Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
FOUNDATION FOR A TOWER FOR A WIND TURBINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/025555
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a foundation for a tower for a wind turbine, wherein: the foundation (10) comprises substantially prefabricated elements, preferably made of reinforced concrete, with a first, vertically extending pedestal-like portion (11), on which a tower of the wind turbine can be disposed, and a second, substantially horizontally extending portion (12) as a foundation body, which is in contact with the ground; the first portion (11) is disposed above the second portion (12); the first portion (11) is formed of at least one annular pedestal portion (16, 17) having an interior (15); the second portion is formed of at least two horizontal elements (22); the at least two horizontal elements (22) each have at least one support portion (25, 21), on which the annular pedestal portion (16, 17) is disposed. According to the invention, a clamping means (70) having at least one clamping element (71, 72) is provided, the at least one clamping element (71, 72) being connected to at least two horizontal elements (22).

Inventors:
SCHRIEFER CHRISTOPH (DE)
PRASS GREGOR (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/071886
Publication Date:
March 02, 2023
Filing Date:
August 03, 2022
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
SMART & GREEN MUKRAN CONCRETE GMBH (DE)
International Classes:
E02D27/42
Domestic Patent References:
WO2018055444A12018-03-29
WO2020012346A12020-01-16
WO2019025505A12019-02-07
WO2008036934A22008-03-27
WO2008036934A22008-03-27
WO2004101898A22004-11-25
WO2017141095A12017-08-24
WO2017141098A12017-08-24
WO2018055444A12018-03-29
WO2019115622A12019-06-20
WO2019201714A22019-10-24
WO2021064190A12021-04-08
Foreign References:
US20160369520A12016-12-22
EP1058787B12005-10-19
EP1074663A12001-02-07
EP2182201A12010-05-05
Attorney, Agent or Firm:
PATENTANWÄLTE KLICKOW & WETZEL PARTGMBB (DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche

1. Fundament für einen Turm für eine Windkraftanlage, wobei das Fundament (10) im Wesentlichen vorgefertigte Elemente, bevorzugt aus bewehrtem Beton, aufweist, mit einem ersten, sich vertikal erstreckenden sockelartig ausgeführten Abschnitt (11), auf dem ein Turm der Windkraftanlage anordbar ist, und einem zweiten sich im Wesentlichen horizontal erstreckenden Abschnitt (12) als Fundamentkörper, der sich in Kontakt mit dem Boden befindet, wobei der erste Abschnitt (11) oberhalb des zweiten Abschnitts (12) angeordnet ist, und wobei der erste Abschnitt (11) aus wenigstens einem ringförmigen Sockelabschnitt (16, 17) gebildet ist, der einen Innenraum (15) aufweist, und wobei der zweite Abschnitt aus wenigstens zwei Horizontalelementen (22) gebildet ist, wobei die wenigstens zwei Horizontalelemente (22) jeweils wenigstens einen Auflagerabschnitt (25, 21) aufweisen, auf dem der ringförmige Sockelabschnitt angeordnet (16, 17) ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einspannung (70) mit wenigstens einem Einspannelement (71 , 72) vorgesehen ist, wobei das wenigstens eine Einspannelement (71 , 72) die mit wenigstens zwei Horizontalelementen (22) verbunden ist.

2. Fundament nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass unter dem zweiten Abschnitt (12) ein dritter, sich vertikal erstreckender sockelartig ausgeführter Abschnitt (13) vorgesehen ist, und dass der dritte Abschnitt (13) aus wenigstens einem ringförmigen Sockelabschnitt (56, 57) gebildet ist, der einen Innenraum (15) aufweist.

3. Fundament nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Einspannelement (71 , 72) in einem Innenraum (15, 55) angeordnet ist.

4. Fundament nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Horizontalelement (22) wenigstens einen Körper (30) aufweist, an dem, bevorzugt auf oder unter dem, das wenigstens eine Einspannelement (71, 72) angeordnet ist.

5. Fundament nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Einspannelement (71 , 72) wenigstens einen Vorsprung (73) aufweist, der in einen Innenraum (15, 55) eingreift, und/oder dass das wenigstens eine Einspannelement (71, 72) aus wenigstens zwei Elementabschnitten zusammengesetzt ist.

6. Fundament nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspannung (70) zusätzlich zum wenigstens einen Einspannelement (71, 72) eine Einspannanordnung (75) aufweist, die wenigstens einen Einspannring (76, 77) aufweist, wobei der wenigstens eine Einspannring (76, 77) die mit wenigstens zwei Horizontalelementen (22) verbunden ist.

7. Fundament nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Einspannring (76, 77) wenigstens einen Einspannringabschnitt (78, 79) aufweist.

8. Fundament nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Einspannring (76, 77) in einem Innenraum (15, 55) getrennt von dem wenigstens eine Einspannelement (71 , 72) angeordnet ist, bevorzugt im Innenraum (15, 55) um das Einspannelement (71, 72) herum angeordnet.

9. Fundament nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Einspannelement (71 , 72) und/oder der wenigstens eine Einspannring (76, 77) als Ring oder als eine Scheibe, bevorzugt aus bewehrtem Beton, ausgeführt ist.

10. Fundament nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Einspannelement (71, 72) und/oder der wenigstens eine Einspannring (76, 77) wenigstens einen Durchbruch (19, 84) aufweist, der sich durch das Horizontalelement (22) und das wenigstens eine Einspannelement (71 , 72) oder der wenigstens eine Einspannring (76, 77) erstreckt.

11. Fundament nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in dem wenigstens einen Durchbruch (19, 84) wenigstens ein Spannglied angeordnet ist, mit dem das wenigstens eine Einspannelement (71, 72) oder der wenigstens eine Einspannring (76, 77) gegen das Horizontalelement (22) einspannbar ist.

12. Fundament nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine ringförmige Sockelabschnitt (16, 17) des ersten Abschnitts (11) aus wenigstens zwei Sockelsegmenten (33, 34), bevorzugt aus bewehrtem Beton, gebildet ist, und/oder dass der wenigstens eine ringförmige Sockelabschnitt (16, 17) des dritten Abschnitts (13) aus wenigstens zwei Sockelsegmenten (53, 54), bevorzugt aus bewehrtem Beton, gebildet ist.

13. Fundament nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Fundament (10) einen Sockel (20) aufweist, der sich aus dem ersten Abschnitt (11), dem dritten Abschnitt (13) und dem Körper (30) des Horizontalelements (22) zusammensetzt.

14. Fundament nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (11) aus wenigstens zwei übereinander angeordneten Sockelabschnitten (16, 17), die bevorzugt aus den Sockelsegmenten (33, 34) zusammengesetzt sind, gebildet ist, wobei die Sockelabschnitte (16, 17) jeweils eine Höhe (H, I) auf weisen, dass der dritte Abschnitt (13) aus wenigstens zwei übereinander angeordneten Sockelabschnitten (56, 57), die bevorzugt aus den Sockelsegmenten (53, 54) zusammengesetzt sind, gebildet ist, wobei die Sockelabschnitte (56, 57) jeweils eine Höhe (H, I) auf weisen, dass der Körper (30) des Horizontalelements (22) eine Höhe (J) aufweist, und die die Höhe (J) kleiner ist als die Summe (2 x H+2 x I) der Höhe des ersten Abschnitts und der Höhe des dritten Abschnitts.

15. Fundament nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspannringabschnitte (78, 79) eine Höhe (K, L) aufweisen und dass die Summe der Höhen (K, L) der Einspannringabschnitte (78, 79), die oberhalb und/oder unterhalb des Körpers (30) des Horizontalelements (22) angeordnet sind, kleiner ist als die Höhe (J) des Körpers (30) des Horizontalelements (22).

17

Description:
Fundament für einen Turm für eine Windkraftanlage

Die Erfindung betrifft ein Fundament für einen Turm für eine Windkraftanlage wobei das Fundament im Wesentlichen vorgefertigte Elemente, bevorzugt aus bewehrtem Beton, aufweist, mit einem ersten, sich vertikal erstreckenden sockelartig ausgeführten Abschnitt, auf dem ein Turm der Windkraftanlage anordbar ist, und einem zweiten sich im Wesentlichen horizontal erstreckenden Abschnitt als Fundamentkörper, der sich in Kontakt mit dem Boden befindet, wobei der erste Abschnitt oberhalb des zweiten Abschnitts angeordnet ist, und wobei der erste Abschnitt aus wenigstens einem ringförmigen Sockelabschnitt gebildet ist, der einen Innenraum aufweist, und wobei der zweite Abschnitt aus wenigstens zwei Horizontalelementen gebildet ist, wobei die wenigstens zwei Horizontalelemente jeweils wenigstens einen Auflagerabschnitt aufweisen, auf dem der ringförmige Sockelabschnitt angeordnet ist.

Fundamente für Windkraftanlagen werden im Wesentlichen als In-Situ-Betonfundamente ausgeführt. Dafür wird am Errichtungsort eine Grube ausgehoben, diese wird mit einer Sauberkeitsschicht versehen. Anschließend werden die Schalung und die Bewehrung errichtet und das Ganze mit Beton vor Ort gefüllt. Dabei wird ein flächiger Körper ggf. mit einem Sockel errichtet, siehe beispielsweise US 20160369520 A1 oder WO 2008/036934 A2. Neben dem Transportaufwand durch die Lieferung des Betons, der Schalung und der Bewehrung ist dieses vor Ort sehr arbeitsintensiv. Auch ist die Qualitätssicherung aufwendig bzw. je nach Witterung auch problem behaftet. Weiterhin ist der Rückbau nach dem Ende der Lebensdauer der Windkraftanlage teuer und sehr aufwendig. Dieses gilt insbesondere für Betontürme für Windkraftanlagen, die optimaler Weise ein Durchmesser zu Höhenverhältnis von ca. 1 :10 aufweisen, wodurch Durchmesser von 8 bis 15 m keine Seltenheit sind. Fundamente für solche Türme werden bisher in Ortbeton hergestellt. Weiterhin müssen Bereiche vorgesehen sein, in denen die Vorspannelemente des Turms am Fundament angebracht und vorgespannt werden können. Das Vorspannen erfolgt mit dafür vorgesehenen Vorrichtungen, die in die Vorspannbereiche gebracht werden müssen. Als Widerlager für das Vorspannen bzw. für das Anbringen der Vorspannelemente (Litzen/Seile) werden im Inneren des Fundaments für gewöhnlich aufwendige Kragstrukturen vorgesehen, unter denen dann die Vorrichtungen gebracht werden. Diese Strukturen sind aufwendig und verbesserungswürdig.

Weiterhin gibt es prinzipiell Bedarf, Fundamente von Windkraftanlagen aus vorgefertigten Elementen zu errichten, womit die vorgenannten Probleme reduziert bzw. eliminiert werden könnten. Prinzipiell ist vorteilhaft, dass bei einem Vorfertigen die Bauteile unter definierten Bedingungen standardisiert produziert werden können. Auch reduziert sich der Arbeitsaufwand vor Ort. Hierfür wurden verschiedene Ansätze im Stand der Technik beschrieben.

Beispielsweise zeigt WO 2008/036934 A2 eine Kombination aus vorgefertigten Elementen und klassischem Schalungs-/Bewehrungsbau. Dadurch werden die zuvor genannten Nachteile nur unwesentlich reduziert.

Weitere Ansätze für das Herstellen von Fundamenten für Windkraftanlagen aus vorgefertigten Bauteilen sind wie folgt im Stand der Technik gezeigt:

EP 1 058 787 B1 offenbart ein Fundament für eine Windkraftanlage, um offshore Windkraftanlagen zu errichten, die vollständig vormontiert - also inklusive Fundament - transportiert und am Errichtungsort auf den Meeresgrund in einem Stück abgesetzt werden. Das Fundament weist dabei einzelne vorgefertigte Segmente auf. Diese können aus Beton bestehen. Es sind ein flächiger Abschnitt und ein Sockelabschnitt offenbart. Der Sockelabschnitt besteht aus Kreisringen. Der flächige Abschnitt besteht aus einzelnen in der Grundfläche trapezförmigen Grundelementen, auf dem der Sockelabschnitt am inneren Ende vertikal montiert ist, der vertikale Durchgänge aufweist. Die flächigen Grundabschnitte sind mittels Nut-Feder-Verbindungen miteinander verbunden. Der Sockelabschnitt und der flächige Grundabschnitt sind mit einer Diagonalstrebe zur Aussteifung verbunden. Die Kreissegmente des Sockelabschnitts weisen ebenfalls vertikale Durchgänge auf. In die Durchgänge werden Verbindungskabel/Ankerstangen eingebracht. Falls die Fundamentteile aus Beton vorgesehen sind, ist unterhalb der Grundelemente im Bereich der vertikalen Durchgänge ein flacher Widerlagerring aus Stahl vorgesehen. Mit den Verbindungskabeln/Ankerstangen wird das Fundament montierten und die Windkraftanlage am Fundament befestigt. Zusätzlich sind horizontale Durchgänge in Grundelementen und Diagonalstreben vorgesehen, in denen ebenfalls Verbindungskabel/Ankerstangen angeordnet werden, mit denen die Elemente des Fundaments horizontal vorgespannt werden. Erst durch das horizontale Vorspannen wird das Fundament belastbar fertiggestellt. Somit offenbart EP 1 058 787 B1 ein Fundament aus einzelnen vorgefertigten Betonteilen, mit einem Flächenabschnitt und einem Sockelabschnitt, wobei zumindest diese beiden Abschnitte vertikal und horizontal miteinander verbunden werden.

Nachteilig hierbei ist, dass erhebliche Kosten und erheblicher Arbeitsaufwand für das Verbinden der Elemente und das Herstellen des statisch belastbaren Fundaments notwendig sind.

EP 1 074 663 A1 offenbart ein Fundament für eine Windkraftanlage mit einem Zentralkörper als Sockel mit daran angeschraubten sich seitlich erstreckenden sternförmig angeordneten Rippen/Vorsprüngen/Trägern. Rippen und Zentralkörper werden vor Ort horizontal miteinander verschraubt. Die Teile sind unter anderem aus Beton vorgefertigt und werden mittels LKW zur Baustelle angeliefert, per Kran angeordnet und vor Ort miteinander horizontal über Flansche und Verschraubungen verbunden. Weiterhin sind an der Außenseite der Rippen Anker notwendig, um einen hinreichenden Lastabtrag zu gewährleisten.

Nachteilig hierbei ist, dass auch hier erhebliche Kosten und erheblicher Arbeitsaufwand für Verbinden der Elemente und das Herstellen des statisch belastbaren Fundaments notwendig sind. Weiterhin sind zusätzliche Verankerungen notwendig.

WO 2004/101898 A2 offenbart ein Fundament für eine Windkraftanlage aus vorgefertigten Betoneinzelteilen, wobei entweder ein Zentralkörper vorgesehen ist, an dem Flächenkörper horizontal angeschraubt werden, oder das Fundament besteht ausschließlich aus Bauteilen, die sowohl einen flächigen Abschnitt und einen sockelartigen Abschnitt aufweisen, wobei diese dann horizontal miteinander mittels Verschraubung gegen Flansche verbunden werden.

Nachteilig hierbei ist, dass auch hier erhebliche Kosten und erheblicher Arbeitsaufwand für Verbinden der Elemente und das Herstellen des statisch belastbaren Fundaments notwendig sind.

EP 2 182 201 A1 offenbart zwei unterschiedliche Fundamente für eine Windkraftanlage. Bei beiden wird aus vorgefertigten Betonteilen nach einer entsprechenden Anlieferung vor Ort ein Fundament errichtet. Beide enthalten einen flächigen Abschnitt und einen sockelartigen Abschnitt. In Variante 1 ist ein Zentralkörper vorgesehen. Die Rippen/Flächenelemente werden an diesen angesetzt. Montiert bilden die Rippen einen polygonalen Körper. Der Zentralkörper weist einen Vorsprung auf, der von einem entsprechenden Rücksprung an den Rippen umgriffen wird. Die Rippen werden zusätzlich mittels eines Zurrrings gegen den Zentralkörper arretiert. An den Flächenköpern sind Ankerstangen zur Montage des Turms vorgesehen. Bei der zweiten Variante weisen die Rippen horizontal vorspringende Ankerelemente auf, die sich im montierten Zustand radial in das Zentrum des Fundaments erstrecken. Unterhalb und oberhalb der Anker sind Platten vorgesehen. In den so gebildeten Hohlraum wird der Ortbeton eingebracht, um die Anker miteinander zu verbinden und einen Zentralkörper zu bilden. Bei beiden Varianten wird das horizontale Verbinden vereinfacht. Allerdings weisen sowohl die Rippen als auch der Zentralkörper Dimensionen und Massen auf, die einen Transport kompliziert gestalten.

WO 2017/141095 A1 und WO 2017/141098 A1 offenbaren ebenfalls ein Fundament für eine Windkraftanlage. Dieses Fundament wird aus vorgefertigten Rippenkörpern gebildet, die an ihrem inneren Ende einen Sockelabschnitt aufweisen, auf dem der Turm der Windkraftanlage angeordnet wird. Die Rippen erstrecken sich strahlenförmig nach außen. Die Abschnitte zwischen den Rippen werden in einer weiteren Ausführungsform mit Plattenelementen, die gegen die Rippen mit Flanschen geschraubt werden, zur Herstellung einer Platte gefüllt. Mittig ist anstelle eines Zentralkörpers eine Stahlhülse vorgesehen, die mit im Rippeninneren vorgesehenen Bewehrungen und in inneren Hohlraum vorgesehenen Verstärkungsbalken verbunden ist. Die Rippen weisen eine Grundplatte auf. Auf der ein diagonales Verstärkungselement und der Sockelabschnitt einstückig angeordnet sind. Die Sockelabschnitte sind horizontal über Nut- Feder-Elemente miteinander verbunden. Weiterhin weisen die Sockelabschnitte horizontale Öffnungen auf, in denen Spannelemente zum horizontalen Verbinden der Sockelabschnitte vorgesehen werden. Weiterhin sind in den Sockelabschnitten Ankerstangen für das Verbinden des Turms mit dem Fundament eingegossen. Weiterhin sind ebenfalls außenliegenden Bodenanker offenbart. WO 2018/055444 A1 offenbart ein Fundament für eine Windenergieanlage mit einem kreisförmigen oder mehreckigen Grundkörper zur Abstützung eines Windkraftanlagenturms und mehreren von dem Grundkörper radial nach außen ragenden Rippen, wobei der Grundkörper in vertikaler Richtung in einen Basisringabschnitt und einen Adapterringabschnitt unterteilt ist, wobei der Basisringabschnitt in mehrere Umfangsabschnitte unterteilt ist und aus Betonfertigteilen besteht, und der Adapterringabschnitt ebenfalls aus Betonfertigteilen besteht.

Nachteilig hierbei ist, dass auch hier erhebliche Kosten und erheblicher Arbeitsaufwand für das Verbinden der Elemente und das Herstellen des statisch belastbaren Fundaments notwendig sind.

WO 2019/115622 A1 und WO 2019/201714 A2 offenbaren erste erfolgreiches Fundamente für Windkraftanlagen aus Betonfertigteilen für einen Stahlturm und für einen Betonturm für eine Windkraftanlage. Die Fundamente weisen zwei Abschnitte auf. Dabei sind Rippenelemente vorgesehen, die eine zentralen Abschnitt aufweisen, auf dem ein Sockelabschnitt vorgesehen ist. Auf dem Sockelabschnitt wird dann der Turm der Windkraftanlage angeordnet. Der Sockelabschnitt besteht dabei aus einzelnen Segmenten, die miteinander verbunden werden. Mittels Spanngliedern, die in Öffnungen im Zentralenabschnitt und in den Elementen des Sockelabschnitts vorgesehen sind, werden die Rippenelementen und die Sockelelemente miteinander verspannt. Bei Weiterentwicklungen dieser Fundamente haben sich überraschende und besonders effiziente Verbesserungen im Bereich des Sockels ergeben. WO 2021/064190 A1 offenbart ein Fundament bei dem vorgefertigte Rippenelementen mit einem Ankerkorb und weiterer Bewehrung vor Ort mittels Ortbeton und einer Schalung zu eine Fundament vergossen werden.

Aufgabe der Erfindung ist daher, die vorgenannten Nachteile zu überwinden und Fundamente für Windkraftanlagen, insbesondere für Windkraftanlagen mit Stahltürmen, aus vorgefertigten Elementen wirtschaftlich errichtbar bzw. errichtbarer zu machen.

Gelöst wird die erfindungsgemäße Aufgabe dadurch, dass eine Einspannung mit wenigstens einem Einspannelement vorgesehen ist, wobei das wenigstens eine Einspannelement mit wenigstens zwei Horizontalelementen verbunden ist.

Es hat sich gezeigt, dass hierdurch auf einfache Weise das Fundament auf einfache Weise die auflast auf das Fundament erhöhen lässt bzw. auf einem kleineren Fundament eine gleich große Windkraftanlage anordnen lässt.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass unter dem zweiten Abschnitt ein dritter, sich vertikal erstreckender sockelartig ausgeführter Abschnitt vorgesehen ist, und dass der dritte Abschnitt aus wenigstens einem ringförmigen Sockelabschnitt gebildet ist, der einen Innenraum aufweist.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass das wenigstens eine Einspannelement in einem Innenraum angeordnet ist.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass das Horizontalelement wenigstens einen Körper aufweist, an dem, bevorzugt auf oder unter dem, das wenigstens eine Einspannelement angeordnet ist.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass das wenigstens eine Einspannelement wenigstens einen Vorsprung aufweist, der in einen Innenraum eingreift, und/oder dass das wenigstens eine Einspannelement aus wenigstens zwei Elementabschnitten zusammengesetzt ist.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die Einspannung zusätzlich zum wenigstens einen Einspannelement eine Einspannanordnung aufweist, die wenigstens einen Einspannring aufweist, wobei der wenigstens eine Einspannring die mit wenigstens zwei Horizontalelementen verbunden ist. Vorteilhaft ist dabei, dass der wenigstens eine Einspannring wenigstens einen Einspannringabschnitt aufweist.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass der wenigstens eine Einspannring in einem Innenraum getrennt von dem wenigstens eine Einspannelement angeordnet ist, bevorzugt im Innenraum um das Einspannelement herum angeordnet.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass das wenigstens eine Einspannelement und/oder der wenigstens eine Einspannring als Ring oder als eine Scheibe, bevorzugt aus bewehrtem Beton, ausgeführt ist. Hierdurch kann auf einfache Weise eine optimale Verspannung mehrere Horizontalelemente bereitgestellt werden.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass das wenigstens eine Einspannelement und/oder der wenigstens eine Einspannring wenigstens einen Durchbruch aufweist, der sich durch das Horizontalelement und das wenigstens eine Einspannelement oder der wenigstens eine Einspannring erstreckt. Vorteilhaft ist dabei, dass in dem wenigstens einen Durchbruch wenigstens ein Spannglied angeordnet ist, mit dem das wenigstens eine Einspannelement oder der wenigstens eine Einspannring gegen das Horizontalelement einspannbar ist. Hierdurch kann auf einfache Weise ein Verspannen der Einspannung ermöglicht werden.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass der wenigstens eine ringförmige Sockelabschnitt des ersten Abschnitts aus wenigstens zwei Sockelsegmenten, bevorzugt aus bewehrtem Beton, gebildet ist, und/oder dass der wenigstens eine ringförmige Sockelabschnitt des dritten Abschnitts aus wenigstens zwei Sockelsegmenten, bevorzugt aus bewehrtem Beton, gebildet ist. Hierdurch wird die standardisierte Errichtung des Fundaments erleichtert und die notwendige Anzahl von Transporten zur Baustelle insbesondere von Ortbeton reduziert.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass das Fundament einen Sockel aufweist, der sich aus dem ersten Abschnitt, dem dritten Abschnitt und dem Körper des Horizontalelements zusammensetzt. Vorteilhaft ist dabei, dass der erste Abschnitt aus wenigstens zwei übereinander angeordneten Sockelabschnitten, die bevorzugt aus den Sockelsegmenten zusammengesetzt sind, gebildet ist, wobei die Sockelabschnitte jeweils eine Höhe (H, I) auf weisen, dass der dritte Abschnitt aus wenigstens zwei übereinander angeordneten Sockelabschnitten, die bevorzugt aus den Sockelsegmenten zusammengesetzt sind, gebildet ist, wobei die Sockelabschnitte jeweils eine Höhe auf weisen, dass der Körper des Horizontalelements eine Höhe aufweist, und die die Höhe kleiner ist als die Summe (2 x H+2 x I) der Höhe des ersten Abschnitts und der Höhe des dritten Abschnitts. Hierdurch kann überraschender Weise eine optimale Lastverteilung im Fundament erreicht werden.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die Einspannringabschnitte eine Höhe (K, L) aufweisen und dass die Summe der Höhen (K, L) der Einspannringabschnitte, die oberhalb und/oder unterhalb des Körpers des Horizontalelements angeordnet sind, kleiner ist als die Höhe des Körpers des Horizontalelements. Hierdurch kann überraschender Weise eine optimale Lastverteilung für die Einspannung im Fundament erreicht werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen

Fundaments,

Fig. 2 eine räumliche Ansicht zu Fig. 1 ,

Fig. 3 eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen

Fundaments,

Fig. 4 eine räumliche Ansicht zu Fig. 3,

Fig. 5 eine Schnittansicht einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen

Fundaments, und

Fig. 6 eine räumliche Ansicht zu Fig. 5.

In den Fig. 1 ist in geschnittener Ansicht in eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fundaments 10 dargestellt. Das Fundament 10 wird beispielsweise in einer nicht dargestellt Grube im nicht dargestellten Boden ggf. auf einer ggf. verdichteten nicht dargestellten Sauberkeitsschicht errichtet. Das erfindungsgemäße Fundament 10 weist dabei einen ersten sich vertikal erstreckenden sockelartig ausgeführten Abschnitt 11 und einen zweiten einem zweiten sich im Wesentlichen horizontal erstreckenden Abschnitt 12 auf. Weiterhin ist ein dritter sich vertikal nach unten erstreckender sockelartig ausgeführter Abschnitt 13 unter dem zweiten Abschnitt 12 vorgesehen, der bevorzugt in einer nicht dargestellten Vertiefung vorgesehen ist.

Der erste Abschnitt 11 ist sockelartig ausgeführt, der aus mehreren geschlossenen Sockelabschnitten 16, 17 aufgebaut ist. Falls es erforderlich ist, können weiter Sockelabschnitte vorgesehen werden.

Die geschlossenen Sockelabschnitte 16, 17 sind aus einzelnen Sockelsegmenten 33, 34 aufgebaut. Die Sockelabschnitte 16, 17 sind hier bevorzugt als Kreisringe ausgeführt sind, so dass der Sockelabschnitt 11 einen Innenraum 15 aufweist. Ein alternativer Aufbau, bspw. ein polygonaler Aufbau, ist möglich.

Die Sockelsegmente 33, 34 sind gestoßen nebeneinander vorgesehen, so dass zwischen diesen vertikale Fugen 38 bestehen. Diese sind bevorzugt als Spalt beispielsweise mit einer Stärke von mehreren Millimetern, z.B. 30 mm, ausgeführt. Diese vertikalen Fugen 38 werden bevorzugt nicht mit Mörtel oder Ortbeton gefüllt. Weiterhin werden bevorzugt keine horizontalen Verbindungsmittel vorgesehen. Weiterhin werden die vertikalen Fugen der einzelnen Sockelabschnitte 16, 17 bevorzugt so vorgesehen, dass die vertikalen Fugen 38 benachbarter Sockelabschnitte 16, 17 nicht fluchten, also nicht übereinander angeordnet sind. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, ist es vorteilhaft, wenn die vertikalen Fugen 38 immer im Wesentlichen um den gleichen Wert im oder gegen den Uhrzeigersinn versetzt angeordnet sind. Zwischen den Sockelabschnitte 16, 17 bestehen horizontale Fugen 39, die bevorzugt nicht mit Mörtel oder Ortbeton gefüllt werden.

Der zweite Abschnitt 12 ist flächig ausgeführt. Alternativ kann er aber auch eine sternform realisiert werden. Fig. 2 zeigt eine räumliche Ansicht des Fundaments 10. Der zweite Abschnitt 12 ist aus Horizontalelementen 22 in Form von Rippenelementen ausgeführt. Diese erstrecken sich vom Innenraum 15 aus gesehen radial nach außen.

Sie weisen eine Grundplatte 23 auf, die beispielsweise trapezförmig ausgeführt ist, so dass alle zusammengesetzten Grundplatten eine polygonale Fläche bilden, die sich einer Kreisform annähert, wobei zwischen den einzelnen Grundplatten Zwischenräume vorgesehen sein können. Alternativ sind auch Kreissegmente oder eine Mischform aus Kreissegment und Trapezform möglich. Am inneren Ende 24 der Grundplatte 23 ist ein Körper 30 mit einem oberen Auflagerabschnitt 25 mit einem unteren Auflageabschnitt 21 und Seitenwänden 29 vorgesehen, der im Wesentlichen bevorzugt länger ausgeführt ist, als die Breite der Sockelsegmente 33, 34 des ersten Abschnitts 11. Hier bevorzugt weisen die Auflageabschnitte 25, 21 einen zu den Innenräumen 15, 55 weisenden inneren oberen Abschnitt 35 und einen inneren unteren Abschnitt 51 sowie einen äußeren oberen Abschnitt 36 und einen äußeren unteren Abschnitt 52 auf, der zum äußeren Ende 27 zeigt. Bevorzugt ist hier auf dem äußeren Abschnitt 35 die Sockelabschnitte 16, 17 und unter dem äußeren Abschnitt 52 die Sockelabschnitte 56, 57 angeordnet.

Rechtwinklig auf der Grundplatte 23 ist eine Versteifungswand 26 angeordnet, deren Höhe beispielsweise hin zum äußeren Ende 27 der Grundplatte 23 abnimmt.

Der Körper 30 weist einen Übergangsbereich 32 auf, mit dem verstärkend die Versteifungswand 26 mit dem Auflagerabschnitt 25 verbunden ist.

Zwischen den Seitenflächen 29 der Auflageabschnitte 25 ist bevorzugt ein Abstand als vertikale Fuge 40 vorgesehen, wenn die horizontalen Elemente 22 angeordnet sind, der bevorzugt als Luftspalt ausgeführt ist. Dabei entstehen vertikale Fugen 40, die ebenfalls bevorzugt nicht mit Mörtel oder Ortbeton gefüllt werden. Weiterhin werden bevorzugt keine horizontalen Verbindungsmittel vorgesehen.

Zwischen zwei benachbarten Versteifungswänden 26 bildet sich ein nach oben offener Hohlraum 28, in den Aufschüttboden (nicht dargestellt) einbringbar ist, wodurch eine Auflast auf den zweiten Abschnitt 12 des Fundaments 10 aufbringbar ist.

Der dritte Abschnitt 13 ist sockelartig ausgeführt, der aus mehreren geschlossenen Sockelabschnitten 56, 57 aufgebaut ist. Falls es erforderlich ist, können weiter Sockelabschnitte vorgesehen werden.

Die geschlossenen Sockelabschnitte 56, 57 sind aus einzelnen Sockelsegmenten 53, 54 aufgebaut. Die Sockelabschnitte 56, 57 sind hier bevorzugt als Kreisringe ausgeführt sind, so dass ein Innenraum 55 vorgesehen ist. Ein alternativer Aufbau, bspw. ein polygonaler Aufbau, ist möglich.

Die Sockelsegmente 53, 54 sind gestoßen nebeneinander vorgesehen, so dass zwischen diesen vertikale Fugen 58 bestehen. Diese sind bevorzugt als Spalt beispielsweise mit einer Stärke von mehreren Millimetern, z.B. 30 mm, ausgeführt. Diese vertikalen Fugen 38 werden bevorzugt nicht mit Mörtel oder Ortbeton gefüllt. Weiterhin werden bevorzugt keine horizontalen Verbindungsmittel vorgesehen. Weiterhin werden die vertikalen Fugen der einzelnen Sockelabschnitte 56, 57 bevorzugt so vorgesehen, dass die vertikalen Fugen 58 benachbarter Sockelabschnitte 56, 57 nicht fluchten, also nicht übereinander angeordnet sind. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, ist es vorteilhaft, wenn die vertikalen Fugen 58 immer im Wesentlichen um den gleichen Wert im oder gegen den Uhrzeigersinn versetzt angeordnet sind. Zwischen den Sockelabschnitten 56, 57 bestehen horizontale Fugen 59, die bevorzugt nicht mit Mörtel oder Ortbeton gefüllt werden.

Das Fundament 10 weist Durchbrüche 18 auf, die sich durch die drei Abschnitte 11 , 12, 13 erstrecken. Die Durchbrüche 18 setzen sich dabei aus den Durchbruchabschnitten 18a bis 18e zusammen. In diesen Durchbrüchen 18 werden Spannglieder vorgesehen, mit denen die Sockelsegmente 33, 34, 56, 57 der Abschnitte 11 , 13 und der Körper 30 des Abschnittes 12 miteinander verspannt werden.

Zur Bildung der Durchbrüche 18 weisen die Sockelsegmente 33, 34 vertikale Durchbruchabschnitte 18a, 18b zur Bildung der Durchbrüche 18 auf. Im Auflagerabschnitt 25 und Körper 30 sind dafür Durchbruchabschnitte 18c vorgesehen. Die Sockelsegmente 33, 34 weisen vertikale Durchbruchabschnitte 18d, 18e zur Bildung der Durchbrüche 18 auf.

Zum Bereitstellen der notwendigen Verspannung zwischen den Sockelabschnitten 16, 17 des ersten Abschnitts 11 , den Horizontalelementen 22 des zweiten Abschnitts 12 und den Sockelabschnitten 56, 57 des dritten Abschnitts 13 wird bevorzugt ein Ankerkorb (nicht dargestellt) gebildet, der aus einem oberen und einem unteren Widerlager (nicht dargestellt) gebildet ist, die mit den Spanngliedern (nicht dargestellt) beispielsweise in Form von Ankerstangen oder Bewehrungsstangen und Konterelementen (nicht dargestellt), beispielsweise Muttern, verbunden sind. Bestandteil des oberen Widerlagers kann auch ein Anschlussadapter (nicht dargestellt) für einen Turm (nicht dargestellt) einer Windkraftanlage (nicht dargestellt) sein, wenn es sich beispielsweise bei dem Turm um einen Stahlturm handelt.

Die oberen Sockelabschnitte 16, 17 aus den Sockelsegmenten 33, 34, die unteren Sockelabschnitte 56, 57 aus den Sockelsegmente 56, 57 und die Körper 30 des Horizontalelements 22 des Abschnittes 12 bilden dabei den Sockel 20 des Fundaments 10.

Dabei weisen die Sockelabschnitte 17 und 57 eine Höhe I, die Sockelabschnitte eine Höhe H und die Körper 30 eine Höhe J auf. Die Höhe H, I der oberen Sockelabschnitte 16, 17 und der unteren Sockelabschnitte 56, 57 ist dabei so ausgelegt, dass die Sockelabschnitte 16, 17, 56, 57 im eingebauten Zustand im Wesentlichen lediglich auf Zug/Druck belastet werden, also eine Belastung in Normalrichtung erfahren. Hierfür ist auch die Bewehrung ausgelegt (nicht dargestellt), die im Wesentlichen aus Bewehrung in Normalrichtung besteht. Bevorzugt sind die Höhe H und I gleich.

Die Höhe J der Körper 30 ist dabei so ausgelegt, dass sie im eingebauten Zustand im Wesentlichen lediglich auf Schub belastet werden. Hierfür ist auch die Bewehrung ausgelegt (nicht dargestellt), die im Wesentlichen aus Bewehrung in radialer Richtung, besonders bevorzugt in Form von Bügeln, besteht.

Um die Steifigkeit des Fundaments 10 zu erhöhen ist eine Einspannung 70 vorgesehen, die mit dem zweiten Abschnitt 12 verbunden ist. Die Einspannung 70 weist dabei wenigstens ein Einspannelement 71 , 72 auf. Hier weist die Einspannung 70 bevorzugt wie in den Fig. 1 bis 4 ein oberes Einspannelement 71 und ein unteres Einspannelement 72 auf. Alternativ kann auch nur eines der beiden Einspannelement oder auch mehr als zwei Einspannelemente 71 , 72, wie beispielsweise und beispielhaft in den Fig. 5, 6 gezeigt ist, aufweisen.

Bevorzugt ist ein Einspannelement 71 , 72 als durchgehender Ring bzw. als eine Scheibe ggf. mit einer Öffnung 74 ausgeführt. Beispielsweise kann ein Einspannelement 71 , 72 auch aus mehreren Einzelteilen bestehen. Dieses gilt sowohl für eine ringförmige Ausführung wie auch für eine scheibenartige Ausführung, wie sie in Fig. 1 bis 4 gezeigt ist.

Die Einspannung 70 weist wenigstens einen Durchbruch 19 auf. Dabei weist das obere Einspannelement 71 Durchbruchsabschnitte 19a und das untere Einspannelement 72 Durchbruchsabschnitte 19c auf. Weiterhin sind im Körper 30 des Horizontalelements 22 Durchbruchsabschnitte 19b vorgesehen.

Das obere Einspannelement 71 (sofern vorhanden) wird auf dem inneren Abschnitt 35 des Körpers 30 des Horizontalelements 22 so angeordnet, dass die Durchbruchabschnitte 19a, 19b fluchten. Das untere Einspannelement 72 (sofern vorhanden) wird unter dem inneren Abschnitt 51 des Körpers 30 des Horizontalelements 22 so angeordnet, dass die Durchbruchabschnitte 19b, 19c fluchten.

Mit montierten Einspannelementen 71 , 72 bilden die Durchbruchabschnitte 19a, 19b, 19c einen Durchbruch 19. Das Anordnen des oberen Einspannelement 71 erfolgt dabei im Innenraum 15 innerhalb der Sockelabschnitte 16, 17 des ersten Abschnitts 11. Das Anordnen des unteren Einspannelement 72 erfolgt dabei im Innenraum 55 innerhalb der Sockelabschnitte 56, 57 des dritten Abschnitts 13.

Um eine entsprechende wirksame Erhöhung der Steifigkeit zu erreichen, ist es notwendig, das obere Einspannelement 71 und/oder das untere Einspannelement 72 mit dem Horizontalelement 22 zu verspannen. Zum Bereitstellen der notwendigen Verspannung werden Spannglieder (nicht dargestellt) beispielsweise in Form von Ankerstangen oder Bewehrungsstangen in die Durchbrüche 19 eingebracht. Diese werden dann mit dem oberen Einspannelement 71 , dem unteren Einspannelement 72 und/oder dem Horizontalelement 22 beispielsweise über Konterelemente (nicht dargestellt) wie beispielsweise Muttern verspannt und vorgespannt. Es ist auch möglich, diese als eine Art Ankerkorb, wie zuvor beschrieben, auszuführen.

In der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fundaments 10 gemäß Fig. 3, 4 weisen das obere Einspannelement 71 und/oder das untere Einspannelement 72 jeweils einen Vorsprung 73 auf, der durchgängig oder unterbrochen umlaufend auf einer Seite des Einspannelements 71 , 72 angeordnet sein kann. Hierdurch wird die Steifigkeit des Fundaments 10 auf einfache Weise erhöht und die Einspannung 70 verbessert.

Der Vorsprung 73 dient bevorzugt auch als Montagehilfe in Verbindung mit den Horizontalelementen 22. Der Vorsprung 73 ragt in den Innenraum 15, 55 hinein. Bevorzugt ist die nach außen weisende Fläche des Vorsprungs 73 in Berührung mit der Innenfläche des Körper 30, die in den Innenraum 15, 55 weist. Ansonsten ist die zweite Ausführungsform wie die erste Ausführungsform ausgeführt.

Fig. 5, 6 zeigen eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fundaments 10. Die Einspannung 70 der dritten Ausführungsform weist zusätzlich zur Einspannung 70 der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 1 , 2 bestehend aus dem oberen Einspannelement 71 und/oder dem unteren Einspannelement 72 eine weitere Einspannelementanordnung 75 zwischen den Sockelabschnitten 16, 17 bzw. den Sockelabschnitte 56, 57 und den Versteifungselementen 71 , 72 auf. Die weitere Versteifungselementanordnung 75 weist dabei bevorzugt wenigstens einen oberen Einspannring 76 und/oder einen unteren Einspannring 77 auf. Bevorzugt sind die Einspannringe 76, 77 einstückig oder bestehend aus wenigstens zwei übereinander angeordneten Einspannringabschnitten 78, 79 ausgeführt. Die Einspannringe 76, 77 und/oder die Einspannringabschnitte 78, 79 können dabei einstückig oder als wenigstens zwei Einspannringsegmente 80, 81 ausgeführt sein. Die weitere Einspannelementanordnung 75 ist dabei auf einem mittleren Abschnitt 37, 60 zwischen dem äußeren Abschnitt 36, 52 und dem inneren Abschnitt 35, 51 der oberen und/oder unteren Auflageabschnitts 25, 21 des Körpers 30 angeordnet.

Die Einspannringsegmente 80, 81 sind gestoßen nebeneinander vorgesehen, so dass zwischen diesen vertikale Fugen 82 bestehen. Diese sind bevorzugt als Spalt beispielsweise mit einer Stärke von mehreren Millimetern, z.B. 30 mm, ausgeführt. Diese vertikalen Fugen 82 werden bevorzugt nicht mit Mörtel oder Ortbeton gefüllt. Weiterhin werden bevorzugt keine horizontalen Verbindungsmittel vorgesehen. Weiterhin werden die vertikalen Fugen 82 der einzelnen Einspannringabschnitten 78, 79 bevorzugt so vorgesehen, dass die vertikalen Fugen 82 benachbarter Einspannringabschnitten 78, 79 nicht fluchten, also nicht übereinander angeordnet sind. Wie in Fig. 6 dargestellt ist, ist es vorteilhaft, wenn die vertikalen Fugen 82 immer im Wesentlichen um den gleichen Wert im oder gegen den Uhrzeigersinn versetzt angeordnet sind. Zwischen den Einspannringabschnitten 78, 79 bestehen horizontale Fugen 83, die bevorzugt nicht mit Mörtel oder Ortbeton gefüllt werden. Zusätzlich können das obere Einspannelement 71 und/oder das untere Einspannelement 72 jeweils einen Vorsprung 73 entsprechend der zweiten Ausführungsform aufweisen. Ansonsten ist die dritte Ausführungsform wie die erste Ausführungsform ausgeführt.

Die Einspannelementanordnung 75 weist wenigstens einen Durchbruch 84 auf. Dabei weisen die Einspannringabschnitten 78, 79 Durchbruchabschnitte 84a, 84b auf. Weiterhin sind im Körper 30 des Horizontalelements 22 Durchbruchsabschnitte 84c vorgesehen.

Die Einspannringabschnitte 78, 79 (sofern vorhanden) werden auf und/oder unter dem mittleren Abschnitt 37, 60 des Körpers 30 des Horizontalelements 22 so angeordnet, dass die Durchbruchabschnitte 84a, 84b, 84c.

Mit montierten Einspannringabschnitten 78, 79 bilden die Durchbruchabschnitte 84a, 84b, 84c den Durchbruch 84.

Um eine entsprechende wirksame Erhöhung der Steifigkeit zu erreichen, ist es notwendig, wenigstens einen der Einspannringabschnitte 78, 79 mit dem Horizontalelement 22 zu verspannen. Zum Bereitstellen der notwendigen Verspannung werden Spannglieder (nicht dargestellt) beispielsweise in Form von Ankerstangen oder Bewehrungsstangen in die Durchbrüche 84 eingebracht. Diese werden dann mit dem oberen Einspannring 76, dem unteren Einspannring 77 und/oder dem Horizontalelement 22 beispielsweise über Konterelemente (nicht dargestellt) wie beispielsweise Muttern verspannt und vorgespannt. Es ist auch möglich, diese als eine Art Ankerkorb, wie zuvor beschrieben, auszuführen.

Dabei weisen die Einspannringabschnitte 78 eine Höhe K, die Einspannringabschnitte 79 eine Höhe L und die Körper 30 eine Höhe J auf.

Die Höhe K und die Höhe L der Einspannringabschnitte 78, 79 sind ist dabei so ausgelegt, dass Einspannringabschnitte 78, 79 im eingebauten Zustand im Wesentlichen lediglich auf Zug/Druck belastet werden, also eine Belastung in Normalrichtung erfahren. Hierfür ist auch die Bewehrung ausgelegt (nicht dargestellt), die im Wesentlichen aus Bewehrung in Normalrichtung besteht. Bevorzugt sind die Höhen K und L gleich.

Die Höhe J der Körper 30 ist dabei so ausgelegt, dass sie im eingebauten Zustand im Wesentlichen lediglich auf Schub belastet werden. Hierfür ist auch die Bewehrung ausgelegt (nicht dargestellt), die im Wesentlichen aus Bewehrung in radialer Richtung, besonders bevorzugt in Form von Bügeln, besteht.