可注射螺帽.pdf

本发明提出了一种安装帽(100)以围绕紧固件(300)的一个端部形成密封腔(20)的方法，由此容受对紧固件(300)的雷击事件中的渗气和放火花事件。本发明还提出了一种适于这种方法的帽(100)和设备以及包括这种帽(100)的接头。本发明提供了一种围绕紧固件(300)的从结构体(101)突出的端部形成密封部的方法，帽(100)包括：具有腔(20)的帽本体(10)、包括帽本体中(10)的开口(12)的密封材料入口(14)、从帽本体(10)突出到腔(20)中的三个或更多个脊部(30)、以及脊部(30)之间的三个或更多个通道(31)。该方法包括：将帽本体(10)安装在紧固件(300)的所述端部上方以使得所述端部被围封在腔(20)内并且与脊部(30)接触；将密封材料(400)经由密封材料入口(14)注射到腔(20)中，使得密封材料(400)沿着通道(31)流动、填充腔(20)、接触紧固件(300)的所述端部以及接触结构体(101)；以及使密封材料(400)固化以形成密封

权利要求书
1.  一种围绕紧固件的从结构体突出的端部形成密封部的方法，帽包括：帽本体，所述帽本体具有腔；密封材料入口，所述密封材料入口包括所述帽本体中的开口；三个或更多个脊部，所述三个或更多个脊部从所述帽本体突出到所述腔中；以及所述脊部之间的三个或更多个通道，所述方法包括：
将所述帽本体安装在所述紧固件的所述端部的上方以使得所述紧固件的所述端部被围封在所述腔内并与所述脊部接触；
将密封材料经由所述密封材料入口注射到所述腔中，使得所述密封材料沿着所述通道流动、填充所述腔、与所述紧固件的所述端部接触、以及接触所述结构体；以及
使所述密封材料固化以形成所述密封部；
其中，所述帽本体和所述腔终止于环形边缘处；所述帽本体在所述紧固件的所述端部的上方安装成使得所述环形边缘与所述结构体之间具有环形间隙；并且所述密封材料从所述密封材料入口流动至所述环形边缘并从所述环形间隙流出以形成与所述结构体接触的环形凸边。

2.  根据任一前述权利要求所述的方法，还包括通过连接特征将所述脊部紧固至所述紧固件的所述端部。

3.  根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述结构体包括飞行器的结构部件。

4.  根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述环形边缘位于一平面中，并且每个脊部在所述腔内朝向所述环形边缘的所述平面延伸，随后继续穿过所述环形边缘的所述平面延伸至突出的内侧端部。

5.  一种用于围绕紧固件的从结构体突出的端部形成密封部的帽，所述帽包括：
帽本体，所述帽本体具有用于接纳所述紧固件的所述端部的腔；
密封材料入口，所述密封材料入口包括所述帽本体中的与所述腔流体连通的开口，所述开口设置成与密封材料注射装置互相连接以提供可固化密封材料从所述密封材料入口到所述腔中的流动，从而使所述可固化密封材料在所述腔中与所述紧固件的所述端部接触；
三个或更多个脊部，所述三个或更多个脊部从所述帽本体突出到所述腔中，所述脊部设置成在所述腔中与所述紧固件的所述端部接触；以及
所述脊部之间的三个或更多个通道，所述通道设置成使所述可固化密封材料能够从所述密封材料入口沿着所述通道流动成与所述紧固件的所述端部接触以及与所述结构体接触，
其中，所述帽本体和所述腔终止于位于一平面中的环形边缘处，并且每个脊部在所述腔内朝向所述环形边缘的所述平面延伸，随后继续穿过所述环形边缘的所述平面延伸至突出的内侧端部。

6.  根据权利要求5所述的帽，其中，每个脊部均包括能够将所述帽紧固至所述紧固件的所述端部的连接特征。

7.  根据权利要求6所述的帽，其中，所述连接特征包括形成在所述脊部中的突出部、凹口或锯齿状部。

8.  根据权利要求5、6或7所述的帽，其中，所述通道设置成使所述可固化密封材料能够从所述密封材料入口沿着所述通道流动至所述环形边缘。

9.  根据权利要求8所述的帽，其中，所述帽本体包括本体部分和环形裙部，所述本体部分包括密封材料入口，所述环形裙部终止于所述环形边缘处，并且其中，所述环形裙部的至少一部分从所述本体部分向外弯曲以使所述环形裙部相对于所述帽本体的中心轴线的角度增大。

10.  根据权利要求5至9中的任一项所述的帽，还包括每个脊部的所述突出的内侧端部与所述环形边缘之间的空隙。

11.  根据权利要求5至10中的任一项所述的帽，其中，所述密封材料入口包括设置成与所述密封材料注射装置互相连接的卡圈、凸台或其他突出部件。

12.  一种用于围绕紧固件的从结构体突出的端部形成密封腔的设备，所述设备包括：
根据权利要求5至11中的任一项所述的帽；以及
密封材料注射装置，所述密封材料注射装置具有喷嘴，所述喷嘴设置成与所述帽的所述密封材料入口互相连接以将可固化密封材料的流引导到所述腔中。

13.  一种接头，包括：
结构体；
紧固件，所述紧固件穿过结构体使得所述紧固件的端部从所述结构体突出；以及
帽，所述帽围绕所述紧固件的所述端部形成密封部，所述帽包括：帽本体，所述帽本体具有接纳所述紧固件的所述端部的腔；密封材料入口，所述密封材料入口包括所述帽本体中的开口；三个或更多个脊部，所述三个或更多个脊部从所述帽本体突出到所述腔中，所述脊部在所述腔中与所述紧固件的所述端部接触；所述脊部之间的三个或更多个通道；以及已固化的密封材料，所述已固化的密封材料填充包括所述通道的所述腔，所述密封材料与所述结构体以及所述紧固件的所述端部接触，
其中，所述帽本体和所述腔终止于环形边缘处，所述帽本体在所述紧固件的所述端部的上方安装成使得所述环形边缘与所述结构体之间 具有环形间隙，并且所述已固化的密封材料在所述环形间隙中形成密封材料环形凸边。

14.  根据权利要求13所述的接头，其中，每个脊部均包括第一连接特征，并且所述紧固件的所述端部包括三个或更多个对应的第二连接特征，每个第一连接特征均与第二连接特征互相连接。

15.  根据权利要求13或14所述的接头，其中，所述结构体为飞行器的结构部件。

16.  根据权利要求13至15中的任一项所述的接头，其中，所述紧固件的从所述结构体突出的所述端部包括螺栓、旋拧到所述螺栓上的螺母、以及位于所述螺母与所述结构体之间的垫圈；并且其中，所述脊部接触所述垫圈。

17.  根据权利要求16所述的接头，其中，所述螺母与所述垫圈经由相应的球形表面彼此接合。

18.  根据权利要求13至17中的任一项所述的接头，其中，所述密封材料环形凸边填充所述环形间隙。

19.  根据权利要求13至18中的任一项所述的接头，其中，所述密封材料环形凸边围绕所述环形边缘形成连续的密封材料凸边。

20.  根据权利要求19所述的接头，其中，围绕所述环形边缘的所述连续的密封材料凸边径向突出得超出所述环形边缘。

说明书可注射螺帽
技术领域
本发明涉及用于围绕紧固件的从结构体突出的端部形成密封部的帽、包括这种帽的接头、以及用于安装这种帽的方法。
背景技术
图1为穿过面板1的紧固件组件的突出端部的侧视图，面板1可以是复合材料面板或金属面板。该组件包括紧固件，该紧固件包括带外螺纹的螺栓2、带内螺纹的螺母3以及垫圈4(该紧固件可以替代性地包括任何其他已知的紧固件类型，例如铆钉或模压紧固件)。在雷击击中面板1并且雷击附于紧固件的情况下，图1中由标记5表示的位置处可能会发生放火花、产生等离子体或发生渗气。
发明内容
本发明的第一方面提供了一种围绕紧固件的从结构体突出的端部形成密封部的方法，该帽包括：帽本体，该帽本体具有腔；密封材料入口，该密封材料入口包括帽本体中的开口；三个或更多个脊部，所述三个或更多个脊部从帽本体突出到腔中；以及脊部之间的三个或更多个通道，该方法包括：将帽本体安装在紧固件的端部的上方以使得紧固件的所述端部被围封在腔内并且与脊部接触；将密封材料经由密封材料入口注射到腔中以使得密封材料沿着通道流动、填充腔、与紧固件的端部接触、以及接触结构体；以及使密封材料固化以形成密封部。帽本体和腔终止于环形边缘处；帽本体在紧固件的端部上方安装成使得环形边缘与结构体之间具有环形间隙；以及使密封材料从密封材料入口流动至环形边缘并从环形间隙流出以形成与结构体接触的环形凸边。这种布置使得能够围绕环形边缘形成密封材料的连续凸边。即，经由入口注射的密封材料经由 环形间隙离开腔以形成这种连续的凸边或掩条。因此，这种布置为密封部提供了较大的接触面积，这进而可以在相对较小的占用区域中提供帽与结构体之间的牢固且可靠的结合。
由于密封材料在将帽定位到紧固件的端部上之后被注射，因此可以使用具有较短的处理时间和固化时间的密封材料。密封材料可以在密封材料注射装置中根据应用被混合，从而确保了材料在其工作寿命期间并且在其开始固化之前被施加。快速固化的密封材料具有非常快地提供稳定结合的优点。即，已安装的帽将能够在短时间范围内承受来自组装工作者的意外撞击等。
脊部可以用来定位帽以使得紧固件的所述端部居中定位在腔内。
脊部优选地抓持紧固件的所述端部以使得紧固件的所述端部在密封剂材料被注射时不会由于流体压力的作用而被压出。
密封材料填充腔、与紧固件的所述端部接触以及接触结构体。这防止了腔内的气隙并且因此防止了燃料、水或其他污染物进入到腔中。
尽管密封材料具有密封腔的主要功能，但是密封材料还可以具有将帽结合至结构体的功能。因此，密封材料可以包含密封及结合材料。
应当指出的是，环形边缘、环形间隙和环形凸边可以是圆形的，或者环形边缘、环形间隙和环形凸边根据帽的形状可以具有任何其他的环形形状，例如六边形或椭圆形。因此，术语“环形”在本文中用来指下述元件：该元件形成围绕帽的周边延伸的封闭形状，帽的周边可以是圆形的或者可以不是圆形的。
该方法可以包括将脊部连接至紧固件的所述端部以将帽固定至紧固件的所述端部。以此方式，在密封材料的注射期间帽在紧固件的所述端部上方保持在位。这种连接可以通过连接特征——例如形成在脊部中的突出部、缺口或锯齿状部——而形成。
本发明的第二方面提供了一种用于围绕紧固件的从结构体突出的端部形成密封部的帽，该帽包括：帽本体，该帽本体具有用于接 纳紧固件的所述端部的腔；密封材料入口，该密封材料入口包括帽本体中的与腔流体连通的开口，该开口设置成与密封材料注射装置互相连接以提供可固化密封材料从密封材料入口到腔中的流动，从而使可固化密封材料在腔中与紧固件的所述端部接触；三个或更多个脊部，所述三个或更多个脊部从帽本体突出到腔中，所述脊部设置成在腔中与紧固件的所述端部接触；以及脊部之间的三个或更多个通道，所述通道设置成使可固化密封材料能够从密封材料入口沿着通道流动成与紧固件的所述端部接触以及与结构体接触。帽本体和腔终止于位于一平面中的环形边缘处，并且每个脊部均在腔内朝向环形边缘的平面延伸，随后继续穿过环形边缘的平面延伸至突出的内侧端部。
每个脊部均突出得超出环形边缘。因此，密封材料可以被注射到帽中以使得密封材料向外突出得超出环形边缘以形成凸边或掩条。这种设置既改善了密封部的密封性能又改善了密封部的结合性能。
上面关于第一方面所讨论的优点同样与第二方面相关。特别地，脊部可以既用来将帽定位在紧固件的所述端部上又用来抓持紧固件的所述端部。
通道优选地设置成使可固化密封材料能够从密封材料入口沿着通道流至环形边缘。
每个通道优选地通过所述三个或更多个脊部中的一个脊部与其相邻的通道分离，每个通道在环形边缘处比每个脊部宽。
帽本体优选地包括本体部分和环形裙部，其中，该本体部分包括密封材料入口，该环形裙部终止于环形边缘处。环形裙部的至少一部分从本体部分向外弯曲以使环形裙部相对于帽本体的中心轴线的角度增大。以此方式，密封材料与待同帽结合的结构体接触的面积可以在不增大帽的总直径的情况下最大化。
每个脊部均可以包括能够将帽固定至紧固件的所述端部的机械连接特征。连接特征可以包括诸如卡扣配合突出部之类的一个或多个突出部，所述一个或多个突出部设置成与紧固件的所述端部中的一个或多个对应的凹部特征互相连接。替代性地，每个脊部可以不 具有机械连接特征。
在每个脊部的端部部分与环形边缘之间优选地存在空隙或间隙。这种剖切特征用来围绕帽的周缘提供不间断的密封部(结合线、凸边或掩条)。
密封材料入口可以包括帽本体中的突出部(如凸台)，该突出部包括开口并且设置成与密封材料注射装置互相连接。密封材料入口的开口可以定中心于帽本体的中心轴线上。这种中央位置确保了到腔的整个周边的均匀的流动。替代性地，在一些实施方式中，开口可以与中心轴线偏离以使帽能够安装在有限的空间中。在这些情况下可能有必要将限制特征或其他特征结合到帽中以确保密封剂材料流能够提供均匀的密封。
本发明的第三方面提供了一种用于围绕紧固件的从结构体突出的端部形成密封腔的设备，该设备包括：根据第二方面的帽、以及密封材料注射装置，该密封材料注射装置具有喷嘴，该喷嘴设置成与帽的密封材料入口互相连接以将可固化密封材料的流引导到腔中。
通过提供与可固化密封材料分离的帽，密封材料可以是具有短工作寿命的类型的快速固化密封材料，这是因为密封材料可选地经由静态混合喷嘴直接施加至已组装的帽。
注射装置可以手动地、电动地、或者通过压缩空气供以动力。注射装置可以设置成输送固定体积的密封材料，由此确保受控的且一致的施加过程。
可固化密封材料可以是双组份粘合剂或密封剂材料，双组份粘合剂或密封剂材料的所述两种组份在被注射到帽中之前在注射装置的喷嘴中被混合在一起。替代性地，所述两种组份可以在经由注射装置的喷嘴输送之前进行预混合。
用于密封材料的优选材料为诸如双组份多硫化物基密封剂或二氧化锰基密封剂之类的密封剂材料。合适的多硫化物基密封剂为由NaftosealTM生产的MC-238A/B级。双组份密封剂如以上所讨论的可以在输送之前在施加枪内被混合，但其通常具有比双组份粘合剂更长的固化时间。特别地，与用于环氧粘合剂的约1小时相比，为 实现能够承受意外撞击等的牢固的密封所花费的时间可以是12小时或更多。然而，由于这些密封剂材料可以通过刀被容易地切去以移除帽，因此这些密封剂材料相对于环氧树脂粘合剂会是优选的。
替代性地，可固化密封材料可以包括具有良好流动特性的环氧树脂基粘合剂，最优选地包括双组份环氧树脂基粘合剂，如由3MTM生产的Scotch-WeldTM7256B/A。这些双组份粘合剂以能够装载到注射装置中的筒(优选地是50毫升的筒或更大的筒)的形式被供应。粘合剂的所述两种组份在注射器枪的喷嘴内根据应用被混合。
环氧树脂基粘合剂是自由流动的、具有低粘度、并且在室温处表现出快速固化。通过根据应用混合双组份粘合剂，可以使用具有非常短的工作寿命——例如只有几分钟的工作寿命——的粘合剂。这些粘合剂不能与已知的密封帽一起使用，其需要在将帽组装在紧固件端部上方之前施加和/或手工施加。
本发明的第四方面提供了一种接头，该接头包括结构体、紧固件以及帽，其中，该紧固件穿过结构体使得该紧固件的端部从结构体突出，该帽围绕紧固件的所述端部形成密封部，该帽包括：帽本体，该帽本体具有接纳紧固件的所述端部的腔；密封材料入口，该密封材料入口包括帽本体中的开口；三个或更多个脊部，所述三个或更多个脊部从帽本体突出到腔中，脊部在腔中与紧固件的所述端部接触；脊部之间的三个或更多个通道；以及已固化的密封材料，该已固化的密封材料填充包括通道的腔，该密封材料与结构体以及紧固件的所述端部接触。帽本体和腔终止于环形边缘处，帽本体在紧固件的所述端部上方安装成使得环形边缘与结构体之间具有环形间隙，并且已固化的密封材料在环形间隙中形成密封材料环形凸边，该密封材料环形凸边填充或部分该填充环形间隙。
密封材料环形凸边通常围绕环形边缘形成密封材料连续凸边，该密封材料连续凸边优选地径向突出得超出环形边缘。
上面关于第一方面和第二方面所讨论的优点同样适用于第三方面和第四方面。
通常，紧固件的从结构体突出的端部包括螺栓、旋拧到螺栓上的螺母、以及位于螺母与结构体之间的垫圈。脊部可以接触螺母， 但更优选地脊部接触垫圈。螺母和垫圈可以经由相应的球形表面彼此接合以适应螺母与垫圈之间的相对倾斜。
每个脊部均可以包括第一连接特征并且紧固件的所述端部可以包括一个或多个对应的连接特征(如环形凹槽或一系列凹口)，每个第一连接特征均与对应的连接特征互相连接。以此方式，帽通过互相连接的连接特征紧固至紧固件端部。
帽本体可以优选地由诸如玻璃填充聚醚酰亚胺(PEI)之类的热塑性材料通过注入模制形成。合适的玻璃填充PEI为UltemTM2400，其包括按体积计为40％的玻璃纤维。可选地，帽本体为透明的以在密封材料被注射时对密封材料进行观察。
帽的环形部分(即，环形边缘、环形裙部和环形间隙)可以具有大致环形形状的截面，或者帽的环形部分的截面可以是任何其他封闭形状，如六边形或方形(例如用以围封具有六边形或方形形状的紧固件)。
在优选实施方式中，密封材料(或者密封及结合材料)填充腔以也便将帽结合至结构体。因此，帽与结构体之间的结合由帽-密封剂材料的结合以及密封剂材料-结构体的结合形成。
在上述方面的任何方面中，根据本发明的帽都可以围封紧固件的每个端部，使得接头从结构体的两侧被密封。
结构体优选地为飞行器的结构部件，更优选地为飞行器机翼的结构部件，并且最优选地为飞行器机翼的形成燃料罐的边界壁的结构部件。结构体优选地包括复合材料结构部件，并且紧固件可以是金属紧固件。在这些情况下，雷击尤其可能发生在紧固件处。结构体通常包括通过紧固件接合在一起的一对结构部件。在这些飞行器应用中，帽的密封腔可以在雷击事件中安全地阻止渗气或放火花事件。密封材料还提供了围绕紧固件的所述端部的流体紧密密封，从而防止了燃料通过紧固件所穿过的结构体中的孔泄漏。
第一方面的方法的帽可以包括根据第二方面的帽，并且该方法可以获得根据第四方面的接头。该方法可以使用根据第三方面的设备。类似地，第四方面的接头可以包括根据第二方面的帽。
上面或下面所讨论的与本发明的各方面中的任意方面有关的可选的或所需的特征中的任意特征都可以单独地或者以任何组合的方式应用于任何其他方面。
附图说明
现在将参照附图对本发明的各实施方式进行描述，在附图中：
图1为现有技术的螺母和螺栓组件的侧视图；
图2为密封材料注射装置以及根据本发明的第一实施方式的螺帽的沿着图3中的线A和线B截取的截面图；
图3为第一实施方式的螺帽的内(底)端部的视图，该视图示出了截面线A和截面线B——图2的截面沿着截面线A和截面线B进行截取；
图4为第一实施方式的螺帽的沿着图3中的线A和线C截取的截面图，示出了经由密封材料注射装置注射密封材料之后的状态；
图5为根据本发明的第二实施方式的螺帽的截面图；
图6为根据本发明的第三实施方式的螺帽的截面图；
图7为根据本发明的第三实施方式的螺帽的下侧等距视图；
图8至图11示出了四个不同的裙部形状；以及
图12为另一螺帽的截面图，示出了经由密封材料注射装置注射密封材料之后的状态。
具体实施方式
图2至图4示出了本发明的第一实施方式，而图5至图12的其他实施方式仅在很小的方面与第一实施方式不同。每个实施方式的等同特征由相同的附图标记来标识。
图2中的可注射螺帽100包括帽本体10，帽本体10限定了内腔20。帽本体10的外侧(上部)部分为圆顶状。帽本体10具有轴向中心开口12，从轴向中心开口12延伸有管状卡圈或凸台14，卡圈 或凸台14能够与密封材料注射装置的喷嘴200互相连接。凸台14的外径的尺寸设计成被接纳在喷嘴200内，如图4中所示。将喷嘴200装配到凸台14上是优选的(而不是将凸台14装配到喷嘴200上)，这是因为将喷嘴200配合到凸台14上不限制密封材料的流动并且会导致密封剂不太定向地流到帽中。可选地，喷嘴可以经由卡口式配件等与凸台互相连接。如果需要，凸台14的内径可以沿注射方向以3至5度的锥度逐渐减小。
帽本体的内侧(下部)部分具有环形扩口裙部16，环形扩口裙部16以相对于中心帽轴线成锐角的方式径向向外突出并且终止于环形边缘18处。六个均匀分布的脊部30从帽本体10向内突出到腔20中，每个脊部30均包括沿轴向方向沿着腔20的下(内侧)半部延伸的长形构件。虽然在本示例中示出了六个脊部，但是脊部的数目可以在三个至七个之间变化。
图2的截面是沿着在右手侧上的穿过其中一个脊部30的线A以及沿着在左手侧的没有穿过相对的脊部30而是穿过所述相对的脊部下方的通道31的线B截取的。另一方面，图4的截面沿着线A和线C穿过两个相对的脊部30。
在图2、图4、图5和图6中，螺帽100被示出为安装在穿过结构体101的紧固件300的突出尾端上方。紧固件包括螺栓310、螺母320和垫圈330。脊部30中的每个脊部均与螺母320的圆筒形外壁322接合，从而将腔20的基部半部分成在脊部30之间的六个分开的通道31。脊部30可以经由间隙配合或者过渡配合接合壁322。脊部30还借助于其径向方向上的尺寸来控制帽100的相对径向位置。即，具有相等轴向宽度的均匀分布的脊部30将确保帽100与紧固件300同轴。
垫圈330具有与螺母322相比减小的外径，因此螺母320具有环形垂悬部324a。每个脊部30均具有包括卡扣配合突出部32a的机械连接特征，卡扣配合突出部32a从其相应的脊部30的下(内侧)端部径向向内突出。
在将帽100组装到紧固件300上期间，卡扣配合突出部32a向外挠曲以使帽本体10能够在螺母320上滑动。一旦帽100处于其如 图中2所示的最终位置，卡扣配合突出部32a就向回卡扣并恢复至其原始形状以使得卡扣配合突出部32a与螺母320的垂悬部324a相互锁定。这种相互锁定连接在密封材料的注射(下面所描述的)期间阻止帽100被提升而离开螺母320。
在图5中，每个连接特征均包括周向延伸突出部32b，周向延伸突出部32b与螺母320的外壁322中的对应的周向延伸凹部或槽322b相互锁定。在图6中，每个连接特征均包括锯齿状表面32c，锯齿状表面32c与螺母320的外壁中的对应的锯齿状表面324c接合。每个锯齿状表面32c、324c均可以包括多个脊部、多个槽、多个尖端、多个凹部等。
返回至图4，当密封材料注射装置的喷嘴200连接至凸台14时，该喷嘴200经由开口12将密封材料400的连续流输送到腔20中。密封材料400流到帽100中以使得密封材料400完全填充腔20，从而使密封材料400接触紧固件的端部而没有任何气隙留下。密封材料400随后流动成与结构体101接触-同样没有任何气隙留下。腔20具有收缩部21——螺母320在该收缩部21处与脊部30相接。该收缩部21有助于阻挡密封材料，直到密封材料完全填充腔20的位于收缩部21上方的外侧(上部)部分为止。一旦密封材料已经完全填充腔的外侧部分，压力就将增大并迫使密封材料流过收缩部21并且沿着通道31流至形成腔20的内侧端部的环形边缘18。
环形边缘18位于与结构体101平行的平面中，并且每个脊部30在腔20内均朝向环形边缘18的平面延伸，随后继续穿过环形边缘18的平面延伸至如图2中所示的与结构体101接合的突出的内侧端部。由于脊部30轴向突出得超出环形边缘18的平面，因此在环形边缘18与结构体101之间存在环形间隙102(图2中示出)。该环形间隙102为已沿着通道31流动的密封材料400提供了出口，从而使密封材料400能够从间隙102中挤出并且能够围绕帽100的周缘形成连续的环形凸边或掩条410。脊部30还各自在其内侧(底)端部处具有凹的剖切轮廓34，剖切轮廓34在脊部的内侧端部与环形边缘18之间提供了空隙以确保环形间隙102在脊部30的区域中不被中断并且确保凸边410具有一致的轮廓。
合适的替代性材料400为双组份多硫化物基密封剂，如由 NaftosealTM生产的MC-238A/B级。替代性材料400为双组份环氧树脂基结构粘合剂，如Scotch-WeldTM7256B/A。该粘合剂以筒的形式(优选地为50毫升的筒)被供应并且根据应用通过注射枪在喷嘴200内被混合。这些环氧树脂基粘合剂是自由流动的，具有低粘度，并且在室温处表现出快速固化。
帽100由诸如玻璃填充聚醚酰亚胺(PEI)之类的热塑性材料注入模制。合适的玻璃填充PEI为UltemTM2400，UltemTM2400包括按体积计为40％的玻璃纤维。帽100可以替代性地通过模制、通过添加制造工艺或通过任何其他合适的工艺来制成。脊部30与帽本体10一体地形成。
在安装期间，帽100首先布置在图2中示出的位置中，其中，紧固件300的尾端(或者替代性地为头端)被围封在腔20内并且由脊部30抓持。密封材料注射枪的喷嘴200随后插入到凸台14上方以在喷嘴200与凸台14之间产生临时密封。预混合的密封材料400随后被从喷嘴200注射到腔20中，预混合的密封材料400聚集在腔20中。密封材料400的流动被限制在脊部30之间的通道中以使得六个均匀的流形成在每个脊部间通道31中。密封材料400完全填充腔20，直到密封材料400穿过形成在环形边缘18处的环形间隙102流出并且与结构体接触以形成掩条或凸边410为止，此时密封材料400从喷嘴200的流动停止。凸边410填充环形间隙102并且径向地突出得超出环形边缘18。
在将可固化密封材料400注射到腔20中之后，喷嘴200被移除并且已注射的密封材料400留下以进行固化。密封材料400在固化时提供了帽100与结构体101之间的牢固的粘合结合，并且还提供了帽100与紧固件300之间的牢固的粘合结合。
已固化的注入密封材料400还用以充分地填充及密封腔20。因此，可以容受雷击期间造成的放火花事件和渗气事件。还防止了燃料、水或者其他污染物进入到腔20中。
本发明的密封材料注射方法避免了气穴积聚(即空气截留)在腔20内，这是因为实现了密封材料的均匀分布的覆盖。这些气穴是特别不希望有的，这是因为这些气穴会为不受控的放火花事件或渗 气事件提供场所并且还导致密封受损以及随后的通过紧固件接头的燃料泄漏。
图7示出了与帽100类似的帽500，其中，等同特征具有相同的附图标记。帽500的裙部具有与帽100的裙部的轮廓稍微不同的轮廓，如图8和图9中所示。图8示出了帽100的裙部16以及与帽的中心轴线平行的线50。帽本体具有与线50平行的圆筒形本体部分51，并且裙部16从本体部分沿着其整个长度向外弯曲至环形边缘18。因此，裙部16的相对于帽本体的中心轴线的角度沿着其整个长度一直连续增大直至环形边缘，并且裙部16由单个连续弯曲的凸缘构成。在图9(图9为图7的帽500的裙部的截面图)的情况下，裙部从本体部分51开始向外弯曲以形成扩口肩部52，随后向内弯曲以形成非扩口的圆筒形裙部部分53，随后再次向外弯曲以形成扩口凸缘54。因此，环形裙部16相对于帽本体的中心轴线的角度沿着帽本体的长度的仅一部分(即在肩部52和凸缘54处)连续增大。
图10示出了另一替代性的裙部形状。在这种情况下，本体部分60成圆顶状(因此，本体部分60相对于中心轴线的角度连续减小)。扩口裙部或凸缘61在拐角62处从本体部分60向外弯曲并且随后沿其长度至其环形边缘具有未弯曲(锥形)的形状。
在图11的情况下，裙部从本体部分70开始向外弯曲以形成肩部71，随后向内弯曲以形成非扩口的圆筒形裙部部分72。因此，裙部相对于帽本体的中心轴线的角度仅在肩部部分71中增大。
图12示出了替代性紧固件组件，该紧固件组件可以适应螺栓310相对于结构体101的表面的倾斜。垫圈330被具有凹球形上表面的垫圈330a替代，该凹球形上表面与螺母320a上的对应的凸圆形表面接合。因此，如果螺栓310的轴线没有与结构体101的表面精确地垂直，则球形表面使螺母320a能够相对于垫圈330a倾斜达5°。螺栓310的顶部边缘与帽本体10的圆顶状上表面之间提供有足够的间隙以适应这种倾斜。脊部30与垫圈330a而不是螺母320a接合的事实使得能够适应这种倾斜。
垫圈330a的基部形成有具有垂悬环形面的环形槽，该垂悬环形面与帽的脊部30的卡扣配合突出部相互锁定。
尽管以上已经参照一个或多个优选实施方式对本发明进行了描述，但是应当理解的是，在不背离本发明的如所附权利要求限定的范围的情况下可以做出各种改变或修改。