CN109072878A - 连接体，风能设备塔环形段和用于连接两个风能设备塔环形段的方法 - Google Patents

连接体，风能设备塔环形段和用于连接两个风能设备塔环形段的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种连接体(300，400)、一种风能设备塔环形段(210)、一种风能设备塔部段(200)、一种风能设备塔(102)和一种风能设备(100)以及一种用于制造风能设备塔环形段并且用于连接两个风能设备塔环形段(210，220)的方法。特别地，本发明涉及一种连接体，即用于装入风能设备塔环形段(210)中的第一连接体(300，400)，所述连接体包括：锚杆(310，410)，所述锚杆具有第一端部(311，411)和第二端部(312，412)；设置在所述锚杆(310，410)的第一端部(311，411)上的连接法兰(430)，所述连接法兰用于将所述连接体(300，400)与第二连接体(301，401)连接，所述第二连接体已装入另一风能设备塔环形段(220)中，以便由此连接这两个风能设备塔环形段(210，220)，至少以便辅助其连接；和两个、三个或者更多个锚元件(313，413)，所述锚元件设置在所述锚杆(310，410)的邻接于所述第二端部(312，412)的部段中。

Description

连接体，风能设备塔环形段和用于连接两个风能设备塔环形 段的方法
技术领域
本发明涉及一种连接体、一种风能设备塔环形段、一种风能设备塔部段、一种风能设备塔和一种风能设备以及一种用于制造风能设备塔环形段并且用于将两个风能设备塔环形段连接的方法。此外，本发明涉及一种用于连接两个风能设备塔部段的方法和一种用于连接体的安装装置。
背景技术
风能设备基本上包括转子，所述转子包括至少一个转子叶片，所述转子叶片通过空气流转动运动从而经由电枢驱动发电机，其中发电机通常设置在吊舱内部。吊舱优选设置在塔上，所述吊舱构成为钢塔或构成为混凝土塔，其包括或者由钢筋混凝土和/或预应力混凝土构成。混凝土塔尤其是绝大部分由混凝土制成的塔，然而其中一些部段也能够由另一材料制造，优选由钢制造或者包括该材料。这种塔优选具有管状的几何形状，其中塔的直径沿着其纵向延伸部朝向吊舱减小。风能设备塔的直径有时能够超过8米。
塔通常包括多个风能设备塔部段，所述风能设备塔部段具有环形的几何形状，所述环形的几何形状具有限定的高度。构成环形的壁部还具有厚度。风能设备塔部段优选沿着塔的纵向延伸部彼此设置，使得端面基本上完全彼此贴靠。
风能设备塔部段通常包括多个风能设备塔环形段，以便通过具有较小的尺寸的构件尤其简便运输，尤其简便风能设备塔部段至风能设备的架设地点的交付。特别地，这涉及设置在塔的下部区域中的风能设备塔部段。风能设备塔部段例如能够由两个塔环形段组装而成，所述塔环形段例如分别形成风能设备塔部段的弧度为180度的区段。这些塔环形段优选在工业上预制为混凝土成品件并且在风能设备的架设地点构建塔时组装并且彼此连接。
塔环形段组装为，使得这些塔环形段形成环形的风能设备塔部段。在使用两个区段时，由于组装而产生两个基本上竖直伸展的分界部。分界部在如下部位处产生，在所述部位处，塔环形段通过其各两个对接部位彼此对接。在已知的塔环形段中，在这些对接部位处加强件和/或连接元件的部分通常部段地伸出，以便塔环形段在此能够彼此连接。所述连接优选通过锁销实现，所述锁销将一个塔环形段的从第一对接部位伸出的加强件与另一塔环形段的从第二对接部位伸出的加强件连接。留有的竖直接合部通常紧接着被涂抹砂浆。
术语风能设备塔环形段和塔环形段同义地使用，除非明确地另作说明。这类似地适用于风能设备塔部段和塔部段以及风能设备塔和塔。
在这种情况下，不利的是，这伴随有不仅在生产部分环形段方面而且在连接部分环形段方面高的耗费。此外，这类连接带来加强件或连接部段在该区域中腐蚀的风险，所述风险即使在小心地实施所述连接时也会出现。此外，部分环形段彼此间可达到的定位精度受限并且通常位于大约±10mm的范围中。此外，例如在温度低时涂抹砂浆会是成问题的。
整体上，连接，尤其螺旋连接，对于这种对接部或者在此产生的接合部而言，通常承受高的要求并且由于这一点大多承受短的维护间隔，所述短的维护间隔由于人员密集的实施而伴随着高的成本。
德国专利商标局在本申请的优先权申请中检索到下列现有技术：DE 10 2010 005991 A1和DE 20 2006 017 510 U1。
发明内容
由此，本发明基于如下目的，提供一种连接体、一种风能设备塔环形段、一种风能设备塔部段、一种风能设备塔和一种风能设备以及一种用于制造风能设备塔环形段并且用于连接两个塔环形段的方法，其减少或者克服了上述缺点中的一个或多个。特别地，本发明的目的是，供一种连接体、一种风能设备塔环形段、一种风能设备塔部段、一种风能设备塔和一种风能设备以及一种用于制造风能设备塔环形段并且用于连接两个塔环形段的方法，其减少连接用于风能设备塔的塔环形段的维护强度。此外，本发明的目的是，提供一种用于连接两个风能设备塔部段的改进的方法和一种用于连接体的改进的安装装置。
所述目的根据本发明的第一方面通过一种连接体，即用于装入风能设备塔环形段中的第一连接体来实现，所述连接体包括锚杆和两个、三个或者更多个锚元件，所述锚杆具有第一和第二端部、设置在锚杆的第一端部上的连接法兰，所述连接法兰用于将所述连接体与第二连接体连接，所述第二连接体装入另一风能设备塔环形段中，以便由此连接这两个风能设备塔环形段，至少用于辅助它们的连接，所述锚元件设置在锚杆的邻接于第二端部的部段中。
连接体构成用于装入风能设备塔环形段中。风能设备塔通常包括多个常规地彼此重叠设置的风能设备塔部段，所述风能设备塔部段尤其构成为外壳区段并且具有环形的几何形状。由于风能设备塔部段的有时大的直径，这些风能设备塔部段常常包括如下风能设备塔环形段，所述风能设备塔环形段是单个风能设备塔部段的环形部段。风能设备塔部段能够包括两个或者更多个风能设备塔环形段，其中尤其对于单个塔部段使用两个塔环形段是尤其优选的，使得塔环形段例如分别是塔部段的弧度为180度的区段。但是，风能设备塔部段也能够包括三个或者更多个塔环形段。塔环形段优选包括或由混凝土，尤其钢筋混凝土和/或预应力混凝土构成。塔环形段优选彼此连接为，使得风能设备塔满足对其提出的刚性要求。
本发明基于如下知识：在塔环形段的连接中的受力情况对必要的维护强度有实质性影响。低的维护强度的特征尤其在于，连接，尤其螺旋连接，仅须非常少地检查，也就是说，仅须在非常多的运行小时之后检查。特别地，螺旋连接在维护强度低时仅须在非常多的运行小时之后重新拧紧。在将连接设计为使得力基本上或者仅沿着连接元件的轴向方向伸展并且连接元件主要经受拉负载并且尤其能够降低剪负荷和/或剪切负荷时，提供明显减少的维护强度。这尤其适用于螺旋连接，其中螺钉于是主要或者仅经受轴向的拉负载。
连接体装入塔环形段中尤其引起：连接体的一部分基本上设置在塔环形段的内部，尤其设置在构成塔环形段的壁部的内部。塔环形段据此围绕连接体的一个部段，使得连接体基本上牢固地锚固在塔环形段中。连接体优选在塔环形段的生产工艺期间就已经装入该塔环形段中。
连接体的锚杆具有第一端部和第二端部，在所述第一端部和第二端部之间，锚杆纵向地延伸。锚杆的正交于锚杆的基本上纵向的轴线的横截面优选是矩形的，具有横向延伸部，所述横向延伸部基本上正交于纵向延伸部定向，并且具有基本上正交于纵向延伸部并且正交于横向延伸部定向的厚度。所述厚度与横向延伸部的厚度相比能够具有明显更小的尺寸，使得锚杆构成为拉长的板。此外优选的是，所述厚度具有如下尺寸，所述尺寸小于横向延伸部的尺寸。除此之外，所述厚度能够具有与横向延伸部的尺寸相同的尺寸，使得锚杆具有正方形的横截面。此外优选的是，所述厚度与横向延伸部的厚度相比能够具有更大的尺寸。此外优选的是，锚杆的横截面能够多边形地、圆形地、椭圆形地或者几何形状不限定地构成。
在锚杆的第一端部上设置有连接法兰。连接法兰构成用于，将连接体与第二连接体连接，所述第二连接体已装入到另一风能设备塔环形段中。连接法兰优选构成为基本上矩形的元件，所述矩形的元件具有平行于锚杆的横向延伸部的法兰横向延伸部、平行于锚杆的厚度的高度和平行于锚杆的纵向延伸部的法兰厚度。在此，优选法兰横向延伸部与锚杆的横向延伸部相比具有更大的尺寸，和/或优选所述高度与锚杆的厚度相比具有更大的尺寸。法兰横向延伸部和连接法兰的高度构成平面的延伸部，所述平面的延伸部的面法线基本上平行于锚杆的纵向延伸部伸展。
此外，锚杆优选居中地设置在连接法兰的平面的延伸部上，其中这能够涉及横向延伸部的中心和/或高度的中心。连接法兰的延伸部也能够不平行于之前提到的锚杆的延伸部伸展，使得在其之间分别产生弧度不为零的角度。除此之外，连接法兰也能够具有方形的、三角形的、多边形的或者椭圆形的横截面。替选地，优选连接法兰具有圆形的横截面，尤其圆环形的横截面。
与锚杆的外环周面相比，连接法兰的外部的环周面优选部段地或者完全地与锚杆的中轴线间隔更远。特别地，所述外部的环周面间隔成，使得固定机构能够引导穿过优选包含在连接法兰中的开口。连接法兰的厚度优选被确定为，使得该连接法兰能够吸收用于连接两个塔环形段的力。这尤其适用于在塔安装期间的力并且适用于在风能设备运行期间的力。
连接法兰此外优选具有构成用于容纳固定机构的开口。所述开口出于该目的正交于其穿通方向具有优选圆环形的横截面。此外优选的是，该横截面为切口状或者多边形。所述开口此外能够具有如下穿通方向，所述穿通方向基本上平行于连接法兰的平面的延伸部的面法线从而也基本上平行于锚杆的纵向延伸部。
连接法兰优选不可松开地或者替选地优选可松开地与锚杆的第一端部连接。不可松开的连接例如能够借助于焊接连接建立。此外，在锚杆和连接法兰的生产工艺中就已经能够建立所述连接，例如通过如下方式：两个部件由铸件和/或由单独一块原材料制成。可松开的连接优选借助于螺钉或者螺栓连接来实现。此外，所述连接能够借助于槽榫连接、滑键、燕尾槽连接和/或连接配件来实现。除此之外，存在形状配合的连接的可行性，所述形状配合的连接例如能够经由在锚杆的第一端部处的止挡件构成。
除此之外，为了将锚杆与连接法兰连接也能够使用第三构件，所述第三构件通过可松开的或者不可松开的连接将锚杆和连接法兰彼此连接。连接法兰与锚杆的连接尤其被确定为，使得该连接能够吸收用于连接两个塔环形段的力。这适用于在塔安装期间的力并且适用于在风能设备运行期间的力。
根据本发明，连接体具有两个、三个或者更多个锚元件，所述锚元件设置在锚杆的邻接于第二端部的部段中，使得锚元件优选位于锚杆的装入塔环形段中的部段中。锚元件尤其用于将锚杆锚固在塔环形段中，使得锚杆尤其能够沿着纵向方向吸收作用在锚杆的第一端部上的高的拉力，并且因此尽管施加拉力，但不沿着纵向方向实施任何明显的运动。锚元件优选基本上平行于风能设备塔的纵轴线定向并且还优选正交于锚杆的纵轴线定向。
为了通过锚元件确保锚杆在塔环形段中的可靠的锚固，需要相应地将锚元件固定在锚杆上。优选地，锚元件固定在锚杆上，使得作用到锚杆上的拉力，尤其作用于第一端部上的拉力，被导入到锚元件中并且经由这些猫元件被导入到塔环形段中。因此，锚元件优选不可松开地并且刚性地分别与锚杆连接，例如借助于焊接连接。
连接体的材料优选尤其适合于吸收拉力并且适合于装入包含混凝土的体部中。优选地，连接体或者连接体的各个组成部分包括金属材料，所述金属材料优选是钢，尤其是不锈钢和/或有色金属，或者由这些材料中的一种或者这些材料的组合构成。替选地，连接体或者连接体的各个组成部分包括一种或多种塑料或者由一种或多种塑料构成。此外优选地，锚杆和/或连接法兰和/或锚元件包括不同的材料或者由这些不同的材料构成。
根据本发明的连接体的应用领域能够超出塔环形段的连接。此外可行的是，使用连接体以将两个风能设备塔部段彼此连接，所述风能设备塔部段在竖直方向上彼此相邻地设置并且构成水平的对接。出于该目的，连接体在风能设备塔部段中基本上平行于塔的纵向延伸部设置，使得引起连接体的沿着力方向的连接，所述力方向基本上平行于塔的延伸部伸展。对于这种应用情况，其余在此所描述的实施方案相应地适用，然而关于90°旋转的装入位置，尤其关于参照水平的、竖直的、下部的和/或上部的定向方向等的实施方案，具有相应的调整。
在连接体的一个优选的实施方案变型形式中提出，锚元件基本上正交地远离锚杆的纵轴线延伸。锚元件据此以弧度为90度的角度远离锚杆的纵轴线延伸。优选地，各两个锚元件沿着纵向方向在锚杆的相同的部位处在两个相反的、平行伸展的方向上远离锚杆延伸。替选地，优选各两个锚元件在锚杆的纵向方向上错开地在两个相反的、平行伸展的方向上远离锚杆延伸。锚元件的延伸部据此能够是始终平行的。替选地，优选延伸部不平行地，优选彼此垂直地伸展。锚元件的正交于锚杆的纵轴线的设置尤其是如下有利的，因为由此连接体和塔环形段的连接被尤其强地加固。
在连接体的另一优选的实施方案变型形式中提出，锚元件构成为头螺栓。头螺栓，也称为头螺栓销，通常是具有销的元件，所述销正交于其纵轴线具有优选圆形的横截面，所述横截面在其纵向延伸部的一端处具有该横截面的加厚部。借助于其纵向延伸部的另一端，头螺栓优选固定在锚杆上，其中这种固定优选可松开地或者替选地优选不可松开地构造。尤其优选的是焊接技术方面的连接，其中在此尤其使用电弧螺栓焊接。头螺栓优选由金属材料，尤其由钢制造，尤其优选由不锈材料制造。此外，优选头螺栓由塑料制造。
一个优选的实施方案变型形式提出，在锚杆的上侧上并且在锚杆的下侧上优选相对置地分别设置有相同数量的锚元件。锚杆的上侧具有基本上平行于风能设备塔的纵轴线伸展的面法线，并且该面在风能设备的安装状态中朝向风能设备的吊舱。锚杆的下侧具有基本上平行于风能设备塔的纵轴线伸展的面法线，并且该面在风能设备的安装状态中朝向风能设备的地基。优选地，各两个锚元件具有相同的纵轴线，使得这些锚元件相对置地设置，在所述各两个锚元件中的一个设置在上侧上而一个设置在下侧上。
一个尤其优选的实施方案变型形式提出，连接法兰具有两个开口，所述开口构成用于分别由固定机构穿过。所述开口优选具有基本上平行于锚杆的纵向延伸部伸展的穿通方向。所述开口还优选具有正交于通过方向的横截面，所述横截面优选是圆形的，尤其是圆环形的。替选地，优选所述横截面切口状地或者多角地构成。所设有的固定机构能够穿过这些开口。
所述开口优选构成为贯通口，使得这些开口具有进入区域和与进入区域不同的离开区域。还优选的是，所述开口构成为盲口，优选构成为盲孔。尤其优选地，所述两个开口设置为使得引导穿过这些开口的固定机构在安装状态中并且在运行状态中可通过操作者例如出于维护目的够到。特别地，固定机构可借助于固定设备等够到。
连接体的在此所描述的几何形状就本申请而言也包括如下设计方案，其中形状匹配于塔环形段的或塔部段的环形形状，更确切地说，连接体的锚杆相应地沿着塔环形段的或塔部段的环周方向定向。然而，由于部分环形段的或塔部段的通常相比于连接体的尺寸明显更大的半径，这些实施方案也包括到在此所描述的几何形状中。说明，如正交和其它关于几何形状的说明，在匹配于塔环形段的或塔部段的环形形状的设计方案中应理解为是相应调整的。
在另一优选的实施方案变型形式中提出，连接法兰的开口分别具有内螺纹。内螺纹尤其安置在连接法兰的开口的内环周面处或内环周面中。内螺纹尤其用于容纳固定机构，其中该固定机构优选具有圆环形的横截面，所述横截面具有外环周面。特别地，该外环周面具有与内螺纹相对应的外螺纹。内螺纹优选完全地从开口的进入区域延伸至离开区域，使得与相对应的外螺纹的固定机构能够部分地或者完全地旋拧穿过开口和/或旋入开口中。
在另一尤其优选的实施方案变型形式中提出，锚杆正交于其纵轴线具有圆形的或者矩形的横截面。圆形的横截面优选能够具有围绕中轴线，优选围绕锚杆的纵轴线的恒定的半径。此外，围绕该中轴线的半径也能够变化，使得例如产生椭圆形的横截面。矩形的横截面优选具有四个相同的角，所述角分别由锚杆横截面的两条棱边形成。在锚杆横截面的四条棱边中，相对置的棱边优选分别具有相同的尺寸。
另一尤其优选的实施方案变型形式提出，连接法兰和/或锚元件材料配合地与锚杆连接，优选通过焊接。材料配合的连接将接合配对件连接为，使得接合配对件通过原子力和/或分子力保持在一起。材料配合的连接例如能够钎焊、粘接、硫化和/或焊接产生。焊接和焊接的子类，尤其熔焊和压焊，是尤其适合的，以便接合大多数金属材料。
在另一优选的实施方案变型形式中提出，连接法兰和/或锚元件和/或锚杆具有钢或者由钢构成。此外尤其优选的是，连接法兰和/或锚元件和/或锚杆包括铸造原料或者铸造材料或者由其构成。此外，连接法兰和/或锚元件和/或锚杆能够由有色(NE)金属，例如专用合金构成或者包括这些专用合金。此外优选的是，连接法兰和/或锚元件和/或锚杆能够由塑料构成或者包括该塑料，其中尤其优选的是具有高抗拉强度的塑料，例如纤维增强塑料。此外，连接法兰和/或锚元件和/或锚杆能够由混凝土，尤其高强度混凝土构成或者包括该混凝土。
根据本发明的另一方面，一开始提到的目的通过一种风能设备塔环形段来实现，其中塔环形段构成为外壳元件，并且优选构成为混凝土体，其具有两个对接部位以将至少一个另外的塔环形段接安置在对接部位上，并且在每个对接部位的区域中具有至少一个留空部，其中在每个对接部位的区域中，分别将连接体，尤其根据上述实施方案变型形式中的至少一个所述的连接体，装入到塔环形段中，使得锚杆的第二端部借助于锚元件隐藏在塔环形段中而锚杆的第一端部借助于连接法兰伸出到留空部中。
优选构成为混凝土体的风能设备塔环形段尤其是加强的混凝土体并且尤其是钢筋混凝土体和/或预应力混凝土体。此外，优选风能设备塔环形段作为混凝土成品件存在，所述混凝土成品件在工业上尤其是预制的。
塔环形段在至少两个基本上竖直的对接部位处对接另一塔环形段。至少两个竖直的对接部在此优选并且基本上具有与塔部段的高度相同的竖直尺寸。在所述对接部位处，分别存在至少一个留空部，所述留空部优选一部分设置在第一塔环形段中而另一部分设置在第二塔环形段中。优选根据本发明的连接体的两个第一端部伸入留空部中，所述连接体已分别装入到两个不同的、优选相邻的塔环形段中。设置在第一端部上的连接法兰用于将塔环形段彼此连接，其方式是，连接法兰通过固定机构彼此连接。
根据本发明的另一方面，一开始提到的目的通过一种风能设备塔部段来实现，所述风能设备塔部段包括至少一个第一和第二风能设备塔环形段，尤其根据上述方面的第一和第二塔环形段，其中这两个塔环形段分别构成为外壳元件并且优选构成为混凝土体，并且通过其对接部位在至少一个基本上竖直的对接部处彼此对接，其中连接体，尤其根据上述实施方案变型形式中的至少一个所述的连接体，分别在每个对接部位的区域中装入第一和第二塔环形段中，使得锚杆的第二端部借助于锚元件隐藏在塔环形段中而锚杆的第一端部借助于连接法兰伸出到留空部中，并且其中在对接的区域中，第一和第二塔环形段的连接体的连接面彼此连接。
塔部段优选构成为塔环，所述塔环构成完整的圆并且正交于塔环的半径具有高度。塔环优选基本上通过壁部形成，其中构成外环周面和内环周面。塔部段还至少包括第一和第二塔环形段，所述塔环形段在总共两个塔环形段的情况下分别例如具有弧度为180度的角延伸部。除此之外，产生如下可行性：塔部段也包括多于两个的塔环形段，其中塔环形段优选总计具有弧度为360度的角延伸部。将塔部段分为塔环形段尤其提供简便运输的优点，因为具有特定直径的塔部段可不再在常用的运输路径上常规地运送。
塔环形段优选分别构成为外壳元件，优选构成为混凝土体。优选的混凝土体还优选构成为加强的混凝土体，尤其构成为钢筋混凝土体和/或预应力混凝土体。除此之外，优选的混凝土体优选能够设置为混凝土成品件，使得该混凝土成品件能够在工业上预制。
塔环形段通过其对接部位在至少一个基本上竖直的对接部处彼此对接。至少一个竖直的对接部在此优选并且基本上具有与塔部段的高度相同的竖直尺寸。在两个例如分别具有弧度为180度的角延伸部的塔环形段的情况下，塔部段包括总共两个基本上竖直的对接部。每个塔部段的对接部的数量随着每个塔部段的塔环形段的数量提高与之相应地提高。
在对接部的区域中设置有留空部。留空部优选一半设置在邻接于对接部的第一塔环形段中而另一半设置在邻接于对接部的第二塔环形段中。留空部优选具有匹配于连接体的几何形状，例如方形的几何形状，其中留空部的尺寸优选大到使得连接法兰在安装状态中不与留空部的外边缘接触。这尤其是有利的，因为连接由此基本上经受拉负载并且在考虑上述认知的情况下实现低维护的连接。
风能设备塔部段的连接体优选根据本发明的上述方面中的一个构成。在另一实施方案变型形式中，在对接部处设有多于一个的留空部。当塔部段具有允许设有多于一个留空部的高度时，这是尤其优选的。在各个对接部处的留空部优选在竖直方向上彼此重叠地设置并且优选分别具有竖直的间隔。
根据本发明，第一和第二塔环形段的连接体的第一端部伸入留空部中，使得设置在第一端部上的连接面能够彼此连接。
风能设备塔部段的一个优选的实施方案变型形式提出，第一和第二塔环形段的连接体的连接法兰经由固定机构，优选可松开地彼此连接或者已经经由固定机构彼此连接。连接法兰优选分别具有开口，尤其分别具有两个开口，所述开口能够由固定机构穿过。一个连接法兰的各一个开口优选具有与另一连接法兰的开口相同的中轴线，使得这两个开口优选并且基本上共轴地设置。固定机构优选通过两个共轴地设置的开口引入。尤其优选的是可松开的固定机构，其中该固定机构尤其构成为可旋拧的固定机构。
根据本发明的另一方面，一开始提到的目的通过一种风能设备塔实现，所述风能设备塔包括根据上述方面中的至少一个所述的多个常规地彼此重叠设置的风能设备塔部段，其中优选相邻的塔部段的对接部彼此错开地设置。错开是指，两个彼此重叠地设置的塔部段的对接部的接合不是在竖直方向上彼此重叠地设置。彼此错开地设置的对接部能够提高塔的刚性。
根据本发明的另一方面，一开始提到的目的通过一种风能设备实现，所述风能设备包括根据上述方面所述的风能设备塔。风能设备通常除了塔外还具有设置在塔上的吊舱，所述吊舱具有空气动力学的转子，所述转子具有大多三个转子叶片和优选一个整流罩。空气动力学的转子通常在风能设备运行时通过风置于旋转运动从而通常也使发动机的转子或电枢旋转，所述发电机通常能够直接或间接与空气动力学的转子耦联。电发电机大多设置在吊舱中，以便产生电能。
根据本发明的另一方面，一开始提到的目的通过一种用于制造风能设备塔环形段，尤其根据上述方面中的至少一个所述的风能设备塔环形段的方法来实现，所述方法包括：准备用于制造塔环形段的混凝土模具或者模板；在混凝土模具或者模板中定位连接体，尤其根据上述实施方案变型形式中的至少一个所述的连接体，使得连接体的锚杆的第一端部借助于连接法兰从设置在对接部位的区域中的留空部伸出；用混凝土填满混凝土模具或模板；使混凝土硬化；以及从混凝土模具或者模板中取出塔环形段。
尤其优选的是，使用加强的混凝土，其中优选在用混凝土填充和/或填满混凝土模具和/或模板之前，对加强件进行定位。必要时也能够同时生产多个塔区段，所述塔区段在其硬化和取出之后彼此分开，其中塔环形段优选在混凝土模具或者模板中像它们常规地设置在风能设备塔部段和/或风能设备塔中那样彼此设置。
根据本发明的另一方面，一开始提到的目的通过一种用于将两个塔环形段连接为风能设备塔部段，尤其连接为根据上述方面中的至少一个所述的风能设备塔部段的方法，所述方法包括：提供至少一个第一和第二风能设备塔环形段，尤其根据上述方面中的至少一个所述的第一和第二风能设备塔环形段；以及将第一和第二风能设备塔环形段的这两个连接法兰彼此连接。将这两个连接法兰彼此连接优选借助于固定机构，尤其借助于螺旋连接来实现。
根据本发明的另一方面，一开始提到的目的通过一种用于连接两个风能设备塔部段的方法来实现，所述风能设备塔部段在竖直方向上彼此相邻地设置并且构成水平的对接部。出于该目的，连接体在风能设备塔部段中基本上平行于塔的纵向延伸部设置，使得引起连接体沿着力方向的连接，所述力方向基本上平行于塔的延伸部。对于这种应用情况，其余在此所描述的实施方案是相应适用的，然而关于90°旋转的装入位置，尤其关于参照水平的、竖直的、下部的和/或上部的定向方向等的实施方案，具有相应的调整。
根据本发明的另一方面，一开始提到的目的通过一种用于之前所描述的连接体的安装装置来实现，所述安装装置具有：第一安装元件，所述第一安装元件包括至少一个第一止挡件，在所述第一止挡件处，至少两个第一凸出部彼此间隔开地设置在第一止挡件的相同侧上；第二安装元件，所述第二安装元件包括第二止挡件，在所述第二止挡件处，至少两个第二凸出部彼此间隔开地设置在第二止挡件的相同侧上，其中第一凸出部和第二凸出部相对置地设置和构成用于将两个所连接的连接体的锚杆沿着正交方向在第一和第二止挡件之间夹紧。
安装装置尤其用于，在安装状态中吸收力，尤其剪切力，在运行状态中的连接应当是基本上不受到所述力的。然而，在安装状态中，当例如所连接的塔环形段要移位或者运动，能够有意义并且期望的是，传输这些力，以便也在该方向上确保连接的足够高的稳定性。在安装结束后完成的装入状态中，安装装置优选被再次移除，以便减少或避免在该方向上的力传输从而明显减少连接的维护强度。
安装装置为此具有两个安装元件，所述安装元件具有止挡件，所述止挡件例如能够构成为板并且优选彼此对置。这些止挡件优选具有朝向彼此的、正交于板定向的凸出部，所述凸出部优选可正交于止挡件扩张，使得两个所连接的连接器的锚杆能够在其之间夹紧。凸出部例如能够如在上文中所阐述的那样构成为在螺纹套筒中引导的保持元件。
根据一个优选的改进形式提出，安装装置如下构成：具有第一安装元件，所述第一安装元件包括第一止挡件，在所述第一止挡件处，至少两个分别具有螺纹的第一螺纹套筒彼此间隔开地设置在第一止挡件的相同侧上；第二安装元件，所述第二安装元件包括第二止挡件，在所述第二止挡件上，至少两个下部的分别具有螺纹的螺纹套筒彼此间隔开地设置在第二止挡件的相同侧上，其中在第一和第二螺纹套筒上分别设置保持元件，其中保持元件分别具有与螺纹套筒的螺纹相对应的螺纹，并且保持元件设置和构成用于关于螺纹套筒的中轴线实施轴向运动，在所述螺纹套筒上设置有保持元件。
对于这些其它方面和其可行的改进形式的其它优点、实施方案变型形式和实施方案细节也参照之前对连接体的相应的特征和改进形式的描述。
附图说明
本发明的优选的实施方案变型形式示例性地根据附图阐述。附图示出：
图1示出风能设备的示意图；
图2示出塔部段的水平的部分剖视图；
图3示出连接体的纵剖视图；
图4示出两个连接法兰的竖直剖视图；
图5示出两个连接法兰的水平剖视图；
图6示出连接法兰的另一视图；
图7示出根据图4的具有安装装置的两个连接法兰的竖直剖视图；以及
图8示出根据图7的安装装置的安装元件的俯视图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的风能设备的示意图。风能设备100具有塔102和在塔102上的吊舱104。在吊舱104上设置有空气动力学的转子106，所述转子具有三个转子叶片108和一个整流罩110。空气动力学的转子106在风能设备运行时通过风置于旋转运动从而也使发电机的转子或电枢旋转，所述发电机直接或间接与空气动力学的转子106耦联。电发电机设置在吊舱104中并且产生电能。塔102包括多个塔部段200，所述塔部段基本上由第一塔环形段210和第二塔环形段220构成。塔环形段在第一对接部250和第二对接部(未示出)处彼此对接。
图2示出塔部段200的水平的部分剖视图。塔部段200包括第一塔环形段210和第二塔环形段220。这些塔环形段在竖直的对接部250处彼此对接。第一塔环形段210具有第一连接体300并且第二塔环形段220具有第二连接体301。
第一连接体300包括第一锚杆310，所述第一锚杆从第一端部311延伸至第二端部312。锚杆310具有基本上矩形的几何形状，其中该锚杆具有轻微的弯曲，因为锚杆基本上平行于塔环形段210的壁部伸展。锚杆还具有锚元件313，所述锚元件正交于锚杆310且平行于塔部段200的纵轴线伸展，并且设置在邻接于第二端部312的区域中。总共十个锚元件313设置在锚杆310上，其中五个设置在上侧上且五个设置在下侧上，其中具有锚元件的下侧未绘出。第一连接体300通过其第二端部312和与其邻接的、具有锚元件313的区域设置在第一塔环形段210内部。
第二连接体301同样具有锚杆320，所述第二锚杆具有第一端部321和第二端部322，其中同样在邻接于第二端部322的区域中设置有锚元件323。第二连接体301同样平行于塔环形段210的壁部设置并且通过其第二端部322和与其邻接的、具有锚元件323的区域设置在第二塔环形段220内部。
塔部段200在对接部250处还包括留空部230，所述留空部一半引入第一塔环形段210内部而另一半引入第二塔环形段内部。锚杆通过其第一端部311、321伸入留空部230中并且彼此连接。
如尤其在图2中所看到的那样，连接体300，301的形状匹配于塔环形段20的环形形状，使得锚杆311、312相应地沿着塔环形段200的环周方向定向。然而，由于部分环形段或塔部段的半径通常相比于连接体的尺寸明显更大，这些实施方案也包括到在此所描述的几何形状中。特别地，说明，如正交和其它几何形状的说明，在连接体300，301的这些匹配于塔环形段200的环形形状的设计方案中应理解为是相应调整的。
图3示出具有锚杆410的连接体400的另一实施方案变型形式的纵剖视图，其中锚杆410纵向地沿着纵向延伸部L从第一端部411延伸至第二端部412并且正交于所述纵向延伸部具有厚度D。在锚杆410的第一端部411处设置有第一连接法兰430，所述第一连接法兰具有平行于锚杆410的厚度D的高度H。第一连接法兰430的高度H的尺寸大于锚杆410的厚度D。第一连接法兰430的高度H的尺寸被选择为，使得固定机构451，452，在此即螺钉，能够导入到在连接法兰430中所引入的贯通孔471，472中。贯通孔471，472具有平行于锚杆410的纵向延伸部伸展的穿通方向。
此外，在第一连接法兰430上设置有第二连接法兰440。第二连接法兰440是第二连接体的组成部分，第二连接法兰440设置在所述第二连接体的锚杆420上。第二连接法兰440类似于第一连接法兰430设计。连接法兰430、440彼此连接为，使得固定机构451导入或者部分地引导穿过第一连接法兰430的上部的贯通孔471和第二连接法兰440的上部的贯通孔481，并且固定机构452导入或者部分地引导穿过第一连接法兰430的下部的贯通孔472和第二连接法兰440的下部的贯通孔482。上部的贯通孔471，481具有共同的通道。下部的贯通孔472，482同样具有共同的通道。固定机构451，452在出口侧上通过相应的元件461，462稳固，使得建立第一和第二连接法兰430，440之间的连接。优选地，选择螺钉作为固定机构并且选择螺母作为相应的元件。第一连接法兰430与第二连接法兰440的连接优选在第二塔环形段的留空部中进行。补充地或者替选地，贯通孔471，472和/或贯通孔481，482具有内螺纹，固定机构451，452能够旋入所述内螺纹中。
在邻接于第一锚杆410的第二端部412的区域中，设置有总共四个第一锚元件413，所述第一锚元件在此构成为头螺栓。第一锚元件413沿着平行于第一锚杆410的厚度D的方向正交地远离第一锚杆410延伸。在第一锚杆410的一侧上存在两个第一锚元件413并且与其相对置地在第一锚杆410的另一侧上存在另外两个第一锚元件413。
图4示出两个连接法兰430，440的竖直剖视图，所述连接法兰借助于固定机构451，452和相应的元件461，462彼此连接并且是第一连接体400或第二连接体401的组成部分。第一连接法兰430与第一锚杆410连接而第二连接法兰440与第二锚杆420连接，其中所述连接设置在留空部230内部。因为锚杆410，420装入塔环形段210，220(在图4中仅部分地示出)中并且锚固在其中，所以这种设置用于将塔环形段210，220在对接部250上彼此连接。
图5示出图4中的具有第一和第二锚杆410，420的这两个连接法兰430，440的水平剖视图，所述连接法兰和所述锚杆设置在留空部230中。图6示出连接法兰440和锚杆420的另一视图，所述连接法兰和所述锚杆设置在留空部230中。
通过第一连接体300，400与第二连接体301，401的连接，实现塔环形段210，220的少维护的连接。少维护的连接的特征在于，相比于传统的连接具有长的维护周期，其中在两次维护之间的时间段是相对长的。由此一方面由于更稀少的人员密集的维护动作而产生成本更低的优点而另一方面提高了风能设备的安全性。
因此，在使用根据本发明的连接体时，维护周期尤其具有较长的时间段，因为基本上平行于锚杆310，320，410，420的纵向延伸部伸展的力作用于连接部位，在所述连接部位处，第一锚杆310，410与第二锚杆320，420连接。连接部位是如下部位，在所述部位处，第一锚杆310，410的第一端部311，411与第二锚杆320的第一端部321通过第一连接法兰430和第二连接法兰420以及将连接法兰连接的固定机构451，452和与这些固定机构相对应的元件461，462连接。
基本上平行于锚杆310，320，410，420的纵向延伸部伸展的、用于连接两个相邻的塔环形段210，220的力，此外通过如下方式实现：锚杆310，320，410，420的第一端部311，321，411和连接法兰430，440设置在留空部230中，所述留空部提供围绕锚杆310，320，410，420的纵向延伸部的自由空间从而减少尤其在连接法兰430，440的部位处剪力和/或剪切应力通过连接体传输或传输到连接体上，从而连接，优选螺旋连接，不必吸收剪力和/或剪切应力或者仅吸收非常小的剪力和/或剪切应力。已经证实，不必吸收剪力和/或剪切应力或者仅吸收小的剪力和/或剪切应力的连接具有明显低的维护强度。这种有利的设置尤其从图4、5和6中可见。在对接部250处彼此碰到的塔环形段210，220由此能够可靠地并且以低的维护强度连接。
此外，留空部230和在该留空部中进行的连接，优选螺旋连接，实现简单且可靠地检查连接，因为该连接对于执行维护的人员而言是清楚可见的。这一方面引起连接的检查伴随更少的时间耗费。另一方面，通过进行检查的人员检查连接伴随更好的说服力，因为所述连接直接可见从而检查具有更高的有效性。由此，进一步提高了风能设备100的安全性。这尤其相对于塔环形段的迄今为止的连接是有利的，所述迄今为止的连接通常被涂抹砂浆从而是不可见的。
图7示出根据图4的具有安装装置的两个连接法兰的竖直剖视图。安装装置50包括第一安装元件510和第二安装元件520。第一安装元件510包括第一止挡件511，所述第一止挡件构成为板。第一止挡件511从第一端部5111延伸直至第二端部5112。在邻接于第一端部5111的区域中设置有第一螺纹套筒512(在此在左侧示出)，使得第一螺纹套筒512设置在第一止挡件511的端部5111上，所述第一螺纹套筒朝向第一锚杆410。该第一螺纹套筒512与第一止挡件511的连接在此通过焊缝来实现。
在邻接于第一止挡件511的第二端部5112的区域中设置有另一第一螺纹套筒515，所述另一第一螺纹套筒设置在止挡件511的与其它第一螺纹套筒512相同一侧上(在此在右侧示出)，使得所述另一第一螺纹套筒511设置在第一止挡件511的端部5112上，所述另一第一螺纹套筒朝向第二锚杆420。所述另一第一螺纹套筒515同样具有内螺纹。除此之外，在第一螺纹套筒512上设置有第一保持元件513，并且在所述另一第一螺纹套筒515上设置有另一第一保持元件516。保持元件513，516分别具有与螺纹套筒512，515的内螺纹相对应的外螺纹并且分别部分地旋入螺纹套筒中。
第二安装元件520原则上具有与第一安装元件510相同的构造。第二止挡件521从第一端部5211延伸至第二端部5212，其中在邻接于这两个端部5211和5212的区域中设置有第二螺纹套筒522，525。第二螺纹套筒522，525同样具有内螺纹，其中第二保持元件523，526旋入第二螺纹套筒522中。保持元件513，516，523，526在该实施例中还分别具有第一或第二六边形514，517，524，527，所述第一或第二六边形设置在保持元件的背离所属的止挡件511，521的一端上从而能够贴靠在锚杆410，420上。
第一和第二安装元件510，520设置在至少两个塔环形段的对接部的区域中的留空部中。所述设置进行为，使得从第一端部至第二端部的延伸部基本上平行于锚杆的纵向延伸部伸展。此外，第一和第二安装元件510，520设置为，使得一个第一螺纹套筒512的中轴线和一个第二螺纹套筒522的中轴线与第一锚杆410相交。这引起：保持元件513，523在足够的突出长度的情况下贴靠在锚杆410上。通过保持元件的旋转，例如在六边形514，524处的旋转，能够通过所产生的轴向运动实现锚杆的基本上竖直的运动。
相同的结果能够通过旋转另一第一保持元件516和另一第二保持元件526来实现，其方式是：例如在六边形517，527处旋转。通过锚杆的竖直运动，设置在锚杆430，440上的连接法兰430，440能够定向为，使得设置在法兰中的上部的贯通孔471，481具有共同的贯通轴线，并且设置在法兰中的下部的贯通孔472，482同样具有共同的贯通轴线。由此大大简化借助于固定机构451，452和相对应的元件461，462的法兰连接。
图8示出根据图7的安装装置的安装元件的俯视图。安装元件510具有在第一端部5111和第二端部5112之间的纵向延伸部。此外，安装元件510正交于该纵向延伸部具有宽度。所述纵向延伸部和宽度展开具有面正交线的面，其中在该面上设置两个第一螺纹套筒512，515，其中螺纹套筒512，515的中轴线基本上平行于面正交线伸展。
附图标记列表
100 风能设备
102 塔
104 吊舱
106 转子
108 转子叶片
110 整流罩
200 塔部段
210 第一塔环形段
220 第二塔环形段
230 留空部
250 对接部
300，400 第一连接体
301，401 第二连接体
310，410 第一锚杆
311，411 第一锚杆的第一端部
312，412 第一锚杆的第二端部
313，413 第一锚元件
320，420 第二锚杆
321 第二锚杆的第一端部
322 第二锚杆的第二端部
323 第二锚元件
430 第一连接法兰
440 第二连接法兰
451，452 固定机构
461，462 相对应的元件
471，481 上部的贯通孔
472，482 下部的贯通孔
50 安装装置
510 第一安装元件
511 第一止挡件
512，515 第一螺纹套筒
513，516 第一保持元件
514，517 第一六边形
520 第二安装元件
521 第二止挡件
522，525 第二螺纹套筒
523，526 第二保持元件
524，527 第二六边形
5111 第一止挡件的第一端部
5112 第一止挡件的第二端部
5211 第二止挡件的第一端部
5212 第二止挡件的第二端部
D 锚杆的厚度
H 连接法兰的高度
L 纵向延伸部

Claims (15)

1.一种连接体，即用于装入风能设备塔环形段(210)中的第一连接体(300，400)，包括：
锚杆(310，410)，所述锚杆具有第一端部(311，411)和第二端部(312，412)，
设置在所述锚杆(310，410)的第一端部(311，411)上的连接法兰(430)，所述连接法兰用于将所述连接体(300，400)与第二连接体(301，401)连接，所述第二连接体已装入另一风能设备塔环形段(220)中，以便由此连接这两个风能设备塔环形段(210，220)，至少以便辅助所述风能设备塔环形段的连接，和
两个、三个或者更多个锚元件(313，413)，所述锚元件设置在所述锚杆(310，410)的邻接于所述第二端部(312，412)的部段中。
2.根据上一项权利要求所述的连接体(300，400)，
其特征在于，所述锚元件(313，413)基本上正交地远离所述锚杆(310，410)的纵轴线延伸，
和/或
其特征在于，所述锚元件(313，413)构成为头螺栓。
3.根据上述权利要求中至少一项所述的连接体(300，400)，
其特征在于，在所述锚杆(310，410)的上侧上并且在所述锚杆(310，410)的下侧上优选相对置地分别设置有相同数量的锚元件(313，413)。
4.根据上述权利要求中至少一项所述的连接体(300，400)，
其特征在于，所述连接法兰(430)具有两个开口，所述开口构成用于分别由固定机构(451，452)穿过，其中所述连接法兰(430)的开口优选分别具有内螺纹。
5.根据上述权利要求中至少一项所述的连接体(300，400)，
其特征在于，所述锚杆(310，410)正交于其纵轴线具有圆形的或者矩形的横截面。
6.根据上述权利要求中至少一项所述的连接体(300，400)，
其特征在于，所述连接法兰(430)和/或所述锚元件(313，413)材料配合地与所述锚杆(310，410)连接，优选通过焊接连接。
7.根据上述权利要求中至少一项所述的连接体(300，400)，
其特征在于，所述连接法兰(430)和/或所述锚元件(313，413)和/或所述锚杆(310，410)具有钢或者由钢构成。
8.一种风能设备塔环形段(210)，其中所述风能设备塔环形段(210)构成为外壳元件，并且优选构成为混凝土体，其具有两个对接部位用于将至少一个另外的风能设备塔环形段(220)安置在对接部位上，并且在每个对接部位的区域中具有至少一个留空部(230)，其中在每个对接部位的区域中，连接体，尤其根据上述权利要求中至少一项所述的连接体(300，400)，分别装入到所述风能设备塔环形段中，使得锚杆(310，410)的第二端部(312，412)借助于所述锚元件(313，413)隐藏在所述风能设备塔环形段(210)中，并且所述锚杆(310，410)的第一端部(311，411)借助于连接法兰(430)伸出到所述留空部(230)中。
9.一种风能设备塔部段(200)，所述风能设备塔部段包括至少一个第一风能设备塔环形段和第二风能设备塔环形段(210，220)，尤其根据上一项权利要求所述的第一风能设备塔环形段和第二风能设备塔环形段(210，220)，其中这两个风能设备塔环形段(210，220)分别构成为外壳元件，并且优选构成为混凝土体，并且通过其对接部位在至少一个基本上竖直的对接部(250)处彼此对接，其中在每个对接部位的区域中，连接体，尤其根据权利要求1至9中至少一项所述的连接体(300，301，400，401)，装入到所述第一风能设备塔环形段和第二风能设备塔环形段(210，220)中，使得锚杆(310，410)的第二端部(312，412)借助于所述锚元件(313，413)隐藏在所述风能设备塔环形段(210)中，并且所述锚杆(310，410)的第一端部(311，411)借助于连接法兰(430)伸出到所述留空部(230)中，并且其中在所述对接部(250)的区域中，所述第一风能设备塔环形段和第二风能设备塔环形段(210，220)的连接体(300，301，400，401)的连接法兰(430，440)彼此连接。
10.根据上一项权利要求所述的风能设备塔部段(200)，
其特征在于，所述第一风能设备塔环形段和第二风能设备塔环形段(210，220)的连接体(300，301，400，401)的连接法兰(430，440)经由固定机构(451，452)优选能松开地彼此连接。
11.一种风能设备塔(102)，包括多个常规地彼此重叠设置的根据上两项权利要求中至少一项所述的风能设备塔部段(200)，其中优选地，相邻的风能设备塔部段(200)的对接部(250)彼此错开地设置。
12.一种风能设备(100)，包括根据上一项权利要求所述的风能设备塔(102)。
13.一种用于制造风能设备塔环形段，尤其根据权利要求10所述的风能设备塔环形段(210)的方法，所述方法包括：
-准备用于生产风能设备塔环形段(210)的混凝土模具或者模板；
-在所述混凝土模具或者模板中定位连接体，尤其根据权利要求1至9中至少一项所述的连接体(300，400)，使得所述连接体(300，400)的锚杆(310，410)的第一端部(311，411)借助于连接法兰(430)从设置在对接部的区域中的留空部(230)中伸出；
-用混凝土填满所述混凝土模具或模板；
-使所述混凝土硬化；
-从混所述凝土模具或者模板中取出所述风能设备塔环形段(210)。
14.一种用于将两个风能设备塔环形段(210，220)连接为风能设备塔部段，尤其连接为根据权利要求11至12中至少一项所述的风能设备塔部段(200)的方法，所述方法包括：
-提供至少一个第一风能设备塔环形段和第二风能设备塔环形段，尤其根据权利要求10所述的第一风能设备塔环形段和第二风能设备塔环形段(210，220)；
-将所述第一风能设备塔环形段和第二风能设备塔环形段(210，220)的这两个连接法兰(430，440)彼此连接。
15.一种用于根据权利要求1至7中至少一项所述的连接体的安装装置(50)，所述安装装置具有：
-第一安装元件(510)，所述第一安装元件包括第一止挡件(511)，在所述第一止挡件处，至少两个第一凸出部(512，515)彼此间隔开地设置第一止挡件的相同侧上；
-第二安装元件(520)所述第二安装元件包括第二止挡件(521)，在所述第二止挡件处，至少两个第二凸出部(522，525)彼此间隔开地设置在第二止挡件的相同侧上，
其中所述第一凸出部和第二凸出部相对置地设置，并且构成用于将两个所连接的连接体的锚杆沿着正交方向在所述第一止挡件和第二止挡件之间夹紧。
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