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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kabelhalterung, insbesondere für Kabel im Turm einer Windenergieanlage.
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Bei Windenergieanlagen mit horizontaler Rotationsachse des Rotors ist es erforderlich, dass der Rotor und mit diesem eine den Rotor und den Generator der Windenergieanlage tragende Gondel aktiv im Wind ausgerichtet werden können. Dieses Ausrichten im Wind wird als Windnachführung oder Azimutverstellung bezeichnet. Hierzu ist die Gondel mittels eines Azimutlagers um eine vertikale Achse drehbar auf dem Turm gelagert und es sind ein oder mehrere Azimutantriebe vorhanden.
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Die von dem Generator der Windenergieanlage in der Gondel erzeugte elektrische Leistung wird häufig über Kabel aus der Gondel durch den Turm zum Boden geführt, wobei die Kabel drehfest einerseits an die Gondel, andererseits an den Turm bzw. das Innere der Turmwandung angebunden sind. Bei einer Verdrehung der Gondel tritt somit die Situation auf, dass ein Kabelende sich gemeinsam mit der Gondel dreht, während das andere Kabelende, das fest im Turm angebunden ist, sich nicht dreht. Hierdurch kommt es zu einer Torsion oder Verdrillung der Kabel.
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Aus
US 7,982,330 B1 ist eine Windenergieanlage mit einem Turm und einem auf dem Turm gelagerten Maschinenhaus bekannt geworden, bei der ein Kabel aus dem Maschinenhaus durch den Turm nach unten und über die Oberseite einer Kabeltrommel an die Innenseite des Turms geführt ist. Um die Drehbewegung der Kabel oberhalb der Kabeltrommel aufzunehmen, ist ein Kabelüberhang, ein sogenannter Kabelloop vorgesehen.
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Aus
WO 00/79660 A1 ist eine Leitungsorganisiervorrichtung bekannt, die einen scheibenförmigen Grundkörper besitzt, der aus einem verformbaren und flexiblen Kunststoffmaterial besteht. Der Grundkörper besitzt entlang seinem Umfang Ausnehmungen zur Aufnahme von Kabeln und Leitungen.
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Aus
DE 10 2011 076 940 A1 ist ein Turm für eine Windenergieanlage mit einer Kabelführung bekannt geworden. Die Kabel entspringen aus einem drehbar auf dem Turmkopf gelagerten Maschinenhaus und werden zunächst freihängend in der Turmmitte nach unten geführt. Die Kabel besitzen Kabelbündelungseinrichtungen, die einen mit Außentaschen für die zu bündelnden Kabel versehenen Ring aufweisen.
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Aus
DE 10 2011 076 941 A1 ist ein Turm für eine Windenergieanlage bekannt geworden, bei dem die über eine Kabelbündelungseinrichtung gebündelten Kabel aus der Turmmitte über eine Trommel verdrehfest an die Turmwand geführt sind. Die Kabelbündelungseinrichtung besitzt einzelne Taschen, in denen jeweils ein oder mehrere Kabel angeordnet sind.
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Aus
WO 2012/013346 A1 ist ein Befestigungssystem für Kabel, insbesondere bei Windkraftanlagen, bekannt geworden, bei dem ein an einer Tragstruktur festlegbarer Grundkörper Ausnehmungen zur Aufnahme der Kabel besitzt. Die Kabel werden in den Ausnehmungen über Haltekörper und ein Spannband gehalten.
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Aus
DE 10 2011 012 391 A1 ist ein Befestigungssystem für Kabel, insbesondere bei Windkraftanlagen, bekannt geworden, bei dem entlang dem Umfang einer Trägerstruktur angeordnete Kabelführungen über eine Spanneinrichtung verschlossen werden. In
DE 10 2010 032 687 A1 ist das bekannte Befestigungssystem als ein Vollkreis ausgebildet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kabelhalterung für Kabel und Leitungen, insbesondere in Windenergieanlagen, bereitzustellen, die mit einfachen Mitteln eine Beschädigung der Kabelisolierung vermeidet.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen Gegenstand mit dem Merkmal aus Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen bilden die Gegenstände der Unteransprüche.
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Die erfindungsgemäße Kabelhalterung ist vorgesehen und bestimmt für eine Mehrzahl von Kabeln, insbesondere für Kabel im Turm einer Windenergieanlage. Die Kabelhalterung weist einen scheibenförmigen, elastisch verformbaren Formkörper auf, in dem mindestens eine Kabeldurchführung von der Oberseite des Formkörpers zu dessen Unterseite vorgesehen ist und zu einer Außenfläche des Formkörpers hin eine Öffnung aufweist. Die Öffnung ist mittels einer Abdeckung verschließbar; die Abdeckung ist in einem Stück mit dem Formkörper ausgebildet. Über die Öffnung steht die Kabeldurchführung in dem scheibenförmigen Formkörper mit der Umgebung in Verbindung. Damit ist es nicht erforderlich, dass ein Kabel durch die Kabeldurchführung hindurch gezogen wird, sondern ein in der Kabeldurchführung anzuordnendes Kabel wird über die Öffnung in die Kabeldurchführung eingelegt, wobei selbstverständlich bei einem schweren oder gespannten Kabel auch der Formkörper so bewegt werden kann, dass das Kabel in die Kabeldurchführung gelangt. Über die mehreren Kabeldurchführungen in dem Formkörper werden die durch die Kabeldurchführungen geführten Kabel in einem vorgegebenen Abstand zueinander gehalten. Zudem wird aus den Kabeln ein gemeinsamer Kabelstrang gebildet. Die Abdeckung der Öffnung gewährleistet, dass die eingebrachten Kabel sicher in der Kabeldurchführung gehalten werden. Die elastische Verformbarkeit des Formkörpers verhindert zum einen, dass Kabelisolierungen durch Reibung an Kanten der Kabeldurchführung beschädigt werden, zum anderen kann die Abdeckung einstückig mit dem Formkörper ausgebildet werden, ist trotzdem beweglich und es kann auf zusätzliche mechanische Teile verzichtet werden. Dadurch wird der Aufbau der Kabelhalterung besonders einfach und robust.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Abdeckung durch eine Zunge in dem Formkörper gebildet. Die Zunge wird durch zwei Schlitze in dem Formkörper begrenzt. Die Abdeckung, die durch die Zunge gebildet wird, ist aufspreizbar, um einen Zugang zu der Kabeldurchführung zu erhalten.
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Der erste Schlitz verläuft, ausgehend von der Kabeldurchführung, bis zur Außenfläche des Formkörpers und schließt mit der Außenfläche einen spitzen Winkel ein. Wenn die Außenfläche gekrümmt verläuft, wie bei einem kreisförmigen Formkörper, befindet sich der spitze Winkel zwischen dem Schlitz und einer Tangente an der Außenfläche.
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Der zweite Schlitz verläuft, ausgehend von der Kabeldurchführung, nicht bis zur Außenfläche des Formkörpers, sondern er endet vorher in dem Formkörper. Das elastisch verformbare Material des Formkörpers, das zwischen dem Ende des Schlitzes und der Außenfläche stehen bleibt, bildet auf diese Weise ein Scharnier, wodurch die Zunge gehalten wird und zugleich aufspreizbar ist.
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Vorzugsweise weist der zweite Schlitz an seinem Ende im Formkörper eine Bohrung auf, die in ihrem Durchmesser größer ist als die Breite des Schlitzes. Dadurch wird eine Kerbwirkung verhindert, die beim Aufspreizen der Zunge zur Entstehung von Rissen in dem Formkörper führen könnte.
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Um die Zunge zu bilden, schließen die beiden Schlitze einen stumpfen Winkel miteinander ein.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung sind Befestigungsmittel vorgesehen, mit denen die Abdeckung an einem nicht beweglichen Teil des Formkörpers fixiert werden kann. Durch die Befestigungsmittel wird sichergestellt, dass die Kabeldurchführung bei eingeführtem Kabel auch verschlossen bleibt.
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Bevorzugt besteht die Kabeldurchführung aus mehreren, einander teilweise überlappenden Kreisbohrungen. Dadurch ist es möglich, mehrere (beispielsweise drei) Kabel durch eine gemeinsame Kabeldurchführung zu führen.
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In einer bevorzugten Weiterbildung ist der Formkörper kreisförmig und weist eine Vielzahl von Kabeldurchführungen auf, die entlang dem Umfang verteilt sind. So ist der Formkörper besonders geeignet, als Kabelhalterung für ein Kabelbündel mit kreisförmigem Querschnitt verwendet zu werden, wie dies in Windenergieanlagen vorhanden ist. Der Abstand zwischen den über den Umfang verteilten Kabeldurchführungen bildet den einzuhaltenden Mindestabstand zwischen den Kabeln.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist ein Spannband für den Formkörper vorgesehen, das auf dem Umfang des Formkörpers angeordnet ist. Dadurch ist sichergestellt, dass selbst im Fall eines Kurzschlusses die Kabel sicher in der Kabelhalterung gehalten werden, wenn infolge des Kurzschlussstroms erhebliche Kräfte auf die Kabel wirken. Weiterhin wird durch das Spannband über die Abdeckungen eine Haltekraft auf die Kabel ausgeübt, die durch die Kabeldurchführungen verlaufen und so die Kabelhalterung ohne zusätzliche Maßnahmen zuverlässig in ihrer Position gehalten.
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In einer Ausgestaltung besitzt der Formkörper eine zentrale Öffnung. Über die zentrale Öffnung kann Material am Formkörper eingespart werden, dieser wird leichter und lässt sich bei der Montage und Demontage besser handhaben.
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Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend im Detail beschrieben. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht der Kabelhalterung,
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2 eine Draufsicht auf die Kabelhalterung gemäß 1,
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3 eine perspektivische Ansicht einer Kabelhalterung mit Befestigungsmitteln und einem Spannband und
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4 eine Draufsicht auf die Kabelhalterung gemäß 3.
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Die 1 und 2 zeigen eine erfindungsgemäße Kabelhalterung 10, die aus einem ringförmigen Formkörper 12 mit einer zentralen kreisförmigen Öffnung 14 besteht. Über den Umfang des Formkörpers 12 verteilt befinden sich Kabeldurchführungen 16, die jeweils aus drei einander überlappenden kreisförmigen Bohrungen bestehen. Jede der Kabeldurchführungen 16 ist über einen Schlitz 18 mit der Peripherie des Formkörpers 12 verbunden. Der Öffnungsschlitz 18 verläuft in einem spitzen Winkel, bezogen auf die Außenfläche des Formkörpers 12; ein zweiter Schlitz 20 ist spiegelsymmetrisch, bezogen auf eine gedachte radial verlaufende Linie zu dem Öffnungsschlitz 18 vorgesehen. Der zweite Schlitz 20 mündet in dem Formkörper 12 mit einer Bohrung 22. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind acht Kabeldurchführungen 16 mit ihren jeweiligen Schlitzen 18, 20 gleichmäßig über den Umfang des Formkörpers 12 verteilt.
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Wie in 2 zu erkennen, sind die Kabeldurchführungen 16 jeweils symmetrisch zu einer gedachten Radiuslinie angeordnet. Zur besseren Verdeutlichung der Funktionsweise ist in 2 ein schraffiert dargestellter Bereich der Kabeldurchführung 160 dargestellt. Der schraffierte Bereich wird durch die Schlitze 180 und 200 begrenzt. Um den Zugang zu der Kabeldurchführung 160 freizugeben, kann der schraffierte Bereich als Zunge beiseite gebogen werden. Hierbei werden die Schlitze 180 und 200 geöffnet, bis der Zugang zur Kabeldurchführung 160 problemlos möglich ist.
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Die erfindungsgemäße Kabelhalterung kann aus verschiedensten Materialien hergestellt werden. Bevorzugt wird ein Synthese-Kautschuk, wie beispielsweise EPDM (Ethylen-Propylen-Dien) verwendet, da dessen Oberfläche mit einem ausreichend großen Haftreibungskoeffizienten hergestellt werden kann, um einen guten Sitz auf den Kabeln zu sichern. Der Reibschluss zwischen der Kabelhalterung und dem Kabel ist auch notwendig, damit die Kabelhalterung sich selbsttätig auf den Kabeln hält, ohne dass weitere zusätzliche Befestigungsmittel an den Kabeln vorgesehen werden müssen. Die Verwendung von EPDM schafft aufgrund der Weichheit des verwendeten Materials zusätzlich den Vorteil, dass der Formkörper hinreichend weich ist, so dass keine mechanischen Beschädigungen der Isolierung der Kabel auftreten können.
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Die 3 und 4 zeigen eine Ausgestaltung der Kabelhalterung, die im Wesentlichen der Ausgestaltung aus 1 und 2 entspricht. Gegenüber der Ausführungsform aus den 1 und 2 kommt hier ein Spannband 24 hinzu, das den Formkörper 12 umgibt und über eine Schraubenverbindung 26 verschlossen werden kann. Über die Schraube 26 sind die Enden 28 des Spannbandes 24 miteinander verbunden und können so verspannt werden. Bei der als Spannband bezeichneten Einfassung kann es sich auch um eine Bandschlinge, ein Klettband, ein Kabelband, eine metallische Schelle oder Spange handeln.
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Zusätzlich oder alternativ können auf dem Formkörper 12 Befestigungsstifte 30, 32 vorgesehen sein, die durch zusätzliche Bohrungen oder durch die vorhandenen Bohrungen 22 gesteckt werden und beispielsweise über Ösen oder elastische Bänder 34 miteinander verbunden sind. Durch diesen Aufbau kann zusätzlich und unabhängig von dem Spannband sichergestellt werden, dass die Öffnungsschlitze 18 nicht versehentlich geöffnet werden.
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4 zeigt die Kabelhalterung aus 3 in einer Draufsicht, wobei deutlich wird, dass die Befestigungsstifte 32 jeweils in der Bohrung am Grund des zweiten Schlitzes 20 angeordnet sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- US 7982330 B1 [0004]
- WO 00/79660 A1 [0005]
- DE 102011076940 A1 [0006]
- DE 102011076941 A1 [0007]
- WO 2012/013346 A1 [0008]
- DE 102011012391 A1 [0009]
- DE 102010032687 A1 [0009]
