DE19741988A1 - Verfahren und Kran zum Aufbau von Windkraftanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren zum Aufbau einer im wesentlichen aus mehreren aufeinander montierbaren Turmsegmenten, einer auf dem obersten Turmsegment montier­ baren Gondel und einem an dieser drehbar gelagerten Rotor bestehenden Windkraftanlage. Gegenstand der Erfindung ist auch ein Kran zur Durchführung eines solchen Verfahrens.

Bisher ist es üblich, Windkraftanlagen mit Hilfe mobiler Autokräne aufzubauen. Die fortschreitende Entwicklung im Bereich von Windkraftanlagen im Megawattbereich führte je­ doch zu Turmhöhen von 80 bis über 100 m. In derartigen Hö­ hen operierende Autokräne stehen nur in sehr begrenzter Zahl zur Verfügung und sind meist in Ballungszentren sta­ tioniert. Zum Aufbau von Windkraftanlagen in bevorzugten ländlichen Regionen müssen daher sehr lange und teure An­ fahrten in Kauf genommen werden. Derartige Autokräne ver­ langen auch nach befestigten Zufahrtswegen, die, wenn nicht vorhanden, zu hohen Kosten erstellt werden müssen. In Län­ dern der Dritten Welt scheitert der Aufbau von Windkraftan­ lagen im Megawattbereich an der fehlenden Verfügbarkeit von geeigneten Autokränen, obwohl gerade in schlecht erschlos­ senen Gebieten der Einsatz von Windenergie besonders sinn­ voll erscheint, weil keine Überlandleitungen erforderlich sind. Die Leistung bereits eines Windrades im Megawattbe­ reich könnte wegen des geringen individuellen Energiebe­ darfs in Ländern der Dritten Welt ein ganzes Dorf oder eine kleine Stadt mit Strom versorgen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Aufbau einer Windkraftanlage und einen Kran zu dessen Durchführung zu schaffen, das einen Aufbau der Windkraftan­ lage unabhängig vom Vorhandensein eines Autokranes mit ei­ ner der Turmhöhe entsprechenden Auslegerlänge ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren ge­ löst, bei welchem ein Krangestell mit einem Ausleger zum jeweils obersten, bereits montierten Turmsegment verfahren und in einer bestimmten Höhe an diesem festgelegt wird und das jeweils als nächstes zu montierende Element mit Hilfe des das oberste Turmsegment bzw. die Gondel übergreifenden Kranauslegers auf der dem Krangestell gegenüberliegenden Seite der Turmsegmente hochgezogen und anschließend mon­ tiert wird.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist kein großer und schwerer Autokran mit einem sehr langen Ausleger mehr notwendig, sondern es kommt ein vergleichsweise klei­ ner Kran zum Einsatz, der die bereits montierten Segmente des Turmes der Windkraftanlage zur Abstützung verwendet. Das geringe Eigengewicht des Krans erlaubt es, diesen mit einem vergleichsweise leichten, geländegängigen Lastkraft­ wagen zur Baustelle zu transportieren, ohne daß befestigte Zufahrtswege erforderlich wären. Das Aufstellen des ersten Turmsegmentes kann durch einen kleinen, geländegängigen Au­ tokran oder mit Hilfe eines Gerüstes erfolgen.

Da auf die Anmietung der sehr teuren Autokräne verzichtet werden kann und eine Befestigung der Zufahrtswege entfallen kann, werden die Kosten für den Aufbau der Windkraftanlage erheblich gesenkt.

Auch für eine Montage von Windkraftanlagen auf See in Wind­ parks vor der Küste und in schwer zugänglichen Gebirgsre­ gionen ist ein erfindungsgemäßes Vorgehen beim Aufbau der Windkraftanlage von Vorteil.

Durch die besondere Anordnung des Kranes, dessen Gestell auf der der aufzuziehenden Last gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, wird eine unnötige Biegebelastung des für die Windkraftanlage ausgelegten Turmes vermieden, weil das Eigengewicht des Krangestells und des Kranauslegers dem durch die Elemente beim Hochziehen entstehenden Moment ent­ gegenwirkt.

In bevorzugter Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, daß das unterste Turmsegment mit Hilfe eines kleinen Kran­ wagens auf dem Fundament der Windkraftanlage aufgestellt und anschließend auf diesem verankert wird, das Krangestell über wenigstens ein Seil oder beliebiges Zugglied am oberen Ende des ersten Turmsegments verankert wird, das Seil zwi­ schen seiner Verankerung und dem Krangestell verkürzt wird, bis sich das Gestell in der Nähe der Seilverankerung befin­ det, vor oder nach der Montage des zweiten Turmsegments das Krangestell am ersten Turmelement verklemmt oder arretiert wird und dann das Seil mit Hilfe des Kranauslegers am Ende des zweiten Turmsegments verankert wird, das Seil nach dem Lösen der Klemmung bzw. Arretierung des Gestells wiederum verkürzt wird, bis sich das Gestell in der Nähe der zweiten Seilverankerung befindet, die letzten Verfahrensschritte entsprechend bei allen weiteren Turmsegmenten wiederholt werden, bis sich das Krangestell am oberen Ende des ober­ sten Turmsegments befindet, und nach der Montage der Gondel und des Rotors das Krangestell mit dem Ausleger am Seil zum Boden abgelassen wird.

Ein kleiner Autokran, der zum Aufstellen des untersten Turmsegmentes besonders zweckmäßig ist, ist vielerorts zu vergleichsweise geringen Mietsätzen verfügbar. Kleine Kran­ wagen sind im Gegensatz zu den bis zu acht Achsen aufwei­ senden Kranwagen, die in Höhen um 100 m operieren können, auch sehr mobil und in gewissem Umfang geländegängig.

Das Aufziehen des Krangestells über Seile ist von Vorteil, weil derartige Seilzüge ein vergleichsweise geringes Eigen­ gewicht haben und eine flexible Anordnung des Seilantriebes möglich ist.

Nach dem Ablassen des Krans wird dieser zerlegt und kann zum Aufbau der nächsten Windkraftanlage wieder verwendet werden.

Ein Kran zur Durchführung des zuerst beschriebenen Verfah­ rens verfügt erfindungsgemäß über ein Gestell, das mit Hilfe von Klemm- oder Arretierelementen form- oder kraft­ schlüssig an einem Turmsegment oder wenigstens einem mit diesem verbundenen Halteelement festlegbar ist, an einer Stelle oberhalb der Klemm- bzw. Arretierelemente festleg­ bare Zugmittel besitzt, mit deren Hilfe das Gestell bis in die Nähe der Befestigungsstelle der Zugmittel hochziehbar ist, wobei das Gestell beim Hochziehen am jeweiligen Turm­ segment geführt ist und über einen Kranausleger verfügt, der beim Anheben einer Last das jeweils oberste Turmsegment bzw. die auf dem obersten Turmsegment montierte Gondel übergreift, so daß sich die Last beim Anheben auf der dem Gestell gegenüberliegenden Seite der Turmsegmente befindet.

Ein derartiger Kran, der ohne eigenes Turmgestell auskommt und daher leicht zu transportieren ist, benutzt die aufein­ ander montierten Turmsegmente als Abstützung und ist in der Lage, sich an der Turmaußenwand auf und ab zu bewegen. Die Führung des Gestells sorgt dafür, daß das Gestell während der Verfahrbewegung keine Querbewegungen zum jeweiligen Turmsegment ausführen kann und eine möglichst gute Kraft­ einleitung in die Turmsegmente insbesondere beim Anheben einer Last erfolgt. Beschädigungen der bereits fertig be­ schichteten Turmsegmente müssen auf jeden Fall vermieden werden.

Der schwenk- und klappbare Kranausleger erlaubt es, das je­ weils zu montierende Element der Windkraftanlage über das darunter angeordnete Element anzuheben und zur Montage auf diesem abzusetzen.

Ein seitliches Verdrehen des Auslegers ist normalerweise nicht vorgesehen und sollte, wenn der Ausleger zu Korrek­ turzwecken dennoch leicht drehbar gelagert ist, nur um we­ nige Grad erfolgen, da durch ein seitliches Verschwenken der Last der gemeinsame Schwerpunkt von Kran und Last aus der Turmmitte wandert und damit eine zusätzliche Biege­ belastung der bereits montierten Turmsegmente eintritt. Grundsätzlich kommen für die Erfindung aber auch drehbare Kranausleger in Frage.

Vorzugsweise bestehen die Zugmittel aus einem auf einer an­ getriebenen Seilwinde aufwickelbaren Drahtseil mit einem Haken an seinem Ende. Ein derartiger Seilantrieb ist leicht zu handhaben, besitzt ein geringes Gewicht und erlaubt eine flexible Unterbringung der Antriebselemente. Alternativ könnte auch ein sog. Greifzugmechanismus Verwendung finden.

Bei einer möglichen Ausführungsform des Krans ist vorgese­ hen, daß die Antriebe für die Seilwinde, das Lastseil des Kranauslegers, zum Verschwenken des Kranauslegers in bezug auf das Krangestell und zum Aufklappen des Kranauslegers unmittelbar in dem Gestell untergebracht sind. Ein derarti­ ger Kran verfügt in seinem Krangestell über alle notwendi­ gen Antriebe und kann daher unabhängig arbeiten, wobei er vorzugsweise ferngesteuert ist.

Es kann jedoch vorteilhaft sein, wenigstens einen Antrieb am Boden anzuordnen und die jeweilige Verstellbewegung über Antriebsseile an das Gestell zu übertragen. Bei einer der­ artigen Lösung wird das Gewicht des Krangestells wegen der fehlenden Antriebe erheblich reduziert, wodurch sich die Belastung der Turmsegmente deutlich verringern läßt. Im Ex­ tremfall können sämtliche Antriebe aus dem Gestell ausgela­ gert und am Boden angeordnet werden.

Der Kran ist in bevorzugt er Ausführungsform der Erfindung in Baugruppen zerlegbar, die auf üblichen Lastkraftwagen transportierbar sind. Die Zerlegbarkeit erlaubt es, den zerlegten Kran auch in unwegsame Gegenden zu transportieren und dort zur Verwendung beim Aufbau einer Windkraftanlage zu montieren.

Zur Befestigung des Kranauslegers am Krangestell ist an diesem vorzugsweise ein schwenkbares Auslegerrohr befe­ stigt, in das der Kranausleger eingesetzt ist. Eine derar­ tige Verbindung läßt sich leicht lösen und erlaubt damit ein schnelles Zusammenbauen bzw. Zerlegen des Kranes.

Der Kranausleger kann als Fachwerkkonstruktion ähnlich be­ kannten Baukränen oder als Stahlrohrkonstruktion ausgeführt sein, wobei er aus wenigstens zwei über ein Gelenk klappbar miteinander verbundenen Hälften besteht und der Winkel zwi­ schen den beiden Hälften durch ein verlängerbares oder ver­ kürzbares Zugseil begrenzt ist.

Fachwerkkonstruktionen bieten den Vorteil, daß sie bei re­ lativ geringem Eigengewicht hohe Belastungen verformungs­ frei aufnehmen können. Die Verwendung eines Zugseiles zur Festlegung des Klappwinkels des Auslegers ist von Baukränen her bekannt. Das Gelenk zwischen den beiden Auslegerhälften ist notwendig, um insbesondere bei der Montage des Rotors die bereits auf dem obersten Turmsegment montierte Gondel übergreifen zu können.

Zum Verschwenken des Auslegerrohrs ist in weiterer bevor­ zugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß zwischen dem über ein Gelenk an dem Krangestell angelenkten Ausle­ gerrohr und dem Krangestell wenigstens ein Hydraulikzylin­ der vorgesehen ist. Die Verwendung einer Hydraulik zur Ver­ stellung des Auslegers hat den Vorteil, daß bei geringem Platzbedarf und geringer Antriebsleistung große Kräfte aus­ geübt werden können.

Die Führung des Krangestells an den Turmsegmenten erfolgt vorzugsweise über Räder, Gleis- oder Raupenketten, Laufbän­ der oder Gleitelemente, die an dem Krangestell vorgesehen sind. Diese Führungselemente sorgen dafür, daß das Krange­ stell beim Hochziehen nicht quer zu den Turmsegmenten aus­ weichen kann.

Um die bereits fertig beschichteten Außenseiten der Turm­ segmente zu schonen, ist in weiterer Ausgestaltung der Er­ findung vorgesehen, daß die Turmsegmente Führungselemente aufweisen, die mit den Rädern, Ketten, Laufbändern bzw. Gleitelementen zusammenwirken. Insbesondere bei einer Gleitbewegung des Krangestells würde ein Hochziehen des Krans bei fehlenden Führungselementen die Außenhaut der Turmsegmente zumindest optisch beeinträchtigen.

Vorzugsweise sind die Räder, Gleisketten oder Laufbänder elastisch. Bei unmittelbarem Kontakt der Führungselemente mit der Turmaußenhaut werden dadurch eventuelle Beschädi­ gungen der Oberflächen vermieden. Der hohe Reibungskoeffi­ zient elastischer Materialien erlaubt es auch, das Krange­ stell nur mit Hilfe der Führungselemente in einer bestimm­ ten Höhe an dem jeweiligen Turmsegment bzw. einer daran be­ festigten Führung festzulegen. Hierzu ist in bevorzugter Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß die Räder, Gleisketten oder Laufbänder blockierbar und mit Hilfe einer Anpreßvorrichtung an dem jeweiligen Turmsegment bzw. einer daran befestigten Führung von wenigstens zwei Richtungen her festklemmbar sind. Bei unmittelbar mit der Turmaußen­ wand zusammenwirkenden Führungselementen ist es dabei er­ forderlich, daß das Krangestell das jeweilige Turmsegment zumindest teilweise umgreift.

Das Festklemmen des Krangestells kann bei einer alternati­ ven Ausführungsform auch über mehrere Klemmelemente erfol­ gen, die mit Hilfe einer Anpreßvorrichtung an ein Turmseg­ ment oder damit fest verbundene Elemente anpreßbar sind. Als Anpreßvorrichtung eignet sich - unabhängig davon, ob die blockierten Führungselemente oder die Klemmelemente zum Festklemmen verwendet werden - ein Hydraulikantrieb, der in der Lage ist, bei platzsparender Bauweise hohe Anpreßkräfte zu erzeugen.

Um im Falle eines Versagens der Hydraulik einen Schutz vor einem Abstürzen des Krans zu haben, ist in bevorzugter Wei­ terbildung der hydraulischen Anpreßvorrichtung vorgesehen, daß Kolben der Hydraulikzylinder durch Ringspannscheiben festklemmbar sind. Fällt die Hydraulik während des Hochzie­ hens des Krangestells aus, bleiben durch die Ringspann­ scheiben die Führungs- bzw. Klemmelemente gegen das Turm­ segment bzw. die Führungen gepreßt und verhindern so die Abwärtsbewegung des Krangestells.

Statt hydraulischer Anpreßvorrichtungen ist in einer alter­ nativen Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß das Krangestell über mehrere bewegliche Arretierelemente ver­ fügt, die zur Verankerung des Krangestells in entsprechende Aussparungen in den Turmsegmenten oder in an diesen befe­ stigten Halteelementen einführbar sind. Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß zum Verstellen der Arre­ tierelemente nur sehr kleine Antriebe notwendig sind und dennoch ein formschlüssiger Halt des Krangestells am jewei­ ligen Turmsegment erreicht wird. Die Auslegung einer form­ schlüssigen Verbindung läßt sich zudem leichter berechnen und unterliegt im Betrieb einem geringerem Verschleiß.

Nachfolgend wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher auf Ausführungsbeispiele der Erfindung eingegangen. Es zei­ gen:

Fig. 1 den Beginn des Aufbaus einer Windkraft­ anlage mit noch zerlegtem Kran;

Fig. 2 eine Seitenansicht des montierten, an einem Turmsegment verankerten Kranes beim Aufsetzen des nachfolgenden Turm­ segmentes;

Fig. 3 den Kran nach Fig. 2 beim Aufsetzen einer Gondel auf den fertig montierten Turm;

Fig. 4 den Kran beim Anheben eines Rotors der Windkraftanlage;

Fig. 5 den Kran beim Ablassen von der fertig montierten Windkraftanlage.

Fig. 1 zeigt schematisch den Beginn des Aufbaus einer Wind­ kraftanlage 10 (siehe Fig. 5). Ein unterstes Turmsegment 12 ist von einem kleinen Kranwagen (nicht abgebildet) auf ei­ nem Fundament 14 aufgerichtet worden, das als gerasterte Fläche schematisch dargestellt ist. Das erste Turmsegment 12 ist an dem Fundament 14 in bekannter Weise verankert.

Ein Kran 16 (siehe Fig. 2-5) besteht im wesentlichen aus einem Krangestell 18, einem Ausleger 20 und zwei Stützrol­ lenhalterungen 22. Der Kranausleger 20 und die Stützrollen­ halterungen 22 lassen sich vom Krangestell 18 lösen und liegen bei dem in Fig. 1 dargestellten Beginn des Aufbauvorgangs zur Montage bereit.

Das Krangestell 18 besitzt einen Rahmen 24. Am hinteren Ende des Rahmens 24 ist ein Auslegerrohr 26 über ein Gelenk 28 schwenkbar angebracht. In das Auslegerrohr 26 ist der Ausleger 20 mit einem Halterohr 28 einsteckbar, wobei in den Außenwandungen des Halterohrs 28 und des Auslegerrohrs 26 Durchbrechungen 30 vorgesehen sind, in welche Querbolzen 32 (siehe Fig. 2 und 3) eingesteckt sind, um das Halterohr 28 am Auslegerrohr 26 axial zu fixieren.

Das Halterohr 28 des Auslegers ist über ein Gelenk 34 ge­ lenkig mit einem Auslegerarm 36 verbunden, an dessen Ende eine Lastseillaufrolle 38 angeordnet ist. Im Drehpunkt des Gelenks 34 ist ein Stützarm 40 in einem bestimmten Winkel an dem Auslegerarm 36 befestigt, der an seinem freien, von den Turmsegmenten 12 wegweisenden Ende mit einer Laufrolle 42 für das Lastseil versehen ist (siehe auch Fig. 2-5).

Die drehstarre Befestigung des Stützarms 40 wird durch ein Zugseil 44 sichergestellt, das andererseits nach seinem Lö­ sen ein Anlegen des Stützarms 40 an den Auslegerarm 36 zu Transportzwecken gestattet.

Auf dem Rahmen 24 des Krangestells 18 ist weiterhin eine Seilwinde 46 mit einem dazugehörigen Antrieb montiert, auf die ein Lastseil 48 aufgewickelt ist. Das Ende des Last­ seils 48 ist mit einem Lasthaken 50 versehen, der in Fig. 1 in einer Transportöse 52 im Auslegerrohr 26 zur Transport­ sicherung eingehängt ist.

Neben der Seilwinde 46 des Lastseils 48 ist eine Seilwinde 54 für ein mit dem Stützarm 40 zu verbindendes zweites Zug­ seil 56 vorgesehen (siehe auch Fig. 2-5). Die Seilwinde 54 verfügt ebenfalls über einen Antrieb (nicht sichtbar), mit dessen Hilfe die Neigung des Auslegerarms 36 in bezug auf das Halterohr 28 verstellbar ist. Zwischen dem Halte­ rohr 28 und dem Auslegerarm 36 ist ein Anschlag 58 (siehe Fig. 3) vorgesehen, der ein Verschwenken der beiden Ele­ mente zueinander über die gestreckte Position hinaus ver­ hindert.

Am vorderen Ende des Rahmens 24 ist eine motorisch ange­ triebene Seilwinde 60 vorgesehen, auf die ein Halteseil 62 mit einem Verankerungshaken 64 am Ende aufgewickelt ist.

Der Rahmen 24 verfügt über ein Fahrgestell, das im wesent­ lichen aus vier paarweise auf jeweils einer Achse drehbar gelagerten Laufrollen 66 besteht, wobei die Laufrollenach­ sen über Längslenker 68 an dem Rahmen 24 angelenkt sind. Um die Laufrollen 66 jeweils einer Seite ist ein Laufband 70 geschlungen, das elastisch nachgiebig ist und eine gummi­ beschichtete Lauffläche aufweist.

Zwischen dem Rahmen 24 und den Längslenkern 68 ist jeweils ein Hydraulikzylinder 72 (siehe Fig. 3) angeordnet, welche die Laufrollen 66 und damit das Laufband 70 an die Außen­ wand des Turmsegments 12 anpressen können.

Als Gegenhalt dienen die beiden Stützrollenhalterungen 22, die an seitlichen Zapfen 74 im vorderen und hinteren Be­ reich des Rahmens 24 verankert sind. Die Stützrollenhalte­ rungen bestehen im wesentlichen aus zwei an den Zapfen ver­ ankerten Haltearmen 76, die zwischen ihren den Zapfen 74 gegenüberliegenden Enden eine Stützrolle 78 drehbar aufneh­ men. Die Stützrollen 78 werden folglich bei einer Betäti­ gung der Hydraulikzylinder 72 mit der Reaktionskraft gegen die Außenwand des Turmsegments 12 gepreßt.

Zur Neigungsverstellung des Auslegerrohres 26 in bezug auf das Krangestell 18 sind Hydraulikzylinder 80 vorgesehen, die gelenkig zwischen dem Auslegerrohr 26 und dem Rahmen 24 angeordnet sind. Die Hydraulikantriebe sind ebenfalls in dem Krangestell 18 untergebracht.

Die Windkraftanlage 10 besteht aus fünf übereinander mon­ tierten Turmsegmenten 12, 82, 84, 86, 88, die sich nach oben hin kontinuierlich verjüngen. Im Inneren der Turmseg­ mente 12, 82, 84, 86, 88 ist eine Leiter 90 (siehe Fig. 1) vorgesehen, an der ein Monteur im Turminneren hochklettern kann. Im oberen Bereich der einzelnen Turmsegmente ist je­ weils eine Halteöse 92 vorgesehen, in welcher der Veranke­ rungshaken 64 eingehängt werden kann. Auf dem obersten Turmsegment 88 ist eine drehbare Gondel 94 montiert, die die elektrische und mechanische Ausrüstung der Windkraftan­ lage aufnimmt. Ein Wellenzapfen 96 (siehe Fig. 3) dient zur Befestigung eines dreiflügeligen Rotors 98. Im Inneren der Gondel 94 ist zudem ein Leichtkran oder Lastenaufzug vorge­ sehen. Eine derartige Windkraftanlage entspricht in ihrem wesentlichen Aufbau bekannten Ausführungsformen.

Nachdem das erste Turmsegment 12 in die in Fig. 1 darge­ stellte Lage gebracht und an dem Fundament 14 verankert worden ist, wird mit Hilfe des zur Aufstellung des ersten Turmsegments 12 verwendeten Autokrans der Verankerungshaken 64 in die Halteöse 92 am oberen Rand des Turmsegments 12 eingehängt. Der Vorgang kann ggf. von einem auf der Leiter 90 stehenden Monteur überwacht und gesteuert werden.

Nach dem Einhängen des Verankerungshakens 64 wird die Seil­ winde 60 betätigt, um das Halteseil 62 zwischen dem Haken 64 und der Seilwinde 60 zu verkürzen. Hierdurch wird das Krangestell 18, das sich nach wie vor in der Transportstel­ lung befindet, über die in Fig. 1 gezeigte Zwischenposition aufgerichtet, bis die Laufbänder 68 gleichmäßig an der Außenwand des Turmsegments 12 anliegen. In der aufgerichte­ ten Lage des Krangestells 18 werden der Ausleger 20 im Aus­ legerrohr 26 und die Stützrollenhalterungen 22 an den Zap­ fen 74 befestigt. Durch Betätigung der Hydraulikzylinder 72 wird dabei der Kontakt der Stützrollen 78 mit der Außenwand des Turmsegments 12 hergestellt.

Der vollständig montierte Kran wird anschließend durch Be­ tätigen der Seilwinde 60 bis in die Nähe der Halteöse 92 hochgezogen. Gegebenenfalls kann die Montage des Auslegers 20 und der Stützrollenhalterungen 22 auch erst nach dem Hochziehen des Krangestells 18 am ersten Turmsegment 12 er­ folgen. Mit Hilfe des Kranauslegers 20, der das erste Turm­ segment 12 übergreift, wird nun das zweite Turmsegment 82 an dem Lasthaken 50 befestigt und von der dem Krangestell 18 gegenüberliegenden Seite des Turmsegments 12 her von oben auf dieses aufgesetzt. Die Befestigung der Turmseg­ mente 12, 82 aneinander erfolgt durch Monteure im Inneren der Turmsegmente. Nach der Montage des zweiten Turmsegments 82 werden die Laufrollen 66 des Krangestells 18 und ggf. die Stützrollen 78 blockiert und der Anpreßdruck der Lauf­ flächen gegen die Turmaußenwand durch die Hydraulikzylinder 72 erhöht. Dadurch wird das Krangestell 18 kraftschlüssig an der Außenwand des Turmsegments 12 festgelegt, wobei die leicht konische Form der Segmente das Festklemmen begün­ stigt.

Nach dem Festklemmen wird der Lasthaken durch entsprechen­ des Betätigen der Seilwinde 46 des Lastseils, der Seilwinde 54 des Zugseils und der Hydraulikschwenkzylinder 80 zum Verankerungshaken 64 manövriert. Anschließend wird der Ver­ ankerungshaken 64 durch Einholen des Lastseils 48 auf die Höhe der Halteöse 92 am zweiten Turmsegment 82 gebracht und dort eingehängt. Nach dem Spannen des Halteseils 62 und dem Lösen der Blockierung der Laufrollen 66 und ggf. der Stütz­ rollen 78 wird das Krangestell 18 durch Einholen des Halte­ seils 62 in den oberen Bereich des zweiten Turmsegments 82 gezogen. Der für die Montage des zweiten Turmsegments 82 beschriebene Ablauf wird entsprechend für die übrigen Turm­ segmente 84, 86, 88 wiederholt, bis sich das Krangestell 18 mit dem Ausleger 20 im oberen Bereich des obersten Turmseg­ ments 88 befindet.

Von dort aus wird mit Hilfe des Auslegers 20 zunächst die Gondel 96 nach oben gezogen. Fig. 3 zeigt dabei eine Stel­ lung kurz vor dem Aufsetzen der Gondel auf dem obersten Turmsegment 88. Die Montage der Gondel 94 auf dem obersten Turmsegment 88 erfolgt wiederum durch Monteure, die im Turminneren an der Leiter 90 aufgestiegen sind. Nach der Montage der Gondel 94 wird der Rotor 98 nach oben gezogen (siehe Fig. 4). Da der Wellenzapfen 96 am Längsende der Gondel 94 liegt und ein seitliches Verschwenken des Ausle­ gers 20 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel nicht vorgesehen ist, muß der Auslegerarm 36 die Gondel 94 über ihre gesamte Länge übergreifen. Der Rotor 98 wird auf dem Wellenzapfen 96 aufgesetzt und befestigt.

Nach dem Lösen des Lasthakens 50 wird der Auslegerarm 36 bezüglich des Halterohrs 28 in eine nahezu gestreckte Lage gebracht, wobei der Anschlag 58 ein Überschlagen des Ausle­ gerarms 36 nach hinten verhindert. In dieser Stellung wird der Kran am Halteseil 62 zum Boden abgelassen. Der Veranke­ rungshaken 64 kann beispielsweise mit Hilfe des in der Gon­ del 94 vorhandenen Leichtkrans nach unten gelassen werden.

Am Boden wird der Kran wieder in seine Einzelteile zerlegt und das Krangestell 18 in die Transportstellung gebracht.

Sämtliche Funktionen des Kranes können auch über eine Funk­ fernsteuerung ausgeübt werden, wobei neben einer Steuerung vom Boden aus auch eine Steuerung durch den am oberen Rand des jeweils obersten Turmsegments oder in der Gondel be­ findlichen Monteur erfolgen kann.

Ein zweites Halteseil mit einer zugehörigen Seilwinde kann auf der Stützrollenseite vorgesehen sein, um eine gleich­ mäßigere Lastverteilung zu erzielen.

Sollten die Halteösen 92 als optisch störend empfunden wer­ den, können sie nach Abschluß des Aufbaus der Windkraftan­ lage 10 vom Turminneren aus entfernt werden. Die Halteöse 92 im obersten Turmsegment 88 sollte jedoch nicht entfernt werden, um den Kran im Falle von Reparaturarbeiten wieder an den Turmsegmenten aufziehen zu können. Der Verankerungs­ haken 64 kann dabei mit Hilfe des Leichtkrans in der Gondel 94 nach oben gezogen werden.

Zur Erzeugung des Anpreßdruckes der Laufbänder 68 und der Stützrollen 78 an die Turmaußenwand sind neben Hydraulikzy­ lindern auch mechanische Lösungen denkbar. Die Hydraulikzy­ linder können auch so beschaffen sein, daß die Kolben durch Ringspannscheiben festklemmbar sind. Bei einer derartigen Lösung besteht im Falle eines Ausfalls der Hydraulik nicht die Gefahr, daß der Kran abstürzen kann. Statt der die Turmsegmente 12 umgreifenden Stützrollenhalterungen 22, die zur Aufnahme von Kippmomenten notwendig sind, können auch Lösungen eingesetzt werden, bei denen die Lauf- und Stütz­ rollen mit speziellen Führungselementen an der Außenwand der Turmsegmente zusammenwirken.

Als Antriebe können elektrische, hydraulische, pneumatische oder sonstige Maschinen Verwendung finden. Auch Verbren­ nungskraftmaschinen können eingesetzt werden. Zur Stromver­ sorgung können am Boden stehende Aggregate verwendet wer­ den, die beispielsweise durch Verbrennungskraftmaschinen angetrieben sind.

Claims (21)

1. Verfahren zum Aufbau einer im wesentlichen aus mehreren aufeinander montierbaren Turmsegmenten (12, 82, 84, 86, 88), einer auf dem obersten Turmsegment (88) montierba­ ren Gondel (94) und einem an dieser drehbar gelagerten Rotor (98) bestehenden Windkraftanlage (10), dadurch gekennzeichnet, daß ein Krangestell (18) mit einem Aus­ leger (20) zum jeweils obersten, bereits montierten Turmsegment verfahren und in einer bestimmten Höhe an diesem festgelegt wird und das jeweils als nächstes zu montierende Element der Windkraftanlage (10) mit Hilfe des das oberste Turmsegment bzw. die Gondel (94) über­ greifenden Kranauslegers (20) auf der dem Krangestell (18) gegenüberliegenden Seite der Turmsegmente (12, 82, 84, 86, 88) hochgezogen und anschließend montiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das unterste Turmsegment (12) mit Hilfe eines Kranwa­ gens auf dem Fundament (14) der Windkraftanlage (10) aufgestellt und anschließend auf diesem verankert wird, das Krangestell (18) über wenigstens ein Seil (62) am oberen Ende des ersten Turmsegments (12) verankert wird, das Seil (62) zwischen seiner Verankerung (64, 92) und dem Krangestell (18) verkürzt wird, bis sich das Gestell (18) in der Nähe der Seilverankerung (92) befindet, vor oder nach der Montage des zweiten Turm­ segmentes (82) das Krangestell (18) am ersten Turmseg­ ment (12) verklemmt oder arretiert wird und dann das Seil (62) mit Hilfe des Kranauslegers (20) am oberen Ende des zweiten Turmsegments (82) verankert wird, das Seil (62) daraufhin nach dem Lösen der Verklemmung bzw. Arretierung des Gestells (18) wiederum verkürzt wird, bis sich das Gestell (18) in der Nähe der zweiten Seilverankerung befindet, die letzten Schritte entspre­ chend bei allen weiteren Turmsegmenten (84, 86, 88) wiederholt werden, bis sich das Krangestell (18) am oberen Ende des obersten Turmsegments (88) befindet, und nach der Montage der Gondel (94) und des Rotors (98) das Krangestell (18) mit Ausleger (20) am Seil (62) zum Boden abgelassen wird.

3. Kran zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Gestell (18) auf­ weist, das mit Hilfe von Klemm- oder Arretierelementen (68, 72, 78) kraft- bzw. formschlüssig an einem Turm­ segment (12, 82, 84, 86, 88) oder mit diesem verbun­ denen Halteelementen festlegbar ist, an einer Stelle (92) oberhalb der Klemm- bzw. Arrestierelemente (68, 72, 78) an einem Turmsegment festlegbare Zugmittel (60, 62, 64) besitzt, mit deren Hilfe das Gestell (18) bis in die Nähe der Befestigungsstelle (92) der Zugmittel (60, 62, 64) hochziehbar ist, wobei das Gestell (18) beim Hochziehen am jeweiligen Turmsegment geführt ist, und über einen Kranausleger (20) verfügt, der beim An­ heben einer Last das jeweils oberste Turmsegment bzw. die auf dem obersten Turmsegment (88) montierte Gondel (94) übergreift, so daß sich die Last beim Anheben auf der dem Gestell (18) gegenüberliegenden Seite der Turm­ segmente (12, 82, 84, 86, 88) befindet.

4. Kran nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugmittel aus einem auf einer angetriebenen Seilwinde (60) aufwickelbaren Drahtseil (62) mit einem Haken (64) an seinem Ende bestehen.

5. Kran nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb für die Seilwinde (60), ein Antrieb für das Lastseil (48) des Kranauslegers (20), ein Antrieb zum Verschwenken des Kranauslegers (20, 26) in bezug auf das Krangestell (18) und/oder ein Antrieb (54) zum Auf­ klappen des Kranauslegers (20) in dem Krangestell (18) untergebracht sind.

6. Kran nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß wenigstens ein Antrieb am Boden angeord­ net ist und Antriebsseile die jeweilige Verstellbewe­ gung an das Gestell übertragen.

7. Kran nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an dem Krangestell (18) ein schwenkbares Auslegerrohr (26) befestigt ist, in das der Kranausle­ ger (20, 28) eingesetzt ist.

8. Kran nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kranausleger als Fachwerkkonstruktion ähnlich bekannten Baukränen ausgebildet ist.

9. Kran nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kranausleger (20) als Stahlrohrkonstruktion ausgebildet ist.

10. Kran nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kranausleger (20) aus wenigstens zwei über ein Gelenk klappbar miteinander verbundenen Hälften (28, 36) besteht und der Winkel zwischen den beiden Hälften (28, 36) durch ein verlänger- und verkürzbares Zugseil (56) begrenzt ist.

11. Kran nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen dem über ein Gelenk (28) an dem Krangestell (18) angelenkten Auslegerrohr (26) und dem Krangestell (18) wenigstens ein Hydraulikzylinder (80) zur Neigungswinkelverstellung vorgesehen ist.

12. Kran nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Krangestell (18) zur Führung an den Turmsegmenten (12, 82, 84, 86, 88) Räder (78), Gleis- oder Raupenketten, Laufbänder (70) und/oder Gleitele­ mente aufweist.

13. Kran nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Turmsegmente Führungselemente aufweisen, die mit den Rädern, Ketten, Laufbändern bzw. Gleitelementen zusam­ menwirken.

14. Kran nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Räder (78), Ketten oder Bänder (70) wenigstens elastische Laufflächen besitzen.

15. Kran nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Räder (78), Ketten und/oder Bänder (70) blockierbar und mit Hilfe einer Anpreßvorrichtung (68, 72) an dem je­ weiligen Turmsegment (12, 82, 84, 86, 88) bzw. einer daran befestigten Führung von wenigstens zwei Richtun­ gen her festklemmbar sind.

16. Kran nach einem der Ansprüche 3 bis 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Krangestell (18) über mehrere Klemm­ elemente verfügt, die mit Hilfe einer Anpreßvorrichtung an ein Turmsegment oder damit fest verbundene Elemente anpreßbar sind.

17. Kran nach einem der Ansprüche 3 bis 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Anpreßvorrichtung über Hydraulikzy­ linder verfügt, deren Kolben durch Ringspannscheiben bei Druckabfall festklemmbar sind.

18. Kran nach einem der Ansprüche 3 bis 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Krangestell über mehrere bewegliche Arretierelemente verfügt, die zur Verankerung des Kran­ gestells in entsprechende Aussparungen in den Turmseg­ menten oder in an diesen befestigten Halteelementen einführbar sind.

19. Kran nach einem der Ansprüche 3 bis 18, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Krangestell die Turmsegmente zumin­ dest teilweise umgreifende Führungs-, Klemm- und/oder Arretierelemente (22, 76, 78) besitzt.

20. Kran nach einem der Ansprüche 3 bis 19, dadurch gekenn­ zeichnet, daß er in Baugruppen zerlegbar ist, die auf üblichen Lastkraftwagen transportierbar sind.

21. Kran nach einem der Ansprüche 3 bis 20, dadurch gekenn­ zeichnet, daß er ferngesteuert ist.