Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbau eines Turms, insbesondere einer Windenergieanlage, der eine Mehrzahl von aufeinander gesetzten Turmsegmenten aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Kran zur Verwendung in dem Verfahren zum Aufbau des Turms.

Bei dem verbreitetsten Typ von Windenergieanlagen ist ein Maschinenhaus in der Regel an einem oberen Türmende drehbar um eine vertikale Turmachse montiert, um einen Rotor, der üblicherweise eine horizontale oder annähernd horizontale Drehachse aufweist, einer Windrichtung nachzuführen. Dabei haben sich 3-blättrige Rotoren als guter Kompromiss zwischen Materialaufwand und effizienter Windausnutzung am Markt etabliert. Eine die Rotorblätter über eine Nabe tragende Rotorwelle wird innerhalb des Maschinenhauses direkt oder indirekt über ein Getriebe mit einem Generator gekoppelt, der die von den Rotorblättern aufgenommene Windenergie in elektrische Energie umsetzt.

Ökologisch und ökonomisch sind derartige Windenergieanlagen umso effizienter, je größer der Rotordurchmesser und je größer die Nabenhöhe ist, was den Bedarf immer höherer Türme nach sich zieht.

In einer konventionellen Bauweise wird der Turm aus ring- bzw. hohlzylinderförmigen aufeinandergesetzten Beton- und/oder Stahlsegmenten aufgebaut. Auf den fertig gestellten Turm wird dann das Maschinenhaus mit montiertem Generator und gegebenenfalls Getriebe mithilfe eines freistehenden Krans aufgesetzt. Die größten verfügbaren freistehenden Kräne begrenzen die Höhe eines so gebauten Turms auf eine Höhe von zurzeit etwa 170 m.

Es sind verschiedene Ansätze bekannt, um Türme, insbesondere von Windenergieanlagen, höher zu bauen als die Reichweite eines solchen freistehenden Krans ist.

Beispielsweise beschreibt die Druckschrift EP 2 707 322 B1 einen Turmdrehkran, bei dem der Kranturm aus mehreren Turmelementen besteht, die in vertikaler Richtung miteinander verbunden werden, wodurch die Höhe des Kranturms je nach Einsatzzweck variiert werden kann. Dabei sind Abspannungen an dem aufzubauenden Turm vorgesehen, um den Turmdrehkran zu stabilisieren und eine größere Höhe zu ermöglichen. Ein weiteres Konzept sieht einen sog. „Kletterkran“ vor, der an dem aufzubauenden Turm angeordnet ist und sich an diesem in die Höhe wachsenden Turm nach oben bewegt. Aus der Druckschrift CN 110980541 A ist beispielsweise ein solcher Kletterkran bekannt, der den Turm mit zwei ringförmigen Elementen umgreift und sich mit Klemmbacken in einer bestimmten Höhe fixieren kann. Neben den Klemmbacken sind Rollen vorgesehen, die den Kran am Turm vertikal führen. Mithilfe von Seilen, die über Umlenkrollen gelegt sind, die am oberen Türmende angeordnet sind, kann der Kran am Turm hochgezogen werden, und sich dann am oberen Türmende fixieren.

Aus der Druckschrift EP 2 715 113 B1 ist ebenfalls ein Kran bzw. in einer anderen Ausgestaltung eine Hebeplattform bekannt, die sich außen am Turm hochbewegt, wobei hierbei eine außen am Turm montierte Führung oder außen am Turm montierte Montageelemente eingesetzt werden, an denen sich der Kran bzw. die Hebeplattform hochzieht. Bei derartigen Konzepten wird eine starke Kipplast auf den Turm ausgeübt, die eine Auslegerlänge des Krans einschränkt. Das Anheben von Maschinenhäusern oder Rotoren mithilfe derartiger Kräne ist daher nur sehr eingeschränkt und bis zu relativ kleinen Maschinengewichten möglich. Dieses gilt insbesondere bei stark konischen Türmen, bei denen ein Turmdurchmesser im unteren Bereich den Turmdurchmesser im oberen Bereich deutlich übersteigt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und einen Kran zum Aufbau eines Turms, z. B. einer Windenergieanlage, zu schaffen, mit denen auch konische Türme einer großen Höhe aufgebaut werden können und bei denen es möglich ist, mit ein und demselben Kran sowohl Turmelemente aufeinanderzusetzen, als auch ein Maschinenhaus und einen Rotor der Windenergieanlage zu montieren.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren bzw. einen Kran mit den jeweiligen Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen finden sich jeweils in den abhängigen Ansprüchen.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Ein erstes Turmsegment wird auf einem Fundament positioniert, wobei an einer Außenseite des Turmsegments eine Kran-Führungsschiene angeordnet ist. Es wird ein Kran bereitgestellt, der einen Kranturm und mindestens einen Ausleger aufweist, wobei der Kranturm ein Kranturmsegment umfasst, das über einen Führungsschlitten an der Kran-Führungsschiene verschiebbar geführt ist. Dann wird ein weiteres Turmsegment mithilfe des Krans angehoben und auf den bereits aufgebauten Teil des Turms aufgesetzt. Dabei ist an einer Außenseite des weiteren Turmsegments in Verlängerung der Kran-Führungsschiene des unterliegenden Turmsegments eine weitere Kran-Führungsschiene angeordnet. Nach dem Aufsetzen des weiteren Turmsegments wird der Kran an einem unteren Ende des Kranturms mithilfe einer Hubanordnung angehoben und der Kranturm durch Untersetzen eines weiteren Kranturmsegments, das über einen weiteren Führungsschlitten an der Kran-Führungsschiene verschiebbar geführt ist, verlängert.

Auf diese Weise entsteht ein mit dem Turm wachsender Kran, der am Turm geführt wird, so dass er angehoben werden kann. Durch Wiederholen der Schritte des Anhebens und Aufsetzen eines weiteren Turmsegments, des Anhebens des Krans und des Verlängerns des Kranturms des Krans kann der gesamte Turm sukzessiv aufgebaut werden. Das Anheben und Verlängern des Krans erfolgen am Turm selbst und zudem bodennah, was den Vorgang vereinfacht. Anders als bei Kränen, die am Turm hochklettern, bietet der Kranturm zudem eine Kraftableitung der Gewichtskräfte der Last in den Boden, so dass der Turm nicht mit Kippmomenten belastet wird. Aus dem Grund kann ein Ausleger genutzt werden, der so weit ausragend ist, dass sowohl Turmsegmente als auch ein Maschinenhaus aufgesetzt werden können.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist an den Turmsegmenten an einer der Kran-Führungsschiene gegenüberliegenden Außenseite jeweils eine Führungsschiene für mindestens eine entlang der Führungsschiene verschiebbar gelagerte Plattform angeordnet ist, die mit dem weiteren Turmsegment angehoben wird und es dabei seitlich führt. Die Führungsschiene bildet mit der Plattform eine Lastführungshilfe, durch die der Aufbauvorgang vereinfacht wird, da Pendelbewegungen oder andere unkontrollierte Bewegungen des aufzusetzenden Turmsegments unterdrückt werden. Zudem wird es durch die Lastführungshilfe möglich, ein Turmsegments selbst dann anzuheben, wenn der Ausleger nicht so weit über den Turm hinausragt, dass sich ein Kranhaken zentrisch über dem aufzusetzenden Turmsegments befindet.

Die Kran-Führungsschienen und/oder die Führungsschiene für die mindestens eine Plattform sind dabei vorteilhaft mittels eines Schnellspannsystems an den Turmsegmenten befestigt. Dazu können beispielsweise Kugelkopfanker an den Turmsegmenten angeordnet sein, an denen die Führungsschienen mithilfe von Schnellspannern einfach und schnell anmontiert werden können, bzw. von denen sie ohne großen Aufwand und ggf. auch automatisiert wieder abgebaut werden können.

Weiter bevorzugt umfasst der mindestens eine Ausleger des Krans einen vorderen Ausleger und einen hinteren Ausleger, wobei zum Anheben der Turmsegmente ein Zugseil über eine Spitze des hinteren Auslegers und eine Spitze des vorderen Auslegers geführt ist, und wobei der vordere und der hintere Ausleger über weitere Zugseile in jeweils einer Winkelstellung zum Kranturm gehalten werden, dass auf den Kranturm eine möglichst geringe Querlast wirkt. Die beiden Ausleger erlauben eine bestmögliche Austarierung der Kräfte derart, dass nur ein vernachlässigbares Quer- bzw. Kippmoment auf den Kranturm und damit auf den Turm selbst wirkt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird ein Maschinenhaus von dem Kran mit Hilfe des schwenkbar gelagerten vorderen Auslegers angehoben und auf ein oberes der Turmsegmente aufgesetzt wird, wobei der schwenkbar gelagerten vordere Ausleger durch Hilfsausleger des Krans und daran befestigen Abspannseilen in einer nahezu senkrecht aufgerichteten Stellung gehalten wird. Weiter bevorzugt wird ein Rotor von dem Kran mit Hilfe des schwenkbar gelagerten vorderen Auslegers angehoben und an dem Maschinenhaus montiert, wobei der schwenkbar gelagerten vordere Ausleger durch den Hilfsausleger des Krans und daran befestigen Abspannseilen in einer nahezu senkrecht aufgerichteten Stellung gehalten wird. Die Hilfsausleger erlauben ein Operieren des Krans auch bei nahezu senkrechter oder gar senkrechter oder leicht übergekippter Stellung des vorderen Auslegers, wodurch eine große Positionierfreiheit gegeben ist, die für die Montage des Maschinenhauses bzw. des Rotors benötigt wird.

Der Rotor kann dabei vollständig vormontiert an dem Maschinenhaus angebracht werden. In einer Weiterbildung des Verfahrens ist ein Rotor mit zweiteiligen Rotorblättern vorgesehen. Dabei wird der Rotor zunächst mit vormontierten inneren Blattabschnitten am Maschinenhaus montiert. Dann werden äußere Blattabschnitte in einem nachfolgenden Schritt an Enden der inneren Blattabschnitte angebracht. In einer dazu alternativen Weiterbildung ist vorgesehen, zunächst eine Nabe des Rotors am Maschinenhaus zu montieren, was bevorzugt vor dem Aufsetzen des Maschinenhauses auf das obere Turmsegment er- folgt, aber auch danach möglich ist. Dann werden die Rotorblätter nacheinander mit Hilfe des Krans und/oder der Lastführungshilfe montiert. Hierbei ist es denkbar, ein- oder mehrteilige Rotorblätter für den Rotor zu nutzen. Mehrteilige Rotorblätter werden abschnittsweise montiert, also zunächst innere Blattabschnitte, dann ggf. mittlere Blattabschnitte und schließlich äußere Blattabschnitte.

Die genannten alternativen Montageoptionen sind bei großen Rotoren vorteilhaft, um diese nicht vollständig am Boden montierten zu müssen, was aufgrund des enormen Platzbedarfs häufig nicht möglich und zudem sehr aufwendig ist.

Besonders vorteilhaft werden dabei die einzelnen Rotorblätter bzw. die inneren, ggf. die mittleren und die äußeren Blattabschnitte zur Montage mithilfe von einer oder mehreren entlang einer Führungsschiene verschiebbar gelagerte(n) Plattform(en) positioniert.

Die Erfindung betrifft weiterhin einen Kran zum Aufbauen eines Turms, der eine Mehrzahl von aufeinander gesetzten Turmsegmenten umfasst, wobei der Kran einen Kranturm, umfassend mindestens ein Kranturmsegment, und mindestens einen Ausleger aufweist. Der Kran zeichnet sich dadurch aus, dass das mindestens eine Kranturmsegment über einen Führungsschlitten an dem Turm befestigten Kran-Führungsschiene verschiebbar geführt ist. Das zuvor beschriebene erfindungsgemäße Verfahren ist mit einem derartigen Kran durchführbar. Es ergeben sich die im Zusammenhang mit dem Verfahren genannten Vorteile.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Krans umfasst das mindestens eine Kranturmsegment zwei parallele und voneinander beabstandete Rohrstücke. Derartig aufgebaute Kranturmsegmente sind bei geringem Materialeinsatz stabil und leicht zu fertigen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der Kran eine Hubanordnung zum Anheben des Kranturms an seinem unteren Kranturmsegment auf, um den Kranturm an seinem unteren Ende um ein eingesetztes weiteres Kranturmsegment zu verlängern. In Verbindung mit der Kran-Führungsschiene ist diese Hubanordnung zur Verlängerung des Kranturms geeignet. Sie kann bodennah betrieben werden, was verglichen mit selbstkletternden Kränen einfach und zuverlässig ist. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der Kran eine am obersten Kranturmsegment montierte Auslegerbasis auf, an der der mindestens eine Ausleger schwenkbar montiert ist. Einer der Ausleger ist ein vorderer Ausleger, der zwei parallele und voneinander beabstandete Arme aufweist. Weiter können Hilfsausleger vorgesehen sein, um den vorderer Ausleger nach unten hin zu verspannen, sowie mindestens ein Ausleger, der einen Arbeitskorb für Monteure trägt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mithilfe von Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen:

Fig. 1a, b zwei verschiedene Ansichten einer Windenergieanlage in einem ersten Bauzustand;

Fig. 1 c, d zwei Detailansichten von Ausschnitten der Figur 1 a;

Fig. 2a, b zwei verschiedene Ansichten der Windenergieanlage in einem zweiten Bauzustand;

Fig. 3a, b zwei verschiedene Ansichten der Windenergieanlage in einem dritten Bauzustand;

Fig. 4a, b zwei verschiedene Ansichten der Windenergieanlage in einem vierten Bauzustand;

Fig. 5a, b zwei verschiedene Ansichten der Windenergieanlage in einem fünften Bauzustand;

Fig. 6a eine Gesamtansicht der Windenergieanlage während des Aufsetzens eines obersten Turmsegments;

Fig. 6b eine Detailansicht eines Ausschnitts der Figur 6a;

Fig. 7a eine Gesamtansicht der Windenergieanlage während des Aufsetzens eines Maschinenhauses;

Fig. 7b eine Detailansicht eines Ausschnitts der Figur 7a; Fig. 8a, b zwei verschiedene Ansichten der Windenergieanlage vor dem Montieren eines Rotors in einem ersten Beispiel;

Fig. 9a eine Gesamtansicht der Windenergieanlage während des Montierens des Rotors in dem ersten Beispiel;

Fig. 9b eine Detailansicht eines Ausschnitts der Figur 9a;

Fig. 10a eine Gesamtansicht der Windenergieanlage während des Montierens des Rotors in einem zweiten Beispiel; und

Fig. 10b eine Detailansicht eines Ausschnitts der Figur 10a.

Die Figuren zeigen beispielhaft Beispiele von Windenergieanlagen, die in einem erfindungsgemäßen Verfahren mit einem erfindungsgemäßen Kran aufgebaut wird. In allen Figuren kennzeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist nicht in jeder Figur jedes Element mit einem Bezugszeichen versehen. Auf Detailausschnitte, die in den nachfolgenden Figuren wiedergegeben sind, wird in den Figuren mit römischen Ziffern verwiesen.

Es wird zunächst auf die Figur 9a Bezug genommen, die ein erstes Beispiel der Windenergieanlage in einem vollständig aufgebauten Zustand zeigt. Die Windenergieanlage ist auf ein Fundament 1 aufgebaut und weist einen Turm 2 auf, an dessen oberem Ende ein Maschinenhaus 3 montiert ist, das um eine vertikale Turmachse gedreht werden kann. Am Maschinenhaus 3 ist ein drehbar um eine im Wesentlichen horizontale Achse gelagerter Rotor 4 angeordnet, der durch die Drehung des Maschinenhauses 3 um die vertikale Turmachse einer Windrichtung nachgeführt werden kann. Der Rotor 4 weist in diesem Ausführungsbeispiel 3 an einer Nabe montierte Rotorblätter 40 auf, die bevorzugt um ihre Längsachse drehbar sind, um die Windenergieanlage an unterschiedliche Windstärken anpassen zu können.

Die Anzahl von drei Rotorblättern 40 ist beispielhaft, sie hat sich jedoch im Markt als vorteilhaft etabliert. Grundsätzlich ist es aber möglich, mit dem in dieser Anmeldung vorgestellten Konzept auch Windenergieanlagen mit weniger oder mehr als drei Rotorblättern 40 aufzubauen. Der Rotor 4 ist innerhalb des Maschinenhauses 3 ggf. über ein Getriebe mit einem Generator gekoppelt, der vom Rotor 4 aufgenommene Windenergie in elektrische Energie umsetzt.

Der Turm 2 ist aus einer Mehrzahl von übereinandergesetzten, vorgefertigten Turmsegmenten 20 aufgebaut. Wie nachfolgend noch detaillierter erläutert wird, werden die Turmsegmente 20 übereinandergesetzt und miteinander verbunden, um den Turm 2 sukzessive in die Höhe zu bauen. Im dargestellten Beispiel ist der Turm 2 konisch ausgebildet mit einer über seine Höhe nicht gleichmäßigen (nicht linearen) Verjüngung. Es ist mit dem nachfolgend erläuterten Verfahren genauso möglich, einen Turm mitaufzubauen, der über seine Höhe einen einheitlichen Durchmesser aufweist oder einen Turm, der sich auf andere als die gezeigte Art nach oben verjüngt. Weiter kann mit dem beschriebenen Verfahren der Turm 2 Turmsegmente 20 aus gleichem Material über die gesamte Höhe aufweisen oder auch Turmsegmente 20, die aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sind. Insbesondere kann der Turm 2 Turmsegmente 20 aus Beton in einem unteren Turmabschnitt und Turmsegmente 20 aus Stahl in einem oberen Turmabschnitt aufweisen.

In dem in der Figur 9a dargestellten Bauzustand ist die Windenergieanlage dahingehend fertiggestellt, dass das Maschinenhaus 3 und der Rotor 4 bereits auf dem Turm 2 montiert sind. Zum Aufbau des Turms 2 und zum Aufsetzen des Maschinenhauses 3 sowie zum Anmontieren des Rotors 4 werden ein Kran 5 und eine Lastführungshilfe 6 eingesetzt, die bei dem Bauzustand der Figur 9a aufgebaut bzw. mit dem Turm 2 verbunden sind. Bevor die Windenergieanlage betriebsbereit ist, werden der Kran 5 und die Lastführungshilfe 6 noch abgebaut.

Nachfolgend wird anhand der Figuren 1a-9b der Aufbau der Windenergieanlage in einem erfindungsgemäßen Verfahren unter Einsatz des Krans 5 und der Lastführungshilfe 6 erläutert. Die Figuren 10a, b verdeutlichen eine Weiterbildung des Verfahrens, bei dem ein abgewandelter Rotor 4 montiert wird.

In den Figuren 1 a und 1 b ist die Windenergieanlage in einem ersten Bauzustand in zwei verschiedenen Seitenansichten dargestellt. Die Figuren 1 c und 1 d zeigen vergrößerte Ausschnitte von Figur 1 a.

In diesem ersten Bauabschnitt wird zunächst ein unterstes Turmsegment 20 auf dem Fundament 1 abgesetzt. In der Regel ist dieses unterste Turmsegment 20 ein Betonringsegment, das als Fertigbauteil angeliefert und mit einem konventionellen Schwerlastkran positioniert wird. Betonringsegmente werden üblicherweise erst untereinander und mit dem Fundament verspannt, wenn alle vorgesehenen Betonringsegmente aufeinander gesetzt sind. Das hohe Gewicht verleiht dem Turm 2 in der Bauphase auch ohne Verspannung eine ausreichende Stabilität. Falls ein Stahlturm aufgebaut werden soll und das unterste Turmsegment 20 ein Stahlsegment ist, kann vorgesehen sein, es nach dem Positionieren auf dem Fundament 1 mit diesem zu verbinden, beispielsweise über einen Schrauben- bzw. Bolzenkranz.

An das Turmsegment 20 sind entweder nachträglich oder bereits im Auslieferungszustand an einer Außenseite eine Kranführung 21 und an einer gegenüberliegenden Außenseite eine Plattformführung 24 anmontiert. Die Kranführung 21 bzw. die Plattformführung 24 dienen der Führung des bereits zuvor erwähnten Krans 5 und der Lastführungshilfe 6. Sie weisen jeweils eine oder mehrere Führungsschienen 22, 25 auf, die zumindest in ihrem oberen Bereich mittels Befestigungsarmen 23, 26 am Turmsegment 20 befestigt sind. Die Befestigungsarme 23, 26 können unmittelbar, beispielsweise mittels Schraubankern, an den Turmsegmenten 20 befestigt sein. Vorteilhaft wird jedoch ein Schnellspannsystem eingesetzt, beispielsweise mit einem im oder am Turmsegment 20 befestigten Kugelkopfanker.

Neben dem Turmsegment 20 und an die Kranführung 21 angekoppelt wird der Kran 5 aufgebaut. Dieser umfasst einen Kranturm 50, der im ersten Baustadium durch ein einzelnes Kranturmsegment 500 gebildet wird. In dem dargestellten Bespiel weist der Kranturm 50 zwei parallel zueinander verlaufende Rohre auf. Entsprechend umfasst ein Kranturmsegment 500 zwei Rohrstücke. Anstelle von zwei parallelen Rohren als Kranturmsegmente 500 können auch Gittersegmente o. Ä. eingesetzt werden, um den Kranturm 50 aufzubauen. In diesem Sinne ist die Ausgestaltung des Kranturmsegments 500 mithilfe von zwei Rohrstücken rein beispielhaft zu sehen.

Auf dem oberen Ende des Kranturms 50 und damit auf dem oberen Ende des eingesetzten Kranturmsegments 500 ist eine Auslegerbasis 52 montiert, die an entsprechenden Schwenklagern einen vorderen Ausleger 53 und einen hinteren Ausleger 54 lagert. Zudem kann optional mindesten ein Hilfsausleger 55 ebenfalls schwenkbar an der Auslegerbasis 52 gelagert sein, der aus Gründen der Übersichtlichkeit in der Figur 1a nicht dargestellt ist, aber in der Figur 1 b sichtbar ist. Über verschiedene, in den Figuren nicht näher unterschiedene Zugseile 57 kann zum einen ein am vorderen Ende des vorderen Auslegers 53 abgelassener Kranhaken 58 zum Heben von Lasten hinauf bzw. herab bewegt werden sowie die Neigung der schwenkbar an der Auslegerbasis 52 angeordneten Ausleger 53, 54 verändert werden. Bei geeignet gewählter Winkelstellung der Ausleger 53, 54 kann ein Heben der Lasten erfolgen, ohne dass größere seitwärts gerichtete Kräfte auf die Auslegerbasis 52 wirken.

Die Gewichtskraft des Krans 5 selbst sowie der angehobenen Last bzw. der über die Zugseile 57 übertragenen und die Last hebenden Gegenkräfte wirkt von der Auslegerbasis 52 aus im Wesentlichen senkrecht nach unten entlang des Kranturms 50. Dennoch auf die Auslegerbasis 52 wirkende Seitenkräfte, beispielsweise durch Pendelbewegungen der Last, durch nicht perfekt ausgerichtete Winkel der Ausleger 53, 54, durch Windlasten oder andere Einflüsse, werden vom oberen Ende des Kranturms 50 auf das Turmsegment 20 abgeleitet. Zu diesem Zweck ist am oberen Ende des Kranturmsegments 500 ein Querausleger 501 angebracht, der mit einem Schlitten 502 an der Führungsschiene 22 der Kranführung 21 vertikal verschiebbar geführt ist. Wie aus der Figur 1 b ersichtlich ist, sind nebeneinander zwei Führungsschienen 22 und entsprechend auch zwei Querausleger 501 und Schlitten 502 vorgesehen, so dass auch Kippmomente in einer Richtung senkrecht zu der Ebene, die die Ausleger 53, 54 aufspannen, von dem Kranturm 50 auf das Turmsegment 20 übertragen werden können.

Wie in Figur 1 b zu erkennen ist, werden im dargestellten Ausführungsbeispiel der vordere Ausleger 53 und der hintere Ausleger 54 jeweils von zwei seitlich voneinander beabstandeten Armen gebildet, die ggf. durch Quertraversen miteinander verbunden sind, so dass die beiden Arme eine in sich stabile Einheit bilden. Zugseile 57 sind entsprechend über beide der jeweiligen Ausleger 53 und 54 geführt und vereinen sich am gemeinsam angehobenen bzw. abgesenkten Kranhaken 58. Weiter sind, wie ebenfalls Figur 1 b zeigt, zwei Ausleger mit Arbeitskörben 56 für Monteure vorhanden.

Der Kran 5 wird eingesetzt, um weitere Turmsegmente 20 auf bereits montierte Turmsegmente 20 aufzusetzen. Im gezeigten Beispiel der Figuren 1a-1d ist ein zweites Turmsegment 20, das hier rein beispielhaft weniger hoch ist als das erste Turmsegment 20, neben diesem ersten unteren Turmsegment 20 abgestellt, das über entsprechende Seile am Kranhaken 58 angehoben werden soll. Grundsätzlich ist ein Anheben und Aufsetzen dieses weiteren Turmsegments

20 auf bereits angeordnete Turmsegmente 20 mit dem Kran 5 alleine möglich.

Der Aufbauvorgang wird jedoch deutlich vereinfacht, wenn Pendelbewegungen oder andere unkontrollierte Bewegungen des aufzusetzenden Turmsegments 20 unterdrückt werden. Dieses wird beim dargestellten Ausführungsbeispiel durch die Lastführungshilfe 6 erreicht, die eine Plattform 60 umfasst, die an einem Schlitten 61 montiert ist, der entlang der Plattformführung 24 am Turm 2, vorliegend also zunächst an dem bereits montierten unteren Turmsegment 20 geführt wird, wenn das aufzusetzende Turmsegment 20 vom Kran 5 angehoben wird. Vorzugsweise weist die Plattformführung 24 ebenfalls zwei nebeneinander am Turmsegment 20 befestigte Führungsschienen 25 auf, die mit jeweils einem Befestigungsarm 26 am Turmsegment 20 montiert sind. Auf diese Weise kann ein Verschwenken der Plattform 60 in einer Horizontalebene verhindert werden.

Zudem wird es durch die Lastführungshilfe 6 möglich, ein Turmsegments 20 selbst dann anzuheben, wenn der Ausleger 53 nicht so weit über den Turm 2 hinausragt, dass sich der Haken 58 zentrisch über dem aufzusetzenden Turmsegments 20 befindet.

Die Lastführungshilfe 6 kann insofern rein passiv ausgebildet sein, als dass sie keine aktive Hubfunktion für das aufzusetzende Turmsegment 20 innehat. Sie stellt dann nur eine rein passive Führung dar, wobei ausschließlich der Kran 5 für das Anheben des aufzusetzenden Turmsegments 20 und auch der Plattform 60 zuständig ist. Es auch aber auch möglich und vorteilhaft, die Lastführungshilfe 6 zusätzlich mit einem Antrieb auszustatten, der eine Vertikalbewegung unabhängig von dem Kran 5 ermöglicht. Auch wenn ein solcher Antrieb und die Statik der Lastführungshilfe 6 nicht geeignet sind, die Turmsegments 20 ohne Hilfe des Krans 5 anzuheben, kann ein aktiver Antrieb genutzt werden, um kleinere Lasten unabhängig vom Kran 5 zu bewegen. Zudem sind an der Lastführungshilfe 6 weitere Arbeitskörbe 62 für Monteure angeordnet, die bei aktivem Antrieb ebenfalls unabhängig vom Kran 5 genutzt werden können.

In den Figuren 2a und 2b sind zwei Ansichten der Windenergieanlage in einem nächsten Verfahrensschritt des Aufbauens des Turms 2 dargestellt. Figur 2a stellt eine Seitenansicht analog zur Figur 1a dar. Figur 2b ist eine Draufsicht auf die Windenergieanlage sowie den Kran 5 und die Lastführungshilfe 6. In dem in den Figuren 2a und 2b dargestellten Zustand ist das weitere aufzusetzende Turmsegment 20 mithilfe des Krans 5 und seitlich geführt von der Lastführungshilfe 6 auf eine Höhe angehoben worden, die über der Höhe des ersten unteren Turmsegments 20 liegt. Nachdem diese benötigte Höhe erreicht ist, wird das aufzusetzende Turmelement 20 über das bereits montierte erste Turmsegment 20 verfahren, was durch eine entsprechende Winkeländerung der Ausleger 53, 54 erfolgt und zusätzlich über Zugseile o. Ä. unterstützt werden kann. Um während des Anhebens und auch Verschiebens eine seitliche Stabilität der Plattform 60 sicherzustellen, werden Abspannseile 63 eingesetzt, die zum Boden führen können oder auch zum Turm 2, beispielsweise zu einem synchron mit der Plattform 60 verfahrbaren Schlitten, der sich ebenfalls entlang der Plattformführung 24 bewegt.

Die Figuren 2a und 2b zeigen einen Zwischenzustand, bei dem das aufzusetzende Turmsegment 20 in etwa ein Drittel des Verschiebeweges bereits zurückgelegt hat. Eine seitliche Führung des Turmelements 20 wird dabei über die Lastführungshilfe 6 erreicht.

Die Figuren 3a und 3b zeigen in gleicher Weise wie die Figuren 2a und 2b den Zustand nach erfolgtem Verschieben des aufzusetzenden Turmsegments 20. Falls erforderlich wird dieses Turmsegment 20 dann mit dem unteren Turmsegment 20 in bekannter Weise verbunden, insbesondere verschraubt. Falls ein Beton- oder Hybridturm gebaut wird, kann alternativ ein Verspannen der Turmsegmente 20 erfolgen, sobald alle Betonsegmente aufeinandergesetzt sind.

Die Kranführung 21 und die Plattformführung 24 der beiden Turmsegmente 20 sind dabei so dimensioniert, dass sie möglichst nahtlos aneinanderkoppeln, beispielsweise indem ein unteres Ende der Führungsschienen 22, 25 des oberen Turmsegments 20 in ein oberes Ende der entsprechenden Führungsschienen 22, 25 des unteren Turmsegments 20 eingreift.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Führungsschienen 22, 25 jeweils nur in einem oberen Abschnitt des oberen Turmsegments 20 an diesem montiert. Durch das Verbinden der unteren Enden der Führungsschienen 22, 25 mit den oberen Ende der entsprechenden Führungsschienen 22, 25 des unteren Turmsegments 20 wird eine ausreichende Stabilität der Führungsschienen 22, 25 erzielt. In einer alternativen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, die Führungsschienen 22, 25 im oberen und in einem unteren Bereich am je- weiligen Turmsegment 20 zu befestigen. Die Enden der Führungsschienen können dann z.B. konisch ausgebildet sein, so dass sie beim Aufeinandersetzen der Turmsegmente 20 ineinandergreifen und sich dabei zueinander zentrieren. Dadurch können auch die Turmsegmente 20 beim Aufeinandersetzen zueinander lateral ausgerichtet und zentriert werden. Zudem sichern die ineinandergreifenden Führungsschienen 22, 25 in dem Fall die Ausrichtung der Turmsegmente 20 zueinander, bis die Turmsegmente 20 nachfolgend endgültig miteinander verbunden sind, z.B. durch Verschraubung, Verklebung mittels Beton und/oder Verspannung.

Nachdem das obere Turmsegment 20 aufgesetzt ist, wird der Kran 50 angehoben, um für das Aufsetzen weiterer Turmsegmente 20 eine angepasste Höhe zu haben. Dieses erfolgt, indem der Kranturm 50 am unteren (in diesem Bauzustand einzigen) Kranturmsegment 50 angehoben wird und ein weiteres Kranturmsegment 50 untergeschoben wird, um den Kranturm 50 entsprechend zu verlängern. Dieser Vorgang wird im Zusammenhang mit den Figuren 4a und 4b nachfolgend näher erläutert. Die Figuren 4a und 4b sind in gleicher Weise wie in den Figuren 1a und 1 b Seitenansichten des Bauzustands nach diesem Anheben des Krans 5 bzw. Verlängern des Kranturms 50.

Das Anheben des Krans 5 am Kranturmsegment 500 erfolgt über eine Hubanordnung 51 , die in Figur 4b sichtbar ist. Diese wird zusammen mit dem untersten Turmsegment 20 zu Beginn des Montagevorgangs aufgebaut. Die Hubanordnung 51 umfasst ein Hubgestell 510, das über vertikal verfahrbare Greifer 511 verfügt. Diese Greifer greifen das untere Ende des Kranturms 50 am entsprechenden Kranturmsegment 500 und heben den Kranturm 50 an dem unteren Kranturmsegment 500 an. An seinem oberen Ende ist das Kranturmsegment 500 über den Querausleger 501 und den Schlitten 502 an der Führungsschiene 22 geführt und kann entsprechend bis zum oberen Ende des aufgesetzten Turmsegments 20 angehoben werden.

Nach dem Anheben des Kranturms 50 wird ein weiteres Kranturmsegment 500 unter dem angehobenen Kranturmsegment 500 positioniert, der Kranturm 50 darauf abgelassen und die beiden Kranturmsegmente 500 miteinander verbunden.

Es ist damit die gleiche Ausgangsposition in Figur 4a erreicht, die in Figur 1 a vorliegt, wobei der Turm 2 jedoch um ein Turmsegment 20 gewachsen ist und mit ihm der Kran 5. Entsprechend kann in einer Wiederholung der zuvor ge- schilderten Schritte ein um das andere weitere Turmsegment 20 aufgesetzt werden, wobei der Kran 5 entsprechend durch Einsetzen von Kranturmsegmenten 500 nachgeschoben wird. Die Figuren 5a und 5b zeigen beispielhaft den Fortschritt des Bauvorgangs nach Aufsetzen eines dritten Turmsegments 20 und während des Anhebens des Kranturms 50. Das dann einzusetzende weitere Kranturmsegment 500 ist aufgestellt neben der Hubanordnung 51 wiedergegeben.

Weitere Wiederholung der geschilderten Schritte führt zu einem weiteren Anwachsen des Turms 2, wobei es denkbar ist, ab einer gewissen Turmhöhe Turmsegmente 20 aus einem anderen Material, beispielsweise Stahl anstelle von Beton, einzusetzen.

In der Figur 6a ist der im Hinblick auf die aufzusetzenden Turmsegmente 20 nahezu vollständige Turm 2 während des Aufschiebens des letzten Turmsegments 20 wiedergegeben. Figur 6b zeigt den oberen Teil des Turms 2 in einer Vergrößerung.

In den Figuren 7a und 7b ist in gleicher Weise wie in den Figuren 6a und 6b dargestellt, wie mit dem Kran 5 und Unterstützung durch die Lastführungshilfe 6 das Maschinenhaus 3 auf das obere Turmsegment 20 aufgesetzt werden kann. Die Auslegerbasis 52, an der die Ausleger 53 und 54 angeordnet sind, wird dabei nicht in die höchstmögliche Position gefahren, sondern am Kranturm 50 soweit abgesenkt, dass der Kranhaken 58 sich oberhalb des Schwerpunkts des Maschinenhauses 3 befinden kann, ohne dass der vordere Ausleger 53 eine allzu senkrechte Stellung, bei der eine Gefahr des Überschlagens gegeben ist, einnehmen muss. Zusätzlich kommen die Hilfsausleger 55 zum Einsatz, über die mit der Hilfe weiterer Abspannseile der vordere Ausleger 53 vor einem Überschlagen in Richtung des hinteren Auslegers 54 gehindert wird.

Bereits im Zusammenhang mit den Figuren 1a-d wurde erläutert, dass der vordere Ausleger 53 und der hintere Ausleger 54 jeweils durch zwei voneinander beabstandete Arme gebildet sind. Dieses wird im Zusammenhang mit dem Aufsetzen des Maschinenhauses 3 insofern relevant, als dass Maschinenhaus 3 an seinem hinteren, der Rotorwelle gegenüberliegenden Ende über den Querschnitt des Turmsegments 20 hinausragt. Mit einem Ausleger, der nur einen, die Turmlängsachse schneidenden Arm aufweist, könnte das Maschinenbaus 3 nicht korrekt über dem letzten Turmsegment 20 positioniert werden. Der Abstand der beiden Arme des Auslegers 53 ist bei dem hier gezeigten Ausfüh- rungsbeispiel so groß gewählt, dass das Maschinenhaus 3 zwischen den beiden Armen des vorderen Auslegers 53 hindurchgeführt werden kann, wodurch die gewünschte Zielposition des Maschinenhauses 3 über dem letzten Turmsegment 20 eingenommen werden kann.

Die Figuren 8a-9b veranschaulichen den Ablauf eines letzten Montageschritts für die Windenergieanlage, konkret das Anbringen des Rotors 4 mit seiner Nabe an die Rotorachse des Maschinenhauses 3. Die Figuren 8a und 8b stellen jeweils die gesamte Anordnung aus Windenergieanlage, Kran 5 und Lastführungshilfe 3 in zwei verschiedenen Seitenansichten dar. Figur 9a entspricht der Ansicht von Figur 8a mit bereits anmontiertem Rotor 4 und Figur 9b zeigt eine Vergrößerung des oberen Teils der Anordnung aus Figur 9a.

Um den Rotor 4 zum Maschinenhaus 3 anzuheben wird die Lastführungshilfe 6 in eine Höhe gebracht, in der sie die Nabe des Rotors 4 unterstützt, wenn eines der Rotorblätter senkrecht nach oben ausgerichtet ist. Der Rotor 4 kann beispielsweise mithilfe eines Mobilkrans in diese Position gebracht werden. Beim Anheben des Rotors 4 mithilfe des Krans 5 und geführt durch die Lastführungshilfe 6 fädelt das nach oben weisende Rotorblatt 40 zwischen den beiden Armen des vorderen Auslegers 53 ein, so dass der Rotor 4 anmontiert werden kann, auch wenn die Höhe der Spitze des nach oben weisenden Rotorblatts 40 höher ist als die maximale Höhe des vorderen Auslegers 53.

Eine Weiterbildung des Montageschritts zum Anbauen des Rotors 4 ist in den Figuren 10a und 10 b dargestellt. Figur 10a zeigt die Windenergieanlage in einer Gesamt-Seitenansicht. Figur 10b gibt einen Detailausschnitt aus Figur 10 a wieder.

Die Windenergieanlage weist hierbei einen Rotor 4 mit zweigeteilten Rotorblät- tern 40 auf, die sich jeweils aus einem inneren (nabennahen) Blattabschnitt 41 und einem äußeren (nabenfernen) Blattabschnitt 42 zusammensetzen. Zur Montage des Rotors 4 werden zunächst am Boden nur die inneren Blattabschnitt 41 an der Nabe montiert. Der Rotor 4 wird dann wie zuvor beschrieben mit den anmontierten inneren Blattabschnitten 41 jedoch noch ohne die äußeren Blattabschnitte 42 an das Maschinenhaus 3 montiert.

In einem folgenden Schritt werden dann nacheinander die nabenfernen äußeren Blattabschnitte 42 an die Spitzen der inneren Blattabschnitt 41 angebracht. Der Rotor 4 wird dazu so gedreht, dass der jeweilige innere Blattabschnitt 41 nach unten zeigt. Zu Montage des jeweiligen äußeren Blattabschnitte 42 wird vorteilhaft eine weitere Plattform 64 zusätzlich zu der Plattform 60 genutzt, um den äußeren Blattabschnitte 42 gegenüber dem inneren Blattabschnitt 41 zu positionieren. Die weitere Plattform 64 ist über einen weiteren Schlitten 65 ebenso wie der Schlitten 61 der Plattform 60 an der Plattformführung geführt.

Alternativ zu den bisher beschriebenen Montagemöglichkeiten für den Rotor 4 kann auch vorgesehen sein, dass die Nabe des Rotors 4 bereits vormontiert am Maschinenhaus 3 zusammen mit diesem montiert wird oder nach der Montage des Maschinenhauses 3 separat, d.h. ohne die Rotorblätter 40 bzw. ohne deren inneren Blattabschnitten 41 , an dem Maschinenhaus 3 angebracht wird.

Danach werden die Rotorblätter 40 im Ganzen oder nacheinander die inneren Blattabschnitte 41 gefolgt von den äußeren Blattabschnitten 42 von zwei Plattformen 60, 64 der Lastführungshilfe 6 geführt in die notwendige axiale Ausrichtung zum Nabenflansch gebracht.

Diese Montageoption kann ohne eine Positionierungshilfe durch die Lastführungshilfe 6 unter Umständen nicht umgesetzt werden, weil die Befestigung des Kranhakens 57 über Lastseile in der Regel nur außerhalb des Schwerpunktes eines Rotorblattes 40 bzw. der Rotorblattabschnitte 41 , 42 erfolgen kann. Dieses kann insbesondere für das zweite und ggf dritte Rotorblatt zutreffen, das montiert wird, da bei diesen das erstmontierte (bzw. das erst- oder zweitmontierte Rotorblatt) dem Kran 5 im Weg stehen kann.

Nach der Fertigstellung der Windenergieanlage kann der Kran 5 genutzt werden, um die Plattform 60 und den Schlitten 61 abzulassen. Weiter kann die Plattformführung 24 sukzessive demontiert werden und mithilfe des Krans abgelassen werden.

Danach kann beispielsweise der Kran 5 eingesetzt werden, um sukzessive von oben nach unten die Kranführungen 21 von den Turmsegmenten 20 nach deren Demontage abzulassen. Die Auslegerbasis 52 wird dabei sukzessive ebenfalls herabgefahren, indem mithilfe der Hubanordnung 51 Kranturmsegmente 500 nacheinander am unteren Ende des Kranturms 50 entnommen werden.

Der Vorgang des Abbauens des Krans 5 erfolgt somit analog zu seinem Aufbau, nur in umgekehrter Reihenfolge. Zum Ablassen der Führungsschienen 22 und Befestigungsarmen 23 der Kranführung 21 muss der vordere Ausleger 53 ggf. bei einer Winkelausrichtung betrieben werden, die über seinem Kipppunkt liegt. Dieses ist mithilfe der Hilfsausleger 55 möglich.

Bei einer alternativen Vorgehensweise kann die Demontage der Kranführung 21 und/oder der Plattformführung 24 auch mithilfe der Plattform 60 vorgenommen werden. Insbesondere wenn die einzelnen Kranführungsschienen 22 und/oder die Plattformführungsschienen 25 mittels eines Schnellbefestigungssystems an den einzelnen Turmsegmenten 20 befestigt sind, kann die Demontage mithilfe einer auf der Plattform 60 angeordneten Demontagevorrichtung automatisiert erfolgen.

Sämtliche Komponenten der Kranführung 21 und der Plattformführung 24 sowie des Krans 5 einschließlich der Kranturmsegmente 500 können selbstverständlich für den Aufbau einer weiteren Windenergieanlage wiederverwendet werden.

Bezugszeichenliste

1 Fundament

2 Turm 20 Turmsegment 21 Kranführung 22 (Kran-) Führungsschiene

23 Befestigungsarm

24 Plattformführung 25 (Plattform-) Führungsschiene 26 Befestigungsarm

3 Maschinenhaus

4 Rotor 40 Rotorblatt 41 innerer Blattabschnitt 42 äußerer Blattabschnitt

5 Kran 50 Kranturm 500 Kranturmsegment 501 Querausleger

502 Schlitten 51 Hubanordnung 510 Hubgestell 511 Greifer

52 Auslegerbasis

53 vorderer Ausleger

54 hinterer Ausleger

55 Hilfsausleger 56 Arbeitskorb 57 Zugseil 58 Kranhaken

6 Lastführungshilfe 60 Plattform 61 Schlitten 62 Arbeitskorb Abspannseil weitere Plattform weiterer Schlitten