WO2024041683A1 - Method for changing the blades of a wind turbine - Google Patents

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WO2024041683A1
WO2024041683A1 PCT/DE2023/000084 DE2023000084W WO2024041683A1 WO 2024041683 A1 WO2024041683 A1 WO 2024041683A1 DE 2023000084 W DE2023000084 W DE 2023000084W WO 2024041683 A1 WO2024041683 A1 WO 2024041683A1
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wind turbine
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Gernot De Bruyn
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Seilkonzept Gmbh & Co. Kg
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    • F05D2260/02—Transport and handling during maintenance and repair

Definitions

  • the invention relates to a method for changing the blades of a wind turbine.
  • the blades of the wind turbines in question become dirty and age. To ensure that the performance of a wind turbine is not impaired to a great extent and, in particular, to prevent the blades from breaking and thus endangering the environment, replacing the blades is often unavoidable.
  • the invention aims to provide a cost-effective, resource-saving method for changing the blades of a wind turbine, which can also be used at higher wind speeds and in offshore wind farms.
  • pulleys are used for raising and / or lowering a wing, the fixed rollers of which are fixed within the mounting opening in the hub of the wind turbine, so that a point of attack of a rope end of at least one first pulley is within the mounting flange of the Wing is arranged and that the other rope end is guided via deflection rollers in the nacelle of the wind turbine to at least one winch on a resiliently anchored platform.
  • the platform must be anchored in such a way that the forces acting on the winches can be safely absorbed. There are various options for this.
  • the platform can be anchored to the ground, loaded with counterweights or, for example, fixed to the mast in offshore systems.
  • pulleys are basically arbitrary, but care must be taken to ensure that the overall height is kept as low as possible so that the threaded bolts of the mounting flange of the wing can be inserted into the corresponding recesses in a mounting ring around the mounting opening. Accordingly, pulleys are preferred in which the axes of the rollers are in one plane lie and, if necessary, the rolls are set in a block.
  • the nacelle Since the entire load of a wing is diverted via deflection rollers within the nacelle in order to be guided through a material hatch to a winch on a resiliently anchored platform, the nacelle experiences a load of several tons, which must be taken into account statically.
  • Second pulleys then no longer exert any pulling force and can be removed from the wing by industrial climbers, for example become.
  • the wing then hangs on several first pulleys. Their load capacity is such that a pulley block can be relieved. It is then possible to remove the loop from this pulley and to fix this pulley directly to the stop point within the mounting flange of the sash. All loops can be removed one after the other, meaning nothing stands in the way of assembling the sash.
  • the method of mounting a wing described above requires the hub to be aligned as precisely as possible with a downward-facing mounting opening. Such alignment is carried out with the help of dummies, which initially replace wings. Such a dummy has the advantage that it is significantly smaller and lighter than a grand piano. A dummy like a 3-point traverse can only have a length of approx. 15 m and a weight of 1.5 t compared to a 100 m long wing that weighs more than 20 t.
  • the assembly of such a first dummy is basically carried out in the manner described above, in which at least one pulley is used, the fixed rollers of which are fixed within the assembly opening in the hub of the wind turbine, so that a point of attack of a rope end of the at least one pulley is within the mounting flange of the dummy is arranged, and that the other end of the rope is guided via deflection rollers in the nacelle of the wind turbine to at least one winch on a resiliently anchored platform.
  • a rope is attached to it approximately in the middle, which runs above the hub to at least one winch on a resiliently anchored platform.
  • the length of the rope is then shortened until the assembly opening following the dummy is visible Hub points downwards and another dummy can be mounted and so on until a final mounting opening for mounting a first wing points downwards.
  • a rope is attached to the middle of the wing, which runs over the tips of dummies to a winch on a resiliently anchored platform.
  • the rope length is shortened until the dummy following the wing points downwards for disassembly, and after the dummy has been dismantled, another wing is installed and so on until a final wing is assembled.
  • deflection rollers with pegs are fixed over the ground at a distance of, for example, 200 m.
  • the load capacity of the ground anchors, which are preferably driven into the ground with back-up securing devices, must be checked.
  • this measure has the advantage that the ropes are attached to winches from above on a vehicle-mounted, for example, in particular with additional weights loaded platform can be guided.
  • a platform will not only accommodate all the winches, but also their controls. It has proven to be useful if the loads on the ropes are monitored using tension scales whose measurements are transmitted wirelessly, for example via Bluetooth. It is particularly important to remember that the vehicle used is a closed delivery van. In such a vehicle, the ropes are led to the winches through a roof hatch in the vehicle roof. In order to counteract the stress caused by this, the vehicle must be regularly loaded with additional weights.
  • Such a vehicle represents, so to speak, a control center from which the changing of the blades of a wind turbine is monitored and controlled.
  • Fig. 1 the explanation of lifting a sash from a floor
  • Fig. 2 a side view of the gondola with a wing held in a vertical position and is based on the
  • Fig. 3 to 6 the positioning of the hub explained.
  • Fig. 1 shows a wing 1 in a holder 2 of a transport trolley 3 on a floor 4.
  • the threaded bolts 7 are to be inserted into corresponding recesses in a mounting ring 8 to 10 enclosing a mounting opening.
  • the wing 1 must be lifted as horizontally as possible from the holder 2 so that the wing tip 11 is not subjected to any load. Only pulleys are used whose fixed rollers are attached within the mounting openings or the vertically downward-pointing mounting ring 8 in the hub 5, while movable rollers or rope ends attack the wing 1.
  • pulley blocks are being considered, which have two fixed rollers and two movable rollers, with the usual dimensions of the wing 1 being approximately 100 m long and weighing over 20 t.
  • first pulleys which engage within the mounting flange 6, indicated by the arrows 15, 16.
  • second pulleys the fixed rollers of which are arranged corresponding to the fixed rollers of the first pulleys, engage the free wing tip 11 in stop anchors on the wing, which are usually provided at the factory, indicated by the arrows 18, 19.
  • Winches 30 are arranged on a platform 35 in a vehicle 36 and accessible through a roof hatch 37.
  • the vehicle 36 is regularly included to securely anchor the platform 35 on a floor 38 to load additional weights, not shown in the drawing.
  • the wing 1 is aligned vertically, see Fig. 2. In this position, the second pulleys no longer have any functions and are removed.
  • the rope end of the first pulley 41 is provided with textile loops 42 which have a length of, for example, 5 m, for example Dyneema band loops. These must be removed to assemble the wing 1 on the hub 5.
  • first pulleys 41 For this purpose, one of the five to six first pulleys 41 is relieved.
  • the load capacity of the first pulley blocks 41 must be designed accordingly. Industrial climbers, for example, then remove the loop 42 and attach the roller or block 40 of the relieved pulley to the wing 1. Once all loops 42 have been removed, the wing 1 can be further raised and assembled.
  • three additional ropes are attached to the wing tip 11. These are removed from the wind turbine 28 at a distance of approximately 200 m and are deflected to the ground at a pitch of 120°.
  • a rope 43 is shown as an example, which is deflected for the first time on a ground-fixed roller 44. Since in the exemplary embodiment the platform 35 is included Winches 45 are provided within the vehicle 36, a further deflection 46 takes place on the mast 47 of the wind turbine 28 at a sufficient height so that the rope 43 can also be fed to winches 45 through the roof hatch 37 of the vehicle 36.
  • a dummy 50 is initially planned.
  • a dummy 50 is significantly smaller and lighter than a wing 1.
  • it can be designed in the form of a tapered triangular traverse which is approximately 15 m long and weighs 1.5 t.
  • a role or a gift can also be provided.
  • a rope 51 is attached to it approximately in the middle and is guided over the hub 5 to a ground-mounted winch. If the rope 51 is shortened, the hub 5 behaves like a rotating roller. The rope 51 is then shortened until the subsequent mounting opening with mounting ring 10 points downwards, in which a second dummy 52 is then mounted. The rope 51 can then run from approximately the middle of the second dummy 52 over the middle of the first dummy 50 and the hub 5, see Fig. 4.
  • a first wing 53 can be mounted, shown shortened in FIGS. 5 and 6.
  • a rope 54 is used approximately in the middle of the wing 53 struck. This rope 54 is guided over the tips 55,56 of the dummies 50,52 to a ground-mounted winch. This measure significantly increases the leverage of the force applied to the hub 5 in order to take the weight of the wing 53 into account.
  • the rope 54 is shortened until the first mounted dummy 50 points vertically downwards and can be removed for mounting a second wing 57.
  • the rope 54 is attached in the middle of the two wings 53, 57 and guided over the tip 55 of the second dummy 52 to a ground-mounted winch.

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Abstract

The invention relates to a method for changing the blades of a wind turbine, in which method block and tackle devices are used for raising and/or lowering a blade, the fixed pulleys of which devices are fixed within the installation opening in the hub (5) of the wind turbine (28), an engagement point of a cable end of at least one first block and tackle device (41) is arranged within the installation flange (6) of the blade (1), and the other cable end is guided over diverting pulleys (25, 26) in the nacelle (27) of the wind turbine (28) to at least one winch (30) on a platform (35) that is anchored so as to be capable of bearing load.

Description

Verfahren für einen Wechsel der Flügel einer Windkraftanlage Method for changing the blades of a wind turbine
Beschreibung : Description :
Die Erfindung betrifft ein Verfahren für einen Wechsel der Flügel einer Windkraftanlage. The invention relates to a method for changing the blades of a wind turbine.
Der Bau von mit Flügeln versehenen Windkraftanlagen von heute deutlich mehr als 100 m Höhe erfolgt mit der Hilfe von sehr großen Kränen. Der Einsatz solcher Kräne verlangt neben entsprechenden Zufahrtswegen auch eine hohe Tragfestigkeit des Bodens. Daneben wird der Einsatz von solchen Kränen schon durch relativ geringe Windstärken beeinträchtigt. The construction of wind turbines with blades, which are now well over 100 m high, is carried out with the help of very large cranes. The use of such cranes requires not only appropriate access routes but also a high load-bearing capacity of the ground. In addition, the use of such cranes is impaired by relatively low wind speeds.
Die Flügel der in Rede stehenden Windkraftanlagen verschmutzen und altern. Damit die Leistungsfähigkeit einer Windkraftanlage nicht in einem zu hohen Maße beeinträchtigt wird und insbesondere auch, um ein Brechen der Flügel und damit eine Gefährdung der Umgebung zu verhindern, ist ein Austausch der Flügel oftmals unumgänglich. The blades of the wind turbines in question become dirty and age. To ensure that the performance of a wind turbine is not impaired to a great extent and, in particular, to prevent the blades from breaking and thus endangering the environment, replacing the blades is often unavoidable.
Der Einsatz von entsprechend großen Kränen ist, wie voranstehend erläutert, problematisch und darüber hinaus teuer . The use of correspondingly large cranes is, as explained above, problematic and, moreover, expensive.
Vor diesem Hintergrund macht die Erfindung es sich zur Aufgabe, ein kostengünstiges, ressourcenschonendes Verfahren für das Wechseln der Flügel einer Windkraftanlage zur Verfügung zu stellen, das auch bei höheren Windstärken und in Offshore Windparks einsetzbar ist. Against this background, the invention aims to provide a cost-effective, resource-saving method for changing the blades of a wind turbine, which can also be used at higher wind speeds and in offshore wind farms.
Gelöst wird diese technische Problematik mit der Hilfe von Flaschenzügen und Industriekletterern. This technical problem is solved with the help of pulleys and industrial climbers.
Bestätigungskopie So ist gemäß des Anspruchs 1 vorgesehen, dass für das Anheben und/oder das Absenken eines Flügels Flaschenzüge verwendet werden, deren feste Rollen innerhalb der Montageöffnung in der Nabe der Windkraftanlage festgelegt sind, dass ein Angriffspunkt eines Seilendes wenigstens eines ersten Flaschenzuges innerhalb des Montageflansches des Flügels angeordnet ist und dass das andere Seilende über Umlenkrollen in der Gondel der Windkraftanlage zu wenigstens einer Winde auf einer belastbar verankerten Plattform geführt ist. Confirmation copy According to claim 1, it is provided that pulleys are used for raising and / or lowering a wing, the fixed rollers of which are fixed within the mounting opening in the hub of the wind turbine, so that a point of attack of a rope end of at least one first pulley is within the mounting flange of the Wing is arranged and that the other rope end is guided via deflection rollers in the nacelle of the wind turbine to at least one winch on a resiliently anchored platform.
Dabei ist die Plattform derart zu verankern, dass die an den Winden angreifende Kräfte sicher aufgenommen werden können. Hierzu bieten sich verschiedene Möglichkeiten an. So kann die Plattform bodenfest verankert sein, mit Gegengewichten belastet oder bspw. bei Offshore-Anlagen an dem Mast festgelegt sein. The platform must be anchored in such a way that the forces acting on the winches can be safely absorbed. There are various options for this. The platform can be anchored to the ground, loaded with counterweights or, for example, fixed to the mast in offshore systems.
Damit bei dem Abheben oder Ablegen des Flügels von bzw. auf einen Boden kein Druck auf die Flügelspitze ausgeübt wird, ist weiter vorgesehen, dass ein Seilende wenigstens eines zweiten Flaschenzugs hin zu der freien Flügelspitze angeschlagen ist und dass das andere Seilende über Umlenkrollen in der Gondel der Windkraftanlage zu wenigstens einer Winde auf einer belastbar verankerten Plattform geführt ist. So that no pressure is exerted on the wing tip when the wing is lifted or placed on a floor, it is further provided that one rope end of at least a second pulley is attached to the free wing tip and that the other rope end is attached via deflection rollers in the gondola the wind turbine is guided to at least one winch on a resiliently anchored platform.
Dabei ist die Bauform der Flaschenzüge dem Grunde nach beliebig, jedoch ist darauf zu achten, dass die Bauhöhe möglichst gering gehalten ist, damit die Gewindebolzen des Montageflansches des Flügels in die entsprechenden Ausnehmungen in einem Montagering um die Montageöffnung eingeführt werden können. Entsprechend werden Flaschenzüge bevorzugt, bei denen die Achsen der Rollen in einer Ebene liegen und gegebenenfalls die Rollen in einem Block gefasst sind . The design of the pulleys is basically arbitrary, but care must be taken to ensure that the overall height is kept as low as possible so that the threaded bolts of the mounting flange of the wing can be inserted into the corresponding recesses in a mounting ring around the mounting opening. Accordingly, pulleys are preferred in which the axes of the rollers are in one plane lie and, if necessary, the rolls are set in a block.
Da die gesamte Last eines Flügels über Umlenkrollen innerhalb der Gondel umgelenkt wird, um durch eine Materialluke hin zu jeweils einer Winde auf einer belastbar verankerten Plattform geführt zu werden, erfährt die Gondel eine Belastung von mehreren Tonnen, die statisch zu berücksichtigen ist. Since the entire load of a wing is diverted via deflection rollers within the nacelle in order to be guided through a material hatch to a winch on a resiliently anchored platform, the nacelle experiences a load of several tons, which must be taken into account statically.
Um insbesondere bei einem Anheben eines Flügels von einem Boden die dem Montageflansch vorstehenden Gewindebolzen nicht zu beschädigen, kann weiter vorgesehen sein, dass für die bodenseitige Aufnahme oder Ablage eines Flügels zwischen einem Anschlagpunkt innerhalb des Montageflanschs des Flügels und dem Seilende des wenigstens einen ersten Flaschenzugs eine textile Schlaufe angeordnet ist, beispielsweise Dyneemabandschlingen von 5 m Länge. Die Verwendung derartiger Schlaufen verhindert allerdings das unmittelbare Einbringen der Gewindebolzen in entsprechende Bohrungen in dem Montagering um die Montageöffnung der Nabe. In einem solchen Fall ist vorgesehen, dass bei einer Montage nach einem Anheben des Flügels in einer horizontalen Lage der Flügel in eine vertikale Lage mit oben liegendem Montageflansch verbracht wird, dass in dieser vertikalen Lage Seilenden zweiter Flaschenzüge an dem Flügel gelöst werden und dass nacheinander erste Flaschenzüge entlastet werden und dass bei einem entlasteten Flaschenzug die Schlaufen entfernt und der Block der beweglichen Rollen oder das Seilende an dem Anschlagpunkt innerhalb des Montageflanschs des Flügels festgelegt wird. In order not to damage the threaded bolts protruding from the mounting flange, particularly when lifting a sash from a floor, it can further be provided that for the floor-side reception or storage of a sash between a stop point within the mounting flange of the sash and the rope end of the at least one first pulley textile loop is arranged, for example Dyneema tape loops of 5 m length. However, the use of such loops prevents the threaded bolts from being inserted directly into corresponding holes in the mounting ring around the mounting opening of the hub. In such a case, it is provided that during assembly after lifting the sash in a horizontal position, the sash is brought into a vertical position with the mounting flange on top, that in this vertical position, rope ends of second pulleys on the sash are released and that first ones one after the other Pulleys are relieved and that with a relieved pulley the loops are removed and the block of movable rollers or the end of the rope is fixed to the anchor point within the mounting flange of the sash.
Mit Erreichen einer ausreichenden Höhe kann der Flügel problemlos in die vertikale Lage verbracht werden. Zweite Flaschenzüge üben dann keine Zugkraft mehr aus und können beispielsweise von Industriekletterern von dem Flügel gelöst werden. Es hängt dann der Flügel an mehreren ersten Flaschenzügen. Deren Tragkraft ist so bemessen, dass ein Flaschenzug entlastet werden kann. Es ist dann möglich, bei diesem Flaschenzug die Schlaufe zu entfernen und diesen Flaschenzug unmittelbar an dem Anschlagpunkt innerhalb des Montageflanschs des Flügels festzulegen. Nacheinander können so alle Schlaufen entfernt werden, womit einer Montage des Flügels nichts mehr im Wege steht. Once a sufficient height has been reached, the sash can easily be brought into the vertical position. Second pulleys then no longer exert any pulling force and can be removed from the wing by industrial climbers, for example become. The wing then hangs on several first pulleys. Their load capacity is such that a pulley block can be relieved. It is then possible to remove the loop from this pulley and to fix this pulley directly to the stop point within the mounting flange of the sash. All loops can be removed one after the other, meaning nothing stands in the way of assembling the sash.
Die vorstehend beschriebene Art der Montage eines Flügels verlangt eine möglichst exakte Ausrichtung der Nabe mit einer nach unten gerichteten Montageöffnung. Eine solche Ausrichtung erfolgt mit Hilfe von Dummys, die zunächst Flügel ersetzen. Ein solcher Dummy hat den Vorteil, dass er deutlich kleiner und leichter ist als ein Flügel. So kann ein Dummy nach Art einer 3-Punkt Traverse lediglich eine Länge von ca. 15 m bei einem Gewicht von 1,5 t aufweisen gegenüber einem 100 m langen Flügel von mehr als 20 t Gewicht. The method of mounting a wing described above requires the hub to be aligned as precisely as possible with a downward-facing mounting opening. Such alignment is carried out with the help of dummies, which initially replace wings. Such a dummy has the advantage that it is significantly smaller and lighter than a grand piano. A dummy like a 3-point traverse can only have a length of approx. 15 m and a weight of 1.5 t compared to a 100 m long wing that weighs more than 20 t.
Die Montage eines solchen ersten Dummys erfolgt dem Grunde nach in der voranstehend beschriebenen Weise, in dem wenigstens ein Flaschenzug verwendet wird, dessen feste Rollen innerhalb der Montageöffnung in der Nabe der Windkraftanlage festgelegt sind, dass ein Angriffspunkt eines Seilendes des wenigstens einen Flaschenzugs innerhalb des Montageflanschs des Dummys angeordnet ist, und dass das andere Seilende über Umlenkrollen in der Gondel der Windkraftanlage zu wenigstens einer Winde auf einer belastbar verankerten Plattform geführt ist. The assembly of such a first dummy is basically carried out in the manner described above, in which at least one pulley is used, the fixed rollers of which are fixed within the assembly opening in the hub of the wind turbine, so that a point of attack of a rope end of the at least one pulley is within the mounting flange of the dummy is arranged, and that the other end of the rope is guided via deflection rollers in the nacelle of the wind turbine to at least one winch on a resiliently anchored platform.
Nach der Montage eines solchen Dummys wird etwa mittig an diesem ein Seil angeschlagen, dass oberhalb der Nabe verlaufend zu wenigstens einer Winde auf einer belastbar verankerten Plattform geführt ist. Sodann wird die Seillänge verkürzt, bis die dem Dummy nachfolgende Montageöffnung der Nabe nach unten weist und ein weiterer Dummy montiert werden kann und so fort, bis eine letzte Montageöffnung für die Montage eines ersten Flügels nach unten weist. After assembling such a dummy, a rope is attached to it approximately in the middle, which runs above the hub to at least one winch on a resiliently anchored platform. The length of the rope is then shortened until the assembly opening following the dummy is visible Hub points downwards and another dummy can be mounted and so on until a final mounting opening for mounting a first wing points downwards.
Nach der Montage wird mittig des Flügels ein Seil angeschlagen, das über die Spitzen von Dummys verlaufend zu einer Winde auf einer belastbar verankerten Plattform geführt ist. Die Seillänge wird verkürzt, bis der dem Flügel nachfolgende Dummy für eine Demontage nach unten weist, und wird nach der Demontage des Dummys ein weiterer Flügel montiert und so fort, bis ein letzter Flügel montiert ist. After assembly, a rope is attached to the middle of the wing, which runs over the tips of dummies to a winch on a resiliently anchored platform. The rope length is shortened until the dummy following the wing points downwards for disassembly, and after the dummy has been dismantled, another wing is installed and so on until a final wing is assembled.
In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung ist für die Ausrichtung und Stabilisierung eines Flügels bei seiner Montage vorgesehen, dass an der Flügelspitze drei Seile angeschlagen sind, die von der Windkraftanlage beabstandet an belastbar verankerten Rollen umgelenkt hin zu Winden auf einer belastbar verankerten Plattform geführt sind. In a further embodiment of the method according to the invention, for the alignment and stabilization of a wing during its assembly, it is provided that three ropes are attached to the wing tip, which are deflected at a distance from the wind turbine on resiliently anchored rollers to winches on a resiliently anchored platform .
Hierzu werden in einer Entfernung von beispielsweise 200 m Umlenkrollen mit Erdnägeln über einem Boden festgelegt. Die Belastbarkeit der vorzugsweise mit Hintersicherungen in den Boden eingeschlagenen Erdanker ist dabei zu überprüfen. For this purpose, deflection rollers with pegs are fixed over the ground at a distance of, for example, 200 m. The load capacity of the ground anchors, which are preferably driven into the ground with back-up securing devices, must be checked.
Bei Offshore-Anlagen ist daran gedacht, die Rollen auf dem Meeresgrund mit Ankern festzulegen. For offshore systems, it is important to secure the rollers on the seabed with anchors.
Ist zwischen der Umlenkung an den belastbar verankerten Rollen und den Winden jeweils eine weitere Umlenkung an dem Mast der Windkraftanlage vorgesehen, in ausreichender Höhe, so hat diese Maßnahme den Vorteil, dass die Seile von oben an Winden auf einer bspw. fahrzeugfesten, insbesondere mit Zusatzgewichten belasteten Plattform geführt sein können. Eine solche Plattform wird nicht nur sämtliche Winden aufnehmen, sondern auch deren Steuerung. Dabei hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die Belastungen der Seile durch Zugwaagen überwacht werden, deren Messung drahtlos, beispielsweise per Bluetooth, übertragen werden. Dabei ist insbesondere daran gedacht, dass als Fahrzeug ein geschlossener Lieferwagen Verwendung findet. Bei einem solchen Fahrzeug werden die Seile durch eine Dachluke in dem Fahrzeugdach an die Winden herangeführt. Um der hierdurch hervorgerufenen Belastung entgegenzuwirken, muss das Fahrzeug regelmäßig durch zusätzliche Gewichte belastet werden. If there is a further deflection on the mast of the wind turbine between the deflection on the resiliently anchored rollers and the winches, at a sufficient height, this measure has the advantage that the ropes are attached to winches from above on a vehicle-mounted, for example, in particular with additional weights loaded platform can be guided. Such a platform will not only accommodate all the winches, but also their controls. It has proven to be useful if the loads on the ropes are monitored using tension scales whose measurements are transmitted wirelessly, for example via Bluetooth. It is particularly important to remember that the vehicle used is a closed delivery van. In such a vehicle, the ropes are led to the winches through a roof hatch in the vehicle roof. In order to counteract the stress caused by this, the vehicle must be regularly loaded with additional weights.
Ein solches Fahrzeug stellt gleichsam eine Zentrale dar, von der das Wechseln von Flügeln einer Windkraftanlage überwacht und gesteuert wird. Such a vehicle represents, so to speak, a control center from which the changing of the blades of a wind turbine is monitored and controlled.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der Zeichnung näher erläutert, in der die einzelnen Verfahrensschritte lediglich skizziert sind. In der unmaßstäblichen Zeichnung dient The method according to the invention is explained in more detail with reference to the drawing, in which the individual method steps are merely sketched. In the unscaled drawing serves
Fig. 1: der Erläuterung des Anhebens eines Flügels von einem Boden, zeigt Fig. 1: the explanation of lifting a sash from a floor
Fig. 2: eine seitliche Darstellung der Gondel mit einem in einer vertikalen Position gehaltenen Flügel und wird anhand der Fig. 2: a side view of the gondola with a wing held in a vertical position and is based on the
Fig. 3 bis 6: die Positionierung der Nabe erläutert. Fig. 3 to 6: the positioning of the hub explained.
Fig. 1 zeigt einen Flügel 1 in einer Halterung 2 eines Transportwagens 3 auf einem Boden 4. Fig. 1 shows a wing 1 in a holder 2 of a transport trolley 3 on a floor 4.
Für eine Montage an einer Nabe 5 einer in Fig. 1 weiter nicht dargestellten Windkraftanlage stehen einem Montageflansch 6 des Flügels 1 Gewindebolzen 7 vor. Die Gewindebolzen 7 sind in entsprechende Ausnehmungen eines eine Montageöffnung einschließenden Montagerings 8 bis 10 einzubringen. For mounting on a hub 5 of a wind turbine, not shown in FIG. 1, there is a mounting flange 6 of the wing 1 threaded bolt 7. The threaded bolts 7 are to be inserted into corresponding recesses in a mounting ring 8 to 10 enclosing a mounting opening.
Hierzu ist der Flügel 1 möglichst horizontal aus der Halterung 2 anzuheben, so dass die Flügelspitze 11 keine Belastung erfährt. Dabei finden ausschließlich Flaschenzüge Verwendung, deren feste Rollen innerhalb der Montageöffnungen bzw. des senkrecht nach unten weisenden Montagerings 8 in der Nabe 5 angeschlagen sind, während bewegliche Rollen bzw. Seilenden an dem Flügel 1 angreifen. To do this, the wing 1 must be lifted as horizontally as possible from the holder 2 so that the wing tip 11 is not subjected to any load. Only pulleys are used whose fixed rollers are attached within the mounting openings or the vertically downward-pointing mounting ring 8 in the hub 5, while movable rollers or rope ends attack the wing 1.
Insbesondere ist an Flaschenzüge gedacht, die bei üblichen Abmessungen von ca. 100 m Länge des Flügels 1 und Gewichten von über 20 t über zwei feste Rollen und zwei bewegliche Rollen verfügen. In particular, pulley blocks are being considered, which have two fixed rollers and two movable rollers, with the usual dimensions of the wing 1 being approximately 100 m long and weighing over 20 t.
Bei derartigen Flügeln 1 ist an eine Verwendung von fünf bis sechs erste Flaschenzüge gedacht, die innerhalb des Montageflansches 6 angreifen, angedeutet durch die Pfeile 15,16. Ein oder zwei zweite Flaschenzüge, deren feste Rollen entsprechend den festen Rollen der ersten Flaschenzüge angeordnet sind, greifen zu der freien Flügelspitze 11 hin in zumeist werkseitig dafür vorgesehenen Anschlagsverankerungen an dem Flügel an, angedeutet durch die Pfeile 18,19. With such wings 1, it is intended to use five to six first pulleys, which engage within the mounting flange 6, indicated by the arrows 15, 16. One or two second pulleys, the fixed rollers of which are arranged corresponding to the fixed rollers of the first pulleys, engage the free wing tip 11 in stop anchors on the wing, which are usually provided at the factory, indicated by the arrows 18, 19.
Die anderen, freien Seilenden der Flaschenzüge werden für das Anheben des Flügels 1 über Umlenkrollen 25,26 in der Gondel 27 bzw. der Nabe 5 der Windkraftanlage 28 durch eine Materialluke 29 hin zu jeweils einer Winde 30 geführt, angedeutet in Fig. 2. Die Winden 30 sind auf einer Plattform 35 in einem Fahrzeug 36 angeordnet und durch eine Dachluke 37 zugänglich. Für eine sichere Verankerung der Plattform 35 auf einem Boden 38 ist regelmäßig das Fahrzeug 36 mit zusätzlichen Gewichten zu belasten, in der Zeichnung nicht dargestellt . To lift the wing 1, the other, free rope ends of the pulleys are guided via deflection rollers 25, 26 in the nacelle 27 or the hub 5 of the wind turbine 28 through a material hatch 29 to a winch 30, indicated in Fig. 2. The Winches 30 are arranged on a platform 35 in a vehicle 36 and accessible through a roof hatch 37. The vehicle 36 is regularly included to securely anchor the platform 35 on a floor 38 to load additional weights, not shown in the drawing.
In eine ausreichende Höhe angehoben, wird der Flügel 1 vertikal ausgerichtet, vgl. Fig. 2. In dieser Lage haben die zweiten Flaschenzüge keine Funktionen mehr und werden entfernt . Raised to a sufficient height, the wing 1 is aligned vertically, see Fig. 2. In this position, the second pulleys no longer have any functions and are removed.
Damit bei einem Anheben des Flügels 1 in der horizontalen Lage die dem Montageflansch 6 vorstehenden Gewindebolzen 7 nicht durch die Rollen oder Blöcke 40 der ersten Flaschenzüge 41 zu beschädigen, sind zwischen den Anschlagpunkten innerhalb des Montageflanschs 6 im Innern des Flügels 1 und dem Block 40 bzw. dem Seilende des ersten Flaschenzugs 41 textile Schlaufen 42 vorgesehen, die eine Länge von bspw. 5 m aufweisen, beispielsweise Dyneemabandschlingen. Diese sind für eine Montage des Flügels 1 an der Nabe 5 zu entfernen. So that when the sash 1 is lifted in the horizontal position, the threaded bolts 7 protruding from the mounting flange 6 are not damaged by the rollers or blocks 40 of the first pulleys 41, there are between the stop points within the mounting flange 6 inside the sash 1 and the block 40 or .The rope end of the first pulley 41 is provided with textile loops 42 which have a length of, for example, 5 m, for example Dyneema band loops. These must be removed to assemble the wing 1 on the hub 5.
Hierzu wird einer der fünf bis sechs ersten Flaschenzüge 41 entlastet. Entsprechend ist die Tragfähigkeit der ersten Flaschenzüge 41 auszulegen. Von bspw. Industriekletterern wird sodann die Schlaufe 42 entfernt und die Rolle bzw. der Block 40 des entlasteten Flaschenzugs an dem Flügel 1 angeschlagen. Sind alle Schlaufen 42 entfernt, kann der Flügel 1 weiter angehoben und montiert werden. For this purpose, one of the five to six first pulleys 41 is relieved. The load capacity of the first pulley blocks 41 must be designed accordingly. Industrial climbers, for example, then remove the loop 42 and attach the roller or block 40 of the relieved pulley to the wing 1. Once all loops 42 have been removed, the wing 1 can be further raised and assembled.
Um den Flügel 1 für eine Montage auszurichten und bei einem weiteren Anheben zu stabilisieren, um beispielsweise Pendelbewegungen zu unterbinden, sind an der Flügelspitze 11 drei weitere Seile angeschlagen. Diese werden in einem Abstand von ca. 200 m von der Windkraftanlage 28 entfernt und in einer Teilung von 120° bodenfest umgelenkt. In Fig. 2 ist lediglich ein derartiges Seil 43 beispielhaft dargestellt, das an einer bodenfesten Rolle 44 ein erstes mal umgelenkt wird. Da bei dem Ausführungsbeispiel die Plattform 35 mit Winden 45 innerhalb des Fahrzeugs 36 vorgesehen ist, erfolgt eine weitere Umlenkung 46 an dem Mast 47 der Windkraftanlage 28 in ausreichender Höhe, so dass das Seil 43 gleichfalls durch die Dachluke 37 des Fahrzeugs 36 Winden 45 zugeführt werden kann. In order to align the wing 1 for assembly and to stabilize it during further lifting, for example to prevent pendulum movements, three additional ropes are attached to the wing tip 11. These are removed from the wind turbine 28 at a distance of approximately 200 m and are deflected to the ground at a pitch of 120°. In Fig. 2, only such a rope 43 is shown as an example, which is deflected for the first time on a ground-fixed roller 44. Since in the exemplary embodiment the platform 35 is included Winches 45 are provided within the vehicle 36, a further deflection 46 takes place on the mast 47 of the wind turbine 28 at a sufficient height so that the rope 43 can also be fed to winches 45 through the roof hatch 37 of the vehicle 36.
Für die erläuterte Montage eines Flügels 1 an einer Nabe 5 ist die vertikale Ausrichtung der Montageringe 8 bis 10 jeweils nötig. Um solches sicherzustellen, ist zunächst die Montage eines Dummys 50 vorgesehen. Ein solcher Dummy 50 ist deutlich kleiner und leichter als ein Flügel 1. Beispielsweise kann er in Form einer spitz zulaufenden Dreieckstraverse ausgeführt sein, die eine Länge von ca. 15 m bei einem Gewicht von 1,5 t aufweist. An der Spitze eines solchen Dummys 50 kann eine Rolle oder eine Gabe noch vorgesehen sein. For the explained assembly of a wing 1 on a hub 5, the vertical alignment of the mounting rings 8 to 10 is necessary. To ensure this, the assembly of a dummy 50 is initially planned. Such a dummy 50 is significantly smaller and lighter than a wing 1. For example, it can be designed in the form of a tapered triangular traverse which is approximately 15 m long and weighs 1.5 t. At the top of such a dummy 50, a role or a gift can also be provided.
Die Montage eines solchen Dummys 50 erfolgt wie voranstehend bei dem Flügel 1 erläutert. The assembly of such a dummy 50 is carried out as explained above for the wing 1.
Nach der Montage des Dummys 50 wird etwa mittig an diesem ein Seil 51 angeschlagen, das über die Nabe 5 hin zu einer bodenfesten Winde geführt ist. Wird das Seil 51 verkürzt, verhält sich die Nabe 5 wie eine sich drehende Rolle. Das Seil 51 wird dann soweit gekürzt, bis die nachfolgende Montageöffnung mit Montagering 10 nach unten weist, in der ein zweiter Dummy 52 dann montiert wird. Das Seil 51 kann dann von etwa der Mitte des zweiten Dummys 52 über die Mitte des ersten Dummys 50 und die Nabe 5 verlaufen, vgl. Fig. 4. After the dummy 50 has been assembled, a rope 51 is attached to it approximately in the middle and is guided over the hub 5 to a ground-mounted winch. If the rope 51 is shortened, the hub 5 behaves like a rotating roller. The rope 51 is then shortened until the subsequent mounting opening with mounting ring 10 points downwards, in which a second dummy 52 is then mounted. The rope 51 can then run from approximately the middle of the second dummy 52 over the middle of the first dummy 50 and the hub 5, see Fig. 4.
Weist eine letzte freie Montageöffnung mit Montagering 9 senkrecht nach unten, kann ein erster Flügel 53 montiert werden, in Fig. 5 und 6 verkürzt dargestellt. Für die Ausrichtung der nachfolgenden Montageöffnung mit Montagering 8 wird etwa mittig des Flügels 53 erneut ein Seil 54 angeschlagen. Dieses Seil 54 wird über die Spitzen 55,56 der Dummys 50,52 hin zu einer bodenfesten Winde geführt. Durch diese Maßnahme wird die Hebelwirkung der aufgebrachten Kraft auf die Nabe 5 deutlich vergrößert, um dem Gewicht des Flügels 53 Rechnung zu tragen. If a last free mounting opening with mounting ring 9 points vertically downwards, a first wing 53 can be mounted, shown shortened in FIGS. 5 and 6. To align the subsequent mounting opening with the mounting ring 8, a rope 54 is used approximately in the middle of the wing 53 struck. This rope 54 is guided over the tips 55,56 of the dummies 50,52 to a ground-mounted winch. This measure significantly increases the leverage of the force applied to the hub 5 in order to take the weight of the wing 53 into account.
Das Seil 54 wird soweit verkürzt, bis der zuerst montierte Dummy 50 senkrecht nach unten weist und für die Montage eines zweiten Flügels 57 entfernt werden kann. Für eine weitere Drehung für die Demontage des zweiten Dummys und die Montage des dritten und letzten Flügels ist das Seil 54 jeweils mittig der beiden Flügel 53,57 angeschlagen und über die Spitze 55 des zweiten Dummys 52 hin zu einer bodenfesten Winde geführt. The rope 54 is shortened until the first mounted dummy 50 points vertically downwards and can be removed for mounting a second wing 57. For a further rotation for the dismantling of the second dummy and the assembly of the third and last wing, the rope 54 is attached in the middle of the two wings 53, 57 and guided over the tip 55 of the second dummy 52 to a ground-mounted winch.

Claims

Verfahren für einen Wechsel der Flügel einer Windkraftanlage Ansprüche : Method for changing the blades of a wind turbine Claims:
1. Verfahren für einen Wechsel der Flügel einer Windkraftanlage, dadurch gekennzeichnet, dass für das Anheben und/oder das Absenken eines Flügels Flaschenzüge verwendet werden, deren feste Rollen innerhalb der Montageöffnung in der Nabe (5) der Windkraftanlage (28) festgelegt sind, dass ein Angriffspunkt eines Seilendes wenigstens eines ersten Flaschenzugs (41) innerhalb des Montagef lanschs (6) des Flügels (1) angeordnet ist und dass das andere Seilende über Umlenkrollen (25,26) in der Gondel (27) der Windkraftanlage (28) zu wenigstens einer Winde (30) auf einer belastbar verankerten Plattform (35) geführt ist. 1. Method for changing the blades of a wind turbine, characterized in that pulleys are used to raise and / or lower a blade, the fixed rollers of which are fixed within the assembly opening in the hub (5) of the wind turbine (28). a point of attack of a rope end of at least one first pulley (41) is arranged within the mounting flange (6) of the wing (1) and that the other rope end is at least via deflection rollers (25, 26) in the nacelle (27) of the wind turbine (28). a winch (30) is guided on a resiliently anchored platform (35).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Seilende wenigstens eines zweiten Flaschenzugs hin zu der freien Flügelspitze angeschlagen ist und dass das andere Seilende über Umlenkrollen in der Gondel der Windkraftanlage zu wenigstens einer Winde auf einer belastbar verankerten Plattform geführt ist. 2. The method according to claim 1, characterized in that one rope end of at least a second pulley is attached to the free wing tip and that the other rope end is guided via deflection rollers in the nacelle of the wind turbine to at least one winch on a resiliently anchored platform.
3. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die bodenseitige Aufnahme oder Ablage eines Flügels (1) zwischen einem Anschlagpunkt innerhalb des 3. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that for the floor-side pickup or storage of a wing (1) between a stop point within the
Montageflanschs (6) des Flügels (1) und dem Seilende des wenigstens einen ersten Flaschenzugs (41) eine textile Schlaufe (42) angeordnet ist. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Montage nach einem Anheben des Flügels (1) in einer horizontalen Lage der Flügel (1) in eine vertikale Lage mit oben liegendem Montageflansch (6) verbracht wird, dass in dieser vertikalen Lage Seilenden zweiter Flaschenzüge an dem Flügel (1) gelöst werden und dass nacheinander erste Flaschenzüge (41) entlastet werden und dass bei einem entlasteten Flaschenzug (41) die Schlaufe (42) entfernt und der Block (40) der beweglichen Rollen oder das Seilende an dem Anschlagpunkt innerhalb des Montageflanschs (6) des Flügels (1) festgelegt wird. Verfahren für die Ausrichtung der Nabe einer Windkraftanlage für die Montage eines Flügels nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Montage eines ersten Dummys (50) wenigstens ein Flaschenzug verwendet wird, dessen feste Rollen innerhalb der Montageöffnung in der Nabe der Windkraftanlage festgelegt sind, dass ein Angriffspunkt eines Seilendes des wenigstens einen Flaschenzugs innerhalb des Montageflanschs des Dummys (50) angeordnet ist, und dass das andere Seilende über Umlenkrollen in der Gondel der Windkraftanlage zu wenigstens einer Winde auf einer belastbar verankerten Plattform geführt ist. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mittig des Dummys (50) ein Seil (51) angeschlagen wird, dass oberhalb der Nabe (5) verlaufend zu wenigstens einer Winde auf einer belastbar verankerten Plattform geführt ist und dass die Seillänge verkürzt wird, bis die dem Dummy (50) nachfolgende Montageöffnung der Nabe nach unten weist und ein weiterer (52) Dummy montiert werden kann und so fort, bis eine letzte Montageöffnung für die Montage eines ersten Flügels (53) nach unten weist. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mittig des Flügels (53) ein Seil (54) angeschlagen wird, das über die Spitzen (55,56) von Dummys (50,52) verlaufend zu wenigstens einer Winde auf einer belastbar verankerten Plattform geführt ist, dass die Seillänge verkürzt wird, bis der dem Flügel (53) nachfolgende Dummy (50) für eine Demontage nach unten weist, und dass nach der Demontage des Dummys (50) ein weiterer Flügel (57) montiert wird und so fort, bis ein letzter Flügel montiert ist. Verfahren für die Ausrichtung und Stabilisierung eines Flügels bei einer Montage nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Flügelspitze (11) drei Seile angeschlagen sind, die von der Windkraftanlage (28) beabstandet an belastbar verankerten Rollen umgelenkt hin zu Winden (45) auf einer belastbar verankerten Plattform (35) geführt sind. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Umlenkung (44) an den belastbar verankerten Rollen und den Winden (45) jeweils eine weitere Umlenkung (46) an dem Mast (47) der Windkraftanlage (28) vorgesehen ist. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine fahrzeugfeste oder mastfeste Plattform (35) vorgesehen ist. A textile loop (42) is arranged on the mounting flange (6) of the wing (1) and the rope end of the at least one first pulley (41). Method according to claim 3, characterized in that during assembly after lifting the wing (1) in a horizontal position, the wing (1) is moved into a vertical position with the mounting flange (6) at the top, so that in this vertical position, second cable ends Pulleys on the wing (1) are released and that first pulleys (41) are relieved one after the other and that when the pulley (41) is relieved, the loop (42) is removed and the block (40) of the movable rollers or the end of the rope is at the anchor point within of the mounting flange (6) of the wing (1). Method for aligning the hub of a wind turbine for mounting a blade according to one or more of the preceding claims, characterized in that for mounting a first dummy (50) at least one pulley is used, the fixed rollers of which are within the mounting opening in the hub Wind turbine are determined that a point of attack of a rope end of the at least one pulley is arranged within the mounting flange of the dummy (50), and that the other rope end is guided via deflection rollers in the nacelle of the wind turbine to at least one winch on a resiliently anchored platform. Method according to claim 5, characterized in that a rope (51) is attached in the middle of the dummy (50), which runs above the hub (5) to at least one winch on a resiliently anchored platform and that the rope length is shortened until the assembly opening of the hub following the dummy (50) points downwards and a further (52) dummy can be mounted and so on until a final assembly opening for the assembly of a first wing (53) points downwards. Method according to claim 6, characterized in that a rope (54) is attached in the middle of the wing (53), which runs over the tips (55,56) of dummies (50,52) to at least one winch on a resiliently anchored platform is that the rope length is shortened until the dummy (50) following the wing (53) points downwards for dismantling, and that after the dummy (50) has been dismantled, another wing (57) is mounted and so on until a final wing is mounted. Method for the alignment and stabilization of a wing during assembly according to one or more of the preceding claims, characterized in that three ropes are attached to the wing tip (11), which are deflected towards winches at a distance from the wind turbine (28) on resiliently anchored rollers (45) are guided on a resiliently anchored platform (35). Method according to claim 8, characterized in that a further deflection (46) is provided on the mast (47) of the wind turbine (28) between the deflection (44) on the resiliently anchored rollers and the winches (45). Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that a platform (35) fixed to the vehicle or mast is provided.
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