DE4119466A1 - Aus- und einfahrbares turmbauwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein aus- und einfahrbares Turmbauwerk mit einer Mehrzahl von Turmelementen, mit zumindest einer Hubvorrich­ tung, zumindest einem Turmelementemagazin und zumindest einer Einrichtung zum Einführen der Turmelemente in die Hubvorrichtung, wobei die einzelnen Turmelemente einerseits zu einem statisch und stabilitätsmäßig einheitlichen Turmelementeverbund verbindbar sowie andererseits in einem Magazin abstellbar sind und wobei das zuerst aus dem Turmelementemagazin herausgeführte und in die Hubvorrich­ tung eingeführte Turmelement ein oberes Abschlußelement bildet, das Ausfahren des Turmbauwerks durch Einführen weiterer Turmelemente und Heben des Turmelementeverbundes erfolgt und das zuletzt einge­ führte Turmelement ein basisseitiges Abschlußelement bildet.

Ein solches aus- und einfahrbares Turmbauwerk ist aus der Litera­ turstelle CH 4 31 917 bekannt. Gemäß dieser Literaturstelle besteht der Turmelementeverbund aus einer Mehrzahl von rohr- und stangen­ förmigen Turmelementen, welche an ihren beiden Enden jeweils komplementäre Formschlußverbindungselemente aufweisen. Das Ausfah­ ren des Turmbauwerks erfolgt durch Aneinanderfügen der rohr- und stangenförmigen Turmelemente. Das Turmbauwerk weist zum Zwecke des Ein- und Ausfahrens ferner eine Hubvorrichtung, ein einzelnes Turmelementemagazin und eine einzelne Einrichtung zum Einführen der Turmelemente in die Hubvorrichtung auf. Die Hubbewegung wird durch einen koaxial zur Turmachse und unterhalb der Turmbasis angeord­ neten Hubzylinder bewirkt. Dabei wird der Turmelementeverbund von seitlich stützend wirkenden Rollenlagern in vertikaler Richtung ge­ führt. Mit der insofern bekannten Vorrichtung lassen sich zwar Maste, jedoch keine größeren Turmbauwerke errichten, welche unter Umstän­ den zudem schwere Lasten auf der Turmspitze tragen sollen, da in Abhängigkeit von den Erfordernissen bezüglich Ausfahrhöhe, Biege­ festigkeit, Tragfähigkeit, sowie statischer Stabilität im Bereich der Turmbauwerkbasis ein Mindestdurchmesser der Turmelemente bestimmt ist. Mit zunehmendem Durchmesser werden die Turmelemente jedoch schwer, sperrig und somit unhandlich. Insbesondere die erforderliche Anpassung des Turmelementemagazins und der Einrichtung zum Ein­ führen der Turmelemente in die Hubvorrichtung an die erforderliche Größe bzw. das Gewicht der Turmelemente erreicht bald unpraktikable und unwirtschaftliche Maße.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein aus- und einfahr­ bares Turmbauwerk mit einer Mehrzahl von Turmelementen zu schaf­ fen, das keinen besonderen Beschränkungen hinsichtlich der Dimen­ sionen des Turmelementeverbundes unterworfen ist, allen Anforderun­ gen hinsichtlich statischer und dynamischer Stabilität genügt und schwere Lasten tragen kann, dessen Elemente jedoch handhabbar und lagerbar sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß das aus- und einfahrbare Turmbauwerk eine Mehrzahl von Turmelementen, welche zu einer Schraubenwendelfläche aneinander anreihbar sind, deren einzelne Windungen mit Hilfe von an den oberen und unteren Kanten der Turmelemente als integrale Bausteine ausgebildeten Abstützbautei­ len und Formschlußverbindungen vereinigbar sind, zumindest eine Hubvorrichtung, zumindest ein Turmelementemagazin und zumindest eine Einrichtung zum Einführen der Turmelemente in die Hubvorrich­ tung aufweist, wobei die einzelnen Turmelemente einerseits zu einem statisch und stabilitätsmäßig einheitlichen Turmelementeverbund ver­ bindbar sowie andererseits in einem Magazin abstellbar sind, und wobei das zuerst aus dem Turmelementemagazin herausgeführte und in die Hubvorrichtung eingeführte Turmelement ein oberes Abschluß­ element bildet, das Ausfahren des Turmbauwerks durch Einführen weiterer Turmelemente und Heben des Turmelementeverbundes erfolgt und das zuletzt eingeführte Turmelement ein basisseitiges Abschluß­ element bildet. - Der Begriff Turmbauwerk im Sinne der Erfindung umfaßt langgestreckte Bauwerke verschiedenster Abmessungen, welche vertikal vom Erdboden aufragen, also beispielsweise auch Maste. Aus- und einfahrbar bedeutet, daß das Turmbauwerk ohne besondere weitere Maßnahmen reversibel in Richtung der vertikalen Längser­ streckung errichtet bzw. abgebaut werden kann. Aus- und einfahr­ bare Turmbauwerke werden beispielsweise vorteilhaft eingesetzt, wenn das Turmbauwerk nur in periodischen Zeitabständen benötigt wird, oder wenn eine variable Turmbauwerkhöhe erforderlich ist.

Es versteht sich, daß oberhalb des oberen Abschlußelementes eine Last angeordnet sein kann. Lediglich als Beispiel für eine Last sei ein windkraftgetriebener elektrischer Generator genannt. Es versteht sich weiterhin, daß beim Ausfahren des Turmbauwerks eine Last vor dem oberen Abschlußelement in die Hubvorrichtung eingeführt wird, und daß die Unterseite der Last der obersten Windung der Schrau­ benwendelfläche angepaßt und mit dieser verbindbar ist.

Die Erfindung nutzt die Erkenntnis, daß ein Turmbauwerk durch Zusammenfügen einer Mehrzahl von Turmelementen errichtet werden kann, welche einerseits als Turmelementeverbund eine näherungsweise zylinderförmige Mantelfläche auch mit besonders großen Abmessungen bilden und welche andererseits einzeln leicht handhabbar und lager­ bar sind, indem die Anreihung der Turmelemente zu einer Schrauben­ wendelfläche, deren einzelne Windungen vereinigbar sind, erfolgt. Eine solche Anordnung der Turmelemente ermöglicht ein zumindest quasi-kontinuierliches Ein- und Ausfahren des Turmbauwerks.

Aus der Literaturstelle US-PS 34 51 182 ist eine zusammenschiebbare und ausfahrbare Stange bekannt, die durch eine Schraubenwendel­ fläche gebildet ist. Die Schraubenwendelfläche besteht aus einem einzigen, flexiblen Bauteil. Zum Aufbau eines Turmbauwerks ist eine Schraubenwendelfläche aus einem einzigen Bauteil nicht geeignet, da das Bauteil aufgrund geometrischer Zwänge eine Länge aufweisen muß, welche ein Vielfaches der Höhe eines Turmbauwerks beträgt. Ferner mangelt es einer solchen Konstruktion an axialer Belastbarkeit und Lasten können daher nicht sicher getragen werden.

Es ist hinsichtlich der Stabilität des Turmelementeverbundes vorteil­ haft, wenn die oberen und unteren Kanten der Turmelemente in Längsrichtung der Schraubenwendelfläche gegeneinander versetzt sind. Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn mittels der Formschlußverbindungen jeweils drei Turmelemente benachbarter Windungen der Schrauben­ wendelfläche schubfest verbunden sind. Hierdurch werden auftretende Schub- und/oder Scherkräfte, welche in Richtung der Schraubenwen­ delfläche wirken, weitgehend gleichmäßig innerhalb des Turmelemen­ teverbundes verteilt.

In einer einfachen Ausführung des erfindungsgemäßen Turmbauwerks sind die einzelnen Windungen der Schraubenwendelfläche lediglich durch ihre Gewichtskraft aufeinander abgestützt. Eine demgegenüber erhöhte Stabilität des Turmbauwerks bezüglich seitlich am Turmbau­ werk angreifenden Druck- oder Zugkräften läßt sich dadurch errei­ chen, daß die einzelnen Windungen der Schraubenwendelfläche zu­ sätzlich durch lösbare Sperrverbindungen mit der jeweils darüber bzw. darunter liegenden Windung zugfest verbindbar sind. Durch die Sperrverbindungen wird beispielsweise vermieden, daß sehr star­ ker Wind die Formschlußverbindungen benachbarter Windungen der Schraubenwendelfläche löst. Vorteilhafterweise weist jedes Turmelement zumindest eine Sperrverbindung auf. Eine besonders geeignete zug­ feste Verbindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrverbin­ dung einen bezüglich der Schraubenwendelfläche innenliegenden Schwenkhebel mit zumindest zwei Schenkeln aufweist, dessen Schwenk­ achse senkrecht an einem ersten Turmelement angeordnet ist, daß ein Schenkel des Schwenkhebels im Bereich seines Schenkelendes einen nach außen weisenden Zapfen aufweist, welcher durch Schwenkung des Schwenkhebels in eine zugeordnete Ausnehmung eines darüber­ liegenden zweiten Turmelements in Eingriff kommt, und daß der zwei­ te Schenkel des Schwenkhebels einen Schlitz aufweist, welcher mit einem an einem dritten Turmelement, welches dem ersten Turmelement nachgereiht ist, angeordneten Stift in Eingriff kommt, wobei der Schwenkhebel beim Einsetzen des dritten Turmelements in den Turm­ elementeverbund in eine das erste und das zweite Turmelement zug­ fest verbindende Verriegelungsposition schwenkbar ist und beim Ent­ fernen des dritten Turmelements in eine Entriegelungsposition schwenkbar ist. In dieser Ausführungsform der Erfindung erfolgt die zugfeste Verbindung bzw. die Lösung der Verbindung automatisch mit dem Einfügen bzw. Entfernen von Turmelementen in/aus dem Turmelementeverbund.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Turmelemente Manipulier-Ausnehmungen oder -Be­ schläge aufweisen, mit welchen Lagerarme, Manipulierarme und Hub­ arme in Eingriff bringbar sind. Besonders einfach herstellbare Turmelemente sind dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützbauteile als verstärkte Kanten mit ebenen Stirnflächen ausgebildet sind und/oder daß die Formschlußverbindungen als an den Stirnflächen der Abstützbauteile angeordnete zylindrische Stifte und Bohrungen ausgebildet sind.

Von Vorteil ist es, wenn die Hubvorrichtung innerhalb der Wandung des Turmelementeverbundes angeordnet ist, da dadurch eine besonders kompakte Einrichtung geschaffen ist.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Turmbauwerks ist dadurch gekennzeichnet, daß die Hubvorrichtung einen koaxial zur Turmachse angeordneten Stator mit radial nach außen weisenden und axial verschieblichen Trägern besitzt, welche jeweils mit zumindest einem in radialer Richtung verschieblichen Hubarm ausgestattet sind, und einen Rotor mit Steuerflächen aufweist, welche mit den Trägern und den Hubarmen in Funktionskontakt stehen, wobei die Zahl der Träger zumindest gleich der Zahl der Turmelemente ist, durch welche eine volle Windung der Schrauben­ wendelfläche gebildet ist, wobei die Träger bezüglich des Turmele­ menteverbundumfangs gleichmäßig verteilt sind und wobei die Steuer­ flächen nach der Maßgabe ausgebildet sind, daß bei Rotation des Rotors in periodischer Aufeinanderfolge ein Turmelement von einem Hubarm von außerhalb des Turmelementeverbundes in radialer Rich­ tung eingeholt und zum Fluchten mit dem Turmelementeverbund gebracht wird, das Turmelement dann in einer ersten Hubphase in den Turmelementeverbund eingeführt wird und danach der gesamte Turmelementeverbund in einer zweiten Hubphase ausgefahren wird. Ein solches Turmbauwerk zeichnet sich durch einen automatisierbaren Betrieb des Ein- und Ausfahrvorgangs aus. Zum Ausfahren des Turm­ bauwerks ist es lediglich notwendig, einen geeigneten Antrieb für den Rotor, beispielsweise einen Elektromotor, mit den üblichen hand­ werklichen Maßnahmen anzuschließen. Das Einfahren des Turmbau­ werks kann unter Umständen ohne zusätzlichen Antrieb, lediglich unter Wirkung der Gewichtskraft des Turmelementeverbundes erfolgen. Es versteht sich, daß erforderlichenfalls eine Bremse für das Ein­ fahren des Turmbauwerks und/oder eine Verriegelung der Position des Turmelementeverbundes vorgesehen werden kann. Mittels der Hub­ vorrichtung gemäß dieser Ausführungsform kann das Turmbauwerk stetig bzw. kontinuierlich und mit wählbarer Geschwindigkeit aus­ und eingefahren werden, wodurch auf besonders vorteilhafte Weise die Anordnung der Turmelemente zu einer Schraubenwendelfläche ge­ nutzt ist.

Ein eventuell problematisches Umsetzen eines Trägers in vertikaler Richtung um die Breite der Schraubenwendelfläche am Ende eines Umgangs des Rotors wird vermieden, wenn die Zahl der Träger der Hubvorrichtung doppelt so groß wie die Zahl der Turmelemente einer Windung ist und wenn jeweils zwei Träger ein Trägerpaar bilden, welchen Steuerflächenpaare am Rotor zugeordnet sind, wobei die ein­ zelnen Steuerflächen der Steuerflächenpaare gegeneinander bezüglich der Rotationsachse verdreht sind nach der Maßgabe, daß das Ein­ holen eines Turmelements und die erste Hubphase einerseits sowie die zweite Hubphase andererseits wechselweise durch ein Trägerpaar erfolgt. Dabei überschneiden sich zumindest die zweiten Hubphasen der Träger eines Trägerpaars während eines Umgangs des Rotors, so daß jederzeit die neu eingefügten Turmelemente gestützt sind.

Vorteilhafterweise ist jedem Träger bzw. Trägerpaar ein Turmelemen­ temagazin und eine Einrichtung zum Einführen der Turmelemente in die Hubvorrichtung zugeordnet.

Eine besonders raumsparende Lagerung der einzelnen Turmelemente ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Turmelementemagazin zumindest einen Lagerarm aufweist, an dem eine Mehrzahl von Turmelementen senkrecht und ineinander angeordnet mit nach außen weisender konvexer Seite und nach innen weisender konkaver Seite lagerbar sind.

Eine weiterhin besonders vorteilhafte Ausführungsform des erfindungs­ gemäßen Turmbauwerks ist dadurch gekennzeichnet, daß die Einrich­ tung zum Einführen der Turmelemente in die Hubvorrichtung zwei Manipulierarmsätze aufweist, welche radial und axial bezüglich der Turmelementeverbundachse verschieblich sind und daß der Rotor Steuerflächen aufweist, welche in Funktionskontakt mit den Manipu­ lierarmsätzen stehen und nach der Maßgabe ausgebildet sind, daß die Turmelemente durch wechselweise axiale und/oder radiale Ver­ schiebung der Manipulierarmsätze sukzessive von dem Turmelemente­ magazin in radialer Richtung zur Hubvorrichtung hin bewegt werden und unter Berücksichtigung der Hubvorrichtungssteuerflächen an die Hubvorrichtung übergeben werden. In dieser Ausführungsform kann ein vollautomatisch aus- und einfahrendes Turmbauwerk gebildet werden, dessen Betrieb lediglich einen entsprechenden Steuerbefehl von einer Bedienungsperson oder einer Steuereinrichtung benötigt. Beispielsweise kann in Verbindung mit einem Instrument zur Messung der Windgeschwindigkeit das Turmbauwerk automatisch eingefahren werden, wenn die Windgeschwindigkeit einen bestimmten Grenzwert überschreitet.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Aus­ führungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen aus- und einfahrbaren Turmbauwerks,

Fig. 2 eine Aufsicht des Gegenstandes der Fig. 1,

Fig. 3 eine Detailansicht des Turmelementeverbundes und

Fig. 4 eine Teilansicht der Hubvorrichtung.

Der Fig. 1 entnimmt man ein aus- und einfahrbares Turmbauwerk 1 mit einer Mehrzahl von Turmelementen 2, welche zu einer Schrau­ benwendelfläche aneinander gereiht sind und deren einzelnen Windun­ gen vereinigt sind. Zur Vereinfachung wurden die seitlichen Turm­ elemente 2 nicht in schräger Projektion gezeichnet. Im Inneren des Turmelementeverbundes ist eine Hubvorrichtung 3 mit einem Stator 4 und einem Rotor 5 angedeutet. An dem Stator 4 axial verschieblich gelagert erkennt man zwei Träger 6, deren axiale Positionen von Steuerflächen des Rotors 5 bestimmt sind. Die Träger 6 weisen Hubarme 7 auf, welche in radialer Richtung verschieblich sind und deren Positionen ebenfalls von Steuerflächen des Rotors 5 bestimmt werden. Der Fig. 1 entnimmt man ferner Turmelementemagazine 8, in denen Turmelemente 2 einzeln abstellbar sind. ln den Turmelemente­ magazinen 8 befinden sich ferner Einrichtungen zum Einführen der Turmelemente 2 in die Hubvorrichtung 3, welche der Übersichtlichkeit halber nicht gezeichnet sind. Das beim Ausfahren des Turmbauwerks zuerst aus dem Turmelementemagazin herausgeführte und in die Hubvorrichtung eingeführte Turmelement bildet ein oberes Abschluß­ element 2a des Turmelementeverbundes. Das zuletzt eingeführte Turm­ element bildet ein basisseitiges Abschlußelement 2b. Auf dem Turm­ elementeverbund ist ferner eine Last 9 eingezeichnet, welche von dem Turmelementeverbund getragen wird. Dabei ist die Unterseite der Last 9 der Form der obersten Windung der Schraubenwendelfläche des Turmelementeverbundes angepaßt und mit dieser verbunden.

Die Fig. 2 zeigt das aus- und einfahrbare Turmbauwerk der Fig. 1 in einer Aufsicht. In dieser Darstellung erkennt man besonders deut­ lich, daß die Turmelemente 2 eine Abknickung aufweisen, so daß die Turmelemente 2 sich zu einer Schraubenwendelfläche aneinander­ reihen lassen. Sternförmig um den Stator 4 sind eine Mehrzahl von Trägern angeordnet, wobei jeweils einem Turmelement 2 der untersten Windung der Schraubenwendelfläche zwei Träger 6 zugeordnet sind. Durch diese paarweise Anordnung der Träger 6 ist ein problemloses Umsetzen der Hubarme 7 zwecks Einholen eines weiteren Turmelements 2 zum Einbau in den Turmelementeverbund möglich. In der Fig. 2 erkennt man weiterhin, daß jedem Paar von Trägern 6 in sternför­ miger Anordnung ein Turmelementemagazin 8 zugeordnet ist.

Die Detailansicht eines Turmelementeverbundes in der Fig. 3 verdeut­ licht insbesondere die Anordnung der Turmelemente 2 in dem Turm­ elementeverbund sowie die weitere Ausbildung der Turmelemente 2. Es versteht sich, daß der gezeigte Ausschnitt eine Abwicklung dar­ stellt, um eine ebene Darstellung des Teilausschnitts der Schrauben­ wendelfläche zu erhalten. Die Turmelemente 2 sind entlang der ge­ strichelten Linien abgeknickt. Man erkennt, daß die oberen und unteren Kanten der Turmelemente in Längsrichtung der Schrauben­ wendelfläche gegeneinander versetzt sind. Mittels Formschlußverbin­ dungen sind jeweils drei Turmelemente 2 benachbarter Windungen der Schraubenwendelfläche schubfest miteinander verbunden. Durch diese Anordnung der Turmelemente 2 wird eine besondere statische Stabilität des Turmelementeverbundes erreicht. Diese Stabilität ist zusätzlich erhöht durch lösbare Sperrverbindungen 11, mit denen die einzelnen Windungen der Schraubenwendelfläche mit der jeweils darüber bzw. darunterliegenden Windung zugfest verbunden sind. Wie gezeichnet, weist jedes Turmelement 2 eine Sperrverbindung 11 auf. Eine solche Sperrverbindung 11 besteht aus einem Schwenkhebel 12 mit zwei Schenkeln 13, 14, dessen Schwenkachse senkrecht an einem Turmelement 2 angeordnet ist. Der Schenkel 13 eines Schwenk­ hebels 12 hat im Bereich seines Schenkelendes einen nach außen wei­ senden Zapfen 15, welcher durch Schwenkung des Schwenkhebels 12 in eine zugeordnete Ausnehmung 16 eines darüberliegenden Turmele­ ments 2 in Eingriff kommt. Der zweite Schenkel 14 des Schwenkhebels 12 weist einen Schlitz 17 auf, welcher mit einem Stift 18 eines nach­ gereihten Turmelements 2 in Eingriff kommt. Im oberen Teil der Fig. 3 erkennt man zwei Sperrverbindungen 11, welche in die Verriege­ lungsposition geschwenkt sind. Im unteren Bereich der Fig. 3 er­ kennt man demgegenüber zwei Sperrverbindungen 11, welche sich in der Entriegelungsposition befindet und im Zuge des Einfügens eines weiteren Turmelements 2 in die Verriegelungsposition geschwenkt werden. Es versteht sich, daß mit der Entnahme eines Turmelements 2 die Sperrverbindung 11 gelöst wird. Die Turmelemente 2 haben weiterhin Manipulierausnehmungen 19 mit welchen Lagerarme, Mani­ pulierarme und Hubarme in Eingriff bringbar sind. An den oberen und unteren Kanten der Turmelemente 2 sind Abstützbauteile 20 als verstärkte Kanten mit ebenen Stirnflächen ausgebildet. Die Form­ schlußverbindungen sind als an den Stirnflächen der Abstützbauteile angeordnete zylindrische Stifte 21 und Bohrungen 22 ausgeführt.

Die Fig. 4 stellt eine Teilansicht der Hubvorrichtung 3 dar. Koaxial zum Turmelementeverbund angeordnet ist ein Stator 4, mit Führungen 23, durch die Träger 6 axial verschieblich geführt sind. Die Träger 6 weisen radial nach außen und verfügen über in radialer Richtung verschiebliche Hubarme 7. Der Übersichtlichkeit halber ist nur ein Träger 6 der paarweise angeordneten Träger 6 dargestellt. Die Hub­ vorrichtung weist ferner einen Rotor 5 mit Steuerflächen 24, 25 für die axiale Bewegung der Träger und für die radiale Bewegung der Hubarme auf. Die Abnahme der Steuerinformation für die axiale Verschiebung des Trägers 6 erfolgt mittels des Steuerstegs 26 von der zugeordneten Steuerfläche 24. Die Steuerinformationen für die radialen Bewegungen der Hubarme 7 wird mittels des Schwenksteuer­ hebels 27 von der Steuerfläche 25 abgetastet. Es versteht sich, daß für die beiden Träger 6 eines Trägerpaares jeweils verschiedene Steuerflächen 24, 25 vorgesehen sind, nach der Maßgabe, daß während eines Umlaufes des Rotors 5 stets zumindest ein Träger 6 ein zuge­ ordnetes Turmelement 2 im Turmelementeverbund hält bis eine unter­ liegende Windung der Schraubenwendelfläche angeführt ist.

In dem Ausführungsbeispiel ist ein erfindungsgemäßes Turmbauwerk angegeben, bei dem der Rotor 5 um die Achse des Turmelementever­ bundes rotiert, während der Stator 4, der Turmelementeverbund aus Turmelementen 2, die Träger 6, die Turmelementemagazine 8 sowie die nicht dargestellten Einrichtungen zum Einführen der Turmelemente in die Hubvorrichtung bezüglich einer Rotation um die Achse des Turmelementeverbundes starr sind. Es versteht sich, daß eine kine­ matische Umkehrung, welche darin besteht, die vorstehend genannten Bauteile bezüglich ihrer Rotierbarkeit zu vertauschen, gleichfalls in den Rahmen der Erfindung paßt. In einem solchen Fall rotiert der Turmelementeverbund aus Turmelementen 2 im Zuge des Aus- und Einfahrens des Turmbauwerks 1 mitsamt dem Stator 4, den Trägern 6, den Turmelementemagazinen 8 und den Einrichtungen zum Einführen der Turmelemente in die Hubvorrichtung. Auch weitere abgewandelte Ausführungsformen eines aus- und einfahrbaren Turmbauwerks 1 gemäß dem Hauptanspruch verlassen nicht den Rahmen der Erfindung.

Claims (15)

1. Aus- und einfahrbares Turmbauwerk (1)
mit einer Mehrzahl von Turmelementen (2), welche zu einer Schrauben­ wendelfläche aneinander anreihbar sind, deren einzelne Windungen mit Hilfe von an den oberen und unteren Kanten der Turmelemente (2) als integrale Bestandteile ausgebildeten Abstützbauteilen (20) und Formschlußverbindungen vereinigbar sind,
mit zumindest einer Hubvorrichtung (3),
mit zumindest einem Turmelementemagazin (8) und
mit zumindest einer Einrichtung zum Einführen der Turmelemente in die Hubvorrichtung,
wobei die einzelnen Turmelemente (2) einerseits zu einem sta­ tisch und stabilitätsmäßig einheitlichen Turmelementeverbund verbindbar sowie andererseits in einem Magazin (8) abstellbar sind, und
wobei das zuerst aus dem Turmelementemagazin (8) herausgeführte und in die Hubvorrichtung (3) eingeführte Turmelement (2) ein oberes Abschlußelement (2a) bildet, wobei das Ausfahren des Turmbauwerks (1) durch Einführen weiterer Turmelemente (2) und Heben des Turm­ elementeverbundes erfolgt und wobei das zuletzt eingeführte Turm­ element (2) ein basisseitiges Abschlußelement (2b) bildet.

2. Aus- und einfahrbares Turmbauwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen und unteren Kanten der Turmelemente (2) in Längsrichtung der Schraubenwendelfläche gegeneinander ver­ setzt sind.

3. Aus- und einfahrbares Turmbauwerk nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Formschlußver­ bindungen jeweils drei Turmelemente (2) benachbarter Windungen der Schraubenwendelfläche schubfest verbunden sind.

4. Aus- und einfahrbares Turmbauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Windungen der Schraubenwendelfläche zusätzlich durch lösbare Sperrverbindungen (11) mit der jeweils darüber bzw. darunter liegenden Windung zugfest verbindbar sind.

5. Aus- und einfahrbares Turmbauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Turmelement (2) zumin­ dest eine Sperrverbindung (11) aufweist.

6. Aus- und einfahrbares Turmbauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrverbindung (11) einen bezüglich der Schraubenwendelfläche innenliegenden Schwenkhebel (12) mit zumindest zwei Schenkeln (13, 14) aufweist, dessen Schwenk­ achse senkrecht an einem ersten Turmelement (2) angeordnet ist, daß ein Schenkel (13) des Schwenkhebels (12) im Bereich seines Schenkelendes einen nach außen weisenden Zapfen (15) aufweist, welcher durch Schwenkung des Schwenkhebels (12) in eine zugeordnete Ausnehmung (16) eines darüberliegenden zweiten Turmelementes (2) in Eingriff kommt, und daß der zweite Schenkel (14) des Schwenk­ hebels (12) einen Schlitz (17) aufweist, welcher mit einem an einem dritten Turmelement (2), welches dem ersten Turmelement (2) nach­ gereiht ist, angeordneten Stift (18) in Eingriff kommt, wobei der Schwenkhebel (12) beim Einsetzen des dritten Turmelementes (2) in den Turmelementeverbund in eine das erste und das zweite Turmele­ ment (2) zugfest verbindende Verriegelungsposition schwenkbar ist und beim Entfernen des dritten Turmelementes (2) in eine Entriege­ lungsposition schwenkbar ist.

7. Aus- und einfahrbares Turmbauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Turmelemente (2) Manipu­ lier-Ausnehmungen oder -Beschläge (19) aufweisen, mit welchen Lager­ arme, Manipulierarme und Hubarme (7) in Eingriff bringbar sind.

8. Aus- und einfahrbares Turmbauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützbauteile (20) als verstärkte Kanten mit ebenen Stirnflächen ausgebildet sind.

9. Aus- und einfahrbares Turmbauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Formschlußverbindungen als an den Stirnflächen der Abstützbauteile (20) angeordnete zylind­ rische Stifte (21) und Bohrungen (22) ausgebildet sind.

10. Aus- und einfahrbares Turmbauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubvorrichtung (3) inner­ halb der Wandung des Turmelementeverbundes angeordnet ist.

11. Aus- und einfahrbares Turmbauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubvorrichtung (3) einen koaxial zur Turmachse angeordneten Stator (4) mit radial nach außen weisenden und axial verschieblichen Trägern (6) besitzt, welche jeweils mit zumindest einem in radialer Richtung verschieblichen Hubarm (7) ausgestattet sind, und einen Rotor (5) mit Steuerflächen (24, 25) aufweist, welche mit den Trägern (6) und den Hubarmen (7) in Funktionskontakt stehen, wobei die Zahl der Träger (6) zu­ mindest gleich der Zahl der Turmelemente (2) ist, durch welche eine volle Windung der Schraubenwendelfläche gebildet ist, wobei die Träger (6) bezüglich des Turmelementeverbundumfangs gleichmäßig verteilt sind und wobei die Steuerflächen (24, 25) nach der Maßgabe ausgebildet sind, daß bei Rotation des Rotors (5) in periodischer Aufeinanderfolge ein Turmelement (2) von einem Hubarm (7) von außerhalb des Turmelementeverbundes in radialer Richtung eingeholt und zum Fluchten mit dem Turmelementeverbund gebracht wird, das Turmelement (2) dann in einer ersten Hubphase in den Turmelemente­ verbund eingeführt wird und danach der gesamte Turmelementeverbund in einer zweiten Hubphase ausgefahren wird.

12. Aus- und einfahrbares Turmbauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Träger (6) der Hubvorrichtung (3) doppelt so groß wie die Zahl der Turmelemente (2) einer Windung ist, und daß jeweils zwei Träger (6) ein Träger­ paar bilden, welchen Steuerflächenpaare am Rotor zugeordnet sind, wobei die einzelnen Steuerflächen (24, 25) der Steuerflächenpaare gegeneinander bezüglich der Rotationsachse verdreht sind, nach der Maßgabe, daß das Einholen eines Turmelements (2) und die erste Hubphase einerseits sowie die zweite Hubphase andererseits wechsel­ weise durch ein Trägerpaar erfolgen.

13. Aus- und einfahrbares Turmbauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Träger (6) bzw. Träger­ paar ein Turmelementemagazin (8) und eine Einrichtung zum Ein­ führen der Turmelemente in die Hubvorrichtung zugeordnet ist.

14. Aus- und einfahrbares Turmbauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Turmelementemagazin (8) zumindest einen Lagerarm aufweist, an dem eine Mehrzahl von Turm­ elementen (2) senkrecht und ineinander angeordnet mit nach außen weisender konvexer Seite und nach innen weisender konkaver Seite lagerbar sind.

15. Aus- und einfahrbares Turmbauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Ein­ führen der Turmelemente (2) in die Hubvorrichtung zwei Manipulier­ armsätze aufweist, welche radial und axial bezüglich der Turmele­ menteverbundachse verschieblich sind und daß der Rotor (5) Steuer­ flächen aufweist, welche in Funktionskontakt mit den Manipulierarm­ sätzen stehen und nach Maßgabe ausgebildet sind, daß die Turmele­ mente (2) durch wechselweise axiale und/oder radiale Verschiebung der Manipulierarmsätze sukzessive von dem Turmelementemagazin (8) in radialer Richtung zur Hubvorrichtung (3) hin bewegt werden und unter Berücksichtigung der Hubvorrichtungssteuerflächen (24, 25) an die Hubvorrichtung (3) übergeben werden.