WO2016189083A1 - Windenergieanlagen-turm - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a wind turbine tower and a wind turbine.
  • Wind turbine towers made of steel or at least partially made of steel are well known.
  • Such a tower typically has a plurality of steel segments which are placed on top of each other.
  • the steel segments can be configured in one piece or in several parts.
  • the respective parts of the steel segment or the steel section may have two longitudinal joints, so that at least two parts of the steel section are assembled at their longitudinal joints to form a steel section.
  • EP 2 479 430 B1 describes a method for assembling shell segments of a tower of a wind energy plant.
  • EP 2 253 781 B1 shows a tower of a wind energy plant, which is composed of a plurality of steel segments.
  • Each of the steel segments has two steel segment sections and connecting means for connecting the two steel segment sections.
  • the connecting means have a formwork, which are arranged in the region of a longitudinal joint or a longitudinal flange and filled with concrete to obtain a steel segment consisting of several steel segment sections.
  • a wind turbine tower with a plurality of steel sections placed on each other is provided. At least one of the steel sections consists of at least a first and second part, which are fastened together by means of longitudinal joints. In each case a formwork is provided in the region of the longitudinal joints, which is fastened by means of fastening units to the first and second part of the steel section. The formwork is at least partially potted with a potting compound.
  • the formwork has first and second end portions which abut by means of seals on the first and second parts of the steel section.
  • the first and second (longitudinal) end portions of the formwork are fastened by means of fastening units to the first and second parts of the steel section.
  • a plurality of spline elements are provided on the first and second parts of the steel section along the longitudinal joint.
  • a reinforcing cage is provided in the region of the toothed elements. This is advantageous in terms of improved statics of the composite joint between adjacent steel section parts.
  • the wind turbine tower on fastening means which are formed as threaded rods.
  • the threaded rods are fixed with their first end fixed to the first and second parts of the steel section.
  • the formwork has a central portion which is attached to the second ends of the threaded rods.
  • the formwork has first and second end portions, which abut against the parts of the steel section by means of seals.
  • the present invention also relates to a wind turbine with a wind turbine tower described above.
  • the invention relates to the idea of providing a wind turbine tower consisting of a plurality of steel segments or steel sections, which in turn are each composed of at least two steel segment parts or steel section parts. be set.
  • a wind turbine tower consisting of a plurality of steel segments or steel sections, which in turn are each composed of at least two steel segment parts or steel section parts. be set.
  • at least one formwork is provided inside the parts, which are fastened to the outer wall of the steel section parts by a plurality of fastening means (such as threaded rods).
  • one end of the fastening means for example, by means of a socket on an outer formwork or outer wall attached.
  • the formwork is attached to the second ends of the fastening means.
  • Each of the steel segment parts has at least one attachment means.
  • the formwork is thus attached to two steel segment parts.
  • This embodiment of the attachment of the formwork to the segments results in improved rigidity or stiffening of the tower. According to the invention can be dispensed with a longitudinal
  • the formwork is used with in-situ concrete or grouting, z. B. Pagel, filled on site at the site.
  • a plurality of head bolts may be attached to the inside of the formwork and / or to the inside of the outside wall.
  • a seal At the transition between the formwork and the outer wall may be provided a seal.
  • a bushing and a tab may be provided, by means of which the ends of the formwork can be fastened to the outer wall.
  • the head bolts may be provided on the formwork and / or on the outer wall.
  • the invention also relates to a method for erecting a tower of a wind energy plant.
  • the tower of the wind turbine consists of several segments arranged on top of each other. At least one of the tower segments is provided as a steel section consisting of a plurality of steel segment parts, which are each fastened to one another via a longitudinal joint, for example on impact.
  • the respective steel section parts can be prefabricated in a factory.
  • gear elements such as, for example, headed bolts are provided in the region of the longitudinal joints or the longitudinal ends of the steel section parts.
  • the head bolt dowels can for example be welded to a lateral surface of the steel section parts. Subsequently, the steel section parts can be transported to the construction site.
  • Screw-on bushes or weld-on bushings can be welded to the steel section parts as an option. This is done in particular in the region of the longitudinal end of the steel section parts.
  • These Anschraubbuchsen serve to receive fasteners such as screws, by means of which the longitudinal ends of a formwork can be screwed.
  • a reinforcement cage can optionally be inserted or fastened in or on the toothing elements. After the casing has been fastened, for example by means of fastening means in the form of screws, the volume covered by the formwork can be potted with a potting compound. After hardening of the potting compound, the formwork can optionally be removed.
  • the toothing elements according to the invention can be configured as head bolt anchors, as strips, as welded reinforcing elements, etc.
  • the toothed elements can in particular be welded to the jacket plate of the steel section parts.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a wind energy plant according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a tower segment according to a first exemplary embodiment
  • Fig. 3 shows a schematic sectional view of the tower segment of
  • FIG. 4 shows a schematic sectional view of a tower segment according to a first exemplary embodiment
  • FIG. 5 shows a schematic sectional view of a section of a tower segment according to a second exemplary embodiment
  • FIG. 6 shows a schematic sectional view of a detail of a tower segment according to a third exemplary embodiment
  • FIG. 7 shows a schematic sectional view of a section of a tower according to a fourth exemplary embodiment of the invention
  • Fig. 8 shows a perspective sectional view of a tower segment
  • Wind energy plant according to a fifth embodiment shows a schematic sectional view of a section of a tower segment according to the fifth exemplary embodiment of the invention.
  • Fig. 10 shows a schematic sectional view of a tower segment according to the invention.
  • Fig. 11 shows a schematic sectional view of one of the longitudinal joints of
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a wind turbine according to the invention.
  • the wind turbine 100 has a tower 200 and a pod 104 on the tower 200.
  • An aerodynamic rotor 106 with three rotor blades 108 and a spinner 110 is provided on the nacelle 104.
  • the aerodynamic rotor 106 is set into rotary motion by the wind during operation of the wind turbine and thus also rotates a rotor or rotor of a generator which is coupled directly or indirectly to the aerodynamic rotor 106.
  • the electric generator is disposed in the nacelle 104 and generates electrical energy.
  • the pitch angles of the rotor blades 108 can be changed by pitch motors on the rotor blade roots 108b of the respective rotor blades 108.
  • the tower segments 230 may be configured in several parts, so that z. B. a longitudinal joint 231, 232 is present. Each tower segment has a first or upper flange 210 and a second or lower flange 220, respectively.
  • the tower segments may be at least partially configured as steel sections.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of a tower segment according to a first embodiment.
  • a tower segment 230 is shown consisting of two steel section parts, each having two longitudinal joints 231, 232, so that the steel section parts are assembled at their longitudinal joints to form a steel section.
  • the tower segment 230 is thus designed as a steel section.
  • the steel section parts are placed against each other and held together by a formwork 300.
  • FIG. 3 shows a schematic sectional view of the tower segment from FIG. 2.
  • FIG. 3 shows a tower segment in the form of a steel section 230 with the formwork 300.
  • the Formwork 300 may be secured to an outer wall of tower segment 230 via a plurality of fasteners (such as threaded rods or threaded bolts) 340.
  • a first end of the fastening means may be fixedly secured to the outer wall, while the second end of the fastening means attached to the formwork 300, for example screwed, is.
  • concrete such as in-situ concrete or other potting compound such. As Pagel be pressed on the site, so that the two tower segment parts are held together by means of the formwork 300 and the concrete contained therein 400.
  • FIG. 4 shows a schematic sectional view of a tower segment according to a first exemplary embodiment. 4, a cross section through a tower segment 230 is shown. Here, in particular, a flange 210 and the formwork 300 is shown. The formwork 300 is fastened by means of the threaded bolts 340 to an outer wall of the tower segment or the steel section 230.
  • FIG. 5 shows a schematic sectional view of a section of a tower segment according to a second exemplary embodiment.
  • Two tower segment sections or steel section parts 230 are fastened to each other by means of their longitudinal joints 231, 232 and a seal 360 therebetween.
  • a plurality of threaded rods or attachment means 340 is attached at each of the tower segment sections or steel section parts 230.
  • a first end 343 of the threaded rods 340 may be fixedly secured to the tower segment sections 230, for example in a bushing 342.
  • a (steel) formwork 310 is coupled to the two tower segment sections 230 by means of the second ends 341.
  • a plurality of head bolts 320 may be provided on the tower segment sections 230 and / or on the inside of the formwork 300.
  • the formwork 310 has, in cross-section, a middle straight section 312 and two angled side sections 311, 313. At the respective ends 311a, 313a, a respective seal 314 is provided, which seals the transition between the tower segment sections 230 and the first ends 311a, 313a.
  • the interior of the formwork can be filled with concrete 400. When the concrete has hardened, a good connection is provided between the tower segment sections 230. This compound is advantageous because it contributes to a considerable stiffening or improvement of the rigidity.
  • the head bolts 320 are provided perpendicular to the sections 311, 313 of the formwork 310. On the outer wall 230 and head bolts 320 may be provided.
  • FIG. 6 shows a schematic sectional view of a section of a tower segment according to a third exemplary embodiment.
  • the configuration of the connection of the tower segment sections or steel section parts according to FIG. 6 essentially corresponds to the embodiment of FIG. 5. Only the fastening means z. B. in the form of head bolts 320 are not perpendicular to the sections 311, 313 are provided.
  • a plurality of bushes 316 may be secured to the tower segment sections 230, which formwork can then be pressed against the tower segment sections by means of tabs 317 and screws, resulting in improved tightness.
  • Fig. 7 shows a schematic sectional view of a section of a tower according to a fourth embodiment of the invention.
  • the embodiment of the formwork according to FIG. 7 essentially corresponds to the embodiment of the formwork according to FIG. 5, but the sockets 316 and the tab 3 7 have been dispensed with.
  • the formwork 300 can already be made in the factory and can optionally be fastened to at least one of the tower segment sections 230.
  • the headband or head pin stirrups can already be welded to the tower segment sections or the formwork at the factory.
  • the steel section or the tower segment can be separated in the factory to improve the transportability.
  • the split steel section can then be transported to the construction site.
  • the two parts of the steel section can be joined again by means of the formwork.
  • the formwork according to one aspect of the invention optionally not only serves to join the two steel section halves, but also serves to improve the rigidity of the steel sections. In particular, can be avoided by increasing the rigidity bending of the section during assembly, for example, during the casting of the concrete.
  • the formwork 310 can be used both from a static and constructive point of view.
  • FIG. 8 shows a perspective sectional view of a tower segment of a wind energy plant according to a fifth exemplary embodiment.
  • a tower segment 230 is shown consisting of two steel section parts, each having two longitudinal joints 231, 232, so that the steel section parts are assembled to form a steel section, whereby in each case a longitudinal joint is formed.
  • the tower segment 230 is thus designed as a steel section.
  • the tower segment 230 has upper and lower flanges 210, 220.
  • the steel section parts are thus placed against each other and held together by a formwork 300.
  • the formwork 300 can be attached to its (longitudinal) end portions, for example by means of fastening units 318, for example in the form of screws, to the steel section parts in such a way that they cover a longitudinal joint between the adjacent steel section parts. Subsequently, concrete or another potting compound can be poured into the formwork.
  • Fig. 9 shows a schematic sectional view of a section of a tower segment according to the fifth embodiment of the invention.
  • Two steel section parts 230 are attached to each other, so that a longitudinal joint is formed.
  • a seal 360 may be provided therebetween or in front of the longitudinal joint on the inside.
  • a plurality of fixing means 320a are fastened in the form of, for example, headed bolts.
  • the fastening means 320a are provided in particular in the region of the longitudinal joints 231, 232.
  • the fastening means 320a can extend along the length of the steel section 230 in the region of the longitudinal joint 231, 232.
  • the formwork 310 is fastened to the steel section parts 230 at its two (longitudinal) ends or end sections 310a, for example by means of fastening elements 318.
  • a seal 314 may be provided.
  • the formwork 310 has a central portion 312, which covers the head bolt dowel 320 a and the longitudinal joint 231, 232 and surrounds.
  • the fixing units 320a may be fixed on one side to the steel section parts 230. This can be done for example by welding. Furthermore, a reinforcing cage 320b can optionally be laid over the fastening units 320a before the potting compound 400 is poured into the formwork 310.
  • the shutter 310 is thus fixed to the steel wall of the steel section parts 230 at its longitudinal sides 310a (optionally by means of a gasket). An attachment of the formwork by means of threaded rods 340 as shown in FIG. 5 thus does not take place according to the fifth embodiment.
  • the embodiment according to the fifth embodiment of Fig. 9 is thus advantageous because the assembly of the formwork can be done much easier. Furthermore, the formwork 310 can be made much simpler, because no head bolt 320 must be attached to the inside of the formwork.
  • the formwork 310 may extend substantially along the lengthwise direction of the tower segment.
  • the formwork may extend only partially along the longitudinal direction of the tower segment.
  • a tower segment is provided in the form of a steel section, wherein the steel section consists of several parts and the steel section parts are held together by means of a composite joint.
  • anschraubbuchsen or weld-on bushings can be provided on the steel section parts in particular in the region of the longitudinal joint adjacent to the toothed elements.
  • This screw-on bushing or weld-on bush is used to hold the screws that secure the formwork and gasket to the steel section parts.
  • the seal 314 may be provided as a strip parallel to the longitudinal joint and provided between the longitudinal end portions of the formwork and the lateral surfaces of the steel section parts.
  • a seal or a sealing strip for example in the form of a rubber band on the inside of the longitudinal joints can be provided before the potting compound is poured into the formwork 310. This can prevent potting compound from leaking to the outside.
  • a wind turbine tower segment is thus provided in the form of a steel section, which has an upper and a lower annular flange.
  • the steel section consists of at least two steel section parts, which are placed on each other via a longitudinal joint in abutment and are interconnected by a formwork. Potting compound is introduced into the formwork. After hardening of the potting compound, the formwork can optionally be removed.
  • a plurality of toothing elements is provided along the longitudinal joint. When the grout is poured into the formwork and hardened, it surrounds the splines, creating a composite joint.
  • the tower segment can be mounted horizontally, ie the steel section parts can be mounted horizontally.
  • a formwork may be provided, which has no middle section 312. This middle section is also not necessary in a horizontal installation, since the potting compound can be poured into the upwardly open formwork and the Vernierungsetti, which are attached to the steel section parts, as well as the reinforcement cage surrounds.
  • the composite joint according to the invention between two adjacent steel section parts of a tower segment formed as a steel section is advantageous because there are no screws on the joint here, which must be maintained. Furthermore, the design of the joint using in-situ concrete is cheaper than the provision of a longitudinal flange and the screw connection of the longitudinal flange.
  • a wind turbine tower segment is thus provided with a plurality of steel section parts, which are connected to each other via a longitudinal joint or a concrete joint in the longitudinal direction.
  • a longitudinal joint or a concrete joint in the longitudinal direction may be provided instead of or in addition to the longitudinal joint, a horizontal joint, which is designed by means of the formwork described above as a compound joint.
  • the formwork and the associated composite joint may extend over at least two steel sections arranged on top of each other. For this, only the upper and lower flange of the steel section in the area of the formwork must be adapted.
  • Fig. 10 shows a schematic sectional view of a tower segment according to the invention.
  • the tower segment consists of two steel section parts, each having two longitudinal joints 231, 232, so that the steel section parts are assembled at their longitudinal joints to form a steel section.
  • At the ends of the steel section parts 230 are a plurality of spline elements 320 such as Head bolt provided.
  • a spacer element 500 is provided, which can be configured as a spacer plate. With the help of the spacer plate, the distance between the longitudinal joints 231, 232 can be accurately adjusted.
  • Fig. 11 shows a schematic sectional view of one of the longitudinal joints of Fig. 10.
  • a seal 360 may be provided, which is to ensure, for example, that no rainwater penetrates into the longitudinal joint.
  • Another seal 361 may be provided on the inside of the steel section and may serve as a seal for the concrete joint.
  • a bias of the formwork are generated, so that the formwork can be made stiffer and optionally contribute to the seal.

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Abstract

Es wird ein Windenergieanlagen-Turm mit einer Mehrzahl von Stahlsektionen (230), welche aufeinander platziert sind, vorgesehen. Mindestens eine der Stahlsektionen (230) besteht aus mindestens einem ersten und zweiten Teil, welche mittels Längsfugen (231, 232) aneinander befestigt sind. Im Bereich der Längsfugen (231, 232) ist jeweils eine Schalung (300) vorgesehen, welche mittels Befestigungseinheiten (340) an dem ersten und zweiten Teil der Stahlsektion (230) befestigt ist.

Description

Windenergieanlagen-Turm
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Windenergieanlagen-Turm sowie eine Windenergieanlage.
Windenergieanlagen-Türme aus Stahl oder zumindest teilweise aus Stahl sind hinlänglich bekannt. Ein derartiger Turm weist typischerweise eine Mehrzahl von Stahlsegmenten auf, welche aufeinander platziert werden. Die Stahlsegmente können einteilig oder mehrteilig ausgestaltet sein. Hierbei können die jeweiligen Teile des Stahlsegmentes oder der Stahlsektion zwei Längsfugen aufweisen, so dass mindestens zwei Teile der Stahlsektion an ihren Längsfugen zusammengesetzt werden, um eine Stahlsektion auszubilden.
EP 2 479 430 B1 beschreibt ein Verfahren zur Montage von Schalensegmenten eines Turms einer Windenergieanlage.
EP 2 253 781 B1 zeigt einen Turm einer Windenergieanlage, der aus einer Mehrzahl von Stahlsegmenten zusammengesetzt wird. Jedes der Stahlsegmente weist zwei Stahlsegmentabschnitte sowie Verbindungsmittel zum Verbinden der zwei Stahlsegmentabschnitte auf. Die Verbindungsmittel weisen eine Schalung auf, welche im Bereich einer Längs- fuge oder eines Längsflansch angeordnet sind und mit Beton gefüllt werden, um ein Stahlsegment bestehend aus mehreren Stahlsegmentabschnitten zu erhalten.
In der prioritätsbegründenden deutschen Patentanmeldung wurden die folgenden Dokumente vom Deutschen Patent- und Markenamt genannt: EP 2 253 781 B1 , EP 2 479 430 A1 , DE 198 23 650 A1 und DE 83 09 767 U1. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Windenergieanlagen-Turm mit einer Mehrzahl von Stahlsektionen vorzusehen, welche jeweils eine Mehrzahl von Stahlsektionsteilen aufweisen, welche über eine verbesserte Verbindung verfügen.
Diese Aufgabe wird durch einen Windenergieanlagen-Turm nach Anspruch 1 gelöst. Somit wird ein Windenergieanlagen-Turm mit einer Mehrzahl von Stahlsektionen, welche aufeinander platziert sind, vorgesehen. Mindestens eine der Stahlsektionen besteht aus mindestens einem ersten und zweiten Teil, welche mittels Längsfugen aneinander befestigt sind. Im Bereich der Längsfugen ist jeweils eine Schalung vorgesehen, welche mittels Befestigungseinheiten an dem ersten und zweiten Teil der Stahlsektion befestigt ist. Die Schalung ist zumindest teilweise mit einer Vergussmasse vergossen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Schalung erste und zweite Endabschnitte auf, welche mittels Dichtungen an den ersten und zweiten Teilen der Stahlsektion anliegen. Die ersten und zweiten (Längs-)Endabschnitte der Schalung werden mittels Befestigungseinheiten an dem ersten und zweiten Teil der Stahlsektion befestigt. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Mehrzahl von Verzahnungselementen an den ersten und zweiten Teilen der Stahlsektion entlang der Längsfuge vorgesehen. Durch das Auffüllen der Schalung mit einer Vergussmasse entsteht somit eine Verbundfuge. Die Schalung ist damit mit beiden benachbarten Teilen der Stahlsektion befestigt und ist parallel zur Längsfuge angeordnet.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Bewehrungskorb im Bereich der Verzahnungselemente vorgesehen. Dies ist vorteilhaft hinsichtlich einer verbesserten Statik der Verbundfuge zwischen benachbarten Stahlsektionsteilen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der Windenergieanlagen-Turm Befestigungsmittel auf, welche als Gewindestangen ausgebildet sind. Die Gewindestangen sind mit ihrem ersten Ende fest an dem ersten und zweiten Teil der Stahlsektion befestigt. Die Schalung weist einen mittleren Abschnitt auf, welcher an den zweiten Enden der Gewindestangen befestigt ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Schalung erste und zweite Endabschnitte auf, welche mittels Dichtungen an den Teilen der Stahlsektion anliegen.
Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls eine Windenergieanlage mit einem oben beschriebenen Windenergieanlagen-Turm .
Die Erfindung betrifft den Gedanken, einen Windenergieanlagen-Turm bestehend aus einer Mehrzahl von Stahlsegmenten oder Stahlsektionen vorzusehen, welche wiederum jeweils aus mindestens zwei Stahlsegmentteilen oder Stahlsektionsteilen zusammenge- setzt werden. Zur Verbindung der zwei Teile wird innerhalb der Teile mindestens eine Schalung vorgesehen, welche mittels einer Mehrzahl von Befestigungsmitteln (wie z. B. Gewindestangen) an der Außenwandung der Stahlsektionsteile befestigt werden. Hierbei ist ein Ende der Befestigungsmittel beispielsweise mittels einer Buchse an einer Außen- schalung bzw. Außenwandung befestigt. Die Schalung wird an den zweiten Enden der Befestigungsmittel befestigt. Jede der Stahlsegmentteile weist mindestens ein Befestigungsmittel auf. Die Schalung ist somit an zwei Stahlsegmentteilen befestigt. Durch diese Ausgestaltung der Befestigung der Schalung an den Segmenten wird eine verbesserte Steifigkeit bzw. Versteifung des Turms erhalten. Gemäß der Erfindung kann auf einen Längsflansch verzichtet werden, wodurch Material eingespart werden kann.
Die Schalung wird mit Ortbeton oder Vergussmittel, z. B. Pagel, vor Ort an der Baustelle gefüllt. Optional kann eine Mehrzahl von Kopfbolzen an der Innenseite der Schalung und/oder an der Innenseite der Außenwandung befestigt sein. Am Übergang zwischen der Schalung und der Außenwandung kann eine Dichtung vorgesehen sein. Ferner können optional im Bereich des Übergangs zwischen der Schalung und der Außenwandung eine Buchse sowie eine Lasche vorgesehen sein, mittels welcher die Enden der Schalung an der Außenwandung befestigt werden können.
Die Kopfbolzen können an der Schalung und/oder an der Außenwandung vorgesehen sein.
Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum Errichten eines Turms einer Windenergieanlage. Der Turm der Windenergieanlage besteht aus mehreren aufeinander angeordneten Segmenten. Mindestens eines der Turmsegmente ist als eine Stahlsektion bestehend aus mehreren Stahlsegmentteilen vorgesehen, welche jeweils über eine Längsfuge beispielsweise auf Stoß miteinander befestigt sind. Die jeweiligen Stahlsektionsteile können in einer Fabrik vorgefertigt werden. Hierzu werden im Bereich der Längsfugen bzw. der längsseitigen Enden der Stahlsektionsteile Verzahnungselemente wie beispielsweise Kopfbolzendübel vorgesehen. Die Kopfbolzendübel können beispielsweise an einer Mantelfläche der Stahlsektionsteile angeschweißt werden. Anschließend können die Stahlsektionsteile zur Baustelle transportiert werden. Optional können Anschraubbuchsen bzw. Anschweißbuchsen an den Stahlsektionsteilen angeschweißt werden. Dies erfolgt insbesondere im Bereich des längsseitigen Endes der Stahlsektions- teile. Diese Anschraubbuchsen dienen der Aufnahme von Befestigungselementen wie beispielsweise Schrauben, mittels welcher die längsseitigen Enden einer Schalung angeschraubt werden können. Vorher kann optional ein Bewehrungskorb in oder an die Verzahnungselemente eingelegt bzw. befestigt werden. Nachdem die Verschalung befestigt worden ist, beispielsweise mittels der Befestigungsmittel in Form von Schrauben, kann das durch die Schalung überdeckte Volumen mit einer Vergussmasse vergossen werden. Nach Aushärtung der Vergussmasse kann die Schalung optional entfernt werden.
Die erfindungsgemäßen Verzahnungselemente können als Kopfbolzendübel, als Streifen, als angeschweißte Bewehrungselemente etc. ausgestaltet sein. Die Verzahnungselemente können insbesondere an dem Mantelblech der Stahlsektionsteile angeschweißt werden.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Vorteile und Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Windenergieanlage gemäß der Erfindung,
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Turmsegmentes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 3 zeigt eine schematische Schnittansicht des Turmsegmentes von
Fig. 2,
Fig. 4 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Turmsegmentes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 5 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Ausschnitts eines Turmsegmentes gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Fig. 6 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Ausschnitts eines Turmsegmentes gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
Fig. 7 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Ausschnitts eines Turms gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 8 zeigt eine perspektivische Schnittansicht eines Turmsegments
Windenergieanlage gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel, Fig. 9 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Ausschnitts eines Turmsegmentes gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 10 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Turmsegmentes gemäß der Erfindung, und
Fig. 11 zeigt eine schematische Schnittansicht einer der Längsfugen von
Fig. 10.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Windenergieanlage gemäß der Erfindung. Die Windenergieanlage 100 weist einen Turm 200 und eine Gondel 104 auf dem Turm 200 auf. An der Gondel 104 ist ein aerodynamischer Rotor 106 mit drei Rotorblät- tern 108 und einem Spinner 110 vorgesehen. Der aerodynamische Rotor 106 wird im Betrieb der Windenergieanlage durch den Wind in eine Drehbewegung versetzt und dreht somit auch einen Rotor oder Läufer eines Generators, welcher direkt oder indirekt mit dem aerodynamischen Rotor 106 gekoppelt ist. Der elektrische Generator ist in der Gondel 104 angeordnet und erzeugt elektrische Energie. Die Pitchwinkel der Rotorblätter 108 können durch Pitchmotoren an den Rotorblattwurzeln 108b der jeweiligen Rotorblätter 108 verändert werden.
Die Turmsegmente 230 können mehrteilig ausgestaltet sein, so dass z. B. eine Längsfuge 231 , 232 vorhanden ist. Jedes Turmsegment weist einen ersten bzw. oberen Flansch 210 und einen zweiten bzw. unteren Flansch 220 auf. Die Turmsegmente können zumindest teilweise als Stahlsektionen ausgestaltet sein.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Turmsegmentes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. In Fig. 2 ist ein Turmsegment 230 bestehend aus zwei Stahlsektionsteilen gezeigt, welche jeweils zwei Längsfugen 231 , 232 aufweisen, so dass die Stahlsektionsteile an ihren Längsfugen zusammengesetzt werden, um eine Stahlsektion auszubilden. Das Turmsegment 230 ist damit als Stahlsektion ausgestaltet. Die Stahlsektionsteile werden gegeneinander platziert und durch eine Schalung 300 zusammengehalten.
Das Turmsegment 230 weist einen ersten oberen Flansch 210 und einen zweiten unteren Flansch 220 auf. Fig. 3 zeigt eine schematische Schnittansicht des Turmsegmentes von Fig. 2. In Fig. 3 ist ein Turmsegment in Form einer Stahlsektion 230 mit der Schalung 300 gezeigt. Die Schalung 300 kann über eine Mehrzahl von Befestigungsmitteln (wie z. B. Gewindestangen oder Gewindebolzen) 340 an einer Außenwandung des Turmsegmentes 230 befestigt werden. Hierzu kann ein erstes Ende der Befestigungsmittel fest an der Außenwandung befestigt sein, während das zweite Ende der Befestigungsmittel an der Schalung 300 befestigt, beispielsweise verschraubt, ist. In die Schalung 300 kann Beton, beispielsweise Ortbeton oder eine andere Vergussmasse wie z. B. Pagel, auf der Baustelle hin- eingepresst werden, so dass die beiden Turmsegmentteile mittels der Schalung 300 und des sich darin befindlichen Betons 400 zusammengehalten werden.
Fig. 4 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Turmsegmentes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. In Fig. 4 ist ein Querschnitt durch ein Turmsegment 230 gezeigt. Hierbei ist insbesondere ein Flansch 210 sowie die Schalung 300 gezeigt. Die Schalung 300 wird mittels der Gewindebolzen 340 an einer Außenwandung des Turmsegmentes bzw. der Stahlsektion 230 befestigt.
Fig. 5 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Ausschnitts eines Turmsegmentes gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Zwei Turmsegmentabschnitte bzw. Stahlsektionsteile 230 sind mittels ihrer Längsfugen 231 , 232 sowie einer Dichtung 360 dazwischen aneinander befestigt. An jedem der Turmsegmentabschnitte bzw. Stahlsektionsteile 230 ist eine Mehrzahl von Gewindestangen oder Befestigungsmitteln 340 befestigt. Insbesondere kann ein erstes Ende 343 der Gewindestangen 340 beispielsweise in einer Buchse 342 fest an den Turmsegmentabschnitten 230 befestigt sein. Eine (Stahl)Schalung 310 wird mittels der zweiten Enden 341 an bzw. mit den beiden Turmsegmentabschnitten 230 gekoppelt. Optional kann an den Turmsegmentabschnitten 230 und/oder an der Innenseite der Schalung 300 eine Mehrzahl von Kopfbolzen 320 vorgesehen sein. Die Schalung 310 weist im Querschnitt einen mittleren geraden Abschnitt 312 sowie zwei abgewinkelte Seitenabschnitte 311 , 313 auf. An den jeweiligen Enden 311a, 313a ist jeweils eine Dichtung 314 vorgesehen, welche den Übergang zwischen den Turmsegmentabschnitten 230 und den ersten Enden 311a, 313a abdichtet. Nachdem die Schalung 310 an den Turmsegmentabschnitten 230 montiert ist, kann das Innere der Schalung mit Beton 400 aufgefüllt werden. Wenn der Beton ausgehärtet ist, dann ist eine gute Verbindung zwischen den Turmsegmentabschnitten 230 vorgesehen. Diese Verbindung ist vorteilhaft, weil sie zu einer erheblichen Versteifung bzw. Verbesserung der Steifigkeit beiträgt. In dem Ausführungsbeispiel von Fig. 5 sind die Kopfbolzen 320 senkrecht an den Abschnitten 311 , 313 der Schalung 310 vorgesehen. An der Außenwand 230 können auch Kopfbolzen 320 vorgesehen sein.
Fig. 6 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Ausschnitts eines Turmsegmentes gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Die Ausgestaltung der Verbindung der Turmsegmentabschnitte bzw. Stahlsektionsteile gemäß Fig. 6 entspricht im Wesentlichen der Ausgestaltung von Fig. 5. Lediglich die Befestigungsmittel z. B. in Form von Kopfbolzen 320 sind nicht senkrecht an den Abschnitten 311 , 313 vorgesehen.
Zur Verbesserung der Dichtung an den Enden 311a, 313a können mehrere Buchsen 316 an den Turmsegmentabschnitten 230 befestigt sein, wobei die Schalung dann mittels Laschen 317 und Schrauben an die Turmsegmentabschnitte gedrückt werden kann, was zu einer verbesserten Dichtigkeit führt.
Fig. 7 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Ausschnitts eines Turms gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Ausgestaltung der Schalung gemäß Fig. 7 entspricht im Wesentlichen der Ausgestaltung der Schalung gemäß Fig. 5, wobei jedoch auf die Buchsen 316 und die Lasche 3 7 verzichtet worden ist.
Gemäß der Erfindung kann die Schalung 300 bereits im Werk erfolgen und kann optional an mindestens einem der Turmsegmentabschnitte 230 befestigt werden. Optional können die Kopfbügel bzw. Kopfbolzenbügel bereits im Werk an den Turmsegmentabschnitten bzw. der Schalung angeschweißt werden.
Optional kann die Stahlsektion bzw. das Turmsegment zur Verbesserung der Transportfähigkeit im Werk getrennt werden. Die geteilte Stahlsektion kann dann zur Baustelle transportiert werden. Auf der Baustelle können die beiden Teile der Stahlsektion wieder mittels der Schalung zusammengefügt werden.
Die Schalung gemäß einem Aspekt der Erfindung dient optional nicht nur dem Zusammenfügen der zwei Stahlsektionshälften, sondern dient auch der Verbesserung der Steifigkeit der Stahlsektionen. Insbesondere kann durch die Erhöhung der Steifigkeit eine Durchbiegung der Sektion bei der Montage beispielsweise beim Gießen des Betons vermieden werden. Gemäß der Erfindung kann die Schalung 310 sowohl aus statischer als auch aus konstruktiver Sicht verwendet werden.
Fig. 8 zeigt eine perspektivische Schnittansicht eines Turmsegments einer Windenergieanlage gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel. In Fig. 8 ist ein Turmsegment 230 bestehend aus zwei Stahlsektionsteilen dargestellt, welche jeweils zwei Längsfugen 231 , 232 aufweisen, so dass die Stahlsektionsteile zusammengesetzt werden, um eine Stahlsektion auszubilden, wodurch jeweils eine Längsfuge entsteht. Das Turmsegment 230 ist damit als Stahlsektion ausgestaltet. Das Turmsegment 230 weist einen oberen und unteren Flansch 210, 220 auf. Die Stahlsektionsteile werden somit gegeneinander plat- ziert und durch eine Schalung 300 zusammen gehalten. Die Schalung 300 kann an ihren (längsseitigen) Endabschnitten beispielsweise mittels Befestigungseinheiten 318 beispielsweise in Form von Schrauben an den Stahlsektionsteilen derart befestigt werden, dass sie eine Längsfuge zwischen den benachbarten Stahlsektionsteilen überdecken. Anschließend kann Beton oder eine andere Vergussmasse in die Schalung gegossen werden.
Fig. 9 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Ausschnitts eines Turmsegmentes gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung. Zwei Stahlsektionsteile 230 sind aneinander befestigt, so dass eine Längsfuge entsteht. Optional kann eine Dichtung 360 dazwischen oder vor der Längsfuge auf der Innenseite vorgesehen sein. An jedem der Stahlsektionsteile 230 ist eine Mehrzahl von Befestigungsmitteln 320a beispielsweise in Form von Kopfbolzendübeln befestigt. Die Befestigungsmittel 320a sind insbesondere im Bereich der Längsfugen 231 , 232 vorgesehen. Damit können sich die Befestigungsmittel 320a entlang der Länge der Stahlsektion 230 im Bereich der Längsfuge 231 , 232 erstrecken. Die Schalung 310 ist an ihren beiden (Längs-)Enden oder -Endabschnitten 310a beispielsweise mittels Befestigungselementen 318 an den Stahlsektionsteilen 230 befestigt. Optional kann eine Dichtung 314 vorgesehen sein. Die Schalung 310 weist einen mittleren Abschnitt 312 auf, welcher die Kopfbolzendübel 320a und die Längsfuge 231 , 232 überdeckt bzw. umgibt.
Die Befestigungseinheiten 320a können an ihrer einen Seite an den Stahlsektionsteilen 230 befestigt werden. Dies kann beispielsweise durch Schweißen erfolgen. Ferner kann optional ein Bewehrungskorb 320b über die Befestigungseinheiten 320a gelegt werden, bevor die Vergussmasse 400 in die Schalung 310 vergossen wird. Gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel ist die Schalung 310 somit an ihren Längsseiten 310a (optional mittels einer Dichtung) an der Stahlwandung der Stahlsektionsteile 230 befestigt. Eine Befestigung der Schalung mittels Gewindestangen 340 wie in Fig. 5 gezeigt erfolgt somit gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel nicht. Die Ausführungsform gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel von Fig. 9 ist somit vorteilhaft, weil die Montage der Schalung wesentlich einfacher erfolgen kann. Ferner kann auch die Schalung 310 wesentlich einfacher ausgestaltet sein, weil keine Kopfbolzendübel 320 an der Innenseite der Schalung befestigt werden müssen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann sich die Schalung 310 im Wesentlichen entlang der Längsrichtung des Turmsegmentes erstrecken. Alternativ dazu kann die Schalung sich auch nur teilweise entlang der Längsrichtung des Turmsegmentes erstrecken.
Gemäß der Erfindung wird somit ein Turmsegment in Form einer Stahlsektion vorgesehen, wobei die Stahlsektion aus mehreren Teilen besteht und die Stahlsektionsteile mittels einer Verbundfuge zusammengehalten werden.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung können Anschraubbuchsen bzw. Anschweißbuchsen an den Stahlsektionsteilen insbesondere im Bereich der Längsfuge benachbart zu den Verzahnungselementen vorgesehen sein. Diese Anschraubbuchse oder Anschweißbuchse dient dazu, diejenigen Schrauben aufzunehmen, mit welchen die Schalung sowie die Dichtung an den Stahlsektionsteilen befestigt werden. Gemäß der Erfindung kann die Dichtung 314 als ein Streifen parallel zu der Längsfuge vorgesehen sein und zwischen den Längsendabschnitten der Schalung und den Mantelflächen der Stahlsektionsteile vorgesehen sein. Optional kann eine Dichtung bzw. ein Dichtband beispielsweise in Form eines Gummibandes an der Innenseite der Längsfugen vorgese- hen werden, bevor die Vergussmasse in die Schalung 310 vergossen wird. Dadurch kann verhindert werden, dass Vergussmasse nach außen dringt.
Gemäß der Erfindung wird somit ein Windenergieanlagen-Turmsegment in Form einer Stahlsektion vorgesehen, welche einen oberen und einen unteren Ringflansch aufweist. Die Stahlsektion besteht aus mindestens zwei Stahlsektionsteilen, welche jeweils über eine Längsfuge auf Stoß aneinander aufgestellt sind und durch eine Schalung miteinander verbunden werden. In die Schalung wird Vergussmasse eingeführt. Nach Abhärten der Vergussmasse kann die Schalung optional entfernt werden. Auf der Innenseite der Stahlsektionsteile insbesondere im Bereich der Längsfuge ist entlang der Längsfuge eine Mehrzahl von Verzahnungselementen vorgesehen. Wenn die Vergussmasse in die Schalung vergossen wird und abgehärtet wird, dann umgibt sie die Verzahnungselemente, so dass eine Verbundfuge entsteht. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das Turmsegment liegend montiert werden, d. h. die Stahlsektionsteile können liegend montiert werden. Dazu kann beispielsweise eine Schalung vorgesehen sein, welche keinen mittleren Abschnitt 312 aufweist. Dieser mittlere Abschnitt ist bei einer liegenden Montage auch nicht notwendig, da die Vergussmasse in die nach oben hin offene Schalung vergossen werden kann und die Verzahnungselemente, welche an den Stahlsektionsteilen befestigt sind, sowie den Bewehrungskorb umgibt.
Die erfindungsgemäße Verbundfuge zwischen zwei benachbarten Stahlsektionsteilen eines als Stahlsektion ausgebildeten Turmsegmentes ist vorteilhaft, weil hier keine Schrauben an der Fuge vorhanden sind, welche gewartet werden müssen. Ferner ist die Ausgestaltung der Fuge mittels Ortbeton billiger als das Vorsehen eines Längsflansches sowie die Verschraubung des Längsflansches.
Gemäß der Erfindung wird somit ein Windenergieanlagen-Turmsegment mit mehreren Stahlsektionsteilen vorgesehen, welche über eine Längsverbundfuge oder eine Betonfuge in Längsrichtung miteinander verbunden sind. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann anstelle oder zusätzlich zu der Längsfuge auch eine horizontale Fuge vorgesehen sein, welche mittels der oben beschriebenen Schalung als Verbundfuge ausgestaltet wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung können die Schalung sowie die damit einhergehende Verbundfuge sich über mindestens zwei aufeinander angeord- nete Stahlsektionen erstrecken. Hierzu muss lediglich der obere und untere Flansch der Stahlsektion im Bereich der Schalung angepasst werden.
Fig. 10 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Turmsegmentes gemäß der Erfindung. Das Turmsegment besteht aus zwei Stahlsektionsteilen, welche jeweils zwei Längsfugen 231 , 232 aufweisen, so dass die Stahlsektionsteile an ihren Längsfugen zusammengesetzt werden, um eine Stahlsektion auszubilden. An den Enden der Stahlsektionsteile 230 ist eine Mehrzahl von Verzahnungselementen 320 wie beispielsweise Kopfbolzenbügel vorgesehen. Ferner ist in dem Übergangsbereich zwischen den benachbarten Stahlsektionsteilen ein Distanzelement 500 vorgesehen, welches als ein Distanzblech ausgestaltet sein kann. Mit Hilfe des Distanzbleches kann der Abstand zwischen den Längsfugen 231 , 232 genau eingestellt werden.
Fig. 11 zeigt eine schematische Schnittansicht einer der Längsfugen von Fig. 10. Zwischen den beiden Längsfugen 231 , 232 kann eine Dichtung 360 vorgesehen sein, welche beispielsweise sicherstellen soll, dass kein Regenwasser in die Längsfuge eindringt. Eine weitere Dichtung 361 kann auf der Innenseite der Stahlsektion vorgesehen sein und kann als Dichtung für die Betonfuge dienen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann durch die Gewindestange 340 eine Vorspannung der Schalung erzeugt werden, so dass die Schalung steifer ausgestaltet sein kann und optional zur Dichtung beitragen kann.
Durch die Verwendung der Gewindestange 340, welche eng aneinander vorgesehen sein können, können die benötigten Toleranzen leichter eingehalten werden.

Claims

Ansprüche
1. Windenergieanlagen-Turm, mit
einer Mehrzahl von Stahlsektionen (230), welche aufeinander platziert sind, wobei mindestens eine der Stahlsektionen (230) aus mindestens einem ersten und zweiten Teil besteht, welche mittels Längsfugen (231 , 232) aneinander befestigt sind, wobei im Bereich der Längsfugen (231 , 232) jeweils eine Schalung (300) vorgesehen ist, welche mittels Befestigungseinheiten (340, 318) an dem ersten und zweiten Teil der Stahlsektion (230) befestigt ist und zumindest teilweise mit einer Vergussmasse (400) vergossen ist.
2. Windenergieanlagen-Turm nach Anspruch 1 ,
wobei die Schalung (310) erste und zweite Endabschnitte (310a) aufweist, welche mittels Dichtungen (314) an den ersten und zweiten Teilen der Stahlsektion (230) anliegen, wobei die ersten und zweiten Endabschnitte (310a) mittels der Befestigungseinheiten (318) an dem ersten und zweiten Teil der Stahlsektion (230) befestigt sind.
3. Windenergieanlagen-Turm nach Anspruch 2, wobei
eine Mehrzahl von Verzahnungselementen (320a) an den ersten und zweiten Teilen der Stahlsektion (230) entlang der Längsfuge (231 , 232) vorgesehen ist.
4. Windenergieanlagen-Turm nach Anspruch 3, wobei
ein Bewehrungskorb (320a) im Bereich der Verzahnungselemente (320a) vorgesehen ist.
5. Windenergieanlagen-Turm nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei
die Befestigungseinheiten als Gewindestangen (340) ausgebildet sind, wobei die Gewindestangen (340) an ihrem ersten Ende fest an dem ersten und zweiten Teil der Stahlsektion (230) befestigt sind,
wobei die Schalung (310) einen mittleren Abschnitt (312) aufweist, welcher an den zweiten Enden der Gewindestangen (340) befestigt ist.
6. Windenergieanlage, mit
einem Windenergieanlagen-Turm nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
7. Verfahren zum Errichten eines Windenergieanlagen-Turms, der eine Mehrzahl von Stahlsektionen (230) aufweist, welche aufeinander platziert sind, wobei mindestens eine der Stahlsektionen (230) aus mindestens einem ersten und zweiten Stahlsektionsteil (230) besteht, welche mittels Längsfugen aneinander befestigt sind, mit den Schritten:
Herstellen der Stahlsektionsteile,
Anbringen einer Mehrzahl von Verzahnungselementen im Bereich der Längsfugen (231 , 232),
Aufstellen von mindestens zwei Stahlsektionsteilen (230), so dass eine Längsfuge (231 , 232) entsteht,
Befestigen mindestens einer Schalung (300) an dem ersten und zweiten Stahlsektionsteil (230), so dass die Schalung (300) die Längsfuge zumindest teilweise umgibt, und Vergießen von Vergussmasse in die Schalung (300).
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