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DE10028513A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Montage einer Windkraftanlage - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Montage einer Windkraftanlage

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DE10028513A1
DE10028513A1 DE10028513A DE10028513A DE10028513A1 DE 10028513 A1 DE10028513 A1 DE 10028513A1 DE 10028513 A DE10028513 A DE 10028513A DE 10028513 A DE10028513 A DE 10028513A DE 10028513 A1 DE10028513 A1 DE 10028513A1
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DE
Germany
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crane
heavy
auxiliary
tower
duty
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Withdrawn
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DE10028513A
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Hans-Peter Franzen
Michael Irsch
Alexander Knecht
Alfons Weckbecker
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Atecs Mannesmann GmbH
Original Assignee
Atecs Mannesmann GmbH
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Publication date
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage einer aus einem Turmschaft, einer Gondel und einem Flügelrad bestehenden Windkraftanlage. Das Verfahren ist gekennzeichnet durch die folgenden Arbeitsschritte: DOLLAR A a) Aufrüsten eines fahrbaren Teleskopkranes mit einem Hilfsausleger in der Nähe eines bereits errichteten Turmschaftes DOLLAR A b) Hochheben eines Schwerlasthilfskranes auf die Höhe des Turmschaftes DOLLAR A c) Befestigung und Sicherung des Schwerlasthilfskranes am Turmschaft DOLLAR A d) Hochheben der Gondel mittels des Schwerlasthilfskranes auf die Höhe des Turmschaftes DOLLAR A e) Befestigung der Gondel am Turmschaftende DOLLAR A f) Hochheben des Flügelrades und Befestigung an der Gondel DOLLAR A g) Demontage des Schwerlasthilfskranes und Absenken auf den Boden DOLLAR A h) Abrüsten des fahrbaren Teleskopkranes. DOLLAR A Gemäß einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem am Einsatzort aufstellbaren Kran zum Heben von Lasten wird ein einen Hilfsausleger aufweisender und zum Heben eines Schwerlasthilfskranes (28) geeigneter fahrbarer Teleskopkran (1) eingesetzt, wobei der Schwerlasthilfskran (28) zum Heben der Gondel ausgelegt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage einer aus einem Turmschaft, einer Gondel und einem Flügelrad bestehenden Windkraftanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Im Verlauf der letzten Jahre ist die installierte Leistung der Windkraftanlagen immer weiter gesteigert worden. Üblich waren bisher 0,5 MW installierte Leistung, Großwindkraftanlagen liegen dagegen heutzutage bei bis zu 4 MW installierter Leistung mit der Tendenz zu noch höheren Leistungen. Dementsprechend ist das Gewicht der Gondel, die in einem Gehäuse im wesentlichen einen Stator und Rotor aufweisenden Generator, ein Getriebe und alle Steuer- und Regeleinrichtungen enthält, stark angestiegen. Bei Großwindkraftanlagen liegt das Gondelgewicht bei ca. 80 t und mehr. Parallel dazu ist auch die Turmhöhe immer weiter angewachsen. Üblich waren bisher 50 m und stieg dann an über 65 m, 78 m und heute 85 m, wobei Turmhöhen von 100 m und mehr schon in der Planung bzw. im Bau sind. Bei der Montage einer solchen Großwindkraftanlage ergibt sich das Hebeproblem: Wie bekommt man die ca. 80 t schwere Gondel auf 85 m hochgehoben? Nun stehen zwar Gittermastkrane zur Verfügung, die solche Lasten auf solche Höhen heben können (s. beispielsweise DE 196 42 066 A1), aber der Umfang des Antransportes der vielen Einzelkomponenten ist erheblich. Außerdem ist das Aufrüsten eines Gittermastkranes dieser Größenordnung zeitaufwendig und ein schwieriges Aufstellungsgelände wie z. B. ein Bergrücken ist für die Errichtung eines Gittermastkranes nicht geeignet. Bei Turmhöhen von über 100 m ist auch bei Gittermastkranen im Regelfall die Hubgrenze erreicht.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Montage einer Windkraftanlage mit Turmhöhen von mindestens 85 m und mehr und mit Gondelgewichten von 80 t und mehr anzugeben, das mit weniger Lasttransporten auskommt und auch im schwierigen Aufstellungsgelände einsetzbar ist.
Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind jeweils Gegenstand von Unteransprüchen.
Nach der Lehre der Erfindung erfolgt die Montage in mehreren voneinander abhängigen Arbeitsschritten. Zuerst wird ein fahrbarer Teleskopkran mit einem starren oder wippbaren Hilfsausleger in der Nähe eines bereits errichteten Turmschaftes aufgerüstet. Danach wird ein Schwerlasthilfskran auf die Höhe des Turmschaftes hochgehoben, am Turmschaftende befestigt und gesichert. Alternativ ist es auch möglich, zuvor eine Hilfstragvorrichtung, z. B. in Form einer Plattform, am Turmschaftende anzubringen und auf dieser den Schwerlasthilfskran anzuordnen. Das Anbringen der Hilfstragvorrichtung kann im Zuge der Errichtung des Turmschaftes erfolgen oder sie wird zu einem späteren Zeitpunkt mittels des fahrbaren Teleskopkranes auf die Höhe des Turmschaftes angehoben. Mittels des nunmehr montierten Schwerlasthilfskranes kann die Gondel auf die Höhe des Turmschaftes hochgehoben und am Turmschaftende befestigt werden. Falls erforderlich, wird zum Ausgleich der Momente vor dem Hochheben der Gondel ein festes oder pendelndes Gegengewicht am Schwerlasthilfskran angeordnet. Das Flügelrad kann wahlweise durch den Schwerlasthilfskran oder durch den fahrbaren Teleskopausleger hochgehoben und danach an der Gondel befestigt werden. Je nach dem wird der Schwerlasthilfskran vor Anbringung des Flügelrades demontiert oder erst danach. Nach Demontage des Schwerlastkranes wird auch die Hilfstragvorrichtung demontiert und auf den Boden abgesenkt. Abschließend wird der Teleskopkran abgerüstet.
Die vorgeschlagene Verfahrensweise hat folgende Vorteile:
  • - Es kann für die Errichtung einer Großwindkraftanlage ein standardmäßig zur Verfügung stehender fahrbarer Teleskopkran verwendet werden.
  • - Der Umfang der notwendigen Lasttransporte zur Baustelle ist erheblich geringer im Vergleich zu einem Gittermastkran
  • - Die Aufstellung eines fahrbaren Teleskopkranes ist auch im schwierigen Gelände möglich
  • - Die Auslegung des Teleskopkranes ist auf den ein wesentlich niedrigeres Gewicht aufweisenden Schwerlasthilfskran im Vergleich zum Gondelgewicht ausgerichtet.
Vorzugsweise wird als Schwerlasthilfskran ein Oberwagen einschließlich eines damit verbundenen Teleskopauslegers eines Standard-Teleskopkranes eingesetzt. Dieser weitergehende Vorschlag zeigt weitere Vorteile:
  • - Es ist keine Spezialanfertigung eines Schwerlasthilfskranes erforderlich, sondern es kann auf eine Hauptkomponente eines Standardgerätes zurückgegriffen werden.
  • - Der Oberwagen enthält bereits alle notwendigen Installationen, wie z. B. Hydraulikanschlüsse, Steuer- und Regeleinrichtungen, Winde u. s. w.
  • - Die notwendige Auslegerlänge kann durch die Wahl der Anzahl der Schüsse angepasst und somit das Gewicht in Grenzen gehalten werden.
  • - Das Gewicht des zu hebenden Schwerlastkranes ist um ein Vielfaches geringer als das Eigengewicht der Gondel.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist am Schwerlasthilfskran ein festes oder pendelndes Gegengewicht anbringbar. Das hat den Vorteil, dass die Belastung des Turmschaftes in Grenzen gehalten wird. Beim Anheben der schweren Gondel kann u. U. das im Turmschaftende sich ergebende Biegemoment zu groß werden. Durch das Anhängen des Gegengewichtes an den Schwerlasthilfskran wird die sich ergebende Schwerkraftlinie mehr in die Nähe der Turmachse gerückt und somit das Biegemoment verkleinert.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von einem in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel. Es zeigen:
Fig. 1 eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäß ausgebildeten Hebeeinrichtung
Fig. 2 einen als Schwerlasthilfskran verwendeten Oberwagen eines Teleskopkranes
In der Prinzipskizze ist ein aufgerüsteter Teleskopkran 1 dargestellt bestehend aus einem hier neunachsigen Unterwagen 2 und einem drehbar darauf angeordneten Oberwagen 3 mit einem daran befestigten Teleskopausleger 4. Der Teleskopausleger 4 setzt sich in diesem Ausführungsbeispiel zusammen aus einem Grundkasten 5 mit angelenktem Wippzylinder 37 und mehreren darin teleskopierbaren Schüssen 6-9. Im teleskopierten Zustand erreicht der Teleskopausleger 4 eine Höhe von ca. 40 m. Am Kopf 10 des innersten Teleskopschusses 9 ist ein Adapter 11 befestigt, an den zum einen ein aus Gittermastbauteilen gebildeter Hilfsausleger 12 sowie zwei Wippstützen 13, 14 befestigt sind. Die oberste Wippstütze 13 ist nach oben hin über eine feste Abspannung 15 mit einem Zwischenstück 16 des Hilfsauslegers 12 verbunden. Nach unten hin ist die oberste Wippstütze 13 über eine feste Abspannung 17 mit der untersten Wippstütze 14 verbunden. Die unterste Wippstütze 14 ist über eine längenveränderbare Abspannung 18 mit einem auf dem Oberwagen 3 angeordneten Gegengewicht 19 verbunden. Das Hubseil 20 ist auf einer auf dem Oberwagen 3 angeordneten Winde 21 aufgewickelt und läuft über zwei in den jeweiligen Wippstützen 13, 14 angeordneten Umlenkrollen 22, 23 zum Kopf 24 des Hilfsauslegers 12. Am Anfang des Hubseiles 20 ist in bekannter Weise eine Unterflasche 25 mit einem Haken angeordnet. In der aufgerüsteten Stellung erreicht in Steilstellung der Kopf 24 des Hilfsauslegers 12 eine Spitzenhöhe von mehr als 120 m.
Neben dem Teleskopkran 1 ist der schon errichtete Turmschaft 26 zu erkennen, der hier aus fünf Segmenten 27.1-27.5 mit je 20 m Höhe sich zusammensetzt. Erfindungsgemäß ist zum Hochheben der nicht dargestellten Gondel einer Windkraftanlage auf die Spitze des Turmschaftes 26 ein Schwerlasthilfskran 28 angeordnet, der in der Lage ist, die schwere Gondel auf die Turmschaftspitze zu heben. Zuvor ist mittels des Teleskopkranes 1 der sehr viel leichtere Schwerlasthilfskran 28 auf die Spitze des Turmes 26 hochgehoben worden. Die Befestigung des Schwerlasthilfskranes an der Spitze des Turmschaftes 26 erfolgt beispielsweise mittels einer hier nicht dargestellten Hilfsplattform, die zuvor an der Spitze des Turmschaftes 26 angeordnet worden ist. Nach Montage der Gondel wird nach dem Herunterlassen des Schwerlasthilfskranes 28 die Hilfsplattform wieder demontiert.
Vorzugsweise ist gemäß der Darstellung in Fig. 2 der Schwerlasthilfskran 28 ein Oberwagen eines Standard-Teleskopkranes. Dieser besteht in bekannter Weise aus einem Drehkranz 29 und einem darauf befestigten Teleskopausleger 30 mit mindestens einem darin eingeschobenen Teleskopschuss 31. Am Kopfstück 32 des Teleskopschusses 31 sind in üblicher Weise zwei Kopfrollen 33, 34 vorgesehen. Der Teleskopausleger 30 ist mit einem am Oberwagen sich abstützenden Wippzylinder 35 verbunden. Am hinteren Ende des Oberwagens ist ein Träger 36 befestigt, an den ein Gegengewicht (hier nicht dargestellt) anhängbar ist.
Bezugszeichenliste
1
Teleskopkran
2
Unterwagen
3
Oberwagen
4
Teleskopausieger
5
Grundkasten
6-9
Teleskopschüsse
10
Kopf des Innersten Teleskopschusses
11
Adapter
12
Hilfsausleger
13
,
14
Wippstütze
15
Feste Abspannung
16
Zwischenstück des Hilfsauslegers
17
Feste Abspannung
18
Längenveränderbare Abspannung
19
Gegengewicht
20
Hubseil
21
Winde
22
,
23
Umlenkrolle
24
Kopf Hilfsausleger
25
Unterflasche
26
Turmachaft
27.1-27.5
Segment des Turmschaftes
28
Schwerlasthilfskran
29
Drehkranz
30
Teleskopausleger Schwerlasthilfskran
31
Teleskopschuss
32
Kopfstück
33
,
34
Kopfrolle
35
Wippzylinder Schwerlasthilfskran
36
Träger
37
Wippzylinder Teleskopkran

Claims (15)

1. Verfahren zur Montage einer aus einem Turmschaft, einer Gondel und einem Flügelrad bestehenden Windkraftanlage, gekennzeichnet durch die folgenden Arbeitsschritte:
  • a) Aufrüsten eines fahrbaren Teleskopkranes mit einem Hilfsausleger in der Nähe eines bereits errichteten Turmschaftes
  • b) Hochheben eines Schwerlasthilfskranes auf die Höhe des Turmschaftes
  • c) Befestigung und Sicherung des Schwerlasthilfskranes am Turmschaft
  • d) Hoch heben der Gondel mittels des Schwerlasthilfskranes auf die Höhe des Turmschaftes
  • e) Befestigung der Gondel am Turmschaftende Hochheben des Flügeirades und Befestigung an der Gondel
  • f) Demontage des Schwerlasthilfskranes und Absenken auf den Boden
  • g) Abrüsten des fahrbaren Teleskopkranes
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Hochheben des Schwerlasthilfskranes mittels des fahrbaren Teleskopauslegers eine Hilfstragvorrichtung auf die Höhe des Turmschaftes hochgehoben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwerlasthilfskran an der Hilfstragvorrichtung befestigt und gesichert wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Hochheben der Gondel ein Gegengewicht am Schwerlasthilfskran angeordnet wird
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Flügelrad mittels des Schwerlasthilfskranes hochgehoben wird.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Flügelrad mittels des fahrbaren Teleskopkranes hochgehoben wird.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem am Einsatzort aufstellbaren Kran zum Heben von Lasten, dadurch gekennzeichnet, dass ein einen Hilfsausleger aufweisender und zum Heben eines Schwerlasthilfskranes (28) geeigneter fahrbarer Teleskopkran (1) eingesetzt wird, wobei der Schwerlasthilfskran (28) zum Heben der Gondel ausgelegt ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teleskopkran (1) eingesetzt wird, dessen Gesamthubhöhe mindestens 100 m beträgt und der bei voller Auslegerhöhe in Steilstellung mindestens 20 t heben kann.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teleskopkran (1) mit einem wippbaren Hilfsausleger 12) eingesetzt wird und dafür mindestens eine Wippstütze (13, 14) vorgesehen ist.
10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass am Kopf des innersten Teleskopschusses (9) ein Adapter (11) angebracht ist, an dem sowohl der Hilfsausleger (12) als auch die Wippstützen (13, 14) anordenbar sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Schwerlasthilfskran (28) ein Oberwagen einschließlich eines damit verbundenden Teleskopauslegers(30) eines Standard-Teleskopkranes eingesetzt wird.
12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Schwerlasthilfskran ein für diese Aufgabe speziell hergestellter Kran eingesetzt wird.
13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass am Schwerlasthilfskran ein Gegengewicht anbringbar ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anordnung des Schwerlasthilfskranes (28) am Ende des Turmschaftes (26) eine montier- und demontierbare Hilfstragvorrichtung anordenbar ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfstragvorrichtung als Plattform ausgebildet ist.
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