EP0870108A1 - Maste für windkraftanlagen - Google Patents

Maste für windkraftanlagen

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Publication number
EP0870108A1
EP0870108A1 EP97918912A EP97918912A EP0870108A1 EP 0870108 A1 EP0870108 A1 EP 0870108A1 EP 97918912 A EP97918912 A EP 97918912A EP 97918912 A EP97918912 A EP 97918912A EP 0870108 A1 EP0870108 A1 EP 0870108A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
mast
transport
wind turbine
masts
free
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP97918912A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Joachim Käufler
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Individual
Original Assignee
Individual
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Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP0870108A1 publication Critical patent/EP0870108A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/20—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/91—Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure
    • F05B2240/911—Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure already existing for a prior purpose
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
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    • F05B2240/91—Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure
    • F05B2240/912—Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure on a tower
    • F05B2240/9121—Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure on a tower on a lattice tower
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    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/91—Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure
    • F05B2240/916—Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure with provision for hoisting onto the structure
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/728—Onshore wind turbines

Definitions

  • the invention relates to free-standing masts that carry a wind power plant, and one or more cross members, on which conductor and earth cables for the power transmission at medium or high voltage level are suspended or supported, can also be arranged below the wind power plant.
  • Masts for wind turbines are known, including those on which lines for power transmission are arranged.
  • DE-OS 41 06 976 it is already proposed to arrange wind turbines on high-voltage pylons below the power lines and to feed the electricity generated by the generator, possibly via transformers, control devices, etc., into the current-carrying lines hanging on the high-voltage pylon. Due to the lower height of the operating location, wind energy is only used to a comparatively small extent.
  • Wind turbines are comparatively maintenance and repair intensive.
  • the use of a crane required for major repairs is problematic in itself due to the location.
  • SPARE BLADE (RULE 26) required security of supply also in higher network maintenance costs.
  • a helicopter use which is known per se from other areas of application, is not possible for the assembly or disassembly of the wind power plant due to the loads to be moved and the accuracy required during transportation.
  • the solution to the problem is that the wind turbines at the mast base or at the operating location are tilted or shifted into the transport position, the rotor blades of which are brought together by merging (parallel or along the rotor axis) to a transport dimension corresponding to the clearance of the mast and the wind turbine is disassembled from the mast base to the operating location and from the operating location to the mast base.
  • one or more crossbeams on which conductor and earth ropes for the transmission of electricity at medium or high voltage level are suspended or supported, are arranged on the masts according to the invention below the wind turbine.
  • the double function of the masts according to the invention saves land costs and the approval process can be influenced positively.
  • a transport device moves the wind turbine, which in turn is guided in its transport position by additionally arranged vertical guide rails. It is also advantageous to arrange the guide rails in such a way that the transport device for the wind power plant is guided from the transport vehicle via a steel support structure to be erected into the interior of the mast and vice versa in such a way that a constant transition from that required for the transport to and from the vehicle Horizontal position in the vertical position required for movement inside the mast.
  • the mast head consists of two vertical shell segments, which on the one hand partially enclose the long sides of the machine housing of the wind turbine and on the other hand with the support or. Connection elements of the same are non-positively connected, which carry the guide rails, in which the rollers or sliding bodies of the machine housing are located on the transition from the operating position into the transport position and u after or before releasing the connecting means to the
  • the electricity generated is expediently led from the mast base to external customers via underground cables or brought to medium or high voltage levels via transformers such as transformers and fed to the following masts via a separate line or fed into the overhead lines hanging on the same mast .
  • FIG. 1 shows a free-standing high-voltage mast with a wind power plant arranged above the overhead lines.
  • FIG. 2 selected stations for the transport of the wind power plant from the transport vehicle to the operating location.
  • FIG. 3 section A design of the free-standing mast below the crossbeams
  • Fig. 5 double pylon with cross-beam for suspending the high-voltage overhead lines, rotary cylinder mount and wind turbine.
  • Fig. 6 cross-sections of the tower with guide and support elements as well as the necessary clearance for the vertical transport process. 7 Cross-beam.
  • Fig. 8 earth cable guide
  • FIG. 9 Arrangement of earth rope and medium-voltage system
  • Fig. 10 Rotary cylinder mount (consisting of rotatable mount shell and steel cylinder)
  • Fig. 11 transport vehicle with wind turbine in the horizontal transport position
  • Fig. 12 Transport vehicle with wind turbine in the vertical transport position.
  • Example 1 The free-standing mast is designed as a steel lattice structure consisting of four vertical trusses.
  • the corner posts form a square in the floor plan, which has a side length of at least 12 m at the upper edge of the terrain.
  • the mast height is 60 m.
  • a wind turbine with a nominal output of 600 kW and a horizontal axis rotor with a 46 m rotor diameter is arranged on the mast head, which a slewing ring connects to the upper end of the truss structure.
  • Weight of the machine housing (including gearbox and generator as well as the rotor blades) is 21 t.
  • the machine housing has an almost cylindrical shape with a diameter of 2.50 m and a length of 5 m.
  • at least one truss disc is designed so that, on the one hand, it offers a sufficient opening for the lateral insertion or removal of the wind turbine into the interior of the mast, but, on the other hand, it always ensures the safety distance required from the overhead lines.
  • the mast shape shown in Figure 1 engages below the crossbar the basic element known from conventional overhead line mast construction.
  • a pair of guide rails (4) which ensure the positional security of the wind turbine during transport, are arranged on each of these support profiles and are supported horizontally on the mast structure several times in accordance with the deformation limitation required to ensure the functional reliability of the transport process (Figure 3).
  • the transport device (5) has its own drive (approx. 30 kW at 4 m / min transport speed), but its energy supply comes from the mast foot (e.g. through an aggregate on the transport vehicle) can be realized.
  • an oppositely rotating double shaft transmits the motive forces generated by the drive to the racks in a positive and non-positive manner, while a second tracked double axis only ensures the positional stability of the transport device when the load is eccentrically loaded during movement in the curve areas (mast head or foot) via movement.
  • Figure 2 The two mutually facing ends of the transport device and the machine housing of the wind power plant are connected to one another by one or two connecting rods (6) articulated on both sides in order to compensate for deviations in the direction of action of the driving force from the momentary movement direction of the wind power plant in the curve regions, which direction is predetermined according to the guide rails ( Figure 2).
  • the length of the connecting rods is chosen so that when the wind turbine on the mast head reaches the operating position, the transport device reaches its end position immediately below the slewing ring. For economic reasons, the transport device including the connecting rods does not always remain at the mast location and can therefore also be used for other locations.
  • the machine housing has two axes, at the ends of which rollers, rollers or sliding bodies (7) engage in the guide rails provided, thus preventing the wind turbine from tipping even when the load is off-center.
  • the guide rails correspondingly arranged for the implementation and execution of the wind turbine in the area of the mast base are fastened together with the toothed racks (including the support profile) to a steel support structure (8), which consists of three trusses with a length of approx.
  • the guide rails integrated in the assembly support construction described, as well as the toothed racks including support profiles, are firmly connected to the corresponding elements both on the transport vehicle and inside the mast.
  • the transport vehicle is fixed in position vertically and horizontally during the movement process, so that a continuous movement of the transport device together with the wind turbine can take place from the transport vehicle to the mast head and vice versa (FIG. 2).
  • the mast head (9) is rotated about its vertical axis with the help of the slewing ring and then locked in such a way that the guide rails connected to the mast framework construction form a continuous transition with the corresponding guide elements arranged on the inside of the mast head shell segment.
  • a stage is arranged on the mast head for the necessary maintenance and repair work.
  • Figure 5 shows a free-standing mast, which is designed as a double pylon and for the lifting process of the wind turbine (4) enables a central load control.
  • the single pylons are hollow profile constructions made of steel or reinforced concrete or prestressed concrete. Due to the limited installation times when converting existing overhead line routes, it is advisable to use a hollow steel profile construction.
  • the individual pylons taper towards the mast head, with the inner sides facing each other running parallel.
  • the cross-sectional shape of the individual pylons has the same or similarly large bending stiffness around all major axes (e.g. circular ring cross section or equilateral thin-walled triangular cross section with convexly curved sides are possible).
  • Figure 6 shows the mutually facing inner sides of the pylons, which carry the guide and support elements for the vertical transport process. From a static point of view, the single pylons act exclusively as cantilever elements.
  • the crossbeams and the cylinder on the tower head are connected statically so that no frame effect can occur.
  • the cross-sectional dimensions can be varied in such a way that the bending stiffness and mass distribution or overall tonnage of the double system are comparable with an otherwise customary single mast. This means that in Bezuc compared to conventional tower constructions, there are only slightly higher manufacturing costs and almost the same dynamic behavior.
  • the mast height depends on the selected rotor diameter and the conductor arrangement of the specific high-voltage overhead line. It can vary between 50 and 70 m.
  • the foundation is usually carried out as a block foundation.
  • FIG. 5 further shows that the crossbeams for suspending the high-voltage overhead lines (2) are designed as steel lattice or hollow steel profile constructions
  • crossbar not only describes the condition that several such elements hang on a free-standing mast, but it is also intended to describe the arrangement with only one crossbar.
  • the crossbeams are guided on one side past the double pylons in order to clear the clearance for the wind turbines in the transport position to be swung in from or onto the transport vehicle.
  • connection to the pylon construction is statically determined, i. H. unrestrained against asymmetrical deformation of the double pylons.
  • Figure 7 shows the cross beams curved in plan to enter the vertical loads as centrally as possible in the mast. If the high-voltage overhead line systems carried are only secured against lightning by an earth rope (as a rule), this earth rope runs in the axis of the route.
  • FIG. 8 shows how the earth rope is intercepted at the front or rear of the mast and tied with the same conductance outside the clearance and connected to the lightning protection and earthing system of the free-standing mast in order to ensure the necessary clearance for the elevator movement between the pylons .
  • the electricity generated on the respective free-standing mast is carried along the route at medium voltage level, this can be done as an underground cable or as an overhead line system (3 conductors). The latter is arranged in height between the high-voltage overhead line system and the earth rope.
  • the binding is carried out, for example, by means of silicone-insulated field-controlled busbars in such a way that the electrical energy generated at the site can be fed in.
  • the shell segment (3) which is rotatably mounted on the mast head to accommodate the machine housing, and which is shown in FIG. 5, deposits the loads from the operation of the wind turbine on a cylinder via a slewing ring (stiffened steel tube, diameter approx. 3.5 m, length approx. 4.5 m) which is freely connected to the pylon heads via four claws ( Figure 10).
  • the machine housing is stiffened in accordance with the principle of support (support e.g. via four pins projecting from the housing into corresponding bearing shells on the inner wall of the shell segment).
  • the machine frame is integrated into the stiffening system, and the drive train (rotor shaft with bearings, brakes, gearbox, generator) can be broken down or partially integrated.
  • the shell segment Before the transport process, the shell segment is rotated around its vertical axis with the help of the slewing ring and then locked in such a way that the guide rails in the area of the pylon heads (inside the steel cylinder) with the corresponding guide elements, which are arranged on the inside of the carriage shell, make a continuous transition form.
  • the wind turbine is transported with a commercial vehicle to the mast site or away from the mast site, which is adapted to the specific requirements on the basis of a series chassis by means of superstructures and attachments.
  • the rotor blades and possibly the hub are transported separately.
  • the wind turbine To transfer the wind turbine to the load bearing and guide components of the free-standing mast, the wind turbine must be erected from the horizontal transport position. This is done by hydraulic cylinders that are part of the transport vehicle.
  • FIG. 11 shows the lower section of the guide elements for the vertical transport process as well as the cycle lifting device, which will be explained later,
  • REPLACEMENT BUTT (RULE 26) swivel with the wind turbine in positive engagement.
  • Anchor devices as shown in FIG. 12, ensure that when the vertical position is reached, the pivoted-in guide elements are aligned with those of the free-standing mast.
  • the erection of the wind turbine takes place using a special stand area for the vehicle and, if the vehicle is largely relieved, by using hydraulic supports and locks on the free-standing mast.
  • a horizontal axis of rotation which in the state of movement absorbs the mass of the wind turbine and all other forces, is arranged at the rear end of the frame of the transport vehicle. All components that serve the movement sequences attack in pairs.
  • the wind power plant is guided between two guide profiles during its vertical transport, which are supported on the pylons and within the rotating cylinder mount via individual load-bearing constructions.
  • Two hydraulic cylinders are an integral part of the cycle lifting device. They move the wind turbine up and down in cycles. During the cyclical movement, the lifting device is alternately supported on the carrying points of the guide profiles by means of locking locks. These are arranged in pairs at the same height.
  • the two hydraulic cylinders implement the mechanical work to be performed in parallel with the load.
  • the cylinder base or cylinder head and rod head are connected to the housings of the locking locks on both sides.
  • the cover plates of the two lower locking locks each carry the associated hydraulic cylinder; the cover plates of the upper locks absorb the forces that arise from the support and movement of the wind turbine.
  • REPLACEMENT BUTT (RULE 26)
  • the four locking locks are guided vertically in the guide profiles.
  • the locking locks engage the supporting points of the guide profiles by means of two latch bodies.
  • the lifting device and thus the wind power plant to be moved as a payload are supported in a passive manner.
  • passively ie only with the help of compression springs that secure the engagement of the latch body, there is a clocking upward movement of the entire system in that the two hydraulic pistons are extended and retracted alternately in the same direction.
  • the pawl bodies are designed so that they automatically leave the supporting point when moving upwards and are supported against one another at the supporting point when moving downward under load.
  • the complete cycle lifting device requires a hydraulic unit for its operation, the essential component of which is the hydraulic pump driven by an electric or internal combustion engine. Due to the arrangement of the guide profiles in steel construction quality and as part of the structure, the hydraulic cylinders are guided independently of one another in the guide profiles. A load bridge holds the central components such as the hydraulic unit and the central vessel of the electrical equipment between the lower locking locks.
  • the wind turbine is brought into the working position during vertical transport and when it is rotated about a fictitious horizontal axis at the mast head
  • REPLACEMENT BUTT (RULE 26) is carried and guided over four load entry points. These load entry points are, on the one hand, structural components of the supporting structure of the wind turbine, and, on the other hand, are mounted in four undercarriages. Two front and two rear load entry points must be guided on the guide profiles in such a way that all forces which maintain the balance of the wind turbine are absorbed during vertical travel. Wheels / rollers guide the undercarriage according to requirements. The load entry takes place via pins which are dimensioned such that they are immersed between the guide lines of the guide profiles. They create a positive connection to the chassis, which exactly meets the requirements of the force input and the movement play.
  • the two preceding load entry points must increasingly absorb the forces resulting from the mass of the wind turbine from the start of the rotation of the wind turbine until the operating position on the mast head is reached.
  • the guide rails must continue to perform their task, but they are additionally designed in the area of the rotating cylinder mount so that the above-mentioned load can be absorbed.
  • the additional forces are absorbed, taking sufficient account of the surface pressure and the rolling resistance.
  • the two undercarriages are equipped with sufficiently load-bearing wheels.
  • the trolleys at the rear load entry points must transmit the forces (mass, friction, acceleration) that ensure the transport of the wind turbine. These forces decrease from the start of the rotation of the wind turbine until the operating position on the mast head is reached. The transition from the transport to the operating position is shown in FIG. 14.
  • the load is input from the wind turbine into the cover plates of the upper locking locks by an interposed push rod.
  • REPLACEMENT BUTT (RULE 26) can be brought down from the wind turbine with this, or to move them up for use, a pair of coupling rods is also required, but this does not have to convey any forces related to the mass of the wind turbine.
  • the operating position on the mast head, as shown in FIG. 15, is reached when the load on the guide elements is transferred to the bearing bases for final locking and the wind turbine is fixed at these points.

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Abstract

Die Erfindung betrifft freistehende Maste, die eine Windkraftanlage tragen, wobei außerdem unterhalb der Windkraftanlage eine oder mehrere Quertraversen, and denen Leiter- und Erdseile für die Stromübertragung auf Mittel- oder Hochspannungsebene abgehängt oder gestützt werden, angeordnet sein können, wobei die Windkraftanlage am Mastfuß oder an Betriebsort in die Transportstellung gekippt und/oder verschoben wird und deren Rotorblätter durch Zusammenführen (parallel oder längs der Rotorachse) auf ein dem Lichtraum des freistehenden Mastes entsprechendes Transportmaß gebracht werden und die Windkraftanlage unzerlegt vom Mastfuß zum Betriebsort als auch vom Betriebsort zum Mastfuß bewegt wird. Die erfindungsgemäße Lösung ist kostengünstig, da viele Teile der Transporteinrichtung nicht am Mast verbleiben müssen, sondern im Bedarfsfall zum jeweiligen Mast verbracht werden. Zusätzliche Vorteile entstehen bei einer doppelten Nutzung der freistehenden Maste und der Standorte, wobei das garantiert berührungslose Vorbeiführen der Windkraftanlage an den am Mast befindlichen Stromleitungen ein Abschalten des Stromes nicht mehr erfordert.

Description

Mäste für Windkraftanlagen
Die Erfindung betrifft freistehende Mäste, die eine Windkraftanlage tragen, wobei außerdem unterhalb der Windkraftanlage eine oder mehrere Quertraversen, an denen Leiter- und Erdseile für die Stromübertragung auf Mittel- oder Hochspannungsebene abgehängt oder gestützt werden, angeordnet sein können.
Mäste für Windkraftanlagen sind bekannt, auch solche an denen Leitungen zur Stromübertragung angeordnet sind. So wird in DE-OS 41 06 976 bereits vorgeschlagen, Windkraftanlagen an Hochspannungsmasten unterhalb der Stromleitungen anzuordnen und den von dem Generator erzeugten Strom, gegebenenfalls über Transformatoren, Steuergeräte etc. in die am Hochspannungsmast hängenden stromführenden Leitungen einzuspeisen. Hierbei wird die Windenergie aufgrund der geringeren Höhe des Betriebsortes nur zu einem vergleichsweise geringen Teil genutzt.
Später ist von R. J. Werner, WINDENERGIE AKTUELL 1993 H. 12, 6 über ein Modell berichtet worden, die Windkraftanlagen an Hochspannungsmasten auch oberhalb der Stromleitun- gen_anzuordnen.
Windkraftanlagen sind vergleichsweise wartungs- und repa- raturintensiv. Der bei größeren Reparaturarbeiten erforderliche Kraneinsatz ist standortbedingt an sich schon problematisch.
Weiterhin treten bei der Anordnung der Windkraftanlagen an Hochspannungsmasten besondere wirtschaftliche Nachteile dergestalt auf, daß dann die Hochspannungsleitung während des Kraneinsatzes aus Sicherheitsgründen freigeschaltet werden muß. Diese wirtschaftlichen Nachteile bestehen nicht nur in den Folgekosten der Stromabschaltung, sondern im Hinblick auf die von den Energieversorgern gesetzlich
ERSATZBLÄTT(REGEL 26) geforderte Versorgungssicherheit auch in höheren Netzvorhaltekosten.
Ein an sich aus anderen Einsatzbereichen bekannter Hubschraubereinsatz ist zur Montage bzw. Demontage der Wind- kraftanlage aufgrund der zu bewegenden Lasten und der dabei erforderlichen Genauigkeit beim Transport nicht möglich.
Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß die Windkraftan- läge am Mastfuß oder am Betriebsort in die Transportstellung gekippt oder verschoben wird, wobei deren Rotorblätter durch Zusammenführen (parallel oder längs der Rotorachse) auf ein dem Lichtraum des Mastes entsprechendes Transportmaß gebracht werden und die Windkraftanlage unzerlegt vom Mastfuß zum Betriebsort als auch vom Betriebsort zum Mastfuß bewegt wird.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß nur geringe Zusatzkosten entstehen, da viele Teile der Transporteinrichtung nicht am Mast verbleiben müssen, son- dem im Bedarfsfall zum jeweiligen Mast verbracht werden. Vorzugsweise werden an den erfindungsgemäßen Masten unterhalb der Windkraftanlage eine oder mehrere Quertraversen, an denen Leiter- und Erdseile für die Stromübertragung auf Mittel- oder Hochspannungsebene abgehängt oder gestützt werden , angeordnet.
Dadurch entstehen zusätzliche Vorteile, wie eine doppelte Nutzung der freistehenden Mäste und der Standorte, bei völlig getrennten Funktionen und garantiert berührungsfreiem Bewegen der Windkraftanlage in Hinsicht auf die am freistehenden Mast befindlichen Leitungen, so daß ein
Abschalten der Stromleitungen nicht mehr erforderlich ist. Außerdem ist die Nähe zur Trasse für die Einspeisung des erzeugten Stromes günstig. Eventuell bereits vorhandene Mastfundamente können aufgrund der vergrößerten Abmessun- gen der erfindungsgemäßen Mäste im Boden verbleiben, wodurch bereits vorher erschlossene Standorte wieder bebaut werden können.
Generell können durch die Doppelfunktion der erfindungs- gemäßen Mäste Grundstückskosten gespart und das Genehmi gungsverfahren positiv beeinflußt werden.
Zweckmäßig sind im Inneren der Mäste in vertikaler Richtung angeordnete Zahnstangen, entlang derer im Bedarfsfall eine Trandsportvorrichtung die Windkraftanlage bewegt, die ihrerseits durch zusätzlich angeordnete vertikale Führungsschienen in ihrer Transportlage geführt wird. Ebensfalls vorteilhaft ist es, die Führungsschienen so anzuordnen, daß die Transportvorrichtung für die Wind- kraftanlage vom Transportfahrzeug über eine zu errichtende Stahltragkonstruktion in das Mastinnere und umgekehrt derart geführt wird, daß ein stetiger Übergang aus der für den An- und Abtransport mit dem Fahrzeug erforderlichen Horizontallage in die für die Bewegung im Mastinneren not- wendige Vertikallage erfolgt.
Außerdem ist es vorteilhaft, daß der Mastkopf aus zwei vertikalen Schalensegmenten besteht, welche einerseits die Längsseiten des Maschinengehäuses der Windkraftanlage teilweise umschließen und andererseits mit dem Auflagerbzw. Anschlußelementen desselben kraftschlüssig verbunden sind, die die Führungsschienen tragen, in denen sich die Walzen bzw. Gleitkörper des Maschinengehäuses beim Übergang aus der Betriebs- in die Transportstellung und u ge- kehrt nach bzw. vor dem Lösen der Verbindungsmittel an den
Auflager- bzw. Anschlußelementen bewegen, und welche über einen unterhalb liegenden horizontalen Kreisring, der in seinem Inneren den Lichtraum für das Durchführen der Windkraftanlage während der Transportbewegung freigibt, steif miteinander verbunden sind und dieser über einen Drehkranz an das obere Ende der Mastkonstruktion angeschlossen ist,
ERSATZBUTT (REGEL 26) so daß eine Drehung des gesamten Mastkopfes um die vertikale Achse möglich ist.
Zweckmäßig wird der erzeugte Strom über Erdkabel vom Mast- fuß zu externen Abnehmern geführt bzw. über Wandler, wie Transformatoren, auf Mittel- bzw. Hochspannungsniveau gebracht und über eine separate Leitung zu den folgenden Masten geführt bzw. in die am selben Mast hängenden Freileitungen eingespeist.
Die Erfindung wird in zwei Ausführungsformen in den Zeichnungen dargestellt und in nachfolgenden Beispielen erläutert. Es zeigen: Fig. 1 Freistehender Hochspannungsmast mit oberhalb der Freileitungen angeordneter Windkraftanlage Fig. 2 Ausgewählte Stationen des Transports der Windkraftanlage vom Transportfahrzeug zum Betriebsort Fig. 3 Schnitt A Konstruktive Ausbildung des freistehenden Mastes unterhalb der Quertraversen
Schnitt B Konstruktive Ausbildung des freistehenden
Mastes in Höhe der Quertraversen Schnitt C Konstruktive Ausbildung des freistehenden Mastes oberhalb der Quertraversen Fig. 4 Mastkopf
Fig. 5 Doppelpylon mit Quertraverse zur Abhängung der Hochspannungsfreileitungen, Drehzylinderlafette und Windkraftanlage Fig. 6 Turmquerschnitte mit Führungs- und Stützelementen sowie den erforderlichen Lichtraum für den vertikalen Transportvorgang Fig. 7 Quertraverse Fig. 8 Erdseilführung
Fig. 9 Anordnung von Erdseil und Mittelspannungssystem Fig. 10 Drehzylinderlafette (bestehend aus drehbarer Lafettenschale und Stahlzylinder) Fig. 11 Transportfahrzeug mit Windkraftanlage in horizontaler Transportstellung
Fig. 12 Transportfahrzeug mit Windkraftanlage in vertikaler Transportstellung Fig. 13 Takt-Hubvorrichtung
Fig. 14 Übergang Transportstellung/Betriebsstellung
Fig. 15 Betriebsstellung der Windkraftanlage
Beispiel 1: Der freistehende Mast wird als Stahlgitterkonstruktion, die aus vier vertikalen Fachwerkscheiben besteht, ausge führt. Die Eckstiele bilden im Grundriß ein Quadrat, wel ches bei Oberkante Gelände eine Seitenlänge von mindestens 12 m aufweist. Die Masthöhe beträgt 60 m. Auf halber Höhe ist eine beidseitig vom Mast auskragende Quertraverse angeordnet (Unterkante Quertraverse + 30 m über Oberkante Gelände) , die je Seite ein 110 kV Freileitungssystem (3 Leiterstiele über Isolatoren an Unterkante Quertraverse abgehängt und 1 Erdseil auf Oberkante Quertraver- se abgestützt) trägt (Figur 1) .
Am Mastkopf, den ein Drehkranz mit dem oberen Ende der Fachwerkkonstruktion verbindet, ist eine Windkraftanlage mit_einer Nennleistung von 600 kW und einem Horizontal- achsrotor mit 46 m Rotordurchmesser angeordnet. Das
Gewicht des Maschinengehäuses (einschließlich Getriebe und Generator sowie der Rotorflügel) beträgt 21 t. Das Maschinengehäuse hat eine nahezu zylindrische Form mit einem Durchmesser von 2,50 m und einer Länge von 5 m. Im Bereich des Mastfußes wird mindestens eine Fachwerkscheibe so ausgebildet, daß sie einerseits eine ausreichende Öffnung für das seitliche Ein- bzw. Ausführen der Windkraftanlage in das Mastinnere bietet, jedoch andererseits immer den zu den Freileitungen erforderlichen Sicherheitsabstand gewährleistet. Die in Figur 1 dargestellte Mastform greift unterhalb der Quertraverse ein aus dem herkömmlichen Freileitungsmastbau bekanntes Grundelement auf. Bei der Ausbildung von zwei gegenüberliegenden Fachwerkscheiben in der dargestellten Weise (architektonisch ausgewogener ist die gleichartige Ausbildung aller vier Fachwerkscheiben) gibt die obere Öffnung den erforderlichen Lichtraum für die Kurve, die die Rotorblattspitzen beschreiben, frei (Figuren 1 und 2) . Das Mastinnere ist konstruktiv so durchgebildet, daß entsprechend der jeweiligen Transportlage der Windkraftanlage beim Bewegen derselben vom Mastkopf zum -fuß und umgekehrt der erforderliche Lichtraum (1) gewährleistet ist (Figuren 2 u. 3) . Im Gegensatz zu bekannten Freileitungsmasten, die eine gleichmäßige Verteilung von außermittig angreifenden horizontalen Seilkräften (z. B. durch Reißen eines Leiter- seiles) auf alle vertikalen Fachwerkscheiben durch einen geschlossenen Horizontalverband realisieren, wird im Bereich des Mastinneren ein horizontaler Fachwerkrahmen um den erforderlichen Lichtraum herum angeordnet (Figur 3, Schnitt B-B) . Im Mastinneren werden bei ca. 9 m über Oberkante Gelände beginnend bis zum Drehkranz des Mastkopfes zwei parallele Tragprofile (2) , die aus Blechen und/oder Walzprofilen zusammengesetzt sind, geführt, an denen jeweils ein Paar Zahnstangen (3) angeordnet sind, auf welche sich im Bedarfsfall die Antriebskräfte der Transportvorrichtung über entsprechende Maschinenbauelemente (Zahnräder) kraft- und formschlüssig absetzen. Weiterhin werden an diesen Tragprofilen je ein Paar Führungsschienen (4) , die die Lagesicherheit der Windkraftanlage während des Transportes sicherstellen, angeordnet und entsprechend der für die Gewährleistung der Funktionssicherheit des Transportvorganges erforderliche Verformungsbegrenzung mehrfach horizontal an der Mastkonstruktion abgestützt (Figur 3) . Die Transportvorrichtung (5) verfügt über einen eigenen Antrieb (ca. 30 kW bei 4 m/min Transportgeschwindigkeit) , dessen Energieversorgung jedoch vom Mastfuß (z. B. durch ein Aggregat auf dem Transportfahrzeug) realisiert werden kann. Je Seite überträgt eine gegensinnig drehende Doppelwelle die vom Antrieb erzeugten Bewegungskräfte kraft- und formschlüssig auf die Zahnstangen, während eine zweite nachgeführte Doppelachse nur über Formschluß die Lagesicherheit der Transportvorrichtung bei außermittiger Lasteinleitung während der Bewegung in den Kurvenbereichen (Mastkopf bzw. -fuß) gewährleistet (Figur 2) . Die beiden einander zugewandten Enden der Transportvor- richtung sowie des Maschinengehäuses der Windkraftanlage sind durch ein bzw. zwei beiderseits gelenkig angeschlossene Verbindungsstäbe (6) miteinander verbunden, um Abweichungen der Wirkungsrichtung der Antriebskraft von der entsprechend der Führungsschienen vorgegebenen momentanen Bewegungsrichtung der Windkraftanlage in den Kurvenbereichen auszugleichen (Figur 2) . Die Länge der Verbindungsstäbe wird so gewählt, daß bei Erreichen der Betriebsstellung der Windkraftanlage am Mastkopf die Transportvorrichtung ihre Endstellung unmittelbar unterhalb des Drehkran- zes erreicht. Die Transportvorrichtung einschließlich der Verbindungsstäbe verbleibt aus wirtschaftlichen Gründen nicht ständig am Maststandort und kann somit auch für andere Standorte genutzt werden. Das Maschinengehäuse verfügt über zwei Achsen, an deren Enden Rollen, Walzen oder Gleitkörper (7) in die vorgesehenen Führungsschienen eingreifen und somit auch bei außermittiger Lasteinleitung ein Kippen der Windkraftanlage verhindert wird. Die zur Realisierung des Ein- und Ausführungsvorganges der Windkraftanlage im Bereich des Mastfußes entsprechend angeordneten Führungsschienen werden zusammen mit den Zahnstangen (einschließlich Tragprofil) an einer Stahltragkonstruktion (8) befestigt, die je Seite aus drei Fachwerkbindern mit ca. 12 m Länge je Binder besteht. Diese Kon- struktion wird von 4 Stützen getragen, welche in Längs- u. Querrichtung entweder durch die Anordnung von Schrägstä- ben oder durch Einspannung in die Fundamente stabilisiert werden (Figur 2) . Die gesamte Stahlkonstruktion (Fachwerk bin der mit integrierten Führungsschienen und Zahnstangen- tragprofil sowie Stützen) wird nur im Bedarfsfall mon- tiert und verbleibt ebenfalls nicht am Maststandort. Nur die erforderlichen Stützenfundamente werden im Bereich der Zuwegung eingebracht.
Die in der beschriebenen Montagetragkonstruktion integrierten Führungsschienen sowie die Zahnstangen ein- schließlich Tragprofilen werden mit den entsprechenden Elementen sowohl auf dem Transportfahrzeug als auch im Mastinneren fest verbunden. Das Transportfahrzeug wird während des Bewegungsvorganges vertikal und horizontal in seiner Lage fixiert, so daß eine stetige Bewegung der Transportvorrichtung zusammen mit der Windkraftanlage vom Transportfahrzeug bis zum Mastkopf und umgekehrt erfolgen kann (Figur 2) .
Der Mastkopf (9) wird vor dem Transportvorgang mit Hilfe des Drehkranzes derart um seine vertikale Achse gedreht und anschließend arretiert, daß die mit der Mastfachwerkkonstruktion verbundenen Führungsschienen mit den entsprechenden Führungselementen, die an den Innenseiten der Mastkopfschalenseg ente angeordnet sind, einen stetigen Übergang bilden (Figur 4) . Für die erforderlichen Wartungs- und Reparaturarbeiten wird am Mastkopf eine Bühne angeordnet.
Vor dem Übergang aus der Betriebs- in die Transportstellung sind die Signal- und Lastkabel, die vom Mastkopf zum -fuß geführt werden, von der Windkraftanlage zu trennen. Das Zusammen- bzw. Auseinanderführen der Rotorblätter wird durch Betätigen einer elektronischen Steuereinrichtung in an sich bekannter Weise ausgelöst. Beispiel 2 :
Figur 5 zeigt einen freistehenden Mast, der als Doppel pylon ausgebildet ist und für den Aufzugsvorgang der Windkraftanlage (4) eine zentrische Lastführung ermög licht. Die Einzelpylone sind Hohlprofilkonstruktionen aus Stahl bzw. Stahl- oder Spannbeton, wobei sich aufgrund der begrenzten Montagezeiten bei der Umrüstung vorhandener Freileitungstrassen die Ausführung als Stahlhohlprovilkon- struktion empfiehlt. Die Einzelpylone verjüngen sich zum Mastkopf zu, wobei die einander zugewandten Innenseiten parallel verlaufen. Die Querschnittsform der Einzelpylone weisen um alle Schwerachsen gleiche oder ähnlich große Biegesteifigkeiten auf (z. B. Kreisringquerschnitt oder gleichseitiger dünnwandiger Dreiecksquerschnitt mit konvex gekrümmten Seiten sind möglich) .
Figur 6 zeigt die einander zugewandten Innenseiten der Pylone, die die Führungs- und Stützelemente für den vertikalen Transportvorgang tragen. Die Einzelpylone wirken in statischer Hinsicht ausschließlich als Kragelemente. Die Quertraversen sowie der Zylinder am Turmkopf werden statisch bestimmt angeschlossen, so daß sich keine Rahmenwirkung einstellen kann. Die Querschnittsabmessungen (Außenabmessungen, Wandstärke) können derart variiert werden, daß Biegsteifigkeit und Masseverteilung bzw. Gesamttonna- ge des Doppelsystems mit einem sonst üblichen Einzelmast vergleichbar sind. Somit ergeben sich in Bezuc zu herkömm liehen Turmkonstruktionen nur geringfügig höhere Herstellungskosten und nahezu gleiches dynamisches Verhalten. Die Masthöhe ergibt sich in Abhängigkeit vom gewählten Rotordurchmesser sowie von der Leiteranordnung der konkreten Hochspannungsfreileitungstrasse. Sie kann zwischen 50 und 70 m variieren. Die Gründung wird in der Regel als Blockfundament ausgeführt. Figur 5 zeigt weiterhin, daß die Quertraversen zur Abhängung der Hochspannungsfrei- leitungen (2) als Stahlgitter- oder Stahlhohlprofilkonstruktionen ausgebildet
ERSATZBUTT(REGEL 26) werden. Mit dem Begriff Quertraversen wird nicht nur der Zustand beschrieben, daß an einem freistehenden Mast mehrere solcher Elemente hängen, sondern er soll auch die Anordnung mit nur einer Quertraverse beschreiben. Die Quertraversen werden einseitig an den Doppelpylonen vorbeigeführt, um den Lichtraum für das Einschwenken der in Transportstellung befindlichen Windkraftanlagen vom Transportfahrzeug bzw. auf dieses freizugeben.
Der Anschluß an die Pylonenkonstruktion erfolgt statisch bestimmt, d. h. zwängungsfrei gegenüber unsymmetrischer Verformung der Doppelpylone. Figur 7 zeigt die im Grundriß gekrümmten Quertraversen, um die Vertikallasten möglichst zentrisch in den Mast einzutragen. Werden die mitgeführten Hochspannungsfreileitungssysteme nur durch ein Erdseil gegen Blitzschlag gesichert (Regelfall) , so verläuft dieses Erdseil in Trassenachse. Figur 8 zeigt, wie das Erdseil an der Vorder- bzw. Rückseite des Mastes abgefangen und außerhalb des Lichtraumes leitwert- gleich durchgebunden sowie an die Blitzschutz- und Erdungsanlage des freistehenden Mastes angeschlossen wird, um den erforderlichen Lichtraum für die Aufzugsbewegung zwischen den Pylonen zu gewährleisten. Wird im Falle eines Windparks (mehrere kombinierte Maste- hintereinander) der am jeweiligen freistehenden Mast erzeugte Strom auf Mittelspannnungsniveau entlang der Trasse mitgeführt, so kann dies als Erdkabel bzw. als Freileitungssystem (3 Leiter) erfolgen. Letzteres wird höhenmäßig zwischen den Hochspannungsfreileitungssystem und dem Erdseil angeordnet.
Diese Leiterseile werden ebenfalls an der Mastkonstruktion abgefangen. Die Durchbindung wird beispielsweise mittels silikonisolierter feldgesteuerter Sammelschienen so ausgeführt, daß die am Standort erzeugte Elektroenergie einge- speist werden kann.
ERSATZBUTT (REGEL 26) Das zur Aufnahme des Maschinengehäuses drehbar auf dem Mastkopf gelagerte Schalensegment (3) , das in Figur 5 dargestellt ist, setzt die Lasten aus dem Betrieb der Windkraftanlage über einen Drehkranz auf einen Zylinder ab (ausgesteiftes Stahlrohr, Durchmesser ca. 3,5 m, Länge ca. 4,5 m) welcher über vier Pratzen zwängungsfrei mit den Pylonenköpfen verbunden ist (Figur 10) . Das Maschinengehäuse wird dem Tragprinzip entsprechend (Auflagerung z. B. über vier aus dem Gehäuse auskragende Zapfen in entsprechende Lagerschalen an der Innenwandung des Schalensegments) ausgesteift. In das Versteifungssystem wird der Maschinenträger integriert, der Triebstrang (Rotorwelle mit Lagerung, Bremse, Getriebe, Generator) kann aufgelöst oder teilintegriert ausgeführt werden.
Das Schalensegment wird vor dem Transportvorgang mit Hilfe des Drehkranzes derart um seine vertikale Achse gedreht und anschließend arretiert, daß die Führungsschienen im Bereich der Pylonenköpfe (im Inneren des Stahlzylinders) mit den entsprechenden Führungselementen, die an den Innenseiten der Lafettenschale angeordnet sind, einen stetigen Übergang bilden.
Die Windkraftanlage wird mit einem Nutzfahrzeug zum Maststandort bzw. vom Maststandort weg transportiert, das auf der Grundlage eines Serienfahrgestelles durch Auf- und Anbauten an die spezifischen Erfordernisse angepaßt wird. Dabei werden die Rotorblätter und unter Umständen auch die Nabe separat transportiert. Zur Übergabe der Windkraftanlage an die Lastaufnahme- und Führungsbauteile des freistehenden Mastes muß die Windkraftanlage aus der horizontalen Transportstellung aufgerichtet werden. Dies geschieht durch Hydraulikzylinder, die Bestandteil des Transportfahrzeuges sind. Figur 11 zeigt den unteren Abschnitt der Führungselemente für den vertikalen Transportvorgang sowie die später erläuterte Takt-Hubvorrichtung, die sich schon beim Ein-
ERSATZBUTT (REGEL 26) schwenken mit der Windkraftanlage im Formschluß befinden. Durch Anschlageinrichtungen, wie sie in Figur 12 dargestellt sind, wird gewährleistet, daß bei Erreichen der Vertikalstellung die eingeschwenkten Führungselemente mit denen des freistehenden Mastes fluchten.
Das Aufrichten der Windkraftanlage läuft unter Nutzung einer speziellen Standfläche für das Fahrzeug und bei weitgehender Entlastung des Fahrzeuges durch Gebrauch von hydraulischen Stützen und von Arretierungen gegenüber dem freistehenden Mast ab.
Eine horizontale Drehachse, die im Zustand der Bewegung die Masse der Windkraftanlage und alle sonstigen Kräfte aufnimmt, ist am hinteren Rahmenende des Transportfahrzeuges angeordnet. Alle Bauteile, die den Bewegungsabläufen dienen, greifen paarig an.
Wie in Figur 13 dargestellt, wird die Windkraftanlage bei ihrem vertikalen Transport zwischen zwei Leitprofilen geführt, die sich über einzelne Lasteintragkonstruktionen an den Pylonen und innerhalb der Drehzylinderlafette abstützen.
Zwei Hydraulikzylinder sind wesentlicher Bestandteil der Takt-Hubvorrichtung. Sie bewegen die Windkraftanlage takt weise auf- und abwärts. Bei der taktweisen Bewegung stützt sich die Hubeinrichtung über Verriegelungsschlösser wech selnd an Tragpunkten der Leitprofile ab. Diese sind eta genweise paarig in gleicher Höhe angeordnet. Die beiden Hydraulikzylinder setzen die zu leistende mechanische Arbeit parallel wirkend gegenüber der Last um. Dazu sind Zylinderboden bzw. Zylinderkopf und Stangenkopf beidseitig mit den Gehäusen der Verriegelungsschlösser verbunden. Die Deckplatten der beiden unteren Verriegelungsschlösser tragen je den zugehörigen Hydraulikzylinder; die Deckplatten der oberen Schlösser nehmen die Kräfte auf, die aus der AbStützung und Bewegung der Windkraftanlage entstehen.
ERSATZBUTT (REGEL 26) Die vier Verriegelungsschlösser werden in den Leitprofilen vertikal geführt. Die Verriegelungsschlösser greifen mittels je zweier Klinkenkörper in die Tragpunkte der Leitprofile ein. Damit ist auf passive Weise die Hubvorrich- tung und damit die als Nutzlast zu bewegende Windkraftanlage abgestützt. Ebenfalls passiv, d. h. nur unter Mitwirkung von Druckfedern, die den Eingriff der Klinkenkörper sichern, findet eine taktende Aufwärtsbewegung der Gesamtanlage dadurch statt, daß die beiden Hydraulikkolben gleichsinnig alternierend ausgefahren und rückgefahren werden. Die Klinkenkörper sind so gestaltet, daß sie bei Aufwärtsbewegung selbsttätig den Tragpunkt gleitend verlassen und bei Abwärtsbewegung unter Lastaufnahme sich am Tragpunkt gegeneinander abstützen.
Um die taktende Abwärtsbewegung zu realisieren, wird elek- tromechanisch die Wirkung der selbsttätig-passiven Verriegelung aufgehoben, wenn entweder das den Zylinderfüßen oder den Stangenkörper zugeordnete Verriegelungsschloß- Paar für die Abwärtsbewegung aus dem Formschluß mit dem Bauwerk gelöst werden muß.
Die komplette Takt-Hubeinrichtung bedarf zu ihrem Betrieb einer_Hydraulikeinheit, deren wesentlicher Bestandteil die Hydraulikpumpe mit Antrieb durch Elektro- oder Verbrennungsmotor ist. Wegen der Anordnung der Leitprofile in stahlbaulicher Qualität und als Bestandteil des Bauwerkes werden die Hydraulikzylinder unabhängig voneinander in den Leitprofilen geführt. Zwischen den unteren Verriegelungs- schlossern nimmt eine Lastbrücke die zentralen Bauteile wie Hydraulikeinheit und zentrales Gefäß der Elektroaus- rüstung auf.
Die Windkraftanlage wird während des Vertikaltransportes und dann, wenn sie am Mastkopf durch eine Drehung um eine fiktive horizontale Achse in die Arbeitsstellung gebracht
ERSATZBUTT (REGEL 26) wird, über vier Lasteintragpunkte getragen und geführt. Diese Lasteintragpunkte sind einerseits konstruktive Bestandteile der Tragkonstruktion der Windkraftanlage, andererseits in vier Fahrwerken gelagert. Zwei vordere und zwei hintere Lasteintragpunkte müssen in solcher Weise an den Leitprofilen geführt werden, daß während der Vertikalfahrt alle Kräfte aufgenommen werden, die das Gleichgewicht der Windkraftanlage erhalten. Räder/Rollen führen das Fahrwerk anforderungsgerecht. Der Lasteintrag findet über Zapfen statt, die so bemessen sind, daß sie zwischen die Führungslinien der Leitprofile eintauchen. Sie schaffen einen Formschluß zum Fahrwerk, der genau den Anforderungen des Krafteintrags und des Bewegungsspieles genügt. Die beiden voranfahrenden Lasteintragpunkte müssen vom Be- ginn der Drehung der Windkraftanlage an bis zur Erreichung der Betriebslage am Mastkopf in wachsendem Maße zusätzlich die Kräfte aufnehmen, die aus der Masse der Windkraftanlage resultieren. In diesem Bereich der Bewegung müssen die Führungsschienen ihrer Aufgabe weiterhin genügen, sie wer- den aber im Bereich der Drehzylinderlafette so zusätzlich ausgelegt, daß der o. g. Lasteintrag aufgenommen werden kann. Die zusätzlichen Kräfte werden, unter hinreichender Berücksichtigung der Flächenpressung und des Rollwiderstandes, aufgenommen. Die beiden Fahrwerke werden mit hin- reichend tragfähigen Rädern ausgestattet. Die Fahrwerke an den hinteren Lasteintragpunkten müssen die Kräfte (Masse, Reibung, Beschleunigung) übertragen, die den Transport der Windkraftanlage gewährleisten. Vom Beginn der Drehung der Windkraftanlage an, bis zur Erreichung der Betriebslage am Mastkopf, mindern sich diese Kräfte. Den Übergang von der Transport- in die Betriebsstellung zeigt Figur 14. Der Lasteintrag von Seiten der Windkraftanlage in die Deckplatten der oberen Verriegelungsschlösser geschieht durch eine zwischengeschaltete Schubstange. Um die Fahrwerke der beiden vorderen Lasteintragpunkte der Windkraftanlage so an die Hubvorrichtung zu koppeln, daß sie nach Trennung
ERSATZBUTT (REGEL 26) von der Windkraftanlage mit dieser abwärts gebracht werden können, bzw. um sie zum Gebrauch nach oben zu bewegen, ist ebenfalls ein Koppelstangenpaar erforderlich, das aber keine, mit der Masse der Windkraftanlage in Zusammenhang stehenden Kräfte vermitteln muß. Die Betriebsstellung am Mastkopf ist, wie in Figur 15 dargestellt, erreicht, wenn die Beanspruchung der Führungselemente auf die Lagerböden für die Endarretierung übergeben und die Windkraftanlage an diesen Stellen fixiert wird.
Hierzu 10 Blatt Zeichnungen und ein Blatt Bezugszeichen
ERSATZBUTT (REGEL 26) Bezugszeichen
1 Erforderlicher Lichtraum im Mastinneren
2 Tragprofile für Zahnstangen und Führungsschienen
3 Zahnstangen 4 Führungsschienen
5 Transportvorrichtung
6 Verbindungsstäbe
7 Rollen, Walzen, bzw. Gleitkörper
8 Stahltragkonstruktion 9 Mastkopf 0 Zapfen 1 Lagerschalhälften
ERSATZBUTT (REGEL 26)

Claims

Patentansprüche
1. Freistehende Mäste mit einer Windkraftanlage und einer Transportvorrichtung für die Windkraftanlage, dadurch gekennzeichnet, daß die Windkraftanlage am Mastfuß oder am Betriebsort in die Transportstellung gekippt und/ oder verschoben wird, wobei deren Rotorblätter durch Zusammenführen (parallel oder längs der Rotorachse) auf ein dem Lichtraum des freistehenden Mastes entsprechendes Transportmaß gebracht werden und die Windkraftanlage unzerlegt vom Mastfuß zum Betriebsort als auch vom Betriebsort zum Mastfuß bewegt wird.
2. Freistehende Mäste nach Anspruch 1. , dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Windkraftanlage eine oder mehrere Quertraversen, an denen Leiter- und Erdseile für die Stromübertragung auf Mittel- oder Hochspannungsebene abgehängt oder gestützt werden, angeordnet sind.
3. Freistehende Mäste nach Anspruch 1 und 2 , dadurch ge- kennzeichnet, daß im Inneren der Mäste in vertikaler
Richtung Zahnstangen angeordnet sind, entlang derer im Bedarfsfall eine Transportvorrichtung die Windkraftanlage bewegt, die ihrerseits durch zusätzlich angeordnete vertikale Führungsschienen in ihrer Transportlage gehalten und geführt wird.
4. Freistehende Mäste nach Anspruch 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschienen so angeordnet werden, daß die Transportvorrichtung für die Windkraft- anläge vom Transportfahrzeug über eine zu errichtende Stahltragkonstruktion in das Mastinnere und umgekehrt derart geführt wird, daß ein stetiger Übergang aus der für den An- und Abtransport mit dem Fahrzeug erforderlichen Horizontallage in die für die Bewegung im Mast- inneren notwendige Vertikallage erfolgt.
ERSATZBUπ (REGEL 26)
5. Freistehende Mäste nach Anspruch 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet, daß der Mastkopf aus zwei vertikalen Schalensegmenten besteht, welche einerseits die Längsseiten des Maschinengehäuses der Windkraftanlage teil- weise umschließen und andererseits mit den Auflager- bzw. Anschlußelementen desselben kraftschlüssig verbunden sind und die die Führungsschienen tragen, in denen sich die Walzen bzw. Gleitkörper des Maschinengehäuses beim Übergang aus der Betriebs- in die Trans- portstellung und umgekehrt nach bzw. vor dem Lösen der Verbindungsmittel an den Auflager- bzw. Anschlußelementen bewegen, und welche über einen unterhalb liegenden horizontalen Kreisring, der in seinem Inneren den Lichtraum für das Durchführen der Windkraftanlage während der Transportbewegung freigibt, steif miteinander verbunden sind und dieser über einen Drehkranz an das obere Ende der Mastkonstruktion angeschlossen ist, so daß eine Drehung des gesamten Mastkopfes um die vertikale Achse möglich ist.
6. Freistehende Mäste nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erzeugte Strom über Erdkabel vom Mastfuß zu externen Abnehmern geführt bzw. über Wandler, wie Transformatoren, auf Mittel- bzw. Hochspan- nungsniveau gebracht und über eine separate Leitung zu den folgenden Masten geführt bzw. in die am selben Mast hängenden Freileitungen eingespeist wird.
ERSATZBUTT (REGEL 26)
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