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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindungseinrichtung für das Verbinden einer Komponente, insbesondere einer Windkraftanlagenkomponente, mit einer Vorrichtung zum Heben der Komponente während der Installation oder mit einer Vorrichtung zum Transportieren der Komponente.
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Stand der Technik
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Auf dem technischen Gebiet der Installation von Windkraftanlagen muss jede der Windkraftanlagenkomponenten zum Ort der Installation transportiert werden, wo die Komponenten aneinander montiert werden, um die Windkraftanlage zu bilden. Für die Montage ist normalerweise ein Heben zumindest eines Teils der Komponenten erforderlich.
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Insbesondere, aber nicht ausschließlich, gilt Letzteres für die Teilstücke (normalerweise zwei Teilstücke oder mehr), die den Turm der Windkraftanlage bilden. Die Teilstücke können zylinderförmig, sechseckig oder von anderer Form sein.
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Jedes Teilstück des Turms wird horizontal transportiert und mit Hilfe von zwei bis vier Transporthalterungen, die jeweils an der Ober- und der Unterseite des zylinderförmigen Teilstücks angebracht sind, an einer Transportstruktur befestigt.
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Nach dem Erreichen des Ortes der Installation werden die Transporthalterungen vom Teilstück des Turms gelöst und es werden mehrere andere Hebehalterungen daran befestigt, um das Teilstück des Turms mit einer Hebevorrichtung zu verbinden, insbesondere mit einem Kran, der verwendet wird, um die Teilstücke des Turms übereinander anzuordnen um der Turm der Windkraftanlage zu bilden.
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Entsprechend dem bekannten Transport- und Installationsablauf sind die Hebe- und die Transporthalterungen für jedes Teilstück des Turms und für jede Kraftanlagengestaltung gestaltet. Dies bedeutet, dass Transporthalterungen nicht zum Heben und Hebehalterungen nicht für den Transport gestaltet sind.
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Dies bringt mehrere Schwierigkeiten mit sich, und zwar in Verbindung mit der Tatsache, dass bei Windkraftanlagenprojekten die Gestaltung des Turms im Allgemeinen stets spät erfolgt, was bedeutet, dass der Beginn der Gestaltung und der Herstellung der Hebe- und Transportausrüstung, wie die Transport- und Hebehalterungen, ebenfalls spät beginnen. Des Weiteren muss die Hebeausrüstung von einem Dritten genehmigt werden, der sich vom Hersteller unterscheidet, und ein derartiger Genehmigungsvorgang benötigt ebenfalls eine bestimmte Zeit. Die Herstellung der Hebe- und Transportausrüstung beginnt normalerweise nach der Genehmigung durch den Dritten.
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All dies verursacht ein Übermaß an Zeit und Kosten.
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Deshalb ist es noch immer wünschenswert, über eine verbesserte Verbindungseinrichtung für eine Windkraftanlagenkomponente einer zu verfügen, um den Zeitaufwand der Gestaltung und Herstellung der Hebe- und Transportausrüstung für eine Windkraftanlagenkomponente, insbesondere eines Teilstücks des Turms, zweckmäßig zu optimieren.
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Es kann eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung sein, eine Verbindungseinrichtung zum Bewegen einer Windkraftanlagenkomponente bereitzustellen, welche die oben beschriebenen Schwierigkeiten beseitigt, die bei bekannten Hebevorrichtungen bestehen.
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Es kann eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung sein, eine Verbindungseinrichtung zum Bewegen einer Windkraftanlagenkomponente bereitzustellen, die im Verhältnis zur vorhandenen Verbindungseinrichtung zum Bewegen einer Windkraftanlagenkomponente ein höheres Niveau der Standardisierung und Flexibilität bereitstellt.
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Diese Aufgabe wird durch eine Verbindungseinrichtung gemäß dem unabhängigen Anspruch gelöst. Die abhängigen Ansprüche beschreiben vorteilhafte Entwicklungen und Modifizierungen der Erfindung.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Verbindungseinrichtung zum Verbinden einer Windkraftanlagenkomponente mit einer Vorrichtung zum Bewegen der Komponente Folgendes:
- - mindestens einen ersten Abschnitt, der zur Aufnahme einer Bewegungslast gestaltet ist, die durch die Vorrichtung zum Bewegen der Komponente auf die Verbindungseinrichtung ausgeübt wird,
- - mindestens einen zweiten Abschnitt, der zum Übertragen der Bewegungslast vom ersten Abschnitt auf die Komponente gestaltet ist,
wobei der erste und der zweite Abschnitt der Verbindungseinrichtung lösbar aneinander angebracht werden können.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung und dem Wortlaut der Ansprüche schließt der Begriff „Bewegen“ sowohl ein „Transportieren“, d. h. das Bewegen der Komponente vom Herstellungsort zum Installations- und Betriebsort, und ein „Heben“ ein, d. h. das Bewegen der Komponente hinauf auf die Höhe, die zur Installation erforderlich ist.
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Vorteilhafterweise beinhaltet die Verbindungseinrichtung, die insbesondere in Form einer Halterung strukturiert sein kann, gemäß der vorliegenden Erfindung einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt. Der erste Abschnitt kann nach Lastprüfungen und Genehmigung unterhalb einer Grenze der Arbeitslast für mehrere Komponenten einer Windkraftanlage verwendet werden, die diese Grenze nicht überschreiten. Der zweite Abschnitt kann stattdessen speziell für jede verschiedene Kraftanlagenkomponente sein. Die mehreren Verwendungsmöglichkeiten von zumindest dem ersten Abschnitt der Verbindungseinrichtung ermöglichen eine Zeiteinsparung währen der Gestaltungs- und der Herstellungsphase der Hebe- und Transportausrüstung, da nur der zweite Abschnitt gestaltet und hergestellt werden muss. Dies ermöglicht das Einsparen von Materialien und der entsprechenden Kosten bei der Herstellung der Verbindungseinrichtung.
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Gemäß einer möglichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können der erste und der zweite Abschnitt der Verbindungseinrichtung mit Hilfe entsprechender erster und zweiter komplementärer Verbindungselemente lösbar aneinander angebracht werden. Insbesondere können die ersten und zweiten ergänzenden Verbindungselemente zusammenpassende Formen aufweisen.
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Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die ersten oder die zweiten komplementären Anbringungselemente eine Anbringungsöffnung und die jeweils anderen der ersten und der zweiten ergänzenden Anbringungselemente ein Vorsprung, der lösbar in die Öffnung eingesetzt werden kann.
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Vorteilhafterweise erleichtern die Formen der ersten und der zweiten ergänzenden Anbringungselemente das Verkoppeln des ersten und des zweiten Abschnitts der Verbindungseinrichtung.
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Gemäß noch einer weiteren möglichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhalten die ersten und die zweiten komplementären Anbringungselemente ferner einen Absatz an einem Ende des Vorsprungs, wobei der Absatz mit der Begrenzung der Anbringungsöffnung in Eingriff gelangt, wenn der erste und der zweite Abschnitt der Verbindungseinrichtung aneinander angebracht werden, wobei der erste und der zweite Abschnitt im Verhältnis zueinander derart ausgerichtet sind, dass der Absatz gegen die Begrenzung der Anbringungsöffnung gepresst wird, wenn die Bewegungslast auf die Komponente ausgeübt wird. Vorteilhafterweise verbessert diese spezifische Form der ersten und der zweiten komplementären Anbringungselemente die Kopplung zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt der Verbindungseinrichtung, wenn die Bewegungslast auf die Komponente ausgeübt wird.
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Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Anbringungsöffnung am ersten Abschnitt der Verbindungseinrichtung bereitgestellt und im Verhältnis zur Bewegungslast in einem Winkel von mehr als 0 Grad geneigt. Vorteilhafterweise verbessert dies die Kopplung zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt der Verbindungseinrichtung weiter, wenn die Bewegungslast auf die Komponente ausgeübt wird.
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Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der zweite Abschnitt der Verbindungseinrichtung mit Hilfe mindestens eines lösbaren Befestigungselements an der Komponente befestigt werden. Insbesondere können als Befestigungselemente mehrere Befestigungsbolzen oder -schrauben jeweils in die mehreren Befestigungsöffnungen eingesetzt werden. Vorteilhafterweise können die Bolzen oder Schrauben standardmäßige Bolzen oder Schrauben sein.
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Figurenliste
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Die vorstehend definierten Aspekte und weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung werden aus den Beispielen der im Weiteren zu beschreibenden Ausführungsform ersichtlich und werden anhand der Beispiele der Ausführungsform erläutert. Die Erfindung wird im Weiteren ausführlicher mit Bezug auf Beispiele von Ausführungsformen beschrieben, auf welche die Erfindung aber nicht beschränkt ist.
- 1 zeigt eine Seitenansicht einer Windkraftanlagenkomponente, die mittels einer Verbindungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung an einer Hebevorrichtung angebracht ist,
- 2 zeigt eine axonometrische Ansicht einer Windkraftanlagenkomponente, die mittels einer Verbindungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung an einer Transportvorrichtung angebracht ist,
- 3 zeigt eine axonometrische Ansicht einer Verbindungseinrichtung für eine Windkraftanlagenkomponente gemäß der vorliegenden Erfindung,
- 4 zeigt eine axonometrische Ansicht eines ersten Abschnitts der Verbindungseinrichtung von 3,
- 5 zeigt eine axonometrische Ansicht eines zweiten Abschnitts der Verbindungseinrichtung von 3, s
- 6 zeigt eine axonometrische Ansicht eines zweiten Abschnitts der Verbindungseinrichtung von 3.
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Ausführliche Beschreibung
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Die Darstellungen in den Zeichnungen sind schematisch. Es sei angemerkt, dass in unterschiedlichen Figuren ähnliche oder identische Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.
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Die 1 und 2 zeigen jeweils einen Turmabschnitt 100 für eine Windkraftanlage (nicht im Ganzen dargestellt), der an einer Vorrichtung für das Heben 101 beziehungsweise an einer Vorrichtung für das Transportieren 102 angebracht ist. Der Turmabschnitt 100 weist eine Zylinderform mit zwei gegenüberliegenden runden Grundflächen 111, 112 und einer Seitenfläche 114 auf.
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Gemäß weiterer möglicher Ausführungsformen (nicht dargestellt) kann die vorliegende Erfindung für andere Komponenten einer Windkraftanlage angepasst werden, die bewegt werden sollen, insbesondere von einem Herstellungsort zu einem Betriebsstandort transportiert und auf eine für die Installation erforderliche Höhe angehoben werden sollen.
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Die Vorrichtung für das Heben 101 (teilweise in 1 dargestellt) beinhaltet normalerweise einen Kran (nicht dargestellt) und mehrere Kabel oder Seile 110, um den Turmabschnitt 100 mit dem Kran zu verbinden. Die Vorrichtung für den Transport 102 (teilweise in 2 dargestellt) beinhaltet eine Struktur 120, die Teil eines Fahrzeugs ist oder daran befestigt werden kann.
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Bei der Ausführungsform sowohl von 1 als auch 2 ist der Turmabschnitt 100 durch eine Verbindungseinrichtung 10 an der Vorrichtung für das Heben 101 oder an der Vorrichtung für das Transportieren 102 angebracht.
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Bei der Ausführungsform von 1 sind an einer der runden Grundflächen 111, 112 des Turmabschnitts 100 mehrere Verbindungseinrichtungen 10 angebracht (in 1 sind zwei gezeigt). Die mehreren Verbindungseinrichtungen 10 werden verwendet, um den Turmabschnitt 100 mit den Kabeln oder Seilen 110 der Vorrichtung für das Heben 101 zu verbinden.
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Bei der Ausführungsform von 2 sind an beiden runden Grundflächen 111, 112 des Turmabschnitts 100 mehrere Verbindungseinrichtungen 10 angebracht (in 1 sind vier gezeigt). Die mehreren Verbindungseinrichtungen 10 werden verwendet, um den Turmabschnitt 100 mit der Struktur 120 der Vorrichtung für das Transportieren 102 zu verbinden.
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Die 3 bis 6 stellen die Verbindungseinrichtung 10 dar, die in Form einer Halterung strukturiert ist.
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Die Verbindungseinrichtung 10 (3) umfasst einen ersten Abschnitt 20, der für die Aufnahme einer Bewegungslast gestaltet ist, die durch die Vorrichtung für das Heben 101 oder die Vorrichtung für das Transportieren 102 auf die Verbindungseinrichtung 10 ausgeübt wird, und einen zweiten Abschnitt 30, der für das Übertragen einer derartigen Bewegungslast auf den Turmabschnitt 100 gestaltet ist. Die Verbindungseinrichtung 10 umfasst ferner einen dritten Abschnitt 32, der mit dem zweiten Abschnitt 30 identisch ist.
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Der erste Abschnitt 20 der Verbindungseinrichtung 10 kann lösbar am zweiten Abschnitt 30 und am dritten Abschnitt 32 angebracht werden.
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Die Verbindungseinrichtung 10 beinhaltet ferner mehrere lösbare Befestigungselemente 40, durch welche die Verbindungseinrichtung 10 am Turmabschnitt 100 befestigt werden kann. Bei der Ausführungsform der beigefügten 3 bis 6 sind die Befestigungselemente 40 sechs Steckbolzen, wobei drei Bolzen 40 verwendet werden können, um den zweiten Abschnitt 30 am Turmabschnitt 100 zu befestigen, und die anderen drei Bolzen 40 verwendet werden können, um den dritten Abschnitt 32 am Turmabschnitt 100 zu befestigen, wie des Weiteren im Folgenden näher erläutert wird.
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Gemäß weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung (nicht dargestellt) können die Befestigungselemente 40 von beliebiger Art sein, zum Beispiel Schrauben oder normale Bolzen. Die Befestigungselemente 40 können in beliebiger anderer Anzahl bereitgestellt sein, d. h. ein oder mehrere Befestigungselemente 40 können für jeweils den zweiten Abschnitt 30 und den dritten Abschnitt 32 verwendet werden.
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Gemäß einer möglichen Ausführungsform (nicht dargestellt) ist der dritte Abschnitt 32 der Verbindungseinrichtung 10 nicht vorhanden und der zweite Abschnitt 30 kann durch ein einzelnes Befestigungselement 40 am Turmabschnitt 100 befestigt werden.
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Die ersten Abschnitte 20 (4) beinhalten eine Grundplatte 22, die zwei Hauptflächen 22a, 22b mit rechteckiger Form aufweist. In einer Draufsicht, rechtwinklig zu den Hauptflächen 22a, 22b, weisen die Hauptflächen 22a, 22b eine Hauptsymmetrieachse X und eine sekundäre Symmetrieachse Y auf. Die ersten Abschnitte 20 beinhalten ferner eine erste und eine zweite durchgehende Anbringungsöffnung 21, 23, die auch von rechteckiger Form sind und die zwei Hauptflächen 22a, 22b miteinander verbinden. In jede der Anbringungsöffnungen 21, 23 kann der zweite Abschnitt 30 beziehungsweise der dritte Abschnitt 32 der Verbindungseinrichtung 10 eingesetzt werden, wie im Folgenden weiter ausgeführt wird.
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An im Verhältnis zur Hauptsymmetrieachse X symmetrischen Positionen beinhalten die ersten Abschnitte 20 ferner zwei seitliche Platten 23, 24, die senkrecht zu den Hauptflächen 22a, 22b an der Grundplatte 22 angebracht sind. Die zwei seitlichen Platten 23, 24 sind durch eine Welle 25 miteinander verbunden, die von der Grundplatte 22 beabstandet ist und parallel zur sekundären Symmetrieachse Y verläuft. Jede der zwei seitlichen Platten 23, 24 weist im Verhältnis zur sekundären Symmetrieachse Y eine symmetrische Form derart auf, dass die Achse der Welle 25 in einer Draufsicht, rechtwinklig zu den Hauptflächen 22a, 22b, mit der sekundären Symmetrieachse Y zusammenfällt. Die Welle wird während des Betriebes verwendet, d. h. wenn die Verbindungseinrichtung 10 transportiert oder gehoben wird, um die Bewegungslast auf die Verbindungseinrichtung 10 auszuüben.
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Die Bewegungslast wird über die Welle 25 auf die Verbindungseinrichtung 10 ausgeübt. Die Bewegungslast wird entlang einer Richtung ausgeübt, die im Verhältnis zur Grundplatte 22 und somit zu den Anbringungsöffnungen 21, 23 in einem Winkel von mehr als 0 Grad geneigt ist.
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Die Grundplatte 22, die zwei seitlichen Platten 23, 24 und die Welle 25 sind derart bemessen, dass durch die Verbindungseinrichtung 10 eine vordefinierte maximale Bewegungslast, die auf die Welle 25 wirkt, getragen werden kann.
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Die zweiten Abschnitte 30 und der dritte Abschnitt 32 (5) der Verbindungseinrichtung 10 sind identisch. Die zweiten Abschnitte 30 und der dritte Abschnitt 32 beinhalten jeweils einen Vorsprung 31, der lösbar in jede der Anbringungsöffnungen 21, 23 eingesetzt werden kann. In einer Draufsicht weist der Vorsprung 31 ein rechteckiges Profil auf, das zur Form der Anbringungsöffnungen 21, 23 passt. Die Abmessungen des Vorsprungs 31 und der Anbringungsöffnungen 21, 23 sind derart, dass der Vorsprung 31 mit einer leichten Gegenbewegung lösbar in jede der Anbringungsöffnungen 21, 23 eingesetzt werden kann.
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Die zweiten Abschnitte 30 und der dritte Abschnitt 32 beinhalten ferner einen Absatz 33, der mit der Begrenzung der Anbringungsöffnung 21, 32 in Eingriff gelangt, wenn der erste Abschnitt 20 der Verbindungseinrichtung 10 am zweiten Abschnitt 30 oder am dritten Abschnitt 32 angebracht wird.
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Wenn der Vorsprung 31 in die Anbringungsöffnung 21, 23 eingesetzt ist, wird der Absatz 33 auf der Fläche 22a der Grundplatte 22 getragen, die der Welle 25 zugewandt ist. Auf eine solche Weise wird der Absatz 33 gegen die Begrenzung der Anbringungsöffnung 21, 23 gepresst, wenn auf die Verbindungseinrichtung 10 eine Zugkraft ausgeübt wird, zum Beispiel während des Hebens des Turmabschnitts 100, was somit die Anbringung zwischen dem ersten Abschnitt 20 und dem zweiten Abschnitt 30 und dem dritten Abschnitt 32 der Verbindungseinrichtung 10 verbessert.
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Die Anbringungsöffnungen 21, 23 und die entsprechenden Vorsprünge 31 bilden jeweils erste und zweite komplementäre Verbindungselemente, was die Anbringung zwischen dem ersten Abschnitt 20 und dem zweiten Abschnitt 30 und dem dritten Abschnitt 32 der Verbindungseinrichtung 10 ermöglicht.
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Gemäß weiterer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung (nicht dargestellt) können andere erste und zweite komplementäre Verbindungselemente umgesetzt sein. Zum Beispiel können am ersten Abschnitt 20 der Verbindungseinrichtung 10 nur eine Anbringungsöffnung oder mehr als zwei Anbringungsöffnungen für das Koppeln mit einem entsprechenden Vorsprung 31 bereitgestellt sein.
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In allen Fällen besteht die Verbindungseinrichtung 10 aus mindestens zwei Abschnitten, die lösbar aneinander angebracht werden können und entsprechend gestaltet und bereitgestellt sind, um die Bewegungslast aufzunehmen und um die Bewegungslast auf die Komponente 100 zu übertragen.
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Bei der Ausführungsform der beigefügten 3 bis 6 beinhalten der zweite und der dritte Abschnitt 30, 32 mehrere mit Gewinde versehene Befestigungsöffnungen 34, um die Bewegungslast auf die Komponente 100 zu übertragen. Die Befestigungsöffnungen 34 sind derart ausgerichtet, dass die Öffnungen 34 parallel zur Anbringung 21, 23 und rechtwinklig zur Grundplatte 22 verlaufen, wenn der zweite und/oder der dritte Abschnitt 30, 32 am ersten Abschnitt 20 der Verbindungseinrichtung 10 angebracht ist/sind.
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Die Verbindungseinrichtung 10 kann am Turmabschnitt 100 mit Hilfe mehrerer Befestigungsbolzen 40 (6) befestigt werden, die jeweils in eine entsprechende Befestigungsöffnung 34 des zweiten und des dritten Abschnitts 30, 32 und auch in eine entsprechende Öffnung 43, die in einer der runden Grundflächen 111, 112 des Turmabschnitts 100 bereitgestellt ist, eingesetzt und damit gekoppelt werden können.
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Jeder Bolzen 40 beinhaltet eine Schraube 41, um die Befestigungsöffnungen 34, 43 an der Verbindungseinrichtung 10 und am Turmabschnitt 100 zu koppeln, und eine Mutter 42, um die Schraube 41 in ihrer funktionsbereiten Befestigungsposition zu arretieren.
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Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform (nicht dargestellt), werden anstelle der Bolzen 40 Schrauben verwendet.
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Die Vorsprünge 31, der Absatz 33, die Befestigungsöffnungen 34 und die Bolzen 40 sind derart bemessen, dass die vordefinierte, auf den ersten Abschnitt 20 wirkende maximale Bewegungslast auf den Turmabschnitt 100 übertragen werden kann, wenn der zweite und der dritte Abschnitt 30, 32 am ersten Abschnitt 20 der Verbindungseinrichtung 10 angebracht sind.
