DE29819391U1

DE29819391U1 - Vorrichtung zur Durchführung von Reparatur- und Serviceleistungen insbesondere an Rotorblättern von Windkraftanlagen

Info

Publication number: DE29819391U1
Application number: DE29819391U
Authority: DE
Original assignee: ROBL KLAUS A; SIEBERT ANTONIUS J
Current assignee: Mersch Markus De; Robl Klaus A De; Siebert Antonius J De
Priority date: 1998-09-22
Filing date: 1998-10-30
Publication date: 1999-02-11
Anticipated expiration: 2008-10-31

Description

PATENT- UND RECHTSANWÄLTE MEINKE₁ DABRINGHAUS UND PARTNER GbR

ZUGELASSEN BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT UND GEMEINSCHAFTSMARKENAMT EUROPEAN PATENT AND TRADEMARK ATTORNEYS*

PATENTANWÄLTE*

JULIUS MEINKE, dipl-inq. WALTER DABRINGHAUS, dipl-ing. JOCHEN MEINKE, dipl-ing.

RECHTSANWALT

THOMAS MEINKE

WESTENHELLWEG 44137 DORTMUND

TELEFON (0231) 14 50 TELEFAX (0231) 14 76

POSTFACH 10 46 45

44046 DORTMUND, 2 9 . Okt. 1998

DRESDNER BANK AG DTMD, Kto.-Nr. 1 148 047 (BLZ 440 800 50) POSTBANK DORTMUND, Kto.-Nr. 542 02-463 (BLZ 440 100 46)

AKTEN-NR. 2/14212 D/S

Anmelder: 1. Antonius Siebert, Bahnhofstraße 14, 59521 Möhnesee 2. Klaus Robl. Heppen 27. 59505 Bad Sassendorf

"Vorrichtung zur Durchführung von Reparatur- und Serviceleistungen insbesondere an
Rotorblättern von Windkraftanlaaen"

Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zur Durchführung von Reparatur- und Serviceleistungen an der Witterung ausgesetzten Objekten aus faserverstärktem Kunststoff, Aluminium oder dgl., insbesondere zur Instandhaltung und Wartung von Rotorblättern von Windkraftanlagen.

Bei Reparaturen an Oberflächen an nichtmetallischen Werkstoffen müssen in der Regel besondere Bedingungen eingehalten werden. So gibt beispielsweise der "Germanische Lloyd" Richtlinien heraus, die derartige Reparaturen von Bauteilen betreffen.

Um allen diesen Besonderheiten gerecht werden zu können, ist es bekannt, beispielsweise bei der Reparatur von Rotorblättern an Windkraftanlagen die Rotorblätter zu demontieren und in eine Werkshalle zu transportieren, um dort die äußeren Bedingungen so zu gestalten, daß die Normen und Anregungen des "Germanischen Lloyds" eingehalten werden. Der damit verbundene Aufwand ist beträchtlich, die Stillstandszeiten der Windkraftanlagen vergleichsweise hoch, so daß man bemüht ist, wenn irgendmöglich, diese Instandshaltungs- und Wartungsanlagen vor Ort unmittelbar am Rotor vorzunehmen.

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Es sind daher Reparaturbühnen bekannt, die z.B. über Winden am Mast einer Windkraftanlage gehoben und gesenkt werden
können und dabei offen ein Rotorblatt umgeben. Eine solche Anlage ist in der DE-43 39 638-Al beschrieben. Eine ähnliche Anlage zeigt das DE-296 03 278-Ul, das sich dadurch
auszeichnet, daß die Aufhängevorrichtung an der Wurzel der beiden nach oben weisenden Rotorblätter befestigt wird,
wenn das dritte Rotorblatt gewartet wird, was voraussetzt, daß eine Windkraftanlage dreiblättrig ausgebildet ist.

Der diesen Arbeitsbühnen gemeinsame Nachteil besteht insbesondere darin, daß sie lediglich bei schönem Wetter eingesetzt werden können, da sonst die vom "Germanischen Lloyd" vorgeschriebenen Parameter nicht eingehalten werden können.

Hier setzt die Aufgabe der Erfindung ein, die darin besteht,
eine Vorrichtung zu schaffen, die Wartungs- und Reparaturarbeiten an derartigen Objekten praktisch bei jedem Wetter möglich macht.

Mit einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art wird
diese Aufgabe durch eine Bereiche des Rotorblattes aufnehmende Arbeitskabine mit Dichteinrichtungen zum Abdichten
der Arbeitskabine gegenüber den am Standort herrschenden
Umgebungsbedingungen gelöst.

Bei einer derartigen Arbeitskabine, die einen Teil des Rotorblattes umgibt, lassen sich alle notwendigen Parameter einstellen, die für die durchzuführenden Arbeiten notwendig sind. So kann, um nur ein Beispiel zu nennen, die Temperatur eingestellt werden, die Luftfeuchtigkeit u. dgl.

Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Besonders zweckmäßig ist dabei, wenn die Arbeitskabine im wesentlichen querschnittlich U-förmig ausgebildet ist mit einem in Aufsicht U-förmigen Lauf- und Arbeitsdeck sowie einer Absperrung des offenen Bereiches zwischen den freien U-Schenkeln der Arbeitskabine.

Die Vorrichtung kann selbstverständlich auch mit einer Hubeinrichtung ausgerüstet sein, etwa mit Winden, wie im Stand der Technik vorbeschrieben, oder mit Auslegerarmen eines Hubsteigers od. dgl. Da das Rotorblatt die Kabine durchsetzt, weist diese auch im Boden und in der Decke Dichtelemente auf, wobei zweckmäßig diese Dichtelemente von einer Mehrzahl von aus einer Ruhestellung in eine Dichtstellung verfahrbaren Stößeln gebildet werden. Dabei kann es zweckmäßig sein, die gemeinsamen Stößelenden mit einem aufblasbaren Schlauchkörper auszurüsten, um eine besonders gute Abdichtung gegenüber der Umwelt zu ermöglichen. Die Betätigung dieser Dichtstößel kann pneumatisch, hydraulisch, magnetisch oder elektrisch erfolgen.

Vorteilhaft ist es, wenn die Arbeitskabine mit einer Klimatisierungsanlage insbesondere zum Heizen und Be- und Entlüften ausgerüstet ist, wie dies in weiterer Ausgestaltung der Erfindung ebenfalls vorgesehen sein kann.

Eine Besonderheit der Arbeitskabine kann darüber hinaus darin bestehen, daß diese mit einer Greifeinrichtung zum Fixieren eines Rotorblattes ausgerüstet ist, um in der Kabine ein Rotorblatt demontieren zu können und es zusammen mit der Kabine dann auf den Boden absenken zu können.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung kann darin bestehen, daß die Arbeitskabine als Slipwagen zur Fixierung, Förderung und Längsdrehung eines Rotorblattes ausgestaltet ist. Mit dieser Gestaltung ist es möglich, zunächst ein Rotorblatt zu demontieren, wobei es von der Arbeitskabine gehalten wird. Dabei können Fördereinrichtungen vorgesehen sein, die bei demontiertem und vom Masten der Windkraftanlage entfernten Rotorblatt dieses in der Arbeitskabine so verschiebt, daß etwa ein mittiger Schwerpunkt des Gesamtsystemes erreicht wird. Das Hubelement der Arbeitskabine senkt diese dann in Richtung auf den Boden und setzt die Arbeitskabine so ab, daß sie als Slipwagen einsetzbar ist.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aufgrund der nachfolgenden Beschreibung sowie

anhand der Zeichnung. Diese zeigt in stark vereinfachter Darstellung in

Fig. 1 eine erfindungsgemaße Vorrichtung in Arbeitsposition in der Seitenansicht,

Fig. 2 eine Arbeitskabine in Aufsicht im geöffneten Zustand,

Fig. 3 eine Arbeitskabine in Aufsicht im geschlossenen Zustand,

Fig. 4 eine Arbeitskabine im Schnitt IV-IV gemäß Fig. 2 sowie in

Fig. 5 eine Arbeitskabine im Schnitt V-V gemäß Fig. 3.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Wartung von Windkraftanlagen 1 in Arbeitsposition einer Windkraftanlage 2. Die Windkraftanlage 2 umfaßt einen Tragmast 3, in dessen oberem Bereich ein Rotor 4 angeordnet ist. Dieser weist drei Rotorblätter 5, die an einer Nabe 6 befestigt sind, auf. Die Nabe 6 ist zugleich Drehachse des Rotors 4 und in bekannter Weise beispielsweise mittels eines hier nicht dargestellten Übersetzungsgetriebes mit einem ebenso nicht dargestellten

Generator verbunden. Der Abtrieb der Nabe 6 ist in bekannter Weise so ausgelegt, daß sich diese in mehreren Stellungen arretieren läßt, so daß zum Beispiel eine Demontage der Rotorblätter 5 durchführbar ist.

Die Vorrichtung zur Wartung von Windkraftanlagen 1 umfaßt eine Arbeitskabine 7, die mittels eines Hubarmes 8 mit einem Fahrzeug 9 verbunden ist. Das Fahrzeug 9 kann als selbständiger Lkw oder beispielsweise als Anhänger mit Hilfsaggregaten ausgeführt sein. Der Hubarm 8 umfaßt mehrere Armsegmente 10, die mittels Gelenken 11 miteinander verbunden sind. In der hier dargestellten Ausführungsform werden drei Armsegmente 10 verwendet, die Anzahl der Armsegmente 10 ist aber prinzipiell beliebig veränderbar. Die Armsegmete selbst können als Teleskoparme ausgebildet sein, so daß sich die maximal erreichbare Arbeitshöhe der Arbeitskabine 7 vergrößern läßt. Die Gelenke 11 können beispielsweise mittels Hydraulikzylinder bewegt werden.

Fig. 2 zeigt die Arbeitskabine 7 in der Ansicht von oben in einer ersten Konfiguration. Diese umfaßt eine Querwand 12, die an einem Armsegment 10 starr befestigt ist. An der dem Armsegment 10 abgewandten Seite der Querwand 12 ist beidseitig jeweils eine Längswand 13 angeordnet. An ihrer Ober- und Unterseite, vgl. Fig. 4, wird die Arbeitskabine von je einer U-förmig ausgeschnittenen Bodenplatte 14 sowie einer

Dachplatte 15 abgedeckt. Die Arbeitskabine 7 verfügt damit über einen nutartigen Ausschnitt 16, in den ein Rotorblatt 5 einbringbar ist. Bei festgelegtem Rotor 4 läßt sich das Rotorblatt 5 durch Bewegen der Arbeitskabine 7 mit Hilfe des Hubarmes 8 in die Arbeitsposition gemäß Fig. 2 bringen.

Sowohl im Bereich der Bodenplatte 14 als auch im Bereich der Dachplatte 15 verfügt die Arbeitskabine 7 über einen beiderseits des U-förmigen Ausschnittes angebrachten Schlauchkörper 17. Dieser kann aufgeblasen und mit Hilfe von Stößeln 18 auf die Oberfläche des Rotorblattes 5 gedrückt werden, vgl. Fig. 3. Die Stößel 18 können zum Beispiel hydraulisch oder per Luftdruck bewegt werden. Die Stößel 18 sind dazu beweglich in der Bodenplatte 14 bzw. Dachplatte 15 angeordnet. Alternativ zu einzelnen Stößeln 18 könnten hier auch größere Plattensegmente verwendet werden.

Fig. 3 zeigt in der Schließlage die Dichtungen mit angelegtem Schlauchkörper 17 am Rotorblatt 5. Eine an der dem Armsegment 10 abgewandten Seite der Arbeitskabine 7 angeordnete Schiebetür 19 dichtet dabei die Arbeitskabine 7 nach außen hin ab. In dieser Konfiguration ist die Arbeitskabine 7 nach außen hin weitgehend abgedichtet, so daß sich Arbeiten an dem umschlossenen Teil des Rotorblattes 5 ohne Witterungseinflüsse von außen durchführen lassen.

Fig. 4 zeigt die erste Konfiguration der Arbeitskabine 7 gemäß Fig. 2 im Schnitt gemäß IV-IV. Entsprechend zeigt Fig. 5 die Arbeitskabine 7 in der zweiten Konfiguration entsprechend Fig. 3 im Schnitt V-V. Die beiden Figuren verdeutlichen, daß das Rotorblatt 5 auch in einer Position, die deutlich von der Senkrechten abweicht, in dem Ausschnitt 16 der Arbeitskabine 7 festgelegt werden kann.

Im folgenden wird ein Verfahren zur Wartung von Windkraftanlagen mit Hilfe der zuvor beschriebenen Vorrichtung dargestellt. In der ersten Konfiguration gemäß Fig. 2 bzw. Fig. 4 wird die Arbeitskabine 7 mit Hilfe des Hubarmes 8 in eine derartige Position gebracht, daß das in etwa in einer senkrecht nach unten zeigenden Stellung arretierte Rotorblatt im Ausschnitt 16 zu liegen kommt. Der Schlauchkörper 17 wird sodann mit Hilfe der Stößel 18 auf die Oberfläche des Rotorblattes 5 gepreßt, so daß der Innenraum der Arbeitskabine 7 weitgehend gegenüber der Umgebung abgedichtet ist. Wartungsarbeiten an dem Rotorblatt 5 können nun unabhängig von der Witterung innerhalb der Arbeitskabine 7 durchgeführt werden.

Die Arbeitskabine 7 kann zudem mit Absaugeinrichtungen versehen ein, so daß zum Beispiel Sandstrahl- oder Schleifarbeiten ohne Beeinträchtigung der Umwelt möglich sind. Sobald ein Segment eines Rotorblattes 5 bearbeitet ist, wird

der Schlauchkörper 17 von der Oberfläche des Rotorblattes gelöst, so daß die Arbeitskabine 7 wieder in eine Konfiguration gemäß Fig. 2 bzw. gemäß Fig. 4 überführt wird. In dieser Konfiguration ist die Arbeitskabine 7 entlang des Rotorblattes 5 verfahrbar und kann in eine neue Position gebracht werden.

Durch Andrücken des Schlauchkörpers 17 an die Oberfläche des Rotorblattes 5 kann an der gewünschten neuen Position wiederum ein geschlossener Arbeitsraum hergestellt werden. Auf diese Weise kann nach und nach das gesamte Rotorblatt mit der Arbeitskabine 7 abgedeckt werden. Durch Drehen des Rotors 4 und erneutes Arretieren können auch die anderen Rotorblätter 5 entsprechend bearbeitet werden.

Nicht näher dargestellt ist die Möglichkeit, die Arbeitskabine 7 mit einer Greifeinrichtung auszustatten, die es erlaubt, ein demontiertes Rotorblatt 5 zu fixieren, um es mit der Hubeinrichtung 8 am Boden niederlegen zu können. Dabei kann die Arbeitskabine 7 als sogenannter Slipwagen ausgestaltet sein, etwa mit an der Rückwand befestigten Laufrädern, so daß das demontierte Rotorblatt mittels der Arbeitskabine zu einer Werkshalle od. dgl. gefördert werden kann.

Claims

Ansprüche;

1. Vorrichtung zur Durchführung von Reparatur- und Serviceleistungen an der Witterung ausgesetzten Objekten aus faserverstärktem Kunststoff, Aluminium od. dgl., insbesondere zur Instandhaltung und Wartung von Rotorblättern von Windkraftanlagen ,

gekennzeichnet durch

eine Bereiche des Rotorblattes (5) aufnehmende Arbeitskabine (7) mit Dichteinrichtungen (17-19) zum Abdichten der Arbeitskabine (7) gegenüber den am Standort herrschenden Umgebungsbedingungen .

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Arbeitskabine (7) im wesentlichen querschnittlich U-förmig ausgebildet ist mit einem in Aufsicht U-förmigen Lauf- und Arbeitsdeck sowie einer Absperrung (19) des offenen Bereiches zwischen den freien U-Schenkeln der Arbeitskabine .

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
gekennzeichnet durch

eine Hubeinrichtung (8) zur Führung der Arbeitskabine (7) über die Länge eines Rotorblattes (5).

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4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden- und Dachbereich (14,15) der Arbeitskabine (7) in einer Mehrzahl von aus einer Ruhestellung und einer Dichtstellung verfahrbaren Stößeln (18) versehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vorderen freien Enden aller benachbarten Stößel (18) mit einem gemeinsamen aufblasbaren Schlauchkörper (17) ausgerüstet sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigung der Dichtstößel (18) pneumatisch, hydraulisch, magnetisch oder elektrisch erfolgt.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitskabine (7) mit einer Klimatisierungsanlage insbesondere zum Heizen und Be- und Entlüften ausgerüstet ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskabine (7) mit Hubeinrichtung eine Greifeinrichtung zum Fixieren eines Rotorblattes zugeordnet ist.

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9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die Arbeitskabine (7) mit Hubeinrichtung (8) als Aufbau eines Fahrzeuges (9) ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die Arbeitskabine (7) als Slipwagen zur Fixierung, Förderung und Längsdrehung eines Rotorblattes (5) ausgestaltet ist.