WO2008055576A2

WO2008055576A2 - Steigleitersystem für turmelemente für turmkonstruktionen insbesondere von windkraftanlagen sowie steigleiterelement hierfür

Info

Publication number: WO2008055576A2
Application number: PCT/EP2007/008932
Authority: WO
Inventors: Andreas Jebing
Original assignee: Greifzug Hebezeugbau Gmbh
Priority date: 2006-11-08
Filing date: 2007-10-15
Publication date: 2008-05-15
Also published as: DE202006017158U1; WO2008055576A3

Abstract

Die Erfindung betrifft Steigleiterelemente sowie ein Steigleitersystem für Turmelemente für Turmkonstruktionen insbesondere von Windkraftanlagen, mit einem oberen Elementflansch (13) und einem unteren Elementflansch (12), zwischen denen sich eine Turmwand (11) erstreckt, und mit einer Steigleiter (20), die am oberen Elementflansch (13) und am unteren Elementflansch (12) fest verankert ist und sich über die Höhe des Turmelements (10) erstreckt. Um eine sichere und kostengünstige Verankerung der Steigleiter auch bei dünnwandigen Turmkonstruktionen ermöglichen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Steigleiter (20) zwischen dem oberen und unteren Elementflansch auf die Turmwand (11) zu gekrümmt verläuft und/oder mit einer quer zur Längsrichtung der Steigleiter (20) wirkenden Vorspannung am Turmelement (10) montiert ist.

Description

Titel: Steigleitersystem für Turmelemente für Tuπnkonstruktionen insbesondere von Windkraftanlagen sowie Steigleiterelement hierfür

Die Erfindung betrifft ein Steigleitersystem für Turmelemente für Turmkonstruktionen insbesondere von Windkraftanlagen, mit einem oberen Elementflansch und einem unteren Elementflansch am Turmelement, zwischen denen sich eine vorzugsweise metallische Turmwand erstreckt, und mit einer Steigleiter, die am oberen Elementflansch und am unteren Elementflansch fest verankert ist und sich über die Höhe des Turmelements erstreckt. Die Erfindung betrifft auch ein Steigleiterelement für eine Steigleiter bzw. ein Steigleitersystem zur Verwendung in einer Turmkonstruktion mit den vorgenannten Turmelementen, wobei jedes Steigleiterelement wenigstens einen Leiterholm und mehrere Querbalken als Trittstufen aufweist .

Windkraftanlagen erhalten bei der Energiegewinnung zunehmende Bedeutung. Um den Wind bei Windkraftanlagen besser ausnutzen zu können, bestehen Bestrebungen, sowohl die Höhe der Türme als auch die Länge der Flügel der auf den Türmen montierten Rotoren zu vergrößern bzw. zu verlängern. Für die Turmkonstruktionen ist es einerseits bekannt, Fachwerktürme einzusetzen, bei denen die das Fachwerk bildenden Konstruktionselemente durch lösbare Verbindungen wie insbesondere Schrauben zusammengesetzt werden. Wesentlich verbreiteter im Stand der Technik sind allerdings Türme aus verschweißtem Stahlrohr mit Nabenhöhen von bis zu 100 m. Diese Türme bestehen aus vorgeformten Blechen, die miteinander zu einzelnen Segmenten verschweißt werden, wobei Länge und Durchmesser der einzelnen Segmente begrenzt sind, damit die vorgefertigten Segmente noch zum Aufstellort transportiert werden können, ohne dass z.B. Brückenhöhen den Transport behindern.

Aus dem Bericht in der "Welt am Sonntag" vom 14. Mai 2006 ist ferner eine neuartige Turmkonstruktion aus relativ dünnwandigen Stahlble- chen bekannt, bei denen die Turmwand zwischen den Elementflanschen keine strukturschwächenden Schweißnähte zum Anbringen von Anbauteilen wie Steigleitern und Kabelführungen aufweist. Die Steigleitern bei Turmkonstruktionen dienen dazu, dass Personal zur Inspektion der Turmkonstruktion und insbesondere zur Inspektion des Rotors die Turmkonstruktion hochsteigen kann. Bei der in dem vorgenannten Zeitschriftenartikel beschriebenen Turmkonstruktion erfolgt die Fixierung der Anbauteile wie insbesondere der Steigleiter über Haltemittel mit relativ starken Magneten, die magnetisch an der Turmwand befestigt werden und die den Rückhalt für die Steigleiter über die Höhe der einzelnen Turmelemente bilden. Der Verzicht auf Schweißnähte zur Anbringung der Anbauteile reduziert die Kerbwirkung, so dass dünnwandigere Stahlbleche für die Turmkonstruktionen bzw. Turmelemente verbaut werden können.

Aufgabe der Erfindung ist es, Steigleitersysteme für Turmelemente für Turmkonstruktionen sowie Steigleiterelemente hierfür zu schaffen, die eine sichere und kostengünstige Verankerung der Steigleiter auch bei dünnwandigen Turmkonstruktionen ermöglichen.

Diese Aufgabe sowie weitere Aufgaben werden hinsichtlich der Steigleitersysteme bzw. Turmelemente durch die in Anspruch 1 und hinsichtlich der Steigleiterelemente zum Bilden einer Steigleiter durch die in Anspruch 21 angegebene Erfindung gelöst.

Erfindungsgemäß ist bei den Turmelementen bzw. der Turmkonstruktion vorgesehen, dass die Steigleiter des Steigleitersystems zwischen dem oberen und unteren Elementflansch auf die Turmwand zu gekrümmt verläuft oder gekrümmt ausgebildet ist und/oder mit einer quer zur Längsrichtung der Steigleiter wirkenden Vorspannung am Turmelement montiert ist. Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird mithin nicht nur auf strukturschwächende Schweißnähte in der Turmwand zum Anbringen von Anbauteilen oder dgl . verzichtet, welche die Kerbwirkung herabsetzen, sondern es wird auch das Erfordernis vermieden, die Steigleiter zwischen den Turmflanschen mit irgendwelchen Rückhaltemitteln zur Stabilisierung an der Turmwand verankern zu müssen. Statt entsprechender Rückhaltemittel erhält vielmehr die Steigleiter einen gekrümmten Verlauf bzw. eine Vorspannung in Richtung auf das Turmelement zu, über welche Krümmung bzw. Vorspannung den beim Besteigen der Steigleiter notwendigerweise auftretenden Belastungen oder Verformungen der Steigleiter aufgrund der Gewichtskräfte der hoch- oder herabsteigenden Person entgegengewirkt wird. Die Vorspannung bzw. die Krümmung muss daher ausreichen, den bei der Nutzung der Leiter unter Last auftretenden Verformungen der Steigleiter unter Berücksichtigung der Eigensteifigkeit der Leiter entgegenzuwirken.

Bei einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung verläuft die Krümmung der Steigleiter zwischen den Elementenflanschen zumindest vor der Endmontage bogenförmig konvex. Die Steigleiter kann hierbei eine Krümmung mit relativ großem Krümmungsradius erhalten, damit die Steigleiter weiterhin mit geringem Abstand zur Turmwand und vorzugsweise im Wesentlichen parallel zu dieser verlaufend montiert werden kann. Bei einer alternativen, bevorzugten Ausgestaltung verläuft die Krümmung der Steigleiter polygonförmig.

Bei beiden Ausgestaltungen ist vorteilhaft, wenn zwischen dem oberen und dem unteren Elementflansch wenigstens ein Abstandhalter angeordnet ist, der unter Wirkung der Vorspannung bzw. Krümmung von der Steigleiter gegen die Turmwand gedrückt wird bzw. die Steigleiter entgegen der Krümmung oder Vorspannung von der Turmwand beabstandet . Durch Einsetzen der Abstandhalter wird ggf. die Vorspannung bzw. Spannkraft in der Steigleiter aufgebaut, da die Steigleiter entgegen der Krümmung bzw. entgegen des polygonförmigen Verlaufs von der Turmwand weggedrückt wird, so dass die Rückstellkraft die Abstandhalter in Richtung auf die Turmwand zu wirkt. Besonders vorteilhaft ist, wenn mehrere Abstandhalter zwischen den Elementflanschen angeordnet, mit denen die Steigleiter über ihre Längserstreckung einen im Wesentlichen konstanten Abstand zur Turmwand erhält. Aufgrund der Rückstellkraft bzw. aufgebrachten Vorspannung können bei der insbesondere bevorzugten Ausgestaltung die Abstandhalter im Prinzip lose an der Turmwand anliegen, um die Vorspannung aufzubauen oder die Vorspannung gegen die Turmwand abzusetzen. Es wäre jedoch auch möglich, zusätzlich zur Krümmung bzw. Vorspannung die Abstandhalter z.B. mittels Magneten an der Turmwand zu fixieren, wobei diese Vor- fixierung im Wesentlichen jedoch nur eine exakte Positionierung der Abstandhalter ermöglicht und nur sekundär die notwendige Sicherheit gegen Verformung nochmals erhöhen könnte. Weiter alternativ könnten die Abstandhalter auch an der Turmwand angeklebt sein, da weder das Kleben noch das magnetische Befestigen die Kerbwirkung der Turmwand beeinflussen .

Bei sämtlichen Ausgestaltungen ist die Turmwand vorzugsweise zylindrisch ausgebildet und besteht weiter vorzugsweise aus zylindrischen, geschlossenen Rohrelementen gleichmäßiger Materialstärke, die sich vom unteren zum oberen Elementflansch insbesondere stetig konisch verjüngen können. Für Turmelemente und Turmkonstruktionen von Windkraftanlagen ist weiter vorteilhaft, wenn die Steigleiter im Innern der Turmelemente montiert ist und die Elementflansche von der Turmwand ringförmig nach innen vorkragen. Um Turmelemente mit möglichst niedriger Kerbwirkung zu erhalten, können die Turmelemente mit einer Turmwand versehen sein, die aus Rohrstücken oder Schalen besteht, die zwischen den Elementflanschen mittels nachbearbeiteter oder geschliffener Schweißnähte zusammengesetzt sind und/oder aus Stahl bestehen. Je nach Dicke der Turmwand könnte die Steigleiter gegebenenfalls nur nahe der Elementflansche fest verankert, vorzugsweise am Turmelement festgeschraubt sein. Die insbesondere bevorzugte Ausgestaltung sieht jedoch vor, dass die Steigleiter unmittelbar an den Elementflanschen fest verankert ist, vorzugsweise an den Element - flanschen festgeschraubt ist, wobei erfindungsgemäß - wie oben bereits dargelegt - die Verankerung an den Elementflanschen vorzugsweise die einzig feste Verankerung zwischen Steigleiter und Turmelement bildet.

Bei einer möglichen Ausgestaltung kann die Steigleiter aus Aluminium bestehen und mittels eines Festlagers am oberen Elementflansch und mittels eines höhenveränderbaren Loslagers am unteren Elementflansch verankert bzw. montiert werden. Mit dem Loslager wird bei dieser Ausgestaltung sichergestellt, dass temperaturbedingte Längenänderungen auch bei Turmelementen größerer Höhe nicht zu Verzugsspannungen führen, die von der Steigleiter aufgrund unterschiedlicher materialbedingter Wärmeausdehnungskoeffizienten in die Turmkonstruktion ein- geleitet werden. Bei einer aus Stahl oder bei im Wesentlichen aus demselben Material wie die Turmkonstruktion bestehenden Steigleitern kann ein Loslager ggf. entfallen und die entsprechende Steigleiter kann auch mit zwei Festlagern montiert werden. Weiter alternativ könnte auch eine Aluminiumleiter auf einem Stahlprofil befestigt werden. Die Festlager können vorzugsweise aus Schraubverbindungen bestehen.

Die Steigleiter kann aus einem einzigen Steigleiterelement bestehen, welches dann dieselbe Länge aufweist wie das Turmelement. Allerdings kann die Gesamtlänge eines Turmelementes auch z.B. 23 m oder mehr betragen. Da gleichzeitig die Länge der normalerweise zur Verfügung stehenden Rohre aus Stahl oder Aluminium kürzer ist, wird bei der insbesondere bevorzugten Ausgestaltung die Steigleiter aus mehreren, insbesondere zwei bis sechs Steigleiterelementen zusammengesetzt. Jedes dieser Steigleiterelemente weist vorzugsweise zwei Leiterholme sowie diese verbindende Querbalken als Trittstufen auf, wobei die Leiterholme aus stabilen Hohlprofilen bestehen, die zwischen den entgegengesetzten Leiterholmenden konvex gekrümmt verlaufen oder wenigstens einen Abwinklungsknick aufweisen. Die Steigleiter kann jedoch auch Steigleiterelemente mit einem Mittelholm aufweisen, an dem die Querbalken als Trittstufen befestigt sind und der die Krümmung oder den wenigstens einen Abwinklungsknick aufweist. Bei einer Ausgestaltung einer Steigleiter mit mehreren Steigleiterelementen kann mithin jedes einzelne Steigleiterelement bereits die Vorkrümmung bzw. den Abwicklungsknick aufweisen, wodurch insgesamt je Turmelement eine relativ hohe Vorspannung bzw. ein relativ hoher Krümmungsgrad erreicht wird. Um gleichwohl die Vorspannung aufbringen zu können, ist bei dieser Ausgestaltung besonders vorteilhaft, wenn an den Stoßstellen von zwei Steigleiterelementen Stützrohre oder Stützkörper angeordnet sind, die zum Einen die Stoßstellen um ein ausreichendes Maß überbrücken und die zum Anderen vorzugsweise in die Hohlräume der Leiterholme eingeschoben sind, um an den Stoßstellen eine biegesteife Verbindung zweier separater Leiterelemente zu erreichen. Besonders vorteilhaft ist dann, wenn zumindest, gegebenenfalls sogar ausschließlich, an jeder Stoßstelle ein sich zwischen Steigleiter und Turmwand erstreckender Abstandhalter angeordnet ist. Die Abstandhalter sind zweckmäßigerweise längenveränderbar ausgebildet, um vor Ort eine geringfügige Justierung des Abstandes der Steigleiter bzw. der Steigleiterelemente von der Turmwand vornehmen zu können. Die Abstandhalter können hierzu insbesondere einen Abstandsarm aufweisen, der mit seinem einen Ende an der Steigleiter bzw. den Steigleiterelementen befestigt ist, beispielsweise angeschraubt ist, und der an seinem anderen Ende mit einem Abstandsver- stellmittel versehen ist. Das Abstandsverstellmittel kann insbesondere einen Gummipuffer aufweisen oder aus diesem bestehen, der dann lose unter Wirkung der Vorspannung an der Turmwand anliegt. Der Gummipuffer kann hierzu vorzugsweise teleskopierbar oder exzentrisch am Abstandsarm befestigt sein, um die Längenänderung auf einfache Weise einstellen zu können.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch durch ein Steigleiterelement für eine Steigleiter zur Verwendung in einer weiter oben beschriebenen Turmkonstruktion bzw. der beschriebenen Steigleiteranordnung gelöst, bei der jedes Steigleiterelement wenigstens einen Leiterholme und mehrere Querbalken als Trittstufen aufweist, wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass die Leiterholme aus ausreichend stabilen, einstückigen Hohlprofilen bestehen, die zwischen den entgegengesetzten Leiterholmenden konvex gekrümmt verlaufen oder wenigstens einen Abwinklungsknick aufweisen. Bei der Ausgestaltung mit Abwinklungs- knick können besonders vorteilhaft die an den Abwinklungsknick angrenzenden Holmschenkel jeweils um 0,1° bis etwa 5°, insbesondere 0,5° bis 3°, vorzugsweise etwa 1° ± 0,5°, zueinander abgewinkelt stehen. Jedes Steigleiterelement kann hierbei vorzugsweise mit nur einem einzigen Abwinklungsknick versehen sein und die Holmschenkel erstrecken sich ausgehend vom Abwinklungsknick vorzugsweise gerade bzw. geradlinig bis zu den Stoßstellen bzw. Steigleiterholmenden. Insbesondere bevorzugt ist, wenn jedes Steigleiterelement zwei Leiterholme aufweist, die über die Querbalken verbunden sind und/oder die mit einer Steigschutzbefestigungsvorrichtung wie insbesondere mit einer Fallschutzschiene zum Einhaken z.B. eines Fallschutzläufers versehen sind. Das bevorzugte Anwendungsgebiet der Erfindung betrifft Windkraftanlagen mit einer wenigstens ein Turmelement aufweisenden Turmkonstruktion, mit einer mit der Turmkonstruktion abgestützten Gondel und mit einer über die Höhe der Turmelemente sich erstreckenden und zur Gondel reichenden Steigleiter, wobei erfindungsgemäß das oder die Turmelemente oder die in diesen verbauten Steigleiterelemente wie zuvor beschrieben ausgebildet sind.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch gezeigten Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Windkraftanlage, teilweise aufgebrochen, in Seitenansicht;

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Turmelements, teilweise aufgebrochen, mit montierter und unmontierter Steigleiter;

Fig. 3 eine vergrößerte Detailansicht aus Fig. 2 mit einem

Leiterelement in montiertem und unmontiertem Zustand;

Fig. 4 einen Ausschnitt eines Turmelementes in Draufsicht auf den oberen Elementflansch mit fest verankertem Steigleiterende;

Fig. 5 eine Schnittansicht entlang V-V in Fig. 4 ,-

Fig. 6 einen Ausschnitt eines Turmelementes mit einer über Abstandhalter lose anliegenden Steigleiter im Horizontalschnitt durch ein Turmelement; und

Fig. 7 eine Schnittansicht entlang VII-VII in Fig. 6.

Fig. 1 zeigt stark schematisch vereinfacht eine Windkraftanlage 1 mit einer auf dem Boden abgestützten und dort fest verankerten Turmkonstruktion 2, mittels der eine Gondel 3 in ausreichender Höhe über dem Boden abgestützt wird. In der Gondel 3 ist ein nicht gezeigter Generator angeordnet, der mittels der Rotorflügel 4 des Rotors 5 durch Ausnutzung der Windenergie angetrieben wird. In Fig. 1 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nur ein Rotorflügel 4 dargestellt. Es versteht sich, dass hier vorzugsweise drei Rotorflügel am Rotor 5 ausgebildet sind. Im gezeigten Ausführungsbeispiel besteht die Turmkonstruktion 2 der Windkraftanlage 1 aus zwei Turmelementen 10, die untereinander im Wesentlichen denselben Aufbau haben, aus hohlzy- lindrischen Rohrstücken aus geeignetem Stahl gefertigt sind, wobei sich jedes zylindrische Turmelement 10 von unten nach oben konisch verjüngt. Da sich insgesamt die gesamte Turmkonstruktion 2 über ihre Höhe konisch verjüngt, versteht sich, dass die beiden in Fig. 1 gezeigten Turmelemente 10 unterschiedliche maximale und minimale Durchmesser aufweisen.

Die Turmelemente 10 umfassen, wie insbesondere auch der Fig. 2 entnommenen werden kann, eine durchgängige, geschlossene, hohlzylindri- sche Turmwand 11, die sich vorzugsweise nahtfrei von einem unteren Elementflansch 12 zu einem oberen Elementflansch 13 erstreckt, wobei beide Elementflansche 12, 13 im Wesentlichen ringförmig ausgebildet sind und sich von der Turmwand 11 ausgehend nach innen in den Innenraum 14 der Turmelemente 10 hinein erstrecken. Das Turmelement 10 kann beispielsweise eine Höhe von etwa 24 m haben. Die Turmwand 11 muss daher aus einzelnen metallischen Rohrringsegmenten oder Rohrschalensegmenten zusammengesetzt werden, die an ihren Nahtstellen über eine abgeschliffene, nachbearbeitete Schweißnaht verbunden sind, so dass wegen der nachbearbeiteten Schweißnähte jedes Turmelement 10 insgesamt eine relativ niedrige Kerbwirkung hat und damit aus relativ dünnwandigen Blechen bestehen kann. Der Aufbau der einzelnen Turmelemente hinsichtlich der Fertigung der Turmwand ist jedoch nicht Gegenstand dieser Anmeldung, so dass hier auf eine weitere Erläuterung verzichtet wird.

Wie Fig. 1 ferner gut erkennen lässt, ist im Innenraum 14 der Turmkonstruktion 2 eine Steigleiter 20 ausgebildet, die vom Boden bis zur Gondel 3 hinaufreicht und über die Personen, gegebenenfalls auch unter Nutzung einer seilwindenbetriebenen Kletterhilfe, vom Boden zur Gondel 3 aufsteigen können. Die Steigleiter 20 ist, wie nachfolgend noch im Einzelnen erläutert wird, jeweils nur an den oberen und unteren Elementflanschen 12, 13 der einzelnen Turmelemente 10 verankert bzw. fixiert, ohne dass eine zusätzliche Arretierung der Steigleiter 20 an der Turmwand 11 zwischen den Elementflanschen 12, 13 erfolgt. Die montierte Steigleiter 20 verschlechtert daher nicht die Kerbwirkung der Turmelemente 10, weswegen für die Turmelemente 10 weiterhin relativ dünnwandige Stahlbleche verwendet werden können. Anstelle einer Verankerung der Leiter 20 zwischen den Elementflanschen 12, 13 erfolgt der Einbau der Leiter 20 unter Vorspannung, wie insbesondere aus der gestrichelten Darstellung der Leiter 20' in Fig. 2 ersichtlich ist. Die unmontierte Leiter 20' ist nämlich, im Gegensatz zu der in ihrer Einbaulage gezeigten Steigleiter 20', konvex bogenförmig bzw. hier tatsächlich polygonförmig in Richtung auf Turmwand 11 zu vorgekrümmt, wobei im Einbauzustand aufgrund von Abstandhaltern 30, die über die Höhe regelmäßig verteilt zwischen der Turmwand 11 und der Leiter 20 angeordnet sind, diese Vorkrümmung in eine auf die Turmwand 11 zu gerichtete Vorspannung umgesetzt wird. Diese Vorspannung hat bei einer Benutzung der Leiter durch eine entlang der Längsrichtung der Steigleiter 20 an der der Turmwand 11 abgewandten Seite der Steigleiter 20 hochkletternden Person die Wirkung, dass die Vorspannung der Gewichtskraft der Person entgegengesetzt gerichtet ist, so dass auch die Last durch die hochsteigende Person nicht zu einer Verformung und/oder Schwingung der Leiter in einer Weise führt, dass sich diese von der Turmwand 11 entfernt.

In Fig. 3 ist deutlicher zu erkennen, dass die Leiter 20 aus mehreren Leiterelementen 21 besteht, die an den Stoßstellen 22 zwischen zwei Leiterelementen geradlinig ineinander übergehen, wobei die Abstandhalter 30 auf Höhe der jeweiligen Stoßstellen 22 zwischen zwei Leiterelementen 21 angeordnet sind. Die strichpunktierte Darstellung der Leiterelemente 21' der Steigleiter 20' vor der Montage lässt besonders gut erkennen, dass jedes Leiterelement 21 bzw. 21' zwei Holmschenkel 23 aufweist, zwischen denen ein Abwinklungsknick 24 ausgebildet ist, der für einen Abwinklungswinkel Y zwischen den beiden Holmschenkeln 23 von etwa einem Grad sorgt. Bei montierter Steigleiter 20 hingegen wird dieser Abwinklungsknick 24 durch die mittels der Abstandshalter 30 aufgebrachten Vorspannung im Wesentlichen herausgedrückt. Die mit den Abstandhaltern 30 insgesamt aufgebrachte Vorspannung verhindert ein Durchbiegen der Leiter 20 über die Falllinie zwischen dem Befestigungspunkt 13' am oberen Elementflansch 13 und dem Befestigungspunkt 12' am unteren Elementflansch 12 hinaus.

Der Aufbau der Leiterelemente und deren Befestigung an den Element - flanschen 12, 13 wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 erläutert. Fig. 4 zeigt beispielhaft eine Draufsicht auf den oberen Elementflansch 13 eines Turmelements 10. Wie gut zu erkennen ist, kragt der Elementflansch 13 ringförmig nach innen über die Turmwand 11 hinaus und ist beispielsweise mit der Turmwand 11 verschweißt

(nicht gezeigt) . Der Elementflansch 13 ist mit einer Vielzahl von regelmäßig beabstandeten Bolzenlöchern 17 versehen, durch die hindurch ein Turmelement 10 mittels geeigneter Befestigungsschrauben mit dem unteren Elementflansch eines weiteren Turmelements verbunden werden kann, um durch Stapeln mehrerer Turmelemente 10 eine Turmkonstruktion mit geeigneter Höhe auszubilden. Am inneren Umfangsrand 16 des nach innen vorkragenden Elementflanschs 13 sind in geeignetem Abstand voneinander zwei Befestigungslaschen 18 angeschweißt, die hier der Verankerung der Steigleiter 20 über Schraubbolzen 19 dienen. Eine unmittelbare Schweißbefestigung zwischen den Befestigungslaschen 18 und der Turmwand 11 fehlt, da die einzigen, an der Turmwand 11 befestigten Elemente die beiden Elementflansche 13 bzw. 12

(Fig. 2) bilden.

Jedes Steigleiterelement 21 besteht im wesentlichen aus beabstandeten zueinander und annähernd vertikal verlaufenden, hier von Rundrohrprofilen gebildeten Leiterholmen 25, die über quer verlaufende Querbalken 27 zu einer im Wesentlichen biegesteifen Konstruktion versteift sind, wobei die Querbalken 27 zugleich die Trittstufen der Steigleiter 20 bilden. An der der Turmwand 11 im Montagezustand gegenüberliegenden Stirnseite 27' der Querbalken 27 ist eine vertikal verlaufende Steigschutzschiene 28 mittig zwischen beiden Leiterholmen 25 angeschweißt, um in die Führung der Schiene 28 einen Fallschutzläufer als Steigschutz einhängen zu können, wenn eine Person die Steigleiter 20 hoch- oder heruntersteigt. Für die Arretierung der Leiter 20 an den Befestigungslaschen 18 sind an den beiden Leiterholmen 25 jeweils Haltelaschen 26 angeschweißt, die mit zwei Durchgriffslöchern für den Durchgriff von zwei übereinander angeordneten Befestigungsschrauben 19 versehen sind. Entsprechende Haltelaschen 26 sind hierbei, wie noch erläutert wird, jeweils sowohl nahe des oberen Endes der Leiterholme 25 eines jeden Steigleiterelements 21 als auch nahe des jeweils unteren Endes der Leiterholme 25 angeschweißt .

Die Fig. 6 und 7 zeigen im Detail die am Leiterstoß 22 zwischen zwei benachbarten Steigleiterelementen 21 befestigten Abstandhalter 30. Aus Fig. 7 ist gut ersichtlich, dass sowohl am unteren Ende des Leiterholms 25 des oberen Steigleiterelements 21 als auch am oberen Ende des Steigleiterholms 25 des unteren Steigleiterelements 21 jeweils eine Haltelasche 26 angeschweißt ist, wie sie in Fig. 4 auch am oberen Ende des oberen Steigleiterelements dargestellt ist. In die beiden Leiterholme 25 ist im Bereich der Stoßstelle 22 ein Stützrohr 40 eingeschoben, dessen Länge derart bemessen ist, dass es über die beiden Haltelaschen 26 beidseitig vertikal übersteht. Mit dem eingeschobenen Stützrohr 40, dessen Außendurchmesser im Wesentlichen mit einer Übergangspassung an den Innendurchmesser der Steigleiterholme 25 angepasst ist, wird sichergestellt, dass an der Stoßstelle 22 die Steigleiterholme 25 benachbarter Steigleiterelemente 21 fluchtend und gradlinig zueinander stehen, um insgesamt die Vorspannung in der Steigleiter 20 aufzubauen und im Bereich der Stoßstelle 22 eine geknickte Abwinklung zwischen benachbarten Steigleiterelementen 21 zu verhindern. An den beiden Haltelaschen 26 ist ein hier etwa T-förmiger Abstandsarm 31 eines Abstandhalters 30 angeschraubt, mit dem die Steigleiterelemente 21 bzw. die Steigleiter 20 über die Höhe eines Turmelementes trotz des bei jedem Steigleiterelement bestehenden Abwinklungsknicks 24 in im Wesentlichen gleichmäßigen Abstand zur Turmwand 11 verschoben werden. Jeder Abstandsarm 31 weist steigleiterseitig ein sich nach oben und nach unten erstreckendes Anschraubblech 32 auf, durch das hindurch der Abstandsarm 31 sowohl mit der unteren Haltelasche 26 des oberen Steigleiterelements 21 als auch der oberen Haltelasche 26 des unteren Steigleiterele- ments 21 mittels hier vier Befestigungsschrauben 27 verschraubt werden kann. Am turmwandseitigen Ende des Abstandsarms 31 ist ein Gummipuffer 33 derart befestigt, dass der Abstand zwischen dem Leiterholm 25 und der Innenseite der Turmwand 11 individuell eingestellt werden kann. Der Gummipuffer 33 weist hierzu, wie insbesondere Fig. 7 zeigt, eine exzentrisch angeordnete Bohrung 34 auf, die von einem von einer Feststellschraube gebildeten Feststellmittel 35 durchgriffen wird, um den Gummipuffer 33 in einer spezifischen Lage festzulegen. Zu Erhöhung der Stabilität der sich an der Turmwand 11 anlehnenden Steigleiter 20 verlaufen die beiden Abstandsarme 31 im Wesentlichen radial zum Mittelpunkt der Turmkonstruktion und mithin senkrecht zur Tangente an den Turmwandumfang .

Für den Fachmann ergeben sich aus der vorhergehenden Beschreibung zahlreiche Modifikationen, die in den Schutzbereich der anhängenden Ansprüche fallen sollen. Die Leiterholme könnten anstelle von Rundprofilen auch Vierkantprofile oder andere Profilformen aufweisen. Die Vorspannung der Steigleiter könnte auch durch eine bogenförmige Krümmung erreicht werden. Je nach Höhe einzelner Turmelemente könnten auch mehr oder weniger als vier Steigleiterelemente eingesetzt werden, um die Steigleiter innerhalb eines Turmelementes zu bilden. Auch für die Abstandsverstellung der Abstandhalter sowie Ausgestaltung der Abstandhalter und die Befestigung der Leiter an den Elementflanschen ergeben sich zahlreiche andere Ausgestaltungen, die ebenfalls in den Schutzbereich der anhängenden Ansprüche fallen sollen. Das Ausführungsbeispiel zeigt im Wesentlichen eine im Turmelement eingebaute Stahlleiter. Bei einer Aluminiumleiter könnte die untere Verankerung auch aus einem Loslager bestehen, welches Loslager insbesondere temperaturbedingte Längenänderungen in Längsrichtung der Steigleiter zulässt und nur eine Fixierung quer zur Turmwand bietet. Jedes Leiterelement könnte auch nur einen einzigen Mittelholm aufweisen, an dem die Trittstufen befestigt sind. Die Turmwand besteht vorzugsweise aus Stahl. Für die Turmwand sind jedoch auch andere Materialien einschließlich geeigneter Hybridwerkstoffe oder faserverstärkter Kunststoffe verwendbar, da die Struktur der Turmwand nicht durch Rückhaltemittel geschwächt wird.

Claims

Patentansprüche :

1. Steigleitersystem für Turmelemente für Turmkonstruktionen insbesondere von Windkraftanlagen, mit einem oberen Elementflansch (13) und einem unteren Elementflansch (12), zwischen denen sich eine Turmwand (11) erstreckt, und mit einer Steigleiter (20), die am oberen Elementflansch (13) und am unteren Elementflansch (12) fest verankert ist und sich über die Höhe des Turmelements (10) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigleiter (20) zwischen dem oberen und unteren Elementflansch (12; 13) auf die Turmwand (11) zu gekrümmt verläuft und/oder mit einer quer zur Längsrichtung der Steigleiter (20) wirkenden Vorspannung am Turmelement (10) montiert ist.

2. Steigleitersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmung der Steigleiter zwischen den Elementflanschen bogenförmig konvex verläuft .

3. Steigleitersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmung der Steigleiter polygonförmig verläuft.

4. Steigleitersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem oberen und dem unteren Element- flansch (13, 12) wenigstens ein Abstandhalter (30) angeordnet ist, der unter Wirkung der Vorspannung von der Steigleiter (20) gegen die Turmwand (11) gedrückt wird.

5. Steigleitersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Abstandhalter (30) angeordnet sind, mit denen die Steigleiter (20) über ihre Längserstreckung einen im Wesentlichen konstanten Abstand zur Turmwand (11) erhält.

6. Steigleitersystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandhalter (30) lose an der Turmwand (11) anliegen, um die Vorspannung aufzubauen oder die Vorspannung gegen die Turmwand abzusetzen.

7. Steigleitersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Turmwand (11) zylindrisch ist und/oder sich vom unteren zum oberen Elementflansch (12, 13) stetig konisch verjüngt.

8. Steigleitersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigleiter (20) im Innenraum (14) der Turmelemente (2) montiert ist und die Elementflansche (12, 13) von der Turmwand (11) ringförmig nach innen vorkragen.

9. Steigleitersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Turmwand (11) zwischen den Elementflanschen aus mit geschliffenen Schweißnähten zusammengefügten metallischen Rohrstücken besteht.

10. Steigleitersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigleiter (20) nahe der Elementflansche (12, 13) fest verankert, vorzugsweise festgeschraubt, ist.

11. Steigleitersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigleiter (20) unmittelbar an den Elementflanschen (12, 13) fest verankert, vorzugsweise festgeschraubt, ist.

12. Steigleitersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigleiter (20) aus Aluminium besteht und mittels eines Festlagers am oberen Elementflansch (13) und mittels eines höhenveränderbaren Loslagers am unteren Elementflansch (12) verankert ist.

13. Steigleitersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigleiter (20) aus einem Steigleiterelement besteht oder vorzugsweise aus mehreren Steigleiterelementen (21) zusammengesetzt ist.

14. Steigleitersystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Steigleiterelement (21) wenigstens einen, vorzugsweise zwei Leiterholme (25) und mehrere Querbalken (27) als Trittstufen aufweist, wobei die Leiterholme (25) aus Hohlprofilen bestehen, die zwischen den entgegengesetzten Leiterholmenden konvex gekrümmt verlaufen oder wenigstens einen Abwinklungsknick (24) aufweisen.

15. Steigleitersystem nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass an den Stoßstellen (22) von zwei Leiterelementen (21) die Stoßstellen überbrückende Stützrohre (40) oder Stützkörper in dem Hohlraum der Leiterholme (25) angeordnet sind.

16. Steigleitersystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass an jeder Stoßstelle (22) ein zwischen Steigleiter (20) und Turmwand (11) sich erstreckende Abstandhalter (30) angeordnet ist.

17. Steigleitersystem nach einem der Ansprüche 5, 6 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandhalter längenveränderbar ausgebildet sind.

18. Steigleitersystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandhalter (30) einen Abstandsarm (31) aufweisen, der mit seinem einen Ende an der Steigleiter (20) befestigt ist und an seinem anderen Ende mit einem Abstandsverstellmittel (34) versehen ist.

19. Steigleitersystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstandsverstellmittel (34) einen Gummipuffer (33) aufweist oder aus diesem besteht.

20. Steigleitersystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Gummipuffer (33) teleskopierbar oder exzentrisch am Abstandsarm (31) befestigt ist.

21. Steigleiterelement für ein Steigleitersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 20, mit wenigstens einem Leiterholmen (25) und mehreren Querbalken (27) als Trittstufen, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterholme (25) aus Hohlprofilen bestehen, die zwischen den entgegengesetzten Leiterholmenden konvex gekrümmt verlaufen oder wenigstens einen Abwinklungsknick (24) aufweisen.

22. Steigleiterelement nach Anspruch 21 oder Steigleitersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die an den Abwinklungsknick (24) angrenzenden Holmschenkel (23) um 0,1° bis 5°, vorzugsweise etwa 1°± 0,5° zueinander abgewinkelt stehen, wobei vorzugsweise die Holmschenkel (23) jeweils gerade sind.

23. Steigleiterelement nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Steigleiterelement zwei Leiterholme (25) und diese verbindende Querbalken (27) aufweist.

24. Steigleiterelement nach Anspruch 21, 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Steigleiterelement (21) mit einer Steig- schutzbefestigungsvorrichtung, insbesondere mit einer Fallschutzschiene (28) zum Einhaken eines Fallschutzläufers oder dgl . versehen ist.

25. Windkraftanlage mit einer wenigstens ein Turmelement (10) aufweisenden Turmkonstruktion (2) , mit einer mit der Turmkonstruktion

(2) abgestützten Gondel (3) und mit einer vom Boden zur Gondel

(3) hochreichenden Steigleiter (20), dadurch gekennzeichnet, dass das eine oder die Turmelemente (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 20 ausgebildet sind und/oder die Steigleiter (20) Steigleiterelemente (21) gemäß einem der Ansprüche 21 bis 24 aufweist.