DE102005033600B3

DE102005033600B3 - Turm für eine Windenergieanlage

Info

Publication number: DE102005033600B3
Application number: DE102005033600A
Authority: DE
Inventors: Hermann R Oehme
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-07-14
Filing date: 2005-07-14
Publication date: 2006-12-14
Anticipated expiration: 2025-07-15

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Turm für eine Windenergieanlage mit einem als Fachwerkturm ausgebildeten unteren Turmabschnitt, welcher zumindest an seinem oberen Ende einen polygonförmigen Querschnitt aufweist, und einem als Rohr ausgebildeten oberen Turmabschnitt, welcher an seinem unteren Ende eine an den polygonförmigen Querschnitt des unteren Turmabschnittes angepasste Querschnittsform und an seinem oberen Ende eine kreisförmige Querschnittsform aufweist.

Description

Für Windenergieanlagen werden grundsätzlich zwei verschiedene Arten von Türmen verwendet, nämlich rohrförmig ausgebildete Türme und als Fachwerkstruktur ausgebildete Türme. Bei den als Fachwerkstruktur ausgebildeten Türmen gibt es die Problematik, dass der Turm eine starke Spreizung vom oberen zum unteren Ende aufweist, so dass die Rotorebene der Windenergieanlage ausreichend weit von der Drehachse der Generatorgondel beabstandet sein muss, um zu verhindern, dass die Rotorblätter zu nah an die Struktur des Turmes kommen. Um auch Windenergieanlagen, welche für die Anordnung auf einem rohrförmigen Turm konzipiert sind, auf Fachwerktürmen einsetzen zu können, sind beispielsweise aus DE 20 2004 006 633 U1 oder DE 103 39 438 A1 kombinierte Türme bekannt, welche in ihrem unteren Teil als Fachwerkstruktur mit stärkerer Spreizung und in ihrem oberen Teil als rohrförmiger Turm ausgebildet sind.

Bei diesen Türmen ist der Übergang von der Fachwerkstruktur in den rohrförmigen Abschnitt hinsichtlich der Festigkeit und auch hinsichtlich der optischen Gestaltung problematisch.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Turm für eine Windenergieanlage zu schaffen, welche eine im Hinblick auf die Festigkeit und das optische Erscheinungsbild verbesserte Anbindung eines rohrförmigen Turmabschnittes an einen Fachwerkturm bietet.

Diese Aufgabe wird durch einen Turm für eine Windenergieanlage mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Der erfindungsgemäße Turm für eine Windenergieanlage weist einen unteren Turmabschnitt auf, welcher als Fachwerkturm ausgebildet ist. Dieser Fachwerkturm weist in bekannter Weise an seinen Ecken Längsträger auf, welche über eine Fachwerkstruktur miteinander verbunden sind. Die Längsträger erstrecken sich leicht geneigt zur Vertikalen vom Boden nach oben, wodurch die Spreizung des Turms von seinem oberen zu seinem unteren Ende des unteren Turmabschnittes hin erreicht wird. Der untere Turmabschnitt weist einen polygonförmigen Querschnitt auf, wobei sich an den Ecken des Polygons die Längsträger erstrecken. Vorzugsweise weist der untere Turmabschnitt dabei von seinem unteren zum oberen Ende hin eine konstante Querschnittsform auf, wobei sich lediglich die Größe des Querschnitts ändert. D. h. vorzugsweise sind die Verhältnisse der Längen der Seitenkanten des polygonförmigen Querschnittes zueinander in allen Querschnittsebenen des unteren Turmabschnittes gleich und auch die Winkel dieser Seitenkanten zueinander. Wenn beispielsweise der Turm an seinem unteren Ende einen quadratischen Querschnitt aufweist, weist der untere Turmabschnitt vorzugsweise auch an seinem oberen Ende einen solchen quadratischen Querschnitt, lediglich mit kleinerer Fläche auf.

Der erfindungsgemäße Turm weist ferner einen oberen Turmabschnitt auf, welcher sich an das obere Ende des unteren Turmabschnittes anschließt und rohrförmig ausgebildet ist. Dieser als Rohr ausgebildete obere Turmabschnitt kann grundsätzlich ähnlich den rohrförmigen Türmen für Windkraftanlagen ausgebildet sein. Insbesondere ist das obere Ende des oberen Turmabschnittes so ausgebildet, dass es in bekannter Weise die Generatorgondel einer Windenergieanlage tragen kann. Das Rohr des oberen Turmabschnittes ist vorzugsweise ein Stahlrohr.

Erfindungsgemäß ist der obere Turmabschnitt so ausgebildet, dass er an seinem unteren Ende eine Querschnittsform aufweist, welche an die den polygonförmigen Querschnitt am oberen Ende des unteren Turmabschnittes angepasst ist, d. h. eine im Wesentlichen entsprechende Form aufweist. Dies ermöglicht eine günstige Anbindung des oberen Turmabschnittes an den unteren Turmabschnitt, da beide zueinander passende Querschnittskonturen aufweisen und somit günstig miteinanderverbunden werden können. Somit kann eine Verbindung mit großer Festigkeit erreicht werden, welche darüber hinaus auch optisch einen guten Übergang zwischen der Fachwerkstruktur des unteren Turmabschnittes und dem oberen Turmabschnitt bietet. Um am oberen Ende des oberen Turmabschnittes in herkömmlicher Weise eine Windenergieanlage anbringen zu können, ist das obere Ende des oberen Turmabschnittes so ausgebildet, dass es eine kreisförmige Querschnittsform aufweist und damit der Querschnittsform bekannter rohrförmiger Türme für Windenergieanlagen entspricht. Es ist somit möglich, herkömmliche Windenergieanlagen, welche für rohrförmige Türme konzipiert sind auf dem erfindungsgemäßen Turm zu montieren. Ferner ermöglicht der kreisförmige Querschnitt am oberen Ende des oberen Turmabschnittes eine günstige Anbindung der Lagerung für die Gondel der Windenergieanlage, welche drehbar an dem Turm angebracht werden muss. Da diese Lagerung kreisförmig ausgebildet ist, kann eine günstige Kraftübertragung auf den Turm aufgrund dessen kreisförmige Ausgestaltung am oberen Ende erreicht werden.

Der Übergang zwischen dem unteren Turmabschnitt und dem oberen Turmabschnitt ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass die Querschnittsform des oberen Turmabschnittes an dessen unteren Ende eine Anzahl von zueinander abgewinkelten Seitenkanten aufweist, welche der Anzahl und Anordnung von Seitenkanten des polygonförmigen Querschnitts des unteren Turmabschnittes an dessen oberen Ende entspricht.

Auf diese Weise erstrecken sich die Seitenkanten des unteren Endes des oberen Turmabschnittes im Wesentlichen parallel zu den Seitenkanten bzw. Seitenflächen zwischen den Längsträgern des unteren Turmabschnittes an dessen oberen Ende. D. h. die Kontur des oberen Turmabschnittes ist an dessen unteren Ende im Wesentlichen an die Kontur des unteren Turmabschnittes an dessen oberen Ende angepasst, so dass hier ein harmonischer Übergang erzielt wird.

Der obere Turmabschnitt ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sich seine Querschnittsform von dem unteren zum oberen Ende in einem fließenden Übergang ändert. Die Änderung erfolgt dabei vorzugsweise kontinuierlich. Durch den fließenden Übergang geht allmählich die polygonale Querschnittsform am unteren Ende des oberen Turmabschnittes in die kreisförmige Querschnittsform am oberen Ende des oberen Turmabschnittes über. Eine solche Formänderung kann beispielsweise dadurch erzeugt werden, dass ein zunächst im Querschnitt kreisförmiges Rohr an einem Ende derart verformt wird, dass es die polygonale Querschnittsform annimmt. Wenn eine solche Umformung nur an einem Ende des Rohres vorgenommen wird, stellt sich der fließende bzw. kontinuierliche Übergang zu dem runden Querschnitt bevorzugt im Wesentlich von alleine ein. Der fließende Übergang ermöglicht einen günstigen Kraftfluss in dem oberen Turmabschnitt, da es dort keine Kanten oder Winkel gibt, welche Spannungen verursachen. Darüber hinaus wird ein optisch ansprechendes Erscheinungsbild erreicht, da ein fließender harmonischer Übergang von der polygonalen Grundform des Fachwerkturmes, welcher den unteren Turmabschnitt bildet, zum kreisförmigen oberen Ende des rohrförmigen oberen Turmabschnittes gegeben ist.

Vorzugsweise kann der obere Turmabschnitt so ausgebildet sein, dass er sich von seinem unteren Ende zu seinem oberen Ende hin konisch verjüngt. Das bedeutet, der obere Turmabschnitt weist an seinem unteren Ende einen größeren Außenumfang als an seinem oberen Ende bzw. an seinem unteren Ende eine größere Querschnittsfläche als an seinem oberen Ende auf. So kann der obere Turmabschnitt aus einem konischen Rohr gebildet werden, welches an seinem unteren Ende mit größerem Durchmesser wie oben beschrieben umgeformt wird, um eine Anpassung an die polygonale Form des anschließenden Fachwerkturmes zu erreichen. An seinem oberen Ende mit kleinerem Durchmesser bleibt der kreisförmige Querschnitt bestehen.

Der Querschnitt des unteren Turmabschnittes ist vorzugsweise dreieckig ausgebildet und die Querschnittsform des oberen Turmabschnittes ist an dessen unterem Ende entsprechend dreieckig ausgebildet. Dabei ist der untere Turmabschnitt vorzugsweise von konstant dreieckiger Gestalt, d. h. der Fachwerkturm weist an seinem unteren Ende eine dreieckige Grundfläche bzw. Querschnittsfläche und auch an seinem oberen Ende eine dreieckige Querschnittsfläche auf. Dabei ist die Querschnittsfläche am oberen Ende möglicherweise kleiner als am unteren Ende, so dass der Fachwerkturm gespreizt ausgebildet ist, d. h. die Längsträger an den Ecken der dreieckigen Grundfläche verlaufen von unten nach oben zur Vertikalen geneigt. Die dreieckige Grundform des Fachwerkturmes ermöglicht eine maximale Festigkeit bei minimalem Gewicht, so dass die dreieckige Form besonders bevorzugt ist.

Besonders jedoch bei der dreieckigen Querschnittsform des Fachwerkturmes ist der Übergang zu dem rohrförmigen oberen Turmabschnitt problematisch. Dieser Übergang wird durch die erfindungsgemäße Gestaltung verbessert, bei welcher der untere Teil des oberen Turmabschnittes entsprechend eine dreieckige Kontur aufweist, welche in ihrer Größe, d. h. Kantenlänge und Querschnittsfläche im Wesentlichen der Querschnittsfläche am oberen Ende des unteren Turmabschnittes entspricht. So kann eine günstige Verbindung zwischen oberen und unte ren Turmabschnitt mit großer Festigkeit erreicht werden. Ferner wird ein optisch harmonischer Übergang erzielt.

Weiter bevorzugt sind die Seitenkanten, welche die Querschnittsform am unteren Ende des oberen Turmabschnittes definieren, nach außen gewölbt. D. h. die Seitenkanten bzw. Seitenflächen am unteren Ende des oberen Turmabschnittes verlaufen konvex, so dass der fließende Übergang in den kreisförmigen Querschnitt des oberen Turmabschnittes an dessen oberen Ende erleichtert wird. Ferner wird das Maß der erforderlichen Umformung des Rohres, welches den oberen Turmabschnitt bildet, minimiert, wodurch die Festigkeit der Gesamtstruktur verbessert wird. Die Ecken des polygonförmigen Querschnittes am unteren Ende des oberen Turmabschnittes weisen daher entsprechende Radien auf, welche die ausreichende Festigkeit des Rohres mit minimierten Spannungen an den Ecken sicherstellen. Die Wölbung bzw. Krümmung der Seitenkanten bzw. Seitenflächen ist jedoch so gewählt, dass der Krümmungsradius größer als der Krümmungsradius der Umfangsfläche am oberen Ende des oberen Turmabschnittes ist. Gleichzeitig ist der Krümmungsradius an den Ecken der polygonförmigen Querschnittsform am unteren Ende des oberen Turmabschnittes kleiner als der Krümmungsradius am oberen Ende des oberen Turmabschnittes. Auf diese Weise wird eine im Wesentlichen polygonförmige Querschnittsform mit gerundeten Ecken und Seitenflächen, welche an den polygonförmigen Querschnitt des Fachwerkturmes angepasst ist, geschaffen.

Zur Anbindung des oberen Turmabschnittes an den unteren Turmabschnittes ist vorzugsweise ein mit dem unteren Turmabschnitt verbundenes Halteelement vorgesehen, welches beabstandet von dem unteren Ende des oberen Turmabschnittes am Außen- und/oder Innenumfang der Umfangswandung des oberen Turmabschnittes anliegt. Auf diese Weise kann eine bessere Abstützung bzw. Übertragung der Querkräfte, welche auf den oberen Turmabschnitt wirken, auf den unteren Turmab schnitt erreicht werden. Durch die Beabstandung des Halteelementes vom unteren Ende des oberen Turmabschnittes wird ein Hebel zwischen dem Halteelement und dem unteren Turmabschnitt geschaffen, über welchen die Querkräfte, welche auf das obere Ende des oberen Turmabschnittes wirken auf den unteren Turmabschnitt übertragen werden können. Dabei stützt sich das Rohr des oberen Turmabschnittes mit seiner Umfangswandung entweder am Außenumfang oder am Innenumfang an dem Halteelement ab. Alternativ können mehrere Halteelement vorgesehen sein, beispielsweise eines, welches am Innenumfang und eines, welches am Außenumfang des Rohres des oberen Turmabschnittes anliegt.

Das Halteelement ist besanders bevorzugt als zumindest ein Haltering ausgebildet, welcher den oberen Turmabschnitt an seiner Umfangswandung von außen umgibt oder im Inneren des oberen Turmabschnittes an dessen Umfangswandung anliegt. Ein die Umfangswandung außen umgebende Haltering liegt dabei vorzugsweise über den gesamten Umfang an der Umfangswandung an, um eine Kraftübertragung in allen horizontalen Richtungen zu gewährleisten. Der Haltering ist dabei an die polygonförmige Querschnittsform des unteren Bereiches des oberen Turmabschnittes angepasst, so dass zumindest in den Bereichen der Seitenflächen bzw. Seitenkanten dieser polygonförmigen Gestalt eine Anlage der Umfangswandung an dem Haltering gewährleistet ist. Im Falle einer dreieckigen Ausgestaltung liegen beispielsweise alle drei Seitenkanten bzw. -flächen an einem zugehörigen Teil des Halteringes an. Auf diese Weise können Querkräfte in allen horizontalen Richtungen sicher übertragen werden.

Weiter bevorzugt sind zwei in vertikaler Richtung voneinander beabstandete Halteringe vorgesehen, welche mit dem unteren Turmabschnitt verbunden sind und den oberen Turmabschnitt an seiner Umfangswandung von außen umgeben oder im Inneren des oberen Turmabschnittes an der Umfangswandung anliegen. Auf diese Weise bildet der Bereich des oberen Turmabschnittes, welcher zwischen den beiden Halteringen anliegt einen Hebel, über welchen die am oberen Ende des oberen Turmabschnittes angreifenden Querkräfte auf den unteren Turmabschnitt übertragen werden können. Der obere Turmabschnitt ist vorzugsweise in den Halteringen, welche den oberen Turmabschnitt entweder am Außenumfang umgeben oder am Innenumfang der Innenwandung anliegen, eingespannt, so dass die Querkräfte in allen horizontalen Richtungen sicher übertragen werden können. Die Anlage der beiden Halteringe entspricht dabei der oben beschriebenen Ausgestaltung.

Der oder die Halteringe sind mit dem oberen Turmabschnitt ferner vorzugsweise verschraubt oder verschweißt, um eine feste Verbindung sicherzustellen.

Bevorzugt sind zwischen den beiden Halteringen Verbindungsträger vorgesehen, welche sich vorzugsweise in Verlängerung von Längsträgern des unteren Turmabschnittes erstrecken. Bei einem dreieckig ausgebildeten Fachwerkturm als unteren Turmabschnitt sind vorzugsweise auch drei Verbindungsträger vorgesehen, welche sich in Verlängerung der drei Längsträger des unteren Turmabschnittes zwischen den beiden Halteringen erstrecken. Sa können die Verbindungsträger direkt an die Längsträger des unteren Turmabschnittes angebunden werden und die Kraftübertragung zwischen oberen und unteren Turmabschnitt sicherstellen. Über die Verbindung mit den Halteringen, welche sich wiederum an dem Rohr des oberen Turmabschnittes abstützen, wird die Verbindung von den Verbindungsträgern zu dem oberen Turmabschnitt bzw. dessen Rohr hergestellt. D. h. das Rohr des oberen Turmabschnittes liegt im Wesentlichen zwischen den Verbindungsträgern oder umgibt die Verbindungsträger direkt, in dem Fall, dass die Verbindungsträger in das Innere des Rohres eingreifen. Da die Wandungen des Rohres an dessen unterem Ende an die polygonale Querschnittsform des unteren Turmabschnittes angepasst sind, erstrecken sich die Seitenwandungen des Rohres des oberen Turmabschnittes in diesem Bereich jeweils im Wesentlichen in der von den Verbindungsträgern aufgespannten Ebene bzw. parallel zu dieser. Im Falle gewölbter Wandungen bildet die von den Verbindungsträgern aufgespannte Ebene in der Querschnittsfläche eine Sehne zu der konvexen Seitenkante des Rohrquerschnittes bzw. eine parallele Gerade zu dieser Sehne. Auf diese Weise wird erreicht, dass das Rohr des oberen Turmabschnittes kaum über die Querschnittsfläche des oberen Endes des unteren Turmabschnittes seitlich auskragt, wodurch ein optisch ansprechendes Erscheinungsbild erreicht wird.

Die Zahl der Verbindungsträger entspricht vorzugsweise der Anzahl der Ecken des polygonförmigen Querschnittes des unteren Turmabschnittes, d. h. im Falle eines dreieckigen Querschnittes sind drei Verbindungsträger vorgesehen, im Falle eines viereckigen Querschnittes vier Verbindungsträger, usw.

Die Verbindungsträger sind vorzugsweise mit den Halteringen verschraubt oder verschweißt. In den Halteringen können entsprechende Ausnehmungen bzw. Löcher ausgebildet sein, durch welche sich die Verbindungsträger erstrecken bzw. in welche die Verbindungsträger eingreifen. So kann zusätzlich eine formschlüssige Verbindung zwischen Haltering und Verbindungsträger erreicht werden. Die Verbindung durch Schweißen oder Verschrauben erfolgt vorzugsweise ebenfalls in dem Bereich, in welchem die Verbindungsträger in die Halteringe eingreifen, wodurch möglichst lange Schweißverbindungen mit großer Festigkeit möglich werden.

Weiter bevorzugt greifen die Verbindungsträger in die Umfangswandung des rohrförmigen oberen Turmabschnittes ein. Hierdurch wird eine noch größere Festigkeit der Verbindung zwischen oberen und unteren Turmabschnitt erreicht, wobei die Verbindungsträger mit dem oberen Ende des unteren Turmabschnittes verbunden, beispielsweise über Flansche verschraubt sind. Die Verbindungsträger greifen vorzugsweise formschlüssig in die Umfangswandung des oberen Turmabschnittes ein, um hier eine sichere Kraftübertragung zu gewährleisten.

Weiter bevorzugt weist die Umfangswandung des oberen Turmabschnittes ausgehend von dessen unteren Ende Schlitze auf, in welche die Verbindungsträger eingreifen. Dabei füllen die Verbindungsträger vorzugsweise diese Schlitze aus und ersetzen dabei die im Bereich der Schlitze fehlende Umfangswandung.

Die Verbindungsträger sind ferner zweckmäßigerweise mit der Umfangswandung des oberen Turmabschnittes verschweißt, wodurch eine feste und dauerhafte Verbindung erzielt wird.

Die Verbindungsträger können beispielsweise rohrförmig oder auch besonders bevorzugt als abgewinkeltes I-Profil ausgebildet sein. Dabei ist das I-Profil bzw. ein Doppel-T-Träger im Wesentlich in der Mitte entlang seiner Längsachse abgewinkelt, so dass sich die Querschenkel des I-Profiles nicht mehr parallel, sondern gewinkelt zueinander erstrecken. Ein solches Profil weist ein großen Flächenträgheitsmoment und damit eine große Festigkeit auf. Aufgrund der gewinkelten Ausgestaltung fügt es sich gut in die Ecken der polygonförmigen Querschnittsform des unteren Endes des oberen Turmabschittes ein.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Figuren beschrieben. In diesen zeigt:
1 eine schematische Gesamtansicht des erfindungsgemäßen Turms
2 eine Querschnittsansicht des oberen Turmabschnittes entlang der Linie II-II in 1
3 eine Querschnittsansicht des oberen Turmabschnittes entlang dem oberen Haltering in 1 und
4 eine Ansicht entsprechend 3, mit drei verschiedenen Anordnungen und Ausgestaltungen der Verbindungsträger zwischen den Halteringen.
1 zeigt das obere Ende des unteren Turmabschnittes 2 sowie den oberen Turmabschnitt 4 in einer schematischen Darstellung. Der untere Turmabschnitt 2 ist als Fachwerkstruktur bzw. Fachwerkturm ausgebildet. Im gezeigten Beispiel weist der Fachwerkturm einen dreieckigen Querschnitt auf mit drei an den Ecken des Querschnittes von unten nach oben verlaufenden Längsträgern 6. Die Längsträger 6 sind in bekannter Weise über Querträger 8 als Fachwerkstruktur miteinander verbunden. Am oberen Ende des unteren Turmabschnittes 2 sind an den Längsträgern 6 über hier nicht näher dargestellte Verbindungen zwei Halteringe 10 und 12 befestigt. Die Halteringe 10 und 12 sind in vertikaler Richtung voneinander beabstandet und über drei Verbindungsträger 14 miteinander verbunden. Dabei erstrecken sich die Verbindungsträger 14 im Wesentlich in Verlängerung der Längsträger 6 des unteren Turmabschnittes 2. Die Halteringe 10 und 12 weisen eine Innenkontur auf, welche der Außenkontur des oberen Turmabschnittes 4 an dessen unteren Ende 16 entspricht.
Der obere Turmabschnitt 4 ist als Rohr mit einer geschlossenen Umfangswandung 17 ausgebildet. Dabei weist das Rohr im Bereich seines unteren Endes 16 eine polygonförmige, im Wesentlichen dreieckige Kontur bzw. Querschnittsform auf. Diese Querschnittsform ist an die Querschnittsfläche angepasst, welche zwischen den Längsträgern 6 am oberen Ende des unteren Turmabschnittes 2 gebildet wird. Auf diese Weise kann ein harmonischer Übergang zwischen dem unteren Turmabschnitt 2 zu dem oberen Turmabschnitt 4 erreicht werden. Das Rohr des oberen Turmabschnittes 4 kragt an seinem unteren Ende 16 nicht oder nur wenig über die von den Längsträgern 6 aufgespannte Querschnittsfläche aus.
Am oberen Ende 18 weist das Rohr des oberen Turmabschnittes 4 einen kreisförmigen Querschnitt auf, wie der Schnitt entlang der Linie II-II, welcher in 2 dargestellt ist, zeigt. Der Übergang zwischen der dreieckigen Querschnittsform, welche in 3 und 4 im Querschnitt gezeigt ist zu der kreisförmigen Querschnittsform am oberen Ende 18, welche in 2 gezeigt ist, ist kontinuierlich bzw. fließend, so dass keine Absätze oder Stufen im Rohr des oberen Turmabschnittes 4 gebildet sind.
Die Verbindungsträger 14 können in verschiedenen Formen ausgebildet sein, wie später beschrieben wird. Anhand von 3 wird zunächst eine erste Ausführungsform erläutert, bei welcher rohrförmige Verbindungsträger 14 mit kreisförmigem Querschnitt Verwendung finden. 3 zeigt einen Schnitt durch den oberen Turmabschnitt 4 im Bereich des oberen Halteringes 12. Zu erkennen ist die dreieckige Querschnittsform der Umfangswandung 17 des den oberen Turmabschnitt 4 bildenden Rohres. Die Querschnittsform ist im Wesentlichen dreieckig, wobei die Seitenkanten bzw. Seitenflächen dieser dreieckigen Querschnittsform nach außen gewölbt bzw. konvex sind. Dabei ist der Krümmungsradius r₁ der Seitenkanten größer als der Krümmungsradius r₂ der Ecken der dreieckigen Querschnittsform. Gleichzeitig ist der Krümmungsradius r₂ kleiner als der Krümmungsradius r₃ am oberen Ende des oberen Turmabschnittes 4 (siehe 2). Entsprechend ist der Krümmungsradius r₁ größer, d. h. erheblich größer als der Krümmungsradius r₃.
Der Haltering 12 weist eine Kontur auf, welche an die Außenkontur der Umfangswandungen 17 im Bereich des unteren Endes 16 des oberen Turmabschnittes 4 angepasst ist, so dass die Umfangswandung 17 in diesem Bereich im Wesentlichen am Innenumfang des Halteringes 12 anliegt und sich so in dem Haltering 12 abstützt. An den Ecken des Halteringes 12 sind kreisförmige Ausnehmungen ausgebildet, in welche die kreisförmigen Verbindungsträger 14 eingreifen und dort mit dem Haltering 2 verschweißt sind. Der Haltering 12 ist mit der Umfangswandung 17 vorzugsweise ebenfalls durch Verschweißen oder Verschrauben verbunden.
Der Haltering 10, welcher vertikal unterhalb des Halteringes 12 angeordnet ist, ist entsprechend dem Haltering 12 ausgebildet. Durch die beabstandete Anordnung der Halteringe 10 und 12 wird ein Hebelarm durch den Rohrabschnitt des oberen Turmabschnittes 4 zwischen den beiden Halteringen 10 und 12 gebildet, welcher ein sichere Übertragung auftretender Querkräfte auf den unteren Turmabschnitt 2 ermöglicht.
Anhand von 4 werden drei verschiedene Möglichkeiten der Anordnung und Ausgestaltung der Verbindungsträger 14 beschrieben. Dazu sind in 4 an dem Haltering 12 an jeder Ecke unterschiedliche Arten und Anbringungen der Verbindungsträger 14 gezeigt. Entsprechend ist die Ausgestaltung auch an dem Haltering 10 vorgesehen. Dabei wird bei der praktischen Anwendung an allen drei Ecken dieselbe Ausgestaltung der Verbindungsträger 14 Verwendung finden. An einer Ecke A des Halteringes 12 in 4 ist die Anordnung eines runden Verbindungsträgers 14, wie er anhand von 3 beschrieben wurde, dargestellt.
An einer zweiten Ecke B ist eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des Verbindungsträgers 14 und dessen Anbindung an die Umfangswandung 17 des oberen Turmabschnittes 4 gezeigt. Hier ist auch ein rohr förmiger Verbindungsträger 14' mit kreisförmigen Querschnitt vorgesehen. Dieser ist jedoch so angeordnet, dass er in einen Schlitz 20 an der Ecke der Umfangswandung 17 passend eingreift. Dort ist der Verbindungsträger 14' eingeschweißt, so dass er den Schlitz 20 ausfüllt und die Öffnung der Umfangswandung 17, welche durch den Schlitz 20 gebildet wird, verschließt. Durch dieses Eingreifen des Verbindungsträgers 14 in die Umfangswandung 17 wird eine lange Schweißverbindung zwischen Verbindungsträger 14' und Umfangswandung 17 ermöglicht, welche eine sichere Verbindung des Rohres des oberen Turmabschnittes 4 mit dem Verbindungsträger 14' ermöglicht. Der Verbindungsträger 14' wiederum ist über eine geeignete Verbindung, beispielsweise eine Schraub- und Flanschverbindung mit einem der Längsträger 6 des unteren Turmabschnittes 2 verbunden. An der Ecke B ist der Haltering 12 an der Ecke seiner Innenkontur derart ausgebildet, dass dort der Verbindungsträger 14' ebenfalls möglichst passend aufgenommen werden kann. Alternativ kann die entsprechende Ausnehmung an der Ecke auch etwas größer ausgebildet sein, um auf jeden Fall sicherzustellen, dass die Umfangswandung 17 im Bereich der Längsseiten der gezeigten drei eckigen Querschnittsformen an der Innenkante des Halteringes 12 zur Anlage kommt, um eine großflächige Kraftübertragung in allen horizontalen Richtungen zu ermöglichen.
An der dritten Ecke C ist eine weitere mögliche Ausgestaltung eines Verbindungsträgers 14'' gezeigt. Auch dieser Verbindungsträger 14'' greift in einen Spalt bzw. Schlitz 20'' in der Umfangswandung 17 ein. Dabei ist der Schlitz 20'' im Bereich der Ecke der Umfangswandung 17 ausgebildet. Der Verbindungsträger 14'' ist aus einen 1-Profil bzw. Doppel-T-Träger gebildet, welcher entlang seiner Mittelachse 22 abgewinkelt bzw. geknickt ist, so dass sich die Querstege 24 des I-Profils in einem Winkel, d. h. nicht parallel zueinander erstrecken. Die gewinkelte Ausgestaltung des 1-Profiles ermöglicht ein im Wesentlichen bündiges Einfügen in die von der Umfangswandung 17 gebildete Querschnittsform bzw. Kontur des oberen Turmabschnittes 4 im Bereich seines unteren Endes 1b. Der Verbindungsträger 14'' ist mit seinen Querstegen 24 in die Umfangswandung 17 eingeschweißt. Die Querstege 24 geben eine zusätzliche Stabilität und ermöglichen die Anbringung von insgesamt vier Schweißnähten zur Verbindung mit der Umfangswandung 17. Dabei ist an jedem der Querstege 24 jeweils eine Schweißnaht an der Außenseite und eine Schweißnaht an der Innenseite der Umfangswandung 17 vorgesehen. Auch bei dieser Ausführungsform ist die Innenkontur des Halteringes 12 im Bereich der Ecke C so angepasst, dass der Verbindungsträger 14'' in die Innenkontur des Halteringen 12 aufgenommen werden kann. Insbesondere greifen die Querstege 24 vorzugsweise in entsprechende Ausnehmungen im Bereich des Innenumfangs des Halteringes 12 ein. In diesem Bereich ist eine günstige Befestigung des Halteringes 12 an dem Verbindungsträger 14'' möglich.
In den gezeigten Beispielen sind die Halteringe 10 und 12 am Außenumfang der Umfangswandung 17 des oberen Turmabschnittes 4 angeordnet. Alternativ ist es auch möglich, die Anordnung so auszubilden, dass die Verbindungsträger 14 im Inneren der Umfangswandung 17 angeordnet sind und entsprechend auch die Halteringe 10 und 12 oder entsprechend ausgebildete Halteelemente am Innenumfang der Umfangswandung 17 anliegen. Auch bei einer solchen Ausgestaltung ist es möglich, dass Verbindungsträger wie beispielsweise die Verbindungsträger 14' und 14'' in Schlitze 20 bzw. 20'' in der Umfangswandung 17 eingreifen.

2: unterer Turmabschnitt
4: oberer Turmabschnitt
6: Längsträger
8: Querträger
10, 12: Halteringe
14, 14', 14'': Verbindungsträger
16: unteres Ende
17: Umfangswandung
18: oberes Ende
20, 20'': Schlitz
22: Längsachse
24: Querstege
A, B, C: Ecken
r₁, r₂, r₃: Radien

Claims

Turm für eine Windenergieanlage mit einem als Fachwerkturm ausgebildeten unteren Turmabschnitt (2), welcher zumindest an seinem oberen Ende einen polygonförmigen Querschnitt aufweist, und einem als Rohr ausgebildeten oberen Turmabschnitt (4), welcher an seinem unteren Ende (16) eine an den polygonförmigen Querschnitt des unteren Turmabschnittes (2) angepasste Querschnittsform und an seinem oberen Ende (18) eine kreisförmige Querschnittsform aufweist.
Turm für eine Windenergieanlage gemäß Anspruch 1, bei welchem die Querschnittsform des oberen Turmabschnittes (4) an dessen unteren Ende (16) eine Anzahl von zueinander abgewinkelten Seitenkanten aufweist, welche der Anzahl von Seitenkanten des polygonförmigen Querschnittes des unteren Turmabschnittes (2) entspricht.
Turm für eine Windenergieanlage gemäß Anspruch 1 oder 2, bei welchem der obere Turmabschnitt (4) derart ausgebildet ist, dass sich seine Querschnittsform vom unteren (16) zum oberen (18) Ende in einem fließenden Übergang ändert.
Turm für eine Windenergieanlage gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem der obere Turmabschnitt (4) sich ausgehend von seinem unteren Ende (16) zu seinem oberen Ende (18) hin konisch verjüngt.
Turm für eine Windenergieanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem der Querschnitt des unteren Turm abschnittes (2) dreieckig ist und die Querschnittsform des oberen Turmabschnittes (4) an dessen unteren Ende (16) entsprechend dreieckig ausgebildet ist.
Turm für eine Windenergieanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem die Seitenkanten, welche die Querschnittsform am unteren Ende (16) des oberen Turmabschnittes (4) definieren, nach außen gewölbt sind.
Turm für eine Windenergieanlage gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem ein mit dem unteren Turmabschnitt (2) verbundenes Halteelement (10, 12) vorgesehen ist, welches beabstandet von dem unteren Ende (16) des oberen Turmabschnittes (4) am Außen- und/oder Innenumfang der Umfangswandung (17) des oberen Turmabschnittes (4) anliegt.
Turm für eine Windenergieanlage gemäß Anspruch 7, bei welchem das Halteelement (10, 12) als zumindest ein Haltering (10,12) ausgebildet ist, welcher den oberen Turmabschnitt (4) an seiner Umfangswandung (17) von außen umgibt oder im Inneren des oberen Turmabschnittes (4) an dessen Umfangswandung (17) anliegt.
Turm für eine Windenergieanlage gemäß Anspruch 8, bei welchem zwei in vertikaler Richtung voneinander beabstandete Halteringe (10, 12) vorgesehen sind, welche mit dem unteren Turmabschnitt (2) verbunden sind und den oberen Turmabschnitt (4) an seiner Umfangswandung (17) von außen umgeben oder im Inneren des oberen Turmabschnittes (4) an der Umfangswandung (17) anliegen.
Turm für eine Windenergieanlage gemäß Anspruch 8 oder 9, bei welchem der obere Turmabschnitt (4) mit zumindest einem Haltering (10, 12) verschraubt oder verschweißt ist.
Turm für eine Windenergieanlage gemäß Anspruch 9 oder 10, bei welchem Verbindungsträger (14; 14'; 14'') zwischen den beiden Halteringen (10, 12) vorgesehen sind, welche sich vorzugsweise in Verlängerung von Längsträgern (6) des unteren Turmabschnittes (2) erstrecken.
Turm für eine Windenergieanlage gemäß Anspruch 11, bei welchem die Zahl der Verbindungsträger (14; 14'; 14'') der Anzahl der Ecken (A, B, C) des polygonförmigen Querschnittes des unteren Turmabschnittes (2) entspricht.
Turm für eine Windenergieanlage gemäß Anspruch 11 oder 12, bei welchem die Verbindungsträger (14; 14'; 14'') mit den Halteringen (10, 12) verschraubt oder verschweißt sind.
Turm für eine Windenergieanlage gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, bei welchem die Verbindungsträger (14'; 14'') in die Umfangswandung (17) des oberen Turmabschnittes eingreifen.
Turm für eine Windenergieanlage gemäß Anspruch 14, bei welchem die Umfangswandung (17) des oberen Turmabschnittes ausgehend von dessen unteren Ende Schlitze (20, 20'') aufweist, in welche die Verbindungsträger (14'; 14'') eingreifen.
Turm für eine Windenergieanlage gemäß einem der Ansprüche 11 bis 15, bei welchem die Verbindungsträger (14; 14'; 14'') mit der Umfangswandung (17) des oberen Turmabschnittes (4) verschweißt sind.
Turm für eine Windenergieanlage gemäß einem der Ansprüche 11 bis 16, bei welchem die Verbindungsträger (14; 14') rohrförmig oder als vorzugsweise abgewinkeltes 1-Profil (14'') ausgebildet sind.