DE102009005632A1

DE102009005632A1 - Handhabung von Rotorblättern

Info

Publication number: DE102009005632A1
Application number: DE102009005632A
Authority: DE
Inventors: Ulf Edelmann; Jochen Fuglsang-Petersen; Kai Trede; Alexander Liehske; Christian Göttsche
Original assignee: Repower Systems SE
Current assignee: Senvion GmbH
Priority date: 2009-01-21
Filing date: 2009-01-21
Publication date: 2010-07-29
Anticipated expiration: 2029-01-22
Also published as: DE102009005632B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lasttraverse (10) einer Hebeeinrichtung (20), insbesondere eines Krans, zum Handhaben von Rotorblättern (30) einer Windenergieanlage, wobei die Lasttraverse (10) wenigstens zwei Traversenanlenkpunkte (18, 26) aufweist, wobei die Traversenanlenkpunkte (18, 26) der Lasttraverse (10) mittels eines Lastanschlussmittels (16) mit einem Hebepunkt (22) der Hebeeinrichtung (20) verbindbar oder verbunden ist. Die Lasttraverse (10) wird dadurch weitergebildet, dass die Länge des Lastanschlussmittels (16) zwischen einem Traversenanlenkpunkt (18, 26, 26) und dem Hebepunkt (22) veränderbar ist.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Verwendung einer Lasttraverse (10) zum Handhaben von Rotorblättern (30) einer Windenergieanlage sowie eine Hebeeinrichtung, insbesondere Kran, zum Errichten einer Windenergieanlage.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Hebeband zum Handhaben von Rotorblättern (30) einer Windenergieanlage, vorzugsweise bei der Montage oder Demontage eines Rotors, sowie eine Verwendung eines Hebebands.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lasttraverse einer Hebeeinrichtung, insbesondere eines Krans, zum Handhaben von Rotorblättern einer Windenergieanlage, wobei die Lasttraverse an ihrer Oberseite wenigstens zwei Traversenanlenkpunkte aufweist und die Traversenanlenkpunkte der Lasttraverse mittels eines Lastanschlussmittels mit einem Hebepunkt der Hebeeinrichtung verbindbar oder verbunden ist.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Verwendung einer Lasttraverse sowie eine Hebeeinrichtung zum Errichten einer Windenergieanlage. Außerdem betrifft die Erfindung ein Hebeband zum Handhaben von Rotorblättern einer Windenergieanlage, vorzugsweise bei der Montage oder Demontage eines Rotors, wobei vorzugsweise das Hebeband mit einer Schlinge oder als Schlinge ausgebildet ist.
Außerdem betrifft die Erfindung eine Verwendung eines Hebebands zum Handhaben von Rotorblättern einer Windenergieanlage sowie ein Verfahren zum Montieren oder Demontieren eines Rotors einer Windenergieanlage.
Um eine Windenergieanlage zu errichten, müssen zahlreiche Arbeitsschritte ausgeführt werden. Nachdem der Errichtungsort vorbereitet ist, werden verschiedene Elemente zum Errichtungsort der Windenergieanlage transportiert. Bei der Errichtung werden beispielsweise mehrere Turmabschnitte zu einem Turm zusammengebaut, anschließend wird eine Gondel mit einem Kran auf dem Turm aufgesetzt und an der Oberseite des Turmes angebracht. Anschließend wird der Rotor, bestehend aus einer Rotornabe und daran angeordneten Rotorblättern an der Gondel angebracht. Hierzu wird zunächst die Rotornabe an der Rotorwelle angesetzt, so dass anschließend unter Zuhilfenahme von Kränen oder anderen Hilfsmitteln die Rotorblätter an den Flanschverbindungen des Rotors angebracht werden.
Derzeitige Windenergieanlagen der 5 bis 6 MW-Klasse weisen Rotoren mit beträchtlichen Durchmessern und Gewichten auf. Beispielsweise beträgt der Rotordurchmesser der Windenergieanlage der Anmelderin mit der Bezeichnung 5M ungefähr 126 m. Der Zusammenbau eines Rotors durch Anbringung von Rotorblättern an einer Rotornabe erfordert bei einem Zusammenbau am Boden eine große Fläche, die frei von Hindernissen sowie eben und stabil sein muss. Beispielsweise beträgt bei einem Rotordurchmesser von 100 m die dafür benötigte freie Montagefläche mehr als 5.000 m².
Außerdem erfordert das Anheben eines am Boden zusammengebauten Rotors einen großen Aufwand, da der montierte Rotor nach Anheben in der Luft entsprechend gedreht werden muss. Beispielsweise werden bei der Montage eines Rotors für die 5M-Anlage der Patentanmelderin zwei Kräne sowie zahlreiche (passive) Hebemittel eingesetzt.
Weiterhin ist bekannt, dass zur Handhabung der großvolumigen Bauteile, insbesondere der Rotorblätter, bei der Errichtung einer Windenergieanlage die Bauteile bzw. Rotorblätter mittels an Traversen angeordneten Hebebändern befestigt werden. Bei einer Lastaufnahme, z. B. eines Rotorblatts, zieht sich das Hebeband zu und verhindert dadurch unkontrollierte Bewegungen der Last. Bei der Demontage von Rotorblättern von einem Rotor wird derzeit ein Techniker in einem Mannkorb zum Rotorblatt gehoben. Von dort aus werden die Hebebänder am Rotorblatt im Bereich der oder an der Blattwurzel und der Blattspitze befestigt. Hierzu sind mindestens zwei Kräne, d. h. ein Kran für das Rotorblatt und ein Kran für den Mannkorb, erforderlich.
Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung darin, die Handhabung von großvolumigen Bauteilen, insbesondere von Rotorblättern, bevorzugterweise bei der Montage oder Demontage von Windenergieanlagen, zu verbessern, wobei der konstruktive Aufwand hierfür möglichst gering gehalten werden soll.
Die Aufgabe wird gelöst bei einer Lasttraverse einer Hebeeinrichtung, insbesondere eines Krans, zum Handhaben von Rotorblättern einer Windenergieanlage, wobei die Lasttraverse, bevorzugterweise an ihrer Oberseite, wenigstens zwei Traversenanlenkpunkte aufweist, wobei die Traversenanlenkpunkte der Lasttraverse mittels eines Lastanschlussmittels mit einem Hebepunkt der Hebeeinrichtung verbindbar oder verbunden ist, die dadurch weitergebildet wird, dass die Länge des Lastanschlussmittels zwischen einem Traversenanlenkpunkt oder den mehreren Traversenanlenkpunkten und dem Hebepunkt der Hebeeinrichtung veränderbar ist, wobei die Länge des Abschnitts des Lastanschlussmittels zwischen dem Hebepunkt und dem Traversenanlenkpunkt oder zwischen den Traversenanlenkpunkten mittels einer Längenänderungsvorrichtung veränderbar ist.
Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, dass auf der Oberseite einer Lasttraverse zwei (Traversen-)Anlenkpunkte vorgesehen sind, die voneinander beabstandet sind und bevorzugterweise an den Endpunkten der Lasttraverse ausgebildet sind. Hierbei sind die Traversenanlenkpunkte über ein entsprechendes Lastanschlussmittel, z. B. Seile, Ketten, Zugstäbe oder dergleichen, mit einem über der Traverse angeordneten Hebepunkt einer Hebeeinrichtung, insbesondere einer Flasche oder eines Hebezeugs eines Krans, verbunden. Hierbei wird die Länge des Lastanschlussmittels zwischen den Traversenanlenkpunkten oder zwischen einem Traversenanlenkpunkt und dem Hebepunkt der Hebeeinrichtung bevorzugt derart variiert bzw. ist variierbar derart, dass der vertikale Abstand zwischen dem Hebepunkt der Hebeeinrichtung und dem Schwerpunkt der Lasttraverse bei Änderung der Länge des Lastanschlussmittels verändert wird bzw. ist.
Dabei sind die Anlenkpunkte bzw. Anschlagpunkte auf der Traversenseite ortsfest vorgegeben, d. h. dass die Anlenkpunkte des Lastanschlussmittels auf der Traversenseite nicht verfahrbar, d. h. fix bzw. ortsfest, sind.
Durch die Änderung der Länge des Lastanschlussmittels vom ersten Traversenanlenkpunkt über den Hebepunkt der Hebeeeinrichtung zum zweiten Traversenanlenkpunkt wird die Aufhängegeometrie der Lasttraverse an der Hebeeinrichtung bei Änderung der Länge des Abschnitts des Lastanschlussmittels zwischen den Traversenan lenkpunkten geändert. Dadurch wird bei fest vorgegebenen Anlenkpunkten bzw. Anschlagpunkten der Lasttraverse eine gewünschte Neigung bzw. eine vorbestimmte Gleichgewichtslage der Lasttraverse an dem Hebepunkt bzw. Anschlagpunkt der Hebeeinrichtung eingestellt.
Durch die Verlängerung oder Verkürzung der Länge des Abschnitts des Lastanschlussmittels zwischen den miteinander verbundenen Traversenanlenkpunkten und durch Änderung der Länge des Abschnitts des Lastanschlussmittels kann die Lasttraverse justiert oder positioniert werden. Darüber hinaus kann die Lasttraverse sowohl ohne Last als auch mit daran angeordneter Last, z. B. einem Rotorblatt, im Gleichgewicht bzw. in einer waagerechten Position gehalten werden. Insbesondere werden durch die Konstruktion keine Biegemomente in die Struktur der Lasttraverse eingeleitet, so dass die Bauteile der Lasttraverse bzw. die Lasttraverse nur Belastungen auf Zug und/oder Druck und/oder Knickung erfahren.
Durch die Lasttraverse wird eine Traverse bereitgestellt, die an einem Hebezeug einer Hebeeinrichtung, z. B. einem Kran, an einem Hebepunkt der Hebeeinrichtung angeordnet ist oder wird, wobei durch die Änderung der Länge des Lastanschlussmittels, mit dem zwei oberseitige Anlenkpunkte der Lasttraverse miteinander verbunden sind, der Abstand zwischen dem Schwerpunkt der Lasttraverse und dem Hebepunkt der Hebeeinrichtung entsprechend eingestellt wird, wodurch eine einfache Gleichgewichtsjustierung der Lasttraverse bei Änderung der Geometrie der Aufhängung der Lasttraverse an der Hebeeinrichtung erreicht wird.
Dadurch, dass die Verteilung der Traversenanlenkpunkte bei der Fertigung der starren Lasttraverse vorbestimmt werden, ergibt sich ein einfacher Aufbau der erfindungsgemäßen Lasttraverse bzw. Tragtraverse. Insbesondere wird es durch die veränderbare Länge des Lastanschlussmittels zwischen zwei über einen Hebepunkt einer Hebeeinrichtung miteinander verbundenen Traversenanlenkpunkte möglich, ein an der Lasttraverse angeordnetes Bauteil, z. B. ein Rotorblatt, an einem Kran auf einfache Weise zu neigen bzw. im Gleichgewicht zu halten. Darüber hinaus wird durch die erfindungsgemäße Lasttraverse gewährleistet, dass die Lasttraverse auch ohne Last an dem Kran geneigt bzw. im Gleichgewicht oder in der Waage gehalten werden kann.
Erfindungsgemäß ist die Länge des Abschnitts des Lastanschlussmittels zwischen dem Hebepunkt und dem Traversenanlenkpunkt oder zwischen den Traversenanlenkpunkten mittels einer Längenänderungsvorrichtung des Lastanschlussmittels anpassbar. Vorzugsweise haben das Längenanschlussmittel bzw. ein oder mehrere Tragseile (als Lastenanschlussmittel) eine konstante Länge, wobei die Länge des Abschnitts des Lastanschlussmittels zwischen den miteinander verbundenen Traversenanlenkpunkten entsprechend eingestellt bzw. geändert wird.
Um die Länge des Abschnitts des Lastanschlussmittels zwischen den Traversenanlenkpunkten zu ändern, ist in einer Weiterbildung vorgesehen, dass die Längenänderungsvorrichtung des Lastanschlussmittels als eine Seilwinde oder ein, vorzugsweise hydraulisch oder pneumatisch betätigbarer, Hubzylinder oder als Spindelantrieb ausgebildet ist. Dabei ist in der Aufhängungsgeometrie der Lasttraverse an dem Hebepunkt einer Hebeeinrichtung die Längenänderungsvorrichtung mit einem Aktor ausgebildet, so dass die Länge zwischen den miteinander verbundenen Traversenanlenkpunkten mittels des Lastanschlussmittels, z. B. einem Drahtseil, entsprechend verändert bzw. angepasst wird.
In anderen Ausführungsformen ist es möglich, dass als Längenänderungsvorrichtung für die Länge des Abschnitts des Lastanschlussmittels zwischen den Traversenanlenkpunkten auch Hydraulikzylinder oder Pneumatikzylinder oder eine Seilwinde oder ein elektromotorischer Spindelantrieb eingesetzt werden. Bei einer Betätigung der Längenänderungsvorrichtung wird die Länge des Abschnitts des Lastanschlussmittels bzw. der Tragseile zwischen den Traversenanlenkpunkten bzw. zwischen Traversenanlenkpunkt und Hebepunkt verlängert oder verkürzt. Hierbei ist für die Längenänderungsvorrichtung eine entsprechende Steuerung, die auch als Fernbedienung ausgebildet sein kann, vorgesehen.
Insbesondere ist die Längenänderungsvorrichtung an oder in der Lasttraverse angeordnet, wodurch sich eine kompakte Bauweise ergibt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Lasttraverse T-förmig ausgebildet. In einer Alternative kann die Lasttraverse auch „H”-förmig ausgebildet sein, da diese Form ebenfalls, wie die T-Form, einen Längsträger und wenigstens einen weiteren Querträger aufweisen kann, der am Ende des Längsträgers angeordnet ist.
Bei der „T”-Form der Lasttraverse ist dabei bevorzugterweise ein im Endbereich des als Längsträger ausgebildeten senkrechten Strichs des „T” angeordneter Anlenkpunkt der Traverse ausgebildet. Ferner ist am Querbalken des „T” in den Endbereichen ebenfalls jeweils ein Traversenanlenkpunkt vorgesehen, wodurch sich bei Verbindung des Traversenanlenkpunkts des Längsträgers mit dem Hebepunkt sowie des Hebepunkts mit den beiden Traversenanlenkpunkten des Querbalkens mittels jeweils eines Tragseils eine besonders stabile Anordnung einer Lasttraverse an einer Hebeeinrichtung ergibt.
Hierbei sind bevorzugterweise, z. B. bei einer Ausführung der Lasttraverse in einer „T”-Form, mehrere, insbesondere zwei bis vier, Lastseile als Lastanschlussmittel zwischen den Traversenanlenkpunkten vorgesehen.
Darüber hinaus zeichnet sich eine bevorzugte Weiterbildung der Lasttraverse dadurch aus, dass die Lastseile Y-förmig zwischen dem einen Traversenanlenkpunkt des Längsträgers der T-förmigen Lasttraverse, vorzugsweise am Ende des Längsträgers, und den gegenüberliegenden Traversenanlenkpunkten des Querträgers der T-förmigen Lasttraverse verlaufen.
Insbesondere verlaufen die Lastseile von einer Befestigung an der Längenänderungsvorrichtung, z. B. einem Hubzylinder, innerhalb der Lasttraverse parallel zur Längsachse der Lasttraverse zu einem oder mehreren als Umlenkrollen ausgebildeten Traversenanlenkpunkten des Längsträgers für jedes Lastseil bis zum Hebepunkt der über der Lasttraverse angeordneten Hebeeinrichtung im Wesentlichen parallel. Anschließend gehen zusätzlich Lastseile von dem Hebepunkt der Hebeeinrichtung bevorzugterweise auseinander, wobei die Endpunkte der Lastseile an den den Umlenkrollen gegenüberliegenden Traversenanlenkpunkten des Querträgers der Lasttraverse fixiert bzw. angeordnet sind. Hierbei bilden die Lastseile eine geknickte Y-Form, wobei der Knotenpunkt der Y-Form durch den bzw. im Bereich des Hebepunkts der Hebeeinrichtung gebildet wird.
Bevorzugt werden mehrere Lastseile von der Längenänderungsvorrichtung über die Umlenkrollen zum Hebepunkt parallel geführt. Hierdurch können geringere Seildurchmesser verwendet werden, die einen geringeren Biegeradius aufweisen, wodurch kleinere Umlenkrollen eingesetzt werden können. Somit wird eine besonders kompakte und damit wirtschaftliche Ausführung der Hebeeinrichtung ermöglicht.
Des Weiteren zeichnet sich die Lasttraverse dadurch aus, dass an, vorzugsweise den Endbereichen, der Unterseite der Lasttraverse Hebeeinrichtungen, insbesondere Hebebänder, angeordnet sind oder werden, so dass die Lasttraverse zur Handhabung von Rotorblättern oder anderen großvolumigen Bauteilen einer Windenergieanlage bei Errichtung der Windenergieanlage bzw. Demontage der Windenergieanlage eingesetzt werden kann. Hierbei wird durch die Befestigungseinrichtung(en) bzw. die Hebebänder die Lasttraverse an einem Rotorblatt befestigt.
Des Weiteren ist vorzugsweise die Längenänderungsvorrichtung mittels einer Steuereinrichtung, insbesondere Fernsteuereinrichtung bzw. Fernbedienung, steuerbar oder fernsteuerbar ausgebildet.
Weiterhin wird die Aufgabe gelöst durch Verwendung einer Lasttraverse zum Handhaben von Rotorblättern einer Windenergieanlage bei Montage oder Demontage einer Windenergieanlage, wobei die Lasttraverse wie voranstehend beschrieben ausgebildet ist. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird auf die voranstehenden Ausführungen ausdrücklich verwiesen.
Im Rahmen der Erfindung kann die Hebeeinrichtung als mobiler Kran oder auch in Form einer Jack-up-Barge für die Errichtung von offshore-Windenergieanlagen ausgebildet sein. Wenn im vorliegenden Zusammenhang von der Errichtung einer Windenergieanlage die Rede ist, ist im Sinne der Erfindung in diesem Zusammenhang auch die Rückbildung bzw. die Demontage einer Windenergieanlage, bei der ebenfalls großvolumige Bauteile, wie z. B. Rotorblätter, von der Windenergieanlage abgenommen werden müssen, hiervon erfasst.
Eine weitere Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein Hebeband zum Handhaben von Rotorblättern einer Windenergieanlage, vorzugsweise bei der Montage oder Demontage eines Rotors der Windenergieanlage, wobei vorzugsweise das Hebeband mit einer Schlinge oder als Schlinge ausgebildet ist, das dadurch weitergebildet ist, dass das Hebeband, insbesondere die Schlinge, im entspannten Zustand durch eine oder mehrere auf das Hebeband, insbesondere die Schlinge, wirkende Kräfte, insbesondere Rückstellkräfte, selbsttätig öffnend ausgebildet ist, so dass vorzugsweise ein vorbestimmter, insbesondere geöffneter, Anfangszustand des Hebebands bei Nicht-Belastung des Hebebands, insbesondere der Schlinge, ausgebildet ist.
Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, dass durch den Einsatz von sich selbst öffnenden bzw. sich automatisch öffnenden oder automatisch geöffneten Schlingen eines Hebebands oder automatisch geöffneten Hebebändern die Montage bzw. Demontage von Rotorblättern vereinfacht wird, wobei sich bei der Lastaufnahme das Hebeband bzw. die Schlinge des Hebebands zuzieht und an der Last anliegt, wodurch somit unkontrollierte Bewegungen, z. B. Rutschen, der aufgenommenen Last bzw. des aufgenommenen Rotorblatts vermieden werden. Zum Handhaben des großvolumigen Bauteils einer Windenergieanlage bzw. eines Rotorblatts liegt das Hebeband im Einsatz im engen Kontakt an dem Bauteil bzw. den entsprechenden Kontaktflächen an, um das Bauteil zu sichern und zu halten.
Gemäß der Erfindung wird das Hebeband durch entsprechende Rückstellkräfte, die am bzw. im Hebeband eingreifen, durch elastische Elemente in den anfänglichen geöffneten Anfangszustand aufgespannt bzw. zurückgesetzt, wenn die Last vom Hebeband gelöst wird. Dadurch ist es nicht mehr erforderlich, von außen manuell auf das Hebeband einzuwirken und zu öffnen, da das Aufspannen bzw. Öffnen der Hebeeinrichtung in den geöffneten Anfangszustand automatisch erfolgt. Somit kann mit nur einem Kran ein Rotorblatt montiert oder demontiert werden.
Gemäß der Erfindung wird dabei das Hebeband bzw. das mit einer Schnürung bzw. einer Schlinge ausgebildete Hebeband derart ausgebildet sein, dass bei einer Anordnung im Hebeband die Schlinge zugezogen wird, wobei die Schlinge nach Entfernung der Last geöffnet wird, so dass sich die Handhabung eines derartigen Hebebands vereinfacht. Darüber hinaus wird auch der Zeitaufwand für eine Anordnung eines geöffneten Hebebands an ein Rotorblatt oder dergleichen verkürzt, da das Hebeband in einem geöffneten Zustand auf einfache Weise am Rotorblatt angeordnet werden kann.
Im Falle einer Demontage eines bereits montierten Rotorblattes wird die Hebeeinrichtung mit weit geöffneten Hebebändern mit Hilfe eines Krans in den Bereich der Blattspitze des horizontal ausgerichteten Rotorblattes gebracht. Durch horizontales Verfahren des Kranauslegers wird sodann die Hebeeinrichtung mit den Hebebändern über das Rotorblatt gefädelt und soweit zum Blattinneren in Richtung Rotornabe bewegt, dass der Hebepunkt in etwa im Bereich des Schwerpunkts des Rotorblatts angeordnet ist. Gegebenenfalls werden hierbei zum einfacheren Einfädeln der Rotorblattspitze in die Hebebänder die Hebebänder über Führungsseile, die z. B. zum Boden geführt sind, so gedreht und ausgerichtet, dass das Einfädeln des Blattes problemlos möglich ist.
Nachdem die Hebeeinrichtung positioniert ist, werden die Hebebänder durch Anheben der Lasttraverse gestrafft. Durch Verstellung der oben genannten Längenänderungsvorrichtung erfolgt sodann eine Gleichgewichtsjustierung, um ein Verkippen des Rotorblattes nach Ablösung von der Rotornabe weitgehend zu verhindern. Zur Erleichterung der Gleichgewichtsjustierung werden besonders vorteilhaft optische Markierungen auf Rotorblatt und Hebevorrichtung genutzt, die vom Boden oder Kran aus einfach zu erkennen sind. Nach der Justierung wird dann das Rotorblatt von der Rotornabe gelöst (z. B. durch das Lösen von Befestigungsschrauben). Gegebenenfalls erfolgt eine weitere Justierung, nachdem das erzeugte Spiel zwischen Rotornabe und Rotorblatt eine sehr genaue Gleichgewichtsjustierung ermöglicht, bevor das Rotorblatt endgültig von der Nabe gelöst und zum Boden abgelassen wird.
Des Weiteren zeichnet sich das Hebeband dadurch aus, dass am Hebeband wenigstens eine an einem Gegenlager, z. B. eine Traverse oder ein vertikaler oder horizontaler Ausleger, angeordnete Zieheinrichtung vorgesehen ist, so dass durch die Zieheinrichtung das Hebeband bzw. die Schlinge des Hebebands in entlastetem bzw. nicht belastetem Zustand selbsttätig geöffnet ist bzw. wird.
Hierbei weist insbesondere die Zieheinrichtung als Rückstelleinrichtung eine oder mehrere Zugmittel, z. B. Zugfedern, Gasfedern, elastische Elemente wie Elastomer-Seile oder dergleichen, auf, wobei insbesondere eine oder mehrere Zugmittel an einem das Hebeband teilweise umgebenden Rahmen angeordnet sind. Dabei wird beispielsweise um eine Schlinge des Hebebands herum ein, vorzugsweise offener, Rahmen ausgebildet, der ein entsprechendes Gegenlager bzw. Widerlager für die Zugmittel bzw. Zugfedern oder Federzüge bildet. Im Rahmen der Erfindung ist es auch denkbar, dass als Zieheinrichtung für die Selbstöffnung des Hebebands im entlasteten Zustand auch elastische Stäbe oder dergleichen als Biege-Rückstelleinrichtung eingesetzt werden. Dabei sind bevorzugterweise die Stäbe beispielsweise aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) gefertigt. Insbesondere kann auch der Rahmen aus elasti schen Elementen ausgebildet sein.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Hebebands ist vorgesehen, dass entlang des Hebebands wenigstens ein, vorzugsweise flexibles, Biegeteil als öffnende Rückstelleinrichtung vorgesehen ist, wobei insbesondere bei Krümmung des Hebebands, d. h. im belasteten Zustand des Hebebands, und bei Krümmung des Biegeteils der Krümmung entgegenwirkende Kräfte ausgebildet sind oder werden, so dass durch die auf die Schlinge des gebogenen Hebebands wirkende Rückstellkräfte nach Entfernung der gehandhabten Last das Hebeband in den ursprünglich geöffneten Anfangszustand überführt wird.
Bevorzugterweise ist das Biegeteil ein Rückstellschlauch oder ein Rückstellelement, das an oder im Hebeband ausgebildet bzw. angeordnet ist.
Ferner wird die Aufgabe gelöst durch eine Hebeeinrichtung, insbesondere Kran, zum Errichten einer Windenergieanlage mit einer Lasttraverse und/oder mit einem Hebeband, wie sie voranstehend ausführlich beschrieben worden sind. Hierzu wird ebenfalls auf die obigen Ausführungen explizit verwiesen.
Weiterhin wird die Aufgabe gelöst durch eine Verwendung eines Hebebands zum Handhaben von Rotorblättern einer Windenergieanlage, vorzugsweise bei der Montage oder Demontage von einem Rotor einer Windenergieanlage, wobei das Hebeband gemäß den voranstehenden Ausführungsformen ausgebildet ist. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird auf die obige Beschreibung des erfindungsgemäßen Hebebands ausdrücklich verwiesen.
Weiterhin wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Montie ren oder Demontieren eines Rotors einer Windenergieanlage unter Verwendung einer voranstehend beschriebenen Lasttraverse zum Handhaben eines Rotorblatts und/oder unter Verwendung eines Hebebands, wie es voranstehend ausführlich beschrieben worden ist, zum Handhaben eines Rotorblatts. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird ausdrücklich auf die obigen Ausführungsformen einer Lasttraverse sowie eines Hebebands verwiesen.
Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsformen zusammen mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllen.
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand der beigefügten Zeichnungen exemplarisch näher beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen wird. Es zeigen:
1 schematisch eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lasttraverse;
2 schematisch eine Ansicht einer Lasttraverse, die an einer Hebeeinrichtung angeordnet ist;
3 schematisch eine weitere Ausführungsform einer Lasttraverse mit einer aufgenommenen Last;
4 schematisch ein Querschnitt einer Ansicht einer Anordnung zum Aufspannen eines Hebebandes;
5 schematisch eine Seitenansicht einer Anordnung zum Handhaben eines Rotorblatts und
6 eine weitere schematische Ansicht im Querschnitt einer Anordnung zum Aufspannen eines Hebebandes gemäß einer weiteren Ausführungsform.
In den folgenden Figuren sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente bzw. entsprechende Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer entsprechenden erneuten Vorstellung abgesehen wird.
1 zeigt schematisch eine Lasttraverse 10 in einer perspektivischen Darstellung, wobei die Lasttraverse 10 aus einem ersten, langgestreckten Traversenteil 11 und einem ebenfalls langgestreckten zweiten Traversenteil 12 besteht. Das erste Traversenteil 11 und das zweite Traversenteil 12 sind miteinander verbunden und können zu Transportzwecken durch Lösen weniger Schrauben bzw. Bolzen von einander getrennt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform werden Einschubbleche oder Einsteckholme des zweiten Traversenteils 12 vom ersten Traversenteil 11 aufgenommen und mittels eines oder mehrerer Sicherungsbolzen miteinander verbunden.
Das erste Traversenteil 11 verfügt über zwei äußere langgestreckte Hohlprofile 13, zwischen denen im Inneren ein Hydraulikzylinder 14 angeordnet ist. Der Hydraulikzylinder 14 ist im Kontaktbereich mit dem zweiten Traversenteil 12 mittels eines Gabelblocks oder dergleichen an der einen Stirnseite des ersten Traversenteils 11 befestigt. Am anderen Ende des Hydraulikzylinders 14 ist eine Seilspreize 15 vorgesehen, an der zwei nebeneinander angeordnete in dem ersten Traversenteil 11 parallel verlaufende Seile 16 angeordnet sind.
Am äußeren Ende des ersten Traversenteils 11 ist eine Stützplatte 17 angeordnet, an der ein Seilbock mit zwei nebeneinander angeordneten Umlenkrollen 18 angeordnet sind. Die im Inneren des ersten Traversenteils 11 verlaufenden Seile 16 werden um die Umlenkrollen 18 herumgeführt und nach oben zu einem über der Lasttraverse 10 angeordneten Haken 21 einer Hebeflasche oder Kranflasche 20 geführt. Der Berührungspunkt der Seile 16 mit dem Haken 21 wird als Hebepunkt 22 der Kranflasche 20 angesehen. Bevorzugt werden die Seile 16 über Seilösen oder Schlaufen am Haken 21 befestigt.
Das zweite Traversenteil 12 verfügt am äußeren Ende über einen Querträger 23, an dessen äußeren Ende Anschlagaugen 24 auf der Oberseite angeordnet sind. Die beiden Fixseile 19 weisen eine nicht veränderbare Länge auf und verlaufen im Bereich über dem zweiten Traversenteil 12 gleichschenkelig auseinander, so dass die Fixseile 19 mit den Seilen 16 im Bereich von den Umlenkrollen 18 bis zu den Anschlagaugen 24 am gegenüberliegenden Ende der Traverse 10 Y-förmig auseinander verlaufen.
Im Bereich des Querträgers 23 ist am äußeren Ende das zweite Traversenteil 12 mit Hilfe von eingeschweißten Querhohlprofilen entsprechend versteift.
Um die Länge der Seilabschnitte zwischen den Umlenkrollen 18 als ersten Traversenanlenkpunkt und dem Hebepunkt 22 zu verändern, wird der Hydraulikzylinder 14 entsprechend betätigt, so dass durch Bewegung des Hubzylinders 14 die Seillänge zwischen den Umlenkrollen 18 den Anschlagaugen 24 verkürzt oder verlängert wird. Hier durch wird die Aufhängungsgeometrie der Lasttraverse 10 entsprechend in Bezug zur Kranflasche 20 bzw. zum Hebepunkt 22 geändert. Die doppelte Seilführung ermöglicht auf Grund des kleinen Biegeradius dünnerer Seile einen geringen Umlenkrollendurchmesser und somit eine kompakte Bauweise.
An der Unterseite der Lasttraverse 10 sind zudem entsprechende Befestigungseinrichtungen für Hebebänder oder andere Befestigungsmaßnahmen vorgesehen.
In den 2 und 3 sind schematisch Ansichten einer erfindungsgemäß angeordneten Lasttraverse 10 an einer Kranflasche 20 angeordnet. Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind an den äußeren Enden der Lasttraverse 10 zwei senkrecht verlaufende Hebebänder 25 angeordnet. In den Hebebändern 25 werden Rotorblätter aufgenommen, wobei die Hebebänder 25 nach Anordnung eines Rotorblatts in den Hebebändern 25 verzurrt werden, um das aufgenommene Rotorblatt rutschsicher zu halten.
In 3 ist beispielhaft ein zwischen den Hebebändern 25 festgehaltenes Rotorblatt 30 eingezeichnet. Abhängig von der Geometrie und der Schwerpunktlage des Rotorblatts 30 können die Hebebänder 25 in unterschiedlicher Länge ausgeführt sein.
Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel verfügt die Lasttraverse 10 über einen Hydraulikzylinder 14, der mit einem Seil 16 verbunden ist. Das andere Ende des Seils 16 ist an einem Anschlagpunkt 26 der Lasttraverse 10 befestigt. Hierbei verläuft das Seil 16 zwischen dem Hubzylinder 14 und einer Umlenkrolle 18 waagerecht, wobei der Abschnitt des Seils 16 zwischen der Umlenkrolle und dem Anschlagpunkt 26 dreieckförmig über einen Hebepunkt 22 der Kranflasche 20 verläuft.
Durch eine hydraulische oder pneumatische Betätigung des Zylinders 14 wird die Länge des Seils zwischen dem Anschlagpunkt 18 (Umlenkrolle) und dem Hebepunkt 22 verändert, wobei hierdurch eine gewünschte Neigung bzw. eine Gleichgewichtslage mit und ohne Last (z. B. ein Rotorblatt) eingestellt wird. Bei der in 3 dargestellten Ausführungsform ist anstelle des in 2 verwendeten Hubzylinders 14 eine Seilwinde 27 auf der Oberseite der Traverse 10 angeordnet. Durch Betätigung der Seilwinde 17 wird die Länge des Seils 16 zwischen der Umlenkrolle 18 (als ersten Traversenanlenkpunkt) und dem Hebepunkt 22 entsprechend verkürzt oder verlängert.
In 4 ist in einer Querschnittsdarstellung eine Anordnung zum Aufspannen bzw. zum Öffnen eines Hebebandes 125 schematisch dargestellt. Hierbei weist die Anordnung eine Traverse 110 auf, die seitlich angeordnete horizontale Ausleger 112 aufweist. Im Endbereich der vertikalen Ausleger 112 sind seitlich vertikale Ausleger 114 angeordnet. Die Traverse 110 ist mittels Tragseilen 116 an einen (hier nicht dargestellten) Hebepunkt einer Hebeeinrichtung angeordnet. Zwischen den Tragseilen 116 ist der obere Teil des Hebebands 125 geführt.
Das Hebeband 125 verläuft von oben nach unten, wobei im unteren Bereich, der von dem Rahmen umgeben ist, der aus der Traverse 110, den horizontalen Auslegern 112 und den vertikalen Auslegern 114 gebildet wird, wobei das Hebeband 125 eine Schlaufe 126 aufweist, so dass das Hebeband 125 als Schlinge bzw. schlingartig ausgebildet ist.
Im Inneren der gebildeten Schlinge des Hebebands 125 ist ein Rotorblatt 30 angeordnet, wobei auf der oberseitigen Hinterkante des Rotorblatts ein V-förmiger Kantenschoner 32 lösbar aufgesetzt ist.
Weiterhin ist das Hebeband 125 über seitlich und über dem Hebeband 125 angeordneten Zugfedern 128, 129 mit den vertikalen Auslegern 114 und den horizontalen Auslegern 112 sowie der Traverse 110 verbunden. Hierbei sind die Zugfedern 128, 129 als elastische Federelemente ausgebildet, so dass bei einer Nichtbelastung des Hebebands 125 das Hebeband 125 reversibel in den nicht belasteten geöffneten Zustand gebracht wird, in dem ein großvolumiges Bauteil einer Windenergieanlage, z. B. ein Rotorblatt 30, in der Schlinge anschließend aufgenommen werden kann.
Wird bei Anordnung des Rotorblatts 30 in der Schlinge des Hebebands 125 das Hebeband 125 zugezogen, so werden die Zugfedern 128, 129 elastisch gedehnt, wodurch Rückstellkräfte entstehen. Wird das Hebeband 125 von dem gehandhabten Bauteil bzw. Rotorblatt 30 gelöst, so ziehen die als reversibel ausgebildeten Zugelemente bzw. Ziehelemente bzw. Zugfedern 128, 129 das Hebeband 125 nach Lösen des eng anliegenden Kontaktes des Hebebands 125 am transportierten bzw. festgehaltenen Rotorblatt 30 in den ursprünglichen entspannten Anfangszustand zurück.
Die Zugfedern 128, 129 können fest mit dem Hebeband 125 verbunden sein, was in der dargestellten Ausführung der Schlinge des Hebebands 125 eine bevorzugt asymmetrische Anordnung der Zugfedern 128, 129 bedingt, da beim Zuziehen der Schlinge die Zugfedern 128, 129 auf einer Seite nach unten, auf der anderen Seite nach oben gedehnt werden. Alternativ kann das Hebeband 125 auch vorteilhaft durch Ösen oder Rollen am Ende der Zugfedern 128, 129 geführt sein.
In einer bevorzugten weiteren Ausführungsform ist die Schlinge des Hebebands 125 als symmetrische Doppelschlinge ausgeführt, d. h. dass beide Enden des U-förmig um das Rotorblatt gefühlten Hebebandes 125 nach oben zum Hebepunkt geführt werden. Anstatt der Schlaufe 126 sind dann ein Ring, Öse oder Umlenkrollen bzw. Umlenkwalzen an der Lasttraverse 110 angeordnet, durch den beide Enden des Hebebandes 125 geführt werden. In dieser bevorzugten Ausführungsform zieht sich die Schlinge dann symmetrisch zu, was insbesondere den Vorteil aufweist, dass es zu keiner Relativbewegung zwischen Hebeband 125 und Rotorblattoberfläche kommt, sodass die empfindliche Oberfläche des Rotorblattes 30 durch eventuellen Schmutz oder Sand nicht zerkratzt wird.
Bei der Handhabung des Rotorblatts 30 während der Montage oder Demontage einer Windenergieanlage ist die mechanische Belastung auf die Blatthinterkante des Rotorblatts 30 groß, so dass hierfür sehr breite Gurte bzw. Hebebänder 125 verwendet werden. Darüber hinaus werden bevorzugterweise mehr als zwei Hebebänder, deren Belastung untereinander durch elastische Elemente, z. B. Federn oder dergleichen, ausgeglichen werden, verwendet. Darüber hinaus ist es im Rahmen der Erfindung denkbar, dass die Blatthinterkanten eines Rotorblatts in den Hebebereichen strukturell verstärkt werden.
In 5 ist schematisch die verrutschsichere Anordnung eines Rotorblatts 30, in den (zugezogenen) Hebebändern 125 in einer weiteren Seitenansicht dargestellt. Hierbei wird die Traverse 110 mit den in Längsrichtung in den Endbereichen der Traverse 110 angeordneten Hebebändern 125 so um den Schwerpunkt S des Rotorblatts 30 angeordnet bzw. positioniert, dass der Hebepunkt im Wesentlichen senkrecht über dem Schwerpunkt S des Rotorblatts positioniert ist.
Bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Traverse sowie der erfindungsgemäßen Hebebänder 125 ist es möglich, dass bei der Errichtung einer Windenergieanlage die Rotorblätter unter Verwendung nur eines Kranes an einem Rotor angeordnet werden. Im Rahmen der Erfindung ist es selbstverständlich möglich, ebenfalls bei der Verwendung der Traverse sowie der Hebebändern 125 nur einen Kran als Hebeeinrichtung bei der Demontage von Rotorblättern zu verwenden.
In 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hebebands 125 im Querschnitt schematisch dargestellt. Hierbei verfügt das Hebeband 125 im unteren Bereich über einen reversibel und elastischen Rückstellbereich 130, wobei das Hebeband 125 im Rückstellbereich 130 mit einem flexiblen Element, z. B. mit einem biegesteifen elastischen Holz oder einem biegesteifen elastischen Schlauch oder dergleichen, ausgebildet ist, so dass im entlasteten Zustand das Hebeband 125 im unteren Bereich selbstständig öffnend ausgebildet ist. Im oberen Bereich des Hebebands 125 sind zur Verbindung mit der Traverse 110 Zugfedern 128 oder dergleichen angeordnet.
Im unbelasteten Zustand des Hebebands 125 wird dadurch ein polygonales bzw. im Querschnitt im Wesentlichen trapezförmiges Hebeband 125 ausgebildet. Die Schlinge kann hierbei wiederum einseitig oder beidseitig ausgeführt sein. Bei der einseitigen Schlingenausführung rutscht das Hebeband beim Zuziehen und Aufziehen vorteilhaft durch das flexible Element, z. B. durch den Schlauch. Die Federn 128 sind hierbei dann wiederum bevorzugt asymmetrisch oder mit Ösen ausgeführt. In einer bevorzugten beidseitigen Schlingenführung kann das elastische Element fest mit dem Hebeband verbunden sein.
Durch die sich selbststätig öffnenden bzw. geöffneten Hebebänder im unbelasteten Zustand wird die Positionierung der Hebebänder an Rotorblättern oder anderen großvolumigen Bauteilen der Windenergieanlage erleichtert. Darüber hinaus werden die Kosten für die Errichtung sowie der Zeitaufwand für die Montage einer Windenergieanlage herabgesetzt. Außerdem hat das erfindungsgemäße Hebeband einen geringeren Platzbedarf bei Transport und Lagerung. Zudem wird durch die vereinfachte Handhabung der Traverse bzw. der Hebebänder die Unfallgefahr für das Wartungs- bzw. Bedienpersonal herabgesetzt.
Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden sowie auch einzelne Merkmale, die in Kombination mit anderen Merkmalen offenbart sind, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können durch einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllt sein.

10: Lasttraverse
11: erstes Traversenteil
12: zweites Traversenteil
13: Hohlprofile
14: Hydraulikzylinder
15: Seilspreize
16: Seile
17: Stützplatte
18: Umlenkrolle
19: Fixseile
20: Kranflasche
21: Haken
22: Hebepunkt
23: Querträger
24: Anschlagauge
25: Hebeband
26: Anschlagpunkt
27: Seilwinde
30: Rotorblatt
32: Kantenschoner
110: Traverse
112: horizontaler Ausleger
114: vertikaler Ausleger
116: Tragseile
125: Hebeband
126: Schlaufe
128: Zugfeder
129: Zugfeder
130: Rückstellbereich
S: Schwerpunkt

Claims

Lasttraverse (10) einer Hebeeinrichtung (20), insbesondere eines Krans, zum Handhaben von Rotorblättern einer Windenergieanlage, wobei die Lasttraverse (10) wenigstens zwei Traversenanlenkpunkte (18, 24, 26) aufweist, wobei die Traversenanlenkpunkte (18, 24, 26) der Lasttraverse (10) mittels eines Lastanschlussmittels (16) mit einem Hebepunkt (22) der Hebeeinrichtung (20) verbindbar oder verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Lastanschlussmittels (16) zwischen einem Traversenanlenkpunkt (18, 24, 26) und dem Hebepunkt (22) veränderbar ist, wobei die Länge des Abschnitts des Lastanschlussmittels (16) zwischen dem Hebepunkt (22) und dem oder den Traversenanlenkpunkten (18, 24, 26) mittels einer Längenänderungsvorrichtung (14, 27) veränderbar ist.
Lasttraverse (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längenänderungsvorrichtung (14, 27) als eine Seil winde (27) oder ein, vorzugsweise hydraulisch oder pneumatisch betätigbarer, Hubzylinder (14) oder als Spindelantrieb ausgebildet ist.
Lasttraverse (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Längenänderungsvorrichtung (14, 27) an oder in der Lasttraverse (10) angeordnet ist.
Lasttraverse (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lasttraverse (10) T-förmig ausgebildet ist.
Lasttraverse (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, insbesondere zwei oder drei oder vier, Lastseile (16) als Lastanschlussmittel (16) vorgesehen sind.
Lasttraverse (10) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lastseile (16) Y-förmig zwischen dem einen Traversenanlenkpunkt (18) des Längsträgers der T-förmigen Lasttraverse (10), vorzugsweise am Ende des Längsträgers, und den gegenüberliegenden Traversenanlenkpunkten (24, 26) des Querträgers der T-förmigen Lasttraverse (10) verlaufen.
Lasttraverse (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an, vorzugsweise den beiden Endbereichen der Unterseite, der Lasttraverse (10) Befestigungseinrichtungen, insbesondere Hebebänder (25), angeordnet sind oder werden.
Lasttraverse (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Längenänderungsvorrichtung (14, 27) mittels einer Steuereinrichtung, insbesondere Fernsteuereinrichtung, steuerbar oder fernsteuerbar ausgebildet ist.
Verwendung einer Lasttraverse (10) zum Handhaben von Rotorblättern einer Windenergieanlage, wobei die Lasttraverse (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist.
Hebeband (125) zum Handhaben von Rotorblättern (30) einer Windenergieanlage, vorzugsweise bei der Montage oder Demontage eines Rotors, wobei vorzugsweise das Hebeband (125) mit einer Schlinge oder als Schlinge ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Hebeband (125), insbesondere die Schlinge, im entspannten Zustand durch eine oder mehrere auf das Hebeband, insbesondere die Schlinge, wirkende Kräfte, insbesondere Rückstellkräfte, selbsttätig öffnend ausgebildet ist, so dass vorzugsweise ein vorbestimmter Anfangszustand bei Nicht-Belastung des Hebebands (125), insbesondere der Schlinge, ausgebildet ist.
Hebeband (125) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass am Hebeband (125) wenigstens eine an einem Gegenlager angeordnete Zieheinrichtung (128, 129) vorgesehen ist.
Hebeband nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zieheinrichtung (128) eine oder mehrere Zugmittel (128, 129) aufweist, wobei insbesondere die eine oder mehrere Zugmittel (128, 129) an einem das Hebeband (125) wenigstens teilweise umgebenden Rahmen angeordnet sind.
Hebeband (125) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass entlang des Hebebands (125) wenigstens ein, vorzugsweise flexibles, Biegeteil, vorgesehen ist, wobei insbesondere bei Krümmung des Hebebands (125) und des Biegeteils der Krümmung entgegenwirkende Kräfte ausgebildet sind oder werden.
Hebeband (125) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Biegeteil ein Rückstellschlauch oder ein Rückstellelement ist.
Hebeeinrichtung (20), insbesondere Kran, zum Errichten einer Windenergieanlage mit einer Lasttraverse (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und/oder mit einem Hebeband (125) nach einem der Ansprüche 10 bis 14.
Verwendung eines Hebebands (125) zum Handhaben von Rotorblättern (30) einer Windenergieanlage, vorzugsweise bei der Montage oder Demontage von einem Rotor einer Windenergieanlage, wobei das Hebeband (125) nach einem der Ansprüche 10 bis 14 ausgebildet ist.
Verfahren zum Montieren oder Demontieren eines Rotors einer Windenergieanlage unter Verwendung einer Lasttraverse (10) zum Handhaben eines Rotorblatts (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und/oder unter Verwendung eines Hebebands (125) zum Handhaben eines Rotorblatts (30) nach einem der Ansprüche 10 bis 14.