Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
GUIDING DEVICE FOR STRAND-SHAPED COMPONENTS, SUCH AS ENERGY- AND/OR INFORMATION-CONDUCTING CABLES OF WIND TURBINES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/080628
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a guiding device for strand-shaped components, such as energy- and/or information-conducting cables (5) of wind turbines (1, 3), consisting of at least one guiding part (7) for partially holding the components, wherein at least said one guiding part (7) can be fastened to a tower segment (3) of the turbine (1, 3) by means of a fastening apparatus (13, 15), is characterized in that the fastening apparatus performs the fastening of the associated guiding part (7) by means of an adhesion apparatus (13), preferably in a detachable manner.

Inventors:
MARYNIOK PETER (DE)
Application Number:
PCT/EP2016/001670
Publication Date:
May 18, 2017
Filing Date:
October 07, 2016
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
HYDAC INT GMBH (DE)
International Classes:
F03D9/00; F03D80/80; H02G3/30
Domestic Patent References:
WO2004099609A12004-11-18
Foreign References:
EP2762723A12014-08-06
DE102010008639A12011-08-18
CN202034719U2011-11-09
Attorney, Agent or Firm:
BARTELS & PARTNER PATENTANWÄLTE (DE)
Download PDF:
Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e

Führungsvorrichtung für strangförmige Bauteile, wie energie- und/oder informationsführende Kabel (5) von Windkraftanlagen (1 , 3, bestehend aus mindestens einem Führungsteil (7) für eine teilweise Aufnahme der Bauteile, wobei mindestens dieses eine Führungsteil (7) mittels einer Festlegeeinrichtung (13, 15) an einem Turmsegment (3) der Anlage (1 , 3) fixierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Festlegeeinrichtung mittels einer Anhafteinrichtung (1 3), vorzugweise in wieder lösbarer Weise, die Fixierung des zugehörigen Führungsteils (7) vornimmt.

Führungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Anhafteinrichtung (13) wieder lösbar ausgestaltet das Entfernen des Führungsteils (7) aus seiner Betriebsstellung ermöglicht.

Führungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anhafteinrichtung (13) mindestens eine magnetfelderzeugende Festlegekomponente, wie einen Permanentmagneten (1 7), aufweist, die mit einem magnetanziehenden Werkstoff, wie einem Stahl werkstoff, des zuordenbaren Turmsegments (3) der Anlage (1 , 3) zusammenwirkt.

Führungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anhafteinrichtung (13) mindestens eine Kompensatoreinrichtung (29, 31 ) aufweist, die axiale und/oder radiale Ausgleichsbewegungen des Führungsteils (7) in einem vorgebbaren Bereich zulässt.

Führungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anhafteinrichtung aus mit bogenförmiger Krümmung verlaufenden Einzelsegmenten (13) besteht, de- ren jeweiliger Krümmungsverlauf dem Krümmungsverlauf der Innenwand des zuordenbaren Turmsegments (3) der Anlage (1 , 3) nachfolgt.

Führungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Einzelsegment (13) eine Vielzahl einzelner Permanentmagnete (1 7) aufweist, die mittels einer gemeinsamen Handhabe (21 ) auf das Turmsegment (3) aufsetzbar und von dort wieder abnehmbar sind.

Führungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensatoreinrichtung (29, 31) eine Vielzahl von Zugfedern (29) aufweist, die mit ihrem einen freien Ende an der Handhabe (21) der Permanentmagnete eines Einzelsegments (13) und mit ihrem anderen freien Ende an einem gemeinsamen Anlenkschemel (31) angelenkt sind, der die gemeinsame Zugkraft auf ein Anlenkseil (15) überträgt, an dem das eine zuorden- bare Führungsteil (7) angeordnet ist.

Führungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass drei in in Umfangsrichtung des Turmsegments (3) gemessenem Abstand zueinander angeordnete Einzelsegmente (1 3) das Führungsteil (7) in dessen Betriebszustand im Turmsegment (3) der Anlage (1 , 3) tragen.

Führungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass neben dem einen mittels der Festlegeeinrichtung (13, 15) festlegbaren Führungsteil (7) die weiteren Führungsteile (9) zwischen diesem Führungsteil (7) und einer schwenkbaren Gondel (3) der Windkraftanlage (1 , 3) angeordnet sind und dass die weiteren Führungsteile (9) in der Art von Kabel- Schellenkörpern ausgebildet sind. Führungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der der Gondel (3) abgewandten Seite unterhalb des einen Führungsteils (7) mit der wieder lösbaren Festlegeeinrichtung (1 3, 15) eine Schlaufenführung (1 1 ) im Turm der Windkraftanlage (1 , 3) zwecks Kabelnachführung stationär angeordnet ist.

Description:
Führungsvorrichtung für strangförmige Bauteile, wie energie- und/oder informationsführende Kabel von Windkraftanlagen

Die Erfindung betrifft eine Führungsvorrichtung für strangförmige Bauteile, wie energie- und/oder informationsführende Kabel von Windkraftanlagen, bestehend aus mindestens einem Führungsteil für eine teilweise Aufnahme der Bauteile, wobei mindestens dieses eine Führungsteil mittels einer Fest- legeeinrichtung an einem Turmsegment der Anlage fixierbar ist.

Um die in Windkraftanlagen erzeugten Energien abzuführen sowie für andere betriebliche Zwecke, wie Steuerung, Überwachung und dergleichen, müssen Kabel, die vom Maschinenhaus durch den Turm nach unten verlaufen, so geführt werden, dass bei betrieblichen Bewegungen der Kabel, die als Kabelbündel vom Maschinenhaus in den Turm herabhängen, keine Beschädigungen oder Beeinträchtigungen der Kabel stattfinden. Da bei den üblichen Windkraftanlagen das Maschinenhaus mit der Generatoreinheit, von der das Kabelbündel ausgehend in den Turm herabhängt, im Betrieb mehrere Umdrehungen ausführen kann, bevor das Maschinenhaus zurück- gesteuert wird, muss das Kabelbündel so geführt werden, dass die Kabel in dem in den Turm hängenden Kabelbündel die Bewegung zwar mitmachen können, dass dabei jedoch kein ungeordnetes Knäuel gebildet wird, in dem die Kabel derart aneinander scheuern, dass Beschädigungen der Isolation zu befürchten wären.

Hierfür ist es Stand der Technik, vgl. WO 2010/108538 A1 , die vom Ma- schinenhaus herabhängenden Kabel durch eine Reihe aufeinanderfolgender Führungsteile zu führen, die als Abstand halter, sog. Spacer, die Kabel voneinander distanziert führen, wobei das unterste Führungsteil, auch Fixstern oder Bottom-Spacer genannt, undrehbar an einem betreffenden ' Turmsegment festgelegt ist.

Die Fixierung des untersten, am zugehörigen Turmsegment festzulegenden Führungsteils gestaltet sich bei bereits installierten Anlagen schwierig. Eine Schweißverbindung als Festlegeeinrichtung ist wegen der Korrosionsgefahr, die auf Dauer zu einer Beeinträchtigung der Strukturfestigkeit des Turm- segments führt, äußerst nachteilig und aus Sicherheitsgründen nicht erlaubt. Entsprechendes gilt für eine Befestigung durch spanenden Eingriff in den Turm Werkstoff.

Im Hinblick auf diese Problematik stellt sich die Erfindung die Aufgabe, eine Führungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, deren Festlegeeinrichtung eine sichere Verbindung des festzulegenden Führungsteils ohne Gefährdung der Turmstruktur ermöglicht.

Gemäß dem Patentanspruch 1 sieht die Erfindung zur Lösung dieser Aufga- be bei einer Führungsvorrichtung der eingangs genannten Art vor, dass die Festlegeeinrichtung mittels einer Anhafteinrichtung, vorzugsweise in wieder lösbarer Weise, die Fixierung des zugehörigen Führungsteils vornimmt. Bei Benutzung einer ohne Eingriff in die Werkstoffstruktur des Turmsegments wirksamen Festlegeeinrichtung, die mittels Haftkraft wirkt, die beispielswei- se durch Magnetkraft erzeugende Einrichtungen gebildet ist, ist eine für die Turmstruktur unschädliche Festlegung realisierbar. In besonders vorteilhafter Weise kann die Anhafteinrichtung wieder lösbar ausgestaltet das Entfernen des Führungsteils aus seiner Betriebsstellung ermöglichen. Wartungsarbeiten oder Erweiterungen der Anlage lassen sich dadurch bei gelöster Festlegeeinrichtung einfach und bequem durchführen. In bestimmten Fällen wäre es auch denkbar als Festlegeeinrichtung, die mittels Haftkraft wirkt, eine pneumatische Unterdruckeinrichtung mit Saugkörpern einzusetzen.

Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen weist die Anhafteinrich- tung mindestens eine magnetfelderzeugende Festlegekomponente, wie einen Permanentmagneten, auf, die mit einem magnetanziehenden Werkstoff, wie einem Stahl Werkstoff, des zuordenbaren Turmsegments der Anlage zusammenwirkt. Bei Verwendung von Permanentmagneten arbeitet die Festlegeeinrichtung, ohne dass eine Betätigung oder Energiezufuhr von au- ßen erforderlich wäre, autark. Insbesondere wenn der Stahl Werkstoff des Turmsegmentes aus Korrosionsschutzgründen eine Farb-Schutzschicht aufweist, lässt sich die magnetfelderzeugende Festlegekomponente, vorzugsweise in Form eines Permanentmagneten, anbringen und auch im Bedarfsfall wieder entfernen, ohne dass die Schutzschicht beschädigt wird. Dies hat so keine Entsprechung im Stand der Technik.

Vorteilhafterweise kann die Anhafteinrichtung mindestens eine Kompensa- toreinrichtung aufweisen, die axiale und/oder radiale Ausgleichsbewegungen des Führungsteils in einem vorgebbaren Bereich zulässt. Dadurch ist eine besonders schonende Führung des Kabelbündels sichergestellt, und etwaige Schwingungen des Kabelbündels sind aufgefangen.

Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen besteht die Anhafteinrichtung aus mit bogenförmiger Krümmung verlaufenden Einzelsegmenten, deren jeweiliger Krümmungsverlauf dem Krümmungsverlauf der Innenwand des zuordenbaren Turmsegments der Anlage nachfolgt. Dadurch wird eine besonders starke Haftkraft erreicht.

Mit besonderem Vorteil kann die Anordnung hierbei so getroffen sein, dass jedes Einzelsegment eine Vielzahl einzelner Permanentmagnete aufweist, die mittels einer gemeinsamen Handhabe auf das Turmsegment aufsetzbar und von dort wieder abnehmbar sind. Montage und Demontage der Führungsvorrichtung sind dadurch einfach durchführbar. In vorteilhafter Weise kann die Kompensatoreinrichtung eine Vielzahl von Zugfedern aufweisen, die mit ihrem einen freien Ende an der Handhabe der Permanentmagnete eines Einzelsegments und mit ihrem anderen freien Ende an einem gemeinsamen Anlenkschemel angelenkt sind, der die gemeinsame Zugkraft auf ein Anlenkseil überträgt, an dem das eine zuordenbare Führungsteil angeordnet ist. Die Benutzung eines Anlenkseils zur Übertragung der Haltekraft ermöglicht eine leichtgewichtige Bauweise der Führungsvorrichtung.

Mit besonderem Vorteil können drei in in Umfangsrichtung des Turmseg- ments gemessenem Abstand zueinander angeordnete Einzelsegmente das Führungsteil in dessen Betriebszustand im Turmsegment der Anlage tragen.

Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen der Führungsvorrichtung sind neben dem einen mittels der Festlegeeinrichtung festlegbaren Füh- rungsteil die weiteren Führungsteile zwischen diesem Führungsteil und einer schwenkbaren Gondel der Windkraftanlage angeordnet, wobei die weiteren Führungsteile in der Art von Kabel-Schellenkörpern ausgebildet sind. Diese können in an sich bekannter Form ausgebildet sein, wie es zum Beispiel in Fig. 1 bis 6 im Dokument DE 10 2010 032 687 AI gezeigt ist. Der besondere Vorteil ist, dass bei installierten Anlagen diese Haltevorrichtung nachgerüstet werden kann. In ebenfalls an sich bekannter Weise, vgl. WO 2010/108538, kann auf der der Gondel abgewandten Seite unterhalb des einen Führungsteils mit der wieder lösbaren Festlegeeinrichtung eine Schlaufenführung im Turm der Windkraftanlage zwecks Kabelnachführung stationär angeordnet sein.

Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im Einzelnen erläutert.

in stark schematisch vereinfachter, skizzenhafter Darstellung die Innenseite der an die Gondel (Maschinenhaus) angrenzenden Turmsegmente einer Windkraftanlage mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung;

Fig. 2 eine Draufsicht des an einem Turmsegment festgelegten Führungsteils des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung;

Fig. 3 eine näherungsweise in natürlicher Größe einer praktischen

Ausführungsform gezeichnete Draufsicht eines Einzelsegments der Festlegeeinrichtung des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung; und

Fig. 4 und 5 in gegenüber Fig. 3 vergrößerter Darstellung eine Seitenansicht bzw. Stirnansicht eines einzelnen Permanentmagneten des Einzelsegments von Fig. 3 mit zugehöriger Halterung. Die Fig. 1 zeigt von einer Windkraftanlage den an die Gondel 1 (Maschinenhaus) angrenzenden Bereich der oberen Turmsegmente 3 mit im Inneren befindlichem, von der Gondel 1 herabhängendem Kabelbündel 5. Dieses ist in dem Verlauf von der Gondel 1 bis zu einem mittels einer Festlege- einrichtung undrehbar an einem zugeordneten Turmsegment 3 festgelegten untersten Führungsteil 7, einem sog. Fixstern oder Bottom-Spacer, durch eine Aufeinanderfolge frei drehbarer Führungsteile 9 geführt. Diese Führungsteile 9, ebenso wie das festgelegte Führungsteil 7, führen als Abstandhalter in an sich bekannter Weise das Kabelbündel 5 in der Weise, dass die Einzelkabel voneinander geordnet distanziert sind. Für den Längenausgleich, der bei einer Verdrehung des Bündels 5 bei den Drehbewegungen der Gondel 1 erforderlich ist, weil sich das unverdrehte Bündel 5 bei Verdrehung verkürzt, sind die Einzelkabel im festgelegten untersten Führungsteil 7 axial bewegbar geführt. Hierfür kann dieses Führungsteil 7 so gestaltet sein, wie es in dem Dokument WO 2014/053230 A1 beispielsweise in Fig. 7 bis 10 für derartige Führungsteile offenbart ist. Unterhalb dieses Führungsteils 7 ist für den erforderlichen Längenausgleich eine bei derartigen Anlagen zwecks Kabelnachführung stationär im Turm angeordnete Schlaufenführung 1 1 vorhanden, deren Einzelheiten in Fig. 1 nicht darge- stellt sind.

Nähere Einzelheiten der bei der erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung vorgesehenen Festlegeeinrichtung zur Verankerung des untersten Führungsteils 7 am betreffenden Turmsegment 3 sind in den Fig. 2 bis 5 darge- stellt. Wie Fig. 2 zeigt, weist die Festlegeeinrichtung drei Einzelsegmente 13 auf, die in Umfangsrichtung des Turmsegments 3 gemessenem Abstand voneinander an der Innenwand des Turmsegments 3 anhaften. Jedes Einzelsegment 13 ist über ein Zugseil 1 5 mit dem Führungsteil 7 verbunden. Während die Fig. 2 ein Beispiel der Anordnung der Einzelsegmente 13 zeigt, bei dem zwei der Einzelsegmente 13 zueinander in einem Winkelabstand von 90° angeordnet sind und das übrige Einzelsegment 1 3 zu diesen jeweils einen größeren Winkelabstand besitzt, versteht sich, dass alle Einzelsegmente 13 in gleichem Winkelabstand von 120° zueinander angeordnet sein können. Die Fig. 3 zeigt eines der Einzelsegmente 13 in gesonderter Darstellung. Wie Fig. 3 zeigt, weist jedes Segment 1 3 zehn Permanent- magnete 1 7 auf, die in geringem Abstand voneinander in Aufeinanderfolge mit ihrem Magnetgehäuse 19 (Fig. 4 und 5) mit einem Metallband 21 verschweißt sind. Mit dem Band 21 folgt die Reihe der Magnete 1 7 dem Krümmungsverlauf der Innenwand des Turmsegments 3. In Ausrichtung auf jeden Magneten 1 7 ist an dem Band 21 eine Halteplatte 23 mittels Schrau- ben 25 angebracht, und im mittleren Bereich der Halteplatten 23 ist an diesen eine Halteöse 27 angeschweißt. In jede der Halteösen 27 ist ein Ende einer Zugfeder 29 eingehängt. Das andere Ende der Zugfedern 29 ist an einem Anlenkschemel 31 angelenkt. Dieser hat die Form einer Metallplatte in Form eines schmalen Dreiecks, das sich über die gesamte Reihenanord- nung der Zugfedern 29 erstreckt. Im Zentralbereich bildet der Anlenkschemel 31 die Anlenkstelle 33 für die Verbindung mit dem zugehörigen Zugseil 15. In dieser Anordnung bilden die Zugfedern 29 in Zusammenwirkung mit dem Anlenkschemel 31 eine Kompensatoreinrichtung, die die zwischen Zugseil 15 und der Innenwand des Turmsegments 3 wirkende Haltekraft gleichmäßig auf jeden Permanentmagneten 1 7 überträgt. Das Band 21 steht beidseits der Aufeinanderfolge der Magnete 1 7 seitlich vor und bildet dadurch eine Handhabe, die ergreifbar ist, um für eine Demontage das Segment 13 aus der haftenden Position abzulösen, indem die Magnete 17 nacheinander aus der Normalposition, in der sie mit starker Haftkraft am Turmsegment 3 anliegen, heraus gekippt werden.

Wie der Vergleich der Fig. 4 und 5 zeigt, besitzen die Magnete 1 7 eine rechteckförmige Quaderform, bei der die in Fig. 4 sichtbare Langseite mehr als die doppelte Länge der Breite der Stirnseite hat, die in den Fig. 3 und 5 sichtbar ist. Am Band 21 sind die Magnete 1 7 in einem Abstand angeordnet, der etwas kürzer als die Breite der Stirnseite ist. Bei der durch die Zug- federn 29 zur Verfügung gestellten Nachgiebigkeit der Kompensatoreinrich- tung der Einzelsegmente 13 lässt die Festlegeeinrichtung für das unterste Führungsteil 7, obgleich es im Wesentlichen undrehbar gehalten ist, geringfügige axiale und/oder radiale Ausgleichsbewegungen zu, durch die im Be- trieb möglicherweise ruckartig auftretende Querkräfte zwischen Bündel 5 und Führungsteil 7 gemildert werden, so dass eine besonders schonende Kabelführung gewährleistet ist.