分段式螺母的改进的制作方法

本发明涉及可适用于螺纹螺栓、机加工螺纹螺钉、螺纹螺柱或螺纹杆的分段式螺母。

背景技术：

在国际专利申请pct/au2015/050803中描述了申请人已知的分段式螺母，其内容整体并入本文，该申请包括由多个部段形成的内部螺母，每个部段都具有螺纹的一部分，以形成用以与螺栓、机加工螺钉、螺柱或杆的螺纹接合的螺纹。

上述分段式螺母的外部套筒具有面向内的支承表面，该支承表面与内部螺母的部段接合并且通过提供对部段的径向阻止来使内部螺母的部段围绕螺栓、螺柱或杆的螺纹保持在一起。

套筒相对于部段的旋转使套筒脱离将部段保持在一起。套筒可以从处于部段周围移除。部段可以从与螺栓、机加工螺钉、螺柱或杆的螺纹的接合中分离和释放，并且螺母被完全释放。

在国际专利申请pct/au2015/050803中描述的分段式螺母在部段的外表面中的每个外表面上，在距穿过分段式螺母的中心轴线的共同半径处具有径向支承表面，该径向支承表面与套筒的内部表面接合。这种“径向”支承表面是在部段与套筒之间的柱形接口的、沿着该柱形接口的周向的一部分。因此，每个部段和套筒都可以相对于彼此“滑动”而不会改变套筒的扩展(dilation，扩张、膨胀度)。

这种圆弧形(radiused，倒圆的)表面提供了足够的接合，以通过套筒进行径向约束。圆弧形接触区域在分段式螺母的组装期间要求精确的公差，以确保螺母在运输或储存期间不会意外地散开(旋转地或轴向地)。

为了帮助确保组装好的螺母在运输、储存和初始使用期间不分离，国际专利申请pct/au2015/050803中描述的分段式螺母在内部部段与外部套筒之间具有过盈配合。

然而，套筒相对于内部部段的释放扭矩对过盈配合的程度敏感，并且依赖于精确的公差，从而增加了批量生产的困难程度。

过盈配合还可能在套筒围绕部段的压配合期间引起“粘连(galling，毛边、磨损)”(或冷焊)问题。

这种“粘连”是由套筒的内部表面与部段中的每个部段的外部(圆弧形)支承表面之间的高度粘附引起的。

当材料“粘连”时，材料中的一些材料被接触表面拉动，特别是在有大的力将表面压挤在一起时。

这种粘连影响套筒相对于内部螺母的最终释放扭矩，并增加了一个分段式螺母与另一分段式螺母之间的释放扭矩的可变性/不可预测性。

而且，已经认识到，可以通过提供部段与套筒之间改进的接合特性来增强上述分段式螺母，以帮助确保处于组装状态的具有更一致的释放扭矩特性的分段式螺母的安全运输和存储。

技术实现要素：

考虑到上述情况，本发明的一个方面提供了一种用于与螺栓、螺柱或杆的螺纹轴进行螺纹接合的分段式螺母，该分段式螺母包括：内部螺母，该内部螺母包括至少两个部段，该至少两个部段提供穿过内部螺母的用于与螺栓、螺柱或杆的螺纹轴接合的螺纹孔的至少一部分；以及套筒，该套筒在分段式螺母被组装好时接合在至少两个部段周围并将至少两个部段保持在一起，该套筒包括套筒接口部分，并且部段中的至少一个部段具有部段接口部分，当在分段式螺母的释放期间套筒相对于内部螺母旋转时，套筒接口部分的至少一部分和部段接口部分的至少一部分接合；部段接口部分的至少一部分距分段式螺母的中心轴线的距离比套筒接口部分的至少一部分距中心轴线的最小距离大。

在使用中，套筒和部段只可以通过使部段的部段接口部分经过套筒的套筒接口部分来相对于彼此朝向分段式螺母释放位置旋转。

优选地，部段接口部分的至少一部分和套筒接口部分的至少一部分距穿过分段式螺母的中心轴线(ca)存在径向距离叠覆。

中心轴线ca中心地穿过从分段式螺母的一个面侧到分段式螺母的另一个面侧通过分段式螺母的孔。

本发明的另一方面提供了一种用于与螺栓、螺柱或杆的螺纹轴进行螺纹接合的分段式螺母，该分段式螺母包括：内部螺母，该内部螺母包括至少两个部段，该至少两个部段提供穿过内部螺母的用于与螺栓、螺柱或杆的螺纹轴接合的螺纹孔的至少一部分；以及套筒，该套筒在分段式螺母被组装好时接合在该至少两个部段周围并将至少两个部段保持在一起，该套筒具有包括套筒接口部分的内部表面，并且部段中的至少一个部段具有至少一个相应的部段接口部分，当在分段式螺母的释放期间，套筒接口部分和部段接口部分经过彼此时，套筒接口部分和部段接口部分中的至少一者在套筒和内部螺母的相对旋转期间通过套筒接口部分和部段接口部分的接触而经历弹性变形。

优选地，部段接口部分和/或套筒接口部分可以设置在相应部段或套筒上间隔开的顶端(apex，尖端、顶点)之间。

套筒接口部分和/或部段接口部分可以是弯曲的、平坦的或平面的、或它们的两种或更多种的组合。套筒接口部分和/或部段接口部分可以具有至少一个顶端或脊，其可以是圆弧形的以提供弯曲的顶端或脊，或者可以具有尖锐的表面不连续部以提供成角度的顶端或脊(诸如小于90°、优选地小于45°、并且更优选地小于30°的锐角内角。

本发明的另一方面提供了一种分段式螺母，该分段式螺母包括内部螺母，该内部螺母具有至少两个部段，该至少两个部段提供穿过内部螺母的用于与螺栓、螺柱或杆的螺纹轴接合的螺纹孔的至少一部分；以及套筒，该套筒在分段式螺母被组装好时结合在该至少两个部段周围并将该至少两个部段保持在一起，并且该分段式螺母包括至少一个保持部，该至少一个保持部在分段式螺母被组装好时防止从部段轴向移除套筒，并且该至少一个保持部允许在套筒相对于部段旋转时从部段轴向移除套筒以释放分段式螺母。

本发明的另一方面提供了用于分段式螺母的内部螺母的部段，该内部螺母的部段包括至少一个轴向保持部，在使用中，该至少一个轴向保持部防止在分段式螺母被组装好时从部段轴向移除分段式螺母的套筒，并且允许在套筒相对于部段旋转时从部段轴向移除套筒以释放分段式螺母。

本发明的又一方面提供了用于分段式螺母的内部螺母的部段，该内部螺母的部段包括接口部分，其中，当部段在组装好的分段式螺母中时，部段接口部分的至少一部分距分段式螺母的中心轴线的距离比套筒的套筒接口部分距分段式螺母的中心轴线的最小距离大，并且在使用中，套筒和部段只可以通过使部段的接口部分经过套筒的套筒接口部分来相对于彼此朝向分段式螺母释放位置旋转。

本发明的另一方面提供了一种分段式螺母，包括内部螺母，该内部螺母具有至少两个部段，该至少两个部段提供穿过内部螺母的螺纹孔的至少一部分；以及套筒，该套筒在至少两个部段周围，其中，套筒提供间隙空间，以用于在套筒相对于至少两个部段旋转地定向在释放位置时使至少两个部段相对于穿过分段式螺母的中心轴线径向地移动，并且其中，当套筒旋转地定向成与至少两个部段接合时，至少两个部段和套筒通过套筒和至少两个部段的接触而保持在一起。

为避免疑义，通过分段式螺母的中心轴线穿过分段式螺母的在其相反的开口端之间，即在自由面与工作(压挤)面之间的径向中心

本发明的又一方面提供一种分段式螺母，具有至少两个部段和套筒，其中，当至少两个部段和套筒被组装并保持在一起时，至少两个部段具有在套筒内并相对于穿过分段式螺母的中心轴线的一定量的径向移动自由度(或游隙(freeplay，空隙、间隙))。

例如，当分段式螺母被组装好并且处于未释放定向时，例如分段式螺母在该分段式螺母准备好被应用于螺栓、螺纹螺柱或螺纹杆的螺纹时的状态时，分段式螺母可以在至少两个部段和套筒之间提供径向间隙配合。

将理解的是，至少两个部段和套筒可以以准备将分段式螺母应用到螺栓、螺柱或杆的螺纹的组装定向被保持在一起，其中至少两个部段保持在套筒内并由套筒保持但是具有一些径向自由度，使得当分段式螺母被应用于螺栓、螺柱或杆的螺纹时，分段式螺母内产生径向力或张力，并且至少两个部段的任何所描述的径向“游隙”或“松弛”被移除。

在下面的其他参考中，半径实际上是所描述的特征的“轮廓”或圆角半径，其中心可能不是(且实际上不是)螺母的中心。

优选地，当释放分段式螺母时，在套筒相对于至少两个部段的旋转移动期间，在套筒与至少两个部段之间的径向力最初通过部段的部段接口部分与套筒的相应套筒接口部分的接触而增加，并且随后降低，以使得能够将套筒从与内部螺母的保持接合中释放。

优选地，套筒的套筒接口部分和内部螺母的部段的相应部段接口部分中的一者或两者是平坦的。这些特征为套筒和内部螺母提供稳定/自动定心(selfcentring，自动对中)位置，以在围绕螺栓、螺柱或杆螺纹拧紧之前在组装在一起时进行接合。

优选地，分段式螺母包括至少三个部段。

部段中的一个或多个部段可以具有至少两个接口部分。

当分段式螺母处于释放状态/定向，其中套筒仍然围绕部段时，允许部段径向地释放到由套筒提供的间隙空间中。

优选地，间隙空间足以允许从螺栓、螺柱或杆的相应螺纹径向地清除部段的螺纹部分。

套筒的内部表面的平坦支承部分和内部螺母的面对表面处于面对面定向，并且通过部段接口部分的顶端进行偏置，阻止套筒和螺母相对于彼此旋转，确保套筒和内部螺母相对于彼此保持旋转静止，使得它们将趋于保持就位以及在任何无意的小旋转偏转之后恢复回来。

部段的面向套筒的内部表面的相对套筒接口部分的部段接口部分允许用于组装分段式螺母的标称间隙配合，减少组装期间粘连的发生，并且套筒和部段之间的公差不需要像先前采用的过盈配合那样紧密，同时仍然防止外部套筒和内部部段相对于彼此自由地旋转。

部段的部段接口部分与套筒的内部表面的套筒接口部分之间的一些标称间隙适用于本发明的一个或多个实施方式，其中，当存在套筒关于部段的旋转时，相应部段的部件支承抵靠套筒的内部面。

将理解的是，在组装先前开发的紧密公差分段式螺母时，在套筒和内部螺母之间的过盈接口处的粘连可能保持隐藏。隐藏的粘连使在一个螺母和下一个螺母之间分段式螺母的释放扭矩特性发生变化，产生分段式螺母的不可预测的性能。虽然这本身并不一定使得其他布置不可接受(因为通常将需要比标称高的释放扭矩)，但是要理解，更期望更可重复且更可预测的释放扭矩。本文描述的本发明的实施方式有助于减轻或移除该问题。

将套筒和内部螺母轴向固持(retention，保留、挡住)在一起防止了分段式螺母在运输、储存和初始使用期间的意外/无意间的散开。

将套筒的轴向固持结合到分段式螺母中以防止套筒显著地远离螺母的工作面轴向移动提供了显著的优点。套筒的用以防止套筒离开分段式螺母的自由面的轴向固持提供了套筒将不会轴向滑动/游动(例如通过螺母的振动)离开部段的信心。

优选地，提供套筒的轴向固持——防止套筒离开分段式螺母的自由端的——的一个或多个保持部可以与分段式螺母成一体。

套筒的内部表面的套筒接口部分和内部螺母部段的部段接口部分的面对面初始组装定向，以及增加旋转力以引起套筒接口部分和部段接口部分中的一者或两者偏转的要求确保了分段式螺母具有自动定心特性，并且优选地减小不可预测/不一致的释放扭矩特性。

本发明的一个或多个实施方式的分段式螺母可以包括附属(captive)垫圈。例如，belleville型弹簧垫圈可以保持在分段式螺母上，优选地保持在内部螺母上。

预装配的垫圈可以径向延伸以提供保持部，该保持部防止套筒轴向移动和从内部螺母释放。

平坦对平坦(flat-on-flat)的支承部分和部段接口部分迫使部段和套筒中的一者或两者在其接口处随着扭转的角度进行径向变形。这是因为，接触半径随着部段和套筒相对于彼此的旋转而改变，其中在内部螺母的平坦部段接口部分和套筒的平坦套筒接口部分对准的情况下测量最小半径。

在套筒和部段的相对旋转期间，从部段接口部分到顶端的半径的增加迫使套筒向外偏转/变形。总偏转/变形取决于扭转角度和平坦的部段接口部分的长度。套筒的径向变形生成弯曲和环向应力，其由套筒根据其在相应模式中的刚度来抵抗。

设置在内部螺母上的至少一个轴向保持部诸如固持台阶提供了正的肩部或唇部，套筒在不经历实质上可能破坏性的变形的情况下不能经过该肩部或唇部。通过套筒的刚度防止了在该方向上的变形。

优选地，轴向保持部与相应部段成一体。

优选地，在分段式螺母的组装过程期间形成轴向保持部，由此围绕内部螺母的组装好的部段放置套筒，并且形成轴向保持部或者多个轴向保持部中的每个轴向保持部。可以通过锻造或压制(press，冲压)一个或多个突片以从部段延伸以覆盖套筒的面的至少一部分来形成轴向保持部。

轴向保持部可以设置在内部螺母的工作(压挤)面附近，或者与外部套筒的远离内部螺母的工作(压挤)面的自由面相邻。

与套筒的自由面相邻的轴向保持部可以通过一个或多个台阶设置在至少一个部段中，优选地在每个部段中。当分段式螺母被组装好时，一个或多个台阶可以叠覆套筒的自由面，从而防止套筒完全从内部螺母轴向移动。

至少一个轴向保持部为用以旋转地驱动内部螺母的工具提供相应的至少一个工具接合部分。至少一个工具接合部分可以包括至少一个工具接合面，该至少一个工具接合面用于与在向内部螺母施加扭矩时诸如当在螺纹螺栓、杆或螺柱上施加/拧紧螺母时使用的工具的至少一个相应的驱动面接触。

可以提供下部轴向保持部布置作为一个或多个成形唇部。当组装好时，内部螺母的工作面的一部分经历唇部形成过程，套筒不能轴向地朝向内部螺母的工作面经过该唇部。这有利地允许部段容易地插入套筒中，其中整体的自由面固持特征在自由面端处捕获套筒，然后最终成形过程在工作面端处捕获套筒以完全地轴向地捕获套筒。

在一种设计中，诸如通过切割、研磨或铣削在内部螺母的工作面中形成凹槽，以限定待变形的材料的内部边界。替代性地，提供底切以使唇部下方的区域应力消除，确保在唇部下方不发生膨胀，否则可能与套筒和内部部段之间的接口过盈。

附属垫圈布置可以包括belleville垫圈，其具有分段(例如齿形的)台阶。当垫圈处于其预压挤状态时，该台阶形成具有锐角的凹形区域，当变平时该锐角变为垂直的。唇部是径向倾斜的，使得当轴向压挤时，台阶将“卡入”在每个部段上的保持凹槽中。当未被压挤时，垫圈将径向接合，稍微将部段预加载到外部套筒上，并且还锁定在凹槽中使得其不能被拉出。然而，一旦垫圈的压挤开始，垫圈就不再在部段上径向向外推出并因此变得自由旋转，这是正确执行为垫圈的要求。

通过套筒内部表面的套筒接口部分与相应部段的部段接口部分之间的非平坦对平坦的接触也可以实现套筒稳定性/扭转敏感释放扭矩的角度，只要接触处的半径小于部件沿其移动的半径即可。

可以通过一些铆接过程实现轴向固持，在组装好的螺母顶部处使用变形过程以防止移动。

当分段式螺母被组装好时，实现了围绕部段的套筒稳定性，以及轴向固持的附加益处。

除此之外，套筒和部段之间降低的径向保持力(径向过盈配合力)以及因此套筒和部段之间降低的公差减少或避免了对套筒/部段进行机加工以配合部段/套筒的高公差的需求，大大降低了制造成本。

对附属垫圈设计的选择确保了分段式螺母可以与垫圈组装，在某些安装的应用中防止自松动并且显著提高安全性。

分段式螺母的一种或多种形式可以包括至少一个保持部，该至少一个保持部防止在分段式螺母被组装好时从部段轴向移除套筒，并且允许在套筒相对于部段旋转时从部段轴向移除套筒以释放分段式螺母。

内部螺母的部段中的至少一个部段可以包括至少一个轴向保持部，在使用中，该至少一个轴向保持部防止在分段式螺母被组装好时从部段轴向移除分段式螺母的套筒，并且该至少一个轴向保持部允许在套筒相对于部段旋转时从部段轴向移除套筒以释放分段式螺母。

部段中的至少一个部段、优选地两个或更多个部段、并且更优选地所有部段可以包括在相应部段的工作面处的凸缘部分。

优选地，相应的凸缘部分叠覆套筒的至少一部分。

本发明的另一方面提供一种分段式螺母，该分段式螺母包括：内部螺母，该内部螺母具有至少两个部段，该至少两个部段提供穿过内部螺母的用于与螺栓、螺柱或杆的螺纹轴接合的螺纹孔的至少一部分；以及套筒，该套筒在分段式螺母被组装好时接合在至少两个部段周围并将至少两个部段保持在一起，并且部段中的至少一个部段包括在相应部段的工作面处的凸缘部分。

相应的凸缘部分可以叠覆套筒的至少一部分。

本发明的另一方面提供了一种用于分段式螺母的内部螺母的部段，该内部螺母的部段包括在相应部段的工作面处的凸缘部分。

当分段式螺母被组装好时，相应的凸缘部分可以叠覆分段式螺母的套筒的至少一部分。

附图说明

将参考附图中的至少一些附图来描述本发明的一个或多个实施方式，在附图中：

图1和图2示出了在现有的国际专利申请pct/au2015/050803中描述和示出的分段式螺母的特征，并使用相同的附图标记。

图3示出了分段式螺母的截面的细节，该分段式螺母在外部套筒的内部凸形表面上和内部螺母部分的顶端(顶端)处的外部表面上具有圆弧形相应的凸形的套筒接口部分。

图4示出了根据本发明的实施方式的分段式螺母的截面的细节。

图5和图6示出了根据本发明的另一实施方式的分段式螺母的截面的细节。

图7和图8示出了根据本发明的实施方式的分段式螺母的下侧视图。图7示出了轴向保持部的预成型件，其中细节在下面参考的图9a和图9b中示出。图8示出了所形成的轴向保持部，其中细节在下面参考的图10a和图10b中示出。

图9a和图9b示出了穿过根据本发明的实施方式的处于轴向保持部的形成阶段的分段式螺母的截面视图。

图10a和图10b示出了穿过根据本发明的实施方式的具有所形成的保持部的分段式螺母的截面视图。

图11a和图11b分别示出了根据本发明的另一实施方式的原型和所形成的保持部的替代性布置。

图12a和图12b分别示出了根据本发明的另一实施方式的原型和所形成的保持部的替代性布置。

图13示出了根据本发明的实施方式的分段式螺母的内部螺母的部段。该部段包括保持部部分和部分平坦的接触面，以防止外部套筒在螺母被安装和拧紧时并且在释放之前使内部螺母向上移动。

图14示出了根据本发明的实施方式的分段式螺母的内部螺母上的部段。该部段包括平坦的接触面并且不包括保持部部分。

图15示出了根据本发明的实施方式的分段式螺母的顶部立体图，在内部螺母的部段上结合有上部保持部，以用于保持套筒。

图16示出了图11b中所示的根据本发明的实施方式的分段式螺母的底部(下侧)立体图，在内部螺母的下侧附近在内部螺母的部段上结合有下部保持部，以用于保持套筒。

图17a至图17c示出了穿过根据本发明的另一实施方式的分段式螺母的截面，包括使垫圈保持的台阶，该垫圈用作外部套筒的保持部。

图18示出了施加的扭矩相对于释放本发明的至少一个实施方式的分段式螺母所需的套筒的旋转角度的示例性曲线图。

图19示出了施加的扭矩相对于释放本发明的至少一个实施方式的分段式螺母所需的套筒的旋转角度的示例性曲线图，以及与所施加的扭矩关于用于使传统螺母松动的旋转角度的比较。

图20a至图20e示出了根据本发明的另一实施方式的分段式螺母。

图21至图24示出了根据本发明的各个实施方式的套筒和内部螺母部段之间的接口的替代性布置。

图25a至图25c示出了根据本发明的另一实施方式的组装好的带凸缘的分段式螺母的阶段。部段中的每个部段包括总凸缘的一部分。图25a示出了准备应用于部段的套筒或轴环。图25b示出了在部段上滑动但尚未旋转到保持位置的套筒或轴环。图25c示出了相对于部段旋转并将部段保持在一起的套筒或轴环。

图26a和图26b示出了根据本发明的实施方式的带凸缘的分段式螺母。

图27a和图27b示出了根据本发明的另一实施方式的替代性带凸缘的分段式螺母。

图28a和图28b示出了根据本发明的另一实施方式的替代性带凸缘的分段式螺母。

图29a和图29b示出了带凸缘的分段式螺母的实施方式，包括保持装置，以在组装带凸缘的分段式螺母之后阻止/防止套筒/轴环相对于部段的相对旋转。

图30a至图30c以平面图示出了释放根据本发明的实施方式的分段式螺母的从图30a到图30c的顺序步骤。

具体实施方式

图1和图2示出了分段内部螺母16的特征，该分段内部螺母具有凸圆形套筒接口部分34，即弯曲的或径向的套筒接口部分，所述套筒接口部分是部分柱形的。距这些套筒接口部分中的每个套筒接口部分的中心的半径rc以螺母本身的中心c为中心。每个凸圆形套筒接口部分34延伸通过弧或延伸约5°至10°。通过穿过分段式螺母10的孔的中心点或中心轴线被示出为在内部螺母部段的套筒接口部分34与外部套筒的凸形部分36之间的弯曲(柱形)接口处的虚线周向线11。

内部螺母14和外部套筒16是压配合在一起的。内部螺母的每个凸圆形套筒接口部分34支承抵靠外部套筒16的内部面的凸形部分36。产生径向保持力的过盈配合使外部套筒在内部螺母周围保持在一起。

然而，已经认识到，当将外部套筒和内部螺母压配合在一起时，在接触的凸圆形套筒接口部分34和外部套筒的凸形部分36处可能发生粘连。

此外，在这种压配合的组装期间要求正确的公差来确保在释放分段式螺母时套筒相对于内部螺母的释放扭矩，这更难以实现或维持以确保可靠地可重复的批量生产。

此外，套筒和内部螺母之间的准确旋转位置必须在非常小的公差内实现，否则如果圆角没有很好地对准，则在圆角到凸圆形套筒接口部分的圆角区域处的相对小的接触区域和套筒的内部面的圆弧形的凸形部分可能会导致分段式螺母在运输或处理期间无意间释放。

图3示出了分段式螺母100的一部分的细节，该分段式螺母具有在外部套筒108的内部凸形表面110上的圆弧形套筒接口部分112和在内部螺母102的相应部段102a的顶端104处的外部表面上的圆弧形套筒接口部分106。

为了使这样的分段式螺母维持组装(例如用于运输、存储和初始使用)而没有丢失分段式螺母的一个或多个部件的风险，在内部螺母部段的凸形顶端与外部套筒的内部凸形表面之间的接触区域上存在相对高的径向保持力。这种相对高的力有助于防止套筒围绕组装好的部段的无意间的滑动/旋转，否则在低径向接触力的情况下可能发生该无意间的滑动/旋转。

过盈配合还防止在运输期间套筒相对于内部部段的轴向移动。在使用中，操作员不希望在使用之前必须(重新)组装分段式螺母的不便性以及引发由此而产生的应用该螺母的有用工作时间的损失。

图4示出了根据本发明的实施方式的分段式螺母200的局部的细节。

分段式螺母200具有内部螺母202，该内部螺母包括内部螺母部段202a、202b等。内部螺母部段各自具有顶端部分204的套筒接口部分206。套筒接口部分206在分离的顶端207a、207b之间延伸。顶端207a、207b在距内部螺母的中心轴线的一半径(以规则线示出的a)处，该半径比其中单个凸形圆弧形内部螺母顶端的套筒接口部分将支撑抵靠的套筒接口部分206的半径(以点划线示出的b)大。

在图4所示的实施方式中，相应内部螺母部段中的每个内部螺母部段的套筒接口部分优选地通常是平面的或平坦的。当分段式螺母被组装好时，分离的顶端207a、207b对外部套筒20相对于内部螺母的旋转提供了可靠且可预测的阻力。

本发明的一个或多个实施方式提供了在内部螺母部段202a、202b、202c等的套筒接口部分206与套筒208的内部表面212之间的平坦对平坦的接口或接触。

将理解的是，平坦对平坦的接口或接触提供了自动定心布置，由此，由于相对的平坦表面的明显的面对面接触而不是相对的凸形弯曲表面的不明显的定位，所以内部螺母部段和外部套筒相对于彼此准确定位。

当外部套筒相对于内部螺母旋转时，即当释放分段式螺母时，相应的内部螺母部段的顶端207b在旋转方向上在顶端的峰部范围内提供确切的阻力。

此外，在相反方向上的顶端207a比单个凸形-凹形表面接触更积极且明显地抵抗相反的旋转。

图6示出了图5中的实施方式的外部套筒208相对于内部螺母202的旋转。将理解的是，在释放期间，内部螺母不需要旋转。内部螺母保持固定或接近固定，并且外部套筒围绕内部螺母旋转，直到外部套筒摆脱与内部螺母保持接合。然后可以移除外部套筒，并允许部段与螺纹螺栓、螺柱或杆分离。

可以提供本发明的一个或多个实施方式的轴向固持特征，以防止在使用分段式螺母时套筒在自由面(非工作面)处离开内部螺母。

替代性地或另外地，可以提供轴向保持部特征，以在套筒保持在内部螺母上时防止或抑制套筒轴向地移动远离或越过自由面。

轴向保持部特征在被旋转到相对于内部螺母的套筒释放定向时可以允许套筒从内部螺母释放并与该内部螺母分离。

套筒和内部螺母之间可以具有间隙，以允许在分段式螺母的释放期间，在套筒被旋转到相对于内部螺母的释放位置时，以在轴向上远离内部螺母的方式移除套筒。

将理解的是，内部螺母部段的顶端207b距分段式螺母的中心轴线的半径比平坦表面206距该分段式螺母的中心轴线的半径大。因此，当顶端与外部套筒的套筒接口部分212接合时，外部套筒相对于内部螺母的旋转的阻力增加了。套筒206的支承表面212可以包括圆弧形或有成角度的顶端212a、212b。

阻力的量可以通过分段式螺母的规格来控制，诸如所选材料、外部套筒的厚度和偏转特性以及所需应用的释放阻力的量。

如图6中所示的，内部螺母202的相应部段202a、202b等可以包括至少一个保持部214(诸如在图13中类似地示出为814)。至少一个保持部防止外部套筒208在一个方向上轴向地移动越过保持部，否则会与内部螺母分离。这在本发明的分段式螺母的运输、储存和初始使用期间特别有用，由此外部套筒和内部螺母不会在一个轴向方向上相对于彼此无意间分离。

优选地，内部螺母的每个部段包括至少一个所述保持部。

优选地，存在这样的至少一个保持部，以防止套筒轴向移动远离螺母的工作(压挤)面。

图7和图8示出了根据本发明的实施方式的分段式螺母300的下侧(面向工件的)面316。

图7和图8中所示的实施方式揭示了内部螺母302的可选的平坦支承面306和外部套筒的平坦支承面312。

图7、图9a和图9b示出了轴向保持部预成型阶段，具有突片315和邻近内部螺母的下部/工作面/在内部螺母的下部/工作面处的环形凹槽315。图8、图10a和图10b示出了形成的轴向保持部313，该轴向保持部由被向外压制以叠覆套筒的下部面的突片产生。

图8中所示的实施方式包括保持部314，该保持部从内部螺母302的外部相应部段延伸以覆盖外部套筒308的前部面316的至少一部分。这些保持部314防止外部套筒308和内部螺母302通过外部套筒朝向内部螺母的工作面的相对滑动移动而分离或部分分离。

图9a示出了在根据本发明的另一实施方式的分段式螺母300的内部螺母的部段302a、302b的工作面(扭矩面)320中凹槽315以及例如各自呈突片形式的原型保持部313。

图9b示出了图9a中所示的凹槽315和突出部313的细节。

图10a示出了通过对由突出部(突片或原型保持部)313进行压制或其他机器操作形成的保持部314。由突出部形成的保持部防止将套筒308从内部螺母轴向移除越过工作面320。

图10b示出了图10a中所示的保持部314的细节。

图11a和图11b示出了替代性类型的轴向保持部614的特征和形成。该实施方式中的轴向保持部614通过使悬垂部分615变形成每个相应部段602a、602b的侧壁的下部部分中的通道而形成。

图12a和图12b示出了另一种形式的轴向保持部714，其设置成与内部螺母的工作面720相邻。这种形式的轴向保持部714类似于上面图9a、图9b、图10a、图10b所示的轴向保持部。每个轴向保持部714由部段的下侧工作面720中的突出部713(诸如突片或原型保持部)和凹槽815形成，该突出部由部段的侧壁的一部分形成。

如图13中所示的，分段式螺母800可以包括内部螺母(802未示出)的部段802a，其包括两个套筒接口部分806，这两个套筒接口部分在使用中接触外部套筒(未示出)的相应内部套筒接口部分。

呈肩部814a形式的保持部814设置在六边形内部螺母的每个成角度部分的保持顶端817与平坦套筒接口部分(部段接口部分)806之间的过渡部处。这样的肩部提供了保持部，以在分段式螺母被组装好并且分段式螺母的部件保持在一起时防止外部套筒通过朝向内部螺母的非工作(即自由)面移动而滑离内部螺母。

如图13中所示，内部螺母可以具有朝向内部螺母的工作面设置的至少一个保持部。图13包括具有凹槽815的原型保持部813(类似于图9a和图9b中所示的实施方式)，使得在分段式螺母被组装好时，保持部如图10a和图10b中那样形成。

图14示出了具有平坦套筒接口部分906且没有保持部的分段式螺母的内部螺母902的部段902a。

图15示出了体现本发明的形式的包括图13中所示的部段的分段式螺母800。分段式螺母800包括具有三个部段802a、802b、802c的内部螺母802。套筒808围绕部段。每个部段包括保持部814，该保持部包括在部段的顶端817与部段接口部分806之间的肩部部分814a。部段接口部分806由顶端界定。顶端可以是与部段接口部分不连续的圆弧形或相对“尖锐”的成角度的不连续部。

图16示出了与图11b中所示的实施方式一致的分段式螺母900的替代性实施方式。内部螺母902具有三个部段902a、902b、902c，当分段式螺母900被组装好时，所述三个部段被套筒908围绕。内部螺母的部段各自具有朝向内部螺母的下部面920的至少一个保持部914，以防止套筒908以在轴向上朝向内部螺母的下部(工作)面920的方式离开部段。部段接口部分906由顶端907a、907b界定。顶端可以是与部段接口部分不连续的圆弧形或相对“尖锐”的成角度的不连续部。

图17a至图17c示出了将保持垫圈1023(诸如belleville型垫圈)装配到分段式螺母1000的步骤，该分段式螺母具有外部套筒1008、包括多个部段1002a、1002b......的内部螺母1002。所示垫圈1023是弹簧式垫圈。

在图17a中，垫圈1023被示出为处于预压挤状态，具有碟形形状。叉状物1029向上和向外延伸，并且不容易装配到内部螺母的基部/工作面中的孔1025中。

在图17b中，垫圈是平坦的(非碟形)，并且叉状物1029朝向彼此靠近并减小垫圈跨过叉状物区域的宽度。然后叉状物装配到孔1025中。

在图17c中，允许垫圈回弹到其优选的碟形(非平坦)构造，使得叉状物再次展开并抵靠孔1025的成角度侧面1027进行接合。由此，垫圈被保持到分段式螺母的基部。

当分段式螺母在使用中被向下拧紧时，垫圈变平(如图17b中所示的，但是使叉状物在孔1025内部)，叉状物从与侧壁1027的接合中释放，并且内部螺母和套筒可以相对于可以保持静止的垫圈旋转。

保持垫圈用作螺母的工作面端部处的轴向固持装置。

图18示出了在使用中施加的释放扭矩(nm)(竖向轴)关于拧紧的分段式螺母的套筒的旋转(水平轴)的角度(程度)的曲线图。随着外部套筒从相对于内部螺母的最初的0°定向进行旋转，部段和套筒增加了跨过其接口的接合和径向力(取决于初始组装公差和主要温度)，需要套筒和/或部段偏转，直到内部螺母的部段的具有增加的接合的部分到达峰值扭矩的位置(优选地在旋转约2°到5°处，并且更优选地在旋转约3°到3.5°处)，其后它们停止或降低接合，致使施加的释放扭矩降低(其可能是施加的释放扭矩的近乎瞬时的减小或归零)。

将理解的是，本发明的实施方式需要/提供施加的释放扭矩的下述增加：所述增加为从具有跨过其接口的径向指向力的初始增加(提供了安全性和可靠性特征，有助于防止分段式螺母的过早释放)的拧紧的分段式螺母的套筒的支承面和部段的部段接口部分的稳定面对面定向到内部部段的接触部分与套筒的套筒接口部分之间的径向力减小的点的增加。

图19示出了当处于干净/崭新状态时(例如，没有实际使用中可能发生的卡住或变得堵塞的问题)，施加于本发明的分段式螺母的释放扭矩相对于传统螺母的典型松动扭矩轮廓的曲线图。每个释放轮廓的实际斜率将根据所使用的紧固件(螺母和螺栓)等进行变化，但是将遵循本发明的实施方式的初始增加扭矩以及用于使传统螺母松动的下降的施加扭矩的类似模式。

因此，图19提供了体现本发明的分段式螺母和标准实心螺母的释放扭矩轮廓的典型差异的实施例。

从体现本发明的分段式螺母的示例释放扭矩轮廓可以明显看出，释放分段式螺母所需的扭矩可以在最初时增加，一旦套筒已经相对于内部螺母充分旋转(例如，在3°和3.5°之间)，释放套筒所需的扭矩就迅速下降至零以进行释放。这有利地避免了与拆开标准螺母相关联的结尾(trailing，拖尾)阻力的“长尾”。有利地，与解开标准螺母相比，完全释放本发明的螺母所花费的时间更少。

图20a至图20e示出了根据本发明的另一实施方式的分段式螺母1100。图20c示出了套筒1108的套筒接口部分1112和内部螺母1102的部段1102b的部段接口部分1106的接口布置的特写细节。套筒接口部分1112是凹形的。内部螺母部段的部段接口部分1106是凸形的，并且当分段式螺母被组装好时该部段接口部分面向凹形的套筒接口部分。

为了释放分段式螺母，峰部1112a、1112b(取决于分段式螺母和相关联的螺纹螺栓/杆/螺柱的“偏手性”)必须越过内部部段的凸形的部段接口部分。优选地，套筒的材料充分地偏转，但提供了旋转阻力并因此提供了受控的释放扭矩。

一旦峰部1112a、1112b越过内部螺母部段的部段接口部分的峰部，释放扭矩迅速下降到零或接近零，并且套筒脱离与内部螺母的对接，且螺母被释放。

将理解的是，释放扭矩最初增加，因为套筒接口部分的相关峰部必须首先越过分段接口部分增加的突出部。

分段式螺母1100包括保持部1114，该保持部设置在内部螺母的下侧，以防止套筒在轴向方向上朝向内部螺母的下侧/工作面滑离内部螺母。

还将理解的是，内部螺母部段的在套筒的内部面的套筒接口部分的峰部之间的部段接口部分为分段式螺母提供了自动定心布置。套筒趋于相对于内部螺母偏置自身，使得将内部螺母部段的凸形的部段接口部分安置到在峰部1112a、1112b之间的套筒接口部分的凹形中。

图21至图24示出了套筒接口部分与内部螺母部段接口部分之间的接口的替代性实施方式。所有这些布置都提供了自动定心/稳定特征，其中套筒被偏置以在分段式螺母被组装好时保持在优选位置并且需要显著的释放扭矩以实现分段式螺母的释放。

图21示出了穿过内部螺母1202的部段1202a的截面部分。部段接口部分1206突出到套筒1208的凹陷的套筒接口部分1212中。在该实施方式中，部段接口部分1206具有顶端1206c。套筒的套筒接口部分1212是凹陷的并且在其中接收部段接口部分的顶端。突出的部段接口部分和凹陷的套筒接口部分为分段式螺母提供了自动定心特征。套筒将趋于希望以使部段接口部分的顶端在套筒接口部分的凹部的基部1212c中的方式来保持定位。

为了释放分段式螺母，部段接口部分的顶端必须经过凹陷的套筒接口部分的边界1212a、1212b中的一个(边界1212a还是1212b，取决于螺母和螺纹螺栓/螺柱/杆布置的偏手性)。

与套筒接口部分的边界1212a、1212b相比，部段的部段接口部分1206的顶端1206c处于距螺母的中心更大的半径处，致使套筒和/或部段需要偏转或弹性变形以允许套筒相对于部段旋转到释放位置。

将理解的是，当分段式螺母被组装好(即一定量的径向力提供了过盈配合)时，部段接口部分和套筒接口部分可以彼此接触，或者在部段接口部分和套筒接口部分之间可以存在小的间隙，直到套筒相对于内部螺母旋转，从而使内部螺母部段和套筒过盈并且建立释放扭矩。

图22示出了套筒1308与内部螺母1302的部段1302a的接口的替代性实施方式。内部螺母部段1302a具有带有边缘1306a、1306b的部段接口部分1306，该边缘中的一个边缘将在套筒1308相对于内部螺母1302旋转期间接触套筒接口部分1312。分段式螺母的释放需要偏转套筒和/或内部螺母部段，以允许相关边缘1306a、1306b经过套筒接口部分1312。

图23示出了套筒1408和内部螺母1402之间的接口的替代性布置。套筒的套筒接口部分1412是凸形的并且突出到部段1402a的凹形的部段接口部分1406中。凹形的部段接口部分具有边缘1406a、1406b。边缘中的一个边缘必须经过凸形的套筒接口部分1412的峰部1412c，以用于释放分段式螺母。释放扭矩从图24中所示的位置增加，直到边缘1406a、1406b到达峰部1412c，且然后迅速降低以完全释放分段式螺母。

图24示出了套筒1508和内部螺母1502之间的接口的另一替代性构造。内部螺母部段1502a的部段接口部分1506是弯曲的(半径r)，具有边缘1302a、1302b。套筒1508的套筒接口部分1512是凹形的。凸形到凹形的构造提供了自动定心功能，使套筒相对于内部螺母偏置到优选的搁置位置。

为了相对于内部螺母在任一方向(左或右)上旋转，套筒接口部分1512的相应边缘1512a、1512b必须通过套筒和/或内部螺母的材料的偏转来经过弯曲的部段接口部分的峰部1506c。

图25a至图25c示出了根据本发明的另一实施方式的组装带凸缘的分段式螺母1710的连续阶段。带凸缘的分段式螺母1710包括多个部段1712a、1712b、1712c和套筒或轴环1714。

将理解的是，每个部段1712a、1712b、1712c的凸缘部分1716a、1716b、1716c一起形成分段凸缘1716，与普通的分段式螺母相比，该分段凸缘为分段式螺母产生了增加的工作接触面。实际上，组合的凸缘部分形成了整体垫圈，其意义在于使抵靠在由分段式螺母保持的物品上的接触载荷扩散。

部段中的每个部段均可以包括保持部1718，优选地，每个部段包括多个这样的保持部1718a1、1718a2、1718b1、1718b2、1718c1、1718c2，诸如设置在六边形内部螺母的每个成角度部分的顶端与平坦的套筒接口部分(部段接口部分)之间的过渡处的肩部形式保持部。这种保持部或肩部提供了：当分段式螺母被组装并且分段式螺母的部件被保持在一起时，防止外部套筒通过朝向内部螺母的非工作(即自由)面移动而滑离内部螺母，类似于图15中所示的分段式螺母800的实施方式。

如图26a和图26b中所示的，部段中的两个部段1912a、1912b包括叠覆在螺母的工作面上的的凸缘部分1916a、1916b。剩余的部段1912c具有截平的凸缘部分1916c，一旦安装了前两个部段，就允许该部段滑动/松动装配到套筒1914中。

如图25a至图25c所示的实施方式中，图26a和图26b中所示的实施方式受益于凸缘部分和截平的凸缘部分的组合——与没有凸缘的普通的分段式螺母相比——为螺母提供了较大的接触面。

分段式螺母的组装可以通过首先插入部段中具有叠覆的凸缘部分的两个部段并使它们在径向上向外移动，直到部段上的平坦部接触套筒的内部部件的匹配平坦部。然后可以将最后的部段滑入适当位置中。

保持装置例如，如通过图29a和图29b中的实施例所示的施加的粘合剂或粘接剂1918可以应用于该第三部段以防止该第三部段从套筒1914移出。其他装置也可以用于保持第三部段或更多部段，包括相应部段的变形/成型部件，以在组装后与套筒产生叠覆。

如通过图27a和图27b中的实施例所示的，部段——例如在包括三个中心部段的分段式螺母中的所有三个部段——中的每个部段均具有截平凸缘部分2116a-c，允许部段2112a-c中的所有部段同时或两个一起或一个接一个地插入到保持套筒214中。凸缘的截平部可以包括用于每个部段的两个弦，两个弦所处的半径小于套筒的匹配平坦表面所处的半径，从而允许部段在分段式螺母的组装期间进入套筒。

如在图29a和图29b所示的示例性实施方式中，然后可以将保持装置(多种可能性中的一种)应用于部段中的每个部段，以防止部段从套筒移出。如在先前描述的实施例中那样，使用保持部装置，诸如放置在部段和套筒的接口处的耐用粘合剂将防止部段从套筒中掉出。也可以使用其他保持装置/方法，包括使部段的部件变形以在组装后产生与套筒的叠覆。

图28a和图28b示出了本发明的另一实施方式。部段中的每个部段均具有与螺母2300的工作面叠覆的凸缘部分2316a、2316b、2316c。该设计将不允许通过简单地将部段2312a-c中的所有部段滑动到套筒2314中来组装螺母。然而，这种布置的好处是具有最大和最圆形的用于螺母的接触面。

对于如图28a和图28b中所示的这样的实施方式，螺母2300的组装可以通过下述来进行：将部段2312a-c保持在一起，将套筒2314放置在部段上，然后使套筒和部段相对于彼此旋转以将部段的平坦表面放置成与套筒的匹配平坦表面接触。

需要扭矩来克服部段的平坦面1720、1920、2120、2320的角部与相应套筒的匹配平坦面1722、1922、2122、2322的过盈。

也可以通过下述来对组装过程进行修改：通过使用套筒和部段(例如加热的套筒和冷却的部段)之间的温差效应以减少或完全取消对组装扭矩的使用，或通过外部套筒的扩展或部件的其他变形来允许安装外部套筒。

当套筒被轴向地保持时，由于凸缘相对于套筒的叠覆，因此不需要附加的保持装置/方法。

组装好的分段式螺母可以包括径向的游隙，以用于使部段在分段式螺母应用于螺纹螺栓、螺柱或杆之前在径向上移动同时仍然保持在套筒内。将分段式螺母螺纹连接到螺栓、螺柱或杆的螺纹上移除了游隙并通过部段和套筒的相互作用施加径向张力。

图30a至图30c以平面图示出了根据本发明的实施方式的释放分段式螺母的顺序步骤。

图30a示出了组装好的分段式螺母2510，其中套筒2514与部段2512a-2512c接合。

当部段和套筒相对于彼此旋转时(由图30a中的旋转箭头指示)，在套筒的内部轮廓与部段的外部轮廓之间产生间隙，如图30b中所示。

然后，由于套筒的内部轮廓的构造和套筒的外部轮廓的构造，部段自由地径向移动到在套筒的内部轮廓与部段的外部轮廓之间产生的间隙空间2515中。本发明的一个或多个实施方式允许套筒2514在该定向上滑离部段2512a-2512c。

如图30c中所示，部段然后可以相对于分段式螺母的中心轴线(在箭头的中心处)在径向上(由箭头指示)移动到释放位置。这在部段的相邻边缘面之间产生间隙2513，因为部段移动远离中心轴线并因此远离分段式螺母所施加到的螺栓、螺柱或杆的螺纹。