DE102012008120A1 - Verfahren zum Errichten eines Turmeinbaus in einem Windenergieanlagenturm - Google Patents

Verfahren zum Errichten eines Turmeinbaus in einem Windenergieanlagenturm Download PDF

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Markus Langschwager
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Abstract

Verfahren zur Montage eines Turmeinbaus in einem Windenergieanlagenturm, wobei der Turmeinbau eine an dem Windenergieanlagenturm aufgehängte Tragstruktur mit mehreren übereinander angeordneten, miteinander verbundenen Abschnitten aufweist, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Anordnen eines Abschnitts der Tragstruktur unterhalb eines bereits an dem Windenergieanlagenturm aufgehängten Abschnitts, Aufhängen des unterhalb des bereits aufgehängten Abschnitts angeordneten Abschnitts an dem Windenergieanlagenturm durch Verbinden mit dem bereits aufgehängten Abschnitt, und Wiederholen der beiden vorgenannten Schritte, bis alle Abschnitte der Tragstruktur an dem Windenergieanlagenturm aufgehängt sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Errichten eines Turmeinbaus in einem Windenergieanlagenturm, wobei der Turmeinbau eine an dem Windenergieanlagenturm aufgehängte Tragstruktur mit mehreren übereinander angeordneten, miteinander verbundenen Abschnitten aufweist.
  • Windenergieanlagentürme haben eine tragende Funktion für die Gondel der Windenergieanlage mit dem daran befestigten Rotor. In der Gondel befinden sich in der Regel sehr schwere Bauteile, insbesondere ein Getriebe und ein Generator. Außerdem wirken auf den Rotor der Windenergieanlage hohe dynamische Lasten. Windenergieanlagentürme sind daher großen statischen und dynamischen Belastungen ausgesetzt.
  • Die in der Gondel der Windenergieanlage angeordneten Komponenten müssen mit am Boden befindlichen Einrichtungen verbunden werden, insbesondere über Leistungskabel und Steuerleitungen. Außerdem müssen sie für Wartungsarbeiten zugänglich sein, so dass Windenergieanlagentürme in aller Regel einen Lift und/oder eine Leiter aufweisen, mit deren Hilfe die Gondel erreichbar ist. Um die strukturelle Integrität des die Gondel tragenden Windenergieanlagenturms durch derartige Turmeinbauten möglichst wenig zu beeinträchtigen, ist es bekannt geworden, für die Turmeinbauten eine gesonderte Tragstruktur im Inneren des Windenergieanlagenturms zu errichten.
  • Beispielsweise zeigt die Druckschrift DE 10 2005 049 289 A1 eine leiterartige Tragstruktur, die als Kabelstütze für Leistungskabel verwendet werden kann. Die Tragstruktur besteht aus mehreren Einzelleitern, die sich jeweils zwischen zwei Flanschen einer Windenergieanlagenturmsektion erstrecken. Sie sind an einem oberen Flansch aufgehängt und am unteren Flansch lediglich gegen Horizontalkräfte abgestützt.
  • Aus der Druckschrift EP 1 933 029 A1 sind Turmeinbauten mit einer Leiter bekannt geworden, die an einer Tragstruktur im Inneren eines Windenergieanlagenturms befestigt sind. Die Tragstruktur besteht aus entlang der Turmwand verlaufenden Doppel-T-Trägern, die an nach innen weisenden Flanschen einzelner Turmsektionen des Windenergieanlagenturms befestigt sind. Um einer Materialermüdung vorzubeugen, sind die Doppel-T-Träger jeweils nur an einem Ende fest verschraubt, am anderen Ende jedoch in Längsrichtung verschieblich.
  • Aus der Druckschrift DE 10 2009 055 726 A1 ist ein Turmeinbau für einen Windenergieanlagenturm bekannt geworden, der eine selbsttragende Gitterstruktur aufweist. Diese besteht aus mehreren Abschnitten, die in einzelnen Turmsektionen des Windenergieanlagenturms vormontiert sind und beim Aufbau des Windenergieanlagenturms aus den einzelnen Turmsektionen sukzessive miteinander verbunden werden. Ein vergleichbares Konzept zeigt auch die Druckschrift WO 2008/000565 A2 .
  • Aus der Druckschrift DE 20 2011 106 727 ist ein Turmeinbau für einen Windenergieanlagenturm bekannt geworden, der eine an dem Windenergieanlagenturm aufgehängte Tragstruktur mit mehreren übereinander angeordneten, miteinander verbundenen Abschnitten aufweist. Zum Errichten des Turmeinbaus schlägt die Druckschrift vor, zuerst den untersten Abschnitt der Tragstruktur auf einen Fuß am Boden des Windenergieanlagenturms aufzustellen. Anschließend werden alle weiteren Abschnitte nacheinander übereinander aufgestellt und miteinander verbunden. Zum. Schluss wird der oberste Abschnitt am Windenergieanlagenturm abgehängt. Hierzu muss der gesamte Turmeinbau auf eine Höhe angehoben werden, die das Befestigen am Turmflansch zum Abhängen des Turmeinbaus erlaubt.
  • Davon ausgehend ist es die Aufgabe der Erfindung, ein einfacheres Verfahren zum Errichten eines Turmeinbaus in einem Windenergieanlagenturm zur Verfügung zu stellen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Das Verfahren dient zur Montage eines Turmeinbaus in einem Windenergieanlagenturm, wobei der Turmeinbau eine an dem Windenergieanlagenturm aufgehängte Tragstruktur mit mehreren übereinander angeordneten, miteinander verbundenen Abschnitten aufweist. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
    • – Anordnen eines Abschnitts der Tragstruktur unterhalb eines bereits an dem Windenergieanlagenturm aufgehängten Abschnitts,
    • – Aufhängen des unterhalb des bereits aufgehängten Abschnitts angeordneten Abschnitts an dem Windenergieanlagenturm durch Verbinden mit dem bereits aufgehängten Abschnitt, und
    • – Wiederholen der beiden vorgenannten Schritte, bis alle Abschnitte der Tragstruktur an dem Windenergieanlagenturm aufgehängt sind.
  • Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass das eingangs geschilderte, bekannte Verfahren, bei dem die einzelnen Abschnitte des Turmeinbaus von unten nach oben aufeinander gestellt, verbunden und nachfolgend auf eine Höhe angehoben werden, die das Befestigen am Turmflansch zum Abhängen des Systems erlaubt, in der Praxis erhebliche Schwierigkeiten mit sich bringt. Einerseits muss nach dem Aufstellen des untersten Abschnitts der Tragstruktur jeder weitere Abschnitt der Tragstruktur an dem bereits aufgestellten Abschnitt vorbei im Inneren des Windenergieanlagenturms angehoben und seitlich an die richtige Einbauposition bewegt werden. Dies ist in Bezug auf den Bauraum ziemlich beschwerlich und sehr zeitaufwendig. Insbesondere nahe des Turmkopfes, wo sich der Innendurchmesser des Windenergieanlagenturms gegenüber seinem Durchmesser am Turmfuß erheblich verjüngt, werden diese Arbeiten durch die beengten Platzverhältnisse zunehmend erschwert. Unter Umständen müssen die obersten Abschnitte der Tragstruktur von oben in den Windenergieanlagenturm eingesetzt werden, wozu ein sehr großer Kran benötigt wird. Andererseits entsteht weiterer erheblicher Aufwand, um die auf dem Fuß errichtete Tragstruktur so präzise anzuheben, dass sie an ihrem oberen Ende am Windenergieanlagenturm aufgehängt werden kann.
  • Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Tragstruktur hingegen von oben nach unten, d. h. beginnend mit dem obersten Abschnitt, montiert. Die Aufhängung der Tragstruktur am Windenergieanlagenturm erfolgt daher bereits bei der Montage des obersten Abschnitts der Tragstruktur, so dass nach dem Verbinden mit den weiteren Abschnitten der Tragstruktur keine Höhenjustage mehr erforderlich ist. Außerdem können alle weiteren Abschnitte der Tragstruktur einfach im Inneren des Windenergieanlagenturms angehoben werden, ohne dass sie an bereits aufgestellten Abschnitten der Tragstruktur vorbeimanövriert werden müssen. Dadurch vereinfacht sich das Verfahren erheblich und es kann schneller und sicherer ausgeführt werden.
  • Die Abschnitte können eine Länge aufweisen, die ungefähr dem Innendurchmesser des Windenergieanlagenturms im Bereich des Turmfußes entspricht. Die Länge kann beispielsweise im Bereich von 5 m bis 15 m liegen, insbesondere im Bereich von etwa 7 m bis 10 m. Dann können die Abschnitte in etwa horizontaler Lage durch eine Öffnung in der Turmwand in das Innere des Turms transportiert werden. Auch ein Abstellen der Module in die vertikale Position mit Hilfe eines Kranes durch den Turmkopf ist denkbar. Dazu könnte die Anordnung im Turmfuß gemäß der Montageabfolge organisiert werden.
  • Der Windenergieanlagenturm kann ein Stahlturm, ein Betonturm, ein Gittermastturm oder ein sogenannter Hybridturm mit einem unteren Turmabschnitt aus Beton und einem oberen Turmabschnitt aus Stahl sein. Der Windenergieanlagenturm wird unabhängig von dem Turmeinbau errichtet. Das erfindungsgemäße Verfahren wird erst ausgeführt, wenn der Windenergieanlagenturm errichtet wurde.
  • In einem ersten Schritt des Verfahrens kann ein oberster Abschnitt der Tragstruktur an dem Windenergieanlagenturm aufgehängt werden, insbesondere an einem Lastanschlagmittel im Bereich eines Turmkopfs des Windenergieanlagenturms. Anschließend werden alle weiteren Abschnitte der Tragstruktur montiert, und zwar indem sie jeweils unterhalb eines bereits aufgehängten Abschnitts angeordnet und dann durch Verbinden mit dem bereits aufgehängten Abschnitt unterhalb davon aufgehängt werden. Im Ergebnis sind alle Abschnitte der Tragstruktur übereinander angeordnet, miteinander verbunden und die gesamte Tragstruktur ist an dem Windenergieanlagenturm aufgehängt. Aufgehängt bedeutet, dass die Gewichtskraft der Tragstruktur im Wesentlichen von dem Windenergieanlagenturm aufgenommen wird. Die Aufhängung erfolgt oberhalb des Schwerpunkts der Tragstruktur. Horizontale Kräfte werden über Horizontalhalter, welche an der Turmwand befestigt sind, aufgenommen.
  • Es versteht sich, dass die Abschnitte der Tragstruktur jeweils neben einem Träger, der eine tragende Funktion für alle Turmeinbauten ausübt, weitere Komponenten aufweisen können, die an der Tragstruktur befestigt sind und zu dem Turmeinbau gehören. Dies sind insbesondere eine Leiter, eine oder mehrere Führungsschienen für einen Lift, Beleuchtungseinrichtungen, Kabelkanäle oder sonstige Kabelführungen oder Kabelbefestigungseinrichtungen.
  • In einer Ausgestaltung erfolgt das Anordnen der Abschnitte mit einer am Windenergieanlagenturm befestigten Hebevorrichtung. Die Hebevorrichtung kann beispielsweise auf einen Turmkopfflansch des Windenergieanlagenturms aufgesetzt und/oder vorübergehend daran befestigt sein. Die Hebevorrichtung kann eine Seilwinde aufweisen. Mit einer derartigen Hebevorrichtung kann das Verfahren unabhängig von einem sonstigen Kran ausgeführt werden.
  • In einer Ausgestaltung wird zum Anordnen eines Abschnitts unterhalb eines bereits befestigten Abschnitts ein Seil der Hebevorrichtung durch alle bereits am Windenergieanlagenturm aufgehängten Abschnitte hindurchgeführt. Hierzu können die Abschnitte jeweils eine geeignete Durchgangsöffnung im Inneren aufweisen, die sich in Längsrichtung des jeweiligen Abschnitts erstreckt. Durch das Hindurchführen des Seils durch die bereits aufgehängten Abschnitte kann der anzuordnende Abschnitt genau unterhalb der bereits aufgehängten Abschnitte angehoben werden. Es ist daher nicht erforderlich, den anzuordnenden Abschnitt nach dem Anheben in seine Einbaulage seitlich zu verschieben. Dadurch vereinfacht sich die Montage erheblich und schwierige, teils manuell durchzuführende Arbeitsschritte auf großer Höhe können vermieden werden.
  • In einer Ausgestaltung werden zum Anordnen eines Abschnitts unterhalb eines bereits befestigten Abschnitts Seile der Hebevorrichtung außerhalb des bereits am Windenergieanlagenturm aufgehängten Abschnitts vorbeigeführt. Insbesondere können die Seile seitlich an dem bereits aufgehängten Abschnitt vorbeigeführt werden.
  • In einer Ausgestaltung wird an einem anzuordnenden Abschnitt ein Hebeadapter befestigt, der einen oder mehrere Anschlag- oder Umlenkpunkte für ein Seil der Hebevorrichtung aufweist, wobei der oder die Anschlag- oder Umlenkpunkte so im Bezug zum Schwerpunkt des anzuordnenden Abschnitts angeordnet sind, dass sich der anzuordnende Abschnitt in einer vorgesehenen Einbauposition befindet. Bei Verwendung eines einzigen Anschlag- oder Umlenkpunkts kann dieser exakt oberhalb dieses Schwerpunkts angeordnet sein. Der Hebeadapter kann einen festen Körper aufweisen oder als Hebegeschirr mit Anschlagmitteln ausgeführt sein, beispielsweise im Wesentlichen bestehend aus Ketten oder Gurten. Alternativ sind auch Magnetbefestigungen oder zangenartige Konstruktionen denkbar. Der Hebeadapter wird an dem anzuordnenden Abschnitt befestigt und bietet eine einfache Befestigungsmöglichkeit für das Seil der Hebevorrichtung. Das Seil kann entweder an einem Anschlagpunkt des Hebeadapters befestigt werden, der die genannte Anordnung aufweist, oder an einem sonstigen Anschlagpunkt des Hebeadapters. Der Anschlagpunkt kann beispielsweise eine Öse sein, in die ein Haken oder Schäkel der Hebevorrichtung eingehängt wird. Befindet sich der Anschlagpunkt nicht in der genannten Anordnung oberhalb des Schwerpunkts, ist eine Umlenkung des andernorts angeschlagenen Seils über einen Umlenkpunkt des Hebeadapters vorgesehen. Dann verläuft das Seil über den Umlenkpunkt und erstreckt sich von dort gradlinig nach oben zur Hebevorrichtung. Anschlag- oder Umlenkpunkt sind relativ zu dem Schwerpunkt des anzuordnenden Abschnitts (oder, falls das Gewicht des Hebeadapters berücksichtigt wird, relativ zu dem gemeinsamen Schwerpunkt des anzuordnenden Abschnitts mit dem daran befestigten Hebeadapter) so angeordnet, dass sich der anzuordnende Abschnitt beim nachfolgenden Anheben an dem Seil automatisch in der vorgesehenen Einbauposition ausrichtet, weil sich der Schwerpunkt dann exakt unterhalb des Anschlag- oder Umlenkpunkts befindet. Die vorgesehene Einbauposition des anzuordnenden Abschnitts kann beispielsweise durch eine waagerecht angeordnete, obere Befestigungsfläche, die zur Verbindung mit einem oberhalb des anzuordnenden Abschnitts bereits aufgehängten Abschnitts der Tragstruktur bestimmt ist, gekennzeichnet sein. Durch die Verwendung des Hebeadapters kann der anzuordnende Abschnitt einfach an der Hebevorrichtung befestigt werden. Außerdem ist dafür gesorgt, dass sich der anzuordnende Abschnitt nach dem Anheben automatisch in der vorgesehenen Einbauposition befindet.
  • In einer Ausgestaltung weist der anzuordnende Abschnitt einen in Längsrichtung des Abschnitts erstreckten, zylindrischen Hohlraum auf, über den der an dem anzuordnenden Abschnitt befestigte Hebeadapter seitlich nicht übersteht. Dadurch wird sichergestellt, dass der Hebeadapter, soweit er nach oben über den anzuordnenden Abschnitt übersteht, in einem entsprechenden, zylindrischen Hohlraum des bereits an dem Windenergieanlagenturm aufgehängten Abschnitts Platz findet, also das Anheben des anzuordnenden Abschnitts bis an einen oberhalb davon bereits aufgehängten Abschnitt nicht behindert. Außerdem kann der Hebeadapter nach erfolgter Montage zweier Abschnitte durch den zuvor montierten Abschnitt nach unten abgelassen werden.
  • In einer Ausgestaltung weist der Hebeadapter einen rohrförmigen Abschnitt auf, der in einen anzuordnenden Abschnitt eingesetzt wird. Der rohrförmige Abschnitt eignet sich gut zur Befestigung des Hebeadapters an dem anzuordnenden Abschnitt.
  • In einer Ausgestaltung weist der Hebeadapter eine Führungseinrichtung auf, die über einen anzuordnenden Abschnitt, an dem der Hebeadapter befestigt ist, nach oben übersteht und die den anzuordnenden Abschnitt beim Annähern an einen oberhalb angeordneten, bereits an dem Windenergieanlagenturm aufgehängten Abschnitt seitlich in seine vorgesehene Einbauposition führt. Die Führungseinrichtung kann beispielsweise eine konische Führungsfläche sein oder mehrere Führungsflächen aufweisen, die den Hebeadapter und damit das daran befestigte, anzuordnende Bauteil automatisch relativ zu dem bereits aufgehängten Abschnitt zentrieren. Diese Maßnahme vereinfacht das Verbinden mit dem bereits aufgehängten Abschnitt weiter.
  • In einer Ausgestaltung wird der Hebeadapter mit mindestens einem Kugelsperrbolzen an dem anzuordnenden Abschnitt befestigt. Kugelsperrbolzen sind bekannte Befestigungsmittel, die in der Regel zwei seitlich aus einem Schaft hervorstehende Sperrkugeln aufweisen. Mit Hilfe eines Bedienelements, etwa eines Druckknopfs, können die Sperrkugeln entriegelt werden, so dass sie in das Innere des Schafts verschoben werden können und der Kugelsperrbolzen mit dem Schaft in eine Öffnung eingesetzt werden kann. Durch Loslassen des Betätigungselements gelangen die Sperrkugeln wieder in ihre über den Schaft vorstehende Stellung und werden in dieser verriegelt, so dass der Kugelsperrbolzen nicht mehr aus der Öffnung herausgezogen werden kann. Mit Hilfe derartiger Kugelsperrbolzen kann die Hebevorrichtung sehr einfach mit wenigen Handgriffen zuverlässig an einem anzuordnenden Abschnitt befestigt werden. Eine andere Arretierung z. B. mittels Schraubbolzen, Stiften oder Magneten ist denkbar.
  • In einer Ausgestaltung bleibt der Hebeadapter während der gesamten Montage aller unterhalb eines bereits befestigten Abschnitts anzuordnenden Abschnitte der Tragstruktur mit einem Seil der Hebevorrichtung verbunden. Es ist daher nicht erforderlich, das Seil der Hebevorrichtung für jeden anzuhebenden Abschnitt erneut an dem Hebeadapter anzuschlagen. Stattdessen wird nach Aufhängung eines Abschnitts einfach die Befestigung zwischen dem aufgehängten Abschnitt und dem Hebeadapter gelöst und der Hebeadapter wird anschließend an dem Seil heruntergelassen, wo er an einem weiteren Abschnitt befestigt werden kann. Dadurch vereinfacht sich die Montage aller weiteren Abschnitte.
  • In einer Ausgestaltung wird der oberste Abschnitt der Tragstruktur an einem Turmkopfflansch des Windenergieanlagenturms befestigt. Der Turmkopfflansch ist zur Aufnahme großer Lasten ausgelegt und eignet sich in besonderer Weise auch zur Aufhängung der Tragstruktur für die Turmeinbauten. Für die Befestigung des obersten Abschnitts kann am Turmkopfflansch beispielsweise ein Lastauge befestigt werden, das eine horizontal ausgerichtete Durchgangsbohrung oberhalb des Schwerpunkts der Tragstruktur aufweist. Der oberste Abschnitt der Tragstruktur kann an dieser Bohrung mit einem horizontal verbindenden Bolzen festgelegt werden. Auch ist die Nutzung eines Querbalkens denkbar, an welchem ein Auge lotrecht zum Schwerpunkt befestigt ist. Andere Lastanschlagmittel sind ebenso möglich.
  • In einer Ausgestaltung wird mindestens einer der Abschnitte der Tragstruktur über Zug- und/oder Druckstreben, die an einer Wand oder an einem Flansch des Windenergieanlagenturms befestigt sind, horizontal fixiert. Dadurch wird die Tragstruktur in ihrer gewünschten Stellung relativ zu dem Windenergieanlagenturm fixiert, ohne dessen strukturelle Integrität zu beeinträchtigen. Die Zug- und/oder Druckstreben können direkt nach dem Aufhängen des betreffenden Abschnitts befestigt werden, noch bevor ein unterhalb von diesem Abschnitt vorgesehener, weiterer Abschnitt aufgehängt wird.
  • In einer Ausgestaltung ist der unterste Abschnitt der Tragstruktur an seinem unteren Ende relativ zu einem Fundament des Windenergieanlagenturms zwangsgeführt, so dass sich die Tragstruktur, wie in einem Gleitlager geführt, nur in senkrechter Richtung bewegen kann. Dadurch ist die seitliche Anordnung der Tragstruktur auch im Bereich des Fundaments des Windenergieanlagenturms vorgegeben und ein Pendeln der Tragstruktur wird vermieden. Gleichzeitig führen Verformungen des Windenergieanlagenturms in Folge dynamischer Belastungen nicht zu einer Beanspruchung der Tragstruktur, ebenso wenig wie von einander abweichende thermische Ausdehnungsvorgänge von Windenergieanlagenturm und Tragstruktur. Darüber hinaus erlaubt diese Führung eine Höhenänderung, wie sie durch Kriech- und Schwindstauchung bei einem Betonturm entsteht.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Zwangsführung als ein- oder mehrteilige Führungshülse ausgebildet. Die Führungshülse wird nach erfolgter Montage und Ausrichtung der Tragstruktur um den untersten Abschnitt angeordnet und mit dem Fundament verbunden. Alternativ kann die Führungshülse im Inneren der Tragstruktur angeordnet sein.
  • In einer Ausgestaltung sind die Abschnitte der Tragstruktur rohrförmig. Beispielsweise kann jeder Abschnitt der Tragstruktur aus einem Stahl- oder Aluminiumrohr bestehen. Alle Abschnitte können zylindrisch sein. Alle Abschnitte können den gleichen Durchmesser aufweisen. Das Verbinden der Abschnitte der Tragstruktur miteinander erfolgt über Befestigungsflansche. Insbesondere können die Abschnitte an ihren oberen und unteren Enden jeweils einen nach außen gewandten Befestigungsflansch aufweisen. Derartige Befestigungsflansche sind für die Verbindung miteinander besonders einfach zugänglich. Die Befestigungsflansche können mit Gewindebolzen miteinander verschraubt werden. Auf diese Weise wird eine einfache und sichere Verbindung erzielt.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 einen oberen Teil eines Windenergieanlagenturms, in dem gerade ein Turmeinbau mit dem erfindungsgemäßen Verfahren errichtet wird, in einer schematischen Schnittdarstellung,
  • 2 den Fuß des Turms aus 1 nach dem Errichten des Turmeinbaus, ebenfalls in einer schematischen Schnittdarstellung,
  • 3 den in 1 verwendeten Hebeadapter in einer vereinfachten perspektivischen Darstellung, und
  • 4 einen oberen Teil eines anderen Windenergieanlagenturms, in dem gerade ein Turmeinbau mit einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens errichtet wird, ebenfalls in einer schematischen Schnittdarstellung.
  • 1 zeigt den oberen Bereich des Betonteils eines Hybridturms für eine Windenergieanlage. Der Betonteil ist in Fertigbauweise aus vorgefertigten Turmsegmenten aufgebaut. Das oberste Turmsegment 10 umfasst einen Turmkopf, der einen nach innen weisenden, ringförmigen Flansch 12 aufweist. Auf den ringförmigen Flansch 12 wird später eine Stahlrohrsektion aufgesetzt. Außerdem können Spannseile im Turmkopfflansch 12 verankert werden. Unterhalb des obersten Turmsegments 10 befinden sich weitere Turmsegmente 14.
  • Am Turmkopfflansch 12 ist außerdem eine Halterung 16 mit einem Lastauge 18 befestigt, an dem die Tragstruktur 20 des Turmeinbaus aufgehängt ist. Das Lastauge 18 ist relativ zu dem ringförmigen Turmkopfflansch 12 nach innen, zur Mitte des obersten Turmsegments 10 hin, versetzt angeordnet.
  • Die Tragstruktur 20 weist einen obersten Abschnitt 22 auf, der an seinem oberen Ende Querbohrungen aufweist, durch die ein horizontal ausgerichteter Bolzen 24 hindurchgeführt ist. Der Bolzen 24 verläuft außerdem durch das Lastauge 18 hindurch, so dass der oberste Abschnitt 22 der Tragstruktur 20 sicher über die Halterung 16 am Turmkopfflansch 12 aufgehängt ist. Der oberste Abschnitt 22 der Tragstruktur 20 hat an seinem unteren Ende außerdem einen umlaufenden Befestigungsflansch 26. Entsprechende Befestigungsflansche 26 befinden sich auch an den oberen und unteren Enden jedes weiteren Abschnitts der Tragstruktur 20.
  • Im in der 1 gezeigten Stadium des Verfahrens ist der oberste Abschnitt 22 der Tragstruktur 20 bereits am Windenergieanlagenturm aufgehängt. Dies gilt auch für einen weiteren Abschnitt 28 der Tragstruktur 20, der unterhalb des obersten Abschnitts 22 angeordnet und über seinen oberen Befestigungsflansch 26 mit dem unteren Befestigungsflansch 26 des obersten Abschnitts 22 der Tragstruktur 20 verschraubt ist, und zwar mittels Gewindebolzen 32. Durch die Verbindung über die Gewindebolzen 32 ist auch der weitere Abschnitt 28 der Tragstruktur 20 am Windenergieanlagenturm aufgehängt.
  • Vom oberen Befestigungsflansch 26 des weiteren Abschnitts 28 der Tragstruktur 20 aus erstrecken sich außerdem Zug- und Druckstreben 68, die sich an einer Innenwand der weiteren Turmsektion 14 abstützen und die Tragstruktur 20 horizontal fixieren.
  • Jeder der Abschnitte der Tragstruktur 20 weist ein Stahlrohr auf, das sich über dessen gesamte Länge erstreckt und dem jeweiligen Abschnitt seine Festigkeit verleiht. Die Befestigungsflansche 26 sind an den Enden der Abschnitte angeordnet. Außerdem kann jeder der Abschnitte der Tragstruktur 20 weitere Elemente aufweisen, die in der 1 nicht dargestellt sind, insbesondere eine Leiter, Führungsschienen für einen Lift, Beleuchtungseinrichtungen, Kabelkanäle, sonstige Befestigungseinrichtungen, insbesondere für Leistungskabel, usw.
  • In der 1 wird gerade ein weiterer Abschnitt der Tragstruktur, nämlich der anzuordnende Abschnitt 30, in seiner vorgesehenen Einbauposition unterhalb des bereits an dem Windenergieanlagenturm aufgehängten, weiteren Abschnitts 28 angeordnet. Hierzu ist an dem anzuordnenden Abschnitt 30 ein Hebeadapter 34 befestigt. Der Hebeadapter 34 weist einen rohrförmigen Abschnitt 36 auf, der in einen zylindrischen Hohlraum des anzuordnenden Abschnitts 30 eingesetzt ist. Der Hebeadapter 34 hat außerdem Streben 40, die einen Anschlagpunkt 38 des Hebeadapters 34 in Form eines Befestigungsrings mit dem rohrförmigen Abschnitt 36 verbinden. Diese Streben 40 bilden eine Führungseinrichtung, die den Hebeadapter 34 und den daran befestigten, anzuordnenden Abschnitt 30 beim Annähern an den weiteren Abschnitt 28 relativ zu diesem zentriert, so dass die Verbindung der Befestigungsflansche 26 erleichtert wird.
  • An dem Anschlagpunkt 38 ist das Seil 42 einer Hebevorrichtung 44 angeschlagen. Die Hebevorrichtung 44 weist eine Brückenkonstruktion 48 auf, mit der sie auf den Turmkopfflansch 12 aufgesetzt ist. Außerdem hat die Hebevorrichtung 44 eine Seilwinde 46 für das Seil 42.
  • Der Hebeadapter 34 ist über mehrere Kugelsperrbolzen 50 an dem anzuordnenden Abschnitt 30 befestigt. Hierzu weisen sowohl der anzuordnende Abschnitt 30 als auch der rohrförmige Abschnitt 36 des Hebeadapters 34 Bohrungen auf, durch die ein Schaft 52 des jeweiligen Kugelsperrbolzens 50 hindurch gesteckt ist. Innerhalb des rohrförmigen Abschnitts 36 weist jeder Kugelsperrbolzen 50 zwei verriegelbare Sperrkugeln 54 auf. Außerhalb der Bohrung des anzuordnenden Abschnitts 30 hat jeder Kugelsperrbolzen 50 einen Kopf 56, an dem eine nicht dargestellte Betätigungseinrichtung zum Entriegeln und Verriegeln der Sperrkugeln 54 angeordnet ist.
  • Nach der Montage des letzten Abschnitts wird der Hebeadapter 34 demontiert und nach unten abgelassen. Zwischen dem Fundament 60 (siehe 2) und dem unteren Ende des letzten Abschnitts befindet sich ausreichend Platz, um den Hebeadapter 34 zu entfernen. Alternativ kann der Hebeadapter 34 so ausgebildet sein, dass er nach dem Absenken innerhalb des letzten Abschnitts verbleibt. Er wird auf dem Fundament 60 befestigt und dient als innenliegende Führung für die Tragstruktur.
  • 2 zeigt den unteren Abschnitt des Windenergieanlagenturms, der eine unterste Turmsektion 58 in Form eines weiteren Betonfertigteils aufweist. Die unterste Turmsektion 58 ruht auf einem Fundament 60. Außerdem zeigt 2 einen untersten Abschnitt 62 der Tragstruktur 20, der bereits mit einem darüber angeordneten weiteren Abschnitt der Tragstruktur 20 verbunden und somit am Windenergieanlagenturm aufgehängt ist. Der Hebeadapter 34 wurde bereits entfernt.
  • Mit dem Fundament 60 fest verbunden ist eine Führungshülse 64, in die in das untere Ende des untersten Abschnitts 62 der Tragstruktur 20 hineinragt und durch die eine Zwangsführung für die Tragstruktur realisiert wird. Dadurch ist die Tragstruktur 20 in horizontaler Richtung fixiert, kann sich in Längsrichtung jedoch relativ zum Fundament 60 verschieben. Die Führungshülse 64 besteht aus zwei Segmenten. Nach der Verbindung des untersten Abschnitts 62 der Tragstruktur 20 mit dem darüber befindlichen Abschnitt 28 wird der Hebeadapter 34 von dem Abschnitt 62 gelöst und nach unten auf das Fundament 60 abgelassen. Der Zwischenraum zwischen dem untersten Abschnitt 62 und dem Fundament 60 ist so groß bemessen, dass der Hebeadapter 34 vom Seil 42 abgeschlagen und entfernt werden kann. Danach werden die Segmente der Führungshülse 64 um den untersten Abschnitt 62 angeordnet und mit dem Fundament 60 verbunden.
  • 3 zeigt den Hebeadapter 34 aus 1 in einer perspektivischen Darstellung. Gut erkennbar ist der rohrförmige Abschnitt 36, an dessen Innenseite Ketten oder Seile 40 befestigt sind, die sich nach oben zusammenlaufend bis zum Anschlagpunkt 38 hin erstrecken. Außerdem erkennt man mehrere, über den Umfang des rohrförmigen Abschnitts 36 verteilte Bohrungen 66, die zur Aufnahme der Kugelsperrbolzen 50 dienen, mit denen der Hebeadapter 34 an den Turmabschnitten befestigt wird.
  • 4 zeigt eine weitere Ausgestaltung einer Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Der dargestellte Windenergieanlagenturm entspricht der 1. Gleiche oder sich von der Funktion her entsprechende Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Der in 4 dargestellte Hebeadapter 34 wird durch mehrere Anschlagmittel 70 gebildet. Die Anschlagmittel 70 sind in Gewindebohrungen des Befestigungsflansches 26 verschraubt. An den Anschlagmitteln 70 befinden sich Seile 42, welche außerhalb der Tragstruktur 20 verlaufen. Die Hebevorrichtung 44 weist eine Brückenkonstruktion 48 auf, mit der sie auf den Turmkopfflansch 12 aufgesetzt ist. Außerdem hat die Hebevorrichtung 44 zwei Seilwinden 46 für die Seile 42. Der untere Abschnitt 30 der Tragstruktur wird angehoben und die Befestigungsflansche 26 werden durch Bolzen miteinander verbunden. Anschließend werden die Anschlagmittel 70 gelöst und die dadurch frei werdenden Bohrungen ebenfalls mit Bolzen versehen.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Turmsegment
    12
    Turmkopfflansch
    14
    weitere Turmsegmente
    16
    Halterung
    18
    Lastauge
    20
    Tragstruktur
    22
    oberster Abschnitt der Tragstruktur 20
    24
    Bolzen
    26
    Befestigungsflansch
    28
    weiterer Abschnitt der Tragstruktur 20
    30
    anzuordnender Abschnitt der Tragstruktur 20
    32
    Gewindebolzen
    34
    Hebeadapter
    36
    rohrförmiger Abschnitt des Hebeadapters 34
    38
    Anschlagpunkt des Hebeadapters 34
    40
    Seile des Hebeadapters 34
    42
    Seil
    44
    Hebevorrichtung
    46
    Seilwinde
    48
    Brückenkonstruktion
    50
    Kugelsperrbolzen
    52
    Schaft des Kugelsperrbolzens 50
    54
    Sperrkugeln des Kugelsperrbolzens 50
    56
    Kopf des Kugelsperrbolzens 50
    58
    unterste Turmsektion
    60
    Fundament
    62
    unterster Abschnitt der Tragstruktur
    64
    Führungshülse
    66
    Bohrungen im rohrförmigen Abschnitt 36
    68
    Zug- und Druckstreben
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • 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.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102005049289 A1 [0004]
    • EP 1933029 A1 [0005]
    • DE 102009055726 A1 [0006]
    • WO 2008/000565 A2 [0006]
    • DE 202011106727 [0007]

Claims (15)

  1. Verfahren zur Montage eines Turmeinbaus in einem Windenergieanlagenturm, wobei der Turmeinbau eine an dem Windenergieanlagenturm aufgehängte Tragstruktur (20) mit mehreren übereinander angeordneten, miteinander verbundenen Abschnitten (22, 30, 62) aufweist, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: • Anordnen eines Abschnitts (30) der Tragstruktur (20) unterhalb eines bereits an dem Windenergieanlagenturm aufgehängten Abschnitts (28), • Aufhängen des unterhalb des bereits aufgehängten Abschnitts (28) angeordneten Abschnitts (30) an dem Windenergieanlagenturm durch Verbinden mit dem bereits aufgehängten Abschnitt (28), und • Wiederholen der beiden vorgenannten Schritte, bis alle Abschnitte (22, 30, 62) der Tragstruktur (20) an dem Windenergieanlagenturm aufgehängt sind.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Anordnen der Abschnitte (22, 30, 62) mit einer am Windenergieanlagenturm befestigten Hebevorrichtung (44) erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Anordnen eines Abschnitts (30) unterhalb eines bereits befestigten Abschnitts (28) ein Seil (42) der Hebevorrichtung (44) durch alle bereits am Windenergieanlagenturm aufgehängten Abschnitte (22, 30) hindurchgeführt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Anordnen eines Abschnitts (30) unterhalb eines bereits befestigten Abschnitts (28) mehrere Seile (42) der Hebevorrichtung (44) außerhalb aller bereits am Windenergieanlagenturm aufgehängten Abschnitte (22, 30) geführt werden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an einem anzuordnenden Abschnitt (30) ein Hebeadapter (34) befestigt wird, der mindestens einen Anschlag- oder Umlenkpunkt (38) für ein Seil (42) der Hebevorrichtung (44) aufweist, wobei der mindestens eine Anschlag- oder Umlenkpunkt (38) so im Bezug zum Schwerpunkt des anzuordnenden Abschnitts (30) angeordnet ist, dass sich der anzuordnende Abschnitt (30) in einer vorgesehenen Einbauposition befindet.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der anzuordnende Abschnitt (30) einen sich in Längsrichtung des Abschnitts (30) erstreckenden, zylindrischen Hohlraum aufweist, über den der an dem anzuordnenden Abschnitt (30) befestigte Hebeadapter (34) seitlich nicht übersteht.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebeadapter (34) einen rohrförmigen Abschnitt (36) aufweist, der in einen anzuordnenden Abschnitt (30) eingesetzt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebeadapter (34) eine Führungseinrichtung aufweist, die über einen anzuordnenden Abschnitt (30), an dem der Hebeadapter (34) befestigt ist, nach oben übersteht und die den anzuordnenden Abschnitt (30) beim Annähern an einen oberhalb angeordneten, bereits an dem Windenergieanlagenturm aufgehängten Abschnitt (28) seitlich in seine vorgesehene Einbauposition führt.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebeadapter (34) mit mindestens einem Kugelsperrbolzen (50) an dem anzuordnenden Abschnitt (30) befestigt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebeadapter (34) während der gesamten Montage aller unterhalb eines bereits befestigten Abschnitts (28) anzuordnenden Abschnitte (30) der Tragstruktur (20) mit dem Seil (42) der Hebevorrichtung (44) verbunden bleibt.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der oberste Abschnitt (22) der Tragstruktur (20) an einem Turmkopfflansch (12) des Windenergieanlagenturms befestigt wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Abschnitte (28) der Tragstruktur (20) über Zug- und/oder Druckstreben (68), die sich an einer Wand oder an einem Flansch des Windenergieanlagenturms abstützen, horizontal fixiert wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der unterste Abschnitt (62) der Tragstruktur (20) an seinem unteren Ende relativ zu einem Fundament (60) des Windenergieanlagenturms in einer Zwangsführung angeordnet ist, so dass sich die Tragstruktur nur in vertikaler Richtung bewegen kann.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwangsführung als ein- oder mehrteilige Führungshülse (64) ausgebildet ist.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte (22, 30, 62) der Tragstruktur (20) rohrförmig sind und/oder das Verbinden der Abschnitte (22, 30, 62) der Tragstruktur (20) miteinander über Befestigungsflansche (26) erfolgt.
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