DE102006058668A1 - Ankerstange, Verfahren zur Herstellung einer Ankerstange und Windkraftanlage - Google Patents

Ankerstange, Verfahren zur Herstellung einer Ankerstange und Windkraftanlage Download PDF

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Abstract

Ankerstange (1) für eine Windkraftanlage (10), umfassend einen stabförmigen Schaft (2), wobei der Schaft (2) zumindest einseitig mit einem Gewinde (3, 4) ausgestattet ist, wobei das mindestens eine Gewinde (3, 4) der Ankerstange zumindest abschnittsweise mit einem kathodischen Korrsionsschutz (7) versehen ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ankerstange für eine Windkraftanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Ankerstange gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8, sowie eine Windkraftanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
  • Ankerstangen für Windkraftanlagen sind hinreichend bekannt. Eine Ankerstange umfasst einen stabförmigen Schaft, der mindestens einseitig mit einem Gewinde versehen ist. In der Regel werden eine Anzahl derartiger Ankerstangen in einem Fundament eingegossen, wobei jeweils das Gewinde der Ankerstangen aus dem Fundament herausragen, so dass ein Turm einer Windkraftanlage an den Ankerstangen befestigt werden kann.
  • In einer konkreten Ausführungsform ist die Ankerstange ein beidseitig mit Gewinde versehener Stab aus vergütetem Schraubenstahl. Die vorgefertigte Stange wird unter anderem zum Zwecke des Korrosionsschutzes am gewindefreien Teil mit einem Schutzrohr aus Kunststoff, welches einen größeren Innendurchmesser hat, als das Nennmaß des Gewindes lautet, überzogen. Dieses Schutzrohr wird mit zwei jeweils an den Schutzrohrenden angelegten Schrumpfschläuchen fixiert und abgedichtet, um korrosionsfördernde Medien vom Schaft fernzuhalten. Weiterhin dient das Schutzrohr dazu, den beim Vergießen im Fundament um die Ankerstange fließenden Beton gegen einen direkten Kontakt mit dem Schaft zu schützen. Diese Vorgehensweise stellt sicher, dass das beim Vorspannen der Schraube die Dehnung über die gesamte Länge des Schaftes sichergestellt wird.
  • Als Nachteilig hat sich bislang die relativ rasch eintretende Korrosion der Gewinde der Ankerstangen erwiesen. Ein Korrosionsschutz wurde an dieser Stelle bisher nur mit sekundären Korrosionsschutzmitteln, wie beispielsweise Kunststoffschutzkappen, realisiert.
  • Hier setzt die Erfindung an und macht es sich zur Aufgabe, eine Ankerstange für Windkraftanlagen vorzuschlagen, die einen besseren Korrosionsschutz aufweist.
  • Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, das mindestens eine Gewinde der Ankerstange zumindest abschnittsweise mit einem kathodischen Korrosionsschutz zu versehen. Hierdurch kann ein weit besserer Korrosionsschutz als mit separaten Kunststoffkappen erreicht werden.
  • Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass der Schaft beidseitig mit einem Gewinde ausgestattet ist. Entsprechend ergeben sich erweiterte Befestigungsmöglichkeiten, beispielsweise eine Verschraubung innerhalb eines Fundamentes.
  • Um die Ankerstange, insbesondere den Schaft, beim Vergießen im Fundament gegen einen direkten Kontakt mit dem Beton zu schützen, kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass der Schaft mit einem Schutzrohr aus Kunststoff umhüllt ist.
  • Zur Fixierung des Schutzrohres und auch zur Abdichtung des Schaftes bzw. eines Teils des Gewindes gegen korrosionsfördernde Medien kann weiterhin ein Schrumpfschlauch vorgesehen sein, der abschnittsweise das mindestens eine Gewinde und abschnittsweise das Schutzrohr umhüllt.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorgeschlagenen Erfindung kann vorgesehen sein, dass es sich bei dem kathodischen Korrosionsschutz um eine nichtelektrolytisch aufgebrachte Zinklamellenbeschichtung handelt. Dieser Korrosionsschutz entspricht den Vorgaben der DIN EN ISO 10683:2000. Mit diesem Korrosionsschutz werden Korrosionsstandzeiten von mehr als 1000h im Salzsprühnebel nach DIN 50021 ohne Rotrost erreicht.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann weiterhin vorgesehen sein, dass es sich bei der Zinklamellenbeschichtung um ein 1-Komponenten-Material handelt.
  • In einer alternativen Ausgestaltung kann ebenfalls vorgesehen sein, dass es sich bei der Zinklamellenbeschichtung um ein 2-Komponenten-Material handelt. Durch die Verwendung eines 2-Komponenten-Materials für die Zinklamellenbeschichtung kann ein dem Aufspritzen üblicherweise angeschlossenes Einbrennen im Ofen überflüssig werden.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Verfahren vorzuschlagen, welches zum Aufbringen eines kathodischen Korrosionsschutzes auf eine Ankerstange für eine Windkraftanlage geeignet ist.
  • Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass eine kathodische Korrosionsschutzbeschichtung, insbesondere eine nichtelektrolytisch aufgebrachte Zinklamellenbeschichtung im Spritzverfahren auf das Gewinde der Ankerstange aufgetragen wird.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Zinklamellenbeschichtung mit einer Schichtdicke von 15 bis 50μm aufgetragen wird.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass als Ausgangsmaterial für die Zinklamellenbeschichtung 1-Komponenten-Material verwendet wird.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass als Ausgangsmaterial für die Zinklamellenbeschichtung 2-Komponenten-Material verwendet wird. Durch die Verwendung eines 2-Komponenten-Material für die Zinklamellenbeschichtung kann ein dem Aufspritzen üblicherweise angeschlossenes Einbrennen im Ofen überflüssig werden.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Windkraftanlage vorzuschlagen, die eine erhöhte Standzeit aufweist.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Windkraftanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Dadurch, dass die erfindungsgemäßen Ankerstangen verwendet werden, kann eine längere Standzeit der Windkraftanlage erreicht werden.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigen
  • 1 eine erfindungsgemäße Ankerstange (schematisch);
  • 2 eine erfindungsgemäße Windkraftanlage (schematisch).
  • Zunächst wird auf 1 Bezug genommen.
  • Eine erfindungsgemäße Ankerstange 1 umfasst im Wesentlichen einen stabförmigen Schaft 2. Die Ankerstange 1 ist jeweils endseitig mit einem ersten Gewinde 3 und einem zweiten Gewinde 4 versehen. Vorzugsweise ist der Schaft 2 und die Gewinde 3, 4 einstückig und aus vergütetem Schraubenstahl hergestellt.
  • Ferner ist der stabförmige Schaft 2 mit einem Schutzrohr 5 aus Kunststoff umhüllt. Zur Fixierung und auch zur Abdichtung gegen korrosionsfördernde Medien sind Schrumpfschläuche 6 vorgesehen, die abschnittsweise das Gewinde 3 bzw. 4 und das Schutzrohr 5 umhüllen. Weiterhin dient das Schutzrohr 5 dazu, den beim Vergießen im Fundament um die Ankerstange 1 fließenden Beton gegen einen direkten Kontakt mit dem Schaft 2 zu schützen. Diese Vorgehensweise stellt sicher, dass beim Vorspannen der Schraube die Dehnung über die gesamte Länge des Schaftes 2 sichergestellt wird.
  • Erfindungsgemäß ist nunmehr vorgesehen, dass mindestens eines der Gewinde 3, 4, vorzugsweise das Gewinde, welches in einer Gebrauchsposition der Ankerstange 1 aus dem Fundament herausragt, mit einem kathodischen Korrosionsschutz 7 versehen ist.
  • Vorzugsweise handelt es sich bei dem kathodischen Korrosionsschutz 7 um eine nichtelektrolytisch aufgebrachte Zinklamellenbeschichtung. Dieser Korrosionsschutz entspricht den Vorgaben der DIN EN ISO 10683:2000. Mit diesem Korrosionsschutz werden Korrosionsstandzeiten von mehr als 1000h im Salzsprühnebel nach DIN 50021 ohne Rotrost erreicht.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann weiterhin vorgesehen sein, dass es sich bei der Zinklamellenbeschichtung um ein 1-Komponenten-Material handelt.
  • In einer alternativen Ausgestaltung kann ebenfalls vorgesehen sein, dass es sich bei der Zinklamellenbeschichtung um ein 2-Komponenten-Material handelt. Durch die Verwendung eines 2-Komponenten-Materials für die Zinklamellenbeschichtung kann ein dem Aufspritzen üblicherweise angeschlossenes Einbrennen im Ofen überflüssig werden.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Verfahren vorzuschlagen, welches zum Aufbringen eines kathodischen Korrosionsschutzes auf eine Ankerstange für eine Windkraftanlage geeignet ist.
  • Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass eine die Zinklamellenbeschichtung im Spritzverfahren auf das Gewinde der Ankerstange aufgetragen wird. Hier sollten vorzugsweise eine Schichtdicke von 15 bis 50μm erzeugt werden. Auch bietet es sich an, als Material für die Zinklamellenbeschichtung ein 2-Komponenten-Material zu verwenden. Durch die Verwendung eines 2-Komponenten- Material für die Zinklamellenbeschichtung kann ein dem Aufspritzen üblicherweise angeschlossenes Einbrennen im Ofen überflüssig werden. Denkbar ist selbstverständlich auch, dass als Ausgangsmaterial für die Zinklamellenbeschichtung ein 1-Komponenten-Material verwendet wird.
  • 2 zeigt die erfindungsgemäßen Ankerstangen 1 im Zusammenhang mit einer Windkraftanlage 10. Eine Windkraftanlage umfasst – schematisch – im Wesentlichen ein Fundament 11 und einen Rotorturm 12.
  • Es ist erkennbar, dass die Ankerstangen 1 in dem Fundament 11 eingegossen sind und das erste Gewinde 3 jeder Ankerstange 1 aus dem Fundament 11 herausragt. Durch die erfindungsgemäße Ankerstange 1 mit dem vorgeschlagenen Korrosionsschutz kann eine erheblich längere Standzeit der Windkraftanlage 10 erreicht werden, da die Verbindung zwischen Fundament und Rotorturm 12 gegenüber korrosiven Einflüssen wesentlich unempfindlicher ist.

Claims (12)

  1. Ankerstange (1) für eine Windkraftanlage (10), umfassend – einen stabförmigen Schaft (2), wobei – der Schaft (2) zumindest einseitig mit einem Gewinde (3, 4) ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens ein Gewinde (3, 4) der Ankerstange zumindest abschnittsweise mit einem kathodischen Korrosionsschutz (7) versehen ist.
  2. Ankerstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (2) jeweils endseitig mit einem ersten Gewinde (3) und einem zweiten Gewinde (4) ausgestattet ist.
  3. Ankerstange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (2) mit einem Schutzrohr (5) aus Kunststoff umhüllt ist.
  4. Ankerstange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerstange mit mindestens einem Schrumpfschlauch (6) ausgestattet ist, der abschnittsweise das mindestens eine Gewinde (3, 4) und abschnittsweise das Schutzrohr (5) umhüllt.
  5. Ankerstange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem kathodischen Korrosionsschutz (7) um eine nichtelektrolytisch aufgebrachte Zinklamellenbeschichtung handelt.
  6. Ankerstange nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Zinklamellenbeschichtung um ein 1-Komponenten-Material handelt.
  7. Ankerstange nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Zinklamellenbeschichtung um ein 2-Komponenten-Material handelt.
  8. Verfahren zur Herstellung einer Ankerstange gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine kathodische Korrosionsschutzbeschichtung (7), insbesondere eine nichtelektrolytisch aufgebrachte Zinklamellenbeschichtung im Spritzverfahren auf das Gewinde (3, 4) der Ankerstange aufgetragen wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zinklamellenbeschichtung in einer Schichtdicke von 15 bis 50μm aufgetragen wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Ausgangsmaterial für die Zinklamellenbeschichtung 1-Komponenten-Material verwendet wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Ausgangsmaterial für die Zinklamellenbeschichtung 2-Komponenten-Material verwendet wird.
  12. Windkraftanlage (10), umfassend ein Fundament (11) und einen Rotorturm (12), wobei der Rotorturm (12) mittels Ankerstangen (1) mit dem Fundament (11) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um Ankerstangen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 handelt.
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