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EP3566816B1 - Method for tightening a bolt system - Google Patents

Method for tightening a bolt system Download PDF

Info

Publication number
EP3566816B1
EP3566816B1 EP19172162.0A EP19172162A EP3566816B1 EP 3566816 B1 EP3566816 B1 EP 3566816B1 EP 19172162 A EP19172162 A EP 19172162A EP 3566816 B1 EP3566816 B1 EP 3566816B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bolt
flange
compression
elongation
nut
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP19172162.0A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP3566816A1 (en
Inventor
Ralf Köllges
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaaf GmbH and Co KG
Original Assignee
Schaaf GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaaf GmbH and Co KG filed Critical Schaaf GmbH and Co KG
Publication of EP3566816A1 publication Critical patent/EP3566816A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP3566816B1 publication Critical patent/EP3566816B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25BTOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B29/00Accessories
    • B25B29/02Bolt tensioners

Definitions

  • the invention relates to a method for screwing a bolt system with a flange connection and a use of a bolt tensioning device for carrying out such a method.
  • Hydraulic pretensioning devices and their tightening methods are generally known from the state of the art.
  • EP 2 942 156 A2 describes a clamping device for stretching a threaded bolt by pulling on its threaded end section.
  • the object of the invention is to provide a method and a use of a bolt clamping device by means of which a secure clamping of flanges is ensured, which in particular is verifiable or determinable and/or documentable.
  • a bolt system for carrying out the method mentioned comprises at least one bolt, an abutment and a nut, wherein the bolt has a bolt system-typical expansion behavior, which is determined by means of at least one identical bolt.
  • the bolt system-typical expansion behavior of the identical bolt is preferably determined using a measuring system described below.
  • the nut has an internal thread with a geometry that essentially corresponds to a geometry of the bolt that is stretched or elongated by means of a certain maximum force, which can also be referred to as a certain preload force.
  • the bolt is elongated up to a yield point. If the term "geometry" is used in the context of the invention in relation to internal and/or external threads, this is preferably understood to mean at least the thread pitch, the thread angle and/or the thread diameter.
  • the abutment has a screw head or a lock nut. More preferably, the abutment is directly connected to the bolt material and is preferably designed as a lock nut with a polygon, preferably a hexagon. Particularly Preferably, the bolt has been stretched or elongated at least once to its yield point.
  • the invention proposes a use of a bolt tensioning device for carrying out a method which is designed according to the first aspect, wherein the bolt tensioning device has a housing, a tension unit, an elongation value measuring device, a tensile force determination device and a computing unit, wherein an elongation value can be measured by means of the elongation value measuring device, wherein a flange compression can be calculated from the determined elongation value by means of the computing unit.
  • the bolt system comprises at least one bolt, a nut and an abutment.
  • the abutment has a screw head that is directly connected to the bolt material.
  • the abutment has at least one lock nut.
  • the bolt system can have at least one, preferably two washers. It is particularly preferred that the nut has an internal nut thread that corresponds to the external thread of a pre-stressed bolt. Further preferably, a support surface of the nut is designed in such a way that no washer has to be used with it.
  • the nut has a flat support surface that is further preferably designed at right angles to a thread axis of the nut.
  • the abutment is designed as a lock nut, the above statements on the nut also apply to the lock nut of the abutment.
  • the bolt is in particular a threaded bolt whose external thread corresponds to the internal thread of the nut and, if applicable, the lock nut or whose geometry of the external thread, in particular when a maximum force is applied to the bolt, corresponds to the internal thread of the nut and, if applicable, the internal thread of the lock nut.
  • the flange connection has at least a first flange with at least one first flange recess and a second flange with at least one second flange recess.
  • the flange has a plurality of flange recesses into which a plurality of bolt systems can be introduced.
  • step a) For the bolt system-typical expansion behaviour to be determined in step a) and the bolt clamping device-typical A measuring system for compression behavior is shown below.
  • the measuring system which is preferably used at least for determining a typical bolt system expansion behavior, comprises a receiving device, a bolt tensioning device and a bolt elongation measuring device, wherein the receiving device has a nut side, an abutment side opposite the nut side and at least one flange recess, wherein the bolt of the bolt system can be arranged in the flange recess, wherein the bolt tensioning device can be arranged on the nut side of the receiving device and wherein a tensile force (Fb) can be applied to the bolt by means of the bolt tensioning device and wherein a bolt elongation ⁇ b can be measured with the bolt elongation measuring device.
  • Fb tensile force
  • the bolt system preferably has at least one bolt, one nut and one abutment.
  • the nut of the bolt system is preferably assigned to the nut side of the receiving device and the abutment of the bolt system is assigned to the abutment side of the receiving device.
  • the abutment has a further nut or a counter nut.
  • the abutment is connected directly or in one piece to the bolt material and preferably has a bolt head and more preferably a screw head.
  • the bolt preferably has a longitudinal extension with a first end region and an opposite second end region. The first end region is preferably assigned to the nut side of the receiving device and the second end region is assigned to the abutment side of the receiving device.
  • the bolt preferably has a first contact element, preferably in the middle, on a first end face that is assigned to the first end region. More preferably, the bolt or the abutment has a second contact element, preferably in the middle, on a second end face that is assigned to the second end region.
  • the first and/or the second contact element preferably has a tip that extends away from the bolt. More preferably, the first and/or second contact element extends away from the bolt in a dome shape. Particularly preferably, the contact element is embedded in the first and/or second end face and protrudes essentially in a dome shape from the end face. out of here.
  • the flange recess completely penetrates the receiving device. More preferably, the flange recess penetrates the receiving device from the nut side to the abutment side.
  • the receiving device has a longitudinal extension that extends approximately at right angles to a height and a depth of the receiving device.
  • the receiving device is designed as a rectangular block.
  • the receiving device has two blocks arranged on top of one another. Preferably, the two blocks arranged on top of one another are a first flange and a second flange and form a flange connection.
  • the longitudinal extent of the receiving device of the measuring system is preferably in a ratio of length to height and/or depth in a range from about 2 to 1 to about 10 to 1. More preferably, the length of the longitudinal extent in relation to height and/or depth is in a range from about 4 to 1 to about 8 to 1. Particularly preferably, the length of the longitudinal extent in relation to height and/or depth is about 6 to 1.
  • the bolt clamping device is arranged on the receiving device after the bolt of the bolt system is arranged in the flange recess. Further preferably, the bolt clamping device can be assigned to the flange recess. Preferably, the bolt clamping device at least partially and preferably substantially completely encloses the flange recess on the nut side.
  • the bolt tensioning device comprises a housing and a pulling unit.
  • the housing encloses the pulling unit.
  • the pulling unit has a pulling unit internal thread on a gripping area.
  • the bolt of the bolt system is not completely arranged in the flange recess.
  • the bolt protrudes partially from the flange recess on the nut side and the abutment side of the receiving device.
  • the internal thread of the traction unit is preferably designed to engage with an external thread of the bolt.
  • the traction unit engages with the internal thread of the traction unit in the external thread of the bolt in order to lengthen it in one process step.
  • at least one nut is connected to the elongated threaded bolt.
  • the nut has an internal thread, the geometry of which is preferably almost or completely designed to match the elongated external thread of the bolt.
  • the bolt elongation measuring device comprises a tripod and a frame, wherein the tripod has at least one bearing that supports the frame in a translational manner on the frame.
  • the tripod is designed as part of a wall.
  • the tripod is arranged self-supporting on a base.
  • the frame of the bolt elongation measuring device preferably has a bolt elongation measuring rod and a bolt probe, the bolt elongation measuring rod being assigned to the nut side of the receiving device and the bolt probe being assigned to the abutment side of the receiving device.
  • the frame of the bolt elongation measuring device with the bolt elongation measuring rod has a contact with the first end region of the bolt. More preferably, the bolt elongation measuring rod has a contact with the first end face of the bolt. Particularly preferably, the bolt elongation measuring rod has a contact with the first contact element of the bolt.
  • the frame of the bolt elongation measuring device with the bolt probe has a contact with the second end region of the bolt. More preferably, the bolt probe has a contact with the second end face of the bolt. Particularly preferably, the bolt probe has a contact with the second contact element of the bolt.
  • the frame of the bolt elongation measuring device rests on the stand via a spring element.
  • the at least one spring element serves to press the frame against the bolt.
  • the spring element is preferably supported by the support of the frame is prestressed to a certain extent.
  • the frame of the bolt elongation measuring device has a constant, two-sided contact with the bolt by means of the spring element.
  • at least the bolt sensor has a constant contact with the bolt by means of the spring element.
  • a tensile force (Fb) can be applied to the bolt by means of the bolt tensioning device and a bolt elongation ( ⁇ b) can be measured with the bolt elongation measuring device.
  • the bolt can preferably be lengthened by applying the tensile force (Fb). More preferably, the bolt of the bolt system is arranged in the flange recess and the abutment rests on the abutment side of the receiving device.
  • the bolt is preferably lengthened by applying the tensile force (Fb) and is held on the abutment side by means of the abutment.
  • the bolt can preferably be lengthened essentially in the direction of the longitudinal extent of the bolt.
  • the bolt can preferably be lengthened essentially starting from the abutment up to essentially the first end region. More preferably, the bolt can be lengthened essentially starting from the abutment up to essentially the area in which the bolt tensioning device grips the bolt via the internal thread of the tensile unit.
  • the bolt elongation measuring rod and the bolt probe each preferably have a contact with the bolt.
  • the bolt elongation measuring rod and the bolt sensor are in constant contact with the bolt during elongation.
  • the receiving device is lifted from the abutment side towards the nut side.
  • the abutment side and the nut side are compressed at least in some areas and thus pushed towards one another.
  • the bolt and preferably the bolt system are moved towards the bolt tensioning device.
  • the frame of the bolt elongation measuring device rests on the spring element of the tripod.
  • the bolt sensor which preferably has constant contact with the bolt, is lifted together with the bolt by means of the pre-tensioned spring element and maintains contact with it.
  • the spring element which releases the pre-tension, preferably lifts the entire frame of the bolt elongation measuring device.
  • the bolt elongation measuring rod which preferably has a constant contact with the bolt during the elongation thereof, is preferably on the first end region of the bolt, more preferably on the first end face of the bolt and particularly preferably arranged on the first contact element of the bolt.
  • a maximum movement of the bolt can be determined by applying the tensile force (Fb) at least on the first end face.
  • the maximum movement of the bolt is caused by the elongation of the bolt and by the flexibility or compression of at least the receiving device.
  • the bolt elongation measuring rod moves with the maximum movement of the bolt.
  • the frame moves along a path that at least the receiving device yields by applying the tensile force (Fb).
  • the bolt elongation ( ⁇ b) or an actual bolt elongation ( ⁇ b) can be measured using the bolt elongation measuring rod and the bolt probe of the bolt elongation measuring device.
  • the bolt elongation ( ⁇ b) is a result of the maximum movement of the bolt.
  • the term compression is to be understood as the yielding of materials, such as that of the bolt tensioning device, the receiving device and possibly gaps that close due to a preferred increase in pressure.
  • the bolt tensioning device of the measuring system preferably comprises an elongation value measuring device with which an elongation value ( ⁇ I) can be measured.
  • the bolt tensioning device preferably measures a correlating elongation value ( ⁇ I), wherein a distance covered by the tensile unit with the application of the tensile force (Fb) can be measured.
  • the elongation value ( ⁇ I) is in particular the sum of the bolt elongation ( ⁇ b) and any compressions in the measuring system.
  • the elongation value ( ⁇ I) is preferably the sum of the bolt elongation ( ⁇ b), a bolt tensioning device compression ( ⁇ s) and a flange compression ( ⁇ f).
  • the bolt tensioning device compression is the compression of the bolt tensioning device that occurs when at least the bolt tensioning device lengthens the bolt of the bolt system with the tensile force (Fb).
  • the bolt tensioning device is pressed in the direction of the receiving device on its nut side, while the tension rod lengthens the bolt in the opposite direction.
  • the receiving device is designed as a flange connection.
  • the receiving device or the flange connection comprises at least the first flange and the second flange, wherein the first flange has at least the nut side, a first contact side and at least one first flange recess and wherein the second flange has at least a second Contact side and the abutment side and at least one second flange recess, wherein the first contact side and the second contact side are assigned to one another and wherein the first flange recess and the second flange recess are assigned to one another.
  • the bolt of the bolt system can be arranged in the first and the second flange recess.
  • the first flange and/or the second flange are not completely flat and have a gap. More preferably, the first flange and/or the second flange have unevenness and therefore a gap at least in the area of the first and second contact side. Even under these conditions, an accurate determination of the flange compression force is possible with the method according to the invention and the bolt tensioning device.
  • the receiving device of the measuring system comprises at least one spacer element, wherein the spacer element is arranged between the first flange and the second flange and the first contact side is spaced from the second contact side. The spacer element preferably simulates the unevenness of the receiving device.
  • At least one flange compression measuring device is arranged in and/or on the receiving device, which comprises a flange compression measuring rod.
  • the flange compression measuring rod is arranged at least partially in a flange compression measuring recess of the receiving device.
  • the flange compression recess completely penetrates the receiving device, starting from the abutment side to the nut side.
  • the flange compression ( ⁇ f) can be measured with the flange compression measuring rod.
  • the flange compression recess on the nut side of the receiving device borders on an area in which the bolt tensioning device is arranged on the nut side.
  • the bolt tensioning device rests on the flange compression recess on the nut side. More preferably, the bolt tensioning device covers the flange compression recess on the nut side.
  • the flange compression measuring rod which reaches through the flange compression recess, preferably has a contact with the bolt tensioning device.
  • the receiving device has a flange compression as soon as the bolt tensioning device applies the tensile force (Fb).
  • the flange compression measuring device is arranged in the flange compression recess on the Abutment side of the receiving device. The flange compression measuring device measures the flange compression ( ⁇ f).
  • the flange compression measuring device measures the flange compression ( ⁇ f) on the abutment side by means of the length of the flange compression measuring rod that emerges from the flange compression recess when the tensile force (Fb) is applied.
  • a first and a second flange compression measuring device are provided.
  • the first and the second flange compression measuring device are arranged in and/or on the receiving device and comprise a first and a second flange compression measuring rod.
  • the first flange compression measuring device comprises the first flange compression measuring rod and the second flange compression measuring device comprises the second flange compression measuring rod.
  • a first flange compression ( ⁇ f1) can be measured with the first flange compression measuring rod. More preferably, a second flange compression ( ⁇ f2) can be measured with the second flange compression measuring rod.
  • the first flange compression measuring rod is arranged at least partially in a first flange compression measuring recess of the receiving device. More preferably, the second flange compression measuring rod is arranged at least partially in a second flange compression measuring recess of the receiving device.
  • the first flange compression recess is the flange compression recess that borders the bolt tensioning device on the nut side and more preferably the housing.
  • the first flange compression gauge which extends through the first flange compression recess, has a contact with the bolt tensioning device.
  • the first flange compression gauge measures a flange compression ( ⁇ f1) under the bolt tensioning device.
  • the second flange compression recess is preferably arranged directly or indirectly under the nut.
  • the second flange compression recess is the flange compression recess that borders the nut of the bolt system on the nut side.
  • the second flange compression measuring rod which reaches through the second flange compression recess, has direct or indirect contact with the nut of the bolt system.
  • the second flange compression measuring rod measures a flange compression ( ⁇ f2) under the nut of the bolt system.
  • any measurement variables such as at least the elongation value ( ⁇ I), bolt elongation ( ⁇ b), flange compression ( ⁇ f) and bolt clamping device compression ( ⁇ s) can be measured and/or determined with the measuring system.
  • the measurement variables such as the elongation value ( ⁇ I), the bolt elongation ( ⁇ b) and the flange compression ( ⁇ f) can be measured with the measuring system and the bolt clamping device compression ( ⁇ s) can be determined.
  • the compression behavior typical of the bolt clamping device can preferably be taken from the documentation of the bolt clamping device compression ( ⁇ s) in relation to the increasing tensile force (Fb).
  • the bolt tensioning device which is preferably arranged on a nut side of the receiving device, engages an external thread of the bolt via an internal thread of a pulling unit.
  • the increasing tensile force (Fb) preferably does not have a jerky force on the bolt.
  • the bolt is preferably stressed and elongated with a continuously increasing tensile force (Fb).
  • the measuring system preferably comprises a bolt elongation measuring device.
  • the bolt elongation measuring device preferably has a bolt elongation measuring rod and a bolt probe, which contact the bolt at one end area each.
  • the bolt elongation ( ⁇ b) describes a difference length of an elongated bolt to an unstretched bolt.
  • the bolt elongation ( ⁇ b) is measured continuously during the increase of the tensile force (Fb).
  • the tensile force (Fb) is related to the bolt elongation ( ⁇ b).
  • the increasing tensile force (Fb) and the bolt elongation ( ⁇ b) are measured continuously.
  • the determined values are shown in a stress-strain diagram.
  • the values in relation to one another have a gradient that particularly preferably corresponds to the Hooke's straight line.
  • the area and more preferably the point at which the gradient no longer follows or corresponds to the Hooke's straight line is preferably important.
  • a 0.2% yield point (Rp0.2) is used to determine the yield point (RE) and the maximum force (Fmax).
  • the 0.2% yield point represents the stress at which a permanent elongation of 0.2% is achieved.
  • the maximum force (Fmax) is approximately 1326 kN, which corresponds to approximately 1306 bar for the bolt tensioning system used.
  • the nut is preferably tightened onto the bolt of the bolt system.
  • the bolt has been elongated before the nut is tightened onto the bolt and the tensile force (Fb) continues to act on the bolt.
  • the nut is preferably tightened on the nut side of the receiving device.
  • the nut is preferably tightened using a torque with a value in a range of about 20 Nm to about 100 Nm, more preferably with a value in a range of about 30 Nm to about 70 Nm and particularly preferably with a value of about 50 Nm.
  • the restoring force (Fbrück) is lower than the tensile force (Fb). It describes the force that remains in the screw connection of the bolt system with a flange connection after the bolt has been elongated or stretched, if no tensile force (Fb) acts on the screw connection.
  • steps b) to f) are repeated at least once.
  • steps b) to f) are repeated once.
  • steps b) to f) are repeated twice.
  • steps b) to f) are repeated three times.
  • steps b) to f) are repeated four times.
  • steps b) to f) are repeated five times.
  • more frequent repetition is also possible.
  • a flange compression force (Ff) under the nut after performing steps b) to f) once (without repetition) is approximately 48% of the previously applied maximum force (Fmax) of 1326 kN.
  • the flange compression force (Ff) under the nut after performing steps b) to f) six times (repeating five times) is approximately 55% of the previously applied maximum force (Fmax) of 1326 kN.
  • the flange compression force (Ff) under the nut after performing steps b) to f) once (without repeating them) is approximately 79% of the previously applied maximum force (Fmax) of 1326 kN. Furthermore, the flange compression force (Ff) under the nut after performing steps b) to f) six times (repeating them five times) is approximately 88% of the previously applied maximum force (Fmax) of 1326 kN.
  • the bolt tensioning device of the measuring system comprises an elongation value measuring device with which an elongation value ( ⁇ I) is measured that correlates with at least the bolt elongation ( ⁇ b), a flange compression ( ⁇ f) and a bolt tensioning device compression ( ⁇ s).
  • the elongation value ( ⁇ I) is the sum of the bolt elongation ( ⁇ b), the bolt tensioning device compression ( ⁇ s) and the flange compression ( ⁇ f).
  • the measuring system preferably comprises at least one flange compression measuring device.
  • the flange compression ( ⁇ f) is preferably measured using the flange compression measuring device.
  • the flange compression measuring device preferably comprises a flange compression measuring rod.
  • the flange compression measuring rod is arranged at least partially in a flange compression measuring recess of the receiving device and has a contact with the bolt tensioning device and/or the nut.
  • a compression force can be determined at least via the flange compression ( ⁇ f).
  • the measuring system further preferably comprises at least a first flange compression measuring device and a second flange compression measuring device.
  • the first flange compression measuring device is used to measure a first flange compression ( ⁇ f1) of the receiving device under the bolt tensioning device and the second flange compression measuring device is used to measure a second flange compression ( ⁇ f2) of the receiving device under the nut of the bolt system.
  • a compression force under the bolt tensioning device (Fs) can be determined at least via the first flange compression ( ⁇ f1).
  • a compression force under the nut (Fm) can be determined at least via the second flange compression ( ⁇ f2).
  • the bolt tensioning device compression ( ⁇ s) of a bolt tensioning device is determined using the bolt elongation ( ⁇ b), the flange compression ( ⁇ f) and the elongation value ( ⁇ I).
  • the compression behavior typical of the bolt tensioning device can be determined from the documentation of the bolt tensioning device compression ( ⁇ s) in relation to the increasing tensile force (Fb).
  • an elongation behavior typical of the bolt system is determined.
  • the elongation behavior is determined by means of a tensile test, in which a stress-strain diagram and/or an elongation of the bolt is preferably determined as a function of the tensile force applied to it, for example with the measuring system according to the invention described above and the measuring method described there.
  • the bolt is preferably stretched once or several times, in particular twice, more preferably three times, more preferably four times, more preferably five times or more often with an increasing force up to a maximum force and then relaxed again.
  • the maximum force corresponds to a force that stretches the bolt to its yield point.
  • the bolt is preferably stretched several times up to its yield point and the elongation of the bolt is determined as a function of the force applied to it. It is assumed that a bolt from a batch of bolts, more preferably a similarly manufactured bolt, in particular with the same dimensions, thread, thread pitch, alloy and length, behaves identically to the tested bolt. In this respect, a bolt with the same dimensions and essentially the same alloy as the tested bolt exhibits the tensile behavior typical of the bolt system.
  • a compression behavior typical of a bolt clamping device is determined, for example with the measuring system according to the invention described above and the measuring method described therein, whereby a bolt clamping device is tested or used which is essentially the same as the bolt clamping device used.
  • a bolt is clamped using the bolt clamping device and the Compression behavior is determined.
  • the compression behavior typical of a bolt clamping device is determined simultaneously with the expansion behavior typical of a bolt system by introducing a bolt system into a receiving device and/or a flange connection and using the bolt clamping device to tighten it to the maximum force, in particular to the force that brings the bolt to the yield point.
  • both the compression of the bolt clamping device and the elongation of the bolt are determined. If these are known, an identical bolt that has the expansion behavior typical of a bolt system and a bolt clamping device that has the compression behavior typical of a bolt clamping device can be used for the proposed method.
  • step b) the first flange recess is aligned with the second flange recess.
  • all flange recesses of the first flange are aligned with all flange recesses of the second flange.
  • step c) the bolt system is introduced into the first flange recess and the second flange recess, which are preferably aligned with one another.
  • the bolt is guided into the flange recess essentially until the abutment rests on the second flange.
  • the nut is screwed onto the bolt on the side opposite the abutment so that its bearing surface rests on the nut side of the first flange.
  • the nut is then tightened with a certain torque.
  • this design provides that the abutment has a lock nut.
  • a bolt tensioning device is mounted on the bolt on a nut side of the flange connection.
  • the bolt tensioning device is in particular screwed onto the bolt in such a way that at least an above-mentioned projection of the bolt over the nut is gripped by a tension unit of the bolt tensioning device, in particular a tension unit internal thread.
  • the bolt tensioning device is further preferably supported by its housing on the flange.
  • a tensile force is applied to the bolt and an elongation value is determined which correlates with a bolt elongation, a bolt clamping device compression and a flange compression of the flange connection.
  • the applied tensile force is in particular the force that is applied to the bolt by means of the bolt clamping device.
  • the bolt clamping device functions in particular hydraulically, with the pulling unit of the bolt clamping device being moved by means of hydraulic pressure.
  • the tensile force is calculated based on the pressure applied to the pulling unit, in particular hydraulic pressure.
  • the tensile force is further preferably characterized by the pressure applied to the pulling unit times the piston area.
  • the bolt clamping device preferably measures the elongation value, with a distance traveled by the pulling unit relative to the housing being measured.
  • the values of the elongation value and the tensile force are preferably related to one another so that they can be represented graphically, for example.
  • the elongation value is in particular the sum of the bolt elongation, the bolt clamping device compression and the flange compression.
  • the bolt elongation, the bolt clamping device compression and the flange compression have a positive sign for the sum.
  • the tensile force is then applied to the bolt until a certain maximum force (Fmax) is reached.
  • Fmax a certain maximum force
  • the tensile force is increased continuously or step by step until the maximum force is reached.
  • the maximum force corresponds to a (tensile) force that causes the bolt to elongate to a bolt system-typical Yield limit (RE), also called yield point.
  • the maximum force (Fmax) can also be lower or higher than the tensile force required to reach the yield point (RE).
  • the maximum force is a force that causes the bolt to be elongated by about 80% to about 120% of the typical bolt yield point, preferably about 90% to about 120%, more preferably about 95% to about 120% of the typical bolt yield point.
  • the bolt is preferably stretched or elongated at least once, whether in the first step e) or in the at least one repetition after step h), up to its yield point or yield point.
  • the maximum force can also be above the yield point. Applying a certain maximum force up to or slightly above the yield point causes plastic deformations in the material of the bolt. These can no longer be detected after two to four repetitions of the stretching or elongation of the bolt.
  • a maximum force is applied that corresponds to that of the first elongation and is preferably close to or slightly above the yield point, preferably in a range of about 95% to about 110%.
  • step f) the nut is retightened with a specific torque.
  • the nut is retightened by hand.
  • the nut is screwed in the direction of the first flange or the flange connection and tightened with a specific torque.
  • the specific torque is about 10 Nm to about 100 Nm, preferably about 25 Nm to about 60 Nm, more preferably about 50 Nm.
  • step g) the tensile force is set to a restoring force of approximately 0 N.
  • the flange connection below the nut experiences a flange compression force, which presses the two flanges together.
  • steps e) to g) are repeated at least once and the tensile force is repeatedly applied to the bolt.
  • step i) the values for tensile force and elongation value are evaluated and the flange compression and from this the flange compression force are determined.
  • the flange compression force corresponds to the tensile force applied to the bolt to tighten the nut to loosen or lift off the flange, or the force at which the nut rests on the flange without force being introduced into the flange.
  • the flange compression force can be determined by determining the slope of the measured Hooke's line of the elongation value or the bolt elongation. The slope of the ratio of force to bolt elongation is steeper up to the point at which the nut lifts off the flange.
  • the evaluation can preferably be carried out while the method is being carried out, so that the flange compression force and the flange compression are known after the screwing method according to the invention has been completed.
  • the proposed method can advantageously be used to securely press the exposed flanges, particularly if they have tolerances that can lead to gaps between the flanges.
  • very large flange connections are used which, unlike in normal mechanical engineering, cannot be manufactured and/or calculated precisely. This means that when the bolt is tightened, gaps between the flanges are closed first and only then can a force build up to compress the flanges on top of each other. It is known from the prior art to tighten the bolts with a certain force, for example around 70% to around 80% of the yield strength, and to assume that the force used to tighten the bolt corresponds approximately to the flange compression force.
  • steps e) to g) are repeated at least once.
  • steps e) to g) are repeated with a maximum force that guides the bolt to its yield point typical of the bolt system.
  • a tensile force is applied to the bolt, in particular until the maximum force is reached, the nut is loosened, the tensile force is set to zero and then the tensile force is set to a target force (F target ), which is preferably smaller than the maximum force.
  • F target target force
  • This procedure is particularly advantageous if the maximum force corresponds to the force at which the yield point of the bolt is reached in order to clamp the bolt system to the flange connection with a lower clamping force. This has the advantage that with large changing loads the bolt is not loaded beyond its yield point.
  • an elongation value for determining the flange compression is determined at a tensile force that corresponds to a calibration force.
  • the calibration force is about 1% to about 5%, more preferably about 1% to about 3%, more preferably about 2% to about 3% of the maximum force.
  • the calibration force is approximately 10 kN to approximately 100 kN, more preferably approximately 20 kN to approximately 50 kN, more preferably approximately 40 kN. This has the advantage that the bolt clamping device is securely clamped and, more preferably, the gaps and openings typical of bolt clamping devices are avoided. closed in order to produce an accurate measurement. It is further preferred that values are used for measurements which are measured during pressure build-up and preferably not during pressure reduction.
  • the application of tensile force to the bolt is interrupted if the elongation value indicates that the bolt system is behaving in a way that is not typical for a bolt system, in particular that the bolt system is stretching unusually. If the yield point of the guided bolt is determined to be at a force that does not correspond to the yield point force that is typical for the bolt system, this indicates that the bolt is faulty or incorrect.
  • the pressure is released in a controlled manner and an error message is issued so that the bolt can be replaced.
  • An exemplary embodiment of the method for screwing a bolt system provides that, prior to screwing, at least one test bolt is tested for a bolt system-typical expansion behavior, preferably determined using the above-described measuring system according to the invention and the measuring method described therein. Furthermore, a bolt clamping device-typical compression behavior of the bolt clamping device is determined, preferably determined using the above-described measuring system according to the invention and the measuring method described therein. This can be done using the bolt clamping device itself or using a product of the same construction. The flanges are then aligned with one another so that the bolt systems can be inserted into the flange recesses.
  • the bolts are already placed on the first flange in such a way that they do not protrude downwards from the flange.
  • the bolt and the first flange can be placed on the second flange at the same time using a crane.
  • the flange recesses of the first and second flanges are aligned with one another, and then the bolt systems are inserted into the first flange recess and the second flange recess.
  • the bolt tensioning device is mounted on the nut side of the flange connection, that is the side of the flange connection on which the nut of the bolt system is arranged. In particular, the bolt tensioning device is screwed onto the bolt.
  • a tensile force is then applied to the bolt, which is preferably increased to a maximum force, which preferably leads to elongation typical of the bolt system up to the yield point of the bolt.
  • the nut is then tightened with a certain torque so that it is tightened with preferably 50 Nm.
  • the tensile force is brought to the restoring force of approximately 0 N so that the nut of the bolt system and the flange connection are loaded with the maximum force that can be applied with the bolt system.
  • the tensile force is then applied to the bolt again and this is preferably increased to the maximum force.
  • the nut is then loosened and the force is set back to the restoring force.
  • a tensile force is again applied to the bolt so that it is stretched to a required target force, which is preferably between 70% and 100% of the maximum force.
  • the nut is then tightened again with a certain torque of preferably 50 Nm and the tensile force is reset to the restoring force.
  • the tensile force on the bolt and an elongation value which is the sum of the bolt elongation, the bolt clamping device compression and the flange compression, are determined.
  • the values determined with a calibration force of preferably around 40 kN are saved and documented.
  • the tensile force when the nut is loosened from the flange connection is documented and saved as the flange compression force. All other values recorded during the process are also saved as documentation, particularly graphically.
  • FIG. 1A shows a first embodiment of a bolt system 10 and a flange connection 81 in a side sectional view.
  • the bolt system 10 has a bolt 20, a nut 12 and an abutment 32.
  • the bolt 20 is designed as a HV bolt.
  • the nut 12 is designed as a HV nut and the abutment 32 has a screw head that is directly connected to the bolt material.
  • a washer (not specified in more detail) is arranged under the abutment 32.
  • the flange connection 81 has a first flange 82 with a first flange recess 84 and a flange surface 86 and a second flange 92 with a second flange recess 94.
  • the bolt 20 of the bolt system 10 is inserted into the first flange recess 84 and the second flange recess 94.
  • FIG. 1B shows a second embodiment of a bolt system 10 and a flange connection 81 in a side sectional view.
  • the bolt system 10 has a bolt 20, a nut 12 and an abutment 32.
  • the bolt 20 is designed as an HV bolt.
  • the nut 12 is designed as a TTG nut and the abutment 32 has a screw head that is directly connected to the bolt material.
  • a washer (not designated in more detail) is arranged under the abutment 32.
  • the TTG nut 12 has an internal nut thread that corresponds to an external thread of an elongated bolt 20.
  • the flange connection 81 has a first flange 82 with a first flange recess 84 and a flange surface 86 and a second flange 92 with a second flange recess 94.
  • the bolt 20 of the bolt system 10 is inserted into the first flange recess 84 and the second flange recess 94.
  • FIG. 1C shows a third embodiment of a bolt system 10 and a flange connection 81 in a side sectional view.
  • the bolt system 10 has a bolt 20, a nut 12 and an abutment 32.
  • the bolt 20 is designed as a stud bolt which has an external thread on two end regions of the bolt 20.
  • the nut 12 is designed as a TTG nut and the abutment 32 is also designed as a TTG nut.
  • the flange connection 81 has a first flange 82 with a first flange recess 84 and a flange surface 86 and a second flange 92 with a second flange recess 94.
  • the bolt 20 of the bolt system 10 is inserted into the first flange recess 84 and the second flange recess 94.
  • FIG. 2 shows a fourth embodiment of a bolt system 10, but without nut 12, a flange connection 81 and a bolt tensioning device 200.
  • the bolt 20 of the bolt system 10 is inserted into a first and a second flange recess 84, 94 of the flange connection 81.
  • the bolt tensioning device 200 is arranged with a support surface 204 on the first flange 82.
  • the bolt tensioning device 200 comprises a housing 202 and a Tension unit 210.
  • the housing 202 encloses the tension unit 210 on essentially three sides.
  • the housing 202 has an open side in the direction of the first flange 82, via which the tension unit 210 grips the bolt 20 of the bolt system 10.
  • FIG. 3 shows a plurality of strain behavior of a measuring method with a measuring system 100.
  • a diagram is illustrated which shows a tensile force on the bolt Fb on the ordinate (y-axis) and elongations and compressions on the abscissa (x-axis), all with a positive sign.
  • the measuring system 100 comprises an M48 stud bolt 20 and two M48 TTG nuts 12, 32.
  • the stud bolt 20 is a bolt which has a thread on two end areas into which the TTG nuts 12, 32 can grip.
  • the tensile force Fb is constantly increased until it has a maximum force Fmax of approximately 1326 kN.
  • a compression behavior of the flange compression 54, a bolt-typical expansion behavior 50, a bolt clamping device-typical compression behavior 52 and a measured elongation behavior 56 are shown.
  • a flange compression ⁇ f is seen in relation to the tensile force Fb.
  • a bolt elongation ⁇ b is seen in relation to the tensile force Fb.
  • a bolt clamping device-typical compression behavior 52 a bolt clamping device compression ⁇ s is seen in relation to the tensile force Fb and for the measured elongation behavior 56, an elongation value ⁇ l is seen in relation to the tensile force Fb.
  • FIG. 4 shows a bolt system-typical expansion behavior of an M48 HV bolt and an M48 HV nut.
  • FIG. 4 shows a diagram that shows a tensile force on the bolt Fb on the ordinate (y-axis) and the bolt elongation ⁇ b on the abscissa (x-axis).
  • a tensile force Fb is applied to the bolt 20 until a maximum force Fmax of about 1326 kN is reached.
  • the tensile force Fb is increased steadily until the maximum force Fmax is reached.
  • the maximum force Fmax corresponds to a force that is necessary to elongate the bolt 20 up to a yield strength RE typical of the bolt system.
  • the nut 12 is tightened with a specific torque of about 50 Nm.
  • the nut 12 is screwed in the direction of the flange connection 81 and tightened with the specific torque.
  • the tensile force Fb is set to a calibration force Fk.
  • the calibration force Fk is in a range of about 40 kN for this M48 bolt system.
  • the flange connection 81 below the nut 12 experiences a flange compression force ⁇ f ( FIG. 4 not visible), which presses the two flanges 82, 92 together.
  • the tensile force Fb is repeatedly applied to the bolt 20 until it exceeds at least a flange compression force ⁇ f.
  • the flange compression force ⁇ f corresponds in particular to the tensile force Fb that is applied to the bolt 20 in order to lift the nut 12 off the flange 82 or the force at which the nut 12 rests on the flange 82 without force being introduced into the flange 82.
  • the flange compression force ⁇ f can be determined by determining the slope of the Hooke's line of the bolt elongation ⁇ b. The slope of the ratio of force Fb to bolt elongation ⁇ b is steeper up to the point where the nut 12 lifts off the flange 82.
  • FIG. 5 shows a bolt system-typical expansion behavior of an M48 stud bolt and two M48 TTG nuts.
  • a diagram is shown which shows a tensile force on the bolt Fb on the ordinate (y-axis) and the bolt elongation ⁇ b on the abscissa (x-axis).
  • the principle or the procedure of the method does not differ from that of the FIG. 4
  • the diagram from FIG. 5 that after tightening the TTG nut 12 on the bolt 20 with a certain torque and removing the tensile force Fb, the bolt elongation ⁇ b does not decrease as significantly as in FIG. 4 clarified.
  • FIG. 6 shows an embodiment of a bolt 20 and an abutment 32 of a bolt system 10.
  • the abutment 32 has a screw head and is directly connected to the bolt 20.
  • the bolt 20 is designed as an HV bolt, for example.
  • the bolt 20 has a first end face 23 and the abutment 32 has a second end face 33.
  • the bolt 20 has a first contact element 21 in the middle of the first end face 23.
  • the abutment 32 also has a second contact element 31 on the second end face 33.
  • the first and second contact elements 21, 31 are embedded in the first and second end faces of the bolt 20 and the abutment 32 and protrude essentially in a dome shape from the end faces 23, 33.
  • the bolt 20 and the abutment 32 have a length 24, which is the length of the bolt 20 and the abutment 32 in the direction of a longitudinal extension of the bolt 20. Furthermore, the bolt 20 has an external thread 26 starting from the first end face 23, which is formed on the bolt 20 in the direction of the abutment 32.
  • FIG. 6 a bolt elongation ⁇ b, which is the difference in length of an elongated bolt ( FIG. 6 not to be taken) to an un-lengthened bolt 20.
  • FIG. 7 shows an embodiment of a measuring system 100 in a front view.
  • the measuring system 100 comprises a receiving device 80, a bolt tensioning device 200 and a bolt elongation measuring device 102.
  • the bolt elongation measuring device is used to measure a bolt elongation ⁇ b.
  • the receiving device 80 has a first flange 82 and a second flange 92 and forms a flange connection 81.
  • the receiving device 80 or the flange connection 81 has the first flange 82 and the second flange 92, the first flange 82 having a nut side 83 with a flange surface 86 and a first contact side 85 and the second flange 92 having a second contact side 95 and an abutment side 93.
  • the first contact side 85 and the second contact side 95 are assigned to one another. Furthermore, the bolt tensioning device 200 is arranged on a flange surface 86 of the nut side 83 of the receiving device 80 or the flange connection 81.
  • the receiving device 80 is connected to two spacing elements 140 on the underside or abutment side.
  • the second flange 92 rests with the abutment side 93 on the spacing elements 140 at two end regions of a longitudinal extension of the receiving device 80.
  • the bolt elongation measuring device 102 comprises a tripod 104 and a frame 110, wherein the tripod 104 has at least one bearing 105 (see FIG. 8 ) which supports the frame 110 in a translational manner.
  • the tripod 104 is arranged as a supporting element on a base.
  • a first and a second flange compression measuring device 120, 130 are arranged at least on the abutment side 93.
  • a first flange compression ⁇ f1 is measured with the first flange compression measuring device 120 and a second flange compression ⁇ f2 is measured with the second flange compression measuring device 130.
  • FIG. 8 the measuring system shows 100 FIG. 7 in a side view.
  • the measuring system 100 comprises the receiving device 80, the bolt clamping device 200 and the bolt elongation measuring device 102.
  • the receiving device 80 has the first flange 82 and the second flange 92 and forms the flange connection 81.
  • the first flange 82 has the nut side 83 with a flange surface 86 and the first contact side 85 and the second flange 92 has the second contact side 95 and the abutment side 93.
  • FIG. 8 that the second flange 92 rests on at least one of the two spacing elements 140.
  • the bolt elongation measuring device 102 comprises the tripod 104 and the frame 110, wherein the tripod 104 has two bearings 105 (see FIG.
  • the frame 110 of the bolt elongation measuring device 102 rests on the stand 104 via a spring element 108.
  • the spring element 108 is pre-tensioned to a certain extent by the support of the frame 110.
  • the frame 110 of the bolt elongation measuring device 102 has a bolt elongation measuring rod 112 and a bolt probe 117 ( FIG. 8 not to be removed).
  • the bolt elongation measuring rod 112 is assigned to the nut side 83 of the receiving device 80 and the bolt sensor 117 to the abutment side 93 of the receiving device 80.
  • the bolt tensioning device 200 of the measuring system 100 has an elongation value measuring device 230 with which an elongation value ⁇ l is measured.
  • the bolt tensioning device 200 measures a correlating elongation value ⁇ l, whereby a distance travelled by a pulling unit 210 (see FIG. 10 ) is measured by applying a tensile force Fb. Furthermore, the bolt tensioning device 200 has a tensile force determination 272 and a computing unit 270.
  • the computing unit can not only be integrated into the device, but can also be spatially separated from it in the form of a workstation computer or similar.
  • FIG. 9 shows a bolt clamping device 200 and a receiving device 80 in a side view. Furthermore, FIG. 9 a part of a bolt elongation measuring device 102 is illustrated, which reproduces a bolt elongation ⁇ b and documents it if necessary.
  • the receiving device 80 has the first flange 82 and the second flange 92 and forms the flange connection 81.
  • the first flange 82 has the nut side 83 with a flange surface 86 and the first contact side 85 and the second flange 92 has the second contact side 95 and the abutment side 93.
  • the second flange 92 rests with the abutment side on two spacer elements 140.
  • a first and a second flange compression measuring device 120, 130 are arranged, with the first flange compression measuring device 120 a first flange compression ⁇ f1 and a second flange compression ⁇ f2 is measured with the second flange compression measuring device 130.
  • FIG. 10 shows a bolt system 10, a bolt clamping device 200 and a receiving device 80 in a side sectional view.
  • the side sectional view is a section AA from FIG. 9 .
  • the receiving device 80 has the first flange 82 and the second flange 92 and forms the flange connection 81.
  • the first flange 82 has the nut side 83 with a flange surface 86 and the first contact side 85 and the second flange 92 has the second contact side 95 and the abutment side 93.
  • the first flange 82 has a first flange recess 84 and the second flange 92 has a second flange recess 94.
  • a bolt 20 of the bolt system 10 is inserted into the first flange recess 84 and the second flange recess 94.
  • the bolt tensioning device 200 comprises a housing 202, a tension unit 210 and the elongation measuring device 230 (see FIG. 8 ).
  • the traction unit 210 has a traction unit internal thread 216 on a gripping area 218.
  • the bolt system 10 has the bolt 20, a nut 12 and an abutment 32.
  • the abutment 32 has a screw head and is directly connected to the bolt 20.
  • the bolt 20 has an external thread 26 and the nut 12 has an internal nut thread 16.
  • the internal nut thread 16 has a geometry that essentially corresponds to a geometry of the external thread 26 of the bolt, which is stretched or elongated by means of a tensile force Fb.
  • the internal tensile unit thread 216 engages in the external thread 26 of the bolt 20.
  • a first flange compression measuring device 120 and a second flange compression measuring device 130 are arranged on the abutment side 85 of the second flange.
  • the first flange compression measuring device is used to measure a first flange compression ⁇ f1 of the receiving device 80 under the bolt tensioning device 200 or under the housing 202 of the bolt tensioning device 200.
  • the second flange compression measuring device is used to measure a second flange compression ⁇ f2 of the receiving device 80 under the nut 12 of the bolt system 10.
  • a compression force is under the bolt tensioning device Fs must be determined. Furthermore, a compression force under the nut Fm must be determined at least over the second flange compression ⁇ f2.
  • a first flange compression recess 98 and a second flange compression recess 99 run through the receiving device 80.
  • the first and second flange compression recesses 98, 99 penetrate the receiving device 80 completely, starting from the abutment side 85 to the nut side 95.
  • the first flange compression measuring device 120 comprises a first flange compression measuring rod 122, which reaches through the first flange compression recess 98 and has a contact with the bolt tensioning device 200.
  • the second flange compression measuring device 130 comprises a second flange compression measuring rod 132, which reaches through the second flange compression recess 99 and indirectly, due to a washer, has a contact with the nut.
  • the bolt 20 has a first end face 23 (see FIG. 6 ) has a first contact element 21. Furthermore, the abutment 32 has a second end face 33 (see FIG. 6 ) has a second contact element 31.
  • the bolt elongation measuring device 102 from FIGS. 7 and 8 have a bolt elongation measuring rod 112 and a bolt probe 117 (see schematic FIG. 8 ) has a contact with the first and second contact elements 21, 31 of the bolt 20.
  • the bolt elongation measuring rod 112 has a contact with the first contact element 21.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verschraubung eines Bolzensystems mit einer Flanschverbindung und eine Verwendung einer Bolzenspannvorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.The invention relates to a method for screwing a bolt system with a flange connection and a use of a bolt tensioning device for carrying out such a method.

Aus dem Stand der Technik sind hydraulische Vorspannvorrichtungen und deren Verfahren zum Anziehen allgemein bekannt.Hydraulic pretensioning devices and their tightening methods are generally known from the state of the art.

DE 10 2009 043 907 A1 beschreibt eine hydraulische Gewindebolzenspannvorrichtung zum Anziehen und Lösen hochbelasteter Schrauben. DE 10 2009 043 907 A1 describes a hydraulic threaded bolt tensioning device for tightening and loosening highly loaded bolts.

EP 2 942 156 A2 beschreibt eine Spannvorrichtung zum Dehnen eines Gewindebolzens durch Zug an dessen Gewindeendabschnitt. EP 2 942 156 A2 describes a clamping device for stretching a threaded bolt by pulling on its threaded end section.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren haben allesamt den Nachteil, dass eine zuverlässige Dokumentation der Schraubverbindung nicht gewährleistet werden kann.The methods known from the state of the art all have the disadvantage that reliable documentation of the screw connection cannot be guaranteed.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Verwendung einer Bolzenspannvorrichtung zur Verfügung zu stellen, mittels derer eine sichere Verspannung von Flanschen gewährleistet ist, die insbesondere nachweisbar beziehungsweise bestimmbar und/oder dokumentierbar ist.The object of the invention is to provide a method and a use of a bolt clamping device by means of which a secure clamping of flanges is ensured, which in particular is verifiable or determinable and/or documentable.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche.The object is achieved according to the invention by the subject matter of the independent claims.

Die Erfindung schlägt gemäß einem ersten Aspekt ein Verfahren zur Verschraubung eines Bolzensystems mit einer Flanschverbindung vor, wobei das Bolzensystem zumindest einen Bolzen, eine Mutter und ein Widerlager aufweist, wobei die Flanschverbindung zumindest einen ersten Flansch mit zumindest einer ersten Flanschausnehmung und einen zweiten Flansch mit zumindest einer zweiten Flanschausnehmung aufweist, umfassend die Schritte

  1. a) Ermitteln eines bolzensystemtypischen Dehnverhaltens und Ermitteln eines bolzenspannvorrichtungstypischen Kompressionsverhaltens,
  2. b) Ausrichten der ersten Flanschausnehmung zur zweiten Flanschausnehmung,
  3. c) Einbringen eines Bolzensystems in die erste Flanschausnehmung und die zweite Flanschausnehmung,
  4. d) Montieren einer Bolzenspannvorrichtung an den Bolzen auf einer Mutterseite der Flanschverbindung,
  5. e) Aufbringen einer Zugkraft (Fb) auf den Bolzen, bis eine bestimmte Maximalkraft erreicht ist, und Ermitteln, bevorzugt kontinuierlich während der Aufbringung der Zugkraft (Fb), eines Längungswertes, der mit einer Bolzenlängung, einer Bolzenspannvorrichtungskompression und einer Flanschkompression der Flanschverbindung korreliert,
  6. f) Nachdrehen der Mutter mit einem bestimmten Drehmoment,
  7. g) Ablassen der Zugkraft, bevorzugt auf eine Rückstellkraft (Fbrück),
  8. h) mindestens einmalige Wiederholung der Schritte e) bis g), und
  9. i) Auswerten der ermittelten Werte für Zugkraft und Längungswert, Bestimmen der Flanschkompression und daraus Bestimmen der Flanschkompressionskraft, bevorzugt für jeden Zeitpunkt der Druckbeaufschlagung und des Druckablassens.
According to a first aspect, the invention proposes a method for screwing a bolt system to a flange connection, wherein the bolt system has at least one bolt, one nut and one abutment, wherein the flange connection has at least one first flange with at least one first flange recess and a second flange with at least one second flange recess, comprising the steps
  1. a) Determination of a bolt system-typical expansion behaviour and determination of a bolt clamping device-typical compression behaviour,
  2. b) aligning the first flange recess with the second flange recess,
  3. c) inserting a bolt system into the first flange recess and the second flange recess,
  4. d) Mounting a bolt tensioning device to the bolts on one nut side of the flange connection,
  5. e) applying a tensile force (Fb) to the bolt until a certain maximum force is reached and determining, preferably continuously during the application of the tensile force (Fb), an elongation value which correlates with a bolt elongation, a bolt tensioning device compression and a flange compression of the flange connection,
  6. f) Re-tightening the nut with a certain torque,
  7. g) Release of the tensile force, preferably to a restoring force (Fbrück),
  8. h) repeating steps e) to g) at least once, and
  9. i) Evaluating the determined values for tensile force and elongation value, determining the flange compression and from this determining the flange compression force, preferably for each point in time of pressurisation and depressurisation.

Ein Bolzensystem zur Durchführung des genannten Verfahrens umfasst zumindest einen Bolzen, ein Widerlager und eine Mutter, wobei der Bolzen ein bolzensystemtypisches Dehnverhalten aufweist, das mittels zumindest eines baugleichen Bolzens ermittelt ist. Das bolzensystemtypische Dehnverhalten des baugleichen Bolzens wird bevorzugt mit einem nachfolgend beschriebenen Messsystem ermittelt.A bolt system for carrying out the method mentioned comprises at least one bolt, an abutment and a nut, wherein the bolt has a bolt system-typical expansion behavior, which is determined by means of at least one identical bolt. The bolt system-typical expansion behavior of the identical bolt is preferably determined using a measuring system described below.

Vorzugsweise weist die Mutter ein Mutterinnengewinde mit einer Geometrie auf, die im Wesentlichen einer Geometrie des Bolzens entspricht, der mittels einer bestimmten Maximalkraft, die auch als bestimmte Vorspannkraft angesprochen werden kann, gedehnt bzw. gelängt ist. Vorzugsweise ist der Bolzen bis zu einer Dehngrenze gelängt. Wird im Rahmen der Erfindung der Begriff "Geometrie" in Bezug auf Innen- und/oder Außengewinden verwendet, ist hierunter bevorzugt zumindest die Gewindesteigung, der Gewindewinkel und/oder der Gewindedurchmesser zu verstehen.Preferably, the nut has an internal thread with a geometry that essentially corresponds to a geometry of the bolt that is stretched or elongated by means of a certain maximum force, which can also be referred to as a certain preload force. Preferably, the bolt is elongated up to a yield point. If the term "geometry" is used in the context of the invention in relation to internal and/or external threads, this is preferably understood to mean at least the thread pitch, the thread angle and/or the thread diameter.

Bevorzugt weist das Widerlager einen Schraubenkopf oder eine Gegenmutter auf. Weiter bevorzugt ist das Widerlager unmittelbar mit dem Bolzenmaterial verbunden, und ist vorzugsweise als Gegenmutter mit einem Vielkant, bevorzugt Sechskant, ausgebildet. Besonders bevorzugt ist der Bolzen zumindest einmal bis zu seiner Dehngrenze gedehnt beziehungsweise gelängt worden.Preferably, the abutment has a screw head or a lock nut. More preferably, the abutment is directly connected to the bolt material and is preferably designed as a lock nut with a polygon, preferably a hexagon. Particularly Preferably, the bolt has been stretched or elongated at least once to its yield point.

Die Erfindung schlägt gemäß einem zweiten Aspekt eine Verwendung einer Bolzenspannvorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens, das gemäß dem ersten Aspekt ausgebildet ist, vor, wobei die Bolzenspannvorrichtung ein Gehäuse, eine Zugeinheit, ein Längungswertmessgerät, eine Zugkraftermittlung und eine Recheneinheit aufweist, wobei mittels des Längungswertmessgerätes ein Längungswert messbar ist, wobei mittels der Recheneinheit aus dem ermittelten Längungswert eine Flanschkompression errechenbar ist.According to a second aspect, the invention proposes a use of a bolt tensioning device for carrying out a method which is designed according to the first aspect, wherein the bolt tensioning device has a housing, a tension unit, an elongation value measuring device, a tensile force determination device and a computing unit, wherein an elongation value can be measured by means of the elongation value measuring device, wherein a flange compression can be calculated from the determined elongation value by means of the computing unit.

Es wird ein Verfahren zur Verschraubung eines Bolzensystems mit einer Flanschverbindung vorgeschlagen. Das Bolzensystem umfasst zumindest einen Bolzen, eine Mutter und ein Widerlager. Das Widerlager weist in einer Ausführungsform einen Schraubenkopf auf, der unmittelbar mit dem Bolzenmaterial verbunden ist. In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform weist das Widerlager zumindest eine Gegenmutter auf. Weiterhin kann das Bolzensystem in einer Ausführungsform zumindest eine, bevorzugt zwei Unterlegscheiben aufweisen. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Mutter ein Mutterinnengewinde aufweist, das dem Außengewinde eines vorgespannten Bolzens entspricht. Weiter bevorzugt ist eine Auflagefläche der Mutter derart gestaltet, dass keine Unterlegscheibe mit dieser verwendet werden muss. Insbesondere weist die Mutter eine ebene Auflagefläche auf, die weiter bevorzugt rechtwinklig zu einer Gewindeachse der Mutter ausgebildet ist. Ist das Widerlager als Gegenmutter gestaltet, gelten die obigen Ausführungen zur Mutter ebenfalls für die Gegenmutter des Widerlagers. Der Bolzen ist insbesondere ein Gewindebolzen, dessen Außengewinde mit dem Innengewinde der Mutter und ggf. der Gegenmutter korrespondiert oder dessen Geometrie des Außengewindes, insbesondere bei Aufbringung einer Maximalkraft auf den Bolzen, mit dem Mutterinnengewinde und ggf. dem Gegenmutterinnengewinde korrespondiert.A method for screwing a bolt system to a flange connection is proposed. The bolt system comprises at least one bolt, a nut and an abutment. In one embodiment, the abutment has a screw head that is directly connected to the bolt material. In a further, particularly preferred embodiment, the abutment has at least one lock nut. Furthermore, in one embodiment, the bolt system can have at least one, preferably two washers. It is particularly preferred that the nut has an internal nut thread that corresponds to the external thread of a pre-stressed bolt. Further preferably, a support surface of the nut is designed in such a way that no washer has to be used with it. In particular, the nut has a flat support surface that is further preferably designed at right angles to a thread axis of the nut. If the abutment is designed as a lock nut, the above statements on the nut also apply to the lock nut of the abutment. The bolt is in particular a threaded bolt whose external thread corresponds to the internal thread of the nut and, if applicable, the lock nut or whose geometry of the external thread, in particular when a maximum force is applied to the bolt, corresponds to the internal thread of the nut and, if applicable, the internal thread of the lock nut.

Die Flanschverbindung weist zumindest einen ersten Flansch mit zumindest einer ersten Flanschausnehmung und einen zweiten Flansch mit zumindest einer zweiten Flanschausnehmung auf. Insbesondere weist der Flansch eine Vielzahl von Flanschausnehmungen auf, in die eine Vielzahl von Bolzensystemen einbringbar ist.The flange connection has at least a first flange with at least one first flange recess and a second flange with at least one second flange recess. In particular, the flange has a plurality of flange recesses into which a plurality of bolt systems can be introduced.

Für das in Schritt a) zu ermittelnde bolzensystemtypische Dehnverhalten und das bolzenspannvorrichtungstypische Kompressionsverhalten ist im Folgenden ein Messsystem dargestellt.For the bolt system-typical expansion behaviour to be determined in step a) and the bolt clamping device-typical A measuring system for compression behavior is shown below.

Das vorzugsweise einzusetzende ebenfalls erfindungsgemäße Messsystem zumindest zur Ermittlung eines bolzensystemtypischen Dehnverhaltens umfasst eine Aufnahmevorrichtung, eine Bolzenspannvorrichtung und ein Bolzenlängungsmessgerät, wobei die Aufnahmevorrichtung eine Mutterseite, eine der Mutterseite gegenüberliegende Widerlagerseite und zumindest eine Flanschausnehmung aufweist, wobei in der Flanschausnehmung der Bolzen des Bolzensystems anordenbar ist, wobei die Bolzenspannvorrichtung auf der Mutterseite der Aufnahmevorrichtung anordenbar ist und wobei mittels der Bolzenspannvorrichtung eine Zugkraft (Fb) auf den Bolzen aufbringbar ist und wobei mit dem Bolzenlängungsmessgerät eine Bolzenlängung Δb messbar ist. Wird im Rahmen der Erfindung der Begriff "Messsystem" verwendet, ist hierunter bevorzugt ein Prüfstand, Feldversuch und/oder Laboraufbau etc. zu verstehen.The measuring system according to the invention, which is preferably used at least for determining a typical bolt system expansion behavior, comprises a receiving device, a bolt tensioning device and a bolt elongation measuring device, wherein the receiving device has a nut side, an abutment side opposite the nut side and at least one flange recess, wherein the bolt of the bolt system can be arranged in the flange recess, wherein the bolt tensioning device can be arranged on the nut side of the receiving device and wherein a tensile force (Fb) can be applied to the bolt by means of the bolt tensioning device and wherein a bolt elongation Δb can be measured with the bolt elongation measuring device. If the term "measuring system" is used in the context of the invention, this is preferably understood to mean a test bench, field test and/or laboratory setup, etc.

Vorzugsweise weist das Bolzensystem zumindest einen Bolzen, eine Mutter und ein Widerlager auf. Bevorzugt sind die Mutter des Bolzensystems der Mutterseite der Aufnahmevorrichtung und das Widerlager des Bolzensystems der Widerlagerseite der Aufnahmevorrichtung zugeordnet. Das Widerlager weist in einer bevorzugten Ausführungsform eine weitere Mutter bzw. eine Gegenmutter auf. In einer alternativen Ausführungsform ist das Widerlager unmittelbar bzw. einteilig mit dem Bolzenmaterial verbunden und weist bevorzugt einen Bolzenkopf und weiter bevorzugt einen Schraubenkopf auf. Bevorzugt weist der Bolzen eine Längserstreckung mit einem ersten Endbereich und einen entgegenliegenden zweiten Endbereich auf. Vorzugsweise sind der erste Endbereich der Mutterseite der Aufnahmevorrichtung und der zweite Endbereich der Widerlagerseite der Aufnahmevorrichtung zugeordnet. Bevorzugt weist der Bolzen, bevorzugt mittig, auf einer ersten Stirnseite, die dem ersten Endbereich zugeordnet ist, ein erstes Kontaktelement auf. Weiter bevorzugt weist der Bolzen oder das Widerlager, bevorzugt mittig, auf einer zweiten Stirnseite, die dem zweiten Endbereich zugeordnet ist, ein zweites Kontaktelement auf. Bevorzugt weist das erste und/oder das zweite Kontaktelement eine sich vom Bolzen entfernend erstreckende Spitze auf. Weiter bevorzugt erstreckt sich das erste und/oder zweite Kontaktelement kuppelförmig entfernend vom Bolzen. Besonders bevorzugt ist in die erste und/oder zweite Stirnseite das Kontaktelement eingelassen und ragt im Wesentlichen kuppelförmig aus der Stirnseite heraus.The bolt system preferably has at least one bolt, one nut and one abutment. The nut of the bolt system is preferably assigned to the nut side of the receiving device and the abutment of the bolt system is assigned to the abutment side of the receiving device. In a preferred embodiment, the abutment has a further nut or a counter nut. In an alternative embodiment, the abutment is connected directly or in one piece to the bolt material and preferably has a bolt head and more preferably a screw head. The bolt preferably has a longitudinal extension with a first end region and an opposite second end region. The first end region is preferably assigned to the nut side of the receiving device and the second end region is assigned to the abutment side of the receiving device. The bolt preferably has a first contact element, preferably in the middle, on a first end face that is assigned to the first end region. More preferably, the bolt or the abutment has a second contact element, preferably in the middle, on a second end face that is assigned to the second end region. The first and/or the second contact element preferably has a tip that extends away from the bolt. More preferably, the first and/or second contact element extends away from the bolt in a dome shape. Particularly preferably, the contact element is embedded in the first and/or second end face and protrudes essentially in a dome shape from the end face. out of here.

Bevorzugt durchdringt die Flanschausnehmung die Aufnahmevorrichtung vollständig. Weiter bevorzugt durchdringt die Flanschausnehmung die Aufnahmevorrichtung ausgehend von der Mutterseite bis zur Widerlagerseite. Vorzugsweise weist die Aufnahmevorrichtung eine Längserstreckung auf, die sich in etwa rechtwinklig zu einer Höhe und einer Tiefe der Aufnahmevorrichtung erstreckt. In einer Ausführungsform ist die Aufnahmevorrichtung als ein rechteckiger Block ausgebildet. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Aufnahmevorrichtung zwei aufeinander angeordnete Blöcke auf. Bevorzugt sind die beiden aufeinander angeordneten Blöcke ein erster Flansch und ein zweiter Flansch und bilden eine Flanschverbindung.Preferably, the flange recess completely penetrates the receiving device. More preferably, the flange recess penetrates the receiving device from the nut side to the abutment side. Preferably, the receiving device has a longitudinal extension that extends approximately at right angles to a height and a depth of the receiving device. In one embodiment, the receiving device is designed as a rectangular block. In a preferred embodiment, the receiving device has two blocks arranged on top of one another. Preferably, the two blocks arranged on top of one another are a first flange and a second flange and form a flange connection.

Wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung, auch umfassend das erfindungsgemäße Messsystem, der Begriff "etwa" oder "im Wesentlichen" in Bezug auf Werte oder Wertebereiche verwendet, ist hierunter dasjenige zu verstehen, was der Fachmann in dem gegebenen Zusammenhang als fachmännisch üblich ansehen wird. Insbesondere sind Abweichungen der angegeben Werte von ±10%, bevorzugt ±5%, weiter bevorzugt von ±2%, von den Begriffen "etwa" und "im Wesentlichen" umfasst.If the term "approximately" or "substantially" is used in relation to values or value ranges within the scope of the present invention, including the measuring system according to the invention, this is to be understood as what the person skilled in the art will regard as usual in the given context. In particular, deviations from the stated values of ±10%, preferably ±5%, more preferably ±2%, are included in the terms "approximately" and "substantially".

Die Längserstreckung der Aufnahmevorrichtung des Messsystems liegt bevorzugt mit der Länge zur Höhe und/oder Tiefe in einem Verhältnis in einem Bereich von etwa 2 zu 1 bis etwa 10 zu 1. Weiter bevorzugt liegt die Länge der Längserstreckung im Verhältnis zur Höhe und/oder Tiefe in einem Bereich von etwa 4 zu 1 bis etwa 8 zu 1. Besonders bevorzugt liegt die Länge der Längserstreckung im Verhältnis zur Höhe und/oder Tiefe bei etwa 6 zu 1.The longitudinal extent of the receiving device of the measuring system is preferably in a ratio of length to height and/or depth in a range from about 2 to 1 to about 10 to 1. More preferably, the length of the longitudinal extent in relation to height and/or depth is in a range from about 4 to 1 to about 8 to 1. Particularly preferably, the length of the longitudinal extent in relation to height and/or depth is about 6 to 1.

Bevorzugt ist die Bolzenspannvorrichtung, nachdem der Bolzen des Bolzensystems in der Flanschausnehmung angeordnet ist, auf der Aufnahmevorrichtung angeordnet. Weiter bevorzugt ist die Bolzenspannvorrichtung der Flanschausnehmung zuordenbar. Vorzugsweise umschließt die Bolzenspannvorrichtung zumindest zu einem Teil und bevorzugt im Wesentlichen vollständig die Flanschausnehmung auf der Mutterseite.Preferably, the bolt clamping device is arranged on the receiving device after the bolt of the bolt system is arranged in the flange recess. Further preferably, the bolt clamping device can be assigned to the flange recess. Preferably, the bolt clamping device at least partially and preferably substantially completely encloses the flange recess on the nut side.

Vorzugsweise umfasst die Bolzenspannvorrichtung ein Gehäuse und eine Zugeinheit. Bevorzugt umschließt das Gehäuse die Zugeinheit. Weiter bevorzugt weist die Zugeinheit an einem Greifbereich ein Zugeinheitsinnengewinde auf. Bevorzugt ist der Bolzen des Bolzensystems nicht vollständig in der Flanschausnehmung angeordnet. Bevorzugt ragt der Bolzen zu einem Teil auf der Mutterseite und der Widerlagerseite der Aufnahmevorrichtung aus der Flanschausnehmung heraus. Das Zugeinheitsinnengewinde ist vorzugsweise in ein Außengewinde des Bolzens greifbar ausgebildet. Besonders bevorzugt greift die Zugeinheit mit dem Zugeinheitsinnengewinde in das Außengewinde des Bolzens, um diesen in einem Verfahrensschritt zu längen. In einem anschließenden Verfahrensschritt wird mindestens eine Mutter mit dem gelängten Gewindebolzen verbunden. Besonders bevorzugt weist die Mutter ein Innengewinde auf, das in seiner Geometrie, bevorzugt nahezu oder vollständig, dem gelängten Außengewindes des Bolzens ausgebildet ist.Preferably, the bolt tensioning device comprises a housing and a pulling unit. Preferably, the housing encloses the pulling unit. Further preferably, the pulling unit has a pulling unit internal thread on a gripping area. Preferably, the bolt of the bolt system is not completely arranged in the flange recess. Preferably, the bolt protrudes partially from the flange recess on the nut side and the abutment side of the receiving device. The internal thread of the traction unit is preferably designed to engage with an external thread of the bolt. Particularly preferably, the traction unit engages with the internal thread of the traction unit in the external thread of the bolt in order to lengthen it in one process step. In a subsequent process step, at least one nut is connected to the elongated threaded bolt. Particularly preferably, the nut has an internal thread, the geometry of which is preferably almost or completely designed to match the elongated external thread of the bolt.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Messsystems umfasst das Bolzenlängungsmessgerät ein Stativ und einen Rahmen, wobei das Stativ mindestens eine Lagerung aufweist, die den Rahmen translatorisch am Rahmen lagert. In einer Ausführungsform ist das Stativ als Teil einer Wand ausgebildet. In einer alternativen Ausführungsform ist das Stativ sich selbsttragend auf einem Untergrund angeordnet.In a preferred embodiment of the measuring system, the bolt elongation measuring device comprises a tripod and a frame, wherein the tripod has at least one bearing that supports the frame in a translational manner on the frame. In one embodiment, the tripod is designed as part of a wall. In an alternative embodiment, the tripod is arranged self-supporting on a base.

Bevorzugt weist der Rahmen des Bolzenlängungsmessgerätes einen Bolzenlängungsmessstab und einen Bolzentaster auf, wobei der Bolzenlängungsmessstab der Mutterseite der Aufnahmevorrichtung zugeordnet ist und der Bolzentaster der Widerlagerseite der Aufnahmevorrichtung zugeordnet ist. In einer bevorzugten Ausführungsform, in der der Bolzen in der Flanschausnehmung angeordnet ist, weist der Rahmen des Bolzenlängungsmessgerätes mit dem Bolzenlängungsmessstab einen Kontakt zum ersten Endbereich des Bolzens auf. Weiter bevorzugt weist der Bolzenlängungsmessstab einen Kontakt zur ersten Stirnseite des Bolzens auf. Besonders bevorzugt weist der Bolzenlängungsmessstab einen Kontakt zum ersten Kontaktelement des Bolzens auf. Vorzugsweise weist der Rahmen des Bolzenlängungsmessgerätes mit dem Bolzentaster einen Kontakt zum zweiten Endbereich des Bolzens auf. Weiter bevorzugt weist der Bolzentaster einen Kontakt zur zweiten Stirnseite des Bolzens auf. Besonders bevorzugt weist der Bolzentaster einen Kontakt zum zweiten Kontaktelement des Bolzens auf.The frame of the bolt elongation measuring device preferably has a bolt elongation measuring rod and a bolt probe, the bolt elongation measuring rod being assigned to the nut side of the receiving device and the bolt probe being assigned to the abutment side of the receiving device. In a preferred embodiment in which the bolt is arranged in the flange recess, the frame of the bolt elongation measuring device with the bolt elongation measuring rod has a contact with the first end region of the bolt. More preferably, the bolt elongation measuring rod has a contact with the first end face of the bolt. Particularly preferably, the bolt elongation measuring rod has a contact with the first contact element of the bolt. Preferably, the frame of the bolt elongation measuring device with the bolt probe has a contact with the second end region of the bolt. More preferably, the bolt probe has a contact with the second end face of the bolt. Particularly preferably, the bolt probe has a contact with the second contact element of the bolt.

In einer vorteilhaften Ausführungsform liegt der Rahmen des Bolzenlängungsmessgerätes über ein Federelement auf dem Stativ auf. Das mindestens eine Federelement dient dazu, den Rahmen gegen den Bolzen zu drücken. Bevorzugt ist das Federelement durch die Auflage des Rahmens auf dieser zu einem gewissen Teil vorgespannt. Bevorzugt weist der Rahmen des Bolzenlängungsmessgerätes mittels des Federelementes einen stetigen, beidseitigen Kontakt zum Bolzen auf. Weiter bevorzugt weist zumindest der Bolzentaster mittels des Federelementes einen stetigen Kontakt zum Bolzen auf.In an advantageous embodiment, the frame of the bolt elongation measuring device rests on the stand via a spring element. The at least one spring element serves to press the frame against the bolt. The spring element is preferably supported by the support of the frame is prestressed to a certain extent. Preferably, the frame of the bolt elongation measuring device has a constant, two-sided contact with the bolt by means of the spring element. Further preferably, at least the bolt sensor has a constant contact with the bolt by means of the spring element.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist mittels der Bolzenspannvorrichtung eine Zugkraft (Fb) auf den Bolzen aufbringbar und mit dem Bolzenlängungsmessgerät eine Bolzenlängung (Δb) messbar. Bevorzugt ist der Bolzen mit Aufbringen der Zugkraft (Fb) längbar. Weiter bevorzugt ist der Bolzen des Bolzensystems in der Flanschausnehmung angeordnet und das Widerlager liegt an der Widerlagerseite der Aufnahmevorrichtung an. Bevorzugt ist der Bolzen mit Aufbringen der Zugkraft (Fb) gelängt und mittels des Widerlagers an der Widerlagerseite gehalten. Vorzugsweise ist der Bolzen im Wesentlichen in Richtung der Längserstreckung des Bolzens längbar. Bevorzugt ist der Bolzen im Wesentlichen ausgehend vom Widerlager bis im Wesentlichen zum ersten Endbereich längbar. Weiter bevorzugt ist der Bolzen im Wesentlichen ausgehend vom Widerlager bis im Wesentlichen zu dem Bereich, in dem die Bolzenspannvorrichtung den Bolzen über das Zugeinheitsinnengewinde greift, längbar. Bevorzugt weisen der Bolzenlängungsmessstab und der Bolzentaster jeweils einen Kontakt zum Bolzen auf. Vorzugsweise weisen der Bolzenlängungsmessstab und der Bolzentaster während der Längung einen stetigen Kontakt zum Bolzen auf. Vorzugsweise und bedingt durch Faktoren wie Material und/oder Spalte der Aufnahmevorrichtung hebt sich die Aufnahmevorrichtung ausgehend von der Widerlagerseite in Richtung der Mutterseite. Weiter bevorzugt und bedingt durch Faktoren wie Material und/oder Spalte werden die Widerlagerseite und die Mutterseite zumindest in Teilbereichen gestaucht und somit aufeinander zu geschoben. Mit Anheben der Widerlagerseite der Aufnahmevorrichtung wird der Bolzen und bevorzugt das Bolzensystem in Richtung der Bolzenspannvorrichtung mit bewegt. Vorzugsweise liegt der Rahmen des Bolzenlängungsmessgerätes auf dem Federelement des Stativs auf. Der Bolzentaster, der bevorzugt einen stetigen Kontakt zum Bolzen aufweist, hebt sich mittels des vorgespannten Federelementes gemeinsam mit dem Bolzen und hält den Kontakt zu diesem. Das Federelement, das die Vorspannung löst, hebt bevorzugt den gesamten Rahmen des Bolzenlängungsmessgerätes an. Der Bolzenlängungsmessstab, der während der Längung des Bolzens bevorzugt einen stetigen Kontakt zu diesem aufweist, ist bevorzugt am ersten Endbereich des Bolzens, weiter bevorzugt auf der ersten Stirnseite des Bolzens und besonders bevorzugt auf dem ersten Kontaktelement des Bolzens angeordnet. Vorzugsweise ist eine maximale Bewegung des Bolzens durch Aufbringen der Zugkraft (Fb) mindestens auf der ersten Stirnseite ermittelbar. Die maximale Bewegung des Bolzens ist bewirkt durch die Längung des Bolzens und durch die Nachgiebigkeit bzw. Kompression zumindest der Aufnahmevorrichtung. Vorzugsweise bewegt sich der Bolzenlängungsmessstab die maximale Bewegung des Bolzens mit. Vorzugsweise bewegt sich der Rahmen einen Weg mit, den zumindest die Aufnahmevorrichtung durch Einbringen der Zugkraft (Fb) nachgibt. Mit dem Bolzenlängungsmessstab und dem Bolzentaster des Bolzenlängungsmessgerätes ist die Bolzenlängung (Δb) bzw. eine tatsächliche Bolzenlängung (Δb) messbar. Bevorzugt ist die Bolzenlängung (Δb) eine Resultierende aus der maximalen Bewegung des Bolzens. Vorzugsweise ist in der vorliegenden Erfindung in all ihren Ausgestaltungen unter dem Begriff Kompression das Nachgeben von Materialien, wie das der Bolzenspannvorrichtung, der Aufnahmevorrichtung und gegebenenfalls Spalte, die sich durch bevorzugt Druckzunahme schließen, zu verstehen.In a particularly preferred embodiment, a tensile force (Fb) can be applied to the bolt by means of the bolt tensioning device and a bolt elongation (Δb) can be measured with the bolt elongation measuring device. The bolt can preferably be lengthened by applying the tensile force (Fb). More preferably, the bolt of the bolt system is arranged in the flange recess and the abutment rests on the abutment side of the receiving device. The bolt is preferably lengthened by applying the tensile force (Fb) and is held on the abutment side by means of the abutment. The bolt can preferably be lengthened essentially in the direction of the longitudinal extent of the bolt. The bolt can preferably be lengthened essentially starting from the abutment up to essentially the first end region. More preferably, the bolt can be lengthened essentially starting from the abutment up to essentially the area in which the bolt tensioning device grips the bolt via the internal thread of the tensile unit. The bolt elongation measuring rod and the bolt probe each preferably have a contact with the bolt. Preferably, the bolt elongation measuring rod and the bolt sensor are in constant contact with the bolt during elongation. Preferably, and depending on factors such as the material and/or gaps of the receiving device, the receiving device is lifted from the abutment side towards the nut side. More preferably, and depending on factors such as the material and/or gaps, the abutment side and the nut side are compressed at least in some areas and thus pushed towards one another. When the abutment side of the receiving device is lifted, the bolt and preferably the bolt system are moved towards the bolt tensioning device. Preferably, the frame of the bolt elongation measuring device rests on the spring element of the tripod. The bolt sensor, which preferably has constant contact with the bolt, is lifted together with the bolt by means of the pre-tensioned spring element and maintains contact with it. The spring element, which releases the pre-tension, preferably lifts the entire frame of the bolt elongation measuring device. The bolt elongation measuring rod, which preferably has a constant contact with the bolt during the elongation thereof, is preferably on the first end region of the bolt, more preferably on the first end face of the bolt and particularly preferably arranged on the first contact element of the bolt. Preferably, a maximum movement of the bolt can be determined by applying the tensile force (Fb) at least on the first end face. The maximum movement of the bolt is caused by the elongation of the bolt and by the flexibility or compression of at least the receiving device. Preferably, the bolt elongation measuring rod moves with the maximum movement of the bolt. Preferably, the frame moves along a path that at least the receiving device yields by applying the tensile force (Fb). The bolt elongation (Δb) or an actual bolt elongation (Δb) can be measured using the bolt elongation measuring rod and the bolt probe of the bolt elongation measuring device. Preferably, the bolt elongation (Δb) is a result of the maximum movement of the bolt. Preferably, in the present invention in all its embodiments, the term compression is to be understood as the yielding of materials, such as that of the bolt tensioning device, the receiving device and possibly gaps that close due to a preferred increase in pressure.

Bevorzugt umfasst die Bolzenspannvorrichtung des Messsystems ein Längungswertmessgerät, mit dem ein Längungswert (ΔI) messbar ist. Vorzugsweise misst die Bolzenspannvorrichtung einen korrelierenden Längungswert (ΔI) , wobei ein zurückgelegter Weg der Zugeinheit mit Aufbringen der Zugkraft (Fb) messbar ist. Der Längungswert (ΔI) ist insbesondere die Summe der Bolzenlängung (Δb) und jegliche Kompressionen im Messsystem. Bevorzugt ist der Längungswert (ΔI) die Summe der Bolzenlängung (Δb), einer Bolzenspannvorrichtungskompression (Δs) und einer Flanschkompression (Δf).The bolt tensioning device of the measuring system preferably comprises an elongation value measuring device with which an elongation value (ΔI) can be measured. The bolt tensioning device preferably measures a correlating elongation value (ΔI), wherein a distance covered by the tensile unit with the application of the tensile force (Fb) can be measured. The elongation value (ΔI) is in particular the sum of the bolt elongation (Δb) and any compressions in the measuring system. The elongation value (ΔI) is preferably the sum of the bolt elongation (Δb), a bolt tensioning device compression (Δs) and a flange compression (Δf).

Vorzugsweise ist die Bolzenspannvorrichtungskompression (Δs) die Kompression der Bolzenspannvorrichtung, die entsteht, wenn zumindest die Bolzenspannvorrichtung mit der Zugkraft (Fb) den Bolzen des Bolzensystems längt. Vorzugsweise wird mit Aufbringen der Zugkraft (Fb) die Bolzenspannvorrichtung in Richtung der Aufnahmevorrichtung auf deren Mutterseite gepresst, während der Zuganker den Bolzen in die entgegengesetzte Richtung längt.Preferably, the bolt tensioning device compression (Δs) is the compression of the bolt tensioning device that occurs when at least the bolt tensioning device lengthens the bolt of the bolt system with the tensile force (Fb). Preferably, when the tensile force (Fb) is applied, the bolt tensioning device is pressed in the direction of the receiving device on its nut side, while the tension rod lengthens the bolt in the opposite direction.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Messsystems ist die Aufnahmevorrichtung als Flanschverbindung ausgebildet. Vorzugsweise umfasst die Aufnahmevorrichtung bzw. die Flanschverbindung zumindest den ersten Flansch und den zweiten Flansch, wobei der erste Flansch zumindest die Mutterseite, eine erste Kontaktseite und zumindest eine erste Flanschausnehmung aufweist und wobei der zweite Flansch zumindest eine zweite Kontaktseite und die Widerlagerseite und zumindest eine zweite Flanschausnehmung aufweist, wobei die erste Kontaktseite und die zweite Kontaktseite einander zugeordnet sind und wobei die erste Flanschausnehmung und die zweite Flanschausnehmung einander zugeordnet sind. Bevorzugt ist der Bolzen des Bolzensystems in der ersten und der zweiten Flanschausnehmung anordenbar.In a particularly preferred embodiment of the measuring system, the receiving device is designed as a flange connection. Preferably, the receiving device or the flange connection comprises at least the first flange and the second flange, wherein the first flange has at least the nut side, a first contact side and at least one first flange recess and wherein the second flange has at least a second Contact side and the abutment side and at least one second flange recess, wherein the first contact side and the second contact side are assigned to one another and wherein the first flange recess and the second flange recess are assigned to one another. Preferably, the bolt of the bolt system can be arranged in the first and the second flange recess.

Es kann sein, dass der erste Flansch und/oder der zweite Flansch nicht vollständig eben ausgebildet sind und einen Spalt aufweisen. Weiter bevorzugt weisen der erste Flansch und/oder der zweite Flansch Unebenheiten und daher einen Spalt mindestens im Bereich der ersten und zweiten Kontaktseite auf. Auch unter diesen Bedingungen ist eine genaue Bestimmung der Flanschkompressionskraft mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Bolzenspannvorrichtung möglich. In einer Ausführungsform umfasst die Aufnahmevorrichtung des Messsystems mindestens ein Distanzelement, wobei das Distanzelement zwischen dem ersten Flansch und dem zweiten Flansch angeordnet ist und die erste Kontaktseite von der zweiten Kontaktseite beabstandet ist. Vorzugsweise bildet das Distanzelement die Unebenheiten der Aufnahmevorrichtung nach.It may be that the first flange and/or the second flange are not completely flat and have a gap. More preferably, the first flange and/or the second flange have unevenness and therefore a gap at least in the area of the first and second contact side. Even under these conditions, an accurate determination of the flange compression force is possible with the method according to the invention and the bolt tensioning device. In one embodiment, the receiving device of the measuring system comprises at least one spacer element, wherein the spacer element is arranged between the first flange and the second flange and the first contact side is spaced from the second contact side. The spacer element preferably simulates the unevenness of the receiving device.

Vorzugsweise ist zumindest ein Flanschkompressionsmessgerät in und/oder auf der Aufnahmevorrichtung angeordnet, das einen Flanschkompressionsmessstab umfasst. Der Flanschkompressionsmessstab ist zumindest teilweise in einer Flanschkompressionsmessausnehmung der Aufnahmevorrichtung angeordnet. Vorzugsweise durchdringt die Flanschkompressionsausnehmung die Aufnahmevorrichtung ausgehend von der Widerlagerseite bis zur Mutterseite vollständig. Bevorzugt ist mit dem Flanschkompressionsmessstab die Flanschkompression (Δf) messbar. In einer Ausführungsform grenzt die Flanschkompressionsausnehmung auf der Mutterseite der Aufnahmevorrichtung an einen Bereich an, in dem die Bolzenspannvorrichtung auf der Mutterseite angeordnet ist. Bevorzugt liegt die Bolzenspannvorrichtung, weiter bevorzugt mit dem Gehäuse, auf der Mutterseite auf der Flanschkompressionsausnehmung auf. Weiter bevorzugt deckt die Bolzenspannvorrichtung die Flanschkompressionsausnehmung mutterseitig ab. Der Flanschkompressionsmessstab, der durch die Flanschkompressionsausnehmung greift, weist bevorzugt einen Kontakt zur Bolzenspannvorrichtung auf. Vorzugsweise weist die Aufnahmevorrichtung eine Flanschkompression auf, sobald die Bolzenspannvorrichtung die Zugkraft (Fb) aufbringt. Bevorzugt ist das Flanschkompressionsmessgerät neben der Anordnung in der Flanschkompressionsausnehmung auf der Widerlagerseite der Aufnahmevorrichtung angeordnet. Das Flanschkompressionsmessgerät misst die Flanschkompression (Δf). Bevorzugt misst das Flanschkompressionsmessgerät die Flanschkompression (Δf) auf der Widerlagerseite mittels der Länge des Flanschkompressionsmessstabes, die aus der Flanschkompressionsausnehmung mit Aufbringen der Zugkraft (Fb) auftritt.Preferably, at least one flange compression measuring device is arranged in and/or on the receiving device, which comprises a flange compression measuring rod. The flange compression measuring rod is arranged at least partially in a flange compression measuring recess of the receiving device. Preferably, the flange compression recess completely penetrates the receiving device, starting from the abutment side to the nut side. Preferably, the flange compression (Δf) can be measured with the flange compression measuring rod. In one embodiment, the flange compression recess on the nut side of the receiving device borders on an area in which the bolt tensioning device is arranged on the nut side. Preferably, the bolt tensioning device, more preferably with the housing, rests on the flange compression recess on the nut side. More preferably, the bolt tensioning device covers the flange compression recess on the nut side. The flange compression measuring rod, which reaches through the flange compression recess, preferably has a contact with the bolt tensioning device. Preferably, the receiving device has a flange compression as soon as the bolt tensioning device applies the tensile force (Fb). Preferably, the flange compression measuring device is arranged in the flange compression recess on the Abutment side of the receiving device. The flange compression measuring device measures the flange compression (Δf). Preferably, the flange compression measuring device measures the flange compression (Δf) on the abutment side by means of the length of the flange compression measuring rod that emerges from the flange compression recess when the tensile force (Fb) is applied.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind ein erstes und ein zweites Flanschkompressionsmessgerät vorgesehen. Vorzugsweise sind das erste und das zweite Flanschkompressionsmessgerät in und/oder auf der Aufnahmevorrichtung angeordnet und umfassen einen ersten und einen zweiten Flanschkompressionsmessstab. Bevorzugt umfasst das erste Flanschkompressionsmessgerät den ersten Flanschkompressionsmessstab und das zweite Flanschkompressionsmessgerät den zweiten Flanschkompressionsmessstab. Bevorzugt ist mit dem ersten Flanschkompressionsmessstab eine erste Flanschkompression (Δf1) messbar. Weiter bevorzugt ist mit dem zweiten Flanschkompressionsmessstab eine zweite Flanschkompression (Δf2) messbar. Bevorzugt ist der erste Flanschkompressionsmessstab zumindest teilweise in einer ersten Flanschkompressionsmessausnehmung der Aufnahmevorrichtung angeordnet. Weiter bevorzugt ist der zweite Flanschkompressionsmessstab zumindest teilweise in einer zweiten Flanschkompressionsmessausnehmung der Aufnahmevorrichtung angeordnet. Besonders bevorzugt ist die erste Flanschkompressionsausnehmung die Flanschkompressionsausnehmung, die mutterseitig an die Bolzenspannvorrichtung und weiter bevorzugt an das Gehäuse angrenzt. Bevorzugt weist der erste Flanschkompressionsmessstab, der durch die erste Flanschkompressionsausnehmung greift, einen Kontakt zur Bolzenspannvorrichtung auf. Vorzugsweise misst der erste Flanschkompressionsmessstab eine Flanschkompression (Δf1) unter der Bolzenspannvorrichtung.In a preferred embodiment, a first and a second flange compression measuring device are provided. Preferably, the first and the second flange compression measuring device are arranged in and/or on the receiving device and comprise a first and a second flange compression measuring rod. Preferably, the first flange compression measuring device comprises the first flange compression measuring rod and the second flange compression measuring device comprises the second flange compression measuring rod. Preferably, a first flange compression (Δf1) can be measured with the first flange compression measuring rod. More preferably, a second flange compression (Δf2) can be measured with the second flange compression measuring rod. Preferably, the first flange compression measuring rod is arranged at least partially in a first flange compression measuring recess of the receiving device. More preferably, the second flange compression measuring rod is arranged at least partially in a second flange compression measuring recess of the receiving device. Particularly preferably, the first flange compression recess is the flange compression recess that borders the bolt tensioning device on the nut side and more preferably the housing. Preferably, the first flange compression gauge, which extends through the first flange compression recess, has a contact with the bolt tensioning device. Preferably, the first flange compression gauge measures a flange compression (Δf1) under the bolt tensioning device.

In einer Ausführungsform, in der das Bolzensystem mutterseitig eine Mutter aufweist, ist die zweite Flanschkompressionsausnehmung bevorzugt unter der Mutter mittelbar oder unmittelbar angeordnet. Bevorzugt ist die zweite Flanschkompressionsausnehmung die Flanschkompressionsausnehmung, die mutterseitig an die Mutter des Bolzensystems angrenzt. Bevorzugt weist der zweite Flanschkompressionsmessstab, der durch die zweite Flanschkompressionsausnehmung greift, einen mittelbaren oder unmittelbaren Kontakt zur Mutter des Bolzensystems auf. Vorzugsweise misst der zweite Flanschkompressionsmessstab eine Flanschkompression (Δf2) unter der Mutter des Bolzensystems.In an embodiment in which the bolt system has a nut on the nut side, the second flange compression recess is preferably arranged directly or indirectly under the nut. Preferably, the second flange compression recess is the flange compression recess that borders the nut of the bolt system on the nut side. Preferably, the second flange compression measuring rod, which reaches through the second flange compression recess, has direct or indirect contact with the nut of the bolt system. Preferably, the second flange compression measuring rod measures a flange compression (Δf2) under the nut of the bolt system.

Bevorzugt sind mit dem Messsystem jegliche Messgrößen wie zumindest Längungswert (ΔI), Bolzenlängung (Δb), Flanschkompression (Δf) und Bolzenspannvorrichtungskompression (Δs) messbar und/oder ermittelbar. Besonders bevorzugt sind mit dem Messsystem die Messgrö-ßen wie der Längungswert (ΔI), die Bolzenlängung (Δb) und die Flanschkompression (Δf) messbar und die Bolzenspannvorrichtungskompression (Δs) ermittelbar. Insbesondere ist beim Messsystem vorgesehen, dass die Bolzenspannvorrichtungskompression (Δs) wie folgt ermittelbar ist: Δs = Δl - Δb - Δf. Vorzugsweise ist aus der Dokumentation der Bolzenspannvorrichtungskompression (Δs) in Relation zur zunehmenden Zugkraft (Fb) das bolzenspannvorrichtungstypische Kompressionsverhalten zu entnehmen.Preferably, any measurement variables such as at least the elongation value (ΔI), bolt elongation (Δb), flange compression (Δf) and bolt clamping device compression (Δs) can be measured and/or determined with the measuring system. Particularly preferably, the measurement variables such as the elongation value (ΔI), the bolt elongation (Δb) and the flange compression (Δf) can be measured with the measuring system and the bolt clamping device compression (Δs) can be determined. In particular, the measuring system is designed so that the bolt clamping device compression (Δs) can be determined as follows: Δs = Δl - Δb - Δf. The compression behavior typical of the bolt clamping device can preferably be taken from the documentation of the bolt clamping device compression (Δs) in relation to the increasing tensile force (Fb).

Ein bevorzugtes Messverfahren zumindest zur Ermittlung eines bolzensystemtypischen Dehnverhaltens eines Bolzensystems, mit einem Messsystem, wie vorstehend beschrieben, wobei das Bolzensystem zumindest einen Bolzen, eine Mutter und ein Widerlager aufweist, umfasst die Schritte

  1. a) Einbringen des Bolzensystems in zumindest eine Flanschausnehmung der Aufnahmevorrichtung,
  2. b) Aufbringen einer zunehmenden Zugkraft (Fb) mit einer Bolzenspannvorrichtung auf den Bolzen,
  3. c) Messen einer Bolzenlängung (Δb), bevorzugt kontinuierlich während der Aufbringung einer Zugkraft, und
  4. d) in Relation setzten der Zugkraft (Fb) zur Bolzenlängung (Δb) und Ermitteln eines bolzensystemtypischen Dehnverhaltens.
A preferred measuring method at least for determining a bolt system-typical expansion behavior of a bolt system, with a measuring system as described above, wherein the bolt system has at least one bolt, one nut and one abutment, comprises the steps
  1. a) Inserting the bolt system into at least one flange recess of the receiving device,
  2. b) applying an increasing tensile force (Fb) to the bolt using a bolt tensioning device,
  3. c) measuring a bolt elongation (Δb), preferably continuously during the application of a tensile force, and
  4. d) relating the tensile force (Fb) to the bolt elongation (Δb) and determining a bolt system-typical elongation behavior.

Die Bolzenspannvorrichtung, die bevorzugt auf einer Mutterseite der Aufnahmevorrichtung angeordnet ist, greift über ein Innengewinde einer Zugeinheit in ein Außengewinde des Bolzens. Die zunehmende Zugkraft (Fb) weist bevorzugt keine ruckartige Kraft auf den Bolzen aus. Vorzugsweise wird der Bolzen mit einer stetig zunehmenden Zugkraft (Fb) beansprucht und gelängt.The bolt tensioning device, which is preferably arranged on a nut side of the receiving device, engages an external thread of the bolt via an internal thread of a pulling unit. The increasing tensile force (Fb) preferably does not have a jerky force on the bolt. The bolt is preferably stressed and elongated with a continuously increasing tensile force (Fb).

Um die Bolzenlängung (Δb), wie in Schritt c) beschrieben, zu messen, umfasst das Messsystem bevorzugt ein Bolzenlängungsmessgerät. Bevorzugt weist das Bolzenlängungsmessgerät einen Bolzenlängungsmessstab und einen Bolzentaster auf, die den Bolzen an jeweils einem Endbereich kontaktieren. Die Bolzenlängung (Δb) beschreibt eine Differenzlänge eines gelängten Bolzens zu einem ungelängten Bolzen. Vorzugsweise wird die Bolzenlängung (Δb) kontinuierlich während der Zunahme der Zugkraft (Fb) gemessen.In order to measure the bolt elongation (Δb), as described in step c), the measuring system preferably comprises a bolt elongation measuring device. The bolt elongation measuring device preferably has a bolt elongation measuring rod and a bolt probe, which contact the bolt at one end area each. The bolt elongation (Δb) describes a difference length of an elongated bolt to an unstretched bolt. Preferably, the bolt elongation (Δb) is measured continuously during the increase of the tensile force (Fb).

Zur Ermittlung des in Schritt d) erwähnten bolzensystemtypischen Dehnverhaltens wird die Zugkraft (Fb) zur Bolzenlängung (Δb) in Relation gesetzt. Bevorzugt werden die zunehmende Zugkraft (Fb) und die Bolzenlängung (Δb) kontinuierlich gemessen. Vorzugsweise werden die ermittelten Werte in einem Spannungsdehnungsdiagramm wiedergegeben. Bevorzugt weisen die in Relation zueinander stehenden Werte eine Steigung auf, die besonders bevorzugt der Hookeschen Geraden entsprechen. Um eine Maximalkraft (Fmax) und somit eine bevorzugte Dehngrenze (RE) ermitteln zu können, ist bevorzugt der Bereich und weiter bevorzugt der Punkt wichtig, an dem die Steigung nicht mehr der Hookeschen Geraden folgt bzw. entspricht. Besonders bevorzugt wird für die Ermittlung der Dehngrenze (RE) und der Maximalkraft (Fmax) mit einer 0,2%-Dehngrenze (Rp0,2) gemessen. Vorzugsweise stellt die 0,2%-Dehngrenze diejenige Spannung dar, bei der eine bleibende Dehnung von 0,2% erreicht wird.To determine the bolt system-typical elongation behavior mentioned in step d), the tensile force (Fb) is related to the bolt elongation (Δb). Preferably, the increasing tensile force (Fb) and the bolt elongation (Δb) are measured continuously. Preferably, the determined values are shown in a stress-strain diagram. Preferably, the values in relation to one another have a gradient that particularly preferably corresponds to the Hooke's straight line. In order to be able to determine a maximum force (Fmax) and thus a preferred yield point (RE), the area and more preferably the point at which the gradient no longer follows or corresponds to the Hooke's straight line is preferably important. Particularly preferably, a 0.2% yield point (Rp0.2) is used to determine the yield point (RE) and the maximum force (Fmax). Preferably, the 0.2% yield point represents the stress at which a permanent elongation of 0.2% is achieved.

In einer beispielhaften Ausführungsform, in der das Bolzensystem einen M48 Bolzen und eine M48 Mutter aufweist, liegt die Maximalkraft (Fmax) bei in etwa 1326 kN, was in etwa 1306 bar für das verwendete Bolzenspannungssystem entspricht.In an exemplary embodiment where the bolt system comprises an M48 bolt and an M48 nut, the maximum force (Fmax) is approximately 1326 kN, which corresponds to approximately 1306 bar for the bolt tensioning system used.

Weiter bevorzugt umfasst das Messverfahren die Schritte

  • e) Anziehen der Mutter des Bolzensystems mit einem bestimmten Drehmoment und
  • f) Ablassen der Zugkraft (Fb).
More preferably, the measuring method comprises the steps
  • e) Tightening the nut of the bolt system with a certain torque and
  • f) Releasing the pulling force (Fb).

Dabei stellt sich eine verbleibende Kraft (Fbrück) im Bolzensystem ein. Vorzugsweise geschieht das Anziehen der Mutter auf den Bolzen des Bolzensystems. Bevorzugt ist vor dem Anziehen der Mutter auf den Bolzen dieser gelängt worden und die Zugkraft (Fb) wirkt weiterhin auf den Bolzen ein. Das Anziehen der Mutter geschieht vorzugsweise auf der Mutterseite der Aufnahmevorrichtung. In einer Ausführungsform ist die Mutter eine HV Mutter und in einer alternativen Ausführungsform ist die Mutter eine TTG (TTG=Tension Thread Geometry) Mutter, die ein Mutterinnengewinde aufweist, das im Wesentlichen dem Außengewinde des gelängten Bolzens entspricht. Das Anziehen der Mutter geschieht bevorzugt mit einem Drehmoment mit einem Wert in einem Bereich von etwa 20 Nm bis etwa 100 Nm, weiter bevorzugt mit einem Wert in einem Bereich von etwa 30 Nm bis etwa 70 Nm und besonders bevorzugt mit einem Wert von etwa 50 Nm.This creates a residual force (Fbrück) in the bolt system. The nut is preferably tightened onto the bolt of the bolt system. Preferably, the bolt has been elongated before the nut is tightened onto the bolt and the tensile force (Fb) continues to act on the bolt. The nut is preferably tightened on the nut side of the receiving device. In one embodiment, the nut is an HV nut and in an alternative embodiment, the nut is a TTG (TTG=Tension Thread Geometry) nut, which has an internal nut thread that essentially corresponds to the external thread of the elongated bolt. The nut is preferably tightened using a torque with a value in a range of about 20 Nm to about 100 Nm, more preferably with a value in a range of about 30 Nm to about 70 Nm and particularly preferably with a value of about 50 Nm.

Die Rückstellkraft (Fbrück) ist niedriger als die Zugkraft (Fb). Sie bezeichnet die Kraft, die in der Verschraubung des Bolzensystems mit einer Flanschverbindung nach einer Längung beziehungsweise Dehnung des Bolzens verbleibt, wenn keine Zugkraft (Fb) auf die Verschraubung einwirkt.The restoring force (Fbrück) is lower than the tensile force (Fb). It describes the force that remains in the screw connection of the bolt system with a flange connection after the bolt has been elongated or stretched, if no tensile force (Fb) acts on the screw connection.

Vorzugsweise werden die Schritte b) bis f) zumindest einmal wiederholt. Bevorzugt werden die Schritte b) bis f) einmal wiederholt. Weiter bevorzugt werden die Schritte b) bis f) zweimal wiederholt. Weiter bevorzugt werden die Schritte b) bis f) dreimal wiederholt. Weiter bevorzugt werden die Schritte b) bis f) viermal wiederholt. Besonders bevorzugt werden die Schritte b) bis f) fünfmal wiederholt. Aber auch eine häufigere Wiederholung ist möglich.Preferably, steps b) to f) are repeated at least once. Preferably, steps b) to f) are repeated once. More preferably, steps b) to f) are repeated twice. More preferably, steps b) to f) are repeated three times. More preferably, steps b) to f) are repeated four times. Particularly preferably, steps b) to f) are repeated five times. However, more frequent repetition is also possible.

In einer Ausführungsform mit einer M48 HV Mutter und einer Flanschdicke von 200 mm liegt beispielsweise eine Flanschkompressionskraft (Ff) unter der Mutter nach einer einmaligen Durchführung (ohne Wiederholung) der Schritte b) bis f) bei etwa 48% der zuvor aufgebrachten Maximalkraft (Fmax) von 1326 kN. Des Weiteren liegt die Flanschkompressionskraft (Ff) unter der Mutter nach einer sechsmaligen Durchführung (fünfmalige Wiederholung) der Schritte b) bis f) bei etwa 55% der zuvor aufgebrachten Maximalkraft (Fmax) von 1326 kN.For example, in an embodiment with an M48 HV nut and a flange thickness of 200 mm, a flange compression force (Ff) under the nut after performing steps b) to f) once (without repetition) is approximately 48% of the previously applied maximum force (Fmax) of 1326 kN. Furthermore, the flange compression force (Ff) under the nut after performing steps b) to f) six times (repeating five times) is approximately 55% of the previously applied maximum force (Fmax) of 1326 kN.

In einer weiteren Ausführungsform mit einer HV Schraube und einer TTG Mutter liegt beispielsweise die Flanschkompressionskraft (Ff) unter der Mutter nach einer einmaligen Durchführung (ohne Wiederholung) der Schritte b) bis f) bei etwa 79% der zuvor aufgebrachten Maximalkraft (Fmax) von 1326 kN. Des Weiteren liegt die Flanschkompressionskraft (Ff) unter der Mutter nach einer sechsmaligen Durchführung (fünfmalige Wiederholung) der Schritte b) bis f) bei etwa 88% der zuvor aufgebrachten Maximalkraft (Fmax) von 1326 kN.In another embodiment with a HV screw and a TTG nut, for example, the flange compression force (Ff) under the nut after performing steps b) to f) once (without repeating them) is approximately 79% of the previously applied maximum force (Fmax) of 1326 kN. Furthermore, the flange compression force (Ff) under the nut after performing steps b) to f) six times (repeating them five times) is approximately 88% of the previously applied maximum force (Fmax) of 1326 kN.

Bevorzugt umfasst die Bolzenspannvorrichtung des Messsystems ein Längungswertmessgerät, mit dem ein Längungswert (ΔI) gemessen wird, der mit zumindest der Bolzenlängung (Δb), einer Flanschkompression (Δf) und einer Bolzenspannvorrichtungskompression (Δs) korreliert. Bevorzugt ist der Längungswert (ΔI) die Summe der Bolzenlängung (Δb), der Bolzenspannvorrichtungskompression (Δs) und der Flanschkompression (Δf).Preferably, the bolt tensioning device of the measuring system comprises an elongation value measuring device with which an elongation value (ΔI) is measured that correlates with at least the bolt elongation (Δb), a flange compression (Δf) and a bolt tensioning device compression (Δs). Preferably, the elongation value (ΔI) is the sum of the bolt elongation (Δb), the bolt tensioning device compression (Δs) and the flange compression (Δf).

Bevorzugt umfasst das Messsystem zumindest ein Flanschkompressionsmessgerät. Vorzugsweise wird mit dem Flanschkompressionsmessgerät die Flanschkompression (Δf) gemessen.The measuring system preferably comprises at least one flange compression measuring device. The flange compression (Δf) is preferably measured using the flange compression measuring device.

Bevorzugt umfasst das Flanschkompressionsmessgerät einen Flanschkompressionsmessstab. Der Flanschkompressionsmessstab ist zumindest teilweise in einer Flanschkompressionsmessausnehmung der Aufnahmevorrichtung angeordnet und weist einen Kontakt zur Bolzenspannvorrichtung und/oder der Mutter auf. Bevorzugt ist mindestens über die Flanschkompression (Δf) eine Kompressionskraft bestimmbar.The flange compression measuring device preferably comprises a flange compression measuring rod. The flange compression measuring rod is arranged at least partially in a flange compression measuring recess of the receiving device and has a contact with the bolt tensioning device and/or the nut. Preferably, a compression force can be determined at least via the flange compression (Δf).

Weiter bevorzugt umfasst das Messsystem mindestens ein erstes Flanschkompressionsmessgerät und ein zweites Flanschkompressionsmessgerät. Vorzugsweise wird mit dem ersten Flanschkompressionsmessgerät eine erste Flanschkompression (Δf1) der Aufnahmevorrichtung unter der Bolzenspannvorrichtung und mit dem zweiten Flanschkompressionsmessgerät eine zweite Flanschkompression (Δf2) der Aufnahmevorrichtung unter der Mutter des Bolzensystems gemessen. Bevorzugt ist mindestens über die erste Flanschkompression (Δf1) eine Kompressionskraft unter der Bolzenspannvorrichtung (Fs) bestimmbar. Weiter bevorzugt ist mindestens über die zweite Flanschkompression (Δf2) eine Kompressionskraft unter der Mutter (Fm) bestimmbar.The measuring system further preferably comprises at least a first flange compression measuring device and a second flange compression measuring device. Preferably, the first flange compression measuring device is used to measure a first flange compression (Δf1) of the receiving device under the bolt tensioning device and the second flange compression measuring device is used to measure a second flange compression (Δf2) of the receiving device under the nut of the bolt system. Preferably, a compression force under the bolt tensioning device (Fs) can be determined at least via the first flange compression (Δf1). Further preferably, a compression force under the nut (Fm) can be determined at least via the second flange compression (Δf2).

Vorzugsweise wird mittels der Bolzenlängung (Δb), der Flanschkompression (Δf) und dem Längungswert (ΔI) die Bolzenspannvorrichtungskompression (Δs) einer Bolzenspannvorrichtung ermittelt. Vorzugsweise ist aus der Dokumentation der Bolzenspannvorrichtungskompression (Δs) in Relation zur zunehmenden Zugkraft (Fb) das bolzenspannvorrichtungstypische Kompressionsverhalten zu entnehmen.Preferably, the bolt tensioning device compression (Δs) of a bolt tensioning device is determined using the bolt elongation (Δb), the flange compression (Δf) and the elongation value (ΔI). Preferably, the compression behavior typical of the bolt tensioning device can be determined from the documentation of the bolt tensioning device compression (Δs) in relation to the increasing tensile force (Fb).

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Verschraubung eines Bolzensystems umfasst, wie eingangs erwähnt, die Schritte

  1. a) Ermitteln eines bolzensystemtypischen Dehnverhaltens und Ermitteln eines bolzenspannvorrichtungstypischen Kompressionsverhaltens,
  2. b) Ausrichten der ersten Flanschausnehmung zur zweiten Flanschausnehmung,
  3. c) Einbringung des Bolzensystems in die erste Flanschausnehmung und die zweite
  4. d) Flanschausnehmung,
  5. e) Montieren einer Bolzenspannvorrichtung an den Bolzen auf einer Mutterseite der Flanschverbindung,
  6. f) Aufbringen einer Zugkraft auf den Bolzen, bis eine bestimmte Maximalkraft erreicht ist, und Ermitteln eines Längungswertes, der mit einer Bolzenlängung einer Bolzenspannvorrichtungskompression und einer Flanschkompression der Flanschverbindung korreliert,
  7. g) Nachdrehen der Mutter mit einem bestimmten Drehmoment,
  8. h) Ablassen der Zugkraft (Fb),
  9. i) mindestens einmalige Wiederholung der Schritte e) bis g), und
The method according to the invention for screwing a bolt system comprises, as mentioned above, the steps
  1. a) Determination of a bolt system-typical expansion behaviour and determination of a bolt clamping device-typical compression behaviour,
  2. b) aligning the first flange recess with the second flange recess,
  3. c) Insertion of the bolt system into the first flange recess and the second
  4. d) flange recess,
  5. e) Mounting a bolt tensioning device on the bolts on one nut side of the flange connection,
  6. f) Applying a tensile force to the bolt until a certain maximum force is reached and determining an elongation value which corresponds to a bolt elongation of a bolt tensioning device compression and a flange compression of the flange connection,
  7. g) re-tightening the nut with a certain torque,
  8. h) release of the tensile force (Fb),
  9. (i) repeating steps (e) to (g) at least once, and

Auswerten der ermittelten Werte für Zugkraft und Längungswert, Bestimmen der Flanschkompression und daraus Bestimmen der Flanschkompressionskraft, insbesondere während der Durchführung des Verfahrens, bevorzugt für jeden Zeitpunkt der Druckbeaufschlagung und des Druckablassens.Evaluating the determined values for tensile force and elongation value, determining the flange compression and therefrom determining the flange compression force, in particular during the execution of the method, preferably for each time of pressurization and pressure release.

Im Schritt a) wird ein bolzensystemtypisches Dehnverhalten ermittelt. Insbesondere wird das Dehnverhalten mittels eines Zugversuchs ermittelt, bei dem bevorzugt ein Spannungsdehnungsdiagramm und/oder eine Längung des Bolzens in Abhängigkeit der mit der auf diesen aufgebrachten Zugkraft ermittelt wird, beispielsweise mit dem vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Messsystem und dem dort beschriebenen Messverfahren. Bevorzugt wird bei der Ermittlung des bolzensystemtypischen Dehnverhaltens der Bolzen einmal oder mehrfach insbesondere zweimal, weiter bevorzugt dreimal, weiter bevorzugt viermal, weiter bevorzugt fünfmal oder häufiger mit einer steigenden Kraft bis zu einer Maximalkraft gestreckt und wieder entspannt. Die Maximalkraft entspricht in einer Ausführungsform einer Kraft, die den Bolzen bis zu seiner Dehngrenze streckt. Bevorzugt wird der Bolzen mehrfach bis zu seiner Dehngrenze gestreckt und die Längung des Bolzens in Abhängigkeit von der auf diesen aufgebrachten Kraft ermittelt. Es wird davon ausgegangen, dass ein Bolzen aus einer Charge Bolzen, weiter bevorzugt ein ähnlich hergestellter Bolzen, insbesondere mit gleichen Maßen, Gewinde, Gewindesteigung, Legierung und Länge, sich identisch wie der getestete Bolzen verhält. Insofern weist ein Bolzen mit den gleichen Ausmessungen und der im Wesentlichen gleichen Legierung des getesteten Bolzens das bolzensystemtypische Dehnverhalten des getesteten Bolzens auf.In step a), an elongation behavior typical of the bolt system is determined. In particular, the elongation behavior is determined by means of a tensile test, in which a stress-strain diagram and/or an elongation of the bolt is preferably determined as a function of the tensile force applied to it, for example with the measuring system according to the invention described above and the measuring method described there. When determining the elongation behavior typical of the bolt system, the bolt is preferably stretched once or several times, in particular twice, more preferably three times, more preferably four times, more preferably five times or more often with an increasing force up to a maximum force and then relaxed again. In one embodiment, the maximum force corresponds to a force that stretches the bolt to its yield point. The bolt is preferably stretched several times up to its yield point and the elongation of the bolt is determined as a function of the force applied to it. It is assumed that a bolt from a batch of bolts, more preferably a similarly manufactured bolt, in particular with the same dimensions, thread, thread pitch, alloy and length, behaves identically to the tested bolt. In this respect, a bolt with the same dimensions and essentially the same alloy as the tested bolt exhibits the tensile behavior typical of the bolt system.

Weiterhin wird ein bolzenspannvorrichtungstypisches Kompressionsverhalten, beispielsweise mit dem vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Messsystem und dem dort beschriebenen Messverfahren, ermittelt, wobei eine Bolzenspannvorrichtung geprüft beziehungsweise verwendet wird, die der eingesetzten Bolzenspannvorrichtung im Wesentlichen gleicht. Hierbei wird ein Bolzen mittels der Bolzenspannvorrichtung gespannt und dabei das Kompressionsverhalten ermittelt. Bevorzugt wird das bolzenspannvorrichtungstypische Kompressionsverhalten gleichzeitig mit dem bolzensystemtypischen Dehnverhalten ermittelt, indem ein Bolzensystem in einer Aufnahmevorrichtung und/oder einer Flanschverbindung eingeführt wird und mit der Bolzenspannvorrichtung bis zur Maximalkraft, insbesondere bis zu der Kraft, die den Bolzen bis zur Dehngrenze bringt, gespannt. Dabei wird, wie weiter oben betreffend das erfindungsgemäße Messsystem und das damit durchführbare Messverfahren ausgeführt, sowohl die Kompression der Bolzenspannvorrichtung als auch die Längung des Bolzens ermittelt. Sind diese bekannt, kann ein baugleicher Bolzen, der das bolzensystemtypische Dehnverhalten aufweist und eine Bolzenspannvorrichtung, die das bolzenspannvorrichtungstypische Kompressionsverhalten aufweist, für das vorgeschlagene Verfahren verwendet werden.Furthermore, a compression behavior typical of a bolt clamping device is determined, for example with the measuring system according to the invention described above and the measuring method described therein, whereby a bolt clamping device is tested or used which is essentially the same as the bolt clamping device used. In this case, a bolt is clamped using the bolt clamping device and the Compression behavior is determined. Preferably, the compression behavior typical of a bolt clamping device is determined simultaneously with the expansion behavior typical of a bolt system by introducing a bolt system into a receiving device and/or a flange connection and using the bolt clamping device to tighten it to the maximum force, in particular to the force that brings the bolt to the yield point. As explained above with regard to the measuring system according to the invention and the measuring method that can be carried out with it, both the compression of the bolt clamping device and the elongation of the bolt are determined. If these are known, an identical bolt that has the expansion behavior typical of a bolt system and a bolt clamping device that has the compression behavior typical of a bolt clamping device can be used for the proposed method.

In Schritt b) wird die erste Flanschausnehmung zur zweiten Flanschausnehmung ausgerichtet. Bevorzugt werden alle Flanschausnehmungen des ersten Flansches mit allen Flanschausnehmungen des zweiten Flansches ausgerichtet.In step b), the first flange recess is aligned with the second flange recess. Preferably, all flange recesses of the first flange are aligned with all flange recesses of the second flange.

In Schritt c) wird das Bolzensystem in die erste Flanschausnehmung und die zweite Flanschausnehmung, die bevorzugt fluchtend zueinander ausgerichtet sind, eingeführt. Bei einer Ausführung, bei der das Widerlager einen Schraubenkopf aufweist, der materialverbunden mit dem Bolzen ist, wird der Bolzen in die Flanschausnehmung im Wesentlichen bis zur Anlage des Widerlagers an den zweiten Flansch geführt. Infolgedessen wird die Mutter auf den Bolzen, auf der dem Widerlager gegenüberliegenden Seite, aufgeschraubt, so dass dieser mit seiner Auflagefläche auf der Mutterseite des ersten Flansches aufliegt. Danach wird die Mutter mit einem bestimmten Drehmoment angezogen. Insbesondere ist darauf zu achten, dass die Mutter derart auf den Bolzen aufgeschraubt wird, dass ein Überstand des Bolzens zwischen einem mutterseitigen Ende des Bolzens und der Mutter eine Minimallänge aufweist, die zur Aufschraubung der Bolzenspannvorrichtung notwendig ist.In step c), the bolt system is introduced into the first flange recess and the second flange recess, which are preferably aligned with one another. In a design in which the abutment has a screw head that is materially connected to the bolt, the bolt is guided into the flange recess essentially until the abutment rests on the second flange. As a result, the nut is screwed onto the bolt on the side opposite the abutment so that its bearing surface rests on the nut side of the first flange. The nut is then tightened with a certain torque. In particular, it is important to ensure that the nut is screwed onto the bolt in such a way that the bolt protrudes between a nut-side end of the bolt and the nut to a minimum length that is necessary for screwing on the bolt tensioning device.

In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Einbringen des Bolzensystems in die Flanschausnehmung die Schritte umfasst:

  • Aufschrauben der Mutter auf dem Bolzen,
  • Einführung des Bolzens in die Flanschausnehmung, im Wesentlichen bis zur Anlage der Mutter an den ersten Flansch,
  • Aufschrauben des Widerlagers auf den Bolzen und
  • Anziehen der Mutter auf dem Widerlager mit einem bestimmten Drehmoment.
In a further embodiment, it is provided that the introduction of the bolt system into the flange recess comprises the steps:
  • Screwing the nut onto the bolt,
  • Insertion of the bolt into the flange recess, essentially until the nut rests on the first flange,
  • Screwing the abutment onto the bolt and
  • Tightening the nut on the abutment with a specific torque.

Insbesondere ist bei dieser Ausgestaltung vorgesehen, dass das Widerlager eine Gegenmutter aufweist.In particular, this design provides that the abutment has a lock nut.

In Schritt d) wird eine Bolzenspannvorrichtung an den Bolzen auf einer Mutterseite der Flanschverbindung montiert. Die Bolzenspannvorrichtung wird insbesondere derart auf den Bolzen aufgeschraubt, dass zumindest ein oben genannter Überstand des Bolzens über die Mutter von einer Zugeinheit der Bolzenspannvorrichtung, insbesondere einem Zugeinheitsinnengewinde, gegriffen wird. Die Bolzenspannvorrichtung stützt sich weiter bevorzugt mit ihrem Gehäuse auf dem Flansch ab.In step d), a bolt tensioning device is mounted on the bolt on a nut side of the flange connection. The bolt tensioning device is in particular screwed onto the bolt in such a way that at least an above-mentioned projection of the bolt over the nut is gripped by a tension unit of the bolt tensioning device, in particular a tension unit internal thread. The bolt tensioning device is further preferably supported by its housing on the flange.

Während der folgenden Schritte wird, wie in Schritt e) genannt, eine Zugkraft auf den Bolzen aufgebracht und ein Längungswert ermittelt, der mit einer Bolzenlängung, einer Bolzenspannvorrichtungskompression und einer Flanschkompression der Flanschverbindung korreliert. Die aufgebrachte Zugkraft ist insbesondere die Kraft, die mittels der Bolzenspannvorrichtung auf den Bolzen aufgebracht wird. Die Bolzenspannvorrichtung funktioniert insbesondere hydraulisch, wobei mittels eines Hydraulikdrucks die Zugeinheit der Bolzenspannvorrichtung bewegt wird. Die Zugkraft wird rechnerisch anhand des auf die Zugeinheit aufgegebenen, insbesondre hydraulischen, Drucks ermittelt. Weiter bevorzugt zeichnet sich die Zugkraft aus dem auf die Zugeinheit gegebenen Druck mal der Kolbenfläche aus. Vorzugsweise misst die Bolzenspannvorrichtung den Längungswert, wobei ein zurückgelegter Weg der Zugeinheit relativ zum Gehäuse gemessen wird. Vorzugsweise werden die Werte von Längungswert und Zugkraft zueinander ins Verhältnis gesetzt, so dass diese beispielsweise graphisch darstellbar sind. Der Längungswert ist insbesondere die Summe der Bolzenlängung, der Bolzenspannvorrichtungskompression und der Flanschkompression. Vorzugsweise weisen für die Summenbildung die Bolzenlängung, die Bolzenspannvorrichtungskompression und die Flanschkompression ein positives Vorzeichen auf.During the following steps, as mentioned in step e), a tensile force is applied to the bolt and an elongation value is determined which correlates with a bolt elongation, a bolt clamping device compression and a flange compression of the flange connection. The applied tensile force is in particular the force that is applied to the bolt by means of the bolt clamping device. The bolt clamping device functions in particular hydraulically, with the pulling unit of the bolt clamping device being moved by means of hydraulic pressure. The tensile force is calculated based on the pressure applied to the pulling unit, in particular hydraulic pressure. The tensile force is further preferably characterized by the pressure applied to the pulling unit times the piston area. The bolt clamping device preferably measures the elongation value, with a distance traveled by the pulling unit relative to the housing being measured. The values of the elongation value and the tensile force are preferably related to one another so that they can be represented graphically, for example. The elongation value is in particular the sum of the bolt elongation, the bolt clamping device compression and the flange compression. Preferably, the bolt elongation, the bolt clamping device compression and the flange compression have a positive sign for the sum.

Weiter wird in Schritt e) die Zugkraft auf den Bolzen aufgebracht, bis eine bestimmte Maximalkraft (Fmax) erreicht ist. Vorzugsweise wird die Zugkraft stetig steigend oder schrittweise erhöht, bis die Maximalkraft erreicht ist. Die Maximalkraft entspricht in einer bevorzugten Ausgestaltung einer (Zug-)Kraft, die zur Längung des Bolzens bis hin zu einer bolzensystemtypischen Dehngrenze (RE), die auch Streckgrenze genannt wird, erfolgt. Die Maximalkraft (Fmax) kann aber auch niedriger oder höher sein als die Zugkraft, die zur Erreichung der Dehngrenze (RE) benötigt wird. In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Maximalkraft eine Kraft ist, die zu einer Längung des Bolzens von etwa 80% bis etwa 120% der bolzentypischen Dehngrenze, bevorzugt von etwa 90% bis etwa 120%, weiter bevorzugt von etwa 95% bis etwa 120% der bolzentypischen Dehngrenze, erfolgt. Bevorzugt erfolgt eine Dehnung beziehungsweise Längung des Bolzens zumindest einmal, gleich ob im ersten Schritt e) oder in der mindestens einmaligen Wiederholung nach Schritt h), bis zu seiner Dehngrenze beziehungsweise Streckgrenze. Die Maximalkraft kann aber auch über der Dehngrenze liegen. Durch die Aufbringung einer bestimmten Maximalkraft bis zu oder leicht über der Dehngrenze werden plastische Verformungen im Material des Bolzens hervorgerufen. Diese sind nach zweifacher bis vierfacher Wiederholung der Dehnung beziehungsweise Längung des Bolzens nicht mehr feststellbar. Bevorzugt wird bei einer mindestens einmal erfolgenden Wiederholung der Längung eine Maximalkraft aufgebracht, die derjenigen der ersten Längung entspricht, und bevorzugt nahe an oder leicht über der Dehngrenze, bevorzugt in einem Bereich von etwa 95% bis etwa 110%, liegt.In step e), the tensile force is then applied to the bolt until a certain maximum force (Fmax) is reached. Preferably, the tensile force is increased continuously or step by step until the maximum force is reached. In a preferred embodiment, the maximum force corresponds to a (tensile) force that causes the bolt to elongate to a bolt system-typical Yield limit (RE), also called yield point. The maximum force (Fmax) can also be lower or higher than the tensile force required to reach the yield point (RE). In a further embodiment, the maximum force is a force that causes the bolt to be elongated by about 80% to about 120% of the typical bolt yield point, preferably about 90% to about 120%, more preferably about 95% to about 120% of the typical bolt yield point. The bolt is preferably stretched or elongated at least once, whether in the first step e) or in the at least one repetition after step h), up to its yield point or yield point. The maximum force can also be above the yield point. Applying a certain maximum force up to or slightly above the yield point causes plastic deformations in the material of the bolt. These can no longer be detected after two to four repetitions of the stretching or elongation of the bolt. Preferably, when the elongation is repeated at least once, a maximum force is applied that corresponds to that of the first elongation and is preferably close to or slightly above the yield point, preferably in a range of about 95% to about 110%.

In Schritt f) wird die Mutter mit einem bestimmten Drehmoment nachgedreht. In einer Ausführungsform geschieht das Nachdrehen der Mutter von Hand. Vorzugsweise wird die Mutter in Richtung des ersten Flansches bzw. der Flanschverbindung geschraubt und mit einem bestimmten Drehmoment angezogen. Vorzugsweise ist das bestimmte Drehmoment etwa 10 Nm bis etwa 100 Nm, bevorzugt etwa 25 Nm bis etwa 60 Nm, weiter bevorzugt etwa 50 Nm.In step f), the nut is retightened with a specific torque. In one embodiment, the nut is retightened by hand. Preferably, the nut is screwed in the direction of the first flange or the flange connection and tightened with a specific torque. Preferably, the specific torque is about 10 Nm to about 100 Nm, preferably about 25 Nm to about 60 Nm, more preferably about 50 Nm.

Im Schritt g) wird die Zugkraft auf eine Rückstellkraft von etwa 0 N gesetzt. Insbesondere erfährt die Flanschverbindung unterhalb der Mutter eine Flanschkompressionskraft, welche die beiden Flansche miteinander verpresst.In step g), the tensile force is set to a restoring force of approximately 0 N. In particular, the flange connection below the nut experiences a flange compression force, which presses the two flanges together.

In Schritt h) werden die Schritte e) bis g) mindestens einmal wiederholt, es wird wiederholt die Zugkraft auf den Bolzen aufgebracht.In step h), steps e) to g) are repeated at least once and the tensile force is repeatedly applied to the bolt.

In Schritt i) werden die Werte für Zugkraft und Längungswert ausgewertet und die die Flanschkompression und daraus die Flanschkompressionskraft bestimmt. Die Flanschkompressionskraft entspricht der Zugkraft, die auf den Bolzen aufgebracht wird, um die Mutter von dem Flansch zu lösen beziehungsweise abzuheben, bzw. der Kraft, bei der die Mutter ohne Krafteinleitung in den Flansch auf dem Flansch aufliegt. Insbesondere kann die Flanschkompressionskraft durch Ermittlung der Steigung der gemessenen Hookeschen Geraden des Längungswertes bzw. der Bolzenlängung ermittelt werden. Die Steigung des Verhältnisses von Kraft zur Bolzenlängung ist steiler bis zu dem Punkt, an dem die Mutter von dem Flansch abhebt.In step i), the values for tensile force and elongation value are evaluated and the flange compression and from this the flange compression force are determined. The flange compression force corresponds to the tensile force applied to the bolt to tighten the nut to loosen or lift off the flange, or the force at which the nut rests on the flange without force being introduced into the flange. In particular, the flange compression force can be determined by determining the slope of the measured Hooke's line of the elongation value or the bolt elongation. The slope of the ratio of force to bolt elongation is steeper up to the point at which the nut lifts off the flange.

Die Auswertung kann bevorzugt schon während der Ausführung des Verfahrens erfolgen, so dass nach Beendigung des erfindungsgemäßen Verschraubungsverfahrens die Flanschkompressionskraft und die Flanschkompression bekannt sind. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Flanschkompression (Δf) aus dem Längungswert (Δl) wie folgt ermittelt wird: Δf = Δl - Δb - Δs, wobei (Δb) die Bolzenlängung und (Δs) die Bolzenspannvorrichtungskompression ist. Da bolzensystemtypisch die Bolzenlängung (Δb) bekannt ist und bolzenspannvorrichtungstypisch die Bolzenspannvorrichtungskompression für alle Zugkräfte bekannt ist und der Längungswert dem gemessenen Wert entspricht, kann die Flanschkompression, wie oben geschildert, berechnet werden.The evaluation can preferably be carried out while the method is being carried out, so that the flange compression force and the flange compression are known after the screwing method according to the invention has been completed. In particular, it is provided that the flange compression (Δf) is determined from the elongation value (Δl) as follows: Δf = Δl - Δb - Δs, where (Δb) is the bolt elongation and (Δs) is the bolt clamping device compression. Since the bolt elongation (Δb) is known as is typical for bolt systems and the bolt clamping device compression is known for all tensile forces as is typical for bolt clamping devices and the elongation value corresponds to the measured value, the flange compression can be calculated as described above.

Mit dem vorgeschlagenen Verfahren kann vorteilhafterweise eine sichere Verpressung der offenliegenden Flansche erfolgen, insbesondere, wenn diese Toleranzen aufweisen, die zu Spalten zwischen den Flanschen führen können. Insbesondere im Windkraftanlagenbereich werden sehr große Flanschverbindungen verwendet, die, anders als im normalen Maschinenbau, nicht exakt hergestellt und/oder berechnet werden können. Das führt dazu, dass beim Verspannen des Bolzens zuerst Spalte zwischen den Flanschen geschlossen werden und sich danach erst eine Kraft zur Kompression der Flansche aufeinander aufbauen kann. Aus dem Stand der Technik ist bekannt, die Bolzen mit einer bestimmten Kraft, beispielsweise etwa 70% bis etwa 80% zur Dehngrenze, zu spannen und anzunehmen, dass die Kraft, die zur Spannung des Bolzens verwendet wird, etwa der Flanschkompressionskraft entspricht.The proposed method can advantageously be used to securely press the exposed flanges, particularly if they have tolerances that can lead to gaps between the flanges. In the wind turbine sector in particular, very large flange connections are used which, unlike in normal mechanical engineering, cannot be manufactured and/or calculated precisely. This means that when the bolt is tightened, gaps between the flanges are closed first and only then can a force build up to compress the flanges on top of each other. It is known from the prior art to tighten the bolts with a certain force, for example around 70% to around 80% of the yield strength, and to assume that the force used to tighten the bolt corresponds approximately to the flange compression force.

Mit dem vorgeschlagenen System ist es nun möglich, sowohl die Flanschkompression als auch die Verformung des Flansches unter der Mutter des Bolzensystems als auch die Flanschkompressionskraft, also die Kraft, mit der das Bolzensystem die beiden Flansche aufeinanderpresst, zu bestimmen und zu dokumentieren. Das Ermitteln eines bolzensystemtypischen Dehnverhaltens sowie des bolzenvorrichtungstypischen Kompressionsverhaltens, insbesondere mit dem vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Messsystem und dem dort beschriebenen Messverfahren, hat den Vorteil, dass zumindest die Bolzen und Bolzenspannvorrichtungen jeweils einer Charge, weiter bevorzugt einer Produktreihe, weiter bevorzugt einer Produktreihe für die Ausführung des Verfahrens, verwendet werden können. Da das Verhalten der Bolzen bzw. des Bolzensystems und der Bolzenspannvorrichtung für die jeweilige Zugkraft, insbesondere auch beim mehrfachem Spannen und Entspannen des Bolzens bekannt ist, können eindeutige Rückschlüsse auf das Verhalten der Flansche gezogen werden.With the proposed system, it is now possible to determine and document both the flange compression and the deformation of the flange under the nut of the bolt system as well as the flange compression force, i.e. the force with which the bolt system presses the two flanges together. Determining the expansion behavior typical of the bolt system and the compression behavior typical of the bolt device, in particular with the measuring system according to the invention described above and the measuring method described therein, has the advantage that at least the bolts and bolt clamping devices of one batch, more preferably of one product series, more preferably of one product series, can be used to carry out the method. Since the behavior of the bolts or the bolt system and the bolt clamping device for the respective tensile force is known, especially when the bolt is repeatedly tightened and released, clear conclusions can be drawn about the behavior of the flanges.

In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Schritte e) bis g) zumindest einmal wiederholt werden. Insbesondere werden die Schritte e) bis g) wiederholt mit einer Maximalkraft, die den Bolzen bis zu seiner bolzensystemtypischen Dehngrenze lenkt. Dies hat den Vorteil, dass sich Setzerscheinungen innerhalb des Gefüges des Bolzens ergeben, die einer Alterung bzw. einem Kriechen durch Alterung vorbeugen und infolgedessen in der Flanschverbindung vorweggenommen werden. Hierdurch sitzt der Bolzen auch noch nach einer geraumen Zeit mit im Wesentlichen der gleichen Spannung in der Flanschverbindung, so dass ein kostenintensives Nachziehen der mindestens einen Mutter des Bolzensystems entfallen kann.In one embodiment, steps e) to g) are repeated at least once. In particular, steps e) to g) are repeated with a maximum force that guides the bolt to its yield point typical of the bolt system. This has the advantage that settling phenomena occur within the structure of the bolt, which prevent aging or creep due to aging and are consequently anticipated in the flange connection. As a result, the bolt remains in the flange connection with essentially the same tension even after a considerable period of time, so that costly retightening of at least one nut of the bolt system can be omitted.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass vor dem Schritt h) eine Zugkraft auf dem Bolzen aufgebracht wird, insbesondere bis die Maximalkraft erreicht ist, die Mutter gelöst wird, die Zugkraft auf Null gesetzt wird und dann die Zugkraft auf eine Sollkraft (Fsoll) gesetzt wird, die bevorzugt kleiner ist als die Maximalkraft. Insbesondere ist diese Vorgehensweise vorteilhaft, wenn die Maximalkraft der Kraft entspricht, bei der die Dehngrenze des Bolzens erreicht wird, um das Bolzensystem mit einer geringeren Spannkraft mit der Flanschverbindung zu verspannen. Dies hat den Vorteil, dass bei großen wechselnden Lasten der Bolzen nicht über seine Dehngrenze hinaus belastet wird. Insbesondere ist vorgesehen, dass ein Längungswert zur Bestimmung der Flanschkompression bei einer Zugkraft ermittelt wird, die einer Kalibrierungskraft entspricht. Vorzugsweise ist die Kalibrierungskraft etwa 1% bis etwa 5%, weiter bevorzugt etwa 1% bis etwa 3%, weiter bevorzugt etwa 2% bis etwa 3% der Maximalkraft. In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Kalibrierungskraft etwa 10 kN bis etwa 100 kN, weiter bevorzugt etwa 20 kN bis etwa 50 kN, weiter bevorzugt etwa 40 kN ist. Dies hat den Vorteil, dass die Bolzenspannvorrichtung sicher gespannt ist und sich weiter bevorzugt bolzenspannvorrichtungstypische, bauartbedingte Spalte und Öffnungen geschlossen haben, um ein genaue Messung zu erzeugen. Weiter bevorzugt ist vorgesehen, dass für Messungen Werte herangezogen werden, die beim Druckaufbau und vorzugsweise nicht beim Druckabbau gemessen werden.In a further embodiment, it is provided that before step h) a tensile force is applied to the bolt, in particular until the maximum force is reached, the nut is loosened, the tensile force is set to zero and then the tensile force is set to a target force (F target ), which is preferably smaller than the maximum force. This procedure is particularly advantageous if the maximum force corresponds to the force at which the yield point of the bolt is reached in order to clamp the bolt system to the flange connection with a lower clamping force. This has the advantage that with large changing loads the bolt is not loaded beyond its yield point. In particular, it is provided that an elongation value for determining the flange compression is determined at a tensile force that corresponds to a calibration force. Preferably, the calibration force is about 1% to about 5%, more preferably about 1% to about 3%, more preferably about 2% to about 3% of the maximum force. In one embodiment, the calibration force is approximately 10 kN to approximately 100 kN, more preferably approximately 20 kN to approximately 50 kN, more preferably approximately 40 kN. This has the advantage that the bolt clamping device is securely clamped and, more preferably, the gaps and openings typical of bolt clamping devices are avoided. closed in order to produce an accurate measurement. It is further preferred that values are used for measurements which are measured during pressure build-up and preferably not during pressure reduction.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Flanschkompression aus dem Längungswert wie folgt ermittelt wird: Flanschkompression = Längungswert - Bolzenlängung - Bolzenspannvorrichtungskompression, wobei die Bolzenlängung aus dem bolzensystemtypischen Dehnverhalten für jede Zugkraft bekannt ist und die Bolzenspannvorrichtungskompression aus dem bolzenspannvorrichtungstypischen Kompressionsverhalten für jede Zugkraft bekannt ist.In a further embodiment, it is provided that the flange compression is determined from the elongation value as follows: flange compression = elongation value - bolt elongation - bolt clamping device compression, wherein the bolt elongation is known from the bolt system-typical elongation behavior for each tensile force and the bolt clamping device compression is known from the bolt clamping device-typical compression behavior for each tensile force.

In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Aufbringen von Zugkraft auf den Bolzen unterbrochen wird, wenn anhand des Längungswertes ein nichtbolzensystemtypisches Verhalten, insbesondere ein ungewöhnliches Dehnverhalten, des Bolzensystems festgestellt wird. Wird eine Dehngrenze des gelenkten Bolzens festgestellt bei einer Kraft, die nicht der bolzensystemtypischen Kraft für die Dehngrenze entspricht, spricht dies für einen fehlerhaften oder falschen Bolzen. Um Zerstörungen an der Flanschverbindung, den umliegenden Gerätschaften oder der Bolzenspannvorrichtung zu vermeiden und insbesondere auch, um Verletzungen von Menschen in der Umgebung der Bolzenspannvorrichtung zu vermeiden, wird in einer Ausführungsform mit Erkennen einer nichtbolzensystemtypischen Dehngrenze des Bolzensystems der Druck kontrolliert abgelassen und eine Fehlermeldung ausgegeben, so dass der Bolzen ausgetauscht werden kann.In a further embodiment, the application of tensile force to the bolt is interrupted if the elongation value indicates that the bolt system is behaving in a way that is not typical for a bolt system, in particular that the bolt system is stretching unusually. If the yield point of the guided bolt is determined to be at a force that does not correspond to the yield point force that is typical for the bolt system, this indicates that the bolt is faulty or incorrect. In order to avoid damage to the flange connection, the surrounding equipment or the bolt tensioning device and in particular to avoid injuries to people in the vicinity of the bolt tensioning device, in one embodiment, when a yield point of the bolt system that is not typical for a bolt system is detected, the pressure is released in a controlled manner and an error message is issued so that the bolt can be replaced.

Eine beispielhafte Ausführungsform des Verfahrens zur Verschraubung eines Bolzensystem sieht vor, dass im Vorfeld der Verschraubung an zumindest einem Testbolzen ein bolzensystemtypisches Dehnverhalten, ermittelt bevorzugt mit dem vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Messsystem und dem dort beschriebenen Messverfahren, ermittelt wird. Weiterhin wird ein bolzenspannvorrichtungstypisches Kompressionsverhalten der Bolzenspannvorrichtung, ermittelt bevorzugt mit dem vorstehend beschriebenen erfindungsgemä-ßen Messsystem und dem dort beschriebenen Messverfahren, ermittelt. Dies kann sowohl mittels der Bolzenspannvorrichtung selber erfolgen als auch mittels eines baugleichen Produktes. Im Folgenden werden die Flansche so zueinander ausgerichtet, dass die Bolzensysteme in die Flanschausnehmungen eingeführt werden können. Hierzu ist in einer Ausführungsform vorgesehen, dass die Bolzen bereits auf dem ersten Flansch derart aufgesteckt sind, dass diese nicht nach unten aus dem Flansch ragen. Insbesondere bei einer Windkraftanlagenvorrichtung können so der Bolzen und der erste Flansch mittels eines Krans gleichzeitig auf den zweiten Flansch gesetzt werden. Die Flanschausnehmungen des ersten und des zweiten Flansches werden zueinander ausgerichtet, und dann werden die Bolzensysteme in die erste Flanschausnehmung und die zweite Flanschausnehmung eingebracht. Auf der Mutterseite der Flanschverbindung, das ist die Seite der Flanschverbindung, auf der die Mutter des Bolzensystems angeordnet ist, wird die Bolzenspannvorrichtung montiert. Insbesondere wird die Bolzenspannvorrichtung auf dem Bolzen aufgeschraubt. Sodann wird eine Zugkraft auf den Bolzen aufgebracht, die bevorzugt bis zu einer Maximalkraft gesteigert wird, die bevorzugt zur bolzensystemtypischen Längung bis zur Dehngrenze des Bolzens führt. Dann wird die Mutter mit einem bestimmten Drehmoment nachgedreht, so dass diese mit bevorzugt 50 Nm angezogen ist. Die Zugkraft wird auf die Rückstellkraft von etwa 0 N gebracht, so dass die Mutter des Bolzensystems und die Flanschverbindung mit der maximal mit dem Bolzensystem aufbringbaren Kraft belastet werden. Nachfolgend wird wieder die Zugkraft auf den Bolzen aufgebracht und diese vorzugsweise bis zur Maximalkraft gesteigert. Sodann wird die Mutter gelöst und die Kraft wieder auf die Rückstellkraft gesetzt. Erneut wird eine Zugkraft auf den Bolzen aufgebracht, so dass dieser bis zu einer geforderten Sollkraft gestreckt wird, die bevorzugt zwischen 70% und 100% der Maximalkraft liegt. Die Mutter wird sodann wieder mit einem bestimmten Drehmoment von vorzugsweise 50 Nm angezogen und die Zugkraft auf die Rückstellkraft zurückgesetzt. Während des ganzen Verfahrens werden die Zugkraft auf den Bolzen und ein Längungswert, der die Summe der Bolzenlängung, der Bolzenspannvorrichtungskompression und der Flanschkompression ist, ermittelt. Die Werte, die bei einer Kalibrierungskraft von vorzugsweise etwa 40 kN ermittelt werden, werden gesichert und dokumentiert. Weiterhin wird die Zugkraft bei Lösen der Mutter von der Flanschverbindung als Flanschkompressionskraft dokumentiert und gesichert. Auch alle anderen Werte der Aufzeichnung während des Verfahrens werden als Dokumentation insbesondere graphisch gesichert.An exemplary embodiment of the method for screwing a bolt system provides that, prior to screwing, at least one test bolt is tested for a bolt system-typical expansion behavior, preferably determined using the above-described measuring system according to the invention and the measuring method described therein. Furthermore, a bolt clamping device-typical compression behavior of the bolt clamping device is determined, preferably determined using the above-described measuring system according to the invention and the measuring method described therein. This can be done using the bolt clamping device itself or using a product of the same construction. The flanges are then aligned with one another so that the bolt systems can be inserted into the flange recesses. For this purpose, in one embodiment provided that the bolts are already placed on the first flange in such a way that they do not protrude downwards from the flange. In particular in the case of a wind turbine device, the bolt and the first flange can be placed on the second flange at the same time using a crane. The flange recesses of the first and second flanges are aligned with one another, and then the bolt systems are inserted into the first flange recess and the second flange recess. The bolt tensioning device is mounted on the nut side of the flange connection, that is the side of the flange connection on which the nut of the bolt system is arranged. In particular, the bolt tensioning device is screwed onto the bolt. A tensile force is then applied to the bolt, which is preferably increased to a maximum force, which preferably leads to elongation typical of the bolt system up to the yield point of the bolt. The nut is then tightened with a certain torque so that it is tightened with preferably 50 Nm. The tensile force is brought to the restoring force of approximately 0 N so that the nut of the bolt system and the flange connection are loaded with the maximum force that can be applied with the bolt system. The tensile force is then applied to the bolt again and this is preferably increased to the maximum force. The nut is then loosened and the force is set back to the restoring force. A tensile force is again applied to the bolt so that it is stretched to a required target force, which is preferably between 70% and 100% of the maximum force. The nut is then tightened again with a certain torque of preferably 50 Nm and the tensile force is reset to the restoring force. During the entire process, the tensile force on the bolt and an elongation value, which is the sum of the bolt elongation, the bolt clamping device compression and the flange compression, are determined. The values determined with a calibration force of preferably around 40 kN are saved and documented. Furthermore, the tensile force when the nut is loosened from the flange connection is documented and saved as the flange compression force. All other values recorded during the process are also saved as documentation, particularly graphically.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus den nachfolgenden Zeichnungen hervor. Gleiche Teile oder Teile mit gleicher Funktion können die gleichen Bezugszeichen aufweisen. Es zeigen:

FIG. 1A
eine erste Ausführungsform eines Bolzensystems und eine Flanschverbindung in einer seitlichen Schnittansicht;
FIG. 2B
eine zweite Ausführungsform eines Bolzensystems und eine Flanschverbindung in einer seitlichen Schnittansicht;
FIG. 3C
eine dritte Ausführungsform eines Bolzensystems und eine Flanschverbindung in einer seitlichen Schnittansicht;
FIG. 4
eine vierte Ausführungsform eines Bolzensystems ohne Mutter, eine Flanschverbindung und eine Bolzenspannvorrichtung;
FIG. 5
eine Mehrzahl von Dehnverhalten eines Messverfahrens mit einem Messsystem;
FIG. 6
ein bolzensystemtypisches Dehnverhalten eines HV Bolzens und einer HV Mutter;
FIG. 7
ein bolzensystemtypisches Dehnverhalten eines Stud-Bolzens und zwei TTG Muttern;
FIG. 8
eine Ausführungsform eines Bolzens und ein Widerlager eines Bolzensystems;
FIG. 9
eine Ausführungsform eines Messsystems in einer Vorderansicht;
FIG. 10
das Messsystem aus FIG. 7 in einer Seitenansicht;
FIG. 11
eine Bolzenspannvorrichtung und eine Aufnahmevorrichtung in einer Seitenansicht; und
FIG. 12
ein Bolzensystem, die Bolzenspannvorrichtung und die Aufnahmevorrichtung aus FIG. 9 in einer seitlichen Schnittansicht.
Further advantageous embodiments can be seen from the following drawings. Identical parts or parts with the same function can have the same reference numerals. They show:
FIG. 1A
a first embodiment of a bolt system and a flange connection in a side sectional view;
FIG. 2B
a second embodiment of a bolt system and a flange connection in a side sectional view;
FIG. 3C
a third embodiment of a bolt system and a flange connection in a side sectional view;
FIG. 4
a fourth embodiment of a bolt system without nut, a flange connection and a bolt tensioning device;
FIG. 5
a plurality of strain behaviors of a measuring method with a measuring system;
FIG. 6
a bolt system-typical expansion behavior of a HV bolt and a HV nut;
FIG. 7
a bolt system-typical expansion behavior of a stud bolt and two TTG nuts;
FIG. 8
an embodiment of a bolt and an abutment of a bolt system;
FIG. 9
an embodiment of a measuring system in a front view;
FIG. 10
the measuring system FIG. 7 in a side view;
FIG. 11
a bolt clamping device and a receiving device in a side view; and
FIG. 12
a bolt system, the bolt tensioning device and the receiving device made of FIG. 9 in a lateral sectional view.

FIG. 1A zeigt eine erste Ausführungsform eines Bolzensystems 10 und eine Flanschverbindung 81 in einer seitlichen Schnittansicht. Das Bolzensystem 10 weist einen Bolzen 20, eine Mutter 12 und ein Widerlager 32 auf. Der Bolzen 20 ist als ein HV Bolzen ausgebildet. Weiter ist die Mutter 12 als eine HV Mutter ausgebildet und das Widerlager 32 weist einen Schraubenkopf auf, der unmittelbar mit dem Bolzenmaterial verbunden ist. Unter dem Widerlager 32 ist eine nicht näher bezeichnete Unterlegscheibe angeordnet. Die Flanschverbindung 81 weist einen ersten Flansch 82 mit einer ersten Flanschausnehmung 84 und einer Flanschoberfläche 86 und einen zweiten Flansch 92 mit einer zweiten Flanschausnehmung 94 auf. Der Bolzen 20 des Bolzensystems 10 ist in die erste Flanschausnehmung 84 und die zweite Flanschausnehmung 94 eingebracht. FIG. 1A shows a first embodiment of a bolt system 10 and a flange connection 81 in a side sectional view. The bolt system 10 has a bolt 20, a nut 12 and an abutment 32. The bolt 20 is designed as a HV bolt. Furthermore, the nut 12 is designed as a HV nut and the abutment 32 has a screw head that is directly connected to the bolt material. A washer (not specified in more detail) is arranged under the abutment 32. The flange connection 81 has a first flange 82 with a first flange recess 84 and a flange surface 86 and a second flange 92 with a second flange recess 94. The bolt 20 of the bolt system 10 is inserted into the first flange recess 84 and the second flange recess 94.

FIG. 1B zeigt eine zweite Ausführungsform eines Bolzensystems 10 und eine Flanschverbindung 81 in einer seitlichen Schnittansicht. Das Bolzensystem 10 weist einen Bolzen 20, eine Mutter 12 und ein Widerlager 32 auf. Der Bolzen 20 ist als ein HV Bolzen ausgebildet. Weiter ist die Mutter 12 als eine TTG Mutter ausgebildet und das Widerlager 32 weist einen Schraubenkopf auf, der unmittelbar mit dem Bolzenmaterial verbunden ist. Unter dem Widerlager 32 ist eine nicht näher bezeichnete Unterlegscheibe angeordnet. Die TTG Mutter 12 weist ein Mutterinnengewinde auf, das einem Außengewinde eines gelängten Bolzens 20 entspricht. Die Flanschverbindung 81 weist einen ersten Flansch 82 mit einer ersten Flanschausnehmung 84 und einer Flanschoberfläche 86 und einen zweiten Flansch 92 mit einer zweiten Flanschausnehmung 94 auf. Der Bolzen 20 des Bolzensystems 10 ist in die erste Flanschausnehmung 84 und die zweite Flanschausnehmung 94 eingebracht. FIG. 1B shows a second embodiment of a bolt system 10 and a flange connection 81 in a side sectional view. The bolt system 10 has a bolt 20, a nut 12 and an abutment 32. The bolt 20 is designed as an HV bolt. Furthermore, the nut 12 is designed as a TTG nut and the abutment 32 has a screw head that is directly connected to the bolt material. A washer (not designated in more detail) is arranged under the abutment 32. The TTG nut 12 has an internal nut thread that corresponds to an external thread of an elongated bolt 20. The flange connection 81 has a first flange 82 with a first flange recess 84 and a flange surface 86 and a second flange 92 with a second flange recess 94. The bolt 20 of the bolt system 10 is inserted into the first flange recess 84 and the second flange recess 94.

FIG. 1C zeigt eine dritte Ausführungsform eines Bolzensystems 10 und eine Flanschverbindung 81 in einer seitlichen Schnittansicht. Das Bolzensystem 10 weist einen Bolzen 20, eine Mutter 12 und ein Widerlager 32 auf. Der Bolzen 20 ist als ein Stud-Bolzen ausgebildet, der an zwei Endbereichen des Bolzens 20 ein Außengewinde aufweist. Weiter ist die Mutter 12 als TTG Mutter und das Widerlager 32 ebenfalls als TTG Mutter ausgebildet. Die Flanschverbindung 81 weist einen ersten Flansch 82 mit einer ersten Flanschausnehmung 84 und einer Flanschoberfläche 86 und einen zweiten Flansch 92 mit einer zweiten Flanschausnehmung 94 auf. Der Bolzen 20 des Bolzensystems 10 ist in die erste Flanschausnehmung 84 und die zweite Flanschausnehmung 94 eingebracht. FIG. 1C shows a third embodiment of a bolt system 10 and a flange connection 81 in a side sectional view. The bolt system 10 has a bolt 20, a nut 12 and an abutment 32. The bolt 20 is designed as a stud bolt which has an external thread on two end regions of the bolt 20. Furthermore, the nut 12 is designed as a TTG nut and the abutment 32 is also designed as a TTG nut. The flange connection 81 has a first flange 82 with a first flange recess 84 and a flange surface 86 and a second flange 92 with a second flange recess 94. The bolt 20 of the bolt system 10 is inserted into the first flange recess 84 and the second flange recess 94.

FIG. 2 zeigt eine vierte Ausführungsform eines Bolzensystems 10 jedoch ohne Mutter 12, eine Flanschverbindung 81 und eine Bolzenspannvorrichtung 200. Der Bolzen 20 des Bolzensystems 10 ist in einer ersten und einer zweite Flanschausnehmung 84, 94 der Flanschverbindung 81 eingebracht. Auf einer Flanschoberfläche 86 einer Mutterseite 83 des ersten Flansches 82 ist die Bolzenspannvorrichtung 200 mit einer Auflagefläche 204 auf dem ersten Flansch 82 angeordnet. Die Bolzenspannvorrichtung 200 umfasst ein Gehäuse 202 und eine Zugeinheit 210. Das Gehäuse 202 umschließt die Zugeinheit 210 um im Wesentlichen drei Seiten. Das Gehäuse 202 weist eine offene Seite in Richtung des ersten Flansches 82 auf, über welche die Zugeinheit 210 den Bolzen 20 des Bolzensystems 10 greift. FIG. 2 shows a fourth embodiment of a bolt system 10, but without nut 12, a flange connection 81 and a bolt tensioning device 200. The bolt 20 of the bolt system 10 is inserted into a first and a second flange recess 84, 94 of the flange connection 81. On a flange surface 86 of a nut side 83 of the first flange 82, the bolt tensioning device 200 is arranged with a support surface 204 on the first flange 82. The bolt tensioning device 200 comprises a housing 202 and a Tension unit 210. The housing 202 encloses the tension unit 210 on essentially three sides. The housing 202 has an open side in the direction of the first flange 82, via which the tension unit 210 grips the bolt 20 of the bolt system 10.

FIG. 3 zeigt eine Mehrzahl von Dehnverhalten eines Messverfahrens mit einem Messsystem 100. In FIG. 3 wird ein Diagramm veranschaulicht, das auf der Ordinate (y-Achse) eine Zugkraft am Bolzen Fb und auf der Abszisse (x-Achse) Längungen und Kompressionen, alle mit positivem Vorzeichen, wiedergibt. Für das Messverfahren umfasst das Messsystem 100 einen M48 Stud-Bolzen 20 und zwei M48 TTG Muttern 12, 32. Der Stud-Bolzen 20 ist ein Bolzen, der an zwei Endbereichen ein Gewinde aufweist, in das die TTG Muttern 12, 32 greifen können. Für die Durchführung des Messverfahrens wird die Zugkraft Fb stetig erhöht, bis diese eine Maximalkraft Fmax von etwa 1326 kN aufweist. Verdeutlicht ist ein Kompressionsverhalten der Flanschkompression 54, ein bolzentypisches Dehnverhalten 50, ein bolzenspannvorrichtungstypisches Kompressionsverhalten 52 und ein gemessenes Längungsverhalten 56. Für das Kompressionsverhalten der Flanschkompression 54 wird eine Flanschkompression Δf in Relation zur Zugkraft Fb gesehen. Weiter wird für das bolzentypische Dehnverhalten 50 eine Bolzenlängung Δb in Relation zur Zugkraft Fb gesehen. Weiter wird für das bolzenspannvorrichtungstypische Kompressionsverhalten 52 eine Bolzenspannvorrichtungskompression Δs in Relation zur Zugkraft Fb gesehen und für das gemessene Längungsverhalten 56 wird ein Längungswert Δl in Relation zur Zugkraft Fb gesehen. FIG. 3 shows a plurality of strain behavior of a measuring method with a measuring system 100. In FIG. 3 a diagram is illustrated which shows a tensile force on the bolt Fb on the ordinate (y-axis) and elongations and compressions on the abscissa (x-axis), all with a positive sign. For the measuring method, the measuring system 100 comprises an M48 stud bolt 20 and two M48 TTG nuts 12, 32. The stud bolt 20 is a bolt which has a thread on two end areas into which the TTG nuts 12, 32 can grip. To carry out the measuring method, the tensile force Fb is constantly increased until it has a maximum force Fmax of approximately 1326 kN. A compression behavior of the flange compression 54, a bolt-typical expansion behavior 50, a bolt clamping device-typical compression behavior 52 and a measured elongation behavior 56 are shown. For the compression behavior of the flange compression 54, a flange compression Δf is seen in relation to the tensile force Fb. Furthermore, for the bolt-typical expansion behavior 50, a bolt elongation Δb is seen in relation to the tensile force Fb. Furthermore, for the bolt clamping device-typical compression behavior 52, a bolt clamping device compression Δs is seen in relation to the tensile force Fb and for the measured elongation behavior 56, an elongation value Δl is seen in relation to the tensile force Fb.

Sobald die Maximalkraft Fmax von etwa 1326 kN erreicht ist, wird eine der TTG Muttern 12 mit einem Drehmoment von etwa 50 Nm auf den Bolzen 20 angezogen. Anschließend wird die Zugkraft bis zu einer Kalibrierungskraft Fk von etwa 40 kN zurückgestellt (siehe FIG. 4 und 5).As soon as the maximum force Fmax of approximately 1326 kN is reached, one of the TTG nuts 12 is tightened onto the bolt 20 with a torque of approximately 50 Nm. The tensile force is then reduced to a calibration force Fk of approximately 40 kN (see FIGS. 4 and 5 ).

FIG. 4 zeigt ein bolzensystemtypisches Dehnverhalten eines M48 HV Bolzens und einer M48 HV Mutter. FIG. 4 zeigt ein Diagramm, das auf der Ordinate (y-Achse) eine Zugkraft am Bolzen Fb und auf der Abszisse (x-Achse) die Bolzenlängung Δb wiedergibt. In einem ersten Schritt eine Zugkraft Fb auf den Bolzen 20 aufgebracht, bis eine Maximalkraft Fmax von etwa 1326 kN erreicht ist. Die Zugkraft Fb wird stetig steigend erhöht, bis die Maximalkraft Fmax erreicht ist. Die Maximalkraft Fmax entspricht einer Kraft, die zur Längung des Bolzens 20 bis hin zu einer bolzensystemtypischen Dehngrenze RE notwendig ist. In einem zweiten Schritt wird die Mutter 12 mit einem bestimmten Drehmoment von etwa 50 Nm nachgedreht. Die Mutter 12 wird in Richtung der Flanschverbindung 81 geschraubt und mit dem bestimmten Drehmoment angezogen. In einem dritten Schritt wird die Zugkraft Fb auf eine Kalibrierungskraft Fk gesetzt. Bevorzugt liegt die Kalibrierungskraft Fk in einem Bereich von etwa 40 kN bei diesem M48 Bolzensystem. Insbesondere erfährt die Flanschverbindung 81 unterhalb der Mutter 12 eine Flanschkompressionskraft Δf (FIG. 4 nicht zu entnehmen), welche die beiden Flansche 82, 92 miteinander verpresst. In einem vierten Schritt wird wiederholt die Zugkraft Fb auf den Bolzen 20 aufgebracht, bis diese zumindest eine Flanschkompressionskraft Δf übersteigt. Die Flanschkompressionskraft Δf entspricht insbesondere der Zugkraft Fb, die auf den Bolzen 20 aufgebracht wird, um die Mutter 12 von dem Flansch 82 abzuheben bzw. der Kraft, bei der die Mutter 12 ohne Krafteinleitung in den Flansch 82 auf dem Flansch 82 aufliegt. Insbesondere kann die Flanschkompressionskraft Δf durch Ermittlung der Steigung der Hookeschen Gerade der Bolzenlängung Δb ermittelt werden. Die Steigung des Verhältnisses von Kraft Fb zur Bolzenlängung Δb ist steiler bis zu dem Punkt, wo die Mutter 12 von dem Flansch 82 abhebt. FIG. 4 shows a bolt system-typical expansion behavior of an M48 HV bolt and an M48 HV nut. FIG. 4 shows a diagram that shows a tensile force on the bolt Fb on the ordinate (y-axis) and the bolt elongation Δb on the abscissa (x-axis). In a first step, a tensile force Fb is applied to the bolt 20 until a maximum force Fmax of about 1326 kN is reached. The tensile force Fb is increased steadily until the maximum force Fmax is reached. The maximum force Fmax corresponds to a force that is necessary to elongate the bolt 20 up to a yield strength RE typical of the bolt system. In a second step the nut 12 is tightened with a specific torque of about 50 Nm. The nut 12 is screwed in the direction of the flange connection 81 and tightened with the specific torque. In a third step, the tensile force Fb is set to a calibration force Fk. Preferably, the calibration force Fk is in a range of about 40 kN for this M48 bolt system. In particular, the flange connection 81 below the nut 12 experiences a flange compression force Δf ( FIG. 4 not visible), which presses the two flanges 82, 92 together. In a fourth step, the tensile force Fb is repeatedly applied to the bolt 20 until it exceeds at least a flange compression force Δf. The flange compression force Δf corresponds in particular to the tensile force Fb that is applied to the bolt 20 in order to lift the nut 12 off the flange 82 or the force at which the nut 12 rests on the flange 82 without force being introduced into the flange 82. In particular, the flange compression force Δf can be determined by determining the slope of the Hooke's line of the bolt elongation Δb. The slope of the ratio of force Fb to bolt elongation Δb is steeper up to the point where the nut 12 lifts off the flange 82.

FIG. 5 zeigt ein bolzensystemtypisches Dehnverhalten eines M48 Stud-Bolzens und zwei M48 TTG Muttern. In FIG. 5 wird ein Diagramm veranschaulicht, das auf der Ordinate (y-Achse) eine Zugkraft am Bolzen Fb und auf der Abszisse (x-Achse) die Bolzenlängung Δb wiedergibt. Das Prinzip bzw. der Ablauf des Verfahrens unterscheidet sich nicht von dem der FIG. 4. Insbesondere veranschaulicht das Diagramm aus FIG. 5, dass nach dem Anziehen der TTG Mutter 12 auf dem Bolzen 20 mit einem bestimmten Drehmoment und der Entnahme der Zugkraft Fb die Bolzenlängung Δb nicht so deutlich abnimmt, wie in FIG. 4 verdeutlicht. FIG. 5 shows a bolt system-typical expansion behavior of an M48 stud bolt and two M48 TTG nuts. In FIG. 5 A diagram is shown which shows a tensile force on the bolt Fb on the ordinate (y-axis) and the bolt elongation Δb on the abscissa (x-axis). The principle or the procedure of the method does not differ from that of the FIG. 4 In particular, the diagram from FIG. 5 that after tightening the TTG nut 12 on the bolt 20 with a certain torque and removing the tensile force Fb, the bolt elongation Δb does not decrease as significantly as in FIG. 4 clarified.

FIG. 6 zeigt eine Ausführungsform eines Bolzens 20 und ein Widerlager 32 eines Bolzensystems 10. Das Widerlager 32 weist einen Schraubenkopf auf und ist unmittelbar mit dem Bolzen 20 verbunden. Der Bolzen 20 ist beispielhaft als HV Bolzen ausgebildet. Der Bolzen 20 weist eine erste Stirnseite 23 und das Widerlager 32 eine zweite Stirnseite 33 auf. Der Bolzen 20 weist mittig auf der ersten Stirnseite 23 ein erstes Kontaktelement 21 auf. Weiter weist das Widerlager 32 auf der zweiten Stirnseite 33 ein zweites Kontaktelement 31 auf. Das erste und das zweite Kontaktelement 21, 31 sind in die erste und zweite Stirnseite des Bolzens 20 und des Widerlagers 32 eingelassen und ragen im Wesentlichen kuppelförmig aus den Stirnseiten 23, 33 heraus. Der Bolzen 20 und das Widerlager 32 weisen eine Länge 24 auf, die die Länge des Bolzens 20 und des Widerlagers 32 in Richtung einer Längserstreckung des Bolzens 20 ist. Des Weiteren weist der Bolzen 20 ausgehend von der ersten Stirnseite 23 ein Außengewinde 26 auf, das in Richtung des Widerlagers 32 auf dem Bolzen 20 ausgebildet ist. Neben der Länge 24 veranschaulicht FIG. 6 eine Bolzenlängung Δb, die die Differenzlänge eines gelängten Bolzens (FIG. 6 nicht zu entnehmen) zu einem ungelängten Bolzen 20 beschreibt. FIG. 6 shows an embodiment of a bolt 20 and an abutment 32 of a bolt system 10. The abutment 32 has a screw head and is directly connected to the bolt 20. The bolt 20 is designed as an HV bolt, for example. The bolt 20 has a first end face 23 and the abutment 32 has a second end face 33. The bolt 20 has a first contact element 21 in the middle of the first end face 23. The abutment 32 also has a second contact element 31 on the second end face 33. The first and second contact elements 21, 31 are embedded in the first and second end faces of the bolt 20 and the abutment 32 and protrude essentially in a dome shape from the end faces 23, 33. The bolt 20 and the abutment 32 have a length 24, which is the length of the bolt 20 and the abutment 32 in the direction of a longitudinal extension of the bolt 20. Furthermore, the bolt 20 has an external thread 26 starting from the first end face 23, which is formed on the bolt 20 in the direction of the abutment 32. In addition to the length 24, FIG. 6 a bolt elongation Δb, which is the difference in length of an elongated bolt ( FIG. 6 not to be taken) to an un-lengthened bolt 20.

FIG. 7 zeigt eine Ausführungsform eines Messsystems 100 in einer Vorderansicht. Das Messsystem 100 umfasst eine Aufnahmevorrichtung 80, eine Bolzenspannvorrichtung 200 und ein Bolzenlängungsmessgerät 102. Mit dem Bolzenlängungsmessgerät wird eine Bolzenlängung Δb gemessen. Die Aufnahmevorrichtung 80 weist einen ersten Flansch 82 und einen zweiten Flansch 92 auf und bildet eine Flanschverbindung 81. Die Aufnahmevorrichtung 80 bzw. die Flanschverbindung 81 weist den ersten Flansch 82 und den zweiten Flansch 92 auf, wobei der erste Flansch 82 eine Mutterseite 83 mit einer Flanschoberfläche 86 und eine erste Kontaktseite 85 aufweist und der zweite Flansch 92 eine zweite Kontaktseite 95 und eine Widerlagerseite 93 aufweist. Die erste Kontaktseite 85 und die zweite Kontaktseite 95 sind einander zugeordnet. Des Weiteren ist die Bolzenspannvorrichtung 200 auf einer Flanschoberfläche 86 der Mutterseite 83 der Aufnahmevorrichtung 80 bzw. der Flanschverbindung 81 angeordnet. Die Aufnahmevorrichtung 80 ist unterseitig bzw. widerlagerseitig mit zwei Beabstandungselementen 140 verbunden. Der zweite Flansch 92 liegt mit der Widerlagerseite 93 an zwei Endbereichen einer Längserstreckung der Aufnahmevorrichtung 80 auf den Beabstandungselementen 140 auf. FIG. 7 shows an embodiment of a measuring system 100 in a front view. The measuring system 100 comprises a receiving device 80, a bolt tensioning device 200 and a bolt elongation measuring device 102. The bolt elongation measuring device is used to measure a bolt elongation Δb. The receiving device 80 has a first flange 82 and a second flange 92 and forms a flange connection 81. The receiving device 80 or the flange connection 81 has the first flange 82 and the second flange 92, the first flange 82 having a nut side 83 with a flange surface 86 and a first contact side 85 and the second flange 92 having a second contact side 95 and an abutment side 93. The first contact side 85 and the second contact side 95 are assigned to one another. Furthermore, the bolt tensioning device 200 is arranged on a flange surface 86 of the nut side 83 of the receiving device 80 or the flange connection 81. The receiving device 80 is connected to two spacing elements 140 on the underside or abutment side. The second flange 92 rests with the abutment side 93 on the spacing elements 140 at two end regions of a longitudinal extension of the receiving device 80.

Das Bolzenlängungsmessgerät 102 umfasst ein Stativ 104 und einen Rahmen 110, wobei das Stativ 104 mindestens eine Lagerung 105 (siehe FIG. 8) aufweist, die den Rahmen 110 translatorisch lagert. Das Stativ 104 ist als ein tragendes Element auf einem Untergrund angeordnet. Zumindest auf der Widerlagerseite 93 sind ein erstes und ein zweites Flanschkompressionsmessgerät 120, 130 angeordnet. Mit dem ersten Flanschkompressionsmessgerät 120 wird eine erste Flanschkompression Δf1 gemessen und mit dem zweiten Flanschkompressionsmessgerät 130 wird eine zweite Flanschkompression Δf2 gemessen.The bolt elongation measuring device 102 comprises a tripod 104 and a frame 110, wherein the tripod 104 has at least one bearing 105 (see FIG. 8 ) which supports the frame 110 in a translational manner. The tripod 104 is arranged as a supporting element on a base. A first and a second flange compression measuring device 120, 130 are arranged at least on the abutment side 93. A first flange compression Δf1 is measured with the first flange compression measuring device 120 and a second flange compression Δf2 is measured with the second flange compression measuring device 130.

FIG. 8 zeigt das Messsystem 100 aus FIG. 7 in einer Seitenansicht. Das Messsystem 100 umfasst die Aufnahmevorrichtung 80, die Bolzenspannvorrichtung 200 und das Bolzenlängungsmessgerät 102. Die Aufnahmevorrichtung 80 weist den ersten Flansch 82 und den zweiten Flansch 92 auf und bildet die Flanschverbindung 81. Der erste Flansch 82 weist die Mutterseite 83 mit einer Flanschoberfläche 86 und die erste Kontaktseite 85 auf und der zweite Flansch 92 weist die zweite Kontaktseite 95 und die Widerlagerseite 93 auf. Weiter ist FIG. 8 zu entnehmen, dass der zweite Flansch 92 auf zumindest einem der zwei Beabstandungselemente 140 aufliegt. Das Bolzenlängungsmessgerät 102 umfasst das Stativ 104 und den Rahmen 110, wobei das Stativ 104 zwei Lagerungen 105 (siehe FIG. 8) aufweist, die den Rahmen 110 translatorisch lagern. Der Rahmen 110 des Bolzenlängungsmessgerätes 102 liegt über ein Federelement 108 auf dem Stativ 104 auf. Durch die Auflage des Rahmens 110 ist das Federelement 108 zu einem gewissen Teil vorgespannt. Der Rahmen 110 des Bolzenlängungsmessgerätes 102 weist einen Bolzenlängungsmessstab 112 und einen Bolzentaster 117 (FIG. 8 nicht zu entnehmen) auf. Der Bolzenlängungsmessstab 112 ist der Mutterseite 83 der Aufnahmevorrichtung 80 zugeordnet und der Bolzentaster 117 der Widerlagerseite 93 der Aufnahmevorrichtung 80. Die Bolzenspannvorrichtung 200 des Messsystems 100 weist ein Längungswertmessgerät 230, mit dem ein Längungswert Δl gemessen wird, auf. Die Bolzenspannvorrichtung 200 misst einen korrelierenden Längungswert Δl, wobei ein zurückgelegter Weg einer Zugeinheit 210 (siehe FIG. 10) mit Aufbringen einer Zugkraft Fb gemessen wird. Des Weiteren weist die Bolzenspannvorrichtung 200 eine Zugkraftermittlung 272 und eine Recheneinheit 270 auf. Die Recheneinheit kann nicht nur in die Vorrichtung integriert sein, sondern auch räumlich getrennt von dieser in Form eines Arbeitsplatzcomputers oder ähnlich ausgebildet sein. FIG. 8 the measuring system shows 100 FIG. 7 in a side view. The measuring system 100 comprises the receiving device 80, the bolt clamping device 200 and the bolt elongation measuring device 102. The receiving device 80 has the first flange 82 and the second flange 92 and forms the flange connection 81. The first flange 82 has the nut side 83 with a flange surface 86 and the first contact side 85 and the second flange 92 has the second contact side 95 and the abutment side 93. Furthermore, FIG. 8 that the second flange 92 rests on at least one of the two spacing elements 140. The bolt elongation measuring device 102 comprises the tripod 104 and the frame 110, wherein the tripod 104 has two bearings 105 (see FIG. 8 ) which support the frame 110 in a translational manner. The frame 110 of the bolt elongation measuring device 102 rests on the stand 104 via a spring element 108. The spring element 108 is pre-tensioned to a certain extent by the support of the frame 110. The frame 110 of the bolt elongation measuring device 102 has a bolt elongation measuring rod 112 and a bolt probe 117 ( FIG. 8 not to be removed). The bolt elongation measuring rod 112 is assigned to the nut side 83 of the receiving device 80 and the bolt sensor 117 to the abutment side 93 of the receiving device 80. The bolt tensioning device 200 of the measuring system 100 has an elongation value measuring device 230 with which an elongation value Δl is measured. The bolt tensioning device 200 measures a correlating elongation value Δl, whereby a distance travelled by a pulling unit 210 (see FIG. 10 ) is measured by applying a tensile force Fb. Furthermore, the bolt tensioning device 200 has a tensile force determination 272 and a computing unit 270. The computing unit can not only be integrated into the device, but can also be spatially separated from it in the form of a workstation computer or similar.

FIG. 9 zeigt eine Bolzenspannvorrichtung 200 und eine Aufnahmevorrichtung 80 in einer Seitenansicht. Des Weiteren ist in FIG. 9 ein Teil eines Bolzenlängungsmessgerätes 102 verdeutlicht, der eine Bolzenlängung Δb wiedergibt und diese gegebenenfalls dokumentiert. Die Aufnahmevorrichtung 80 weist den ersten Flansch 82 und den zweiten Flansch 92 auf und bildet die Flanschverbindung 81. Der erste Flansch 82 weist die Mutterseite 83 mit einer Flanschoberfläche 86 und die erste Kontaktseite 85 auf und der zweite Flansch 92 weist die zweite Kontaktseite 95 und die Widerlagerseite 93 auf. Der zweite Flansch 92 liegt mit der Widerlagerseite auf zwei Beabstandungselementen 140 auf. FIG. 9 shows a bolt clamping device 200 and a receiving device 80 in a side view. Furthermore, FIG. 9 a part of a bolt elongation measuring device 102 is illustrated, which reproduces a bolt elongation Δb and documents it if necessary. The receiving device 80 has the first flange 82 and the second flange 92 and forms the flange connection 81. The first flange 82 has the nut side 83 with a flange surface 86 and the first contact side 85 and the second flange 92 has the second contact side 95 and the abutment side 93. The second flange 92 rests with the abutment side on two spacer elements 140.

Zumindest auf der Widerlagerseite 93 sind ein erstes und ein zweites Flanschkompressionsmessgerät 120, 130 angeordnet, wobei mit dem ersten Flanschkompressionsmessgerät 120 eine erste Flanschkompression Δf1 und mit dem zweiten Flanschkompressionsmessgerät 130 eine zweite Flanschkompression Δf2 gemessen wird.At least on the abutment side 93, a first and a second flange compression measuring device 120, 130 are arranged, with the first flange compression measuring device 120 a first flange compression Δf1 and a second flange compression Δf2 is measured with the second flange compression measuring device 130.

FIG. 10 zeigt ein Bolzensystem 10, eine Bolzenspannvorrichtung 200 und eine Aufnahmevorrichtung 80 in einer seitlichen Schnittansicht. Die seitliche Schnittansicht ist ein Schnitt A-A aus FIG. 9. Die Aufnahmevorrichtung 80 weist den ersten Flansch 82 und den zweiten Flansch 92 auf und bildet die Flanschverbindung 81. Der erste Flansch 82 weist die Mutterseite 83 mit einer Flanschoberfläche 86 und die erste Kontaktseite 85 auf und der zweite Flansch 92 weist die zweite Kontaktseite 95 und die Widerlagerseite 93 auf. Der erste Flansch 82 weist eine erste Flanschausnehmung 84 und der zweite Flansch 92 eine zweite Flanschausnehmung 94 auf. Ein Bolzen 20 des Bolzensystems 10 ist in die erste Flanschausnehmung 84 und die zweite Flanschausnehmung 94 eingebracht. FIG. 10 shows a bolt system 10, a bolt clamping device 200 and a receiving device 80 in a side sectional view. The side sectional view is a section AA from FIG. 9 . The receiving device 80 has the first flange 82 and the second flange 92 and forms the flange connection 81. The first flange 82 has the nut side 83 with a flange surface 86 and the first contact side 85 and the second flange 92 has the second contact side 95 and the abutment side 93. The first flange 82 has a first flange recess 84 and the second flange 92 has a second flange recess 94. A bolt 20 of the bolt system 10 is inserted into the first flange recess 84 and the second flange recess 94.

Die Bolzenspannvorrichtung 200 weist ein Gehäuse 202, eine Zugeinheit 210 und das Längungswertmessgerät 230 (siehe FIG. 8) auf. Die Zugeinheit 210 weist an einem Greifbereich 218 ein Zugeinheitsinnengewinde 216 auf.The bolt tensioning device 200 comprises a housing 202, a tension unit 210 and the elongation measuring device 230 (see FIG. 8 ). The traction unit 210 has a traction unit internal thread 216 on a gripping area 218.

Des Weiteren weist das Bolzensystem 10 den Bolzen 20, eine Mutter 12 und ein Widerlager 32 auf. Das Widerlager 32 weist einen Schraubenkopf auf und ist unmittelbar mit dem Bolzen 20 verbunden. Der Bolzen 20 weist ein Außengewinde 26 und die Mutter 12 ein Mutterinnengewinde 16 auf. Das Mutterinnengewinde 16 weist eine Geometrie auf, die im Wesentlichen einer Geometrie des Außengewindes 26 des Bolzens entspricht, der mittels einer Zugkraft Fb gedehnt bzw. gelängt ist. Des Weiteren greift das Zugeinheitsinnengewinde 216 in das Außengewinde 26 des Bolzens20.Furthermore, the bolt system 10 has the bolt 20, a nut 12 and an abutment 32. The abutment 32 has a screw head and is directly connected to the bolt 20. The bolt 20 has an external thread 26 and the nut 12 has an internal nut thread 16. The internal nut thread 16 has a geometry that essentially corresponds to a geometry of the external thread 26 of the bolt, which is stretched or elongated by means of a tensile force Fb. Furthermore, the internal tensile unit thread 216 engages in the external thread 26 of the bolt 20.

Weiter sind auf der Widerlagerseite 85 des zweiten Flansches ein erstes Flanschkompressionsmessgerät 120 und ein zweites Flanschkompressionsmessgerät 130 angeordnet. Mit dem ersten Flanschkompressionsmessgerät wird eine erste Flanschkompression Δf1 der Aufnahmevorrichtung 80 unter der Bolzenspannvorrichtung 200 bzw. unter dem Gehäuse 202 der Bolzenspannvorrichtung 200 gemessen. Mit dem zweiten Flanschkompressionsmessgerät wird eine zweite Flanschkompression Δf2 der Aufnahmevorrichtung 80 unter der Mutter 12 des Bolzensystems 10 gemessen.Furthermore, a first flange compression measuring device 120 and a second flange compression measuring device 130 are arranged on the abutment side 85 of the second flange. The first flange compression measuring device is used to measure a first flange compression Δf1 of the receiving device 80 under the bolt tensioning device 200 or under the housing 202 of the bolt tensioning device 200. The second flange compression measuring device is used to measure a second flange compression Δf2 of the receiving device 80 under the nut 12 of the bolt system 10.

Mindestens über die erste Flanschkompression Δf1 ist eine Kompressionskraft unter der Bolzenspannvorrichtung Fs zu bestimmen. Weiter ist mindestens über die zweite Flanschkompression Δf2 eine Kompressionskraft unter der Mutter Fm zu bestimmen.At least over the first flange compression Δf1 a compression force is under the bolt tensioning device Fs must be determined. Furthermore, a compression force under the nut Fm must be determined at least over the second flange compression Δf2.

Durch die Aufnahmevorrichtung 80 verläuft eine erste Flanschkompressionsausnehmung 98 und eine zweite Flanschkompressionsausnehmung 99. Die erste und die zweite Flanschkompressionsausnehmung 98, 99 durchdringen die Aufnahmevorrichtung 80 vollständig ausgehend von der Widerlagerseite 85 bis zur Mutterseite 95. Das erste Flanschkompressionsmessgerät 120 umfasst einen ersten Flanschkompressionsmessstab 122, der durch die erste Flanschkompressionsausnehmung 98 greift und einen Kontakt zur Bolzenspannvorrichtung 200 aufweist. Das zweite Flanschkompressionsmessgerät 130 umfasst einen zweiten Flanschkompressionsmessstab 132, der durch die zweite Flanschkompressionsausnehmung 99 greift und mittelbar, bedingt durch eine Unterlegscheibe, einen Kontakt zur Mutter aufweist.A first flange compression recess 98 and a second flange compression recess 99 run through the receiving device 80. The first and second flange compression recesses 98, 99 penetrate the receiving device 80 completely, starting from the abutment side 85 to the nut side 95. The first flange compression measuring device 120 comprises a first flange compression measuring rod 122, which reaches through the first flange compression recess 98 and has a contact with the bolt tensioning device 200. The second flange compression measuring device 130 comprises a second flange compression measuring rod 132, which reaches through the second flange compression recess 99 and indirectly, due to a washer, has a contact with the nut.

Der Bolzen 20 weist mittig auf einer ersten Stirnseite 23 (siehe FIG. 6) ein erstes Kontaktelement 21 auf. Des Weitern weist das Widerlager 32 auf einer zweiten Stirnseite 33 (siehe FIG. 6) ein zweites Kontaktelement 31 auf. Das Bolzenlängungsmessgerät 102 aus FIG. 7 und 8 weisen über einen Bolzenlängungsmessstab 112 und einen Bolzentaster 117 (siehe schematisch FIG. 8) einen Kontakt zum ersten und zweiten Kontaktelement 21, 31 des Bolzens 20 auf. Der Bolzenlängungsmessstab 112 weist einen Kontakt zum ersten Kontaktelement 21 auf.The bolt 20 has a first end face 23 (see FIG. 6 ) has a first contact element 21. Furthermore, the abutment 32 has a second end face 33 (see FIG. 6 ) has a second contact element 31. The bolt elongation measuring device 102 from FIGS. 7 and 8 have a bolt elongation measuring rod 112 and a bolt probe 117 (see schematic FIG. 8 ) has a contact with the first and second contact elements 21, 31 of the bolt 20. The bolt elongation measuring rod 112 has a contact with the first contact element 21.

Die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen sind nicht beschränkend auszulegen.The embodiments shown in the figures are not to be interpreted as limiting.

Claims (8)

  1. Method for screwing a bolt system (10) to a flange connection (81), wherein the bolt system (10) comprises at least one bolt (20), a nut (12) and an abutment (32), wherein the flange connection (81) comprises at least one first flange (82) with at least one first flange recess (84) and a second flange (92) with at least one second flange recess (94), comprising the steps of
    a) Determining a bolt system-typical elongation behaviour (50) and determination of a bolt tensioning device-typical compression behaviour (52),
    b) Aligning the first flange recess (84) with the second flange recess (94),
    c) Inserting the bolt system (10) into the first flange recess (84) and the second flange recess (94),
    d) Mounting a bolt tensioning device (200) on the bolt (20) on one nut side (83) of the flange connection,
    e) Applying a tensile force (Fb) to the bolt (20) until a certain maximum force (Fmax) is reached, and determining an elongation value (Δl) (56) which correlates with a bolt elongation (Δb) (50), a bolt tensioning device compression (Δs) and a flange compression (Δf) (54) of the flange connection (81),
    f) Retightening the nut (12) with a specific torque,
    g) Releasing the tensile force (Fb),
    h) Repeating steps e) to g.) at least once, and
    i) Evaluating the values determined for tensile force (Fb) and elongation value (Δl), determining the flange compression (Δf) and use this to determine the flange compression force (Ff).
  2. Method according to claim 1, characterised in that the determined maximum force (Fmax) corresponds to a tensile force (Fb) at which a elongation strength (RE) typical of a bolt system is reached.
  3. Method according to one or more of the preceding claims, characterised in that steps e) to g) are repeated at least once.
  4. Method according to one or more of the preceding claims, characterised in that before step h)
    - a tensile force is applied to the bolt,
    - the nut (12) is loosened,
    - the tensile force is set to zero and
    - the tensile force is set to a target force (Fsoll)
  5. Method according to one or more of the preceding claims, characterised in that
    - the flange compression (Δf) is averaged from the elongation value (Δl) as follows: Flange compression (Δf) = elongation value (Δl) - bolt elongation (Δb) - bolt tensioning device compression (Δs)
    - the bolt elongation (Δb) is known from the bolt system-typical elongation behaviour (50) for each tensile force (Fb) and the bolt tensioning device compression (Δs) is known from the bolt tensioning device-typical compression behaviour (52) for each tensile force (Fb).
  6. Method according to one or more of the preceding claims, characterised in that the flange compression force (Ff) is determined at which the nut (12) disengages from a flange surface (86) of the nut side (83) of the flange connection (81).
  7. Method according to one or more of the preceding claims, characterised in that the application of tensile force (Fb) to the bolt (20) is interrupted if the elongation value (Δl) is used to determine a behaviour of the bolt system (10) that is not typical of the bolt system, or if the flange connection is not closed by the tensile force Fb.
  8. Use of a bolt tensioning device (200) for carrying out a method according to one or more of claims 1 to 7 wherein
    - the bolt tensioning device (200) comprises a casing (202), a tension unit (210), an elongation value measuring device (230), a tension force determination device (272) and a calculation unit (270),
    - an elongation value (Δl) can be measured using the elongation value measuring device (230),
    - a flange compression (Δf) can be calculated from the determined elongation value (Δl) by means of the calculation unit (270).
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