件32设置在飞行器的燃料罐内的应用,这是因为pekk与喷气燃料兼容。然而,根据应用,制造商可以利用其他聚合物或热塑性塑料,如对本领域技术人员显而易见的。例如,对于盖组件32没有暴露到喷气燃料的那些应用,适合于3d打印的各种热塑性塑料是可用的并且对本领域技术人员是显而易见的。
在另一实施例中,本公开提供了一种通过密封剂26封装紧固件27的零件或部分紧固件27的方法,其中所述部分紧固件27从第一表面33延伸并且进入到由第一表面33和第二表面75(图6-图7)所限定的空间中,并且在紧固件27的远端34与第二表面75(图7)之间具有有限的间隙c。进一步地,所公开的方法应用于当延伸到空间中的部分紧固件27为大于有限间隙c的长度l2时。一种公开的方法包括提供可伸缩式盖组件32,该可伸缩式盖组件32具有长度为l1的延伸配置和长度为l3的收缩配置(图2),该长度为l1的延伸配置至少与被封装的所述部分紧固件27的长度(如图7中所示的l2)一样,该长度为l3的收缩配置足够短以允许盖组件32进入在紧固件27的远端34与第二表面75之间的有限间隙c(图7)中的位置中。所述方法也包括将盖组件32收缩到如图2中所示的收缩配置,当处于收缩配置中时,将盖组件32定位在紧固件27的远端34与第二表面75之间,将所述部分紧固件27之上的盖组件32伸缩到延伸配置以覆盖所述部分紧固件27并且接合具有如图7中所示的基段36的基边缘37的第一表面33。所述方法进一步包括在盖组件32内提供足够数量的密封剂26,从而将所述部分紧固件27包裹在密封剂26中。如上所述,密封剂可以被预加载到端段38中或被通过孔口43、44注入。
在至少一个实施例中,可伸缩式盖组件32包括从收缩配置伸缩到延伸配置的多个嵌套段38、52、51、36。多个嵌套段38、52、51、36包括基段36,该基段36包括在延伸配置中接合第一表面33的基边缘37。多个嵌套段38、52、51、36进一步包括端段38,该端段38包括端壁41,使得端壁41和基边缘37限定延伸配置中的盖组件32的长度l1,该长度l1足以封装在第一表面33上方延伸的部分紧固件27。进一步,在一个或多个实施例中,嵌套段38、52、51、36中的每个嵌套段分别具有大端57、56、55、54和小端64、63、62、61。端段38的小端64连接到端壁41。除了端段38以外,每个嵌套段52、51、36中的小端63、62、61的内表面接合连续的段的大端57、56、55的外表面,以便限制盖组件32在延伸配置中的延伸。进一步地,除了基段36以外的其他嵌套段52、51的端壁41和小端64、63,各自分别包括径向向外延伸的构件71、72、73,该构件71、72、73在盖组件32收缩之后分别接合连续的嵌套段52、51、36的小端63、62、61,从而在当盖组件32处于收缩配置中时将嵌套段38、52、51、36明确地捕集在彼此之内。嵌套段38、52、51、36的数目以及其形状可以改变,其中合适的形状包括圆锥台、棱台、方台、五角台以及其他形状。所述方法可以进一步包括,在将盖组件32定位在紧固件27的远端34与第二表面75之间之前,通过足够数量的密封剂来填充端段38以在所述部分紧固件27之上的盖组件32伸缩到如图7中所示的其延伸配置之后包裹所述部分紧固件27。与此相反,如果端段38没有提供足够容积用于密封剂26包裹如图7中所示的紧固件27,则盖组件可以包括进入孔口43和至少一个排出孔口44,用于在密封剂26的注入期间使盖组件32排出。
本公开还提供了一种制造可伸缩式盖组件32的方法。可伸缩式盖组件32包括多个嵌套段38、52、51、36,该多个嵌套段38、52、51、36包括基段36和端段38。端段38连接到端壁41。嵌套段38、52、51、36中的每个嵌套段具有大端57、56、55、54和小端64、63、62、61。除了端段38的小端64和基段36的大端54以外,每个嵌套段的小端63、62、61的内表面小于连续的嵌套段的大端57、56、55的外表面,以便限制盖组件在如图5-7中所示的延伸配置中的延伸。
至少一个公开的方法包括3d打印基段36的大端54。所述方法还包括同时3d打印处于部分延伸配置中的多个嵌套段51、52、38,使得多个嵌套段38、52、51、36将是相对彼此可移动的。所述方法进一步包括3d打印端壁41。在至少一个实施例中,所述方法进一步包括3d打印端壁41上和除了基段36以外的每个其他嵌套段52、51的小端63、62上的径向向外延伸的构件71。每个径向向外延伸的构件71、72、73在盖组件32收缩到收缩配置之后接合连续的嵌套段52、51、36的小端63、62、61,从而如图2-3中所示地将嵌套段38、52、51、36明确地捕集在彼此之内。
3d打印或添加剂制造允许容易地定制可伸缩式盖组件32,从而容纳很多种螺母几何构型和配置,而不需要设计和建造工具并且不需要组装段36、51、52、38。优选的3d打印或添加剂制造技术包括但不限于选择性激光烧结(sls)和熔融沉积成型(fdm)。
进一步地,本公开包括根据下列条款所述的实施例:
条款1.一种用于封装紧固件的盖组件,所述紧固件从表面伸出并且在远端处终止,所述盖组件包括:
多个嵌套段,其从收缩配置伸缩到延伸配置,所述多个嵌套段包括基段,所述基段包括基边缘,所述基边缘在所述延伸配置中接合所述表面,所述多个嵌套段进一步包括端段,所述端段包括端壁,
其中所述端壁和基边缘限定所述盖组件在所述延伸配置中的长度,所述长度足以封装所述盖组件内的所述紧固件,其中所述基边缘接合所述表面并且所述端壁与所述紧固件的所述远端间隔开。
条款2.根据条款1所述的盖组件,其中所述端段容纳一定数量的密封剂,所述密封剂的数量足以在所述盖组件已经从所述收缩配置移动到所述延伸配置之后封装所述盖组件内的所述紧固件。
条款3.根据条款1所述的盖组件,其进一步包括进入孔口和排出孔口,所述进入孔口用于接收密封剂,所述排出孔口用于在密封剂注入期间使所述盖组件排出。
条款4.根据条款1所述的盖组件,其中所述端壁包括内表面,所述内表面面向所述紧固件,所述内表面被连接到至少一个小块,所述至少一个小块用于接合所述紧固件并且在所述紧固件与所述端壁之间提供间隔。
条款5.根据条款1所述的盖组件,其中所述端壁包括内表面,所述内表面面向所述紧固件的所述远端,所述内表面被连接到多个小块,所述多个小块被设置在所述紧固件周围,以在当所述盖组件移动到所述延伸配置时将所述盖组件置于所述紧固件的中心上。
条款6.根据条款1所述的盖组件,其中每个所述嵌套段具有大端和小端,所述端段的所述小端被连接到所述端壁,其中,除了所述端段的所述小端和所述基段的所述大端以外,每个嵌套段的所述小端的内表面接合连续的嵌套段的所述大端的外表面,从而限制所述盖组件在所述延伸配置中的延伸。
条款7.根据条款6所述的盖组件,其中除了所述基段以外的其他嵌套段的所述端壁和所述小端各自包括径向向外延伸的构件,所述构件在所述盖组件收缩到所述收缩配置后接合连续的嵌套段的所述小端,从而当所述盖组件处于所述收缩配置中时将所述嵌套段明确地捕集在彼此之内。
条款8.根据条款1所述的盖组件,其中所述多个嵌套段具有选自包括圆锥台、棱台、方台以及五角台的群组的形状。
条款9.根据条款1所述的盖组件,其中所述嵌套段由热塑性塑料组成。
条款10.一种用于通过密封剂封装部分紧固件的方法,其中所述部分紧固件从第一表面延伸到由所述第一表面和第二表面限定的空间中,其中在所述紧固件的远端与所述第二表面之间具有有限间隙,并且其中延伸到所述空间中的所述部分紧固件具有大于所述有限间隙的长度,所述方法包括:
提供可伸缩式盖组件,所述可伸缩式盖组件具有延伸配置和收缩配置,所述盖组件在所述延伸配置中的长度至少与被封装的所述部分紧固件的长度相同,所述盖组件在收缩配置具有足够短的长度以允许所述盖组件进入在所述紧固件的所述远端与所述第二表面之间的所述有限间隙中的位置中;
将所述盖组件收缩到所述收缩配置;
当处于所述收缩配置中时,将所述盖组件定位在所述紧固件的所述远端与所述第二表面之间;
将所述部分紧固件之上的所述盖组件伸缩到所述延伸配置以覆盖所述部分紧固件并且接合所述第一表面;
在所述盖组件内提供足够数量的密封剂,从而将所述部分紧固件包裹在所述密封剂中。
条款11.根据条款10所述的方法,其中所述可伸缩式盖组件包括多个嵌套段,所述多个嵌套段从收缩配置伸缩到延伸配置,所述多个嵌套段包括基段,所述基段包括基边缘,所述基边缘在所述延伸配置中接合所述第一表面,所述多个嵌套段进一步包括端段,所述端段包括端壁,其中所述端壁和基边缘限定所述盖组件在所述延伸配置中的长度,所述长度足以封装所述部分紧固件。
条款12.根据条款11所述的方法,其中每个所述嵌套段具有大端和小端,所述端段的所述小端被连接到所述端壁,其中,除了所述端段的所述小端和所述基段的所述大端以外,每个嵌套段的所述小端的内表面接合连续的嵌套段的所述大端的外表面,从而限制所述盖组件在所述延伸配置中的延伸。
条款13.根据条款12所述的方法,其中除了所述基段以外的所述其他嵌套段的端壁和所述小端各自包括径向向外延伸的构件,所述构件在所述盖组件收缩之后接合连续的嵌套段的所述小端,从而当所述盖组件处于所述收缩配置中时将所述嵌套段明确地捕集在彼此之内。
条款14.根据条款11所述的方法,其中所述多个嵌套段具有选自包括圆锥台、棱台、方台以及五角台的群组的形状。
条款15.根据条款11所述的方法,其进一步包括:在将所述盖组件定位在所述紧固件的所述远端与所述第二表面之间之前,通过足够数量的密封剂填充所述端段以在所述部分紧固件之上的所述盖组件伸缩到其延伸配置之后包裹所述部分紧固件。
条款16.根据条款10所述的方法,其中所述盖组件包括进入孔口和排出孔口,所述进入孔口用于注入足够数量的密封剂,所述排出孔口用于在密封剂注入期间使所述盖组件排出。
条款17.一种制造可伸缩式盖组件的方法,所述可伸缩式盖组件包括多个嵌套段,所述多个嵌套段包括基段和端段,所述端段被连接到端壁,其中每个所述嵌套段具有大端和小端,其中,除了所述端段的所述小端和所述基段的所述大端以外,每个嵌套段的所述小端的内表面小于连续的嵌套段的所述大端的外表面,以便限制所述盖组件在延伸配置中的延伸,所述方法包括:
3d打印所述基段的所述大端,
同时3d打印处于部分延伸配置中的所述多个嵌套段,使得所述多个嵌套段彼此不接触以确保所述嵌套段将相对彼此可移动;以及
3d打印所述端壁。
条款18.根据条款17所述的方法,其进一步包括3d打印除了所述基段以外的每个其他的嵌套段的所述端壁上和所述小端上的径向向外延伸的构件,其中每个径向向外延伸的构件在所述盖组件收缩到收缩配置之后接合连续的嵌套段的所述小端,从而将所述嵌套段明确地捕集在彼此之内。
条款19.根据条款17所述的方法,其中所述盖组件是通过热塑性塑料来3d打印的。
条款20.根据条款17所述的方法,其中所述嵌套段具有选自包括圆锥台、棱台、方台以及五角台的群组的形状。
虽然仅提出了一些实施例,但是根据以上说明替代和修改对于本领域技术人员是显而易见的。进一步地,不同实施例的各方面可以被组合或彼此替代。这些和其他替代被视为等价物并且在本公开以及所附权利要求的范围和精神内。