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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Transportvorrichtung für ein Bauteil einer Windkraftanlage und ein Transportsystem.
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Aufgrund ihrer teils enormen Größe werden Windkraftanlagen in ihre einzelnen Bauteile zerlegt transportiert. Diese Bauteile umfassen dabei insbesondere die Rotorblätter sowie mehrere Turmsegmente. Gleichwohl können diese Bauteile immer noch Längen von bis zu 60 Metern und Gewichte von 15 und mehr Tonnen aufweisen.
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Somit ergeben sich komplizierte Transport- und Handhabungsaufgaben für derartige Bauteile.
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Beispielsweise beschreibt die
WO 02/04321 A2 eine Vorrichtung zum Greifen eines Stückgutes mit einem Befestigungsabschnitt und einem Griffabschnitt. Mittels des Befestigungsabschnitts wird die Vorrichtung an dem Stückgut, beispielsweise einem Turmsegmente einer Windkraftanlage, angebracht. Der Griffabschnitt ist in Form einer Containerecke ausgebildet. Zur Befestigung des Befestigungsabschnitts an dem entsprechenden Bauteil weist dieser bogenförmig angeordnete Bohrungen auf. Die Bohrungen korrespondieren dabei mit den üblicherweise vorgesehenen Bohrungen an den Stirnseiten eines jeweiligen Turmsegments. Durch Schrauben lässt sich somit der Befestigungsabschnitt und damit die Vorrichtung an dem entsprechenden Turmsegment befestigen.
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Nachteilig bei dem vorstehend beschriebenen Ansatz ist, dass insbesondere die Kräfte zum Heben des entsprechenden Turmsegments ausschließlich über die Schraubenschäfte übertragen werden, die dabei sehr hohen Biegemomenten ausgesetzt sind. Damit ergibt sich auch eine sehr hohe Beanspruchung der entsprechenden Kontaktflächen einer jeweiligen Bohrung mit dem entsprechenden Schraubenschaft. Im Extremfall kann dies zu einer Beschädigung der entsprechenden Bohrung und damit des Turmsegments führen. Da jedoch die Errichtung des Turms unter Verwendung derselben Bohrungen – beispielsweise zur Verbindung zweier Turmsegmente mittels entsprechender Schrauben – erfolgt, ist eine solche Beschädigung nicht hinnehmbar.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Transportvorrichtung für ein Bauteil einer Windkraftanlage sowie ein verbessertes Transportsystem bereitzustellen.
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Demgemäß wird eine Transportvorrichtung für ein Bauteil einer Windkraftanlage mit einem ersten Halteabschnitt zur waagerechten Fixierung des Bauteils und einem zweiten Halteabschnitt zur vertikalen Fixierung des Bauteils bereitgestellt. Der zweite Halteabschnitt weist eine Auflagefläche für ein Aufliegen des Bauteils in vertikaler Richtung auf.
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Die Auflagefläche überträgt somit insbesondere die Kräfte zum Heben des Bauteils. Entsprechend werden die Kräfte zum Heben auf separatem Wege, also getrennt insbesondere von Schrauben zur waagerechten Fixierung des Bauteils, in das Bauteil eingeleitet. Mit anderen Worten wird ein separater Lastpfad für die Einleitung vertikaler Kräfte in das Bauteil bereitgestellt. Dadurch können die einleitend erwähnten Bohrungen in dem Bauteil entlastet werden, so dass Schäden vermieden werden.
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Bei dem Bauteil handelt es sich insbesondere um ein Rotorblatt oder ein Turmsegment einer Windkraftanlage. Weiterhin kommt eine Gondel, ein Getriebe oder ein Generator als geeignetes Bauteil in Betracht.
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Gemäß einer Ausführungsform weist die Auflagefläche eine Kontur auf, welche einer Kontur des Bauteils entsprechend ausgebildet ist. Bei der Kontur des Bauteils kann es sich insbesondere um eine Außenkontur, beispielsweise eine Mantelfläche, desselben handeln.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Auflagefläche eine kreisbogenförmige Kontur auf, welche einer kreisbogenförmigen Mantelfläche des Bauteils entspricht. Turmsegmente und Rotorblätter weisen typischerweise eine kreiszylindrische oder kegelstumpfförmige Mantelfläche auf, wobei sich die entsprechende Längsachse des Zylinders bzw. Kegels in Längsrichtung des Turmsegments bzw. des Rotorblatts erstreckt. Liegt das Turmsegment oder das Rotorblatt am Boden, so erstreckt sich dessen Längsachse parallel zum Boden. Entsprechend lässt sich dann die Auflagefläche der Transportvorrichtung radial zur Längsachse und in vertikaler Richtung in Anlage mit der Mantelfläche des Turmsegments oder Rotorblatts bringen. Die Befestigungsbohrungen am Fuß des Turmsegments oder Rotorblatts erstrecken sich parallel zur Längsrichtung. Entsprechend sind dann Schrauben, welche das Turmsegment oder das Rotorblatt mit dem ersten Halteabschnitt verbinden, waagerecht ausgerichtet und übertragen auf Zug oder Druck keinerlei Kräfte in vertikaler Richtung.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Halteabschnitt ausschließlich zur waagerechten Fixierung ausgebildet. Mit anderen Worten ist der erste Halteabschnitt derart ausgebildet, dass er keinerlei Kräfte in vertikaler Richtung in das Bauteil einleiten kann. Entsprechend erfolgt die vertikale Abstützung des Bauteils ausschließlich über die Auflagefläche.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der Halteabschnitt vertikale Schlitze, welche zur Aufnahme von sich horizontal erstreckenden Schraubenschäften ausgebildet sind. Entsprechend können sich die Schraubenschäfte in vertikalen Schlitzen in vertikaler Richtung bewegen, so dass mittels des ersten Halteabschnitts keine Kräfte in vertikaler Richtung in das Bauteil eingeleitet werden können.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zumindest eine Platte vorgesehen, welche an den Schraubenschäften derart befestigbar ist, dass die zumindest eine Platte mit die vertikalen Schlitze ausbildenden Stegen des ersten Halteabschnitte in formschlüssigem Eingriff steht. Dadurch wird die waagerechte Fixierung, also in Längsrichtung der Schraubenschäfte, bewerkstelligt. Anstelle der Platte könnten auch ein oder mehrere andere Elemente verwendet werden, welche dazu eingerichtet sind, einen Formschluss mit den Stegen des ersten Halteabschnitts einzugehen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die vertikalen Schlitze in zumindest einer Richtung offen ausgebildet. Bevorzugt sind die vertikalen Schlitze nach oben hin offen ausgebildet. Dadurch kann das Bauteil mit den daran befestigten Schrauben bzw. Schraubenschäften durch vertikales Absenken mit dem ersten Halteabschnitt in Eingriff gebracht werden, um die Fixierung in waagerechter Richtung zu erreichen. Die zumindest eine Platte muss dabei nicht von den Schraubenschäften gelöst werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zumindest ein Befestigungsabschnitt vorgesehen, welcher zur lösbaren Befestigung der Transportvorrichtung auf einer Tragvorrichtung oder einer weiteren Transportvorrichtung ausgebildet ist. Bei der Tragvorrichtung kann es sich insbesondere um einen Tragrahmen handeln. Die weitere Transportvorrichtung kann identisch mit der erfindungsgemäßen Transportvorrichtung ausgebildet sein. Im letzteren Fall wird eine einfache Stapelbarkeit mehrerer erfindungsgemäßer Transportvorrichtungen gewährleistet.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Befestigungsabschnitt in Form einer Containerecke ausgebildet. Die Containerecke kann beispielsweise in zwei oder drei Raumrichtungen ausgerichtete Öffnungen aufweisen, welche sich mit Verriegelungen beispielsweise an der Tragvorrichtung formschlüssig verbinden lassen. Die Containerecken werden auch als „Twist Locks” bezeichnet.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind Öffnungen für einen Eingriff einer Gabel eines Gabelstaplers zum Transport der Transporteinrichtung vorgesehen. Dadurch kann die Transportvorrichtung einfach mittels Gabelstapler transportiert werden.
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Weiterhin wird ein Transportsystem für ein Bauteil einer Windkraftanlage mit einem Tragrahmen und der erfindungsgemäßen Tragvorrichtung vorgeschlagen. Der Tragrahmen weist eine Öffnung zur Aufnahme des Bauteils auf. Die Tragvorrichtung ist an einem unteren Rahmenabschnitt des Tragrahmens lösbar befestigt. Die Auflagefläche der Tragvorrichtung weist zu der Öffnung hin.
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Damit kann insbesondere der Fuß des Rotorblatts in der Öffnung des Tragrahmens angeordnet werden, wobei dann dessen Mantelfläche in Anlage mit der Auflagefläche der Tragvorrichtung kommt. Der Tragrahmen und/oder die Tragvorrichtung können jeweils teilweise oder vollständig aus Stahl oder Gusseisen gebildet sein. Durch Anheben des Tragrahmens in vertikaler Richtung wird dann gleichzeitig die Tragvorrichtung und damit auch die Auflagefläche sowie entsprechend das Rotorblatt angehoben.
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Durch die lösbare Kombination der Tragvorrichtung und Tragrahmen wird vorteilhaft ein modularer Aufbau geschaffen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Tragrahmen horizontal teilbar ausgebildet. Insbesondere der Fuß des Rotorblatts kann so einfach in den unteren, halbkreisförmigen Tragrahmenteil eingesetzt werden, wobei er in Anlage mit der Auflagefläche der Tragvorrichtung gerät. Anschließend wird der obere, halbkreisförmige Tragrahmenteil aufgesetzt und mit dem unteren Tragrahmenteil fest verbunden. Der obere Tragrahmenteil kann dann beispielsweise über eine entsprechende Adaptervorrichtung den Formschluss zwischen dem Bauteil und der Tragvorrichtung sichern.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Tragrahmen zumindest eine Öse für einen Krantransport des Transportsystems auf. Dadurch lässt sich der Tragrahmen samt Tragvorrichtung und Rotorblatt einfach anheben.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine Adaptervorrichtung vorgesehen, welche einerseits mit einem oberen Rahmenabschnitt des Tragrahmens und andererseits mit dem Bauteil für eine waagerechte Fixierung des Bauteils in Eingriff bringbar ist. Wie vorstehend erwähnt, kann dadurch der Formschluss zwischen dem Bauteil und der Tragvorrichtung im Bereich des unteren Rahmenabschnitts sichergestellt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Adaptervorrichtung vertikale Schlitze, welche zur Aufnahme von sich horizontal erstreckenden Schraubenschäften ausgebildet sind. Dadurch ist sichergestellt, dass die Adaptervorrichtung ausschließlich Kräfte in waagerechter Richtung in das Bauteil, nicht jedoch in senkrechter Richtung einleitet.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden.
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Dabei zeigen:
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1 in einer leicht perspektivischen Ansicht von schräg oben ein Transportsystem gemäß einer Ausführungsform samt eines Fußes eines Rotorblatts;
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2 eine Ansicht II aus 1; und
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3 eine Ansicht III aus 1.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, sofern nichts Gegenteiliges angegeben ist.
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1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht von leicht schräg oben gesehen ein Transportsystem 1 zum Transport eines Rotorblatts 2 einer Windkraftanlage.
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Das Rotorblatt 2 ist in 1 liegend angeordnet, so dass sich dessen Längsachse 3 parallel zum Boden erstreckt. Außerdem erstreckt sich das Rotorblatt 2 in etwa in die Papierebene hinein, so dass der Fuß 4 des Rotorblatts 2 dem Betrachter in 1 zugewandt ist.
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Das Transportsystem 1 umfasst einen Tragrahmen 5. Der Tragrahmen 5 setzt sich beispielsweise aus zwei Rahmenteilen, einem unteren Rahmenteil 6 und einem oberen Rahmenteil 7 zusammen. Die beiden Rahmenteile 6, 7 definieren eine kreisförmige Öffnung 11 miteinander, in welcher der Fuß 4 des Rotorblatts 2 aufgenommen ist. Die beiden Rahmenteile 6, 7 sind in einer Trennebene 12 lösbar aneinander befestigt, beispielsweise mittels Schrauben 13. Der untere Rahmenteil 6 umfasst einen unteren Rahmenabschnitt 14, an welchem eine Transportvorrichtung 15 lösbar befestigt ist, wie später noch anhand von 3 näher erläutert.
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2 zeigt eine Ansicht II aus 1.
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Die Transportvorrichtung 15 umfasst einen ersten Halteabschnitt 16 zur waagerechten Fixierung des Rotorblatts 2. Ferner umfasst sie einen zweiten Halteabschnitt 17 zur vertikalen Fixierung des Rotorblatts 2.
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Der zweite Halteabschnitt 17 umfasst eine kreisbogenförmige Auflagefläche 21, auf welcher der Fuß 4 des Rotorblatts 2 mit seiner kreiszylindrischen oder konusförmigen Mantelfläche 22 abschnittsweise aufliegt. Die Auflagefläche 21 folgt somit der Kontur der Mantelfläche 22, beispielsweise über einen Winkel 23 (siehe 1). Der Winkel 23 ist dabei in Umfangsrichtung bezogen auf die Längsachse 3 des Rotorblatts 2 gemessen und kann beispielsweise zwischen 45 und 170° betragen. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel 23 ca. 110°.
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Anhand von 2 wird nun der Aufbau und die Funktion des ersten Halteabschnitts 16 näher erläutert. Der erste Halteabschnitt 16 umfasst eine Vielzahl von Stegen 24, welche sich vertikal nach oben erstrecken und nach oben hin offene vertikale Schlitze 26 zwischen sich definieren. Der Fuß 4 des Rotorblatts 2 weist von Haus aus eine Vielzahl kreisringförmig angeordneter Befestigungslöcher 27 auf, welche an sich der Befestigung des Rotorblatts 2 an der Nabe (nicht dargestellt) an dem Ort dienen, an welchem die Windkraftanlage errichtet werden soll. Beim Transport des Rotorblatts 2 sind bereits Schrauben 31 durch die Befestigungslöcher 27 geschoben. Diese erstrecken sich parallel zu der Längsachse 3. Die Schrauben 31 weisen Schraubenschäfte 32 auf, welche sich durch die Schlitze 26 in waagerechter Richtung erstrecken. Über eine Gruppe von zumindest zwei (beispielsweise drei) Schraubenschäften 32 ist jeweils eine Platte 33 geschoben. Die Platten 33 werden mittels Muttern 34 an den Schraubenschäften 32 in axialer Richtung (also parallel zur Längsachse 3) gehalten. Die Platten 33 bilden somit einen Formschluss mit den Stegen 24 in waagerechter Richtung. Gleichzeitig sind die Schraubenschäfte 32 in den Schlitzen 26 in vertikaler Richtung beweglich. Dadurch ist sichergestellt, dass die Auflagefläche 21 (siehe 2) sämtliche Kräfte in vertikaler Richtung von dem Tragrahmen 5 über die Transportvorrichtung 15 in den Fuß 4 des Rotorblatts 2 einleitet. Die Schrauben 31 sind insoweit nicht belastet. Die Schrauben 31 sorgen dagegen lediglich für eine Fixierung des Rotorblatts 2 an der Transportvorrichtung 15 in waagerechter Richtung.
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Dadurch, dass die Schlitze 26 nach oben hin offen ausgebildet sind, kann das Rotorblatt 2 samt den Schrauben 31 und den Platten 33, ohne die Muttern 34 lösen zu müssen, bei abgenommenem oberen Rahmenteil 7 aus der Transportvorrichtung 15 ausgehoben werden. Genauso kann natürlich zu Beginn des Transportes das Rotorblatt 2 mitsamt den Platten 33 und Muttern 34 in die Transportvorrichtung 15 von oben vertikal eingesetzt werden.
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Um beim Transport zu verhindern, dass die Platten 33 außer Eingriff mit den Stegen 24 gelangen, kann nach Befestigung des oberen Rahmenteils 7 mittels der Schrauben 13 eine Adaptervorrichtung 35 zwischen einen oberen Rahmenabschnitt 36 des oberen Rahmenteils 7 und den Fuß 5 eingesetzt werden. Die Adaptervorrichtung 35 weist dabei nach unten offene Schlitze 37 zwischen Stegen 38 auf, mit welchen sie auf die Schraubenschäfte 32 der Schrauben 31 radial aufgeschoben ist. Muttern 41, welche an den Schraubenschäften 32 befestigt sind, sorgen dann für einen Formschluss in waagerechter Richtung mit der Adaptervorrichtung 35. Ferner kann die Adaptervorrichtung 35 formschlüssig, beispielsweise mittels einer Platte 42, an dem oberen Rahmenabschnitt 36 befestigt sein. Mittels Schrauben 43 kann die Adaptervorrichtung 35 in Umfangsrichtung bezogen auf die Längsachse 3 positioniert werden.
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Sowohl die Adaptervorrichtung 35 als auch der zweite Halteabschnitt 16 können eine kammartige Gestalt aufweisen, wobei die Zähne den Stegen 24 bzw. 38 entsprechen.
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3 zeigt eine Ansicht III aus 1. Dabei zeigt 3 die Transportvorrichtung 15 nur teilweise. Der Tragrahmen 5 ist nicht dargestellt.
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Die Tragvorrichtung 15 weist beispielsweise zwei Containerecken 44 (in 3 ist nur die linksseitige Containerecke 44 gezeigt) auf. Über die Containerecken 44 ist die Transportvorrichtung 15 lösbar an dem Tragrahmen 5 mittels einer nicht gezeigten Verriegelungseinrichtung befestigt.
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Außerdem kann die Transportvorrichtung 15 Öffnungen 45 (auch hier ist wieder nur eine einzige Öffnung 45 gezeigt) aufweisen, um die Transportvorrichtung 15 mittels einer Gabel eines Gabelstaplers (nicht gezeigt) zu transportieren.
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Der Tragrahmen 5 kann wie in 1 dargestellt Ösen 46 aufweisen, um diesen samt des Rotorblatts 2 mittels eines Krans zu heben. Nach Entfernen des oberen Rahmenteils 7 kann das Rotorblatt 2 mit oder ohne die Transportvorrichtung 15 aus dem unteren Rahmenteil ausgehoben werden. Im ersteren Fall kann dann das Rotorblatt 2 samt der Transportvorrichtung 15 über deren Containerecken 44 beispielsweise auf einer Ladefläche eines Lastwagens (nicht dargestellt) abgesetzt werden. Über die Containerecken 44 kann dann die Transportvorrichtung 15 an der Ladefläche verriegelt werden.
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Obwohl die Erfindung vorliegend anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie darauf keineswegs beschränkt, sondern vielfältig modifizierbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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