DE4014897A1

DE4014897A1 - Measurement of mechanical stresses in linked parts - by measuring force required to relieve stress in one part and resulting change in reference parameter

Info

Publication number: DE4014897A1
Application number: DE19904014897
Authority: DE
Inventors: Mark Dipl Ing Eisele; Friedrich Dipl Phys Schoeckle
Original assignee: AMTEC ADVANCED MEASUREMENTS ME
Current assignee: AMTEC ADVANCED MEASUREMENTS ME
Priority date: 1990-05-09
Filing date: 1990-05-09
Publication date: 1991-11-14

Abstract

The method of measuring mechanical stresses involves determining the stressing force in theh first of three connected parts (13) by measuring the force required to relieve the stress in a third part depending on the variation in a reference parameter. The reference parameter can be the deformation of one of the parts or the load on one of the parts. The third part is fully relieved by applying an increasing force. The applied force (33) and reference parameter variation are measured (42) and thier their relationship extrapolated using a computer (43) to give a stress value corresp. to a null reference parameter variation.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach der Gattung des Hauptanspruchs. Solche Verfahren sind vor allem in Kraftwerken erforderlich.The invention is based on a method of the type of the main claim. Such procedures are mainly in Power plants required.

In neueren Kraftwerken werden Rohrleitungen überwiegend nicht mit Hängern und Stoßbremsen, sondern mit Hilfe von Gelenkstreben gehalten. Dieses Halterungskonzept ermöglicht eine einwandfreie Übertragung der Rohrleitungskräfte in das Bauwerk und vermindert die Wartungskosten für die Einzelteile der Halterung wesentlich. Um dieses Halterungskonzept verwirklichen zu können, sind sowohl eine geeignete Rohrleitungsführung als auch eine durch Berechnungen zu bestimmende Lage der Gelenkstrebe erforderlich. Die Gelenkstrebe wird am Rohr mit einer Rohrschelle befestigt. Die Lage der Rohrschellen wird mit Nocken, die auf der Rohrleitung aufgeschweißt sind, oder mit einer definierten Verspannung der Rohrschelle gewährleistet.Pipelines are predominant in newer power plants not with hangers and shock brakes, but with the help of Articulated struts held. This mounting concept enables a flawless transmission of pipeline forces into the Structure and reduces the maintenance costs for the Individual parts of the bracket essential. To this To be able to realize a mounting concept are both one suitable piping as well as a Position of the articulated strut to be determined required. The joint strut is attached to the tube with a Pipe clamp attached. The position of the pipe clamps is with Cams welded to the pipeline, or with a defined tensioning of the pipe clamp guaranteed.

Eine Betriebssicherheit wird selbstverständlich auch bei Kraftwerken gefordert. Die Betriebssicherheit wird daher nicht nur allgemein, sondern auch im Detail bei der Errichtung eines Kraftwerks und während seines Betriebs nachgeprüft. Bei den auf die Rohrleitung aufgeschweißten Nocken sind Nachweise der Festigkeit und der Dauerfestigkeit erforderlich. Bei einer verspannten Verbindung jedoch muß unter anderem der Nachweis der ausreichenden Vorspannung über die vorgesehene Betriebszeit und während des Betriebs des Kraftwerks geführt werden. Mit einem neuartigen Verfahren zum Messen der Vorspannung in eingebauten Bauteilen und mit einer Vorrichtung dazu befaßt sich die Erfindung. Operational safety is of course also part of Power plants required. The operational security is therefore not only in general, but also in detail at Construction of a power plant and during its operation checked. For those welded onto the pipeline Cams are proof of the strength and the Fatigue strength required. With a tense However, the connection must include proof of sufficient preload over the intended operating time and be managed during the operation of the power plant. With a new method for measuring the preload in built-in components and a device for this purpose yourself the invention.

Die erforderliche Höhe der Vorspannung der Schrauben in einer Schellenverbindung ist einerseits durch die konstruktive Gestaltung der Verbindung und andererseits durch die Richtung und die Größe der zu übertragenden Kräfte gegeben. Beim Anziehen der Schrauben ist aufgrund der nicht eindeutig bekannten und der sich während des Anziehens oft ändernden Reibwerte mit einer großen Streuung der Schraubenkräfte insbesondere der durch das Anziehen der Schrauben erreichten Vorspannung zu rechnen. Zur Gewährleistung der richtigen Wirkungsweise der Schellenverbindung ist aber eine Mindest-Vorspannung unerläßlich.The required amount of preload of the screws in a clamp connection is on the one hand through the constructive design of the connection and on the other by the direction and size of the data to be transmitted Given forces. When tightening the screws is due the not clearly known and who during the Tightening often changing friction values with a large spread the screw forces in particular by tightening the Bolts prestress reached. To Ensuring the correct functioning of the But clamp connection is a minimum preload indispensable.

Die Mindest-Vorspannung ist wichtig, weil sich die Verbindung nach der Montage - wie es beispielsweise bei Flanschverbindungen bekannt ist - entspannen kann. Diese Entspannung ist auf Setzvorgänge oder bleibende Verformungen von Einzelteilen zurückzuführen. Neben der Nachgiebigkeit der Einzelteile spielen dabei die zusätzlichen betrieblichen statischen und dynamischen Belastungen durch einwirkende Kräfte und Temperaturen eine Rolle.The minimum preload is important because the Connection after assembly - as is the case with Known flange connections - can relax. These Relaxation is based on setting processes or permanent Deformations of individual parts. In addition to the The flexibility of the individual parts plays the part additional operational static and dynamic Loads caused by forces and temperatures Role.

Eine Entspannung der Verbindung ist von sehr vielen Parametern abhängig, deren Einfluß in Versuchen bis jetzt nicht eindeutig ermittelt werden konnte. Darüber hinaus liegen keine ausreichenden Langzeiterfahrungen über das Verhalten derartiger Schellenverbindungen vor. Deshalb ist die Überprüfung der Vorspannung der Verbindung nach einer vorgegebenen Betriebszeit zum Garantieren der Betriebssicherheit der Rohrleitung unerläßlich. Die Verbindung ist dabei in eingebautem Zustand zu prüfen.Relaxation of the connection is very many Parameters dependent, their influence in experiments so far could not be clearly identified. Furthermore insufficient long-term experience lies beyond that Behavior of such clamp connections. Therefore checking the preload of the connection after a predetermined operating time to guarantee the Operational safety of the pipeline is essential. The The connection must be checked in the installed state.

Zum Erreichen einer vorgegebenen Vorspannung werden die Schrauben mit einem Drehmomentschlüssel angezogen. Das aufgebrachte Drehmoment ist ein Maß für die von der Schraube aufgebrachte Vorspannungskraft. Wegen der oben erläuterten großen Streuung der Schraubenkräfte kann die tatsächlich erreichte Vorspannung jedoch nicht eindeutig angegeben werden. Aus diesem Grund wird für die Montage ein höheres Anzugsdrehmoment als an sich erforderlich vorgeschrieben, damit auf alle Fälle die Mindest- Vorspannung erreicht werden kann.To achieve a predetermined preload, the Tighten the screws with a torque wrench. The The torque applied is a measure of that of the Bolt applied preload. Because of the above explained large spread of screw forces can however, the preload actually did not reach clearly can be specified. For this reason, is used for assembly higher tightening torque than required prescribed so that the minimum Preload can be achieved.

Zum Vorspannen der Schrauben sind außer dem Drehmomentverfahren, bei dem die Schraube mit einem handbetriebenen Drehmomentschlüssel angezogen wird, noch das Drehimpulsverfahren und das Drehwinkelverfahren bekannt. Beim Drehimpulsverfahren werden die Schrauben mit maschinellen Schlagschraubern angezogen und die erforderliche Vorspannkraft durch Drehimpulse erzeugt. Beim Drehwinkelverfahren erfolgt das Vorspannen der Schrauben in zwei Schritten. Zuerst sind die Schrauben mit vorgegebenen Voranziehmomenten anzuziehen und anschließend durch ein weiteres Anziehen um einen ebenfalls vorgegebenen Drehwinkel vorzuspannen. Auch bei diesen beiden Verfahren ist es nicht möglich, die tatsächlich in der Schraube erreichte Vorspannung genau anzugeben.For pretensioning the screws are also Torque process in which the screw with a hand-operated torque wrench is tightened yet the angular momentum method and the angular angle method known. With the angular momentum method, the screws are also mechanized impact wrenches and the required biasing force generated by angular momentum. At the The angle of rotation procedure is used to pretension the screws in two steps. First, the screws are given with Tightening torques and then by a further tightening around a likewise specified one Preload angle of rotation. Even with these two processes it is not possible to actually put in the screw specify the preload reached.

Die Überprüfung der Vorspannkraft in bestehenden Verbindungen wird mit einem dem Anziehgerät entsprechenden Prüfgerät vorgenommen. Handgezogene Schrauben sind also mit einem Handschlüssel, maschinell angezogene mit einem maschinellen Anziehgerät zu prüfen. Die Prüfung erfolgt ausschließlich durch ein weiteres Anziehen der Schrauben. Bei der Prüfung mit einem handbetriebenen Drehmomentschlüssel wird das Drehmoment ein Zehntel höher als das für die Montage angegebene Drehmoment eingestellt. Die auf die Vorspannkraft geeichten Schlagschrauber und die beim Drehwinkelverfahren verwendeten Geräte werden auch bei der Prüfung auf den für die Montage vorgebenen Drehmomentwert eingestellt.Checking the preload in existing Connections are made using a device that corresponds to the tightening device Tester made. Hand-drawn screws are included a hand wrench, machine tightened with a machine tightening device. The test is done only by further tightening the screws. When testing with a hand-operated Torque wrench, the torque is a tenth higher set as the torque specified for assembly. The impact wrenches calibrated for the preload and the Devices used in the rotation angle method are also used the test on the specified for the assembly Torque value set.

Diese als einzige bekannte und so auch in den Richtlinien "Anwendung hochfester Schrauben im Stahlbau" des Deutschen Ausschusses für Stahlbau vorgeschriebenen Prüfmethoden haben nun aber die gleichen Nachteile wie die Methoden, die bei der Montage der Schrauben auftreten. Es ist, kurz gefaßt, nicht feststellbar, ob die Höhe des zur Vorspannung aufgebrachten Drehmoments durch die gewünschte Vorspannkraft, durch die Reibung oder - beim späteren Nachprüfen - durch Korrosion bedingt war. Eine Sicherheit der Verbindung konnte daher nie gewährleistet, sondern mußte geschätzt werden. In kritischen Fällen behalf man sich daher mit einer Neuverschraubung der Verbindung. This is the only known and so in the guidelines "Application of high-strength screws in steel construction" of the German Committee for steel construction prescribed test methods now have the same disadvantages as the methods that occur when installing the screws. It is short caught, not ascertainable whether the amount of the preload applied torque by the desired one Preload, by the friction or - in the later Check - was due to corrosion. A security the connection could therefore never be guaranteed, but had to be estimated. In critical cases one acts therefore with a new screw connection.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Vorspannkraft in einer Verbindung exakt ermittelt werden kann.The inventive method with the characteristic In contrast, features of the main claim have the advantage that the prestressing force in a connection is determined exactly can be.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich.By the measures listed in the subclaims are advantageous further developments and improvements of the Main claim specified procedure possible.

Besonders vorteilhaft ist, daß die Messung schnell und einfach, also kostengünstig, durchführbar ist. Das Meßergebnis ist dabei unabhängig von all den störenden Parametern, die die Messung beeinflussen könnten. Das Meßergebnis ist jederzeit reproduzierbar. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß die Messung an der Verbindung in deren eingebautem Zustand vorgenommen werden kann. Es ist sogar ein Messen während des Betriebs einer Anlage, von der die Verbindung ein Teil sein kann, möglich.It is particularly advantageous that the measurement is fast and simple, that is inexpensive, is feasible. The The measurement result is independent of all the disturbing ones Parameters that could influence the measurement. The The measurement result can be reproduced at any time. As another The advantage is that the measurement on the connection in their installed condition can be carried out. It is even a measurement during the operation of a plant from which the connection can be part, possible.

Vorteilhaft ist weiter, daß zum Messen eine Mehrzahl von Meßgrößen wahlweise zur Verfügung steht.It is also advantageous that a plurality of Measured variables are optionally available.

Auch eine Vorrichtung zum Durchführen des Meßverfahrens kann gemäß der Erfindung äußerst einfach aufgebaut und bequem betrieben werden. Also a device for performing the measuring process can be extremely simple and according to the invention operated comfortably.

Zum Aufbringen einer Zusatzkraft sind geeignete bekannte und allgemein übliche Gerätschaften verwendbar. Auch als Geber für die Messung können bekannte und handelsübliche Hilfsmittel verwendet werden.Suitable known are known for applying an additional force and common equipment can be used. Also as Encoders for the measurement can be known and commercially available Tools are used.

Von Vorteil ist, daß ein Nachweis der Messung und ein Nachweis der gemessenen Größen sofort dargestellt und sofort protokolliert werden können. Auch dazu sind handelsübliche Geräte verwendbar.It is advantageous that a proof of the measurement and a Evidence of the measured quantities immediately displayed and can be logged immediately. Are also about this commercially available devices can be used.

Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung des Ausführungsbeispiels der Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt ist. Die Merkmale können einzeln oder in beliebiger Kombination verwirklicht und/oder erfindungswesentlich sein.Further features and advantages result from the Description of the embodiment of the invention in Relation to the drawing in which a Embodiment is shown schematically. The Features can be used individually or in any combination realized and / or essential to the invention.

Die Erfindung soll nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt sein, sie soll sich vielmehr auf alle Abänderungen und Ausgestaltungen, die durch die Ansprüche und die offenbarten Merkmale abgedeckt sind, erstrecken. The invention is not intended to be based on the exemplary embodiment be limited, it should rather apply to everyone Modifications and refinements through the claims and the disclosed features are covered.

Zeichnungdrawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.An embodiment of the invention is in the drawing shown and in the description below explained.

Fig. 1 zeigt ein Beispiel für die Halterung von Rohrleitungen mit Gelenkstreben. Fig. 2 ist ein Schaubild für in der Verbindung auftretenden Kräfte und Verformungen bei der Montage und beim Meßvorgang. Fig. 3 zeigt ein Schema einer erfindungsgemäßen Meßvorrichtung. In Fig. 4 ist der mögliche Aufbau einer Meßanlage skizziert. Fig. 1 shows an example of the holding of pipes with articulated struts. Fig. 2 is a diagram for forces and deformations occurring in the connection during assembly and during the measuring process. FIG. 3 is a diagram showing a measuring apparatus according to the invention. In Fig. 4 the possible structure of a measuring system is outlined.

Selbstverständlich können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung alle üblichen verspannten Verbindungen überprüft werden, also insbesondere auch Flanschverbindungen. Die Erfindung wird der Einfachheit halber jedoch nur an dem Beispiel einer Rohrschellenverbindung im einzelnen beschrieben. Of course, according to the invention Method and all with the device according to the invention usual tensioned connections are checked, so especially flange connections. The invention will for the sake of simplicity, however, only using the example of one Pipe clamp connection described in detail.

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

In Fig. 1 ist eine Halterung von Rohrleitungen in Gelenkstreben gezeigt, die Vorspannung einzelner Verbindungselemente soll überprüft werden. An einer Wandhalterung 11 ist eine Gelenkstrebe 12 schwenk- und rotierbar befestigt. Die Gelenkstrebe 12 ihrerseits trägt eine Bügelschelle 13. An der Schelle 13 ist ein Schellenbügel 14 mit Hilfe von Muttern 15, die auf einen Schraubenbolzen 16 des Bügels 14 aufgeschraubt sind, befestigt. Zwischen dem Bügel 14 und der Schelle 13 ist ein Rohrstück 17 eingeklemmt. Zwischen Mutter 15 und Schelle 13 liegt noch eine Unterlagscheibe 18.In Fig. 1, a pipe support in articulated struts shown, the bias of individual connecting elements to be checked. On a wall bracket 11 , an articulated strut 12 is pivotally and rotatably attached. The articulated strut 12 in turn carries a clamp 13 . At the clamp 13 is a clamp bracket 14 by means of nuts 15 which are screwed onto a bolt 16 of the clip 14, attached. A piece of pipe 17 is clamped between the bracket 14 and the clamp 13 . Between the nut 15 and the clamp 13 there is a washer 18 .

Fig. 2 zeigt ein Schema von Kräften P, die in der Schellenverbindung auftreten können, in Abhängigkeit von einer geeigneten Bezugsgröße, hier der Längung 1. In dem als Verspannungschaubild bezeichneten Schema Fig. 2a gibt die ausgezogene Linie 21 den Verlauf der Kraft an, die in der Längsrichtung des Schraubenbolzens 16 verläuft. Die strichpunktierte Linie 22 stellt den Verlauf der Normalkraft dar, mit der sich die Mutter 15 und die Unterlagsscheibe 18 auf der Schelle 13 abstützen. Die bei der Messung aufgebrachte Zusatzkraft 23 ist durch gestrichelte Linien angedeutet, der Verlauf der Zusatzkraft 23 ist in einem getrennten Schema, dem Meßschaubild Fig. 2b dargestellt. Der Punkt 24 stellt den Zustand der zusammengeschraubten Schellenverbindung vor dem Beginn der Messung dar. Die zugehörige Vorspannkraft P_v ist die zu ermittelnde Größe. Fig. 2 shows a diagram of forces P, that may occur in the clamp connection, in response to a suitable reference variable, here the elongation. 1 In the area designated as strain diagram scheme Fig. 2, the solid line 21 indicates the course of the force, which extends in the longitudinal direction of the screw bolt 16. The dash-dotted line 22 represents the course of the normal force with which the nut 15 and the washer 18 are supported on the clamp 13 . The additional force 23 applied during the measurement is indicated by dashed lines, the course of the additional force 23 is shown in a separate diagram, the measurement diagram in FIG. 2b. Point 24 represents the state of the clamp connection screwed together before the start of the measurement. The associated pretensioning force P _v is the variable to be determined.

Im Punkt 24 beginnt die Messung. Im Punkt 26 tritt ein Knick im Verlauf der Zusatzkraft 23 auf. Im Punkt 26 ist die Mutter 15 und die Unterlagscheibe 18 vollständig entlastet, die Linie 22 ist auf Null zurückgegangen.The measurement begins at point 24 . At point 26 there is a kink in the course of the additional force 23 . At point 26 , the nut 15 and the washer 18 are completely relieved, the line 22 has decreased to zero.

Fig. 3 ist eine Skizze der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Durchführen des Meßverfahrens. Von unten her ragt der Schraubenbolzen 16 des Bügels 14 durch die Schelle 13. Der Schraubenbolzen 16 ist mit einer Mutter 15 auf die Schelle 13 gespannt. Auf den Bolzen 16 ist ein Verlängerungsstück 31 aufgeschraubt. An seinem freien oberen Ende trägt das Verlängerungsstück 31 ein Querstück 32. In der Schraube 16 wirkt die Vorspannkraft 22. Um verspannte Teile zu entlasten, muß gegenüber der Schelle 13 eine Zusatzkraft 23 auf das Verlängerungsstück 31 und damit auf das Querstück 32 aufgebracht werden. Die Zusatzkraft 23 wird durch eine Druckerzeugungsvorrichtung 33 erzeugt. Das Verlängerungsstück 31 ist zweckmäßigerweise eine Gewindehülse, das Querstück 32 kann durch eine Mutter realisiert werden, und die Druckerzeugungsvorrichtung 33 kann ein hydraulischer Druckzylinder sein. Fig. 3 is a sketch of the inventive apparatus for carrying out the measuring method. From below, the screw bolt 16 of the bracket 14 protrudes through the clamp 13 . The screw bolt 16 is clamped onto the clamp 13 with a nut 15 . An extension piece 31 is screwed onto the bolt 16 . The extension piece 31 carries a cross piece 32 at its free upper end. The biasing force 22 acts in the screw 16 . In order to relieve tensioned parts, an additional force 23 must be applied to the extension piece 31 and thus to the cross piece 32 relative to the clamp 13 . The additional force 23 is generated by a pressure generating device 33 . The extension piece 31 is expediently a threaded sleeve, the cross piece 32 can be realized by a nut, and the pressure generating device 33 can be a hydraulic pressure cylinder.

Fig. 4 ist ein Vorschlag für den Aufbau einer Meßanlage. Ein Hydraulikaggregat erzeugt die geforderte Zusatzkraft 23. Ein Gerät 42 zur Meßwerteerfassung erfaßt Meßgrößen wie beispielsweise den aufgebrachten Druck und die Längung 1 der Schraube 16. In einem Rechner 43 werden die erfaßten Meßwerte ausgewertet und graphisch und/oder numerisch angezeigt und gegebenenfalls gespeichert und/oder protokolliert. Fig. 4 is a proposal for the construction of a measuring system. A hydraulic unit generates the required additional force 23 . A device 42 for recording measured values records measured variables such as, for example, the pressure applied and the elongation 1 of the screw 16 . The acquired measured values are evaluated in a computer 43 and displayed graphically and / or numerically and, if appropriate, stored and / or logged.

Bei dem zu untersuchenden System handelt es sich um eine verspannte Verbindung. Zur Messung wird eine ansteigende Zusatzkraft 23, die sich an der Schelle 13 abstützt, auf das Querstück 32 aufgebracht. Die ansteigende Zusatzkraft 23 entlastet die Mutter 15 und die Unterlagscheibe 18 in zunehmendem Maß.The system to be examined is a tensioned connection. For the measurement, an increasing additional force 23 , which is supported on the clamp 13 , is applied to the cross piece 32 . The increasing additional force 23 relieves the nut 15 and the washer 18 to an increasing extent.

Im Punkt 26 sind die verspannten Teile Mutter 15 und Unterlagscheibe 18 vollständig entlastet. Der Verlauf der Zusatzkraft 23 über der Verformung weist an dieser Stelle den oben erwähnten charakteristischen Knick 26 auf.At point 26 , the braced parts nut 15 and washer 18 are completely relieved. The course of the additional force 23 over the deformation has the characteristic kink 26 mentioned above at this point.

Die Verspannkraft P_v wird im Meßschaubild Fig. 2b graphisch oder rechnerisch dadurch ermittelt, daß der Verlauf 28 der Linie 23 oberhalb des Knickpunkts 26 zurück bis zur P-Achse verlängert wird, wie es mit der doppelt gestrichelten Linie 27 angedeutet ist. Die Vorspannkraft P_v ist die Strecke zwischen dem Nullpunkt 24 und dem ermittelten Schnittpunkt. Der Wert der so gemessenen Vorspannkraft ist unabhängig von Einflüssen durch Reibung, durch Korrosion und durch andere Faktoren, die die Messung stören könnten. Dieser Wert der Vorspannkraft P_v ist auch jederzeit reproduzierbar.The clamping force P _v is determined graphically or mathematically in the measurement diagram in FIG. 2b by extending the course 28 of the line 23 above the break point 26 back to the P-axis, as is indicated by the double-dashed line 27. The preload force P _v is the distance between the zero point 24 and the determined intersection point. The value of the preload force measured in this way is independent of influences from friction, corrosion and other factors that could interfere with the measurement. This value of the preload force P _v can also be reproduced at any time.

Statt des Verlaufs 23 der Zusatzkraft oder zusätzlich dazu kann die Änderung des Verlaufs 23, also die erste Ableitung des Verlaufs 23, ermittelt werden. An der Stelle 26 weist diese Ableitung dann einen deutlichen Sprung auf. Die zweite Ableitung zeigt eine freistehende Spitze an der Stelle 26.Instead of the curve 23 of the additional force or in addition thereto, the change in the curve 23 , that is to say the first derivative of the curve 23 , can be determined. At point 26 , this derivative then has a clear jump. The second derivative shows a free-standing tip at position 26 .

Als Bezugsgröße für die Messung muß natürlich nicht eine Längung oder Längenänderung oder eine andere Verformungsart dienen. In gleicher Weise, selbstverständlich mit dem gleichen Ergebnis, kann die Höhe der aufgebrachten Zusatzkraft 23 und die Beanspruchung, beispielsweise der Schelle 13, geeignet sein. Im letztgenannten Fall kann als Geber ein auf die Schelle 13 aufgebrachter Dehnungsmeßstreifen 34 verwendet werden. Schließlich ist beispielsweise auch der Kolbenweg eines als Druckerzeugungsgerät 33 eingesetzten Hydraulikapparats als Bezugsgröße verwendbar.Of course, an elongation or change in length or another type of deformation does not have to serve as the reference variable for the measurement. In the same way, of course with the same result, the amount of the additional force 23 applied and the stress, for example the clamp 13 , can be suitable. In the latter case, a strain gauge 34 applied to the clamp 13 can be used as the transmitter. Finally, for example, the piston path of a hydraulic apparatus used as a pressure generating device 33 can also be used as a reference variable.

Claims

1. Verfahren zum Messen mechanischer Spannungen, insbesondere der Vorspannung in Verbindungen mit einem im wesentlichen ortsfesten ersten Teil, einem mit dem ersten Teil verbindbaren bewegbaren zweiten Teil und mit einem auf das erste Teil aufbringbaren und das zweite Teil am ersten Teil festlegenden dritten Teil, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannkraft (P_v) im ersten Teil (16) durch das Messen einer zum Entlasten des dritten Teils (15, 18) erforderlichen Kraft (23) in Abhängigkeit von der Änderung einer Bezugsgröße (1) ermittelt wird.1. A method for measuring mechanical stresses, in particular the preload in connection with a substantially stationary first part, a movable second part connectable to the first part and a third part attachable to the first part and defining the second part on the first part, thereby characterized in that the prestressing force (P _v ) in the first part ( 16 ) is determined by measuring a force ( 23 ) required to relieve the third part ( 15 , 18 ) as a function of the change in a reference variable ( 1 ).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Bezugsgröße die Verformung (1) eines Teils (16) verwendet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the deformation ( 1 ) of a part ( 16 ) is used as the reference variable.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Bezugsgröße die Beanspruchung (34) eines Teils (13) verwendet wird.3. The method according to claim 1, characterized in that the stress ( 34 ) of a part ( 13 ) is used as a reference variable.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) das dritte Teil (15) wird bis zu seiner vollständigen Entlastung durch das Aufbringen einer stetig ansteigenden Zusatzkraft (23) auf das zweite Teil (13) von der Vorspannkraft (P_v) stetig zunehmend entlastet,
b) die zur zunehmenden Entlastung jeweils erforderliche Zusatzkraft (23) wird gemessen,
c) die durch diese Zusatzkraft (23) hervorgerufene Veränderung der Bezugsgröße (1, 34) wird festgestellt,
d) der Verlauf der erforderlichen Zusatzkraft (23) über der Bezugsgrößenänderung wird festgestellt,
e) der Spannungswert (26), von dem an der Verlauf der Zusatzkraft (23) eine vom bisherigen Verlauf abweichende Steigung (28) aufweist, wird festgestellt,
f) der abweichende Verlauf (28) wird bis zu einem Spannungswert (P_v), der einer Bezugsgröße gleich Null entspricht, extrapoliert.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized by the following steps:

a) the third part ( 15 ) is relieved of the pre-tensioning force (P _v ) steadily increasingly until it is completely relieved by the application of a continuously increasing additional force ( 23 ) to the second part ( 13 ),
b) the additional force ( 23 ) required for increasing relief is measured,
c) the change in the reference variable ( 1 , 34 ) caused by this additional force ( 23 ) is determined,
d) the course of the required additional force ( 23 ) over the change in reference value is determined,
e) the tension value ( 26 ), of which the gradient of the additional force ( 23 ) has a gradient ( 28 ) that deviates from the previous curve, is determined,
f) the deviating profile ( 28 ) is extrapolated up to a voltage value (P _v ) which corresponds to a reference value equal to zero.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß statt des Verlaufs, gegebenenfalls zusätzlich zum Verlauf, der Zusatzkraft

- der Wechsel der Änderung der zur steigenden Entlastung des dritten Teils (15) aufgewendeten Zusatzkraft (23) über der Bezugsgröße im Verhältnis zur Entlastung des dritten Teils (15) und/oder
- die einem Spannungswert (26), an dem der Verlauf des Wechsels der Änderung der Zusatzkraft (23) über der Bezugsgröße einen Höchstwert aufweist, zugehörige Zusatzkraft (23) festgestellt wird.

5. The method according to claim 4, characterized in that instead of the course, optionally in addition to the course, the additional force

- The change in the change of the additional force ( 23 ) applied to the increasing relief of the third part ( 15 ) above the reference variable in relation to the relief of the third part ( 15 ) and / or
- The associated additional force ( 23 ) is determined for a voltage value ( 26 ) at which the course of the change in the change in additional force ( 23 ) has a maximum value over the reference value.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzkraft (23) auf das erste Teil (16) aufgebracht wird.6. The method according to claim 4 or 5, characterized in that the additional force ( 23 ) is applied to the first part ( 16 ).

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6 zur Anwendung bei Schellenverbindungen mit einer Schelle (zweites Teil), einem Bügel, einem den Bügel mit der Schelle verspannenden, gegebenenfalls mit dem Bügel einstückigen, Schraubenbolzen (erstes Teil) und einer auf den Bolzen aufgeschraubten Mutter (drittes Teil), dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzkraft (23) zwischen der Schelle (13) und dem freien Ende des Bolzens (16) aufgebracht wird.7. The method according to any one of claims 4 to 6 for use in clamp connections with a clamp (second part), a bracket, a bracing the bracket with the clamp, optionally integral with the bracket, bolt (first part) and one screwed onto the bolt Nut (third part), characterized in that the additional force ( 23 ) is applied between the clamp ( 13 ) and the free end of the bolt ( 16 ).

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Messen der Verformung durch ein Messen des Wegs eines geeigneten Teils einer zum Verformen verwendeten Vorrichtung (33) ersetzt wird.8. The method according to claim 6 or 7, characterized in that the measurement of the deformation is replaced by measuring the path of a suitable part of a device used for deformation ( 33 ).

9. Vorrichtung zum Messen mechanischer Spannnungen in Verbindungen, insbesondere der Vorspannung in verbindenden Schraubenbolzen von eingebauten Gelenkstrebenschellen oder Flanschverbindungen, zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verlängerungsstück (31) vorgesehen ist und daß das Verlängerungsstück (31) zur Entlastung des dritten Teils (15) an dem freien Ende des ersten Teils (16) befestigbar ist.9. Device for measuring mechanical stresses in connections, in particular the pretension in connecting bolts of built-in strut brackets or flange connections, for performing the method according to one of the preceding claims, characterized in that an extension piece ( 31 ) is provided and that the extension piece ( 31 ) can be attached to the free end of the first part ( 16 ) to relieve the third part ( 15 ).

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verlängerungsstück (31) auf das über die Mutter (drittes Teil 15) überstehende freie Ende des Schraubenbolzens (erstes Teil 16) aufschraubbar ist.10. The device according to claim 9, characterized in that the extension piece ( 31 ) on the nut (third part 15 ) projecting free end of the bolt (first part 16 ) can be screwed.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Verlängerungsstück (31) an seinem freien Ende mit einem Querstück (32) versehen ist.11. The device according to claim 9 or 10, characterized in that the extension piece ( 31 ) is provided at its free end with a cross piece ( 32 ).

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Querstück (32) eine auf das freie Bolzenende (16) aufgeschraubte weitere Mutter ist.12. The apparatus according to claim 11, characterized in that the cross piece ( 32 ) is a further nut screwed onto the free bolt end ( 16 ).

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine druckerzeugende Gerätschaft (33) vorgesehen ist und daß die druckerzeugende Gerätschaft (33) zwischen das Querstück (32) und die Schelle (den Flansch) (13) einfügbar ist.13. Device according to one of claims 10 to 12, characterized in that a pressure-generating device ( 33 ) is provided and that the pressure-generating device ( 33 ) between the cross piece ( 32 ) and the clamp (the flange) ( 13 ) can be inserted.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichent, daß die druckerzeugende Gerätschaft (33) als Hydraulikzylinder ausgebildet ist.14. The apparatus according to claim 13, characterized in that the pressure-generating device ( 33 ) is designed as a hydraulic cylinder.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Hydraulikzylinder (33) einerseits auf der Schelle (13) und andererseits am Querstück (32), zweckmäßigerweise jeweils in der Nähe des Bolzens (16), abstützt.15. The apparatus according to claim 14, characterized in that the hydraulic cylinder ( 33 ) is supported on the one hand on the clamp ( 13 ) and on the other hand on the cross piece ( 32 ), expediently in each case in the vicinity of the bolt ( 16 ).

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der von der druckerzeugenden Gerätschaft (33) ausgeübte (Hydraulik-)Druck als ein Maß für die aufgebrachte Zusatzkraft (23) dient. 16. Device according to one of claims 13 to 15, characterized in that the (hydraulic) pressure exerted by the pressure-generating device ( 33 ) serves as a measure of the additional force applied ( 23 ).

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß Dehnungsmeßstreifen (34) vorgesehen sind, die an der Schelle (13) anbringbar sind.17. Device according to one of claims 9 to 16, characterized in that strain gauges ( 34 ) are provided which can be attached to the clamp ( 13 ).

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformung (Längung) der Schelle (des Flanschs) (13) als Bezugsgröße dient.18. Device according to one of claims 9 to 17, characterized in that the deformation (elongation) of the clamp (of the flange) ( 13 ) serves as a reference variable.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der druckerzeugenden Gerätschaft (33) auftretende Längenänderung, wie der zurückgelegte Kolbenweg, als ein Maß für die aufgebrachte Zusatzkraft (23) dient.19. Device according to one of claims 13 to 18, characterized in that the change in length occurring in the pressure-generating device ( 33 ), such as the piston path covered, serves as a measure of the additional force applied ( 23 ).

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine Auswerteanordnung vorgesehen ist und daß mit Hilfe der Auswerteanordnung (42, 43) die einzelnen Meßwerte, wie Zusatzkraft (23), Druck, Verformung, erfaßbar, auswertbar und/oder speicherbar und/oder darstellbar sind.20. Device according to one of claims 9 to 19, characterized in that an evaluation arrangement is provided and that with the aid of the evaluation arrangement ( 42 , 43 ) the individual measured values, such as additional force ( 23 ), pressure, deformation, detectable, evaluable and / or can be stored and / or displayed.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe der Auswerteanordnung (42, 43) ein Meßprotokoll erstellbar ist.21. The apparatus according to claim 20, characterized in that a measurement protocol can be generated with the aid of the evaluation arrangement ( 42 , 43 ).