EP3049362A1

EP3049362A1 - Vorrichtung und verfahren zur handhabung, montage oder demontage von komponenten einer windkraftanlage

Info

Publication number: EP3049362A1
Application number: EP14758578.0A
Authority: EP
Inventors: Stefan BÖGL; Johann Wild
Original assignee: Max Boegl Wind AG
Current assignee: Max Boegl Wind AG
Priority date: 2013-09-23
Filing date: 2014-09-04
Publication date: 2016-08-03
Also published as: CA2924791A1; WO2015039876A1; US20160237985A1; CN105764833A; DE102013110464A1

Abstract

Eine Vorrichtung (2) zur Handhabung, Montage oder Demontage von Komponenten (K, 5, 6, 7) einer Windkraftanlage (1), insbesondere von Rotorblättern (6) und/oder einer Gondel (7), mit Hilfe eines Krans (9) umfasst einen Träger (14), welcher in Richtung einer Längsachse (15) des Krans (9) verfahrbar mit diesem verbindbar ist, sowie wenigstens eine Abspannvorrichtung (16), vorzugsweise ein Abspannseil (16a), welche an ihrem ersten Ende mit dem verfahrbaren Träger (14) verbunden ist und welche mit ihrem zweiten Ende mit der Komponente (K, 5, 6, 7) der Windkraftanlage (1) verbindbar ist, um die Position der Komponente (K, 5, 6, 7) während der Handhabung und Montage zu stabilisieren. Die Abspannvorrichtung (16) ist um die Längsachse (15) des Krans (9) drehbar, vorzugsweise um wenigstens 90° drehbar, bevorzugt um wenigstens 360° drehbar, besonders bevorzugt um wenigstens 380° drehbar, mit dem Träger (14) verbunden. Bei einem Verfahren zur Handhabung, Montage oder Demontage von Komponenten (K, 5, 6, 7) einer Windkraftanlage (1), insbesondere von Rotorblättern (6) und/oder einer Gondel (7), mit Hilfe eines Krans (9), wird die Position der Komponente (K, 5, 6, 7) während der Handhabung und Montage oder Demontage mittels wenigstens einer Abspannvorrichtung (16) stabilisiert und die wenigstens eine Ab- spannvorrichtung (16) wird während einer vertikalen Hubbewegung der Komponente (K, 5, 6, 7) in Richtung einer Längsachse (15) des Krans (9) verfahren. Vor und/oder während und/oder nach einer vertikalen Hubbewegung der Komponente (K, 5, 6, 7) wird die wenigstens eine Abspannvorrichtung (16) um die Längsachse (15) des Krans (9) gedreht.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Handhabung, Montage oder Demontage von Komponenten einer Windkraftanlage

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Handhabung, Montage oder Demontage von Komponenten einer Windkraftanlage, insbesondere von Rotorblättern und/oder einer Gondel, mithilfe eines Krans. Die Vorrichtung umfasst einen verfahrbaren Träger, welcher in Richtung einer Längsachse des Krans verfahrbar mit diesem verbindbar ist. Weiterhin umfasst die Vorrichtung wenigstens eine Abspannvorrichtung, vorzugsweise ein Ab- spannseil, welche an ihrem ersten Ende mit dem verfahrbaren Träger verbunden ist und welche mit ihrem zweiten Ende mit der Komponente der Windkraftanlage verbindbar ist, um die Position der Komponente während der Handhabung und Montage zu stabilisieren. Weiterhin betrifft die Erfindung ein entsprechendes Verfahren, bei welchem die Position einer anzuhebenden Komponente während der Handhabung und Montage oder Demontage mittels wenigstens einer Abspannvorrichtung stabilisiert wird. Die wenigstens eine Abspannvorrichtung wird dabei während einer vertikalen Hubbewegung der Komponente in Richtung einer Längsachse des Krans verfahren.

Bei der Herstellung von Windkraftanlagen ist es erforderlich, einzelne Komponenten der Windkraftanlage, beispielsweise Segmente eines Turms der Windkraftanlage oder Funktionsbauteile wie Rotorblätter, Gondel oder auch die Nabe mittels eines Krans aufzunehmen und an dem bereits errichteten Bauwerk zu montieren. Dabei ist es häufig erforderlich, die zu montierenden Komponenten in eine bestimmte Position zu bringen, um sie mit dem bereits bestehenden Teil des Bauwerks verbinden zu können, was bei den heutigen Nabenhöhen von über 120 m schwierig ist. Insbesondere bei der Montage von Rotorblättern ist es beispielsweise erforderlich, diese in einer ganz bestimmten Position anzuheben, um sie mit der Rotornabe, welche ebenfalls eine bestimmte Position einnimmt, verbinden zu können. Im Stand der Tech- nik sind daher mehrere Vorrichtungen und Verfahren bekannt geworden, um die Position der zu montierenden Komponente kontrollieren zu können. Beispielsweise ist es bekannt geworden, ein Rotorblatt einer Windkraftanlage in waagerechter Position anzuheben, um es in dieser Position mit der entsprechend gedrehten Nabe verbinden zu können. Die Nabe muss zur Montage des nächsten Rotorblatts stets um einen bestimmten Winkel weitergedreht werden. Da Winkelabweichungen des Rotorblatts dazu führen, dass es nicht mehr an der Nabe montiert werden kann, werden an dem Rotorblatt Ab- spannseile angeordnet, welche vom Boden aus von Hand gehalten werden, um die Position des Rotorblatts einzustellen. Die Einstellung des Rotorblatts in die erforderliche Montageposition ist dabei schwierig, da von den die Spannseile haltenden Personen am Boden die Montagesituation oben an der Nabe nicht eingesehen werden kann.

Die EP 1 925 582 B1 sieht daher vor, Abspannseile zum Einstellen der horizontalen Montageposition eines Rotorblatts nicht von Hand zu halten, sondern mit Hilfe einer Winde, welche im Fußbereich des Krans angeordnet ist, einzustellen. Die Abspannseile sind dabei über eine am Kran angeordnete Umlenkung geführt.

Die WO 201 1 /048220 A1 schlägt hingegen vor, Seilwinden zum Kontrollieren von Abspannseilen auf einem Schlitten anzuordnen, welcher auf Führungsschienen, die am Kranturm in vertikaler Richtung angeordnet sind, verfahrbar ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Handhabung und Montage oder Demontage von Komponenten einer Windkraftanlage bereitzustellen, welche eine flexiblere Handhabung und verschiedenste Montagepositionen ermöglicht.

Die Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Eine Vorrichtung zur Handhabung, Montage oder Demontage von Komponenten einer Windkraftanlage, insbesondere von Rotorblättern und/oder einer Gondel, mithilfe eines Krans, umfasst einen verfahrbaren Träger. Der Träger ist in Richtung einer Längsachse des Krans verfahrbar mit diesem verbindbar. Unter der Längsachse des Krans wird dabei die weitgehend in vertikaler Richtung orientierte Mittelachse eines Kranturms oder eines Hauptauslegers des Krans verstanden. Vorzugsweise ist der Träger verfahrbar mit einem Kranmast des Krans verbunden, wobei der Kranmast je nach Bauart des Krans ein Ausleger oder ein Kranturm eines Turmdrehkrans sein kann. Der Träger weist zum Verfahren entlang der Längsachse des Krans Führungseinrichtungen, beispielsweise Laufrollen oder Schlitten oder dgl., auf, welche an dem Träger eine Fahrtrichtung definieren. Der Träger ist derart mit dem Kran verbindbar, dass die Fahrtrichtung des Trägers der Längsachse des Krans, insbesondere eines Kranturms entspricht. Weiterhin umfasst die Vorrichtung eine Abspannvorrichtung, vorzugsweise ein Abspann- seil, welche an ihrem ersten Ende mit dem verfahrbaren Träger verbunden ist und welche an ihrem zweiten Ende mit der Komponente der Windkraftanlage verbindbar ist, um die Position der Komponente während der Handhabung und Montage zu stabilisieren. Bei einem Verfahren zur Handhabung, Montage oder Demontage von Komponenten einer Windkraftanlage mithilfe eines Krans wird die Position der Komponente während der Handhabung und/oder Demontage mittels wenigstens einer Abspannvorrichtung stabilisiert. Die wenigstens eine Abspannvorrichtung wird dabei während einer vertikalen Hubbewegung der Komponente in Richtung einer Längsachse des Krans verfahren. Es ist nun vorgesehen, dass vor und/oder während und/oder nach einer vertikalen Hubbewegung der Komponente die wenigstens eine Abspannvorrichtung um die Längsachse des Krans gedreht wird. Bei der entsprechenden Vorrichtung ist hierzu die Abspannvorrichtung um die Längsachse drehbar, vorzugsweise um wenigstens 90° drehbar, mit dem Träger verbunden. Bevorzugt ist dabei die Abspannvorrichtung um wenigstens 360° drehbar, besonders bevorzugt um wenigstens 380° drehbar bzw. völlig frei drehbar mit dem Träger verbunden. Dadurch, dass nun nicht nur die Höhe der Komponente kontrollierbar ist, sondern aufgrund der drehbaren Abspannvorrichtung auch verschiedene Winkelstellungen der Komponente, beispielsweise eines Rotorblatts sowohl gegenüber der Vertikalen, als auch gegenüber der Horizontalen und somit gegenüber der Hochachse der Windkraftanlage realisierbar sind, können nun vielfältige Montagepositionen von anzuhebenden Komponenten realisiert werden. Beispielsweise ist bei Rotorblättern die Montageposition nicht mehr nur auf eine waagerechte Position beschränkt. Weiterhin vorteilhaft ist es, dass beliebige Richtungsänderungen vom Aufnehmen der Komponente am Boden bis zum Anheben auf Montagehöhe möglich sind, um etwa weiteren sich im Hubweg befindlichen Bauteilen oder Baustelleneinrichtungen auszuweichen. Besonders vorteilhaft bei einer um die Längsachse des Kranturms drehbaren Abspanneinrichtung ist es auch, dass selbst dann, wenn das zu errichtende Bauwerk die Höhe des Montagekrans übersteigt, noch beliebige Schwenkbewegungen um die Längsachse des Krans bzw. des Bauwerks möglich sind. So kommt es beispielsweise bei der Montage von Rotorblättern an Windkraftanlagen vor, dass zumindest nach Montage des ersten Rotorblatts oder, in Fällen, bei welchen der gesamte Rotor bereits montiert auf die Turmspitze gehoben wird, nach Montage des Rotorsterns, das errichtete Bauwerk die Höhe des Krans überragt. Aufgrund der Kollisionsgefahr des Krans mit dem Bauwerk sind die Bewegungsmöglichkeiten des Kranauslegers sehr begrenzt. Mittels der um die Längsachse des Krans bzw. der Fahrtrichtung des Trägers drehbaren Abspannvorrichtung ist es nun dennoch möglich, Schwenkbewegungen bei der Handhabung von Komponenten durchzuführen.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist an dem Träger eine Führungsschiene angeordnet, wobei die Führungsschiene sich in einem Winkel von vorzugsweise 90° zu der Längsachse des Krans bzw. der Fahrtrichtung des Trägers erstreckt. Ebenso ist es jedoch denkbar, die Führungsschiene leicht geneigt an dem Träger anzuordnen, etwa um eine bestimmte auf- oder abwärts gerichtete Schwenkbewegung zu erzielen. Die Führungsschiene ist vorzugsweise kreisringsegmentförmig oder kreisförmig ausgebildet, um die Drehbewegung der Abspannvorrichtung um die Längsachse zu realisieren. Ebenso ist es auch denkbar, die Führungsschiene elliptisch oder unregelmäßig bogenförmig auszuführen. In jedem Fall ist es wiederum vorteilhaft, wenn die Führungsschiene zumindest eine Drehbewegung um etwa 90° ermöglicht.

Bei einem Verfahren zur Handhabung von Komponenten einer Windkraftanlage ist es wiederum vorteilhaft, wenn die wenigstens eine Abspannvorrichtung auf einer Kreisbahn um die Längsachse des Kranturms geführt wird. Vorteilhaft bei einer Kreisbahn ist es, dass der Abstand der Komponente zu dem Träger im Wesentlichen konstant bleibt, so dass grundsätzlich auch nicht verstellbare Abspannvorrichtungen, beispielsweise feste Abspannstangen, zum Einsatz kommen können. Mittels derartiger fester Abspannstangen ist in einfacher weise eine besonders gute Stabilisierung der Komponenten möglich, da diese die eine große Steifigkeit aufweisen und hierdurch unerwünschte Kippbewegungen oder Schwankungen der Komponenten aus der gewünschten Position vermieden werden können.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Führungsschiene fest an dem Träger angeordnet und auf der Führungsschiene ist wenigstens ein Führungsschlitten verfahrbar gelagert. Die wenigstens eine Abspannvorrichtung ist in diesem Fall nicht direkt mit dem Träger verbunden, sondern mittels des Führungsschlittens. Durch die Bewegung des Führungsschlittens auf der Führungsschiene wird dann die Drehung der Abspannvorrichtung realisiert. Alternativ dazu ist es jedoch auch denkbar, die Führungsschiene drehbeweglich an fest an dem Kranturm angeordneten Halterungen zu führen. Die Abspannvorrichtung kann in diesem Fall fest mit der Führungsschiene verbunden sein. Nach einer anderen Ausführung der Erfindung ist die Führungsschiene fest an dem Träger angeordnet und auf der Führungsschiene ist ein wenigstens einen Führungsschlitten aufweisendes Anbaugerät verfahrbar gelagert. Die wenigstens eine Abspannvorrichtung ist dann wiederum mittels des Anbaugeräts mit dem Träger verbunden. Mittels eines derartigen Anbaugeräts ist es beispielsweise möglich, zwei oder mehrere Abspannvorrichtungen beabstandet voneinander an der Führungsschiene anzuordnen, wobei bei entsprechender Ausführung des Anbaugeräts auch große Abstände, welche die Abmessungen der Führungsschiene selbst überschreiten, möglich sind. Es kann hierdurch eine besonders stabile und steife Abspannung der zu handhabenden Komponente erreicht werden, wobei dennoch auch Abspannseile eingesetzt werden können.

Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn das Anbaugerät und/oder wenigstens ein Führungsschlitten auf die Führungsschiene feststellbar ist/sind. Es ist hierdurch möglich, die einmal eingestellte Position der Komponente in Bezug auf ihren Winkel zur Längsachse des Krans während einer Hubbewegung exakt einzuhalten. Insbesondere bei beengten Platzverhältnissen oder sehr großen Komponenten wie Rotorblättern ist dies vorteilhaft, da hierdurch Kollisionen und folgende Beschädigungen vermieden werden können.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Vorrichtung weiterhin eine Aufnahme für die Komponente der Windkraftanlage auf. Die wenigstens eine Abspannvorrichtung ist dann mittels der Aufnahme mit der Komponente der Windkraf tan läge verbindbar. Es ist mittels einer derartigen Aufnahme möglich, auch empfindliche Komponenten von Windkraftanlagen, wie beispielsweise Rotorblätter, sicher zu transportieren. Weiterhin ist es hierdurch in besonders einfacher Weise möglich, die Abspannvorrichtung über die Aufnahme mit der Komponente zu verbinden. Die Komponente muss dementsprechend keine Vorrichtungen zur Befestigung der Abspannvorrichtung aufweisen, welche die Komponente schwächen könnten. Besonders vorteilhaft ist es weiterhin, wenn die Abspannvorrichtung ein Ab- spannseil ist und an dem wenigstens einen Führungsschlitten und/oder an dem Anbaugerät und/oder an der Aufnahme wenigstens eine Seilwinde angeordnet ist, mittels welcher die Länge des wenigstens einen Abspannseils veränderbar ist. Es lassen sich somit durch Verlängern oder Verkürzen des Abstands der Komponente zu der Längsachse des Krans bzw. durch Verändern der Länge der Abspannvorrichtung weitere Positionsveränderungen der Komponente erzielen. Insbesondere, wenn mindestens zwei Abspannvorrichtungen vorgesehen sind, können hierdurch verschiedenste Positionen der Komponente in Bezug auf den Windkraftturm realisiert werden.

Besonders vorteilhaft ist es weiterhin, wenn die wenigstens eine Seilwinde funkbetrieben ist und hierdurch vom Boden oder einem Führerhaus des Krans aus fernsteuerbar ist. Die Position der Komponente kann dann durch Betreiben der Winden jederzeit kontrolliert und nachjustiert werden oder verändert werden, wenn bestimmte Schwenkbewegungen erforderlich sind. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die wenigstens eine Seilwinde akkubetrieben ist, da diese dann in besonders einfacher Weise mit dem Träger an dem Kranturm festgelegt werden kann, ohne dass Versorgungsleitungen mitgeführt werden müssten.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Anbaugerät wenigstens zwei Führungsschlitten und wenigstens zwei Seilwinden aufweist. Besonders bevorzugt sind dabei sowohl die Führungsschlitten als auch die Seilwinden beabstandet voneinander angeordnet, um eine kippstabile Positionierung der Komponente im Bereich ihres Schwerpunkts zu ermöglichen.

Daneben ist es vorteilhaft, wenn die wenigstens eine Abspannvorrichtung in einer gesteuerten Bewegung auf der Kreisbahn geführt wird. Die wenigstens eine Abspannvorrichtung und/oder das Anbaugerät beinhaltet hierzu zumindest einen Führungsschlitten, welcher einen Fahrantrieb aufweist. Es kann hierdurch auch die Drehbewegung der Abspannvorrichtung völlig unabhängig von der Hubbewegung der Komponente und völlig unabhängig von der Fahrbewegung des Trägers gesteuert werden, um die gewünschte Position der Komponente einzustellen. Es kann jedoch auch mittels frei auf der Schiene verfahrbarer Schlitten bzw. einer frei auf der Schiene verfahrbaren Abspannvorrichtung bereits eine stark verbesserte Flexibilität der Vorrichtung erzielt werden. So ist trotz der Abspannung am Kran, insbesondere am Kranturm eines Turmdrehkrans, auch bei einer bereits aufgenommenen Komponente ein Verschwenken des Auslegers mit der Komponente möglich.

Bei einem Verfahren zur Handhabung von Komponenten einer Windkraftanlage wird die Komponente mittels einer Aufnahme gehoben und die wenigstens eine Abspannvorrichtung wird dabei an der Aufnahme festgelegt.

Zur Führung des Trägers an dem Kran ist es besonders vorteilhaft, wenn der Träger mit Laufrollen versehen ist und die Laufrollen direkt auf dem Kran, vorzugsweise direkt auf den Eckstielen eines Kranturms, führbar sind. Der konstruktive Aufbau der Vorrichtung kann hierdurch besonders einfach gehalten werden. Es sind keinerlei zusätzliche Führungsmittel wie beispielsweise Führungsschienen zur Führung des Trägers erforderlich.

Vorteilhaft ist es auch, wenn der Träger den Kran vollständig umgibt. So ist, insbesondere bei einem den Kranturm eines Turmdrehkrans vollständig umgebenden Träger, eine Führung direkt an den Eckstielen des Kranturms in besonders einfacher Weise möglich und zugleich ist dadurch die Anordnung einer umlaufenden Führung problemlos möglich.

Bei dem Verfahren zur Handhabung einer Komponente einer Windkraftanlage ist es weiterhin vorteilhaft, wenn der Träger im Wesentlichen synchron mit der Hubbewegung der Komponente in Richtung der Längsachse des Krans geführt wird. Es ist hierdurch möglich, stets einen vorteilhaften kurzen Abstand zwischen der Komponente und dem Träger einzuhalten, so dass die Kontrolle der Position der Komponente besonders einfach ist und die Position der Komponente stets stabil gehalten werden kann. Ebenfalls ermöglicht das Verfahren des Trägers synchron mit der Hubbewegung die Verwendung steifer Abspannstangen, wodurch ebenfalls eine große Stabilität bei der Handhabung der Komponente erreicht wird.

Weitere Vorteile der Erfindung werden anhand der nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispiele beschriebenen. Es zeigen:

Figur 1 Die Montage einer Windkraftanlage mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Montage einer Windkraftanlage in einer Übersichtsdarstellung,

Figur 2 eine erste Ausführung einer Vorrichtung zur Handhabung von

Komponenten einer Windkraftanlage in einer schematischen Draufsicht,

Figur 3 eine alternative Ausführung einer Vorrichtung in einer schematischen Draufsicht,

Figur 4 eine Detailansicht eines an einem Kranturm montierten Trägers einer Vorrichtung,

Figur 5 eine weitere Detaildarstellung eines an einem Kranturm montierten Trägers mit einer Führungsschiene und einem Führungsschlitten,

Figur 6 eine Vorrichtung mit einem Anbaugerät und einer Aufnahme in einer schematischen Draufsicht, sowie Figur 7 eine weitere Übersichtsdarstellung einer Vorrichtung und eines Verfahrens zur Handhabung von Komponenten einer Windkraftanlage.

Figur 1 zeigt eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Handhabung, Montage oder Demontage von Komponenten einer Windkraftanlage sowie eine sich im Bau befindende Windkraftanlage 1 in einer schematischen Übersichtsdarstellung. Die Windkraftanlage 1 besteht dabei in an sich bekannter Weise aus einem Fundament 3, einem Turm 4 sowie verschiedenen Funktionseinheiten, von welchen vorliegend die Nabe 5 mit den Rotorblättern 6 sowie die Gondel 7 erkennbar ist. Nach der vorliegenden Darstellung ist der Turm 4 dabei in zwei Abschnitte 4a, 4b untergliedert, welche durch ein Zwischenstück 8 miteinander verbunden sind. Der Turm 4 kann grundsätzlich aus Ortbeton, aus Betonfertigteilen oder auch aus Stahl bestehen oder in Hybridbauweise aus verschiedenen Werkstoffen erstellt sein. Vorzugsweise besteht der untere Abschnitt 4a des Turms aus Betonfertigteilen, welche zwischen dem Zwischenstück 8 und dem Fundament 3 miteinander verspannt sind, sowie einem aufgesetzten Stahlmast als zweitem Abschnitt 4b, der einteilig sein kann oder ebenfalls aus mehreren Segmenten bestehen kann.

Zur Montage der Funktionseinheiten 5, 6, 7 auf dem bereits errichteten Turm 4 ist ein Kran 9, nach der vorliegenden Darstellung ein Turmdrehkran 9, vorgesehen. Dabei ist es natürlich auch möglich, bereits Teile des Turms 4 oder auch den gesamten Turm 4 mit Hilfe des Turmdrehkrans 9 zu errichten. Der Turmdrehkran 9 ist vorliegend auf dem Fundament 3 der Windkraftanlage 1 aufgestellt und im Bereich des Zwischenstücks 8 mittels einer Verankerung 32 an dem Turm 4 verankert, so dass er eine hohe Stabilität auch noch in großen Höhen aufweist. Die Erfindung kann jedoch auch mit anderen Bauarten von Kranen eingesetzt werden, wobei die Krane nicht unbedingt an dem Turm 4 der Windkraftanlage 1 verankert sein müssen. Ebenso kann ein Kran natürlich auch separat im Bereich der Windkraftanlage 1 aufgestellt sein und muss nicht unbedingt auf dem Fundament 3 stehen. Vorliegend weist der Kran 9 einen Kranturm 10 auf, welcher vier Eckstiele 1 1 (Figuren 2 und 3) beinhaltet. Vorliegend weist der Kran 9 einen Ausleger 12 mit einem daran verfahrbaren Lasthaken 30 auf, mittels welchem in herkömmlicher Weise mit Lastseilen 13 Komponenten K wie die Nabe 5, Rotorblätter 6, Gondel 7, Zwischenstück 8 oder auch Betonfertigteile des Turms 4 (nicht gezeigt) angehoben werden können.

Wie nun im oberen Bereich der Figur 1 nahe der Nabe 5 erkennbar, ist weiterhin eine Vorrichtung 2 zur Handhabung, Montage oder Demontage von Komponenten K der Windkraftanlage 1 vorgesehen. Die Vorrichtung 2 um- fasst einen Träger 14, welcher mit einem Kranmast des Krans 9, vorliegend dem Kranturm 10, verbunden ist und in Richtung einer Längsachse 15 des Krans 9, hier des Kranturms 10, verfahrbar ist. Wird die Vorrichtung 2 nicht an einem Turmdrehkran 9, sondern an einer anderen Bauart eines Krans eingesetzt, so ist der Träger 14 entsprechend mit einem Ausleger bzw.

Kranmast verbunden und ist an diesem verfahrbar. Zwischen dem Träger 14 und der handzuhabenden Komponente K, vorliegend einem Rotorblatt 6, sind nach der vorliegenden Darstellung zwei Abspannvorrichtungen 16, welche als Abspannseile 16a oder Abspannstangen 16b ausgeführt sein können, angeordnet. Die Abspannvorrichtungen 16 sind an ihrem ersten Ende mit dem Träger 14 und an ihrem anderen Ende mit der Komponente K, vorliegend dem Rotorblatt 6, verbunden. Die Komponente K wird hierdurch so gegen den Kranturm 10 abgespannt, dass ihre Position stets stabil gegenüber den Kranturm 10 gehalten werden kann bzw., im Fall einer verstellbaren Abspannvorrichtung 16, auch gezielt verändert werden kann, um beispielsweise eine bestimmte Montageposition zu erreichen.

Wie durch die gestrichelte Darstellung im unteren Bereich der Figur 1 gezeigt, ist der Träger 14 entlang der Längsachse 15 verfahrbar und weiterhin ist die Abspannvorrichtung 16 um die Längsachse 15 des Krans 9, hier des Kranturms 10, drehbar, wie durch die Pfeile symbolisiert. Erkennbar sind ne- ben den Abspannvorrichtungen 16 ein Rotorblatt 6 in einer gegenüber dem oberen Bereich gedrehten Position sowie die Lastseile 13.

Wie der Figur 1 nun entnehmbar, ist es möglich, beispielsweise eine Komponente K in einer Position aufzunehmen, während der Hubbewegung nach oben zu drehen und schließlich in die Montageposition zu bringen. Die Baustelleneinrichtung ist hierdurch vereinfacht, da Komponenten K beispielsweise nicht mehr in einer bestimmten Position am Boden bereitgestellt werden müssen. Ebenso ist es, wie im mittleren Bereich der Figur 1 in gestrichelter Darstellung gezeigt, auch möglich, verschiedene Winkelstellungen von Komponenten K einzustellen, so dass beispielsweise bei der Montage von Rotorblättern 6 diese nicht mehr nur in waagerechter oder streng senkrechter Position montiert werden können. Es ist somit auch nicht mehr unbedingt erforderlich, den Rotor zur Montage der einzelnen Rotorblätter 6 um 120° weiterzudrehen, wie dies im Stand der Technik gehandhabt wurde.

Figur 2 zeigt nun eine erste Ausführung einer Vorrichtung 2. Die Vorrichtung 2 beinhaltet den Träger 14, der vorliegend den Kranturm 10 mit seinen Eckstielen 1 1 vollständig umgibt. Zur Montage des Trägers 14 an dem Kranturm 10 ist der Träger 14 vorliegend teilbar ausgeführt. Der Träger 14 kann grundsätzlich aus zwei oder auch aus mehreren Trägerteilen 14a, 14b (Siehe Fig. 6) zusammengesetzt sein, um die Montage an den Kranturm 10 zu erleichtern. Der Träger 14 weist zum Verfahren entlang der Längsachse des Krans Führungseinrichtungen, beispielsweise Laufrollen 22 oder Schlitten oder dgl. auf (S. Fig. 4 und 5), welche an dem Träger 14 eine Fahrtrichtung definieren. In montiertem Zustand des Trägers 14 an dem Kran 9 entspricht die Fahrtrichtung einer Längsachse 15 des Krans 9.

An dem Träger 14 ist eine Führungsschiene 17 fest angeordnet, vorliegend mittels mehrerer Streben 18 mit dem Träger 14 verbunden. Die Führungsschiene 17 ist ebenfalls geteilt, vorliegend in zwei Teile, um die Montage und die Herstellung zu erleichtern. Die Führungsschiene 17 ist vorliegend kreis- förmig ausgebildet und hierdurch umlaufend um den gesamten Träger 14 ausgeführt und erstreckt sich vorliegend in einem Winkel von 90° zu der Längsachse 15 des Trägers 14 bzw. des Krans 9. Abweichend von der hier gezeigten Darstellung ist es jedoch auch möglich, die Führungsschiene 17 geneigt zu der Längsachse 15 bzw. der Fahrtrichtung des Trägers 14 anzuordnen. Auf der Führungsschiene 17 sind vorliegend zwei Führungsschlitten 19 verfahrbar angeordnet, an welchen jeweils eine Abspannvorrichtung 16 festgelegt ist. Das jeweils andere Ende der Abspannvorrichtung 16 ist in nicht näher beschriebener Weise mit der Komponente K der Windkraftanlage 1 verbunden, welche hier nicht näher bezeichnet ist.

Figur 3 zeigt eine alternative Ausführung einer Vorrichtung 2, bei welcher die Führungsschiene 17 kreisringsegmentförmig ausgeführt ist. Auch eine kreis- ringsegmentförmige Führungsschiene 17 kann wiederum sowohl in ihrem 90°-Winkel als auch mit einem Neigungswinkel gegenüber der Längsachse 15 angeordnet sein. Auf der Führungsschiene 17 sind vorliegend wiederum zwei Führungsschlitten 19 verfahrbar gelagert. Die Anbindung an die handzuhabende Komponente ist vorliegend nicht dargestellt, diese kann jedoch erfolgen, indem die Abspannvorrichtungen 16 direkt an der Komponente angeordnet werden, oder aber indem die Abspannvorrichtungen 16 über eine Aufnahme 20 (siehe Figur 6) angeordnet werden. Ebenso ist dies natürlich auch bei der in Figur 2 gezeigten Vorrichtung 2 möglich.

Wie der Figur 3 weiterhin entnehmbar, ist zur stabilen Führung des Trägers 14 eine Führung 21 an dem Kranturm 10 angeordnet. Mittels der in Figur 3 gezeigten Vorrichtung 2 kann dabei eine Drehbewegung um etwa 90° um die Längsachse 15 erreicht werden, während bei der in Figur 2 gezeigten Darstellung vorteilhaft eine freie Drehbarkeit um die Längsachse 15 gegeben ist.

Figur 4 zeigt eine Detaildarstellung des Trägers 14, welcher nach Figur 4 mittels Laufrollen 22 an dem Kranturm 10 verfahrbar ist. Der Träger 14 ist hierzu beispielsweise in seinem Eckbereich mit wenigstens einem Rollenbock 23 versehen, in welchem eine Laufrolle 22 drehbar gelagert ist. Vorteilhaft dabei ist es, wenn, wie vorliegend dargestellt, die Laufrollen 22 direkt auf den Eckstielen des Kranturms geführt werden, da die Vorrichtung hierdurch konstruktiv einfach gehalten werden kann und die Vorrichtung 2 keine gesonderten Führungen 21 (vgl. Fig. 3) benötigt. Zur Führung direkt auf den Eckstielen 1 1 des Kranturms 10 weist der Träger 14 hierzu an jedem seiner 4 Ecken wenigstens zwei senkrecht zueinander stehende Rollenböcke 23 mit jeweils wenigstens einer Laufrolle 22 auf. Es kann hierdurch eine stabile Führung erreicht werden, bei welcher ein Verkanten des Trägers 14 an dem Kran 9 vermieden wird.

Eine besonders gute Führung kann erreicht werden, wenn, wie in Figur 5 gezeigt, eine zusätzliche Abstützung und Führung durch eine dritte, schräg angeordnete Laufrolle 22 vorgenommen wird. Nach der vorliegenden Darstellung ist dabei in jedem Eck des Trägers 14 ein Satz Laufrollen 22 sowohl oberhalb des Trägers 14 als auch unterhalb davon vorgesehen, wodurch eine besonderes gute Führung erzielt wird.

Eine Führung mit Laufrollen 22 kann auch bei dem Träger 14 der Figur 3 vorteilhaft sein. Die Laufrollen 22 sind dort beispielsweise einander gegenüberliegend angeordnet sind und laufen auf der Führung 21 .

Zum Antrieb des Trägers 14 sind nach der Darstellung der Figur 4 vorliegend zwei Antriebe 24 vorgesehen, die vauf zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Trägers 14 angeordnet sind und als Seildurchlaufwinde ausgebildet sind. Abweichend von der gezeigten Darstellung ist es allerdings auch möglich, den Träger 14 ohne Antrieb zu belassen und lediglich durch die Hubbewegung der Last auf und ab zu bewegen. Mittels eines eigenen Antriebs 24 ist allerdings eine Vielzahl von gesteuerten Bewegungen möglich. Vorteilhaft dabei ist es auch, dass die Bewegung des Trägers 14 je nach Wunsch und Anforderungen sowohl synchron mit der Hubbewegung der Komponente K ausgeführt werden kann als auch unabhängig davon. Figur 5 zeigt eine Detailansicht eines an einem Kran 9, hier einem Kranturm 10 eines Turmdrehkrans, montierten Trägers 14 mit einem Teil einer Führungsschiene 17. Auf der Führungsschiene 17 ist ein Führungsschlitten 19 gelagert, welcher vorliegend mit einer Seilwinde 25 versehen ist, um die Spannung und Länge der Abspannvorrichtung 16 exakt entsprechend der Erfordernisse einzustellen. Die Seilwinde kann dabei per Funkfernsteuerung bedient werden. Derartige Führungsschlitten 19 mit einer Seilwinde 25 können vorteilhaft auch bei den in den Figuren 2 und 3 gezeigten Vorrichtungen 2 eingesetzt werden.

Figur 6 zeigt eine alternative Ausführung einer Vorrichtung 2, bei welcher auf der Führungsschiene 17 ein Anbaugerät 26 mit vorliegend vier Führungsschlitten 19 verfahrbar gelagert ist. Der Träger 14 entspricht dabei im Wesentlichen dem in Figur 2 gezeigten, ist jedoch vorliegend aus vier Trägerteilen 14a, 14b zusammengesetzt. Wie der Darstellung entnehmbar, ist zumindest ein Trägerteil 14b demontierbar ausgeführt, um eine Montage auch oberhalb der Verankerung 32 zu ermöglichen. Weiterhin erkennbar sind wiederum die Antriebe 24 zum Verfahren des Trägers 14 sowie die Laufrollen 22, welche auf den Eckstielen 1 1 geführt sind.

Entsprechend ist auch die Führungsschiene 17 aus vier Teilen zusammengesetzt, wovon jedes Teil wiederum mit einem Trägerteil 14a, 14b verbunden ist. Das Anbaugerät 26 ermöglicht es, die Abspannvorrichtungen 16 in einem breiten Abstand A zueinander anzuordnen und hierdurch eine große Stabilität bei der Handhabung der Komponente K zu erreichen. Das Anbaugerät 26 umfasst hierzu zwei Abstandsstreben 27, welche jeweils mittels eines Führungsschlittens 19 auf der Führungsschiene 17 gelagert sind sowie eine diese verbindende Verbindungsstrebe 28. Zur Verbindung mit den Abspannvorrichtungen 16 weist das Anbaugerät 26 vorliegend zwei Seilwinden 25 auf, welche vorliegend an der Verbindungsstrebe 28 befestigt sind. Natürlich sind auch andere Ausführungen eines solchen Anbaugeräts 26 denkbar, bei wel- chem mehrere Streben einen Rahmen bilden oder auch mehrere Verbindungsstreben 28 vorgesehen sein können. Ebenso können auch noch mehrere Abstandsstreben 27 vorgesehen sein. Schließlich können die Seilwinden

25 anstelle auf den Verbindungsstreben 28 auch an den Abstandsstreben 27 befestigt sein. Weiterhin können abweichend von der vorliegend gezeigten Darstellung Seilwinden 25 auch an einer Aufnahme 20 angeordnet sein, so dass die Abspannvorrichtungen 16 in diesem Fall fest, d. h. nicht verstellbar, mit der Verbindungsstrebe 28 verbunden sind.

Wie der Figur 6 weiterhin entnehmbar, umfasst die Vorrichtung 2 nach vorliegendem Beispiel weiterhin eine Aufnahme 20 zur Handhabung der Komponente K, beispielsweise eines Rotorblatts 6. Diese kann beispielsweise ein die Komponente K umgebendes Gestell beinhalten, in welchem die Komponente k besonders sicher aufnehmbar ist. Vorliegend beinhaltet die Aufnahme 20 weiterhin einen nach beiden Seiten auskragenden Verbindungsarm 29, welcher ebenfalls in besonders vorteilhafter Weise das Anschlagen der Abspannvorrichtungen 16 in einem breiten Abstand A' zueinander ermöglicht und hierdurch erheblich zur Stabilität des Handhabungsprozesses beiträgt. Abweichend von der gezeigten Darstellung ist es natürlich auch möglich, den Verbindungsarm 29 lediglich einseitig auskragend auszuführen. Mittels eines derartigen auskragenden Verbindungsarms 29 können insbesondere lange Bauteile, wie Rotorblätter 6, welche zum Kippen um ihren Schwerpunkt S neigen, gut stabilisiert werden. Je nach Art der aufzunehmenden Komponente K kann die Vorrichtung 2 aber natürlich auch ohne eine derartige Aufnahme 20 ausgeführt werden, wie beispielsweise in Figur 7 gezeigt.

Figur 7 zeigt eine weitere Ausführung einer Vorrichtung 2 bzw. eines Verfahrens zur Handhabung einer Komponente K, wobei ebenfalls ein Anbaugerät

26 vorgesehen ist, die Komponente K, vorliegend die Gondel 7 der Windkraftanlage 1 , jedoch ohne eine spezielle Aufnahme 20 aufgenommen wird. Im Übrigen entspricht der Aufbau der Vorrichtung 2 mit dem Träger 14, der Führungsschiene 17 und dem Anbaugerät 26 dem in Figur 6 gezeigten. In Figur 7 weiterhin noch ersichtlich ist ein Fahrantrieb 31 , mittels welchem das Anbaugerät in einer gesteuerten bzw. steuerbaren Bewegung auf der Führungsschiene 17 verfahrbar ist. Vorzugsweise ist auch der Fahrantrieb 31 über eine Funkfernsteuerung fernbedienbar. Vorteilhaft bei einem derartigen Fahrantrieb 31 ist es, dass dieser zugleich als Feststellvorrichtung für das Anbaugerät 26 auf die Führungsschiene 17 dienen kann.

Ein derartiger Fahrantrieb 31 kann in vorteilhafter Weise auch bei den in den Figuren 2, 3 und 5 dargestellten Führungsschlitten 19 oder dem Anbaugerät 26 der Figur 6 eingesetzt werden, um diese in einer gesteuerten Bewegung auf der Kreisbahn 17 zu verfahren und hierdurch die Position der zu handhabenden Komponente K exakt einzustellen.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. So können, auch wenn lediglich Rotorblätter 6 oder eine Gondel 7 dargestellt wurden, auch andere Bauteile der Windkraftanlage 1 , wie beispielsweise ringförmige oder ringsegmentförmige Fertigteile des Turms 4 o- der Stahlsegmente des Turms 4 selbiger Weise mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung montiert werden. Weiterhin ist es auch möglich, Komponenten K der Anlagentechnik in dieser Weise handzuhaben. Der Kran 9 muss auch nicht unbedingt als Turmdrehkran ausgeführt sein, die erfindungsgemäße Vorrichtung 2 kann vorteilhaft auch mit anderen Bauarten von Kranen 9 eingesetzt werden. Weitere Kombinationen im Rahmen der Patentansprüche fallen ebenfalls unter die Erfindung.

Bezuqszeichenliste

Windkraftanlage

Vorrichtung

Fundament

Turm

a erster Abschnitt

b zweiter Abschnitt

Nabe

Rotorblatt

Gondel

Zwischenstück

Kran

0 Kranturm

1 Eckstiele

2 Ausleger

3 Lastseil

4 Träger

4a Trägerteil

4b Trägerteil

5 Längsachse

6 Abspannvorrichtung

6a Abspannseil

6b Abspannstange

7 Führungsschiene

8 Strebe

9 Führungsschlitten

0 Aufnahme

1 Führung

2 Laufrolle

3 Rollenbock 24 Antrieb

25 Seilwinde

26 Anbaugerät

27 Abstandsstrebe

28 Verbindungsstrebe

29 Verbindungsarm

30 Lasthaken

31 Fahrantrieb

32 Verankerung

A Abstand an dem Anbaugerät

A' Abstand an der Aufnahme

S Schwerpunkt

K Komponente

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1 . Vorrichtung (2) zur Handhabung, Montage oder Demontage von Komponenten (K, 5, 6, 7) einer Windkraftanlage (1 ), insbesondere von Rotorblättern (6) und/oder einer Gondel (7), mit Hilfe eines Krans (9), wobei die Vorrichtung (2) einen Träger (14) umfasst, welcher in Richtung einer Längsachse (15) des Krans (9) verfahrbar mit diesem verbindbar ist, sowie wenigstens eine Abspannvorrichtung (16), vorzugsweise ein Abspannseil (16a), welche an ihrem ersten Ende mit dem verfahrbaren Träger (14) verbunden ist und welche mit ihrem zweiten Ende mit der Komponente (K, 5, 6, 7) der Windkraftanlage (1 ) verbindbar ist, um die Position der Komponente (K, 5, 6, 7) während der Handhabung und Montage zu stabilisieren,

dadurch gekennzeichnet, dass die Abspannvorrichtung (16) um die Längsachse (15) des Krans (9) drehbar, vorzugsweise um wenigstens 90° drehbar, bevorzugt um wenigstens 360° drehbar, besonders bevorzugt um wenigstens 380° drehbar, mit dem Träger (14) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Träger (14) eine Führungsschiene (17), vorzugsweise eine kreisringsegmentförmige oder kreisförmige Führungsschiene (17), angeordnet ist, wobei sich die Führungsschiene (17) in einem Winkel, vorzugsweise in einem Winkel von 90°, zu der Längsachse (15) erstreckt.

3. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschiene (17) fest an dem Träger (14) angeordnet ist und dass auf der Führungsschiene (17) wenigstens ein Führungsschlitten (19) verfahrbar gelagert ist, und dass die wenigs- tens eine Abspannvorrichtung (16) mittels des Führungsschlittens (19) mit dem Träger (14) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschiene (17) fest an dem Träger (14) angeordnet ist und dass auf der Führungsschiene (17) ein wenigstens einen Führungsschlitten (19) aufweisendes Anbaugerät (26) verfahrbar gelagert ist und dass die wenigstens eine Abspannvorrichtung (16) mittels des Anbaugeräts (26) mit dem Träger (14) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anbaugerät (26) und/oder wenigstens ein Führungsschlitten (19) auf der Führungsschiene (17) feststellbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (2) eine Aufnahme (20) für die Komponente (K, 5, 6, 7) der Windkraftanlage (1 ) umfasst und dass die wenigstens eine Abspannvorrichtung (16) mittels der Aufnahme (20) mit der Komponente (K, 5, 6, 7) der Windkraftanlage (1 ) verbindbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Abspannvorrichtung (16) ein Ab- spannseil (16a) ist und dass an dem wenigstens einen Führungsschlitten (19) und/oder an dem Anbaugerät (26) und/oder an der Aufnahme (20) wenigstens eine Seilwinde (25) angeordnet ist, mittels welcher die Länge des wenigstens einen Abspannseils (16a) veränderbar ist.

8. Vorrichtung (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anbaugerät (26) wenigstens zwei Führungsschlitten (19) und wenigstens zwei Seilwinden (25) aufweist.

9. Vorrichtung (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Drehung der wenigstens einen Abspannvorrichtung (16) und/oder des Anbaugeräts (26) zumindest ein Führungsschlitten (19) einen Fahrantrieb (31 ) aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (14) mit Laufrollen (22) versehen ist und dass die Laufrollen (22) vorzugsweise direkt auf Eckstielen (1 1 ) eines Kranturms 10) des Krans (9) führbar sind.

1 1 . Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (14) den Kran (9), insbesondere den Kranturm (10) eines Turmdrehkrans, vollständig umgibt.

12. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (14) wenigstens einen eigenen Antrieb (24), insbesondere einen mit einer Seildurchlaufwinde versehenen Antrieb (24), aufweist.

13. Verfahren zur Handhabung, Montage oder Demontage von Komponenten (K, 5, 6, 7) einer Windkraftanlage (1 ), insbesondere von Rotorblättern (6) und/oder einer Gondel (7), mit Hilfe eines Krans (9), bei welchem die Position der Komponente (K, 5, 6, 7) während der Handhabung und Montage oder Demontage mittels wenigstens einer Abspannvorrichtung (16) stabilisiert wird und wobei die wenigstens eine Abspannvorrichtung (16) während einer vertikalen Hubbewegung der Komponente (K, 5, 6, 7) in Richtung einer Längsachse (15) des Krans (9) verfahren wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor und/oder während und/oder nach einer vertikalen Hubbewegung der Komponente (K, 5, 6, 7) die wenigstens eine Abspannvorrichtung (16) um die Längsachse (15) des Krans (9) gedreht wird.

14. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Abspannvorrichtung (16) auf einer Kreisbahn um die Längsachse (15) des Krans (9) geführt wird, insbesondere mittels eines Anbaugeräts (26) und/oder eines Führungsschlittens (19), auf der Kreisbahn geführt wird.

15. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Abspannvorrichtung (16) in einer gesteuerten Bewegung auf der Kreisbahn geführt wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 - 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente (K, 5, 6, 7) mittels einer Aufnahme (20) gehoben wird und dass die wenigstens eine Abspannvorrichtung (16) an der Aufnahme (20) festgelegt wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 - 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (14) im Wesentlichen synchron mit der Hubbewegung der Komponente (K, 5, 6, 7) geführt wird.