DE102019126629A1

DE102019126629A1 - Foundation for a wind turbine

Info

Publication number: DE102019126629A1
Application number: DE102019126629.7A
Authority: DE
Inventors: Gregor Prass; Christoph Schriefer
Original assignee: Anker Foundations GmbH
Current assignee: Smart and Green Mukran Concrete GmbH
Priority date: 2019-10-02
Filing date: 2019-10-02
Publication date: 2021-04-08

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fundament für eine Windkraftanlage, wobei das Fundament (10) im Wesentlichen vorgefertigte Elemente, bevorzugt aus bewehrtem Beton und/oder aus Stahl, aufweist, mit einem ersten, sich vertikal erstreckenden sockelartig ausgeführten Abschnitt (11), auf dem ein Turm der Windkraftanlage anordbar ist, und einem zweiten sich im Wesentlichen horizontal erstreckenden Abschnitt (12) als Fundamentkörper, der sich in Kontakt mit dem Boden befindet, wobei der erste Abschnitt (11) oberhalb des zweiten Abschnitts (12) angeordnet ist und wenigstens ein geschlossenes Sockelelement (14), bevorzugt hülsenförmig, aufweist, das ringförmig oder polygonal ausgeführt ist, und wobei der zweite Abschnitt (12) aus wenigstens zwei Horizontalelementen (22) gebildet ist. Dabei ist vorgesehen, dass die Horizontalelemente (22) einen Auflageabschnitt (25) für den ersten Abschnitt (11) aufweisen, dass der Auflageabschnitt (25) sich entlang des Horizontalelements (22) erstreckt, dass das Sockelelement (14) auf dem Auflageabschnitt (25) angeordnet ist, dass der Auflageabschnitt (25) länger ist, als das Sockelelement (14) breit ist, dass der erste Abschnitt wenigstens eine Querstrebe aufweist, die entlang des Auflageabschnitts angeordnet ist, und die mit dem Sockelelement verbunden ist.The invention relates to a foundation for a wind power plant, the foundation (10) essentially having prefabricated elements, preferably made of reinforced concrete and / or steel, with a first, vertically extending, base-like section (11) on which a tower the wind turbine can be arranged, and a second substantially horizontally extending section (12) as a foundation body, which is in contact with the ground, wherein the first section (11) is arranged above the second section (12) and at least one closed base element (14), preferably sleeve-shaped, which is ring-shaped or polygonal, and wherein the second section (12) is formed from at least two horizontal elements (22). It is provided that the horizontal elements (22) have a support section (25) for the first section (11), that the support section (25) extends along the horizontal element (22), that the base element (14) on the support section (25 ) is arranged that the support section (25) is longer than the base element (14) is wide, that the first section has at least one cross strut which is arranged along the support section and which is connected to the base element.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fundament für eine Windkraftanlage, wobei das Fundament im Wesentlichen vorgefertigte Elemente, bevorzugt aus bewehrtem Beton und/oder aus Stahl, aufweist, mit einem ersten, sich vertikal erstreckenden sockelartig ausgeführten Abschnitt, auf dem ein Turm der Windkraftanlage anordbar ist, und einem zweiten sich im Wesentlichen horizontal erstreckenden Abschnitt als Fundamentkörper, der sich in Kontakt mit dem Boden befindet, wobei der erste Abschnitt oberhalb des zweiten Abschnitts angeordnet ist und wenigstens ein geschlossenes Sockelelement, bevorzugt hülsenförmig, aufweist, das ringförmig oder polygonal ausgeführt ist, und wobei der zweite Abschnitt aus wenigstens zwei Horizontalelementen gebildet ist..The invention relates to a foundation for a wind power plant, the foundation having essentially prefabricated elements, preferably made of reinforced concrete and / or steel, with a first, vertically extending, base-like section on which a tower of the wind power plant can be arranged, and a second substantially horizontally extending section as a foundation body, which is in contact with the ground, wherein the first section is arranged above the second section and has at least one closed base element, preferably sleeve-shaped, which is ring-shaped or polygonal, and wherein the second section is formed from at least two horizontal elements ..

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 aufwendigFoundations for wind turbines are essentially implemented as in-situ concrete foundations. For this purpose, a pit is dug at the construction site, which is provided with a blinding layer. Then the formwork and reinforcement are erected and the whole thing is filled with concrete on site. In this case, a flat body is erected, if necessary with a base, see for example US 20160369520 A1 or WO 2008/036934 A2 . In addition to the transport effort involved in delivering the concrete, formwork and reinforcement, this is very labor-intensive on site. Quality assurance is also complex and, depending on the weather, also problematic. Furthermore, the dismantling after the end of the service 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.Furthermore, there is in principle a need to build foundations for wind turbines from prefabricated elements, with which the aforementioned problems could be reduced or eliminated. In principle, it is advantageous that when prefabricated, the components can be produced in a standardized manner under defined conditions. The workload on site is also reduced. Various approaches have been described in the prior art for this purpose.

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. As a result, the aforementioned disadvantages are only insignificantly reduced.

Weitere Ansätze für das Herstellen von Fundamenten für Windkraftanlagen aus vorgefertigten Bauteilen sind wie folgt im Stand der Technik gezeigt:

EP 1 074 663 A1 offenbart ein Fundament für eine Windkraftanlage mit einem Zentralkörper als Sockel 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.

Further approaches for the production of foundations for wind turbines from prefabricated components are shown in the prior art as follows:

EP 1 074 663 A1 discloses a foundation for a wind power plant with a central body as a base with laterally extending, star-shaped ribs / projections / supports 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. Furthermore, anchors are required on the outside of the ribs to ensure adequate 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 here, too, considerable costs and considerable amount of work are required for connecting the elements and producing the statically loadable foundation. Additional anchoring is also necessary.

WO 2004/101898 A2 offenbart ein Fundament für eine Windkraftanlage aus vorgefertigten Betoneinzelteilen, wobei entweder ein 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 parts, with either a central body being provided to which the surface body is screwed horizontally, or the foundation consists exclusively of components that have both a flat section and a base-like section, which are then horizontally screwed together be connected 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 here, too, considerable costs and considerable amount of work are required for connecting the elements and producing the statically loadable 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 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. For both, a foundation is built from prefabricated concrete parts after a corresponding delivery on site. Both contain a flat section and a socket-like section. In variant 1, a central body is provided. The ribs / surface elements are attached to these. When assembled, the ribs form a polygonal body. The central body has a projection around which a corresponding recess on the ribs engages. The ribs are also locked against the central body by means of a lashing ring. Anchor rods for mounting the tower are provided on the flat bodies. In the second variant, the ribs have horizontally protruding anchor elements which, in the assembled state, extend radially into the center of the foundation. Plates are provided below and above the anchors. The in-situ concrete is poured into the cavity formed in this way in order to connect the anchors to one another and to form a central body. With both variants, the horizontal connection is simplified. However, both the ribs and the central body have dimensions and masses that make transport complicated.

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 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-FederElemente 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 reveal a Foundation for a wind turbine. This foundation is formed from prefabricated rib bodies which have a base section at their inner end on which the tower of the wind turbine is arranged. The ribs radiate outward. 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 reinforcements provided in the interior of the ribs and reinforcement bars provided in the inner 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 one another horizontally via tongue and groove elements. Furthermore, the base sections have horizontal openings in which clamping elements are provided for the horizontal connection of 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 Windkraftanlagenaus 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 from prefabricated elements economically feasible.

Gelöst wird die erfindungsgemäße Aufgabe dadurch, dass die Horizontalelemente einen Auflageabschnitt für den ersten Abschnitt aufweisen, dass der Auflageabschnitt sich entlang des Horizontalelements erstreckt, dass das Sockelelement auf dem Auflageabschnitt angeordnet ist, dass der Auflageabschnitt länger ist, als das Sockelelement breit ist, dass der erste Abschnitt wenigstens eine Querstrebe aufweist, die entlang des Auflageabschnitts angeordnet ist, und die mit dem Sockelelement verbunden ist.The object of the invention is achieved in that the horizontal elements have a support section for the first section, that the support section extends along the horizontal element, that the base element is arranged on the support section, that the support section is longer than the base element is wide, that the the first section has at least one cross strut which is arranged along the support section and which is connected to the base element.

Hierdurch lässt sich auf besonders einfache Weise ein Fundament bereitstellen, dass mit dem Turm verbunden werden kann. Weiterhin ist es möglich, einen einfachen Transport auch bei Größen zu ermöglichen, der nur im Sondertransport oder gar nicht möglich wären.In this way, a foundation can be provided in a particularly simple manner that can be connected to the tower. Furthermore, it is possible to enable simple transport even with sizes that would only be possible with special transport or not at all.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass jeweils wenigstens eine Querstrebe ausgehend von dem Sockelelement radial entlang des Auflageabschnitts nach innen und/oder nach außen vorgesehen ist. Hierdurch kann auf einfache Weise die Kräfteableitung verbessert werden.A further teaching of the invention provides that in each case at least one transverse strut is provided, starting from the base element, radially inwards and / or outwards along the support section. In this way, the dissipation of forces can be improved in a simple manner.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass der erste Abschnitt wenigstens ein Versteifungselement aufweist, bevorzugt als geschlossenes Versteifungselement, bevorzugt hülsenförmig, das ringförmig oder polygonal ausgeführt ist. Dabei ist vorteilhaft, dass das wenigstens eine Versteifungselement konzentrisch zu dem Sockelelement angeordnet ist. Hierdurch kann auf einfache Weise die Kräfteableitung verbessert werden.Another teaching of the invention provides that the first section has at least one stiffening element, preferably as a closed stiffening element, preferably sleeve-shaped, which is ring-shaped or polygonal. It is advantageous that the at least one stiffening element is arranged concentrically to the base element. In this way, the dissipation of forces can be improved in a simple manner.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die wenigstens einen Querstrebe mit dem Sockelelement und/oder mit dem wenigstens einen Versteifungselement mittels wenigstens eines Verbindungsmittels, beispielsweise einer Verschraubung, oder mittels Schweißens verbunden ist. Es hat sich überraschend gezeigt, dass auf diese Weise einfach ein sehr stabiles Sockelelement zum Lastabtrag in das Fundament erreicht werden kann.Another teaching of the invention provides that the at least one cross strut is connected to the base element and / or to the at least one stiffening element by means of at least one connecting means, for example a screw connection, or by means of welding. It has been shown, surprisingly, that a very stable base element for transferring loads into the foundation can easily be achieved in this way.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass das Sockelelement, die wenigstens eine Quertrebe und/oder das wenigstens eine Versteifungselement aus Stahl bestehen. Überraschender Weise hat sich gezeigt, dass auf dieses Weise ein Beton freie Alternative für den ersten Abschnitt möglich ist.Another teaching of the invention provides that the base element, the at least one cross strut and / or the at least one stiffening element consist of steel. Surprisingly, it has been shown that a concrete-free alternative for the first section is possible in this way.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass der erste Abschnitt mit dem zweiten Abschnitt haltend verbunden ist, bevorzugt über eine Verschraubung oder Verspannelemente.Another teaching of the invention provides that the first section is connected to the second section in a holding manner, preferably via a screw connection or bracing elements.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die Aussparung unterhalb eines Durchbruchs im ersten Abschnitt zur Durchführung eines Vorspannelements des Turms der Windkraftanlage angeordnet ist. Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass der erste Teilbereich am vorderen inneren Ende des Horizontalelements vorgesehen ist. Hierdurch kann die Vorspannung auf besonders einfache Weise bereitgestellt werden.Another teaching of the invention provides that the recess is arranged below an opening in the first section for the implementation of a prestressing element of the tower of the wind power plant. Another teaching of the invention provides that the first partial area is provided at the front inner end of the horizontal element. As a result, the preload can be provided in a particularly simple manner.

Vorteilhaft ist weiterhin, dass der zweite Abschnitt aus wenigstens drei Horizontalelementen gebildet ist, und dass die Horizontalelemente in Abhängigkeit von den Parametern des zu errichtenden Turmes anordbar sind. Eine weitere Lehre sieht vor, dass die Horizontalelemente seitlich beabstandet zueinander angeordnet sind, oder dass die Horizontalelemente seitlich parallel beabstandet zueinander angeordnet sind. Vorteilhaft ist weiterhin, wenn baugleiche Horizontalelemente verwendet werden. Hierdurch ist es auf besonders einfache Weise möglich, ein Fundament in Abhängigkeit der Maße des zu errichtenden Turms bereitzustellen. Insbesondere ist es möglich, mit einem Horizontalelementtyp Fundamente für unterschiedliche Turmradien zu erstellen, indem die Horizontalelemente entsprechend parallel verschoben werden, wie dieses insbesondere im bevorzugten Ausführungsbeispiel dargelegt ist.It is also advantageous that the second section is formed from at least three horizontal elements, and that the horizontal elements can be arranged as a function of the parameters of the tower to be erected. Another teaching provides that the horizontal elements are arranged laterally spaced from one another, or that the horizontal elements are arranged laterally parallel to one another and spaced apart from one another. It is also advantageous if structurally identical horizontal elements are used. This makes it possible in a particularly simple manner to provide a foundation as a function of the dimensions of the tower to be erected. In particular, it is possible to use one type of horizontal element to create foundations for different tower radii by making the horizontal elements correspondingly parallel be shifted, as this is set out in particular in the preferred embodiment.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass das wenigstens eine Sockelelement des ersten Abschnitts wenigstens einen im Wesentlichen vertikalen Durchbruch aufweist, in dem ein im Wesentlichen vertikales Verspannelement, Vorspannelement, Bewehrungselement oder Ankerelement, bevorzugt Gewindestange, angeordnet ist. Another teaching of the invention provides that the at least one base element of the first section has at least one essentially vertical opening in which an essentially vertical bracing element, prestressing element, reinforcing element or anchor element, preferably a threaded rod, is arranged.

Hierdurch ist es auf besonders einfache Weise möglich, dass Fundament kostengünstig und schnell bereitzustellen.This makes it possible, in a particularly simple manner, to provide the foundation inexpensively and quickly.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass der Auflageabschnitt des Horizontalelements des zweiten Abschnitts wenigstens einen im Wesentlichen vertikalen Durchbruch aufweist, der montiert mit dem wenigstens einen im Wesentlichen vertikalen Durchbruch des wenigstens einen Sockelelements des ersten Abschnitts fluchtet. Hierdurch ist es auf besonders einfache Weise möglich, dass Fundament kostengünstig und schnell bereitzustellen.Another teaching of the invention provides that the support section of the horizontal element of the second section has at least one essentially vertical opening which, when mounted, is aligned with the at least one essentially vertical opening of the at least one base element of the first section. This makes it possible, in a particularly simple manner, to provide the foundation inexpensively and quickly.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass das wenigstens eine Sockelelement des ersten Abschnitts und die wenigstens zwei Horizontalelemente des zweiten Abschnitts durch das im Wesentlichen vertikale Verspannelement, Vorspannelement, Bewehrungselement oder Ankerelement so miteinander verbunden sind, dass keine weiteren Befestigungsmittel, insbesondere horizontale Befestigungsmittel, für den Abtrag der Lasten der Windkraftanlage erforderlich sind. Überraschender Weise hat sich gezeigt, dass es so auf einfache Weise möglich ist, auf horizontale Verbindungsmittel zu verzichten.Another teaching of the invention provides that the at least one base element of the first section and the at least two horizontal elements of the second section are connected to one another by the essentially vertical bracing element, prestressing element, reinforcing element or anchor element in such a way that no further fastening means, in particular horizontal fastening means, are necessary for the removal of the loads of the wind turbine. Surprisingly, it has been shown that it is thus possible in a simple manner to dispense with horizontal connecting means.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass unterhalb oder innerhalb des zweiten Abschnitts wenigstens ein Widerlager vorgesehen ist, gegen das die im Wesentlichen vertikalen Verspannelemente angeordnet und gespannt sind, und/oder dass oberhalb oder innerhalb des ersten Abschnitts ein Widerlager vorgesehen ist, gegen das die im Wesentlichen vertikalen Verspannelemente angeordnet und gespannt sind, wobei das obere Widerlager bevorzugt ein Flansch des Turmes der Windkraftanlage ist. Hierdurch wird es auf einfache Weise möglich, eine sichere Ver- bzw. Vorspannung zu gewährleisten.Another teaching of the invention provides that below or within the second section at least one abutment is provided against which the essentially vertical bracing elements are arranged and tensioned, and / or that above or within the first section an abutment is provided against which the essentially vertical bracing elements are arranged and tensioned, the upper abutment preferably being a flange of the tower of the wind turbine. This makes it possible in a simple manner to ensure reliable tensioning or pretensioning.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass das geschlossene Sockelelement des ersten Abschnitts aus wenigstens zwei Segmenten zusammengesetzt ist. Hierdurch ist es möglich, einen einfachen Transport auch bei Größen zu ermöglichen, der nur im Sondertransport oder gar nicht möglich wären.Another teaching of the invention provides that the closed base element of the first section is composed of at least two segments. This makes it possible to enable simple transport even with sizes that would only be possible with special transport or not at all.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass ein weiterer sockelartig ausgeführten Abschnitt vorgesehen ist, der unterhalb des zweiten Abschnitts angeordnet ist und wenigstens ein geschlossenes Sockelelement, bevorzugt hülsenförmig, aufweist, und dass der weitere Abschnitt für den Abtrag der Lasten der Windkraftanlage erforderlich ist.A further teaching of the invention provides that a further section designed like a base is provided, which is arranged below the second section and has at least one closed base element, preferably sleeve-shaped, and that the further section is necessary for the removal of the loads of the wind turbine.

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

1 eine teilgeschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Fundaments,
2 eine räumliche Ansicht zu 1,
3 eine Draufsicht zu 1,
4 eine räumliche Ansicht eines erfindungsgemäßen Sockels mit Sockelelement,
5 eine räumliche Ansicht eines erfindungsgemäßen Horizontalelements mit montierter Querstrebe als Teil des erfindungsgemäßen Sockels,
6a bis 6c Ansichten der Querstrebe nach 5,
7a bis 7c Ansichten des Horizontalelements nach 5
8 eine räumliche Ansicht eines erfindungsgemäßen Sockelelements
9 eine räumliche Ansicht einer inneren Versteifung des erfindungsgemäßen Sockels, und
10a bis 10d schematische Darstellungen unterschiedlicher Anordnungen des zweiten Abschnitts.

The invention is explained in more detail below using exemplary embodiments in conjunction with a drawing. Show:

1 a partially sectioned side view of a foundation according to the invention,
2 a spatial view too 1 ,
3 a top view too 1 ,
4th a three-dimensional view of a base according to the invention with base element,
5 a three-dimensional view of a horizontal element according to the invention with a mounted cross strut as part of the base according to the invention,
6a to 6c Views of the cross brace after 5 ,
7a to 7c Views of the horizontal element after 5
8th a three-dimensional view of a base element according to the invention
9 a three-dimensional view of an inner reinforcement of the base according to the invention, and
10a to 10d schematic representations of different arrangements of the second section.

In 1 ist in teilweise geschnittener Ansicht in einer Grube (nicht dargestellt) im Boden (nicht dargestellt) auf einer Sauberkeitsschicht (nicht dargestellt) ein Fundament 10 angeordnet. Sie weisen einen ersten Abschnitt 11 und einen zweiten Abschnitt 12 auf. Weiterhin kann auch ein dritter Abschnitt (nicht dargestellt) optional unter dem zweiten Abschnitt 12 vorgesehen sein, der dann bevorzugt in einer Vertiefung (nicht dargestellt) vorgesehen ist.In 1 is a partially sectioned view in a pit (not shown) in the ground (not shown) on a blinding layer (not shown) a foundation 10 arranged. You assign a first section 11 and a second section 12th on. Furthermore, a third section (not shown) can optionally be located under the second section 12th be provided, which is then preferably provided in a recess (not shown).

Der erste Abschnitt 11 ist als Sockel 20 aus einem geschlossenen Sockelelement 14 aufgebaut, der hier bevorzugt als Kreisring ausgeführt ist, so dass der Sockelabschnitt 11 einen Innenraum 15 aufweist. Am Sockelelement 14 sind mehrere äußere Querstreben 30 und innere Querstreben 31 rechtwinklig angeordnet. Bevorzugt sind diese mit dem Sockelelement 14 verschraubt. Andere Befestigungsarten wie Nieten oder Schweißen sind ebenfalls möglich.The first paragraph 11 is as a base 20th from a closed base element 14th constructed, which is preferably designed here as a circular ring, so that the base section 11 an interior 15th having. On the base element 14th are several outer cross braces 30th and internal cross braces 31 arranged at right angles. These are preferred with the base element 14th screwed. Other types of fastening such as riveting or welding are also possible.

Die inneren Querstreben sind mit einem Versteifungselement 32 verbunden, so dass ein innerer Sockelkörper 33 entsteht, wie in 9 dargestellt ist.The inner cross braces are provided with a stiffening element 32 connected so that an inner socket body 33 arises, as in 9 is shown.

Die Querstreben 30, 31 sind hier beispielsweise als Doppel-T-Träger vorgesehen. Zum Verbinden mit dem Sockelelement 14 sind Flanschabschnitte 34 vorgesehen (siehe 6a bis 6c und 9). Die Flanschabschnitte 34 sind hier gewölbt vorgesehen, damit sie am Sockelelement 14 angeordnet werden können. Das Sockelelement 14 weist hier bevorzugt einen Ringabschnitt 16 auf, der beispielsweise Bohrungen 17 aufweist, mit denen die Flanschabschnitte 34 verschraubt werden können (siehe 8). Auf dem Ringabschnitt 16 ist ein Anschlussabschnitt 18 für die Montage des Turms der Windkraftanlage vorgesehen. Analoge Bohrungen 35 können entsprechend an den Flanschabschnitten vorgesehen sein. Mittels entsprechenden Verbindungsmitteln 37 werden die Flanschabschnitte 34 der Querstreben 30, 31 beispielsweise mit dem Ringabschnitt 16 des Sockelelements 14 verbunden. Weiterhin weisen die Querstreben 30, 31 Bohrungen 36 auf, durch die Verbindungsmittel 37 in Eingriff mit entsprechenden Aufnahmen 29 an der Oberseite eines Auflageabschnitts 25 der Horizontalelemente 22 verwendet werden können, um das Sockelelement auf den Horizontalelementen 22 zu befestigen.The cross braces 30th , 31 are provided here, for example, as a double T-beam. For connecting to the base element 14th are flange sections 34 provided (see 6a to 6c and 9 ). The flange sections 34 are arched here so that they are attached to the base element 14th can be arranged. The base element 14th preferably has a ring section here 16 on, for example, holes 17th has with which the flange sections 34 can be screwed (see 8th ). On the ring section 16 is a connector section 18th intended for the assembly of the tower of the wind turbine. Analog holes 35 can be provided accordingly on the flange sections. By means of appropriate connecting means 37 become the flange sections 34 the cross braces 30th , 31 for example with the ring section 16 of the base element 14th connected. Furthermore, the cross struts 30th , 31 Drilling 36 on, through the lanyard 37 engaged with corresponding recordings 29 at the top of a support section 25th of the horizontal elements 22nd can be used to place the base element on the horizontal elements 22nd to fix.

Der zweite Abschnitt 12 ist flächig ausgeführt. Alternativ kann er aber auch eine sternform realisiert werden. Eine Draufsicht auf das Fundament 10 ist in 3 gezeigt. 2 zeigt eine räumliche Ansicht des Fundaments 10. Der zweite Abschnitt 12 ist aus Horizontalelementen 22 in Form von Rippenelementen ausgeführt. Diese sind in den 5 und 7a bis 7c dargestellt. Diese erstrecken sich vom Innenraum 15 aus gesehen radial nach außen. Sie weisen eine Grundplatte 23 auf, die beispielsweise trapezförmig ausgeführt ist, so dass alle zusammengesetzten Grundplatten eine polygonale Fläche bilden (siehe 3), die sich einer Kreisform annähert. Alternativ sind auch Kreissegmente (siehe 10a bis 10d) oder eine Mischform aus Kreissegment und Trapezform möglich. Zwischen Seitenwänden 44 der Grundplatten 23 können bevorzugt Abstände B vorgesehen sein, die vom Durchmesser des zu errichtenden Turms abhängig sind.The second section 12th is flat. Alternatively, however, it can also be implemented in a star shape. A top view of the foundation 10 is in 3 shown. 2 shows a spatial view of the foundation 10 . The second section 12th is made of horizontal elements 22nd executed in the form of rib elements. These are in the 5 and 7a to 7c shown. These extend from the interior 15th seen radially outwards. They have a baseplate 23 which is, for example, trapezoidal so that all assembled base plates form a polygonal surface (see 3 ), which approximates a circular shape. Alternatively, circle segments (see 10a to 10d ) or a mixture of a segment of a circle and a trapezoidal shape is possible. Between side walls 44 of the base plates 23 can prefer spacing B. be provided, which are dependent on the diameter of the tower to be built.

Am inneren Ende 24 der Grundplatte 23 ist ein Auflagerabschnitt 25 vorgesehen, der sich radial auf dem Horizontalelement erstreckt. Auf dem Auflagerabschnitt 25 wird der Sockel 20 mit seinem wenigstens einen Sockelelement 14 angeordnet. Hier bevorzugt sind Verschraubungsmöglichkeiten wie zuvor beschrieben mit dem Sockelelement 14 vorgesehen.At the inner end 24 the base plate 23 is a support section 25th provided, which extends radially on the horizontal element. On the support section 25th becomes the base 20th with its at least one base element 14th arranged. Screw connection options as described above with the base element are preferred here 14th intended.

Rechtwinklig auf der Grundplatte ist die Versteifungswand 26 angeordnet, deren Höhe beispielsweise hin zum äußeren Ende 27 der Grundplatte 23 abnimmt. Zwischen zwei benachbarten Versteifungswänden 26 bildet sich ein nach oben offener Hohlraum 28, in den Aufschüttboden (nicht dargestellt) einbringbar ist, wodurch eine Auflast auf den zweiten Abschnitt 12 des Fundaments 10 aufbringbar ist.The stiffening wall is at right angles to the base plate 26th arranged, the height of which, for example, towards the outer end 27 the base plate 23 decreases. Between two adjacent stiffening walls 26th a cavity that is open at the top forms 28 , can be introduced into the filling floor (not shown), whereby a load is placed on the second section 12th of the foundation 10 is applicable.

Wie in 10a bis 10d dargestellt ist, ist es möglich mit einem Horizontalelement 22 einen zweiten Abschnitt zu bilden, der unterschiedlich große Innenräume 15 aufweist, indem die Horizontalelemente 22 entlang eines vom Mittelpunkt ausgehenden Strahls nach innen oder nach außen verschoben werden, wie dieses in 10d durch den Doppelpfeil A dargestellt ist. Nach innen wird dieses dadurch begrenzt, dass sich die Seitenflächen 44 der Grundplatten 23 der Horizontalelemente 22 berühren. Nach außen ist dieses abhängig vom Radius 45 des zu errichtenden Turms, der in den 10a bis 10d durch einen Kreis 46 dargestellt ist. Der Abstand B ist bevorzugt über die gesamte Länge der Seitenflächen 44 vom inneren Ende 24 zum äußeren Ende 27 hin gleich, so dass zwei Seitenflächen 44 parallel zueinander angeordnet sind. Hierdurch können auf einfache Weise bevorzugt mit einem einzigen Horizontalelement 22 Fundamente für Türme mit unterschiedlichen Durchmessern errichtet werden.As in 10a to 10d is shown, it is possible with a horizontal element 22nd to form a second section, the different sized interiors 15th has by the horizontal elements 22nd be shifted inward or outward along a ray emanating from the center, as shown in 10d by the double arrow A. is shown. Inward, this is limited by the fact that the side surfaces 44 of the base plates 23 of the horizontal elements 22nd touch. To the outside, this depends on the radius 45 of the tower to be built, which is in the 10a to 10d through a circle 46 is shown. The distance B. is preferred over the entire length of the side surfaces 44 from the inner end 24 to the outer end 27 towards the same, so that two side faces 44 are arranged parallel to each other. This allows in a simple manner, preferably with a single horizontal element 22nd Foundations for towers with different diameters can be erected.

Weiterhin können Abdeckplatten (nicht dargestellt) vorgesehen sein, die auf zwei benachbarte Grundplatten 23 aufgelegt werden, um den Abstand B zwischen zwei Seitenflächen 44 abzudecken, damit der Boden nicht in den Abstand B hinein bzw. durch den Abstand B hindurch gelangen kann. Durch die Abdeckplatte (nicht dargestellt) kann die volle Auflast des Aufschüttboden (nicht dargestellt) auf den zweiten Abschnitt durch Einbringen in den Hohlraum 28 aufgebracht werden.Furthermore, cover plates (not shown) can be provided which are placed on two adjacent base plates 23 be applied to the distance B. between two side faces 44 cover so that the floor does not get in the distance B. into or through the distance B. can get through. Through the cover plate (not shown), the full load of the filling floor (not shown) can be applied to the second section by introducing it into the cavity 28 be applied.

Alternativ zu einem vorgefertigten Sockel 20 kann dieser vor Ort zusammengesetzt werden.Alternative to a prefabricated base 20th this can be assembled on site.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010: Fundamentfoundation
1111: erster Abschnitt /Sockelabschnittfirst section / base section
1212th: zweiter Abschnittsecond part
1414th: SockelelementBase element
1515th: Innenrauminner space
1616: RingabschnittRing section
1717th: Bohrungdrilling
1818th: AnschlussabschnittConnection section
2020th: Sockelbase
2222nd: Horizontalelement/ RippenelementHorizontal element / rib element
2323: GrundplatteBase plate
2424: Inneres EndeInner end
2525th: AuflagerabschnittSupport section
2626th: VersteifungswandStiffening wall
2727: äußeres Endeouter end
2828: Hohlraumcavity
2929: Aufnahmeadmission
3030th: äußere Querstrebeouter cross brace
3131: innere Querstrebeinner cross brace
3232: VersteifungselementStiffening element
3333: innerer Sockelkörperinner base body
3434: FlanschabschnittFlange section
3535: Bohrungdrilling
3636: Bohrungdrilling
3737: VerbindungsmittelLanyard
4242: unteres Endelower end
4343: Vertiefungdeepening
4444: SeitenflächeSide face
4545: Radiusradius
4646: Kreiscircle
AA.: Verschieberichtung Direction of movement
BB.: Abstanddistance

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

US 20160369520 A1 [0002]
WO 2008/036934 A2 [0002, 0004]
EP 1074663 A1 [0005]
WO 2004/101898 A2 [0007]
EP 2182201 A1 [0009]
WO 2017/141095 A1 [0010]
WO 2017/141098 A1 [0010]

Claims

Foundation for a wind power plant, the foundation (10) essentially having prefabricated elements, preferably made of reinforced concrete and / or steel, with a first, vertically extending, base-like section (11) on which a tower of the wind power plant can be arranged , and a second substantially horizontally extending section (12) as a foundation body which is in contact with the ground, the first section (11) being arranged above the second section (12) and at least one closed base element (14), preferably sleeve-shaped, which is ring-shaped or polygonal, and wherein the second section (12) is formed from at least two horizontal elements (22), characterized in that the horizontal elements (22) have a support section (25) for the first section (11 ) have that the support section (25) extends along the horizontal element (22) that the base element (14) on the Support section (25) is arranged that the support section (25) is longer than the base element (14) is wide, that the first section has at least one cross strut which is arranged along the support section and which is connected to the base element.

Foundation after Claim 1 , characterized in that at least one cross strut is provided in each case, starting from the base element, radially inwards and / or outwards along the support section.

Foundation after Claim 1 or 2 , characterized in that the first section has at least one stiffening element, preferably as a closed stiffening element, preferably sleeve-shaped, which is ring-shaped or polygonal.

Foundation according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that the at least one stiffening element is arranged concentrically to the base element.

Foundation according to one of the Claims 1 to 4th characterized in that the at least one cross strut is connected to the base element and / or to the at least one stiffening element by means of at least one connecting means, for example a screw connection, or by means of welding.

Foundation according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the base element, the at least one cross member and / or the at least one stiffening element consist of steel.

Foundation according to one of the Claims 1 to 6th , characterized in that the first section (11) is securely connected to the second section (12), preferably via a screw connection or bracing elements.

Foundation according to one of the Claims 1 to 7th , characterized in that the second section (12) is formed from at least three horizontal elements (22), and that the horizontal elements (22) can be arranged depending on the parameters of the tower to be erected, in particular the tower radius.

Foundation after Claim 8 , characterized in that the horizontal elements (22) are arranged laterally spaced from one another, or that the horizontal elements (22) are arranged laterally parallel to one another and spaced apart from one another.