DE102018121024A1

DE102018121024A1 - Foundation for a wind turbine

Info

Publication number: DE102018121024A1
Application number: DE102018121024.8A
Authority: DE
Inventors: Christoph Schriefer; Gregor Prass
Original assignee: Universelle Fertigteil Fundamente GmbH; Universelle-Fertigteil-Fundamente GmbH
Current assignee: Smart and Green Mukran Concrete GmbH
Priority date: 2018-08-28
Filing date: 2018-08-28
Publication date: 2020-03-05

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fundament für eine Windkraftanlage, wobei das Fundament wenigstens zwei vorgefertigte Elemente (11, 12, 20) aus bewehrtem Beton und einen Montagebereich (13) für die Errichtung der Windkraftanlage aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei vorgefertigten Elemente (11, 12, 20) wenigstens teilweise im Montagebereich (13) kreuzend übereinander angeordnet sind.The invention relates to a foundation for a wind turbine, the foundation having at least two prefabricated elements (11, 12, 20) made of reinforced concrete and an assembly area (13) for the erection of the wind turbine, characterized in that the at least two prefabricated elements (11 , 12, 20) are at least partially arranged one above the other in the assembly area (13).

Description

Die Erfindung betrifft Fundament für eine Windkraftanlage, wobei das Fundament wenigstens zwei vorgefertigte Elemente aus bewehrtem Beton und einen Montagebereich für die Errichtung der Windkraftanlage aufweist.The invention relates to a foundation for a wind power plant, the foundation having at least two prefabricated elements made of reinforced concrete and an assembly area for the erection of the wind power plant.

Fundamente für Windkraftanlagen werden im Wesentlichen als In-Situ-Betonfundamente ausgeführt. Dafür wird am Errichtungsort eine Grube ausgehoben, diese wird mit einer Sauberkeitsschicht versehen. Anschließend werden die Schalung und die Bewehrung errichtet und das Ganze mit Beton vor Ort gefüllt. Dabei wird ein flächiger Körper ggf. mit einem Sockel errichtet, siehe beispielsweise US 20160369520 A1 oder WO 2008/036934 A2 . Neben dem Transportaufwand durch die Lieferung des Betons, der Schalung und der Bewehrung ist dieses vor Ort sehr arbeitsintensiv. Auch ist die Qualitätssicherung aufwendig bzw. je nach Witterung auch problembehaftet. Weiterhin ist der Rückbau nach dem Ende der Lebensdauer der Windkraftanlage teuer und sehr aufwendig.Foundations for wind turbines are essentially designed as in-situ concrete foundations. For this purpose, a pit is dug at the place of erection, which is provided with a layer of cleanliness. Then the formwork and reinforcement are erected and the whole is filled with concrete on site. A flat body may be built with a base, see for example US 20160369520 A1 or WO 2008/036934 A2 , In addition to the transport costs due to the delivery of the concrete, the formwork and the reinforcement, this is very labor-intensive on site. Quality assurance is also complex or, depending on the weather, also problematic. Furthermore, the dismantling after the end of the life of the wind turbine is expensive and very complex.

Weiterhin gibt es prinzipiell Bedarf, Fundamente von Windkraftanlagen aus vorgefertigten Elementen zu errichten, womit die vorgenannten Probleme reduziert bzw. eliminiert werden könnten. Prinzipiell ist vorteilhaft, dass bei einem Vorfertigen die Bauteile unter definierten Bedingungen standardisiert produziert werden können. Auch reduziert sich der Arbeitsaufwand vor Ort. Hierfür wurden verschiedene Ansätze im Stand der Technik beschrieben.In principle, there is also a need to build foundations for wind turbines from prefabricated elements, which could reduce or eliminate the aforementioned problems. In principle, it is advantageous that the prefabricated components can be produced in a standardized manner under defined conditions. The workload on site is also reduced. Various approaches to this have been described in the prior art.

Beispielsweise zeigt WO 2008/036934 A2 eine Kombination aus vorgefertigten Elementen und klassischem Schalungs-/Bewehrungsbau. Dadurch werden die zuvor genannten Nachteile nur unwesentlich reduziert.For example, shows WO 2008/036934 A2 a combination of prefabricated elements and classic formwork / reinforcement construction. This only insignificantly reduces the disadvantages mentioned above.

Weitere Ansätze für das Herstellen von Fundamenten für Windkraftanlagen aus vorgefertigten Bauteilen sind wie folgt im Stand der Technik gezeigt:Further approaches for the manufacture of foundations for wind turbines from prefabricated components are shown in the prior art as follows:

EP 1058787 B1 offenbart ein Fundament für eine Windkraftanlage, um offshore Windkraftanlagen zu errichten, die vollständig vormontiert also inklusive Fundament transportiert und am Errichtungsort auf den Meeresgrund in einem Stück abgesetzt werden. Das Fundament weist dabei einzelne vorgefertigte Segmente auf. Diese können aus Beton bestehen. Es sind ein flächiger Abschnitt und ein Sockelabschnitt offenbart. Der Sockelabschnitt besteht aus Kreisringen. Der Sockelabschnitt stellt den Montagebereich der Windkraftanlage dar. Die Mitte des flächigen Abschnitts innerhalb des Sockels bleibt frei. Der flächige Abschnitt besteht aus einzelnen in der Grundfläche trapezförmigen Grundelementen, auf dem der Sockelabschnitt am inneren Ende vertikal montiert ist, der vertikale Durchgänge aufweist. Die flächigen Grundabschnitte sind mittels Nut-Feder-Verbindungen miteinander verbunden. Der Sockelabschnitt und der flächige Grundabschnitt sind mit einer Diagonalstrebe zur Aussteifung verbunden. Die Kreissegmente des Sockelabschnitts weisen ebenfalls vertikale Durchgänge auf. In die Durchgänge werden Verbindungskabel/Ankerstangen eingebracht. Falls die Fundamentteile aus Beton vorgesehen sind, ist unterhalb der Grundelemente im Bereich der vertikalen Durchgänge ein flacher Widerlagerring aus Stahl vorgesehen. Mit den Verbindungskabeln/Ankerstangen wird das Fundament montierten und die Windkraftanlage am Fundament befestigt. Zusätzlich sind horizontale Durchgänge in Grundelementen und Diagonalstreben vorgesehen, in denen ebenfalls Verbindungskabel/Ankerstangen angeordnet werden, mit denen die Elemente des Fundaments horizontal vorgespannt werden. Erst durch das horizontale Vorspannen wird das Fundament belastbar fertiggestellt. Somit offenbart EP 1 058 787 B1 ein Fundament aus einzelnen vorgefertigten Betonteilen, mit einem Flächenabschnitt und einem Sockelabschnitt, wobei zumindest diese beiden Abschnitte vertikal und horizontal miteinander verbunden werden. EP 1058787 B1 discloses a foundation for a wind power plant in order to build offshore wind power plants that are transported completely pre-assembled, including the foundations, and are placed in one piece on the seabed at the installation site. The foundation has individual prefabricated segments. These can be made of concrete. A flat section and a base section are disclosed. The base section consists of circular rings. The base section represents the assembly area of the wind turbine. The center of the flat section within the base remains free. The flat section consists of individual basic elements that are trapezoidal in base, on which the base section is mounted vertically at the inner end and has vertical passages. The flat basic sections are connected to one another by means of tongue and groove connections. The base section and the flat base section are connected with a diagonal strut for bracing. The circular segments of the base section also have vertical passages. Connection cables / anchor rods are inserted into the passages. If the foundation parts are made of concrete, a flat steel abutment ring is provided below the basic elements in the area of the vertical passages. The foundation is mounted with the connecting cables / anchor rods and the wind turbine is attached to the foundation. In addition, horizontal passages are provided in the basic elements and diagonal struts, in which connection cables / anchor rods are also arranged, with which the elements of the foundation are horizontally prestressed. Only with the horizontal prestressing can the foundation be finished. Thus revealed EP 1 058 787 B1 a foundation of individual prefabricated concrete parts, with a surface section and a base section, at least these two sections being connected to one another vertically and horizontally.

Nachteilig hierbei ist, dass erhebliche Kosten und erheblicher Arbeitsaufwand für das Verbinden der Elemente und das Herstellen des statisch belastbaren Fundaments notwendig sind.The disadvantage here is that considerable costs and considerable effort are required for connecting the elements and producing the statically resilient foundation.

EP 1 074 663 A1 offenbart ein Fundament für eine Windkraftanlage mit einem Zentralkörper als Sockel als Montagebereich mit daran angeschraubten sich seitlich erstreckenden sternförmig angeordneten Rippen/Vorsprüngen/Trägern. Rippen und Zentralkörper werden vor Ort horizontal miteinander verschraubt. Die Teile sind unter anderem aus Beton vorgefertigt und werden mittels LKW zur Baustelle angeliefert, per Kran angeordnet und vor Ort miteinander horizontal über Flansche und Verschraubungen verbunden. Weiterhin sind an der Außenseite der Rippen Anker notwendig, um einen hinreichenden Lastabtrag zu gewährleisten. EP 1 074 663 A1 discloses a foundation for a wind power plant with a central body as a base as a mounting area with laterally extending ribs / projections / supports arranged in a star shape screwed onto it. Ribs and central body are screwed together horizontally on site. The parts are prefabricated from concrete, among other things, and are delivered to the construction site by truck, arranged by crane and connected to one another horizontally on site using flanges and screw connections. Anchors are also required on the outside of the ribs to ensure sufficient load transfer.

Nachteilig hierbei ist, dass auch hier erhebliche Kosten und erheblicher Arbeitsaufwand für Verbinden der Elemente und das Herstellen des statisch belastbaren Fundaments notwendig sind. Weiterhin sind zusätzliche Verankerungen notwendig.The disadvantage here is that considerable costs and considerable workload are also required for connecting the elements and producing the structurally resilient foundation. Additional anchors are also required.

WO 2004/101898 A2 offenbart ein Fundament für eine Windkraftanlage aus vorgefertigten Betoneinzelteilen, wobei entweder ein hohler Zentralkörper vorgesehen ist, an dem Flächenkörper horizontal angeschraubt werden, oder das Fundament besteht ausschließlich aus Bauteilen, die sowohl einen flächigen Abschnitt und einen sockelartigen Abschnitt aufweisen, wobei diese dann horizontal miteinander mittels Verschraubung gegen Flansche verbunden werden. WO 2004/101898 A2 discloses a foundation for a wind turbine made of prefabricated concrete components, either a hollow central body is provided, to which flat bodies are screwed horizontally, or the foundation consists exclusively of components which have both a flat section and a base-like section, these then being horizontal can be connected to each other by means of screws against flanges.

Nachteilig hierbei ist, dass auch hier erhebliche Kosten und erheblicher Arbeitsaufwand für Verbinden der Elemente und das Herstellen des statisch belastbaren Fundaments notwendig sind.The disadvantage here is that considerable costs and considerable workload are also required for connecting the elements and producing the structurally resilient foundation.

EP 2182201 A1 offenbart zwei unterschiedliche Fundamente für eine Windkraftanlage. Bei beiden wird aus vorgefertigten Betonteilen nach einer entsprechenden Anlieferung vor Ort ein Fundament errichtet. Beide enthalten einen flächigen Abschnitt und einen sockelartigen Abschnitt. In Variante 1 ist ein Zentralkörper als Montagebereich für den Turm vorgesehen. Die Rippen/Flächenelemente werden an diesen angesetzt. Montiert bilden die Rippen einen polygonalen Körper. Der Zentralkörper weist einen Vorsprung auf, der von einem entsprechenden Rücksprung an den Rippen umgriffen wird. Die Rippen werden zusätzlich mittels eines Zurrrings gegen den Zentralkörper arretiert. An den Flächenköpern sind Ankerstangen zur Montage des Turms vorgesehen. Bei der zweiten Variante weisen die Rippen horizontal vorspringende Ankerelemente auf, die sich im montierten Zustand radial in das Zentrum des Fundaments erstrecken. Unterhalb und oberhalb der Anker sind Platten vorgesehen. In den so gebildeten Hohlraum wird der Ortbeton eingebracht, um die Anker miteinander zu verbinden und einen Zentralkörper zu bilden. Bei beiden Varianten wird das horizontale Verbinden vereinfacht. Allerdings weisen sowohl die Rippen als auch der Zentralkörper Dimensionen und Massen auf, die einen Transport kompliziert gestalten. EP 2182201 A1 discloses two different foundations for a wind turbine. With both, a foundation is built from prefabricated concrete parts after a corresponding delivery on site. Both contain a flat section and a base-like section. In variant 1, a central body is provided as an assembly area for the tower. The ribs / surface elements are attached to this. When assembled, the ribs form a polygonal body. The central body has a projection which is encompassed by a corresponding recess on the ribs. The ribs are also locked against the central body using a lashing ring. Anchor rods for mounting the tower are provided on the surface cores. In the second variant, the ribs have horizontally projecting anchor elements which, in the assembled state, extend radially into the center of the foundation. Slabs are provided below and above the anchors. The in-situ concrete is introduced into the cavity formed in this way in order to connect the anchors to one another and to form a central body. Horizontal connection is simplified in both variants. However, both the ribs and the central body have dimensions and masses that make transportation difficult.

WO 2017/141095 A1 und WO 2017/141098 A1 offenbaren ebenfalls ein Fundament für eine Windkraftanlage. Dieses Fundament wird aus vorgefertigten Rippenkörpern gebildet, die an ihrem inneren Ende einen Sockelabschnitt als Montagebereich aufweisen, auf dem der Turm der Windkraftanlage angeordnet wird. Die Rippen erstrecken sich strahlenförmig nach außen. Die Abschnitte zwischen den Rippen werden in einer weiteren Ausführungsform mit Plattenelementen, die gegen die Rippen mit Flanschen geschraubt werden, zur Herstellung einer Platte gefüllt. Mittig ist anstelle eines Zentralkörpers eine Stahlhülse vorgesehen, die mit im Rippeninneren vorgesehenen Bewehrungen und in inneren Hohlraum vorgesehenen Verstärkungsbalken verbunden ist. Die Rippen weisen eine Grundplatte auf. Auf der ein diagonales Verstärkungselement und der Sockelabschnitt einstückig angeordnet sind. Die Sockelabschnitte sind horizontal über Nut-Feder-Elemente miteinander verbunden. Weiterhin weisen die Sockelabschnitte horizontale Öffnungen auf, in denen Spannelemente zum horizontalen Verbinden der Sockelabschnitte vorgesehen werden. Weiterhin sind in den Sockelabschnitten Ankerstangen für das Verbinden des Turms mit dem Fundament eingegossen. Weiterhin sind ebenfalls außenliegenden Bodenanker offenbart. WO 2017/141095 A1 and WO 2017/141098 A1 also disclose a foundation for a wind turbine. This foundation is formed from prefabricated rib bodies, which have at their inner end a base section as an assembly area on which the tower of the wind turbine is arranged. The ribs extend radially outwards. In a further embodiment, the sections between the ribs are filled with plate elements which are screwed against the ribs with flanges to produce a plate. In the center, instead of a central body, a steel sleeve is provided, which is connected to reinforcement bars provided in the interior of the ribs and reinforcement bars provided in the interior cavity. The ribs have a base plate. On which a diagonal reinforcing element and the base section are arranged in one piece. The base sections are connected to each other horizontally via tongue and groove elements. Furthermore, the base sections have horizontal openings in which tensioning elements are provided for horizontally connecting the base sections. Furthermore, anchor rods for connecting the tower to the foundation are cast in the base sections. Furthermore, external ground anchors are also disclosed.

Aufgabe der Erfindung ist daher, die vorgenannten Nachteile zu überwinden und Fundamente für Windkraftanlagen aus vorgefertigten Elementen wirtschaftlich errichtbar zu machen.The object of the invention is therefore to overcome the aforementioned disadvantages and to make foundations for wind turbines economically erectable from prefabricated elements.

Gelöst wird die erfindungsgemäße Aufgabe dadurch, dass die wenigstens zwei vorgefertigten Elemente wenigstens teilweise im Montagebereich kreuzend übereinander angeordnet sind.The object according to the invention is achieved in that the at least two prefabricated elements are arranged at least partially crossing one another in the assembly area.

Hierdurch wird ein besonders einfaches Fundament bereitgesellt. Es hat sich überraschend gezeigt, dass ein solches Fundament insbesondere bei Stahltürmen hinreichend ist, um die auftretenden Lasten in Boden abzutragen. Insbesondere hat sich überraschend gezeigt, dass, wenn quaderartige bzw. quaderähnliche längliche vorgefertigte Elemente aus Beton so angeordnet werden, dass sie sich in einem länglichen Bauteil zu beiden Seiten des Montagebereichs, bevorzugt symmetrisch, und gleichzeitig bevorzugt durch den Montagebereich hindurch erstrecken, die Lasten entsprechend abtragbar sind. Dabei werden je nach Höhe und Durchmesser des Turms der Windkraftanlage bevorzugt die Dimensionen der vorgefertigten Elemente so gewählt, dass der Montagebereich des Turms auf dem Fundament sich über das oberste vorgefertigte Element vollständig erstreckt, was zu einem besonders einfachen und kostengünstigen Fundament führt. Besonders bevorzugt erfolgt das Kreuzen vollständig im Montagebereich. Abweichungen hiervon sind allerding möglich. Das Kreuzen ist dabei so zu verstehen, dass jede Art von winkliger Anordnung der vorgefertigten Elemente zueinander hierunter zufassen ist. Sofern notwendig können auch mehrere vorgefertigte Elemente fluchtend übereinander angeordnet werden. Auch eine helixartige Anordnung ist möglich.This provides a particularly simple foundation. It has surprisingly been found that such a foundation, in particular in the case of steel towers, is sufficient to transfer the loads that occur in the ground. In particular, it has surprisingly been found that if cuboid-like or cuboid-like elongated prefabricated elements made of concrete are arranged in such a way that they extend in an elongated component on both sides of the assembly area, preferably symmetrically, and at the same time preferably through the assembly area, the loads accordingly are deductible. Depending on the height and diameter of the tower of the wind turbine, the dimensions of the prefabricated elements are preferably selected such that the assembly area of the tower on the foundation extends completely over the top prefabricated element, which leads to a particularly simple and inexpensive foundation. The crossing is particularly preferably carried out completely in the assembly area. However, deviations from this are possible. The crossing is to be understood in such a way that any type of angular arrangement of the prefabricated elements relative to one another is to be understood here. If necessary, several prefabricated elements can also be arranged in alignment one above the other. A helical arrangement is also possible.

Vorgefertigte Elemente können beispielsweise vor Ort gefertigt werden und dann am Errichtungsort platziert werden oder beispielsweise in einem Betonwerk unter definierten Bedingungen gefertigt werden und dann zum Errichtungsort transportiert werden. Andere Varianten sind ebenfalls möglich.Prefabricated elements can, for example, be manufactured on site and then placed at the installation site or, for example, manufactured in a concrete plant under defined conditions and then transported to the installation site. Other variants are also possible.

Errichtet wird das Fundament insbesondere, indem im Boden am Errichtungsort eine Vertiefung, beispielsweise ein Graben, ggf. mit Sauberkeitsschicht bereitgestellt wird, in der dann das erste vorgefertigte Element abgesetzt wird. Ggf. wird dann bereits der Boden so wieder aufgefüllt, dass eine weitere Vertiefung, beispielsweise ein Graben, ggf. mit Sauberkeitsschicht, bereitgestellt, in der dann das nächste vorgefertigte Elemente unter dem entsprechenden Winkel kreuzend, bevorzugt im Montagebereich, abgesetzt wird. Dieses wird wiederholt, bis die notwendige Anzahl von vorgefertigten Elementen vorgesehen ist. Zur Erhöhung der Auflast auf das Fundament bzw. seine Teile kann eine Abdeckung mit Boden erfolgen.The foundation is built in particular by providing a depression, for example a trench, in the floor at the place of erection, possibly with a cleanliness layer, in which the first prefabricated element is then deposited. Possibly. the floor is then refilled so that a further recess, for example a trench, possibly with a cleanliness layer, in which the next prefabricated element is then placed crossing at the appropriate angle, preferably in the assembly area. This is repeated until the required number of prefabricated elements is provided. To increase the load on the foundation or its parts, a cover with floor can be made.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass sich die wenigstens zwei vorgefertigten Elemente ausgehend von einem Mittelpunkt des Montagebereichs gleich lang in horizontaler Richtung erstrecken. Es hat sich gezeigt, dass durch Anordnung die auftretenden lasten besonders gut abgetragen werden können.Another teaching of the invention provides that the at least two prefabricated elements, starting from a center point of the assembly area, extend in the horizontal direction for the same length. It has been shown that the loads can be removed particularly well by arrangement.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die wenigstens zwei vorgefertigten Elemente im Montagebereich wenigstens teilweise überlappend übereinander angeordnet sind. Hierdurch ist eine einfache Montage des Turms auf dem Fundament bei gleichzeitig gut Lastabtrag möglich.Another teaching of the invention provides that the at least two prefabricated elements are arranged at least partially overlapping one another in the assembly area. This enables the tower to be easily installed on the foundation with good load transfer at the same time.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass der Winkel zwischen zwei benachbarter Abschnitten der vorgefertigten Elemente im Wesentlichen gleich für alle benachbarten Abschnitte ist. Bei zwei vorgefertigten Elementen beträgt der Winkel bevorzugt dann 90 Grad zwischen den Abschnitten. Allerdings sind auch unterschiedliche Winkel zwischen den Abschnitten möglich.Another teaching of the invention provides that the angle between two adjacent sections of the prefabricated elements is essentially the same for all adjacent sections. In the case of two prefabricated elements, the angle is then preferably 90 degrees between the sections. However, different angles between the sections are also possible.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass wenigstens ein vorgefertigtes Element aus wenigstens zwei einzelnen vorgefertigten Elementen bevorzugt vor Ort zusammengesetzt ist. Vorteilhaft ist dabei, dass die wenigstens zwei einzelnen vorgefertigten Elementen berührend oder beabstandet zueinander angeordnet sind. Weiterhin ist dabei zusätzlich oder alternativ vorteilhaft, dass die wenigstens zwei einzelnen vorgefertigten Elementen parallel zueinander, insbesondere neben- und/oder übereinander oder auch versetzt, angeordnet sind. Hierdurch wird es möglich besser transportierbare Elemente bereitzustellen. Diese können bei einem Vorsehen von hinreichender ggf. überlappender Bewährung auch vor Ort miteinander beispielsweise durch Vergießen von Verbindungsbereichen mit Beton miteinanderverbunden werden. Dadurch lassen sich auch längere Elemente bereitstellen, die ggf. nicht ohne weiteres in der notwendigen Länge transportabel sind. Gleiches gilt auch für mehrere neben einander anzuordnende vorgefertigte Element, verbunden oder nur aneinandergelegt, wodurch evtl. Transportprobleme hinsichtlich der Breite der Elemente und evtl. teurer Sondertransporte vermieden werden kann.Another teaching of the invention provides that at least one prefabricated element is preferably composed of at least two individual prefabricated elements on site. It is advantageous that the at least two individual prefabricated elements are arranged touching or spaced apart. Furthermore, it is additionally or alternatively advantageous that the at least two individual prefabricated elements are arranged parallel to one another, in particular next to and / or one above the other or also offset. This makes it possible to provide more transportable elements. If sufficient, possibly overlapping, probation is provided, these can also be connected to one another on site, for example by casting connection areas with concrete. This also makes it possible to provide longer elements that may not be easily transportable in the required length. The same also applies to several prefabricated elements to be arranged next to one another, connected or only placed next to one another, which can prevent transport problems with regard to the width of the elements and possibly expensive special transports.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass mehr als zwei sich kreuzende vorgefertigte Elemente vorgesehen sind, wobei bevorzugt die vorgefertigten Elemente sternförmig, besonders bevorzugt mit einer symmetrischen Anordnung vorgesehen sind.Another teaching of the invention provides that more than two intersecting prefabricated elements are provided, wherein the prefabricated elements are preferably provided in a star shape, particularly preferably with a symmetrical arrangement.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die wenigstens zwei vorgefertigten Elemente im Montagebereich wenigstens abschnittsweise ineinandergreifen und/oder aufeinander aufliegen. Bei einem Ineinandergreifen wird vorteilhaft die Verzahnung erhöht. Ein Aufeinanderliegen ist einfacher bereitzustellen. Hierfür sind bevorzugt Aussparungen in den vorgefertigten Elementen vorgesehen.A further teaching of the invention provides that the at least two prefabricated elements in the assembly area engage at least in sections and / or rest on one another. When meshing, the teeth are advantageously increased. Stacking is easier to provide. For this purpose, cutouts are preferably provided in the prefabricated elements.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass auf den wenigstens zwei vorgefertigten Elementen im Montagebereich wenigstens ein Sockelelement, bevorzugt vorgefertigt oder vor Ort errichtet, angeordnet ist. Hierdurch kann falls notwendig eine Erhöhung des Fundaments bzw. des Montagebereichs aus dem Boden heraus bzw. eine Absenkung der Vorgefertigten Elemente in den Boden hinein, um eine größere Auflast durch eine höhere Bodenüberdeckung bereitzustellen.Another teaching of the invention provides that at least one base element, preferably prefabricated or installed on site, is arranged on the at least two prefabricated elements in the assembly area. In this way, if necessary, the foundation or the assembly area can be raised from the ground or the prefabricated elements can be lowered into the ground in order to provide a greater load due to a higher ground covering.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass der Montagebereich Durchbrüche mit vertikaler Erstreckung zum Einsetzen von Befestigungselementen aufweist, wobei es sich bevorzugt bei den Befestigungselementen um einen Ankerkorb, vertikales Verspannelemente, Vorspannelemente, Bewehrungselemente oder Ankerelemente, bevorzugt Gewindestangen handelt. Die Durchbrüche sind dabei bevorzugt in allen oder wenigstens in allen bis auf das unterste vorgefertigte Element im Montageberich vorgesehen. Es ist vorteilhaft, dass die Durchbrüche der vorgefertigten Elemente dabei fluchten, um die Befestigungselemente aufzunehmen. Diese werden zum Ver-/Vorspannen der Fundamentteile und/oder zum Befestigen des Turms verwendet.Another teaching of the invention provides that the assembly area has openings with vertical extension for the insertion of fastening elements, the fastening elements preferably being an anchor cage, vertical bracing elements, prestressing elements, reinforcement elements or anchor elements, preferably threaded rods. The openings are preferably provided in all or at least in all but the lowest prefabricated element in the assembly report. It is advantageous that the openings of the prefabricated elements are aligned to accommodate the fastening elements. These are used to tension / pre-tension the foundation parts and / or to secure the tower.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass sich die wenigstens zwei vorgefertigten Elemente vom Montagebereich gesehen nach außen verjüngen.Another teaching of the invention provides that the at least two prefabricated elements taper outwards as seen from the assembly area.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass ein oberhalb eines darunter liegenden vorgefertigten Elements angeordnetes vorgefertigtes Element an wenigstens einem von dem Montagebereich abgewandten Ende wenigstens ein sich nach unten erstreckendes Aufstandselement aufweist, dass bevorzugt wenigstens eines darunter vorgesehenen vorgefertigten Elements aufweist. Hierdurch ist es möglich, die Elemente anzuordnen und den Boden erst später einzubringen. A further teaching of the invention provides that a prefabricated element arranged above an underlying prefabricated element has at least one downwardly extending support element on at least one end facing away from the assembly area, which preferably has at least one prefabricated element provided underneath. This makes it possible to arrange the elements and to introduce the floor later.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die wenigstens zwei vorgefertigten Elemente eine größere Erstreckung in längs als in Querrichtung aufweisen.Another teaching of the invention provides that the at least two prefabricated elements have a greater extension in the longitudinal than in the transverse direction.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

1 eine räumliche Ansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fundaments,
2 eine Schnittansicht zu 1, wobei das Fundament im Boden eingebracht ist,
3 eine Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform zu 2,
4 als alternative Ergänzung zu 1 eine räumliche Ansicht des Fundaments aus 1 mit Sockelabschnitt,
5 eine räumliche Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fundaments,
6 als alternative Ergänzung zu 5 eine räumliche Ansicht des Fundaments aus 5 mit Sockelabschnitt,
7a und 7b Schnittansichten zu 5,
8a und 8b Schnittansichten einer alternativen Ausführungsform zu 5,
9 eine räumliche Ansicht einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fundaments,
10 eine räumliche Ansicht einer vierten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fundaments,
11 eine räumliche Ansicht einer fünften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fundaments,
12a und 12b Schnittansichten zu einer fünften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fundaments,
13a und 13b Schnittansichten einer alternativen Ausführungsform zu 12a, 12b.

The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments in conjunction with a drawing. Show:

1 3 shows a spatial view of a first embodiment of a foundation according to the invention,
2 a sectional view too 1 , with the foundation in the ground,
3 a sectional view of an alternative embodiment 2 .
4 as an alternative to 1 a spatial view of the foundation 1 with base section,
5 2 shows a spatial view of a second embodiment of a foundation according to the invention,
6 as an alternative to 5 a spatial view of the foundation 5 with base section,
7a and 7b Sectional views too 5 .
8a and 8b Sectional views of an alternative embodiment 5 .
9 3 shows a spatial view of a third embodiment of a foundation according to the invention,
10 3 shows a spatial view of a fourth embodiment of a foundation according to the invention,
11 3 shows a spatial view of a fifth embodiment of a foundation according to the invention,
12a and 12b Sectional views of a fifth embodiment of a foundation according to the invention,
13a and 13b Sectional views of an alternative embodiment 12a . 12b ,

1 zeigt ein erfindungsgemäßes Fundament 10 mit einem unteren ersten vorgefertigten Element 11 und einem darüber kreuzend angeordneten oberen vorgefertigten Element 12. Die vorgefertigten Elemente 11, 12 kreuzen bevorzugt in einem Montagebereich 13. Auf dem Montagebereich 13 wird der Turm einer Windkraftanlage 100 zur Befestigung angeordnet. Der Montagebereich 13 weist Durchbrüche 14 auf. In diese Durchbrüche 14 werden Befestigungselemente 15 eingebracht, um das Fundament 10 zu verspannen oder vorzuspannen. Weiterhin können diese Befestigungselemente 15 zur Befestigung des Turms 100 auf dem Fundament 10 eingesetzt werden. Die vorgefertigten Elemente 11, 12 sind unter einem Winkel , der hier in 1 ein rechter Winkel als bevorzugte Ausführungsform ist, aufeinander angeordnet. 1 shows a foundation according to the invention 10 with a lower first prefabricated element 11 and an upper prefabricated element crossing over it 12 , The pre-made elements 11 . 12 preferably cross in an assembly area 13 , On the assembly area 13 becomes the tower of a wind turbine 100 arranged for attachment. The assembly area 13 shows breakthroughs 14 on. In these breakthroughs 14 become fasteners 15 brought to the foundation 10 to brace or pretension. Furthermore, these fasteners 15 for fastening the tower 100 on the foundation 10 be used. The pre-made elements 11 . 12 are at an angle in here 1 a right angle as a preferred embodiment is arranged one on top of the other.

2 zeigt eine geschnittene Ansicht des Fundaments 10 mit darauf angeordnetem Turm 100 der Windkraftanlage. In einem Boden 110 ist ein Graben 111 vorgesehen, in dem eine Sauberkeitsschicht 112 eingebracht ist. Auf dieser Sauberkeitsschicht 112 wird das untere vorgefertigte Element 11 angeordnet. Im Montagebereich 13 ist ein Ankerkorb 16 als Befestigungselement 15 vorgesehen. Der Ankerkorb 16 setzt sich dabei hier beispielsweise aus einem zum Durchmesser des Turms 100 korrespondierenden Ringelement 17 zusammen, auf dem die Befestigungselemente 15 beispielsweise als Anker- oder Gewindestangen rechtwinklig angeordnet sind. Die fluchtenden Durchbrüche 14 der vorgefertigten Elemente 11 und 12 korrespondieren dabei mit den Befestigungselementen 15 und deren Anordnung auf dem Ringelement 17. Alternativ können auch einfache Konterelemente oder andere Befestigungselemente hier vorgesehen sein. Im Bereich des Ankerkorbs 17 ist eine Aussparung 113 in der Sauberkeitsschicht 112 vorgesehen. In diese Aussparung wird nach Montage des Fundaments und gegebenenfalls auch nach Montage des Turms 100 zu Korrosionsschutzzwecken beispielsweise Ort Beton 114 eingebracht. 2 shows a sectional view of the foundation 10 with tower arranged on it 100 the wind turbine. In a floor 110 is a ditch 111 provided in which a cleanliness layer 112 is introduced. On this cleanliness layer 112 becomes the bottom prefabricated element 11 arranged. In the assembly area 13 is an anchor basket 16 as a fastener 15 intended. The anchor basket 16 consists here, for example, of the diameter of the tower 100 corresponding ring element 17 together on which the fasteners 15 for example, are arranged at right angles as anchor or threaded rods. The aligned breakthroughs 14 of the pre-made elements 11 and 12 correspond with the fasteners 15 and their arrangement on the ring element 17 , Alternatively, simple counter elements or other fastening elements can also be provided here. In the area of the anchor basket 17 is a recess 113 in the cleanliness layer 112 intended. After installation of the foundation and if necessary also after installation of the tower, this recess is inserted 100 For corrosion protection purposes, for example, place concrete 114 brought in.

Oberhalb des unteren vorgefertigten Elements 11 wird im Boden 110 ein hier nicht dargestellter weiterer Graben mit einer Sauberkeitsschicht 112 vorgesehen. Die Anordnung des vorgefertigten Elements 12 auf dem vorgefertigten Element 11 im Montagebereich 13 erfolgt dabei so, dass die Durchbrüche 14 fluchten. Nach Aushärten des Ortbetons 114 wird in den dann noch offenen Bereichen des Grabens 111 weiteres Material 115, beispielsweise Ortbeton oder Boden, eingebracht.Above the lower prefabricated element 11 is in the ground 110 another not shown trench with a cleanliness layer 112 intended. The arrangement of the prefabricated element 12 on the prefabricated element 11 in the assembly area 13 takes place so that the breakthroughs 14 swear. After the in-situ concrete has hardened 114 in the then still open areas of the trench 111 other material 115 , for example in-situ concrete or floor.

In 3 ist eine alternative Schnittansicht zu 2 gezeigt mit alternativen Befestigungsmitteln 15. In den nachfolgenden Ausführungsformen und Ansichten ist der Einbau der Fundamente 10 in den Boden 110 nicht dargestellt. Der Einbau erfolgt jeweils nach gleichem Prinzip wie in 2 geschildert. In der alternativen Ausführungsform gemäß 3 ist in das untere vorgefertigte Element 11 bereits ein System aus Befestigungselementen 15, beispielsweise ein Ankerkorb 16 mit Ringelement 17 oder anderen alternativen Widerlagerelementen im Montagebereich 13 vorgesehen. Auf diese vorgesehenen Befestigungselemente wird dann das obere vorgefertigte Element 12 mit seinen Durchbrüchen 14 aufgebracht, sodass die Befestigungselemente 15 durch die Durchbrüche für 14 hindurchreichen. Die oberen Enden der Befestigungselemente 15 können dann zur Befestigung des Turms 100 auf dem Fundament 10 wie in 3 dargestellt verwendet werden.In 3 is an alternative sectional view to 2 shown with alternative fasteners 15 , In the following embodiments and views is the installation of the foundations 10 in the ground 110 not shown. The installation is carried out according to the same principle as in 2 described. In the alternative embodiment according to 3 is in the bottom prefabricated element 11 already a system of fasteners 15 , for example an anchor basket 16 with ring element 17 or other alternative abutment elements in the assembly area 13 intended. The upper prefabricated element is then placed on these provided fastening elements 12 with his breakthroughs 14 applied so that the fasteners 15 through the breakthroughs for 14 reach through. The upper ends of the fasteners 15 can then attach the tower 100 on the foundation 10 as in 3 shown are used.

4 zeigt beispielsweise zur Erhöhung des Fundaments 10 auf dem oberen Befestigungselement 12 ein Sockelelement 18. Dieses Sockelelement 18 kann dabei mit passendem Durchmesser zum Turm 100 ringförmig ausgeführt sein. Alternativ sind auch vorgefertigte Elemente als Sockelelement 18 oder ein Erstellen des Sockelabschnitts 18 vor Ort. Vorteilhaft ist es dabei, wenn ebenfalls Durchbrüche 14 vorgesehen sind, durch die Befestigungsmittelelemente 15 hindurchtreten können. In 4 gezeigt ist ein quaderförmiges Sockelelement als vorgefertigtes Element. 4 shows for example to raise the foundation 10 on the top fastener 12 a base element 18th , This base element 18th can match the tower with a suitable diameter 100 be ring-shaped. Alternatively, prefabricated elements are also available as base elements 18th or creating the base section 18th on site. It is advantageous if there are also breakthroughs 14 are provided by the fastener elements 15 can step through. In 4 a rectangular base element is shown as a prefabricated element.

Die 5 bis 8B zeigen eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fundaments 10. Dabei ist eine Verzahnung in den vorgefertigten Elementen 11, 12 gezeigt und vorgesehen. Die räumliche Darstellung des Fundaments 10 gemäß zweiter Ausführungsform ist in 5 gezeigt. Zusätzlich kann alternativ (6) ein Sockelelement 18 vorgesehen sein. Auch hier sind wiederum Durchbrüche 14 vorgesehen in die Befestigungselemente 15 eingebracht sind. Diese sind entweder in ein vorgefertigtes Element 11 oder unterhalb desselben angeordnet in Form von Befestigungselementen15, ggf. mit Ringelement 17 beispielsweise als Bestandteil eines Ankerkorbs 16 (7A bis 8B).The 5 to 8B show a second embodiment of the foundation according to the invention 10 , There is an interlocking in the prefabricated elements 11 . 12 shown and provided. The spatial representation of the foundation 10 according to the second embodiment is in 5 shown. In addition, alternatively ( 6 ) a base element 18th be provided. Here again there are breakthroughs 14 provided in the fasteners 15 are introduced. These are either in a pre-made element 11 or arranged below it in the form of fastening elements 15, possibly with a ring element 17 for example as part of an anchor basket 16 ( 7A to 8B) ,

Das untere vorgefertigten Element 11 weist eine nach oben offene Aussparung 21 auf. Das obere vorgefertigten Element 12 weist eine nach unten offene Aussparung 22 auf. Die Höhe der Aussparungen 21, 22 ist dabei bevorzugt gleich, so dass die vorgefertigten Elemente 11, 12 miteinander so verzahnt werden können, das bevorzugt im Wesentlichen eine Oberfläche 23, wie in 5 gezeigt, auf der Oberseite des Fundaments 10 gebildet ist. Das Fundament 10 kann dadurch in einer Grube ggf. mit einer Sauberkeitsschicht errichtet werden.The bottom prefabricated element 11 has a recess open at the top 21 on. The top prefabricated element 12 has a recess open at the bottom 22 on. The amount of the cutouts 21 . 22 is preferably the same, so that the prefabricated elements 11 . 12 can be interlocked with one another, preferably essentially a surface 23 , as in 5 shown on the top of the foundation 10 is formed. The foundation 10 can be installed in a pit with a cleanliness layer if necessary.

Die 12A bis 13B zeigen analog eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fundaments 10. Die vorgefertigten Elemente 11, 12 sind dabei ausgehend vom Montagebereich 13 zu ihren vom Montagebereich 13 abgewendeten Enden verjüngend dargestellt. Das untere vorgefertigten Element 11 weist analog der Ausführungsform gemäß 5 eine nach oben offene Aussparung 21 auf. Das obere vorgefertigten Element 12 weist analog der Ausführungsform gemäß 5 eine nach unten offene Aussparung 22 auf. Die Montage erfolgt entsprechend der zuvor beschriebenen Ausführungsform.The 12A to 13B similarly show a further embodiment of a foundation according to the invention 10 , The pre-made elements 11 . 12 are starting from the assembly area 13 to their from the assembly area 13 turned ends shown tapered. The bottom prefabricated element 11 points according to the embodiment according to 5 a recess open at the top 21 on. The top prefabricated element 12 points according to the embodiment according to 5 a recess open at the bottom 22 on. The assembly is carried out according to the embodiment described above.

9 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fundaments 10. Dabei weist das obere vorgefertigte Element 12 beispielsweise an den Außenseiten Vorsprünge auf 19 auf, die in etwa die Höhe des darunter angeordneten vorgefertigten Elements 11 aufweisen. Hierdurch ist es möglich, dass jetzt tor- oder portalartig vorgesehene obere vorgefertigte Element 12 auf dem unteren vorgefertigten Element 11 anzuordnen, wobei wiederum die Durchbrüche 14 im Montagebereich 13 fluchtend miteinander vorgesehen werden. Durch die Vorsprünge 19 ist es bevorzugt möglich, die Errichtung ohne ein Auffüllen des Bodens vorzusehen, sodass die Aufbauarbeiten erst nach Montage des Fundaments 10 und gegebenenfalls nach Einbringen des Betons als Korrosionsschutz hier erfolgen kann. 9 shows a further embodiment of the foundation according to the invention 10 , The upper prefabricated element shows 12 for example, protrusions on the outer sides 19 on, which is approximately the height of the prefabricated element arranged below 11 exhibit. This makes it possible for the upper prefabricated element which is now provided like a gate or portal 12 on the lower prefabricated element 11 to arrange, again the breakthroughs 14 in the assembly area 13 be aligned with each other. Through the ledges 19 it is preferably possible to provide the construction without filling the floor, so that the construction work only after the foundation has been installed 10 and if necessary after the concrete has been poured in as corrosion protection.

Der Ausführungsform gemäß 10 sind für das untere Element 11 und das obere Element 12 mehrere vorgefertigte, parallel zueinander angeordnete Elemente 11A, 11B bzw. 12A, 12B zur Erstellung des Fundaments 10 vorgesehen. Hierbei werden die einzelnen schmaleren Elemente 11A, 11B nacheinander entweder beanstandet und einander anschließend parallel zueinander angeordnet. Gleiches gilt für die darüber kreuzenden oberen vorgefertigten Elemente 12A, 12B. Es ist weiterhin auch möglich, die Anzahl der parallel angeordneten Elemente weiter zu erhöhen je nach Erfordernis hinsichtlich der Auslegung des Fundaments 10.According to the embodiment 10 are for the bottom element 11 and the top element 12 several prefabricated elements arranged parallel to each other 11A . 11B respectively. 12A . 12B to create the foundation 10 intended. Here, the individual narrower elements 11A . 11B either contested one after the other and then arranged parallel to each other. The same applies to the above prefabricated elements crossing above 12A . 12B , It is also possible to further increase the number of elements arranged in parallel, depending on the requirements regarding the design of the foundation 10 ,

In 11 ist eine weitere alternative Ausführungsform gezeigt, bei der nicht nur zwei vorgefertigte Elemente, die rechtwinklig zueinander angeordnet sind, wie dieses in den vorherigen Ausführungsform gezeigt wurde, sondern hier jetzt drei vorgefertigte Elemente 11, 12, 20 unter einem Winkel oder mehreren unterschiedlichen Winkel alternativ angeordnet sind. Das Anordnen erfolgt dabei übereinander. Auch hier wäre es möglich, mehrere parallele Elemente analog 10 vorzusehen, was auch für die Übrigen aus zuvor geschilderten Ausführungsform gilt. *****In 11 Another alternative embodiment is shown, in which not only two prefabricated elements, which are arranged at right angles to one another, as was shown in the previous embodiment, but now three prefabricated elements 11 . 12 . 20th are alternatively arranged at one angle or several different angles. They are arranged one above the other. Again, it would be possible to analog several parallel elements 10 to provide what also applies to the rest of the previously described embodiment. *****

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

US 20160369520 A1 [0002]
WO 2008/036934 A2 [0002, 0004]
EP 1058787 B1 [0006]
EP 1074663 A1 [0008]
WO 2004/101898 A2 [0010]
EP 2182201 A1 [0012]
WO 2017/141095 A1 [0013]
WO 2017/141098 A1 [0013]

Claims

Foundation for a wind turbine, the foundation having at least two prefabricated elements (11, 12, 20) made of reinforced concrete and an assembly area (13) for erecting the wind turbine, characterized in that the at least two prefabricated elements (11, 12, 20 ) are at least partially arranged one above the other in the assembly area (13).

Foundation after Claim 1 , characterized in that the at least two prefabricated elements (11, 12, 20) extend from a center point of the assembly area (13) in the same length in the horizontal direction.

Foundation after Claim 1 or 2 , characterized in that the at least two prefabricated elements (11, 12, 20) in the assembly area (13) are at least partially overlapping one another.

Foundation according to one of claims 1 to 3, characterized in that the angle (,) between two adjacent sections of the prefabricated elements (11, 12, 20) is substantially the same for all adjacent sections.

Foundation according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least one prefabricated element (11, 12) is composed of at least two individual prefabricated elements (11a, 11b, 12a, 12b).

Foundation after Claim 5 , characterized in that the at least two individual prefabricated elements (11a, 11b, 12a, 12b) are arranged touching or spaced apart.

Foundation after Claim 5 or 6 , characterized in that the at least two individual prefabricated (11a, 11b, 12a, 12b) elements are arranged parallel to one another.

Foundation according to one of claims 1 to 7, characterized in that more than two intersecting prefabricated elements (11, 12, 20) are provided, preferably the prefabricated elements (11, 12, 20) star-shaped, particularly preferably with one in view on the angle (,) symmetrical arrangement are provided.

Foundation according to one of claims 1 to 8, characterized in that the at least two prefabricated elements in the assembly area engage at least in sections and / or rest on one another.

Foundation according to one of claims 1 to 9, characterized in that at least one base element (18), preferably prefabricated or erected on site, is arranged on the at least two prefabricated elements (11, 12, 20) in the assembly area (13).

Foundation according to one of claims 1 to 10, characterized in that the assembly area (13) has openings (14) with vertical extension for the insertion of fastening elements (15), the fastening elements (15) preferably being an anchor cage (16) , vertical bracing elements, prestressing elements, reinforcement elements or anchor elements, preferably threaded rods.

Foundation according to one of claims 1 to 11, characterized in that the at least two prefabricated elements (11, 12, 20) taper outwards as seen from the assembly area (13).

Foundation according to one of claims 1 to 12, characterized in that a prefabricated element (11, 12, 20) arranged above an underlying prefabricated element has at least one downwardly extending support element (20) on at least one end facing away from the assembly area (13) ), which preferably has the height of at least one prefabricated element (11) provided underneath.