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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bewegen einer Last in einem Turm einer Windenergieanlage sowie einen Turm einer Windenergieanlage und einen Lastarm zum Ausführen des Verfahrens.
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Bekannterweise weist eine Windenergieanlage in ihrem Inneren eine elektrische Anlage auf, deren elektrische Komponenten von Zeit zu Zeit gewartet werden müssen. Neben der Wartung der elektrischen Komponenten kann es vorkommen, dass eine elektrische Komponente ganz defekt ist und daher vollständig ausgetauscht werden muss.
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Oftmals haben die zu wartenden oder zu reparierenden elektrischen Komponenten einer Windenergieanlage ein Gewicht von mehreren 100 kg bis zu über einer Tonne. Um eine solch schwere Last aus einem Turm einer Windenergieanlage heraus zu befördern, bedarf es teurer und aufwendiger Mittel.
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Aus der
EP 2 383 464 A1 ist beispielsweise eine ablösbare Aufzugkabine bekannt geworden, die bedarfsweise an einer Windenergieanlage angebracht werden kann. Die ablösbare Aufzugskabine wirkt dabei mit einem fest installierten Aufzugssystems der Windenergieanlage zusammen. Über eine solche anbringbare Aufzugskabine kann beispielsweise das Wartungspersonal die Gondel einer Windenergieanlage zu Wartungszwecken erreichen.
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Aus der
US 8,016,268 B2 ist ein Aufzug für eine Windenergieanlage bekannt geworden. Dieser Aufzug wird für Wartungszwecke in einer Windenergieanlage eingesetzt. Ein solcher Aufzug wird für Windenergieanlagen eingesetzt, deren Turm eine Vielzahl an Beinen aufweist. Der Aufzug ist dazu ausgelegt, Lasten zu befördern, und weist ein Führungssystem und ein Antriebssystem zum mechanischen Wechselwirken mit einem primären Kabel, einer Schiene oder einem anderen langgestreckten Glied auf, das an der Windenergieanlage angebracht ist. Das Antriebssystem und das Führungssystem übertragen dabei Kräfte, die den Aufzug relativ zu dem Kabel und damit relativ zu dem Turm der Windenergieanlage bewegt.
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Aus der
DE 20 2010 016 002 U1 ist ein mobiler Montageausleger für eine Windenergieanlage bekannt geworden. Hierbei sind zwei Schenkel vorgesehen, welche in einem Kopfbereich lösbar durch ein Verbindungsstück miteinander verbunden und in einem Fußbereich auf einer Rotornabe aufsetzbar sind, wobei die Schenkel an der Rotornabe mit Seilen abgespannt werden. Der mobile Montageausleger dient bevorzugt zum Austausch von Pitchkomponenten an der Nabe.
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Aus der
US 7,850,418 B2 sind ein System und ein Verfahren zur Vereinfachung der Wartung einer Windenergieanlage bekannt geworden. Das System umfasst mindestens eine Schiene, die aus einem ersten Schienenstück und einem zweiten Schienenstück, das an das erste Schienenstück gekoppelt ist, besteht. Das zweite Schienenstück ragt dabei aus dem Turm der Windenergieanlage durch eine Turmöffnung heraus. Mindestens ein Rad greift in die Schiene ein und ist mit einem Steuerschrank verbunden, wodurch der Steuerschrank auf der Schiene aus dem Turm hinausbewegt werden kann.
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Aus der
WO 2005/031159 A1 ist eine Methode zur Durchführung einer Wartung an einer Windenergieanlage bekannt geworden, wobei die Ausrüstung an der Nabe montiert wird. Die Methode umfasst das Montieren eines Krans auf der Nabe einer Windenergieanlage und erlaubt damit das Herablassen und Heraufziehen von Geräten in die und aus der Nabe. Bei dieser Methode müssen die auszutauschenden Geräte nicht durch den Turm und die Gondel transportiert werden.
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Die
US 2012/0014775 A1 beschreibt eine Methode zum Heraufziehen und Herablassen von Vorrichtungen in den Rotorkopf einer Windenergieanlage. Ein externer Kran zum Heraufziehen oder Herablassen einer Vorrichtung in die Nabe oder aus der Nabe heraus wird nicht benötigt.
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Die
DE 10 2010 041 940 A1 beschreibt ein Verfahren zum Austauschen eines Transformators einer Windenergieanlage. Der Transformator ist dabei im Inneren eines Turms einer Windenergieanlage vorgesehen und der Turm weist eine Türöffnung auf. Eine Tauschtraverse wird über einen ersten Anschlagpunkt an einem Kranhaken eines mobilen Krans befestigt. Ein erstes Ende der Tauschtraverse wird mit einem zweiten Anschlagpunkt durch die Türöffnung in den Turm hineingeführt. Der auszutauschende Transformator wird an dem zweiten Anschlagpunkt des ersten Endes befestigt. Ein Ausgleichgewicht wird an den zweiten Anschlagpunkt an dem zweiten Ende der Tauschtraverse befestigt. Das zweite Ende der Tauschtraverse wird gekippt bzw. geneigt, bis der Transformator sich auf der Höhe der Türöffnung befindet, und der Kranhaken wird bewegt, bis der auszutauschende Transformator sich außerhalb der Türöffnung befindet.
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Die
DE 10 2010 020 587 A1 beschreibt ein Verfahren zum Durchführen einer Last durch eine in einer Turmwand eines Turms einer Windenergieanlage gebildete Öffnung mit Hilfe eines an einer Hebevorrichtung aufgehängten Trägers, der Tragemittel zum Ankoppeln der Last und Verschiebemittel zum Verschieben einer an den Tragemittel angekoppelten Last aufweist. Ein Verbindungsbereich des vorderen Trägerabschnittes ist dabei mit einer Stützvorrichtung im Turminneren verbunden. Die Hebevorrichtung wird hierbei durch einen externen Kran gebildet. Damit der Träger nicht von der Stützvorrichtung im Inneren des Turms abrutschen kann, wird er mit Hilfe einer Schraube oder einem Bolzen lösbar an der Stützvorrichtung befestigt.
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Nachteilig an dem aus dem Stand der Technik bekannten Methoden zum Durchführen von Reparatur- und Wartungsarbeiten ist, dass die verwendeten Vorrichtungen entweder aufwendig herzustellen und bereitzustellen sind und/oder den Einsatz eines externen Krans erfordern, wodurch die Wartung aufwendig und teuer wird. Werden die Lasten von außerhalb des Turms in die Nabe der Windenergieanlage heraufgezogen, hängt die Durchführung einer Wartung oder Reparatur stark von den Witterungsverhältnissen ab.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Bewegen einer Last in einem Turm einer Windenergieanlage bereitzustellen, das witterungsunabhängig sowie einfach und kostengünstig durchzuführen ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Schritten des Anspruchs 1 sowie einen Turm einer Windenergieanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 8 und einen Lastarm zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 10.
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Erfindungsgemäß weist das Verfahren zum Bewegen einer Last in einem Turm einer Windenergieanlage folgende Schritte auf: ein Lastarm wird an einer, einer Plattform des Turms zugeordneten Halteeinrichtung montiert, wobei an dem Lastarm ein Hub- und Verschiebemittel angebracht ist. Die zu bewegende Last, die sich an einer Position im Turm befindet, wird mittels Anschlagmitteln an das Hub- und Verschiebemittel angeschlagen. Das Hub- und Verschiebemittel hebt die Last an, bewegt diese entlang einer Längsachse des Lastarmes und/oder einer Längsachse des Turms und setzt die Last an einer anderen Position im Turm wieder ab. Die Last wird von dem Hub- und Verschiebemittel abgeschlagen, der Lastarm wird aus der Halteeinrichtung demontiert und an einer anderen Halteeinrichtung wieder montiert. Die Last an der anderen Position wird wieder an das Hub- und Verschiebemittel angeschlagen, das Hub- und Verschiebemittel hebt die Last wieder an und die Last wird entlang der Längsachse des Lastarmes und/oder der Längsachse des Turms bewegt und an einer noch anderen Position im Turm wieder abgesetzt und abgeschlagen. Bei Bedarf kann der Lastarm aus der Halteeinrichtung demontiert werden und an einer anderen Halteeinrichtung montiert werden, um die zu bewegende Last bis zu einer Endposition zu bewegen.
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Der erfindungsgemäße Lastarm ist schnell und einfach in die dafür vorgesehenen Halteeinrichtungen montiert und wieder demontiert. Ferner kann das Verfahren innerhalb eines Turmes einer Windenergieanlage ausgeführt werden, wodurch es einerseits unabhängig von Witterungsverhältnissen ist und andererseits keines externen Krans bedarf. Zudem kann ein solcher Lastarm platzsparend in einer Windenergieanlage gelagert werden. Die Haltevorrichtungen können als Schweißbuchsen ausgebildet sein. Schweißbuchsen sind stabil und können sicher an die Turmwandung einer Windenergieanlage angeschweißt werden.
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Gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens wird der Lastarm in den Halteeinrichtungen des Turmes um eine vertikale Achse schwenkbar gelagert. Die schwenkbare Lagerung des Lastarmes in den Halteeinrichtungen ermöglicht es, verschiedene Einsatzpunkte auf der Plattform der Windenergieanlage anzusteuern. Für den Lastarm nicht zu erreichende Totbereiche werden dadurch vermieden.
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Bevorzugt wird das Verfahren in einem Turm einer Windenergieanlage ausgeführt, der eine Vielzahl an übereinander angeordneten Plattformen aufweist, wobei die Turmwandung oberhalb jeder Plattform eine Vielzahl an Halteeinrichtungen aufweist, in die der Lastarm montierbar ist. Ein Lastarm ist folglich ausreichend, um die verschiedenen Lasten in einer Windenergieanlage von einer Plattform zu einer anderen Plattform zu bewegen.
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Bevorzugt wird das Verfahren in einem Turm ausgeführt, bei dem die Plattformen innerhalb des Turmes jeweils eine Plattformöffnung aufweisen, durch die die darunter liegende Plattform erreichbar ist. Solche Plattformöffnungen erleichtern es, eine Last innerhalb des Turmes von einer Plattform zu der nächsten Plattform zu bewegen. Die Plattformöffnungen sind dabei derart ausgestaltet, dass eine zu wartende oder zu reparierende Last einfach durch sie hindurch bewegt werden kann. Vorteilhaft ist ferner, wenn die Plattformöffnungen der verschiedenen Plattformen vertikal untereinander angeordnet sind, so dass eine Last von beispielsweise einer obersten Plattform bis zu einer untersten Plattform durch die Plattformöffnungen hindurch bewegt werden kann.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wird mit Hilfe des Hub- und Verschiebemittels die Last von einer Plattform zu einer anderen Plattform durch die entsprechende Plattformöffnung in vertikaler Richtung bewegt. Dadurch, dass die Plattformöffnungen übereinander angeordnet sind und das Hub- und Verschiebemittel eine zu bewegende Last in vertikaler Richtung bewegen kann, kann eine zu reparierende oder zu wartende Last in einfacher Weise von einer oberen Plattform auf eine untere Plattform herabgelassen werden. Auch die Bewegung einer Last von einer unteren Plattform zu einer oberen Plattform kann mit dem am Lastarm angebrachten Hub- und Verschiebemittel durchgeführt werden. Die Bewegung der Last kann folglich schnell und effizient durchgeführt werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens ist auf einer Ebene einer Plattform eine Turmtür angeordnet, durch die hindurch eine Last aus dem Turm heraus oder in den Turm hinein bewegt werden kann. Auszutauschende Lasten, wie etwa ein defekter Schaltschrank, können somit einfach aus der Windenergieanlage ausgebaut und hinaustransportiert werden. Das Hinaus- oder Hineintransportieren einer Last kann mit Hilfe eines Rollwagens, auf dem die Last abgelegt ist, geschehen.
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Das beschriebene Verfahren ist besonders gut zu Reparatur- und Wartungszwecken von Offshore-Türmen einsetzbar. Auch bei Onshore-Türmen erleichtert das erfindungsgemäße Verfahren Reparaturen und Wartungen.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls einen Turm einer Windenergieanlage insbesondere zum Ausführen des oben beschriebenen Verfahrens. Der Turm weist eine Vielzahl von innenliegenden Plattformen auf, wobei oberhalb mindestens einer, vorzugsweise jedoch jeder Plattform eine Vielzahl an Halteeinrichtungen an der Turmwandung fest angebracht ist, in die ein Lastarm montierbar und demontierbar ist. Der Lastarm rastet in die fest angebrachten Halteeinrichtungen in einfacher Weise ein. Durch das Einrasten des Lastarmes in die Halteeinrichtungen wird die durch den Lastarm ausgeübte Kraft auf die Turmwandung übertragen, wodurch der Lastarm stabil gelagert ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Turmes sind die Halteeinrichtungen derart ausgestaltet, dass der in eine der Halteeinrichtungen montierte Lastarm in einer horizontalen Ebene schwenkbar gelagert ist. Durch die schwenkbare Lagerung des Lastarmes in der jeweiligen Halteeinrichtung wird der Zugriff auf einem großen Bereich einer Plattform abgedeckt, ohne dass dabei die Stabilität des Lastarmes vermindert wird.
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Die Halteeinrichtung kann beispielsweise als Schweißbuchse ausgebildet sein. Schweißbuchsen sind stabil und können sicher an die Turmwandung einer Windenergieanlage angebracht werden.
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Erfindungsgemäß wird zum Ausführen des Verfahrens ein Lastarm eingesetzt, an dem ein als Hebezug ausgebildetes Hub- und Verschiebemittel entlang einer Langsachse bewegbar angebracht ist. Das Hub- und Verschiebemittel ist beispielsweise eine Laufkatze. Dazu weist der Lastarm ein geeignetes Profil auf, beispielsweise ein Doppel-T-Profil.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung steht ein sich oberhalb des Lastarmes befindendes Abspannmittel in Wirkverbindung mit der entsprechenden Halteeinrichtung und mit dem Lastarm. Das Abspannmittel kann einen Teil der von der getragenen Last ausgeübten Kraft auf die Turmwandung übertragen. Hierdurch wird eine vom Lastarm zu tragende Last stabilisiert.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist der Lastarm derart ausgestaltet, dass der Lastarm in seiner in einer Halteeinrichtung montierten Position in einer horizontalen Ebene schwenkbar ist. Durch die Schwenkbarkeit des Lastarms wird der Zugriff auf einem großen Bereich einer Plattform abgedeckt.
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Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand einer Figur näher erläutert. Es zeigt:
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1 eine Plattform mit einer Plattformöffnung und einer Vielzahl an Halteeinrichtungen, in der Lastarme montiert gezeigt sind.
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1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Turm 2 einer Windenergieanlage 1, wobei auf einer Plattform 4 eine Last 8, beispielsweise ein Schaltschrank angeordnet ist. An der Turmwandung 20 des Turms 2 sind drei Halteeinrichtungen 22, 22a, 22b angebracht. In einer der Halteeinrichtungen 22 ist ein Lastarm 10 montiert (durchgezogene Linien), während in den anderen beiden Halteeinrichtungen 22a, 22b der Lastarm 10a, 10b jeweils durch gestrichelte Linien angedeutet ist. An dem Lastarm 10 ist ein Hub- und Verschiebemittel 12 angebracht, welches über Anschlagmittel 14 eine Last 8 trägt. Das Hub- und Verschiebemittel 12 ist als Laufkatze ausgebildet, deren Rollen in dem Doppel-T-Profil des Lastarms 10 sicher geführt werden. Oberhalb des Lastarmes 10 ist ein Abspannmittel 16, das in Wirkverbindung mit der Halteeinrichtung 22 und mit dem Lastarm 10 ist. Die Last 8 kann mit Hilfe der Laufkatze 12 entlang des Lastarmes 10 bewegt werden.
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Der Lastarm 10 ist ferner schwenkbar in der Halteeinrichtung 22 gelagert, wodurch das Hub- und Verschiebemittel 12 einen großen Bereich der Plattform 4 erreichen kann, um eine Last 8 aufzunehmen oder abzusetzen.
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Die Plattform 4 weist eine Plattformöffnung 6 auf, durch die eine Last 8 in vertikaler Richtung zu der darunter liegenden Plattform bewegt werden kann. Die Plattformöffnung 6 kann durch abnehmbare Bodenbleche zum Schutze des Wartungspersonals abgedeckt werden. Ferner ist die Plattformöffnung der üblichen Größe einer Last entsprechend groß ausgebildet, um ein bequemes Durchführen der Last zu ermöglichen.
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Wenn von der Plattform 4 eine Last 8 zu einer anderen Plattform im Turm oder aus dem Turm 2 hinaus befördert werden soll, so erleichtert das erfindungsgemäße Verfahren den Transport. Eine Last 8, die sich an einer Ausgangsposition auf der Plattform 4 befindet, kann durch das Hub- und Verschiebemittel 12 an dem Lastarm 10 aufgenommen werden und an eine erste Zwischenposition 8a bewegt und abgesetzt werden. Nachdem die Last 8 abgeschlagen und der Lastarm 10 aus der Halteeinrichtung 22 demontiert wurde, kann er in einer anderen Halteeinrichtung 22b wieder montiert werden, angedeutet durch den gestrichelten Lastarm 10b. Er kann jetzt die Last auf der Position 8a wieder aufnehmen. Die wiederaufgenommene Last wird mit Hilfe des Hub- und Verschiebemittels 12b durch die Plattformöffnung 6 der Plattform 4 auf eine darunter liegende Plattform transportiert, angedeutet durch die gestrichelt dargestellte Last 8b. Dabei kann die Last direkt auf einem nicht gezeigten Rollwagen abgesetzt werden und mit dem Rollwagen durch die Turmtür hinaus bewegt werden.
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Eine Last, die in den Turm gebracht werden soll, kann mit einem Rollwagen bis unter die Plattformöffnung einer unteren Plattform transportiert werden. Sodann wird ein Lastarm 10b in einer Halteeinrichtung 22b montiert, die sich oberhalb der Plattform 4 befindet, auf die die Last gebracht werden soll. Nach dem Anschlagen der Last wird diese mit Hilfe des Hub- und Verschiebemittels 12b durch die Plattformöffnung 6 gehoben, angedeutet durch die Last 8b, und so auf der Plattform 4 abgestellt, dass sie anschließend mit Hilfe des Lastarms 10, 10a auf eine Endposition auf der Plattform 4 versetzt werden kann.
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Bei Türmen mit mehreren Plattformen kann das erfindungsgemäße Verfahren selbstverständlich ebenfalls eingesetzt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2383464 A1 [0004]
- US 8016268 B2 [0005]
- DE 202010016002 U1 [0006]
- US 7850418 B2 [0007]
- WO 2005/031159 A1 [0008]
- US 2012/0014775 A1 [0009]
- DE 102010041940 A1 [0010]
- DE 102010020587 A1 [0011]
