DE202010007565U1

DE202010007565U1 - Turm, insbesondere Windkraftanlagenturm

Info

Publication number: DE202010007565U1
Application number: DE202010007565U
Authority: DE
Original assignee: ZARGES ALUMINIUM SYSTEME GmbH
Current assignee: ZARGES ALUMINIUM SYSTEME GmbH
Priority date: 2010-06-04
Filing date: 2010-06-04
Publication date: 2010-09-02
Anticipated expiration: 2020-06-05

Abstract

Turm, insbesondere Windkraftanlagenturm, mit einem rohrförmigen Turmabschnitt, dessen Ende einen Flansch aufweist, mit welchem Inneneinbauten des Turm an den Turmabschnitt aufhängbar sind, mit mindestens einem Leiterelement für die Aufnahme in dem Turmabschnitt, dadurch gekennzeichnet, dass eine vormontierte Einheit (16) aus einem Leiterelement (22), einer Leistungs-Kabelanordnung (26), einer Steuer-Kabelanordnung, einem Lift (24), einer Standfläche oder/oder sämtlichen erforderlichen Inneneinbauten des Turmabschnitts (12) gebildet ist, die insbesondere mittels eines Krans in den Turmabschnitt (12) einführbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Turm, insbesondere einen Windkraftanlagenturm, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Es ist seit langem bekannt, Türme, auch für Windkraft-Anlagen, aus einzelnen Turmabschnitten oder -Segmenten aufzubauen, die sich bei Fertigstellung des Turmes sich aufeinander erstrecken. Beispielsweise zeigt die DE 94 07 220 U1 einen derartigen Turm mit Turmabschnitten aus Schleuderbeton.
Es ist seit längerem bekannt, dass Windkrafttürme, die aus hohen Rohrabschnitten bestehen, innen mit verschiedenen Inneneinbauten bestückt werden können und teilweise auch müssen. Typischerweise verläuft mindestens eine Leiter, die pro Turmabschnitt ein Leiterelement aufweist, in den Turm, und meistens auch ein Lift. Ferner werden verschiedene Leitungs-Kabelanordnungen, aber auch Steuer-Kabelanordnungen gerne in dem hohlen Turm geführt, da sie dort vor Umwelteinflüssen geschützt sind.
Der zur Verfügung stehende Raum im Turminneren ist damit aber keineswegs vollständig ausgenutzt; dies gilt im besonderen Maße, wenn vergleichsweise dünnwandige Stahl-Rohrabschnitte verwendet werden, wie sie auch bei sogenannten Hybridtürmen zum Einsatz kommen, Türmen für Windkraftanlagen, bei denen die unteren Rohrabschnitte aus Stahlbeton bestehen und die oberen Rohrabschnitte – immerhin über eine Höhe von 80 m bis 100 m – aus Stahl bestehen.
Die Rohrabschnitte haben typischerweise eine Länge zwischen 10 m und maximal 25 m und lassen sich je nach Anforderung individuell bestücken, beispielsweise über einen Kran in bereits aufgerichtetem Zustand.
Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, eine Bestückung des Turms im Liegen vorzusehen, die sich jedoch nicht durchgesetzt hat, nachdem der Spezialkran für das Aufrichten des Turms und das Verbringen der Rohrabschnitte ohnehin erforderlich ist.
Aus der DE-A1-10 2005 049 289 ist es bekannt geworden, Abschnitte des Turms mit Ein zelleitern zu bestücken, die je innen aufgehängt sind. Diese Lösung ist besonders günstig, da sie es erlaubt, Schweißverbindungen über die Länge des Rohrabschnitts zu vermeiden. Jede Schweißverbindung ist mit einem Schwächungsabschlag von 20% zu veranschlagen, was die erforderliche Wandstärke des Stahl-Rohrabschnitts deutlich erhöht und daher aus Kostengründen ungünstig ist.
Auch wenn bereits Turmhöhen von 200 m für Windkraftanlagen ohne Weiteres bekannt geworden sind, erstrecken sich die heute verwendeten Türme von Windkraftanlagen meist über die Größenordnung von 100 m. Jedoch sind die Hersteller der Türme bestrebt, auch komplexen Anforderungen gerecht zu werden, und die Herstellkosten, zu denen auch die Montagekosten gehören, sind bei den bekannten Lösungen meist recht hoch, gerade im Rahmen der seit einigen Jahren vollzogenen Massenfertigung derartiger Türme.
Andererseits möchten die Hersteller der Windkraftanlagen-Türme die mögliche Individualisierung der Inneneinrichtung nicht aufgeben, allein schon, um günstigen Marktentwicklungen bei der Inneneinrichtung Rechnung zu tragen können.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Turm, insbesondere für Windkraftanlagen, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 zu schaffen, der aus einer Mehrzahl von Turmabschnitten aufgebaut ist und trotz der Beibehaltung der erwünschten Flexibilität kostengünstiger herzustellen ist, ohne dass die Sicherheit leiden würde.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß besonders günstig ist es, das die Flexibilität bei der Ausstattbarkeit der Inneneinbauten des Turms durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen nicht reduziert ist, sondern im Gegenteil hierzu, eher gesteigert wird. Durch die Vormontage des Leiterelements mit angebauten oder angeflanschten übrigen Inneneinbauten lassen sich auch unterschiedliche Befestigungsarten kostengünstig im Standardverfahren realisieren. Als Beispiel sei angeführt, dass auch Schweißautomaten zum Einsatz kommen können, die in der beengten Umgebung innen in einem Turm gar nicht oder schlecht einsetzbar waren.
Die Vormontage beispielsweise des Lifts kann mit hoher Präzision und in einer in montagegünster Höhe vorgenommen werden. Für die Vormontage wird bevorzugt das Leiterelement bereitgestellt und einseitig auf Stützen, beispielsweise in der Höhe von einem Meter, gelagert, so dass dann sämtliche Anschlüsse, insbesondere die recht schwere Leistungs-Kabelanordnung dort an der gewünschten Stelle montiert werden kann. Auch die als Standfläche vorgesehene Plattform lässt sich ohne Weiteres vormontieren, zusammen mit den Butzen für die Aufhängung am Flansch des betreffenen Turmabschnitts.
Insofern werden die Inneneinbauten des Turmabschnitts bevorzugt liegend, also sich horizontal erstreckend, vormontiert, auch einschließlich beispielsweise der Beleuchtungsanordnung.
Erfindungsgemäß ist es besonders günstig, dass das freie Innenvolumen des Turmabschnitts vollständig ausnutzbar ist. Bei einem nach innen vorspringenden Flansch mit einer Breite von beispielsweise 20 cm steht daher der Innendurchmesser des Turms von 4 m oder 5 m abzüglich des Vorsprungmaßes des Flansches, also abzüglich beispielsweise 40 cm, vollständig zur Verfügung. Beispielsweise ist es möglich, wenn dies gewünscht ist, auch neue und schwere Elemente wie Heatpipes oder Wärmetauscherrohre zu verlegen, mit denen die Verlustwärme des Windgenerators beispielsweise bei Offshore-Anlagen bis zum umgebenden Meerwasser ableitbar ist.
Durch die präzise und sichere, aber dennoch kostengünstige Vormontage lassen sich auch schwerere Inneneinbauten ohne Weiteres aufnehmen, und zwar im Grunde ohne Kostensteigerung. Dies trägt zur Stabilität der Gesamtanordnung bei und ermöglicht es auch, ohne Nachteile die Turmhöhe beispielsweise um 10% zu erhöhen.
Erfindungsgemäß ist es wesentlich, dass die komplett vormontierten Inneneinbauten sicher und präzise in den Turmabschnitt einführbar sind. Hierzu sind die Inneneinbauten bevorzugt endseitig mit Rollen bestückt, so dass sie nach der Art eines Fahrzeugs in den Turmabschnitt einführbar sind. Zusätzlich oder im Einzelfall auch einmal alternativ lassen sich die Inneneinbauten mit Kränen in den Turmabschnitt einführen, bevorzugt in horizontaler Position des Turmabschnitts, also vor dessen Aufrichten, wobei es erfindungsgemäß jedoch nicht ausgeschlossen sein soll, die Inneneinbauten bei bereits aufgestelltem Turmabschnitt, also vertikal, einzuführen.
Die Abstützungen, beispielsweise über Rollen oder dergleichen sind so ausgelegt, dass eine präzise Führung möglich ist, und zwar innerhalb der von der Anordnung vorgegebenen Freiheitsgrade. Es versteht sich, dass durch geeignete Maßnahmen die Kollision zwischen der die Standfläche bildende Plattform und dem Flansch vermieden wird. Hierzu sind bevorzugt Einzelteile der Plattform zurückziehbar oder wegklappbar, so dass der Durchmesser der Standfläche so weit reduziert ist, dass sie hinter den Flansch passt. Nach dem dies erfolgt ist, kann die Standfläche wieder auf ihr Maximalmaß gebracht werden, was den Vorteil hat, dass auch eine Anlage zwischen der Innenwand des Turm abschnitts und der Standfläche möglich ist, die verhindert, dass beispielsweise bei der Montage Schrauben oder andere Einzelteile in den Schlitz zwischen Standfläche und Innenwand des Turmabschnitts fallen können.
Es versteht sich, dass erfindungsgemäß nicht ausgeschlossen ist, dass einander benachbarte Turmabschnitte in an sich bekannter Weise über die Flansche miteinander verbunden werden.
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnungen.
Es zeigt:
1 eine schematische Schnittansicht eines Teils eines erfindungsgemäßen Windkraftanlagenturms, unter partieller Darstellung des turboförmigen Turmabschnitts.
Der in 1 dargestellte Turm 10 weist einen Turmabschnitt 12 auf, der rohrförmig ausgebildet ist und aus dem der Turm aufgebaut ist.
Der Turmabschnitt 12 zeigt an seinem oberen Ende einen innen umlaufenden Flansch 14 auf, über welchen er auch an den nächst darüberliegenden Turmabschnitt befestigt ist. Der Turmabschnitt 12 besteht aus Stahl und weist über seinen Verlauf keine weiteren Schweißverbindungen auf.
Erfindungsgemäß ist eine kompakte Einheit aus Inneneinbauten 16 in den Turmabschitt 12 eingeführt. Die Einheit 16 ist hierzu über Hängehaken 18 an dem Flansch 14 befestigt. Zu den Inneneinbauten 16 gehört beispielsweise auch die Standfläche oder Plattform 20, ein Leiterelement 22, ein Lift 24, eine Leistungs-Kabelanordnung 26, eine Beleuchtungseinrichtung 28 sowie eine nicht dargestellte Steuer-Kabelanordnung, aber auch Rollen 32 und 34, die an dem dargestellten oberen Ende der Inneneinbauten 16, also an dem oberen Ende des Leiterelements 22, aber zusätzlich auch an dem nicht dargestellten unterem Ende des Leiterelements 22 vorgesehen sind. Die Rollen sind so gelagert und ausgebildet, dass es möglich ist, die komplett vormontierten Inneneinheiten bei liegendem Turmabschnitt 12 ohne Weiteres in den Turmabschnitt 12 einzufahren.
Der Flansch 14 springt nach innen vor, beispielsweise um 20 cm oder 30 cm. Um dennoch an dieser Stelle die Inneneinbauten 16 einführen zu können, ist sowohl hinsichtlich Rollen 32 und 34 vorgesehen, dass diese nach einwärts und auswärts verfahrbar sind, als auch hinsichtlich der Plattform 20. Hierzu weist die Plattform 20 zwei Gelenke 36 und 38 auf, die ein Aufschwenken von zwei Kreissegmenten der Plattform 20 ermöglichen. Hier durch ist es möglich, die Plattform 20 in dem dargestellten Zustand dicht an der Innenwand des Formabschnitts 12 anschließend auszulegen, aber dennoch durch den Flansch 12 hindurchzuführen, nämlich dann, wenn die Kreissegmente der Plattform 20 nach oben geschwenkt sind.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass das Leiterelement 22 sämtliche Einbauten im Übrigen über die Länge des Turmabschnitts 12 trägt und lagert. Hierzu ist beispielsweise die Leistungs-Kabelanordnung 22, die beispielsweise bei einer Turmabschnitthöhe von 25 m durchaus eine Tonne wiegen kann, an dem Leiterelement 22 aufgehängt, wozu entsprechende Querstreben 40 vorgesehen sind, die je nach Anforderungen über die Höhe des Leiterelements 22 verteilt sind.
Auch der Lift 24 ist in dem gerüstartigen Leiterelement 22 geführt, wobei die seitliche Führung über nicht dargestellte Gleitflächen oder Rollen erfolgt. Zur Bereitstellung der erwünschten Doppelfunktion des Leiterelements 22, das zugleich auch eine hier nicht dargestellte Steigschutzschiene trägt, weist der Lift 24 zwei Durchtrittsklappen 42 und 44 auf, die in an sich bekannter Weise die Realisierung eines Lift 24 gleichsam auf der Bewegungsbahn des Leiterelements 22 ermöglichen.
Es versteht sich, dass anstelle dessen der Lift 22 auch außerhalb dieser Bewegungsbahn, beispielsweise im Bereich 46 vorgesehen sein kann; in diesem Fall sind Durchtrittsklappen 42 und 44 nicht erforderlich.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 9407220 U1 [0002]
- DE 102005049289 A1 [0007]

Claims

Turm, insbesondere Windkraftanlagenturm, mit einem rohrförmigen Turmabschnitt, dessen Ende einen Flansch aufweist, mit welchem Inneneinbauten des Turm an den Turmabschnitt aufhängbar sind, mit mindestens einem Leiterelement für die Aufnahme in dem Turmabschnitt, dadurch gekennzeichnet, dass eine vormontierte Einheit (16) aus einem Leiterelement (22), einer Leistungs-Kabelanordnung (26), einer Steuer-Kabelanordnung, einem Lift (24), einer Standfläche oder/oder sämtlichen erforderlichen Inneneinbauten des Turmabschnitts (12) gebildet ist, die insbesondere mittels eines Krans in den Turmabschnitt (12) einführbar ist.
Turm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Leiterelement (22) die Inneneinbauten im Übrigen trägt und führt und an seinem von dem Flansch (14) beabstandeten Ende ein Führungselement, insbesondere ein Wälzlager, aufweist, dessen Drehachse sich quer zur Längsrichtung des Leiterelements (22) erstreckt.
Turm nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Leiterelement den Turmabschnitt (12) in eingebautem Zustand nach unten überragt, insbesondere um den Abstand der Standfläche von dem Flansch (14) des Turmabschnitts (12).
Turm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Turmabschnitt (12) aus Stahl besteht und über seine gesamte Länge frei von Schwächungen durch Schweißverbindungen ist und insbesondere mit einer turmachsenparallelen Längs-Schweißnaht aufgebaut ist.
Turm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche an dem Flansch (14) befestigte Anbauteile der vormontierten Einheit (16) an diesem hängend angebracht sind und keine Anbauteile stehend angebracht sind.
Turm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leiterelement (22) an dem von dem Flansch (14) abgewandten Ende an mindestens zwei aneinander gegenüberliegenden Seiten gegen den Turmabschnitt (12) innen abgestützt ist, wobei insbesondere mindestens eine der Abstützungen durch Rollen (32, 34) gebildet ist.
Turm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leiterelement (22) an seinem vom dem Flansch (14) abgewandten Ende durch Rollen (32, 34) abestützt ist und an seinem dem flanschnahen Ende ebenfalls von Rollen (32, 34) abgestützt ist, die gemeinsam ein Verfahren des Leiterelements (22) in dem Turm (10) in Richtung der Achse des Turmabschnitts (12) ermöglichen.
Turm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lift (24) an dem Leiterelement (22) geführt ist und insbesondere mindestens sein Boden eine Durchsteigklappe aufweist und insbesondere auch eine Seitenwand des Lifts (24) eine Durchsteigklappe aufweist.
Turm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leiterelement (22) die Leistungs-Kabelanordnung (26) und/oder die Steuer-Kabelanordnung über seinen Verlauf führt und dass die Leistungs-Kabelanordnung (26) insbesondere im Bereich (46) des Flansches (14) an dem Leiterelement (22) aufgehängt ist.
Turm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Standfläche bewegliche Elemente aufweist, die beim Einführen in den Turmabschnitt (12) zurückziehbar sind, insbesondere klappbar sind.
Turm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit Rollen (32, 34), die das Leiterelement (22) gegen den Turmabschnitt (12) innen abstützen, unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen Leiterelement (22) und Turmabschnitt (12) kompensiert werden und dass das Leiterelement (22) nach Einbringen in den Turmabschnitt (12) an dem Flansch (14) direkt oder indirekt – in vertikaler und insbesondere auch in horizontaler Richtung gesehen – arretiert ist.