DE102017002776A1

DE102017002776A1 - Method for determining the preload force of preloaded screw connections and preferred use of the method

Info

Publication number: DE102017002776A1
Application number: DE102017002776.5A
Authority: DE
Inventors: Stefan Dörfeldt
Original assignee: Owt Offshore Wind Tech GmbH; Owt Offshore Wind Technologie GmbH
Current assignee: Owt Offshore Wind Tech GmbH; Owt Offshore Wind Technologie GmbH
Priority date: 2017-03-23
Filing date: 2017-03-23
Publication date: 2018-09-27

Abstract

Die einzelnen Teile von Windkraftanlagen, insbesondere Flanschverbindungen (13) ihrer Turmsektion, weisen vorgespannte Schraubverbindungen (26) auf. Die Vorspannkraft dieser Schraubverbindung (26) muss von Zeit zu Zeit geprüft werden.Die Erfindung ermöglicht die Messung der Vorspannkraft eingebauter, ungelöster Schraubverbindungen (26) in situ. Dies geschieht durch Ultraschallmessungen und Messungen der relevanten Abmessungen der Schraubverbindung (26). Dadurch ist ein Vergleich der Schalllaufzeit durch eine unbelastete Schraube gemäß der Schraubverbindung (26) mit der Schalllaufzeit im durch Vorspannung spannungsbelasteten Abschnitt der Schraubverbindung (26) möglich. Aus diesem Vergleich ist ein der zu messenden Vorspannkraft entsprechender Spannungszustand insbesondere der Schraube (27) der betreffenden Schraubverbindung zuverlässig ermittelbar.The individual parts of wind turbines, in particular flange connections (13) of their tower section, have preloaded screw connections (26). The biasing force of this screw connection (26) must be checked from time to time. The invention enables the measurement of the preload force of built-in, unsoluted screw connections (26) in situ. This is done by ultrasonic measurements and measurements of the relevant dimensions of the screw (26). As a result, a comparison of the sound propagation time by an unloaded screw according to the screw (26) with the sound propagation time in the prestressed voltage-loaded portion of the screw (26) is possible. From this comparison, one of the prestressing force to be measured corresponding stress state, in particular of the screw (27) of the respective screw is reliably determined.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Vorspannkraft von vorgespannten Schraubverbindungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine bevorzugte Verwendung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 14.The invention relates to a method for determining the prestressing force of prestressed screwed connections according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a preferred use of the method according to the preamble of claim 14.

Schraubverbindungen, und zwar insbesondere hochbelastete Schraubverbindungen, werden in einem bestimmten Maße vorgespannt. Die dauerhafte Beibehaltung der vorgesehenen Vorspannung ist essentiell für die Funktionalität und Standsicherheit der Schraubverbindung. Nach erfolgter Herstellung der Schraubverbindung beeinflussen individuelle Setzungen und Relaxationen die Vorspannkraft. Das kann dazu führen, dass die Vorspannkraft mit der Zeit abnimmt. Deswegen ist es zu Wartungs- und Instandhaltungszwecken der Schraubverbindung erforderlich, die Vorspannkraft der Schraubenverbindungen durch Messung zu prüfen, um über zulässige Toleranzen hinausgehende absolute und/oder relative Veränderungen der Vorspannkraft zur Sicherstellung der Funktionalität und die rechtzeitige Erkennung eventueller Ausfälle zu ermitteln.Screw connections, in particular highly stressed screw connections, are preloaded to a certain extent. The permanent maintenance of the intended preload is essential for the functionality and stability of the screw. After the screw connection has been made, individual settlements and relaxations influence the preloading force. This can cause the preload force to decrease over time. Therefore, it is necessary for maintenance and repair purposes of the screw to examine the biasing force of the screw connections by measurement in order to determine beyond permissible tolerances absolute and / or relative changes in the preload force to ensure the functionality and the timely detection of any failures.

Es ist bereits bekannt, die Vorspannkräfte von vorgespannten Schraubverbindungen durch Ultraschall, nämlich Ermittlung der Schalllaufzeit, in Längsrichtung durch die Schraubverbindungen zu messen. Dazu bedarf es aber einer vor oder bei der Herstellung der vorgespannten Schraubverbindungen erfolgten Erfassung der Schraube durch Instrumentierung und/oder Kalibrierung, was bisher nicht vorgesehen ist. Bekannte Verfahren zur Ermittlung der Vorspannkraft von Schraubverbindungen lassen sich deshalb bei bestehenden Schraubverbindungen, insbesondere älteren Schraubverbindungen, nicht einsetzen.It is already known to measure the preload forces of prestressed screw connections by ultrasound, namely determination of the sound propagation time, in the longitudinal direction through the screw connections. However, this requires the detection of the screw by instrumentation and / or calibration, which has not hitherto been provided before or during the production of the pre-tensioned screw connections. Known methods for determining the preload force of screw can therefore not be used in existing screw, especially older screw.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ermittlung der Vorspannkraft von vorgespannten Schraubverbindungen und eine besondere Verwendung des Verfahrens zu schaffen, die bei bestehenden, insbesondere älteren, Schraubverbindungen auf einfache Weise durchführbar sind und zuverlässige Messwerte der aktuellen Vorspannkraft der vorgespannten Schraubverbindungen liefern.The invention is based on the object to provide a method for determining the biasing force of prestressed screw and a special use of the method, which are easily feasible in existing, especially older, screw and provide reliable readings of the current biasing force of the prestressed screw.

Ein Verfahren zur Lösung dieser Aufgabe weist die Maßnahmen des Anspruchs 1 auf. Dadurch, dass nicht nur die Schalllaufzeit durch die betreffende Schraube der vorgespannten Schraubverbindung ermittelt wird, sondern zusätzlich die Abmessungen von Komponenten der betreffenden Schraubverbindung, ist es möglich, die Schalllaufzeit durch den vorgespannten Abschnitt der betreffenden Schraube zu ermitteln und diese Schalllaufzeit mit der Schalllaufzeit durch den der Länge des vorgespannten Abschnitts der vorgespannten Schraube entsprechenden Abschnitt einer unbelasteten Schraube zu vergleichen. Aus diesem Vergleich lässt sich dann ein der aktuellen Vorspannkraft entsprechender Spannungszustand der geprüften vorgespannten Schraubverbindung ermitteln.A method for achieving this object comprises the measures of claim 1. The fact that not only the sound propagation time is determined by the relevant screw of the prestressed screw, but also the dimensions of components of the relevant screw, it is possible to determine the sound propagation through the biased portion of the screw in question and this sound propagation time with the sound propagation through the To compare the length of the prestressed portion of the preloaded screw corresponding portion of an unloaded screw. From this comparison, it is then possible to determine a state of stress of the pretensioned bolted connection that corresponds to the actual preload force.

Die Länge des vorgespannten Abschnitts der Schraube lässt sich aus aufgenommenen Abmessungen entsprechender Komponenten und/oder Abschnitte der betreffenden vorgespannten Schraubverbindung ermitteln. Es ist so ein besonders einfacher Vergleich identischer Längen, nämlich der Länge des vorgespannten Abschnitts und der dieser entsprechenden Teillänge der unbelasteten Schraube, möglich. Das führt zu besonders exakten Messwerten der aktuellen Vorspannkraft und dem dieser entsprechende Spannungszustand der Schraube gemessenen bzw. geprüften Schraubverbindung.The length of the prestressed section of the screw can be determined from recorded dimensions of corresponding components and / or sections of the relevant preloaded screw connection. It is such a particularly simple comparison of identical lengths, namely the length of the prestressed portion and this corresponding part length of the unloaded screw, possible. This leads to particularly accurate measured values of the current preload force and the corresponding voltage state of the screw measured or tested screwed connection.

Bevorzugt kann das Verfahren so ausgebildet sein, dass die Abmessungen der betreffenden Schraubverbindung im eingebauten und/oder vorgespannten Zustand in situ gemessen werden. Das vereinfacht die Ermittlung der aktuellen Vorspannung der vorgespannten Schraubverbindung, weil zur Ermittlung der benötigten Abmessungen die zu prüfenden Schraubverbindungen nicht gelöst werden müssen.The method may preferably be designed such that the dimensions of the relevant screw connection are measured in situ when installed and / or prestressed. This simplifies the determination of the current preload of the prestressed screw connection, because to determine the required dimensions, the screw to be tested must not be solved.

Es ist bevorzugt vorgesehen, die Schraubenkopfhöhe, die Mutternhöhe, den Schraubenüberstand sowie gegebenenfalls die Dicken von Unterlegscheiben unter dem Schraubenkopf und/oder der Mutter als Abmessungen der betreffenden Schraubenverbindung zu ermitteln. Mindestens ein Teil der genannten Abmessungen dient dazu, den vorgespannten Abschnitt der betreffenden Schraube der Schraubverbindung insbesondere rechnerisch zu ermitteln. Die Messung des auch bei vorgespannter Schraubverbindung spannungsfreien Schraubenüberstandes lässt es zu, aus der Schalllaufzeit durch die gesamte Länge der unbelasteten Schraube bevorzugt rechnerisch Rückschlüsse auf die Schalllaufzeit durch eine solche Teillänge der unbelasteten Schraube zu ermitteln, die dem vorgespannten Abschnitt der Schraube der Schraubverbindung entspricht. Dadurch ist ein direkter Vergleich von Schallaufzeiten durch gleich lange Teile der belasteten, vorgespannten und der unvorgespannten Schraube möglich. Es wird so derjenige Anteil der Schalllaufzeit durch die Schraube eliminiert, der bei der vorgespannten Schraubverbindung unbelastet ist und dadurch dieser Anteil eliminiert. Der gleiche Anteil wird auch von der Schalllaufzeit durch die unbelastete Schraube abgezogen, so dass nur gleichlange Abschnitte, insbesondere Längenabschnitte, der Schalllaufzeit durch die vorgespannte, belastete Schraube und der zum Vergleich herangezogenen Schalllaufzeit durch die unvorgespannte Schraube verglichen werden, was für einen aussagekräftigen Wert des Spannungszustands in der zu prüfenden Schraubverbindung vorteilhaft ist.It is preferably provided to determine the screw head height, the nut height, the projection of the screw and optionally the thicknesses of washers under the screw head and / or the nut as dimensions of the relevant screw connection. At least a portion of the dimensions mentioned serves in particular to determine the prestressed section of the relevant screw of the screw connection by calculation. The measurement of the tension-free bolt protrusion, even when the bolted connection is tightened, allows mathematical conclusions on the sound propagation time to be determined from the sound propagation through the entire length of the unloaded bolt through such a partial length of the unloaded bolt corresponding to the preloaded portion of the bolt of the bolted connection. As a result, a direct comparison of Schallaufzeiten by equal parts of the loaded, preloaded and the unbiased screw is possible. It is thus that portion of the sound propagation time eliminated by the screw, which is unloaded in the prestressed screw and thereby eliminates this proportion. The same proportion is also deducted from the sound propagation through the unloaded screw, so that only the same length sections, in particular length sections, the sound transit time through the biased, loaded screw and the comparison Sound propagation time used are compared by the unbiased screw, which is advantageous for a meaningful value of the stress state in the screw to be tested.

Eine bevorzugte Weiterbildungsmöglichkeit des Verfahrens sieht es vor, dass zusätzlich zu den Abmessungen der eingebauten und/oder vorgespannten Schraubverbindungen die Klemmlänge derselben gemessen wird. Das geschieht insbesondere durch Messung von mittels der betreffenden Schraubverbindung zusammengeschraubten Bauteilen, und zwar bevorzugt solchen Bauteilen, die die Klemmlänge der betreffenden Schraubverbindung vorgeben. Wird die Klemmlänge auf diese Weise direkt gemessen, brauchen entweder nicht alle Abmessungen der Schraubverbindung gemessen zu werden oder es werden redundante Messwerte erhalten, die Plausibilitätskontrollen zulassen und dadurch zur Verbesserung der Genauigkeit der benötigten Abmessungen beitragen.A preferred further development possibility of the method provides that, in addition to the dimensions of the installed and / or prestressed screw connections, the clamping length thereof is measured. This is done in particular by measuring components which are screwed together by means of the relevant screw connection, preferably those components which predetermine the clamping length of the relevant screw connection. If the clamping length is measured directly in this way, either not all dimensions of the screw connection need to be measured, or redundant measured values are obtained which permit plausibility checks and thereby contribute to improving the accuracy of the required dimensions.

Bevorzugt ist das Verfahren so ausgestaltet, dass aus den erfassten Abmessungen der betreffenden Schraubverbindung und/oder der gemessenen Klemmlänge der durch die Vorspannung spannungsbelastete und/oder vorgespannte Abschnitt, vorzugsweise Längenabschnitt, der Schraube ermittelt wird. Dieser vorgespannte Längenabschnitt der Schraube, dem bei vorhandenen Unterlegscheiben die Dicken derselben hinzuaddierbar sind, sowie die über die Länge des Schraubenkopfs und der Mutter linear oder nicht-linear zu den Enden hin abfallende Spannungen in der Mutter und dem Schraubenkopf, lassen exakte Ermittlungen, vor allem Berechnungen, der aktuellen Vorspannkraft der geprüften vorgespannten Schraubverbindung durch Ultraschallmessungen bzw. Ultraschallprüfungen zu.Preferably, the method is configured such that from the detected dimensions of the relevant screw connection and / or the measured clamping length of the voltage biased by the bias and / or biased portion, preferably longitudinal portion of the screw is determined. This preloaded length of the screw, the thickness of the same can be added to existing washers, as well as the length of the screw head and the mother linear or non-linearly sloping towards the ends stresses in the nut and the screw head, allow accurate investigations, especially Calculations, the current preload force of the tested preloaded screw connection by ultrasonic measurements or ultrasonic tests.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist es vorgesehen, die Abmessungen der betreffenden Schraubverbindungen und gegebenenfalls die Klemmlängen der Schraubverbindung beeinflussende Abmessungen der verschraubten Bauteile von einer Messeinrichtung mechanisch, optisch und/oder akustisch zu messen. Vor allem optische bzw. akustische Messungen sind berührungslos rasch und mit großer Genauigkeit möglich. Eine solche Messeinrichtung ist sehr kompakt, so dass sie leicht vor Ort einsetzbar ist, auch bei beengten Platzverhältnissen, und ein Lösen der bestehenden vorgespannten Schraubverbindung nicht erforderlich macht.According to an advantageous embodiment of the method, it is provided to mechanically, optically and / or acoustically measure the dimensions of the respective screw connections and, if appropriate, the clamping lengths of the screw connection influencing dimensions of the screwed components. Above all, optical or acoustic measurements are possible without contact quickly and with great accuracy. Such a measuring device is very compact, so that it is easy to use on site, even in tight spaces, and does not require a loosening of the existing preloaded screw.

Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die Abmessungen ausgehend von jeder Seite, insbesondere jedem der beiden Enden, der vorgespannten Schraubverbindung ermittelt werden durch jeweils mindestens einen der jeweiligen Seite und/oder dem jeweiligen Ende der Schraubverbindung zugeordneten Messkopf der Messeinrichtung. Es findet so quasi eine doppelseitige Messung statt, vorzugsweise über und unter den von der zu prüfenden Schraubverbindung zusammengeschraubten Bauteilen. Insbesondere sind so gleichzeitig der Schraubenüberstand und die Mutternhöhe auf einer Seite und die Höhe des Schraubenkopfs auf der anderen Seite und gegebenenfalls Dicken der Unterlegscheiben auf jeder Seite gleichzeitig messbar. Auch können erforderlichenfalls gleichzeitig die die Klemmlänge der jeweiligen vorgespannten Schraubverbindung beeinflussenden Maße, insbesondere Dicken, der zu verbindenden Bauteile, beispielsweise Flansche, gemessen werden.Alternatively or additionally, it is possible for the dimensions, starting from each side, in particular each of the two ends, of the preloaded screw connection to be determined by at least one measuring head of the measuring device assigned to each respective side and / or the respective end of the screw connection. As a result, a two-sided measurement takes place, preferably above and below the components screwed together by the screw connection to be tested. In particular, at the same time the screw projection and the nut height on one side and the height of the screw head on the other side and possibly thicknesses of the washers on each side are simultaneously measurable at the same time. If necessary, the dimensions influencing the clamping length of the respective pretensioned screw connection, in particular thicknesses, of the components to be connected, for example flanges, can also be measured if necessary.

Eine vorteilhafte Möglichkeit der Weiterbildung des Verfahrens sieht es vor, dass mindestens ein Messkopf der Messeinrichtung relativ zu wenigstens einem anderen Messkopf bewegt werden kann. Vorzugsweise ist mindestens ein Messkopf, um eine quergerichtet zur Längsachse der Schraubverbindung verlaufende Schwenkachse insbesondere gegenüber dem anderen Messkopf verschwenkbar. Dadurch ist eine Anpassung der Relativlage der beiden Messköpfe auf gegenüberliegenden Seiten der Schraubverbindung möglich. Vor allem können so die Messköpfe vollflächig an die verschraubten Bauteile angelegt werden, auch wenn die Anlageflächen der Bauteile nicht oder nicht mehr exakt parallel zueinander verlaufen. Vor allem kann durch die Relativbeweglichkeit der Messköpfe zueinander die Messfläche jedes Messkopfs so ausgerichtet werden, dass sie parallel zu derjenigen Fläche des Bauteils verlaufen, mit der die Messköpfe, insbesondere ihre Messflächen bzw. Kontaktflächen und/oder Bezugsflächen, zu den betreffenden Flächen der verschraubten Bauteile ausgerichtet und/oder in Kontakt gebracht werden sollen.An advantageous possibility of development of the method provides that at least one measuring head of the measuring device can be moved relative to at least one other measuring head. Preferably, at least one measuring head is pivotable about a pivot axis extending transversely to the longitudinal axis of the screw connection, in particular with respect to the other measuring head. This makes it possible to adapt the relative position of the two measuring heads on opposite sides of the screw connection. Above all, the measuring heads can thus be applied over the entire area to the screwed components, even if the contact surfaces of the components do not or no longer run exactly parallel to one another. Above all, due to the relative mobility of the measuring heads relative to one another, the measuring surface of each measuring head can be aligned parallel to that surface of the component with which the measuring heads, in particular their measuring surfaces or contact surfaces and / or reference surfaces, face the respective surfaces of the screwed components aligned and / or brought into contact.

Eine vorteilhafte Weiterbildungsmöglichkeit des Verfahrens sieht es vor, die Schalllaufzeit der vorgespannten Schraubverbindung in Richtung der Längsachse der gesamten vorgespannten und somit unter Vorspannung stehende Schraube zwischen ihren gegenüberliegenden äußeren Enden zu messen. Diese Messung erfolgt vorzugsweise im eingebauten Zustand der Schraubverbindung. Dadurch braucht die Schraubverbindung zur Messung der Schalllaufzeit durch die spannungsbelastete, vorgespannte Schraube nicht ausgebaut zu werden. Die Schalllaufzeit in Längsrichtung durch die gesamte Schraube lässt sich einfach durch Schwinger oder andere Ultraschallerzeuger, die an gegenüberliegenden Enden der betreffenden Schraube angesetzt sind oder auf die gegenüberliegenden Enden treffen, ermitteln. Diese Schalllaufzeit durch die gesamte Länge der Schraube lässt sich dann rechnerisch anhand der zusätzlich aufgenommenen Abmessungen der Schraube und sonstiger Teile der Schraubverbindung und gegebenenfalls zusätzlich der Dicke der verschraubten Bauteile rechnerisch auf den vorgespannten Abschnitt der Schraube umrechnen bzw. reduzieren.An advantageous development possibility of the method provides to measure the sound propagation time of the prestressed screw in the direction of the longitudinal axis of the entire prestressed and thus biased screw between its opposite outer ends. This measurement is preferably carried out in the installed state of the screw. As a result, the screw connection for measuring the sound propagation time need not be removed by the voltage-loaded, preloaded screw. The longitudinal sound propagation through the entire screw is easily determined by vibrators or other ultrasonic generators attached to opposite ends of the screw in question or striking the opposite ends. This sound transit time through the entire length of the screw can then be calculated by the additionally recorded dimensions of the screw and other parts of the screw and possibly additionally the thickness of the bolted components calculated on the Convert or reduce preloaded section of the screw.

Die Schalllaufzeit durch eine unbelastete Schraube kann auf verschiedene Weisen ermittelt werden. Im einfachsten Falle ist die Schalllaufzeit durch die unbelastete Schraube ableitbar aus bekannten Schalllaufzeiten einer Schraube gleicher Größe und/ oder Abmessungen und gleichem Material. Die Schalllaufzeit der unbelasteten Schraube braucht dann nicht mehr gemessen zu werden.The sound propagation time through an unloaded screw can be determined in different ways. In the simplest case, the sound propagation time through the unloaded screw can be derived from known sound propagation times of a screw of the same size and / or dimensions and the same material. The sound propagation time of the unloaded screw then no longer needs to be measured.

Falls die Schalllaufzeit durch die unbelastete Schraube gleicher Abmessung bzw. gleicher Größe und gleichem Material nicht bekannt ist, kann sie anhand einer als Referenzschraube dienenden artgleichen Schraube, also einer solchen aus dem gleichen Material und mit den gleichen Abmessungen der jeweiligen Schraube der zu prüfenden vorgespannten Schraubenverbindung, erhalten werden. Es kann sich dabei um eine neue vergleichbare Schraube handeln, aber auch eine noch vorhandene Ersatzschraube gleichen Alters und/oder aus der gleichen Schraubencharge. Dann muss zwar die Schalllaufzeit durch diese unbelastete Schraube ermittelt werden; das ist aber mit einer als Referenzschraube dienenden, uneingebauten Ersatzschraube einfach möglich. If the sound propagation time through the unloaded screw of the same size or the same size and the same material is not known, it can with reference to a same screw as the reference screw, ie one of the same material and with the same dimensions of the screw of the pretested preloaded bolted connection , to be obtained. It may be a new comparable screw, but also an existing replacement screw of the same age and / or from the same screw lot. Then, although the sound propagation time must be determined by this unloaded screw; but this is easily possible with a non-built-in replacement screw serving as a reference screw.

Sofern keine Ersatzschraube als Referenzschraube vorhanden ist, kann die Schalllaufzeit durch eine unbelastete Schraube auch ermittelt werden, indem exemplarisch nur mindestens eine Schraube der eine Vielzahl von gleichen Schrauben aufweisenden Schraubverbindungen ausgebaut wird. Bevorzugt erfolgt ein solcher Ausbau einer oder weniger als Referenzschrauben dienenden Schrauben, nachdem zuvor die Schalllaufzeit durch die eingebaute, vorgespannte Schraube der wenigstens einen später zu lösenden Schraubverbindung ermittelt worden ist. Dadurch wird verhindert, dass durch den Ausbau dieser betreffenden Schraube nach dem Einbau und der erfolgten Vorspannung derselben diejenige Vorspannung, die die betreffende Schraube vor dem Ausbau hatte, nicht mehr ermittelbar ist.If no replacement screw is present as a reference screw, the sound propagation time can also be determined by an unloaded screw, by example, only at least one screw of a plurality of identical screws having screw connections is removed. Preferably, such an expansion of one or less than reference screws serving screws, after previously the sound propagation time has been determined by the built-in, preloaded screw of at least one later to be solved screw. This prevents that by removing this screw in question after installation and the successful bias of the same bias that had the screw before removal, no longer be determined.

Weil die Schalllaufzeit durch die unbelastete Schraube nur über die gesamte Länge derselben ermittelt werden kann, ist es gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens vorgesehen, den den gemessenen unbelasteten Schraubenüberstand der vorgespannten Schraube entsprechenden Anteil der Schalllaufzeit durch die unbelastete Schraube abzuziehen von der gemessenen Schalllaufzeit durch die vorgespannte Schraube. Dadurch ist es möglich, die Schalllaufzeit durch denjenigen Teil der Länge der unvorgespannten Schraube zu ermitteln, der dem vorgespannten Abschnitt der vorgespannten Schraube entspricht. Dadurch ist ein direkter Vergleich gleicher Abschnitte, vorzugsweise Längenabschnitte, der Schalllaufzeit durch die vorgespannte Schraube und eine unvorgespannte, spannungsfreie Schraube möglich.Because the sound propagation time can be determined by the unloaded screw only over the entire length of the same, it is provided according to an advantageous embodiment of the method to subtract the measured unloaded screw projection of the preloaded screw portion of the sound propagation through the unloaded screw of the measured sound propagation through the preloaded screw. This makes it possible to determine the sound propagation time by that part of the length of the unbiased screw corresponding to the prestressed portion of the prestressed screw. As a result, a direct comparison of identical sections, preferably longitudinal sections, the sound propagation time through the prestressed screw and an unbiased, tension-free screw is possible.

Eine Verwendung des zuvor beschriebenen Verfahrens ergibt sich aus dem Anspruch 14. Diese bevorzugte Verwendung des zuvor beschriebenen Verfahrens sieht es vor, die Vorspannung von Schraubverbindungen von Windkraftanlagen zum Zwecke der Prüfung der Schraubverbindungen zu ermitteln. Insbesondere wird das Verfahren eingesetzt, um Schraubverbindungen von Ringflanschen benachbarter Bauteile von Windkraftanlagen hinsichtlich ihrer aktuell noch vorhandenen Vorspannkraft und dem diesem entsprechenden Spannungszustand zu ermitteln und/oder zu überprüfen. Bei den Bauteilen kann es sich um Turmsegmente einer Windkraftanlage handeln, aber auch Verbindungen der Enden des Turms mit einem Fundament und/oder einer Generatorgondel der Windkraftanlage. Vor allem bei Windkraftanlagen, die hohen Belastungen ausgesetzt sind und über eine Vielzahl von Flanschverbindungen mit jeweils einer großen Anzahl von vorgespannten Schraubverbindungen verfügen, ist die regelmäßige Ermittlung der aktuellen und noch vorhandenen Vorspannkraft der vorgespannten Schraubverbindungen besonders wichtig. Das erfindungsgemäße Verfahren liefert dabei mit geringem Messaufwand zuverlässige Messergebnisse durch in situ-Messungen und/oder Prüfungen.A use of the method described above results from the claim 14. This preferred use of the method described above, it provides to determine the bias of screw connections of wind turbines for the purpose of testing the screw. In particular, the method is used to determine screw connections of annular flanges of adjacent components of wind turbines with regard to their currently existing biasing force and the voltage state corresponding thereto and / or to verify. The components may be tower segments of a wind turbine, but also connections of the ends of the tower with a foundation and / or a generator nacelle of the wind turbine. Especially in wind turbines, which are exposed to high loads and have a variety of flange connections, each with a large number of preloaded screw, the regular determination of the current and still existing preload force of the prestressed screw is particularly important. The inventive method provides reliable measurement results by in-situ measurements and / or tests with little effort.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

1 eine schematische Seitenansicht einer Turmsektion einer Windkraftanlage,
2 einen Vertikalschnitt im Bereich einer Flanschverbindung zwischen einem Oberteil und einem Unterteil der Turmsektion der 1,
3 eine detaillierte Darstellung einer vorgespannten Schraubverbindung der Flanschverbindung der 2,
4 die vorgespannte Schraubverbindung der 3 mit einer Messeinrichtung zur Ermittlung ausgewählter Abmessungen der Flanschverbindung, und
5 eine Schraube mit einer Mutter und zwei Unterlegscheiben der vorgespannten Schraubverbindung der 4 zusammen mit einem symbolisch dargestellten Spannungsverlauf in der Schraube der vorgespannten Schraubverbindung sowie die Schallgeschwindigkeit im Material der vorgespannten Schraube.

A preferred embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. In this show:

1 a schematic side view of a tower section of a wind turbine,
2 a vertical section in the region of a flange connection between an upper part and a lower part of the tower section of 1 .
3 a detailed view of a prestressed screw the flange connection of 2 .
4 the preloaded screw the 3 with a measuring device for determining selected dimensions of the flange connection, and
5 a bolt with a nut and two washers of the prestressed bolted joint 4 together with a symbolically represented voltage curve in the screw of the prestressed screw connection and the speed of sound in the material of the prestressed screw.

Die Erfindung bezieht sich auf die Ermittlung der Vorspannkraft vorgespannter Schraubverbindungen ausgewählter Flanschverbindungen einer Turmsektion einer Windkraftanlage. Es kann sich dabei um eine Inshore- oder Offshore-Windkraftanlage handeln. Die Ermittlung der Vorspannkraft der vorgespannten Schraubverbindungen erfolgt bevorzugt zu Prüf- bzw. Revisionszwecken bestehender (älterer) vorgespannter Schraubverbindungen. Gegebenenfalls kann aber auch die Vorspannkraft sogleich nach dem Erstellen der vorgespannten Schraubverbindung gemäß der Erfindung ermittelt werden.The invention relates to the determination of the prestressing force of prestressed screw connections of selected flange connections of a tower section of a wind power plant. It may be act as an inshore or offshore wind turbine. The determination of the biasing force of the prestressed screw is preferably for testing or revision purposes existing (older) preloaded screw. Optionally, however, the biasing force can be determined immediately after creating the prestressed screw according to the invention.

Die Erfindung eignet sich bevorzugt zur Ermittlung und/oder Prüfung vorgespannter Schraubverbindungen von Windkraftanlagen. Die Erfindung ist hierauf aber nicht beschränkt. Sie kann auch zur Ermittlung und Prüfung der Vorspannkraft vorgespannter Schraubverbindungen von zu anderen Zwecken dienenden Flanschverbindungen oder sonstigen Bauteilverbindungen beliebiger Art dienen.The invention is preferably suitable for the determination and / or testing of prestressed screw connections of wind power plants. The invention is, however, not limited thereto. It can also serve to determine and test the biasing force prestressed screw of serving for other purposes flange connections or other component connections of any kind.

Die in der 1 prinzipiell dargestellte Turmsektion 10 der Windkraftanlage weist ein unteres Sektionsteil 11 und ein oberes Sektionsteil 12 auf, die durch eine Flanschverbindung 13 miteinander verbunden sind. Ein oberes freies Ende des oberen Sektionsteils 12 verfügt über einen Flansch zur Verbindung einer nicht gezeigten Rotor-Gondel-Baugruppe mit der Turmsektion 10. Ein weiterer Flansch ist am unteren freien Ende des unteren Sektionsteils 11 vorgesehen. Dieser Flansch 15 dient zur Verbindung der Turmsektion 10 mit einem in der 1 nicht gezeigten beliebigen Fundament.The in the 1 principally illustrated tower section 10 the wind turbine has a lower section section 11 and an upper section part 12 on, which are connected by a flange 13 with each other. An upper free end of the upper section 12 has a flange for connection to a rotor-nacelle assembly, not shown, with the tower section 10 , Another flange is at the lower free end of the lower section part 11 intended. This flange 15 serves to connect the tower section 10 with a in the 1 not shown any foundation.

Bei der dargestellten Turmsektion 10 sind sowohl das untere Sektionsteil 11 als auch das obere Sektionsteil 12 aus mehreren untereinander durch Flanschverbindungen 16, 17 und 18 verbundene Turmabschnitte 19 bis 23 gebildet. Infolge der konischen Ausbildung der Turmsektion 10 weisen die Turmabschnitte 19 bis 23 unterschiedliche Durchmesser auf. Demzufolge verfügen auch die Flanschverbindungen 16, 17 und 18 über voneinander abweichende Durchmesser. Die Turmsektion 10 kann abweichend vom Ausführungsbeispiel der 1 auch aus einer anderen Anzahl von Turmabschnitten gebildet sein. Ebenso ist es möglich, die Turmsektion 10 aus nur einem Sektionsteil 11 bzw. 12 oder mehr als zwei Sektionsteilen 11, 12 zu bilden. Ebenso können einige Flanschverbindungen, insbesondere die Flanschverbindungen 16, 17 und/oder 18, auch ersetzt sein durch Schweißverbindungen zwischen den einzelnen Turmabschnitten 19, 20, 21, 22 und/oder 23.In the illustrated tower section 10 are both the lower section section 11 as well as the upper section section 12 from several among each other by flange connections 16 . 17 and 18 connected tower sections 19 to 23 educated. Due to the conical shape of the tower section 10, the tower sections 19 to 23 different diameters. As a result, the flange connections are also available 16 . 17 and 18 over different diameter. The tower section 10 may differ from the embodiment of 1 also be formed from a different number of tower sections. It is also possible to use the tower section 10 from only one section section 11 respectively. 12 or more than two section parts 11 . 12 to build. Likewise, some flange connections, in particular the flange connections 16 . 17 and or 18 , also be replaced by welded joints between the tower sections 19 . 20 . 21 . 22 and or 23 ,

Die 2 zeigt die Flanschverbindung 13 zwischen dem unteren Sektionsteil 11 und dem oberen Sektionsteil 12 der Turmsektion 10. Genauso können die übrigen Flanschverbindungen 16, 17, 18 ausgebildet sein, ebenso wie die Flanschverbindungen mit dem Flansch 14 zur Rotor-Gondel-Baugruppe und dem Flansch 15 zum Fundament.The 2 shows the flange connection 13 between the lower section part 11 and the upper section part 12 the tower section 10 , Likewise, the remaining flange connections 16, 17, 18 may be formed, as well as the flange connections to the flange 14 to the rotor nacelle assembly and the flange 15 to the foundation.

Die Flanschverbindung 13 verfügt über zwei vorzugsweise gleiche, ins Innere der Turmsektion 10 weisende Flanschringe 24 und 25 und eine Vielzahl gleicher Schraubverbindungen 26, die gleichmäßig über den Umfang der Flanschringe 24 und 25 der Flanschverbindung 13 verteilt sind. Jede der gleichen Schraubverbindungen 26 verfügt über eine Schraube 27 gleicher Abmessungen und gleichen Materials mit einem Schraubenkopf 28 und einem im Endbereich mit einem Gewinde versehenen Schraubenschaft 29 sowie einer Mutter 30, die gegebenenfalls selbstsichernd sein kann, und jeweils einer vorzugsweise gleichen Unterlegscheibe 31 zwischen der Mutter 30 und dem zu dieser weisenden Flanschring 24 und unter dem Schraubenkopf 28 sowie dem zu diesem weisenden Flanschring 25. Die Schraube 27, die Mutter 30 und die Unterlegscheiben 31 bestehen aus Stahl, vorzugsweise hochbelastbarem Stahl. Die Schrauben 27 und Muttern 30 können ein Gewinde im Bereich von vorzugsweise 48 mm bis 76 mm aufweisen. Beim Gewinde handelt es sich vorzugsweise um ein metrisches Gewinde oder gegebenenfalls auch ein Feingewinde.The flange connection 13 has two preferably the same, pointing into the interior of the tower section 10 flange rings 24 and 25 and a plurality of identical screw 26, evenly over the circumference of the flange rings 24 and 25 the flange connection 13 are distributed. Each of the same screw connections 26 has a screw 27 same dimensions and the same material with a screw head 28 and a threaded end in the end shank 29 and a nut 30 , which may optionally be self-locking, and in each case a preferably same washer 31 between the mother 30 and the pointing to this flange ring 24 and under the screw head 28 as well as the pointing to this flange ring 25 , The screw 27 , the mother 30 and the washers 31 consist of steel, preferably heavy-duty steel. The screws 27 and nuts 30 may have a thread in the range of preferably 48 mm to 76 mm. The thread is preferably a metric thread or optionally also a fine thread.

Infolge der hohen Belastung, die auf die Flanschverbindung 13 wirkt, sind alle Schraubverbindungen 26 der Flanschverbindung 13 und gegebenenfalls auch der Flanschverbindungen 16 bis 18 und/oder die Verbindungen im Bereich der Flansche 14 und 15 als vorgespannte Schraubverbindungen 26 ausgeführt. Die Vorspannung erfolgt mit einer konstruktionsbedingt vorgegebenen Vorspannkraft, wodurch die jeweilige Schraubverbindung 26 bis zum Erreichen eines bestimmten Spannungszustands vorgespannt ist durch entsprechende Dehnung des Schraubenschafts 29 im Bereich seines vorgespannten Abschnitts. Dieser vorgespannte Abschnitt entspricht der Dicke bzw. Höhe beider Flanschringe 24 und 25 der Flanschverbindung 13 sowie der Dicke beider Unterlegscheiben 31 und erstreckt sich durch den Schraubenkopf 28 und die Mutter 38 hindurch, jedoch zu den freien Enden der Mutter 30 und des Schraubenkopfs 28 hin abnehmend.As a result of the high load acting on the flange connection 13 acts, all screw 26 are the flange connection 13 and optionally also the flange connections 16 to 18 and / or the connections in the region of the flanges 14 and 15 as preloaded screw connections 26 executed. The bias occurs with a design-dictated predetermined biasing force, whereby the respective screw 26 is biased to reach a certain state of stress by appropriate expansion of the screw shaft 29 in the area of his preloaded section. This prestressed section corresponds to the thickness or height of both flange rings 24 and 25 the flange connection 13 as well as the thickness of both washers 31 and extends through the screw head 28 and the mother 38 through, however, to the free ends of the nut 30 and the screw head 28 decreasing.

In der 5 ist mit dem Maß 32 die Paketlänge 32 der Flanschverbindung 13, also die Höhe bzw. Dicke beider Flanschringe 24 und 25, dargestellt. Mit dem Maß 33 ist die Klemmlänge 33 zwischen den Flanschringen 24 und 25 der Flanschverbindung 13 und den beiden Unterlegscheiben 31 dargestellt. Die Höhe des Schraubenkopfs 28 entspricht dem Maß 51, die Höhe der Mutter 30 dem Maß 52 und der trotz Vorspannung der Schraubverbindung 26 gegenüber der Mutter 30 frei vorstehende unbelastete Teil des Schraubenschafts 29, der sogenannte Schraubenüberstand 34, mit dem Maß 34 angegeben.In the 5 is with the measure 32 the package length 32 the flange connection 13 , ie the height or thickness of both flange rings 24 and 25 represented. With the measure 33 is the clamping length 33 between the flange rings 24 and 25 the flange connection 13 and the two washers 31 shown. The height of the screw head 28 corresponds to the measure 51 , the height of the mother 30 the measure 52 and despite the bias of the screw 26 against the mother 30 freely protruding unloaded part of the screw shaft 29, the so-called screw projection 34 , with the measure 34 specified.

Die schraffierte Fläche der rechten Darstellung in der 5 symbolisiert die Vorspannkraft der in der 5 dargestellten Schraubverbindung 26. Ersichtlich wird aus dieser Darstellung, dass im Bereich der Klemmlänge 33 infolge der Vorspannung der Schraubverbindung 26 die Vorspannkraft konstant ist, also über die gesamte Länge 33 der gleiche Spannungszustand, insbesondere die gleiche Spannung im sich im Bereich der Klemmlänge 33 befindenden Schraubenschaft 29 der Schraube 27 herrscht. Diese Vorspannkraft bzw. Spannung ist auf der Abszisse 36 der Graphik der 5 dargestellt. Im Bereich des Schraubenkopfs 28 und der Mutter 30 fällt die durch die Vorspannung der Schraubverbindung 26 erzeugte Vorspannkraft und die dadurch im Schraubenschaft 29 erzeugte Spannung allmählich, und zwar im gezeigten Ausführungsbeispiel linear zum freien Ende der Mutter 30 und des Schraubenkopfs 28 ab. Dieser Spannungsabfall kann aber auch nicht-linear, zum Beispiel degressiv oder progressiv sein.The hatched area of the right representation in the 5 symbolizes the biasing force of in the 5 illustrated screw connection 26 , It becomes apparent from this representation that in the range of the clamping length 33 due to the bias of the screw 26, the biasing force is constant, so over the entire length 33 the same state of stress, in particular the same voltage in the screw shaft located in the region of the clamping length 33 29 the screw 27 prevails. This preload force or tension is on the abscissa 36 the graphic of the 5 shown. In the area of the screw head 28 and the mother 30 falls the biasing force generated by the bias of the screw 26 and thereby in the screw shaft 29 generated voltage gradually, in the embodiment shown linear to the free end of the nut 30 and the screw head 28 from. This voltage drop can also be non-linear, for example degressive or progressive.

In der graphischen Darstellung der 5 ist auf der gegenüberliegenden Seite der Ordinate 37, nämlich links neben der schraffierten Vorspannkraft 35, qualitativ die Schallgeschwindigkeit 38 im Material der Schraube 27 dargestellt. Der Verlauf der Schallgeschwindigkeit 38 ist proportional zum Verlauf der Vorspannkraft 35. Jedoch nimmt die Schallgeschwindigkeit in der Schraube 27 mit zunehmender Vorspannkraft 35 ab.In the graph of the 5 is on the opposite side of the ordinate 37, namely to the left of the hatched biasing force 35 , qualitatively the speed of sound 38 in the material of the screw 27 shown. The course of the sound velocity 38 is proportional to the course of the biasing force 35 , However, the speed of sound in the screw decreases 27 with increasing preload force 35 from.

Die 4 zeigt symbolisch eine Messeinrichtung 39 zur Ermittlung der Abmessungen der Flanschverbindung 13, und zwar insbesondere der Dicke der Flanschringe 24 und 25 und der Abmessungen der Schraubverbindung 26. Vorzugsweise dient die Messeinrichtung 39 auch dazu, die Laufzeit des Schalls durch die Schraubverbindung 26, insbesondere die Schraube 27, zu ermitteln.The 4 symbolically shows a measuring device 39 for determining the dimensions of the flange connection 13, in particular the thickness of the flange rings 24 and 25 and the dimensions of the screw connection 26 , Preferably, the measuring device serves 39 Also, the duration of the sound through the screw 26 , especially the screw 27 , to investigate.

Die in der 4 nur symbolisch, nämlich stark vereinfacht, dargestellte Messeinrichtung 39 ist im dargestellten Beispiel nach Art eines Messschiebers ausgebildet. Die Messeinrichtung 39 verfügt über einen starren, abgewinkelten Arm 40 mit einem längeren Schenkel 41 und einem demgegenüber um 90° abgewinkelten kürzeren Schenkel 42. Der lange Schenkel 41 verläuft etwa parallel zu einer Längsmittelachse 43 der Schraubverbindung 26 und insbesondere der Schraube 27. Auf dem langen Schenkel 41 des Arms 40 ist ein zweiter, einschenkliger Arm 44 verschieblich angeordnet. Der Arm 44 ist scharnierartig ausgebildet, nämlich zweigeteilt, wobei die Teile des Arms 44 durch eine Schwenkachse 45 verbunden sind. Die Schwenkachse 45 verläuft im gezeigten Ausführungsbeispiel mit parallelem Abstand neben der Längsmittelachse 43 der Schraubverbindung 26 und quergerichtet zu derselben.The in the 4 only symbolically, namely greatly simplified, illustrated measuring device 39 is formed in the example shown in the manner of a caliper. The measuring device 39 has a rigid, angled arm 40 with a longer leg 41 and an opposite bent by 90 ° shorter leg 42 , The long thigh 41 runs approximately parallel to a longitudinal central axis 43 the screw 26 and in particular the screw 27 , On the long thigh 41 of the arm 40 is a second, one-legged arm 44 slidably arranged. The arm 44 is hinged, namely two parts, with the parts of the arm 44 are connected by a pivot axis 45. The pivot axis 45 runs in the embodiment shown at a parallel distance adjacent to the longitudinal central axis 43 the screw 26 and transversely to the same.

An den freien Enden beider Arme 40 und 44 der Messeinrichtung 39 ist jeweils ein Messkopf 46 und 47 fest angeordnet, insbesondere starr mit dem jeweiligen Ende des Arms 40 bzw. 44 verbunden. Die Messköpfe 46 und 47 sind bevorzugt gleich ausgebildet. Sie können Messsensoren oder sonstige Messmittel aufweisen, die zum mechanischen, optischen oder akustischen Messen der Abmessungen der Schraubverbindungen 26, insbesondere ihrer gegenüber den zu verbindenden Flanschringen 24 und 25 nach oben bzw. nach unten vorstehenden Komponenten, dienen.At the free ends of both arms 40 and 44 the measuring device 39 In each case, a measuring head 46 and 47 fixedly arranged, in particular rigidly with the respective end of the arm 40 respectively. 44 connected. The measuring heads 46 and 47 are preferably formed the same. They may have measuring sensors or other measuring means for mechanical, optical or acoustic measurement of the dimensions of the screw connections 26 , in particular their compared to the flange rings to be connected 24 and 25 up or down above components serve.

Die vorzugsweise innen hohl ausgebildeten Messköpfe 46 und 47 liegen an äußeren freien Ringflächen 50 der Flanschringe 24 und 25 mit ihren stirnseitigen, ebenen Kontaktflächen 48 an. Bei den gezeigten hohlen Messköpfen 46 und 47 sind die Kontaktflächen 48 ringartig ausgebildet.The preferably internally hollow measuring heads 46 and 47 lie on outer free ring surfaces 50 the flange rings 24 and 25 with their frontal, flat contact surfaces 48 at. With the hollow measuring heads shown 46 and 47 are the contact surfaces 48 ring-shaped.

Die gezeigten Messköpfe 46 und 47 sind so ausgebildet, dass die Messungen ausgehen von einer ebenen Bezugsfläche 49, die parallel zur Kontaktfläche 48 verläuft und von dieser beabstandet ist. Der Abstand der Bezugsfläche 49 zur Kontaktfläche 48 ist unveränderlich und aufgrund der geometrischen Gestalt der Messköpfe 46 und 47 bekannt. Vorzugsweise sind die Abstände bei beiden Messköpfen 46 und 47 gleich. Die Abstände der Messköpfe 46 und 47 untereinander, insbesondere ihre Kontaktflächen 48, sind ermittelbar durch Messung der Position des einschenkligen Arms 44 auf dem langen Schenkel 41 des Arms 40. Dieser Abstand ergibt sich wie bei einem Messschieber. Das Abstandsmaß der Messköpfe 46 und 47 ist beispielsweise auf dem langen Schenkel 41 derart skaliert, dass sich der Abstand der Kontaktflächen 48 bei ihren an den freien Ringflächen 50 der Flanschringe 24 und 25 der Flanschverbindung 13 anliegenden Kontaktflähen 48 ergibt.The measuring heads shown 46 and 47 are designed so that the measurements emanate from a flat reference surface 49 parallel to the contact surface 48 extends and is spaced therefrom. The distance of the reference surface 49 to the contact surface 48 is immutable and due to the geometric shape of the measuring heads 46 and 47 known. Preferably, the distances are at both measuring heads 46 and 47 equal. The distances of the measuring heads 46 and 47 with each other, especially their contact surfaces 48 , are determined by measuring the position of the monocle arm 44 on the long leg 41 of the arm 40 , This distance is like a vernier caliper. The distance measure of the measuring heads 46 and 47 is for example on the long thigh 41 scaled so that the distance of the contact surfaces 48 at their on the free annular surfaces 50 of the flange rings 24 and 25 the flange connection 13 adjacent contact surface 48 results.

Die Messköpfe 46 und 47 sind so ausgebildet, dass sie die Abstände ihrer Bezugsflächen 49 zu den Komponenten der Schraubverbindung 26 und den freien Ringflächen 50 der Flanschringe 24, 25 ermitteln. Der in der 4 obere Messkopf 46 ermittelt die Abstände von seiner Bezugsfläche 49 zur freien Ringfläche 50 des oberen Flanschrings 24, zur freien Stirnfläche des Schraubenschafts 29 der Schraube 27, zur oberen Stirnfläche der Mutter 30 und zur oberen Stirnfläche der sich unter der Mutter 30 befindenden Unterlegscheibe 31. Demgegenüber wird vom unteren Messkopf 47 der Abstand seiner Bezugsfläche 49 zur untenliegenden freien Ringfläche 50 des unteren Flanschrings 25, zur freien unteren Fläche des Schraubenkopfs 28 und zur oberen Fläche der unter dem Schraubenkopf 28 liegenden Unterlegscheibe 31 ermittelt.The measuring heads 46 and 47 are designed to match the distances of their reference surfaces 49 to the components of the screw connection 26 and the free ring surfaces 50 the flange rings 24, 25 determine. The Indian 4 upper measuring head 46 determines the distances from its reference surface 49 to the free ring surface 50 of the upper flange ring 24 , to the free end face of the screw shaft 29 the screw 27 , to the upper end face of the nut 30 and to the upper end face of the nut 30 Washer 31. In contrast, the lower measuring head 47 the distance of its reference surface 49 to the underlying free annular surface 50 of the lower flange ring 25 , to the free bottom surface of the screw head 28 and to the top surface of the washer below the screw head 28 31 determined.

Die Schwenkachse 45 zur Verbindung der beiden Teile des scharnierartigen Arms 44 lässt eine Ausrichtung der Messköpfe 46 und 47 relativ zueinander zu, und zwar so, dass die Messköpfe 46 und 47 mit ihren Kontaktflächen 48 vollständig, insbesondere vollflächig, an den freien Ringflächen 50 der Flanschringe 24, 25 anliegen, und zwar auch dann, wenn die freien Ringflächen 50 nicht - wie in den Figuren dargestellt - idealerweise parallel zueinander verlaufen sollten, sondern in Richtung zur Längsmittelachse der Turmsektion 10 leicht konvergieren und auch gegebenenfalls divergieren.The pivot axis 45 for connecting the two parts of the hinge-like arm 44 leaves an alignment of the measuring heads 46 and 47 relative to each other, in such a way that the measuring heads 46 and 47 with their contact surfaces 48 completely, in particular full surface, on the free ring surfaces 50 the flange rings 24 . 25 abut, even if the free ring surfaces 50 not ideally - as shown in the figures - should be parallel to each other, but slightly converge towards the longitudinal central axis of the tower section 10 and also diverge if necessary.

Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Ermittlung, insbesondere Prüfung, der Vorspannkraft einer vorgespannten betreffenden Schraubverbindung 26 näher erläutert.In the following, the inventive method for determining, in particular testing, the biasing force of a prestressed relevant screw 26 explained in more detail.

Die Vorspannkräfte der Schraubverbindungen 26 der Flanschverbindung 13 und gegebenenfalls auch der anderen Flanschverbindungen 16, 17, 18 der Turmsektion 10 werden im eingebauten Zustand in situ ermittelt und dabei die bestehenden vorgespannten Schraubverbindungen 26 geprüft. Es können alle Schraubverbindungen 26 der Flanschverbindung 13 und gegebenenfalls der weiteren Flanschverbindungen 16, 17 und 18 nacheinander auf gleiche Weise gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren überprüft werden, aber gegebenenfalls auch nur stichprobenartig ein Teil der Schraubverbindungen 26.The preload forces of the screw connections 26 the flange connection 13 and optionally also the other flange connections 16 . 17 . 18 the tower section 10 are determined when installed in situ and thereby the existing preloaded screw connections 26 checked. It can all screw connections 26 the flange 13 and optionally the other flange connections 16 . 17 and 18 one after the other in the same way according to the method of the invention are checked, but possibly also only randomly a part of the screw 26 ,

Die Prüfung der betreffenden vorgespannten Schraubverbindungen 26 erfolgt durch Ermittlung der Schalllaufzeit durch die vorgespannte Schraubverbindung 26 und Messung der relevanten Abmessungen der Schraubverbindung und der durch diese verbundenen Flanschringe 24, 25 mittels der Messeinrichtung 39. Mit der Messeinrichtung 39 wird vorzugsweise auch die Schalllaufzeit durch entsprechende Ultraschallsender und -empfänger ermittelt. Diese sind bevorzugt den Messköpfen 46 und 47 zugeordnet. Die Reihenfolge der Ermittlung der Abmessungen und der Schalllaufzeit kann beliebig sein. Es kann zuerst die Schallaufzeit gemessen werden oder es können auch zuerst die Abmessungen der Schraubverbindungen 26 und der Flanschringe 24, 25 bestimmt werden.The examination of the relevant prestressed screw connections 26 takes place by determining the sound propagation time through the preloaded screw connection 26 and measuring the relevant dimensions of the screw connection and the flange rings 24, 25 connected thereto by means of the measuring device 39 , With the measuring device 39 Preferably, the sound propagation time is determined by corresponding ultrasonic transmitter and receiver. These are preferably the measuring heads 46 and 47 assigned. The order of determination of the dimensions and the sound propagation time can be arbitrary. It can first be measured the sound propagation time or it can also first the dimensions of the screw 26 and the flange rings 24 . 25 be determined.

Die Abmessungen der Schraubverbindungen 26 sind erforderlich, um aus der gemessenen Schalllaufzeit durch die gesamte Länge der jeweiligen Schraube 27 die Schalllaufzeit durch den vorgespannten Abschnitt der jeweiligen Schraube der momentan geprüften Schraubverbindung 26 zu errechnen, und zwar bevorzugt längs der gesamten Klemmlänge 33 mit der beiden Unterlegscheiben 31 und dem Schraubenkopf 28 sowie der Mutter 30.The dimensions of the screw connections 26 are required to get from the measured sound propagation through the entire length of each screw 27 the sound propagation time through the prestressed section of the respective screw of the currently tested screw connection 26 to calculate, and preferably along the entire clamping length 33 with the two washers 31 and the screw head 28 as well as the mother 30 ,

Die zur Schraubenverbindung 26 von der Messeinrichtung 26 aufgenommenen Abmessungen bzw. Längen sind die Gesamtlänge der Schraube 27 zwischen der freien Stirnseite des Schraubenschafts 29 und der freien Fläche des Schraubenkopfs 28, also die Gesamtlänge der Schraube 27, die Schraubenkopfhöhe 51 und die Mutternhöhe 52 sowie die Dicke mindestens einer Unterlegscheibe 31 und der Schraubenüberstand 34. Die Gesamtlänge der Schraube 27 ergibt sich aus dem Abstand der Bezugsflächen 49 der Messköpfe 46 und 47 zueinander abzüglich der gemessenen Abstände der freien Fläche des Schraubenkopfs 28 von der Bezugsfläche 49 des Messkopfs 47 sowie der Stirnfläche des Schraubenschafts 29 von der Bezugsfläche 49 des Messkopfs 46. Die Schraubenkopfhöhe 51 ergibt sich aus der Differenz der gemessenen Abstände der freien Fläche des Schraubenkopfs 28 und der zum Schraubenkopf 28 gerichteten Seite der diesen zugeordneten Unterlegscheibe 31 zu jeweils der Bezugsfläche 49 des Messkopfs 47. Analog wird vom Messkopf 46 die Mutternhöhe 52 bestimmt. Das Maß des Schraubenüberstands 34 ergibt sich aus der Differenz des Abstands der Bezugsfläche 49 des Messkopfs 46 zur freien Seite der Mutter 30 und dem Abstand der Stirnfläche des Schraubenschafts 29 zur Bezugsfläche 49 des Messkopfs 46. Die Dicke der dem Schraubenkopf 28 zugeordneten Unterlegscheibe 31 ergibt sich aus der Differenz des Abstands der freien Ringfläche 50 des Flanschrings 25 zur Bezugsfläche 49 des Messkopfs 47 oder zum Abstand der Kontaktfläche 48 von der Bezugsfläche 49 des Messkopfs 47 zum Abstand der zum Schraubenkopf 28 weisenden Seite der Unterlegscheibe 31 zur Bezugsfläche 49 des Messkopfs 47. In analoger Weise wird die Dicke der unter der Mutter 30 sich befindenden Unterlegscheibe 31 ermittelt.The screw connection 26 from the measuring device 26 recorded dimensions or lengths are the total length of the screw 27 between the free end of the screw shaft 29 and the free surface of the screw head 28 So the total length of the screw 27 , the screw head height 51 and the nut height 52 and the thickness of at least one washer 31 and the screw overhang 34 , The total length of the screw 27 results from the distance of the reference surfaces 49 the measuring heads 46 and 47 to each other minus the measured distances of the free surface of the screw head 28 from the reference surface 49 of the measuring head 47 and the end face of the screw shaft 29 from the reference surface 49 of the measuring head 46 , The screw head height 51 results from the difference between the measured distances of the free surface of the screw head 28 and the screw head 28 directed side of this associated washer 31 to each of the reference surface 49 of the measuring head 47 , Analog is from the measuring head 46 the nut height 52 certainly. The measure of the screw projection 34 results from the difference of the distance of the reference surface 49 of the measuring head 46 to the free side of the mother 30 and the distance of the end face of the screw shaft 29 to the reference surface 49 of the measuring head 46 , The thickness of the screw head 28 associated washer 31 results from the difference of the distance of the free annular surface 50 of the flange ring 25 to the reference surface 49 of the measuring head 47 or the distance of the contact surface 48 from the reference surface 49 of the measuring head 47 to the distance to the screw head 28 pointing side of the washer 31 to the reference surface 49 of the measuring head 47 , In an analogous manner, the thickness of the under the nut 30 located washer 31 determined.

Aus der gemessenen Schalllaufzeit zwischen der freien Stirnseite des Schraubenkopfs 28 und dem Schraubenschaft 29 der spannungsbehafteten Schraube 27 der betreffenden eingebauten und vorgespannten Schraubverbindung 26 lässt sich aufgrund der messtechnisch von der Messeinrichtung 39 erfassten und dadurch bekannten Abmessungen der Schraube 27, der Mutter 30 und der Unterlegscheiben 31 die Schalllaufzeit entlang der gesamten Klemmlänge 33 der Schraube 27 der Schraubverbindung 26, die gemäß dem Diagramm in der 5 über die gesamte Klemmlänge 33 gleich ist, ermitteln. Auch lassen sich die zu den Enden des Schraubenkopfs 28 und der Mutter 30 hin allmählich auf „0“ abfallenden Vorspannkräfte im Bereich des Schraubenkopfs 28 und der Mutter 30 ermitteln. Schließlich ist derjenige Teil durch die gemessene Schraubverbindung 26, insbesondere die Schraube 27, bekannt, der nicht vorgespannt ist, weil es sich um den vorspannkraftfreien Schraubenüberstand 34 handelt.From the measured sound propagation time between the free end face of the screw head 28 and the screw shaft 29 the tensioned screw 27 the relevant installed and prestressed screw connection 26 can be due to the metrological of the measuring device 39 recorded and thus known dimensions of the screw 27 , mother 30 and washers 31 the sound propagation time along the entire clamping length 33 the screw 27 the screw connection 26 , which according to the diagram in the 5 over the entire clamping length 33 is equal to determine. Also, those can be attached to the ends of the screw head 28 and the mother 30 gradually decreasing to "0" biasing forces in the area of the screw head 28 and the mother 30 determine. Finally, that part is through the measured screw 26 , especially the screw 27 , known, which is not biased, because it is the prestressing force-free screw projection 34 is.

Mit der auf vorstehend beschriebene Weise ermittelten Schalllaufzeit durch die vorgespannte Schraubverbindung 26, nämlich die Schraube 27 derselben, wird die Schalllaufzeit durch eine unvorgespannte Schraube 27 und vorzugsweise auch Mutter 30 gleicher Abmessungen und gleichen Materials der in situ zu prüfenden Schraubverbindung 26 verglichen. Aus der Differenz der kürzeren Schalllaufzeit durch die vorgespannte, montierte Schraube 27 und/oder Mutter 30 mit der unbelasteten, also unvorgespannten Schraube 27 und/oder Mutter 30 kann ein der Vorspannkraft der zu prüfenden Schraubverbindung 26 entsprechender Spannungszustand der Schraubverbindung 26, insbesondere der Schraube 27 derselben, abgeleitet, insbesondere ermittelt werden.With the sound propagation time determined in the manner described above by the preloaded screw connection 26 namely the screw 27 same, the sound propagation time is through an unbiased screw 27 and preferably also mother 30 same dimensions and the same material the threaded connection to be tested in situ 26 compared. From the difference in the shorter sound propagation time through the preloaded, assembled screw 27 and / or mother 30 with the unloaded, so unbiased screw 27 and / or nut 30 can one of the biasing force of the screw to be tested 26 corresponding tension state of the screw 26 , especially the screw 27 the same, derived, in particular determined.

Die Laufzeit des Schalls durch die unbelastete Schraube 27 kann auf verschiedene Weise ermittelt werden:The duration of the sound through the unloaded screw 27 can be determined in several ways:

Wenn es Informationen darüber gibt, wie hoch die Schallgeschwindigkeit durch eine Schraube 27 ist, die vom Material her und den Abmessungen der Schraube 27 entspricht, deren Vorspannkraft ermittelt, insbesondere geprüft werden soll, kann unmittelbar diese bekannte Schalllaufzeit durch die unvorgespannte, unbeanspruchte Schraube herangezogen werden zum Vergleich mit der gemessenen Schalllaufzeit durch jede gemessene vorgespannte Schraube 27 der Flanschverbindung 13 oder einer anderen Flanschverbindung der Turmsektion 10.If there is information about how high the speed of sound is by a screw 27, the material and the dimensions of the screw 27 corresponds whose preload force is determined, in particular to be tested, can be used directly this known sound propagation time through the unbiased, unclaimed screw for comparison with the measured sound propagation time through each measured preloaded screw 27 the flange connection 13 or another flange connection of the tower section 10 ,

Falls die Schalllaufzeit durch die unbelastete Schraube 27 nicht bekannt ist, kann diese exemplarisch für eine vorhandene Ersatzschraube im unbelasteten Zustand derselben gemessen werden oder es wird die Schalllaufzeit durch eine sonstige unbelastete Schraube gleicher Abmessungen und gleichen Materials gemessen. Es reicht eine Messung einer unbelasteten Schraube, es können aber auch mehrere Messungen an einer gleichen unbelasteten Schraube oder verschiedener unbelasteten Schrauben gleicher Größe und gleichem Materials vorgenommen werden, woraus dann ein statistischer Mittelwert für die Schallgeschwindigkeit durch die unbelastete Schraube 27 errechnet wird.If the sound propagation through the unloaded screw 27 is not known, this can be measured by way of example for an existing spare screw in the unloaded state of the same or the sound propagation time is measured by another unloaded screw of the same dimensions and the same material. It is sufficient to measure an unloaded screw, but it can also be made several measurements on a same unloaded screw or different unloaded screws of the same size and the same material, then a statistical mean value for the speed of sound through the unloaded screw 27 is calculated.

Es ist auch denkbar, eine oder gegebenenfalls mehrere Schraubverbindungen 26 zu lösen und die Schalllaufzeit durch die dann unbelastete Schraube 27 zu messen. In diesem Falle wird bevorzugt zunächst die Schalllaufzeit durch die noch ungelöste, vorgespannte Schraube 27 der zu lösenden Schraubverbindung 26 gemessen und erst dann die Schraubverbindung 26 gelöst zur Ermittlung der Schalllaufzeit durch die dann unbelastete Schraube 27 derselben.It is also conceivable, one or possibly more screw 26 to solve and the sound propagation through the then unloaded screw 27 to eat. In this case, the sound propagation time is initially preferred by the still unsolved, preloaded screw 27 the screw connection to be solved 26 measured and only then the screw 26 solved to determine the sound propagation time through the then unloaded screw 27 the same.

Wenn aufgrund der vorher geschilderten Möglichkeiten die Schalllaufzeit durch die unbelastete Schraube gemessen werden muss, dient mindestens eine ausgebaute Schraube 27 oder eine Ersatzschraube oder eine sonstige Schraube, gegebenenfalls eine neue Schraube, mit gleichen Abmessungen und gleichen Materials der zu prüfenden Schraube 27 der Schraubverbindung 26 als Referenzschraube, an derer die Schallgeschwindigkeit durch die unbelastete, spannungsfreie Schraube ermittelt wird, um die Schalllaufzeit der Referenzschraube mit der Schalllaufzeit durch die jeweils zu prüfende vorgespannte Schraube 27 zu vergleichen.If, due to the previously described possibilities, the sound propagation time must be measured by the unloaded screw, at least one removed screw 27 or a spare screw or another screw, possibly a new screw, with the same dimensions and the same material of the screw to be tested 27 of the screw is used 26 as a reference screw, at which the speed of sound is determined by the unloaded, tension-free screw, by the sound propagation time of the reference screw with the sound propagation time through the preloaded screw to be tested 27 to compare.

Weil die gemessene Schalllaufzeit durch die ganze Länge der zu prüfenden, vorgespannten Schraubverbindung 26 die Schalllaufzeit durch den unbelasteten Schraubenüberstand 34 einschließt, aber aufgrund der Ermittlung der Abmessungen der Schraubverbindung 26 die Länge des Schraubenüberstands 34 bekannt ist, kann aus der Messung der Schalllaufzeit durch die unbelastete Schraube von dieser Schalllaufzeit der auf die Länge des Schraubenüberstands 34 entfallende Anteil der Schalllaufzeit abgezogen werden. Der gleiche Anteil der Schalllaufzeit durch die unbelastete Schraube wird dann für den Schraubenüberstand 34 von der Schalllaufzeit durch die vorgespannte, spannungsbelastete Schraube 27 abgezogen. Es werden dann gleiche Teillängen der Schalllaufzeit durch die spannungsbelastete, vorgespannte Schraube 27 und die Schalllaufzeit durch die unbelastete, spannungsfreie Schraube miteinander verglichen.Because the measured sound propagation time through the entire length of the to be tested, preloaded screw 26 the sound propagation time through the unloaded screw projection 34 includes, but due to the determination of the dimensions of the screw 26, the length of the screw projection 34 is known, can from the measurement of the sound propagation time by the unloaded screw of this sound propagation time on the length of the screw projection 34 be deducted proportion of the sound propagation time. The same proportion of the sound propagation time through the unloaded screw is then used for the screw projection 34 from the sound propagation time through the prestressed, tension-loaded screw 27 deducted. It will then equal partial lengths of sound propagation through the stress loaded, preloaded screw 27 and the sound propagation time through the unloaded, tension-free screw compared.

Analog werden beim in der 5 gezeigten linearen Spannungsabfall in der Mutter 30 und dem Schraubenkopf 28 die halbe Schraubenkopfhöhe 51 und die halbe Mutternhöhe 52 anteilig um die Schalllaufzeit entlang dieser Strecken durch die unbelastete Schraube reduziert. Es werden dann die Schalllaufzeit durch die unbelastete Schraube längs der Klemmlänge 33 und jeweils der halben Schraubenkopfhöhe 51 und der halben Mutternhöhe 52 verglichen mit der gemessenen Schalllaufzeit durch die spannungsbelastete, vorgespannte Schraube 27 längs der Klemmlänge 33 und der halben Schraubenkopfhöhe 51 sowie der halben Mutternhöhe 52. Die sich dann ergebende Schalllaufzeitdifferenz der Schalllaufzeit längs der entsprechenden Teillänge durch die unbelastete, spannungsfreie Schraube und der größeren Schalllaufzeit durch die gleiche Teillänge der vorgespannten, spannungsbehafteten Schraube 27 führt zum der ermittelten Vorspannkraft entsprechenden Spannungszustand der Schraubverbindung 26, insbesondere ihrer betreffenden Schraube 27.Analogously, when in the 5 shown linear voltage drop in the mother 30 and the screw head 28 half the screw head height 51 and half the nut height 52 Proportionally reduced by the sound propagation time along these routes by the unloaded screw. It will then the sound transit time through the unloaded screw along the clamping length 33 and each half the screw head height 51 and half nut height 52 compared to the measured sonic run time by the stress loaded, pre-tensioned screw 27 along the clamping length 33 and half the screw head height 51 and half the nut height 52 , The then resulting sound propagation time difference of the sound propagation time along the corresponding part length by the unloaded, tension-free screw and the greater sound propagation time by the same part length of the prestressed, voltage-loaded screw 27 leads to the determined preload corresponding voltage state of the screw 26 , in particular its relevant screw 27 ,

Wenn im Schraubenkopf 28 und in der Mutter 30 der jeweiligen Schraubverbindung 26 der Spannungsabfall zu den Enden gemäß der Darstellung der 5 linear ist und eine lineare Beziehung zwischen der zu ermittelnden Veränderung der Schallgeschwindigkeit (Δv) im Bereich des beanspruchten Schraubenmaterials besteht, ergibt sich die Veränderung der Schallgeschwindigkeit (Δv) wie folgt: $Δ v = \frac{S_{l} + S_{k / 2} + S_{m / 2}_{m}}{t - \frac{1}{V_{0}} \cdot (S_{k / 2} + S_{m / 2} + S_{ü})} - V_{0}$

If in the screw head 28 and in the mother 30 the respective screw connection 26 the voltage drop to the ends as shown in FIG 5 is linear and there is a linear relationship between the change in the speed of sound (Δv) to be detected in the area of the claimed screw material, the change in the speed of sound (Δv) is as follows:

Δ v = \frac{S_{l} + S_{k / 2} + S_{m / 2}_{m}}{t - \frac{1}{V_{0}} \cdot (S_{k / 2} + S_{m / 2} + S_{ü})} - V_{0}

Dabei bedeuten

t: - Laufzeit des Schalls
s_l: - Klemmlänge 33
s_k: - Schraubenkopfhöhe 51
s_m: - Mutternhöhe 52
s_ü: - Schraubenüberstand 34
v₀: - Schallgeschwindigkeit im Material einer nicht vorgespannten, spannungsfreien Schraube

Mean

t: - Duration of the sound
s _l: - clamping length 33
s _k: Screw head height 51
s _m: - nut height 52
s _ü: - Screw projection 34
v ₀: - Speed of sound in the material of a non-prestressed, tension-free screw

Nachdem eine Schraubverbindung 26 der Flanschverbindung 13 in vorstehend beschriebener Weise geprüft worden ist bzw. die Vorspannung derselben ermittelt wurde, werden alle übrigen Schraubverbindungen 16 der Flanschverbindung 13 oder stichprobenartig nur einige weitere Schraubverbindungen 26 der Flanschverbindung 13 in vorstehend beschriebener Weise geprüft.After a screw connection 26 the flange connection 13 has been tested in the manner described above or the bias of the same was determined, all the remaining screw 16 the flange connection 13 or randomly only a few more screw connections 26 the flange connection 13 tested in the manner described above.

Es kann auch die Vorspannkraft einzelner oder aller Schraubverbindungen übriger Flanschverbindungen 16, 17 und/oder 18 der Turmsektion 10 ebenso wie der Flansch 14 zur Rotor-Gondel-Baugruppe und/oder der Flansch 15 zum Fundament der Windkraftanlage in vorstehend beschriebener Weise ermittelt und/oder geprüft werden.It may also be the biasing force of individual or all screw connections remaining flange 16, 17 and / or 18 of the tower section 10 as well as the flange 14 to the rotor nacelle assembly and / or the flange 15 are determined and / or tested for the foundation of the wind turbine in the manner described above.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Turmsektiontower section
1111: unteres Sektionsteillower section section
1212: oberes SektionsteilUpper section section
1313: Flanschverbindungflange
1414: Flanschflange
1515: Flanschflange
1616: Flanschverbindungflange
1717: Flanschverbindungflange
1818: Flanschverbindungflange
1919: Turmabschnitttower section
2020: Turmabschnitttower section
2121: Turmabschnitttower section
2222: Turmabschnitttower section
2323: Turmabschnitttower section
2424: Flanschringflange
2525: Flanschringflange
2626: Schraubverbindungscrew
2727: Schraubescrew
2828: Schraubenkopfscrew head
2929: Schraubenschaftscrew shaft
3030: Muttermother
3131: Unterlegscheibewasher
3232: Paketlängepacket length
3333: Klemmlängeclamping length
3434: SchraubenüberstandScrew supernatant
3535: Vorspannkraftpreload force
3636: Abszisseabscissa
3737: Ordinateordinate
3838: Schallgeschwindigkeitspeed of sound
3939: Messeinrichtungmeasuring device
4040: Armpoor
4141: langer Schenkellong thigh
4242: kurzer Schenkelshort thigh
4343: LängsmittelachseLongitudinal central axis
4444: Armpoor
4545: Schwenkachseswivel axis
4646: Messkopfprobe
4747: Messkopfprobe
4848: Kontaktflächecontact area
4949: Bezugsflächereference surface
5050: freie Ringflächefree ring area
5151: SchraubenkopfhöheScrew head height
5252: Mutternhöhenut height

Claims

Method for determining the prestressing force of preloaded screw connections (26), wherein the longitudinal sound propagation through the relevant screw connection (26) is measured, characterized in that dimensions of components of the relevant screw connections (26) in the longitudinal direction thereof in addition to the sound propagation through the preloaded screw connection (26) are measured from these measurements, the sound transit time is determined longitudinally through the prestressed portion of the screw (27) of the screw connection (26), this determined sound running time with the sound propagation time of an unloaded screw on one of the length of the prestressed portion of the screw (27 ) corresponding length and from this comparison one of the biasing force corresponding voltage state of the screw (26) is determined.

Method according to Claim 1 , characterized in that from the sound propagation time through the unloaded, tension-free screw, the sound propagation time is derived by such a partial length of the unloaded screw, preferably calculated, which corresponds to the length of the stress-loaded portion of the prestressed screw (27).

Method according to Claim 1 or 2 , characterized in that dimensions of the relevant screw connection (26) are measured in the installed and prestressed state thereof.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the screw head height (51), the nut height (52), the screw projection (34) and optionally the thicknesses of washers (31) are measured as dimensions of the relevant screw connection (26).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that, in addition to measurements of the installed and / or prestressed screw connections (26), the package length (32) thereof is measured, preferably by measuring components bolted together by means of the respective screw connection (26), which measures the package length (32) of the relevant screw (26) pretend.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that from the measured dimensions of the relevant screw connection (26) of the voltage-loaded by the bias portion, preferably longitudinal portion of the screw (27) of the respective screw (26) is determined.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the dimensions of the relevant screw connection (26) and optionally the dimensions (32) and / or clamping length (33) of the screw connection (26) influencing dimensions of the screwed components of a measuring device (39) be measured mechanically, optically and / or acoustically, preferably starting from each side, in particular each end of the respective screw (26) by at least one each side and / or end of the screw (26) associated measuring head (46, 47) of the measuring device (39).

Method according to Claim 7 , characterized in that at least one measuring head (46, 47) of the measuring device (39) to at least one other measuring head (46, 47) of the measuring device (39) can be relatively moved, preferably by a transverse to a longitudinal central axis (43) of the screw (27) of the screw (26) extending pivot axis (45) can be pivoted.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the sound propagation time in the longitudinal direction through the entire screw (27) of the respective prestressed screw connection (26) between their opposite outer ends is measured, preferably in the installed state of the respective screw (26).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the sound propagation time is determined by such an unloaded screw (27) whose dimensions and material, preferably also the age corresponding to the relevant and / or pretested biased screw (27).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the sound propagation time is determined by the unloaded screw mathematically, empirically and / or by means of a sound propagation time measurement over the entire length of an unloaded screw, preferably a reference screw.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the sound propagation time is determined by the unloaded screw (27) on at least one tensioned screw (27), preferably a screw (27) of at least one dissolved, prestressed screw connection (26).

Method according to Claim 12 , characterized in that prior to releasing at least one prestressed screw (26) for determining the sound propagation through this by the release of unloaded screw (27) of this screw (26) the sound propagation through the still preloaded screw (27) in still unsolved, preloaded screw (26) is determined.

Use of the method according to at least one of Claims 1 to 13 for determining the pretensioning force and / or testing the prestressing of prestressed screw connections (26) of wind power installations, in particular screw connections (26) for connecting flanges (14, 15) and / or flange rings (24, 25) of flange connections (13, 16, 17, 18) of a tower section (10) of wind turbines.