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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Arbeitsbühnenanlage für die vollumfängliche Befahrung von etwa vertikal ausgerichteten Objekten, insbesondere für die Rotorblattbefahrung bei Windkraftanlagen.
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Rotorblätter gehören zu den höchstbelasteten Bauelementen einer Windkraftanlage, insbesondere sind sie einer starken Wechselbelastung durch die unstete Einwirkung des Windes und speziell beim Passieren des Turmschattens ausgesetzt. Besondere Belastungen und Schäden entstehen durch Wetterunbilden und im Wind fliegende Kleinteile, die im Rotorblatt einschlagen. Sehr häufig sind zur Herstellung der Rotorblätter Leichtbaumaterialien eingesetzt, wie beispielsweise Faserverbundwerkstoffe, bei denen es bei Überlastung oder durch Herstellungsfehler zum Delaminieren des Schichtaufbaus mit der Folge von Rissen kommen kann. Weiterhin ist die Rauhigkeit der Oberfläche der Rotorblätter bedeutsam für deren aerodynamische Eigenschaften, die Einfluss auf den Ertrag der Windkraftanlage haben. Nicht zuletzt geht von beschädigten Rotorblättern auch ein hohes Sicherheitsrisiko aus, da sich deren Enden mit hoher Umfangsgeschwindigkeit bewegen, während sie zugleich starken Zugkräften ausgesetzt sind. Ein Ablösen von Teilen des Werkstoffes muss dabei unbedingt vermieden werden. Weiterhin ist eine Verkürzung der Ausfallzeiten und damit auch der Wartungszeiten von großer Bedeutung.
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Durch die großen Höhen von Windkraftanlagen ist ein Einsatz von Gerüsten, die vom Boden aus errichtet werden, für die Lösung von Wartungsaufgaben ungeeignet, zumindest aber unwirtschaftlich. Bei Off-Shore-Anlagen ist eine solche Lösung gar nicht einsetzbar.
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Der häufig angewandte, kostengünstige Einsatz von Kletterern, die sich von der Gondel, dem Maschinenhaus, aus abseilen, ist begrenzt auf Inspektionen und kleinere Reparaturen, da Werkzeuge und Materialien nur in begrenztem Umfang mitgeführt werden können. Für größere Reparaturen mit dem Einsatz von Spezialwerkzeugen und -materialien ist eine Arbeitsplattform unabdingbar und hat sich in der Praxis als effektiv erwiesen. Diese Arbeitsbühnen werden mit Seilen an oben befindlichen Anlagenkomponenten, beispielsweise der Nabe oder der Gondel, befestigt und umschließen das Rotorblatt. Mittels Winden an der Gondel oder Seildurchlaufwinden in der Arbeitsbühne werden sie entlang des senkrecht stehenden Rotorblattes bewegt. Das horizontale Verfahren der Arbeitsbühne vom Aufhängepunkt bis unter die Blattspitze und die Anpassung an den Verlauf des Blattes erfolgt durch einen Abdruckrahmen. Dieser hält den Abstand zum Turm und stützt sich an diesem ab. Eine weitere Möglichkeit besteht in der Anwendung eines Führungs- oder Hilfsseiles, das zwischen Boden und Arbeitsbühne verspannt wird und die Arbeitsbühne in einer bestimmten Position außerhalb der Senkrechten hält.
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Eine solche Lösung wird in der Druckschrift
DE 103 18 975 B4 beschrieben. Ein Zugseil ist mit seinem oberen Ende am Rotorgehäuse befestigt. Es umschlingt die Treibscheibe einer an der Arbeitsbühne befestigten Seildurchlaufwinde. An jeder Seite der Hebebühne ist jeweils ein Zugseil erforderlich. Zusätzlich sind Führungsseile zwischen dem Boden bzw. einem Fahrzeug und dem Rotorgehäuse verspannt. Die Seile laufen parallel zur Mittelachse des Rotorblatts und schräg zur Achse des Mastes. Zusätzlich sind zwischen der Hebebühne und den Führungsseilen Verbindungsseile mit Führungsösen an den freien Enden gespannt. Die freie Länge der Verbindungsseile wird über Handseilwinden derart eingestellt, dass die Hebebühne vom Boden bis zum Rotorgehäuse parallel zur Mittelachse des Rotorblattes verfahren werden kann.
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Nachteilig ist hierbei jedoch, dass wenigstens zwei Zugseile und wenigstens zwei Führungsseile erforderlich werden. Weiterhin muss die Hebebühne mit einem aktiven Antrieb ausgestattet sein, was ihr Gewicht erhöht und damit zugleich die Nutzlast vermindert. Zudem bietet die Aufhängung an Zugseilen keine Sicherheit gegen eine Schräglage der Arbeitsplattform bei ungleichmäßiger Belastung.
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Einige der beschriebenen Nachteile überwindet bereits die Druckschrift
DE 20 2005 000 407 U1 , bei der eine Arbeitsbühne zur Auflage auf einem Objekt, hier einem Flugzeugrumpf, vorgesehen ist und dabei zugleich von oben gehalten wird. Hierbei sichert ein Tragemittel, bestehend aus einem Aufhängemittel mit Aufhängekabeln, die Arbeitsbühne in ihrer Betriebsposition kurz oberhalb des Arbeitsobjekts. Die Aufhängekabel sind an Befestigungspunkten befestigt, die auf dem Rahmen vorgesehen sind. Ein Kran hebt die Bühne vom Boden in die Betriebsposition und trägt das Gewicht der Bühne und der Materialien, Werkzeuge und des oder der Arbeiter, sowohl während des Anhebens als auch während des Absenkens der Bühne in oder aus ihrer Betriebsposition, und trägt ebenfalls das Gewicht der Bühne in ihrer Betriebsposition während der Ausführung von Arbeiten an dem Arbeitsobjekt. Um die Bühne in ihrer Betriebsposition zu stabilisieren, können Rückhaltemittel, wie beispielsweise Verankerungsarme, -seile, -drähte oder -streben, mit dem Arbeitsobjekt (oder möglicherweise mit Punkten auf Bodenhöhe) kooperieren, um die Arbeitsbühne gegen beträchtliche Bewegung zurückzuhalten. Diese Stabilisierungsmittel können zu Beginn und am Ende der Arbeitstätigkeit durch den Arbeiter lösbar in Position installiert werden. Eine weitere Stabilisierung erfolgt durch Dämpfungsmittel, mit denen die Arbeitsbühne auf das Objekt aufgelegt werden kann. Nachteilig ist hierbei, dass das Tragemittel die Arbeitsbühne nicht ausreichend stabilisieren kann. Es sind Rückhaltemittel erforderlich. Diese werden fest zu Beginn und am Ende der Arbeitstätigkeit installiert. Ein einfaches Verfahren der Arbeitsbühne aus ihrer Position wird damit unmöglich, da zuvor immer erst die Rückhaltemittel aufwendig gelöst werden müssen.
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Besonders wichtig ist die Anpassung der Öffnung der Arbeitsbühne an die Kontur des Rotorblatts. Über seine Länge hinweg ist das Rotorblatt jedoch in seiner Querschnittsform veränderlich und weist in Nabennähe eine runde Querschnittsform auf, die sich in Richtung der Spitzen abflacht. Eine starre Arbeitsbühne für den nabennahen Bereich würde im Bereich der Flügelspitze einen zu großen Abstand zwischen Arbeitsbühne und Rotorblatt aufweisen.
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Die Druckschrift
DE 20 2007 002 930 U1 bietet bereits Lösungsansätze für dieses Problem an. Danach weist eine Hebebühne für Befahranlagen zur Wartung der Rotorblätter von Windkraftanlagen mehrere Bühnenelemente auf. Diese sind um eine Öffnung herum angeordnet, deren Öffnungsquerschnitt durch Bewegen wenigstens einen Bühnenelementes relativ zu einem anderen Bühnenelement mittels eines Stellantriebs veränderbar ist. Dadurch lässt sich der Öffnungsquerschnitt an die Abmessungen des Rotorblatts in der jeweiligen Höhe anpassen. Nach dem Vorschlag der Druckschrift sind zwei mittels eines Schwenkgelenks an einem Ende miteinander verbundene Arbeitsbühnen, die bewegliche Bühnenelemente bilden, vorgesehen. Die Öffnung, die sich beim Auseinanderklappen der beiden Elemente bildet, wird durch ein zusätzliches, einpassbares Element verschlossen. Damit ist durch die Hebebühne der gesamte Umfang des Rotorblatts an der betreffenden Stelle für eine Inspektion oder Wartung erreichbar, ohne dass größere Abstände zwischen Rotorblatt und Hebebühne zu überbrücken wären. Nachteilig ist jedoch auch hier, dass es nur partiell gelingt, den Abstand zwischen Hebebühne und Rotorblatt zu minimieren. Es gibt immer noch Bereiche, die einen größeren Abstand zwischen Rotorblatt und Hebebühne aufweisen und entsprechend schlecht erreichbar sind. Weiterhin ist es erforderlich, ein zusätzliches Element mitzuführen, das in die aufgeklappte Hebebühne eingepasst werden kann. Zudem weist das zusätzliche Element eine gebogene Führung auf, was insgesamt erhebliche Nachteile und Schwierigkeiten mit sich bringt.
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Eine deutliche Verbesserung hinsichtlich der flexiblen Anpassung an spezielle Querschnitte des Rotorblatts bietet die Druckschrift
DE 103 18 675 B4 . Hier wird ebenfalls eine Hebebühne für Befahranlagen zur Wartung der Rotorblätter von Windkraftanlagen vorgeschlagen, die aus mehreren Elementen besteht, die um eine Öffnung herum angeordnet sind. Dadurch ist eine Anpassung an die Abmessungen des Rotorblatts, insbesondere seine Querschnittsgeometrie, möglich. Hierbei bilden zwei einander gegenüberliegende Arbeitsbühnen die beweglichen Bühnenelemente. Die Arbeitsbühnen sind zueinander parallel verschiebbar an Querträgern oder Tragkonstruktionen der Hebebühne geführt. Dabei weisen die beweglichen Elemente bereits eine vorbereitete Kontur auf, die der zu erwartenden Querschnittskontur des Rotorblatts in etwa entspricht. Durch die beiderseitige Heranführung der beiden Arbeitsbühnen an das Rotorblatt ist ein sehr dichter Abschluss zwischen Rotorblatt und Arbeitsbühne möglich. Jedoch ist durch die vorgefertigte Kontur die Flexibilität hinsichtlich der Anpassung an die Rotorblattkontur eingeschränkt. Zudem liegt eine ausschließlich parallele Führung der Bühnenelemente vor, wodurch keine Änderung der Winkellage benachbarter Bühnenelemente möglich ist. Zudem ist, um ein Verkanten zu verhindern, immer eine doppelte Anordnung und ein Gleichlauf der Führung erforderlich. Die prinzipielle geometrische Kontur ist nicht änderbar, wodurch insbesondere am Flügelschaft, also in Nabennähe, nicht alle Seiten des Flügels erreicht werden können. Weiterhin weist eine solche Arbeitsbühne ein höheres Gewicht auf, da neben den Arbeitsbühnen selbst noch zusätzliche Querträger oder Konstruktionen erforderlich sind. Das erhöht den Aufwand für den Transport sowie für die Aufhänge- und Antriebsmittel bei der vertikalen Bewegung der Hebebühne längs zum Turm.
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Insgesamt ist den nach dem Stand der Technik bekannten Lösungen gemeinsam, dass durch im Maschinenhaus aufzuhängenden Seile, an denen die Arbeitsbühne vertikal fixiert und verfahren wird, ein hoher Montageaufwand entsteht. Die Monteure müssen die Windkraftanlage besteigen. Es müssen Öffnungen im Maschinenhaus für die Durchführung der Seile geschaffen werden. Die Seile müssen durch diese Öffnungen heruntergelassen bzw. mit Hilfsmitteln zunächst hinaufgezogen werden. Nach Beendigung der Arbeiten müssen die Seile wieder entfernt und die Öffnungen verschlossen werden. Weiterhin ist es mit den Arbeitsbühnen nach dem Stand der Technik und deren Verstellmöglichkeiten nicht möglich, die unterschiedlichen Blattgrößen und Blattformen an den verschiedenen Windkraftanlagen mit einem einzigen Bühnentyp abzudecken.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Arbeitsbühnenanlage für die vollumfängliche Befahrung von etwa vertikal ausgerichteten Objekten, insbesondere für die Rotorblattbefahrung bei Windkraftanlagen, anzubieten, die ein geringes Gewicht aufweist, flexibel die Querschnittsform des Rotorblattes anpassbar und einfach auf- und abbaubar ist, wobei die Arbeitsbühnenanlage passiv vertikal verfahrbar und leicht in ihrer horizontalen Position stabilisierbar ist.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Arbeitsbühnenanlage für die vollumfängliche Befahrung von etwa vertikal ausgerichteten Objekten, insbesondere für die Rotorblattbefahrung bei Windkraftanlagen, wobei die Arbeitsbühnenanlage eine Arbeitsbühne und wenigstens eine Trageinrichtung aufweist und diese an einem Kranseil eines Lastkrans, insbesondere eines Lastkrans im Maschinenhaus einer Windkraftanlage, angeordnet ist, wobei die wenigstens eine Trageinrichtung in der Weise ausgebildet ist und eine bewegliche, so weit über dem Schwerpunkt der belasteten Arbeitsbühne angeordnete Aufhängeinrichtung aufweist, dass die Arbeitsbühne auch bei ungleichmäßiger Belastung eine annähernd waagerechte Position behält.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Arbeitsbühne wenigstens fünf gelenkig zu einer geschlossenen Kontur miteinander verbundene Basiselemente und Bühnenelemente auf, wobei an wenigstens einem der Basiselemente wenigstens eine Trageinrichtung angeordnet ist.
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Durch die Trageinrichtung erfolgt ein mobiler, flexibler Einsatz der Arbeitsbühne. Über die Trageinrichtung kann beispielsweise ein Kran die Arbeitsbühne vertikal am Rotorblatt entlang bewegen. Weitere Möglichkeiten zur vertikalen Bewegung und zur horizontalen Ausrichtung der Arbeitsbühne sind vorgesehen. Beispielsweise kann ein vertikaler Zug von der Gondel aus erfolgen und dabei die horizontale Ausrichtung durch Spannseile vom Boden aus erfolgen.
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Die Arbeitsbühne besteht aus wenigstens fünf Bühnenelementen, wobei eine besonders bevorzugte Ausführungsform acht Bühnenelemente aufweist. Auch eine Anzahl von mehr als acht aneinander gefügten Bühnenelementen ist vorgesehen. Die Bühnenelemente sind so miteinander verbunden, dass sich eine geschlossene ring- bzw. wabenförmige Struktur ergibt. Je mehr Bühnenelemente vorhanden sind, um so mehr nähert sich die Arbeitsbühne im entfalteten Zustand einer idealen Ringform an. Das ist insbesondere für Wartung von Rotorblättern und dort in den Bereichen des Rotorblatts in der Nähe der Nabe von Vorteil. Dort hat das Rotorblatt einen kreisförmigen Querschnitt. Wenn auch die Arbeitsplattform die angenäherte Kreisform annimmt, so ist eine optimale Zugänglichkeit zu allen Stellen gewährleistet.
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Die Möglichkeit, ihre Form zu ändern, erhält die Arbeitsbühne durch die gelenkige Verbindung von jeweils zwei Bühnenelementen miteinander oder zwischen einem Basis- und einem Bühnenelement. Dadurch kann die geschlossene Kontur der Arbeitsbühne sowohl einen kreis- bzw. wabenförmigen Querschnitt umschließen, bei entsprechender Änderung der Winkelstellung der einzelnen gelenkigen Verbindungen eine längliche Form annehmen und schließlich so stark zusammengeschoben werden, dass ein sehr enger Querschnitt entsteht und dadurch ein einfacher Transport mit geringen Außenmaßen der Arbeitsbühne, insbesondere einer geringen Breite, möglich wird. Das Annehmen einer länglichen Form wird insbesondere in den Bereichen des Rotorblatts, die weiter von der Nabe entfernt sind, notwendig. Insbesondere in Richtung der Flügelspitze nimmt das Rotorblatt einen sehr flachen, tragflächenförmigen Querschnitt an. Bei entsprechender Bewegung der gelenkigen Verbindungen ist die Form der Arbeitsbühne flexibel anpassbar und die Laufstege können sehr nahe an die Oberfläche des Rotorflügels herangeführt werden können. Insbesondere vorteilhaft ist dabei eine höhere Anzahl von Bühnenelementen, durch die sich eine besonders hohe Flexibilität bei der Anpassung an komplizierte Querschnittsgeometrien eines Rotorflügels erreichen lässt.
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Bewegt sich die Arbeitsbühne abwärts, in Richtung der Rotorblattspitze, ändert sich die Form bis hin zu einer flachen, tragflächenartigen Querschnittsform. Dabei bleibt der äußere Umfang des Rotorblatts stets konstant. Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Arbeitsplattform liegt nun darin, dass diese sich nicht nur an die veränderte Querschnittsform anpassen kann, sondern dabei auch eine konstante Länge der Laufstege, auf denen die Arbeitskräfte sich bewegen, aufweist. Damit kann die Arbeitsplattform zwischen Nabe und Rotorflügelspitze bewegt werden und der Abstand der Arbeitsbühne zur Oberfläche des Rotorblatts bleibt stets, ungeachtet der Querschnittsform des Rotorblatts an der jeweiligen Stelle, in etwa konstant. Damit ist an jeder Stelle des Rotorblatts eine optimale Inspektion oder Reparatur möglich, die Arbeitskräfte haben beste Möglichkeiten, um bei Bedingungen höchster Arbeitssicherheit diese Arbeiten in bester Qualität ausführen zu können.
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Jedes der Bühnenelemente besitzt einen Laufsteg, auf dem sich die Inspektoren oder Arbeiter bewegen können. Zu deren Sicherheit ist sowohl an der zum Rotorflügel hin weisenden Seite, als auch an der gegenüberliegenden Seite des Laufstegs jeweils ein Absturzschutz vorgesehen. Dieser ist bevorzugt Geländer ausgeführt, jedoch alternativ auch auf andere Weise realisiert. So ist beispielsweise bei einer weiteren Ausführungsform ein Netz vorgesehen, das gegen Absturz schützt, oder auch um Einrichtungen, in die eine Personensicherung, wie zum Beispiel ein Gurtsystem, eingehängt wird.
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Als besonders günstig hat es sich erwiesen, wenn die gelenkige Verbindung aller Bühnenelemente miteinander so ausgeführt ist, dass sie im Einsatz und beim Transport dauerhaft besteht. Das bedeutet, dass kein Zerlegen für den Transport notwendig ist, am Einsatzort keine Montage erfolgt und dass die Gelenke, außer für Pflege-, Wartungs- oder Reparaturarbeiten, nicht geöffnet werden.
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Durch den Verzicht auf eine Montage am Einsatzort wird Zeit gespart und zugleich die Funktionssicherheit erhöht, da kein Risiko eines Misslingens oder einer Verzögerung der Montage besteht. Weiterhin liegt am Einsatzort ein besonders hohes Risiko für Verschmutzung vor, was zum vorzeitigen Ausfall insbesondere der beweglichen Elemente und der Verbindungselemente oder zu einer Funktionsuntüchtigkeit der gesamten Arbeitsbühne führen könnte. Durch die vorliegende Erfindung wird dieses vermieden, weil die Gelenke am Einsatzort nicht geöffnet werden und somit bei Transport oder anderen Manipulationen die Gefahr einer Verunreinigung nicht besteht. Dadurch ist die Arbeitsbühne besonders sicher zu handhaben, die Wartungsintervalle verlängern sich ebenso wie die gesamte Einsatzzeit der voll funktionstüchtigen Arbeitsbühne.
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Eine besonders einfache Handhabung der Arbeitsbühne ist möglich, wenn wenigstens ein Antriebselement zur Änderung der Form der Arbeitsbühne vorgesehen ist. Der Antrieb zur Änderung der Form der Arbeitsbühne bewirkt eine Verstellung der Winkel der Bühnenelemente zueinander. Dieser Antrieb kann manuell, beispielsweise über einen Kurbelantrieb mit Spindel erfolgen.
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Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Arbeitsbühne weist jedoch einen motorischen Antrieb auf, durch den auf einfache Weise, schnell und sicher eine Änderung der Form der Arbeitsbühne erfolgt. Dabei ist eine Steuerung vorgesehen, über die eine vorgegebene Querschnittsform eingestellt wird, beispielsweise durch ein Steuerprogramm, das auf bekannte Daten des vorliegenden Windkraftanlagentyps zurückgreift. In dieser Datentabelle sind die Vektoren der Querschnittsform für die einzelnen Abschnitte über die Länge des Rotorblatts abgelegt. Eine Ermittlung des Standorts der Arbeitsbühne am Rotorblatt erfolgt in besonders bevorzugter Weise über einen Sensor, der die Entfernung zur Nabe misst, durch in das Rotorblatt eingebaute, zur drahtlosen Kommunikation geeignete Informationselemente oder durch andere geeignete Technologien nach dem Stand der Technik. Für den betreffenden Standort beziehungsweise Abschnitt des Rotorblatts werden dann die Vektordaten der Querschnittsform abgerufen und an die einzelnen Stellantriebe übermittelt.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden durch Sensoren die aktuellen Abstände zwischen Arbeitsbühne und Rotorblatt gemessen. Dadurch wird gesichert, dass es zu keiner Berührung zwischen Arbeitsbühne und Rotorblatt kommen kann. Weiterhin werden Beschädigungen der Oberfläche des Rotorblatts vermieden und eine flexible Anpassung der Form der Arbeitsbühne ermöglicht.
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Durch beide Varianten der automatischen Verstellung der Arbeitsbühne kann diese selbstständig ihre Querschnittsform korrigieren. Die Arbeitsbedingungen für eine Inspektion oder eine Reparatur des Rotorblatts sind stets optimal, ohne dass die Arbeitskräfte ihre Arbeit unterbrechen müssten, um sich der Verstellung der Arbeitsbühne zu widmen.
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Diese Stellantriebe, die die einzelnen Bühnenelemente zueinander im Winkel halten oder den Winkel verändern, sind in der besonders bevorzugten Ausführungsform als elektromotorisch angetriebene Linearantriebe ausgeführt. Der Antrieb kann jedoch auch auf andere Weise erfolgen. Beispielsweise kommt dann ein Hydraulikzylinder zum Einsatz kommen oder ein manueller oder motorischer Spindelantrieb zum Ende.
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Vorteilhaft ist es, wenn die Trageinrichtung als ein einziger, weitgehend biegesteifer Tragbügel mit einer am von der Arbeitsbühne abgewandten Ende des Tragbügels angeordneten als Kranöse ausgebildeten Aufhängeeinrichtung zum Einhängen eines Kranhakens vorgesehen ist. Das trägt insgesamt zu einem niedrigeren Gewicht der Arbeitsbühne bei. Ein niedriges Gewicht der Arbeitsbühne bringt gleich mehrere Vorteile mit sich. So kann die komplett montierte Arbeitsbühne auf einem weniger leistungsstarken Transportfahrzeug zum Einsatzort gefahren werden. Weiterhin ist bei vorgegebener Kranleistung die Nutzlast, wie mitgeführte Personen, Werkzeuge und Materialien, höher. Daraus resultiert eine Steigerung der Effizienz und vor allem eine Verkürzung der Wartungs- und Reparaturzeiten, was insbesondere bei Windkraftanlagen wegen des Ertragsausfalls während der Wartung von größter Bedeutung ist.
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Weiterhin ist eine hohe Flexibilität vorhanden, da sich die Arbeitsbühne leicht in eine optimale Position drehen lässt.
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Bei einer besonders günstigen Ausführungsform ist der Tragbügel in der Weise verstellbar ausgebildet, dass er den Schwerpunkt der Arbeitsbühne verändert. Damit kann sowohl auf eine ungleichmäßige Belastung der Arbeitsbühne wie auch auf eine Querschnittsänderung, wie sie zur Anpassung an einen bestimmten Querschnitt des Rotorblatts erforderlich ist, reagiert werden. Durch die Verstellung wird die Arbeitsplattform immer wieder in eine waagerechte Position gebracht und optimale Arbeitsbedingungen auf der Arbeitsbühne geschaffen. Weiterhin ist der Einsatz nur eines Seiles erforderlich.
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Die Verstellung erfolgt dabei in einer besonders bevorzugten Ausführungsform mit Hilfe eines Teleskopelements. Dieses ist mit einem Antrieb, bevorzugt einem Hydraulikantrieb versehen. Andere Arten des Antriebs, wie z. B. ein elektrischer Linearantrieb, sind jedoch alternativ vorgesehen.
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Es hat sich als günstig erwiesen, wenn wenigstens eines der Basiselemente oder Bühnenelemente einen Führungsausleger aufweist, der an dem von dem Basiselement oder Bühnenelement wegweisenden Ende eine Führungsöse aufweist. Der Führungsausleger ist dabei bevorzugt an dem Basiselement, mit dem das Tragelement verbunden ist, oder einem benachbarten Bühnenelement angeordnet. Dadurch kann auf besonders vorteilhafte Weise erreicht werden, dass der Schwerpunkt und damit der Anschlagspunkt für ein Tragseil nach Außerhalb des durch die Arbeitsbühne umschlossenen Bereichs verlegt.
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Dadurch werden Kollisionen zwischen dem Tragseil und z. B. einem Rotorflügel vermieden. Durch die Führungsöse läuft bei bestimmungsgemäßer Benutzung ein Seil, das an einem oberen und einem unteren Fixpunkt befestigt ist. Das Seil läuft weitestgehend parallel zum Rotorblatt, was insbesondere dann von Bedeutung ist, wenn dieses nicht im Mittel senkrecht steht, sondern beispielsweise eine Schrägstellung aufweist.
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Bei einer solchen Schrägstellung kann zunächst ein Nachführen der Arbeitsbühne durch den teleskopierbaren Kran des Maschinenhauses erfolgen. Sollte jedoch diese Teleskopierbarkeit nicht ausreichen, um die Abweichung von der Senkrechten auszugleichen, kann eine Führung über das Führungsseil erfolgen. Dieses hält die Arbeitsbühne dann immer im richtigen Abstand zuvor Senkrechten, wodurch eine Führung entlang der Stellung bzw. Kurvenform des Rotorflügels ermöglicht wird. Weiterhin kann das Führungsseil bei Wind die Arbeitsbühne stabilisieren und unkontrollierte Bewegungen minimieren.
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Die Befestigung des Führungsseils erfolgt im unteren Bereich beispielsweise am Fundament, im oberen Bereich am Maschinenhaus. Handelt es sich bei den Windkraftanlagen um Off-Shore-Anlagen, dient eine spezielle Plattform über der Wasseroberfläche zum Befestigen des Führungsseils.
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Der Führungsausleger dient in einer alternativen Ausführungsform zugleich als Stabilisierungseinrichtung. Diese Stabilisierungseinrichtung vermeidet im Sinne eines Gegengewichts eine Schräglage der Arbeitsbühne bei deren einseitiger Belastung. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Einrichtung zur Stabilisierung als Gegengewichtsausleger ausgeführt. Dadurch wird die Arbeitssicherheit weiterhin verbessert und die Flexibilität bei der Wahl des Anschlagpunktes für die Aufhängung erhöht.
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Besondere Vorteile resultieren daraus, dass der Führungsausleger in der Weise verstellbar ausgeführt ist, dass der Abstand der Führungsöse zur Arbeitsbühne veränderbar ist. Durch eine Verstellbarkeit des Führungsauslegers kann ein besonders genaues Nachführen der Arbeitsplattform erfolgen. Dieses ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn das Rotorblatt nicht geradlinig ist. Kommt ein Führungsseil zum Einsatz und wird dieses zwischen dem oberen und dem unteren Anschlagpunkt gespannt, bildet es immer eine gerade Linie zwischen den beiden Punkten. Um nun eine Anpassung an eine über seine Länge gewölbte Form des Rotorblattes zu erreichen, muss eine Abweichung von der Geraden ermöglicht werden. Diese Abweichung wird durch eine Einstellung des Abstands zwischen Führungsseil und Rotorblatt durch den verstellbaren Führungsausleger erreicht. Die Verstellung des Führungsausleger erfolgt in der besonders bevorzugten Ausführungsform über ein Teleskop, das über einen linearen Antrieb, bevorzugt einen hydraulischen Antrieb, verfügt.
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Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren zur vollumfängliche Befahrung von etwa vertikal ausgerichteten Objekten, insbesondere Rotorblättern von Windkraftanlagen, wobei die wenigstens eine Trageinrichtung aufweisende und über diese mit dem Kranseil eines Lastkrans im Maschinenhaus der Windkraftanlage verbundene Arbeitsbühne der Arbeitsbühnenanlage durch die oberhalb des Schwerpunkts der Arbeitsbühne an dem Kranseil aufgehängte Trageinrichtung die Arbeitsbühne auch bei ungleichmäßiger Belastung in annähernd waagerechter Position gehalten und durch die Seilwinde des Lastkrans vertikal und mittels des schwenk- und teleskopierbaren Auslegers des Lastkrans horizontal verfahren und positioniert wird.
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Ein weiterer Vorteil besteht in der einfacheren und kostengünstigeren Fertigung durch die eröffnete Möglichkeit einer Verwendung zahlreicher identischer Bauteile. Dadurch ist es zudem möglich, eine größere Vielzahl unterschiedlicher Windkraftanlagen und Rotorblätter mit der Arbeitsbühnenanlage abzudecken. Insgesamt besteht bei der Fertigung ein geringerer Materialbedarf und dadurch ein minimierter Ressourcenverbrauch.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Arbeitsbühne durch wenigstens einen Führungsausleger mit einer Führungsöse an einem von dem Basis- oder Bühnenelement wegweisenden Ende an wenigstens einem der Basis- oder Bühnenelemente in einer vorgesehenen Bewegungsrichtung geführt, wobei durch die Führungsöse ein zwischen zwei Punkten und etwa parallel zur Mittelachse eines Rotorblatts aufgespanntes Führungsseil verläuft.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen
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1: eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Arbeitsbühneanlage mit kreisförmig entfalteter Arbeitsbühne;
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2: eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Arbeitsbühneanlage mit länglich entfalteter Arbeitsbühne;
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3: eine schematische Perspektivansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Arbeitsbühn;
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4: eine schematische Draufsicht einer Ausführungsform einer kreisförmig entfalteten erfindungsgemäßen Arbeitsbühne;
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5: eine schematische Draufsicht einer Ausführungsform einer länglich entfalteten erfindungsgemäßen Arbeitsbühne und
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6: eine schematische Perspektivansicht einer Ausführungsform einer Windkraftanlage mit angehängter erfindungsgemäßer Arbeitsbühne.
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1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Arbeitsbühnenanlage 1 mit kreisförmig entfalteter Arbeitsbühne 3. Die Arbeitsbühne 3 ist dabei mit der Trageinrichtung 2 verbunden, wobei die unmittelbare Befestigung am Basiselement 4 erfolgt. Dieses ist besonders stabil gebaut, so dass dort der Eingriff der Trageinrichtung 2 erfolgen kann. Die Arbeitsbühne 3 weist neben dem Basiselement 4 auch Bühnenelemente 5 auf.
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Die Trageinrichtung 2 weist eine Aufhängeeinrichtung 11 sowie eine Verstelleinrichtung 10 auf. Die Verstelleinrichtung 10 ist in der Darstellung gemäß 1 im ausgefahrenen Zustand gezeigt, damit die Aufhängereinrichtung 11 den Schwerpunkt der kreisförmig entfalteten Arbeitsbühne 3 einnimmt.
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An der Arbeitsbühne 3 ist weiterhin ein Führungsausleger 6 mit einem Gelenk 7 befestigt. Der Führungsausleger 6 weist eine Führungsöse 8 an seinem Ende auf. Der Abstand zwischen Gelenk 7 und Führungsöse 8 ist veränderbar. Dazu weist der Führungsausleger 6 eine Verstelleinrichtung 9 auf. Diese ist bevorzugt, wie in der 1 dargestellt, als Teleskop mit hydraulischen Antrieb ausgeführt. Durch die Verstellbarkeit des Führungsauslegers 6 kann der Abstand zwischen der Arbeitsbühne 3 und einem Führungsseil, das durch die Führungsöse 8 verläuft, verändert werden.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Arbeitsbühnenanlage 1 ist der, bevorzugt verstellbare, Führungsausleger 6 an dem Basiselement 4, das die Trageinrichtung 2 aufweist, oder an einem benachbarten Bühnenelement 5 im Sinne eines Gegengewichts angeordnet.
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Dadurch kann der Schwerpunkt der Arbeitsbühne 1 so eingestellt werden, dass er außerhalb des durch die Arbeitsbühne 1 umschlossenen Bereichs liegt und einer Behinderung zwischen dem Tragseil und dem zu bearbeitenden Rotorblatt vermieden wird.
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2 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Arbeitsbühnenanlage 1 mit länglich entfalteter Arbeitsbühne 3. Die Darstellung der Arbeitsbühneanlage 1 entspricht der in 1. Der Unterschied besteht jedoch darin, dass die Arbeitsbühne hier eine andere Stellung einnimmt. Nach 2 ist sie länglich entfaltet, aus der Sicht der 2 ist die Schmalseite dargestellt. Eine solche Einstellung ist erforderlich, wenn die Arbeitsbühne in Richtung der Spitzen des Rotorblattes 22, in 6 dargestellt, bewegt wird. In diesem Bereich wird der Querschnitt des Rotorblattes 22 breit und flach, weshalb auch die Arbeitsbühne 3 eine solche Form annehmen muss, damit die Oberfläche des Rotorblattes 22 allseitig gut erreichbar ist.
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Durch die veränderte Form der Arbeitsbühne 3 ändert sich auch deren Schwerpunkt. Somit macht es sich erforderlich, den Schwerpunkt der Arbeitsbühne 3 mit der Aufhängereinrichtung 11 in Einklang zu bringen. Das erfolgt über die Verstelleinrichtung 10 der Trageinrichtung 2. Diese ist in 2 in eingefahrener Stellung gezeigt.
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3 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Arbeitsbühne 3, bestehend aus Basiselementen 4, Bühnenelementen 5 sowie der Trageinrichtung 2, die mit dem Basiselement 4 verbunden ist. Die Arbeitsbühne 3 ist hierbei in kreisförmig entfaltetem Zustand dargestellt. Die Laufstege, auf denen sich die Arbeitskräfte bei der Wartung der Rotorblätter bewegen, sind durch Geländer nach innen und außen begrenzt.
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4 zeigt eine schematische Draufsicht einer Ausführungsform einer kreisförmig entfalteten erfindungsgemäßen Arbeitsbühne 3. Das entspricht der Stellung, die die Arbeitsbühne 3 auch in 1 einnimmt. Auch in der Draufsicht sind Basiselemente 4, Bühnenelemente 5 sowie die Trageinrichtung 2 erkennbar.
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5 zeigt eine schematische Draufsicht einer Ausführungsform einer länglich entfalteten erfindungsgemäßen Arbeitsbühne 3. Die Stellung der Arbeitsbühne 3 entspricht dabei der, wie sie auch in 2 gezeigt wird. Wie auch in 4 sind Basiselemente 4, Bühnenelemente 5 und die Trageinrichtung 2 gezeigt.
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6 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer Ausführungsform einer Windkraftanlage 20 mit angehängter erfindungsgemäßer Arbeitsbühnenanlage 1. Die Arbeitsbühnenanlage 1 ist am Kranseil 24 des Lastkrans 23 angehängt. Der Lastkran 23 ragt aus dem Maschinenhaus 21 heraus, ist teleskopierbar und reicht dadurch über die Nabe der Windkraftanlage 20 hinaus. Die Arbeitsbühnenanlage 1 wird über das senkrecht nach unten stehende Rotorblatt 22 über dessen Spitze eingeführt und mithilfe des Kranseils 24 an diesem entlanggeführt. In der vorliegenden Darstellung wird kein Führungsseil verwendet, was aber alternativ vorgesehen ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Arbeitsbühnenanlage
- 2
- Trageinrichtung
- 3
- Arbeitsbühne
- 4
- Basiselement
- 5
- Bühnenelement
- 6
- Führungsausleger
- 7
- Gelenk Führungsausleger
- 8
- Führungsöse
- 9
- Verstelleinrichtung Führungsausleger
- 10
- Verstelleinrichtung Tragbügel
- 11
- Aufhängeeinrichtung
- 20
- Windkraftanlage
- 21
- Maschinenhaus
- 22
- Rotorblatt
- 23
- Lastkran
- 24
- Kranseil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10318975 B4 [0005]
- DE 202005000407 U1 [0007]
- DE 202007002930 U1 [0009]
- DE 10318675 B4 [0010]
