Turm einer Windenergieanlage

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Turm einer Windenergieanlage mit wenigstens einem Wandteil, wobei das eine Wandteil mit einem zweiten angrenzenden Wandteil verbunden ist oder wird oder das eine Wandteil auf einem Grundkörper angeordnet ist oder wird, wobei das Wandteil mit dem Grundkörper verbunden ist oder wird.

Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Errichten eines Turms einer Windenergieanlage sowie eine Verwendung eines Wandteils zur Ausbildung eines Turms einer Windenergieanla- ge.

Windenergieanlagen der Patentanmelderin sind unter der Bezeichnung 5M, MM92, MM82, MM70 sowie MD77 bekannt.

Moderne Windenergieanlagen weisen im Allgemeinen einen Turm auf, auf dem ein Maschinengehäuse mit einem Rotor aufgesetzt ist. Der Turm ist insbesondere als Stahlrohrturm ausgebildet und weist

im Allgemeinen eine sich verjüngende Form auf.

Der Turm selbst besteht weiterhin aus in der Regel Stahlturmabschnitten, die aus vorgefertigten Mantelsegmenten zusammenge- setzt werden.

In WO-A-2004/083633 sind ein Stahlturm einer Windkraftanlage sowie ein Verfahren zum Bauen eines großformatigen, zylindrischen oder konischen Turms einer Windkraftanlage beschrieben.

Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen Turm einer Windenergieanlage bereitzustellen, wobei es möglich sein soll, einzelne, großvolumige Teile des Turms auf einfache Weise zu transportieren und den Turm auf ein- fache und günstige Weise mit einer hohen Stabilität zu errichten.

Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Turm einer Windenergieanlage mit wenigstens einem Wandteil, wobei das eine Wandteil mit einem zweiten angrenzenden Wandteil verbunden ist oder wird oder das eine Wandteil auf einem Grundkörper angeordnet ist oder wird, wobei das Wandteil mit dem Grundkörper verbunden ist oder wird, der dadurch weitergebildet ist, dass bei oder zur Ausbildung des Turms a.) das eine Wandteil wenigstens eine Querbohrung aufweist, wobei die Querbohrung von einem Querbolzen durchsetzt ist oder wird und das Wandteil mittels eines am Querbolzen angreifenden

Spannelements mit dem angrenzenden zweiten Wandteil verspannt ist oder wird und/oder b.) das eine Wandteil mittels eines am Querbolzen angreifenden Spannelements mit dem Grundkörper verspannt ist oder wird.

Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, dass bei Errichtung eines Stahlrohrturms einer Windenergieanlage mit einem großen Durch-

messer, beispielsweise von 4,3 m und mehr, der Turm aus mehreren sich ergänzenden Wandteilen aus Stahl zusammengebaut wird, wobei die Wandteile insbesondere als teilzylindrische oder teilkonische Turmabschnitte bzw. Turmsegmente ausgebildet sind. Hierbei sind die Wandteile bevorzugt ohne Flansche oder dergleichen ausgebildet, wobei die Wandteile bzw. die Turmsegmente bzw. die Wandteile mit dem Fundamentkörper, auf dem der Turm der Windenergieanlage errichtet werden soll, lösbar verbunden sind. Hierbei weisen die Wandteile entsprechende Querbohrungen bzw. radiale Bohrungen auf, so dass in die Bohrungen Querbolzen eingesetzt werden und die Querbolzen mit Spannelementen bzw. Zugelementen verbunden werden.

Insbesondere sind in die Wandteile des Turms im Bereich der Stirn- flächen der Wandteile umlaufend Querbohrungen bzw. Radialbohrungen eingebracht. In diese Querbohrungen werden entsprechende Querbolzen gesteckt, die an den Enden jeweils eine Radialbohrung oder Sacklochbohrung zur Aufnahme eines Spannelements bzw. einer Spannschraube aufweisen. Die Bohrungen des Querbolzens dienen dabei zur Verschraubung des Wandteils mit einem an dem

Gegenstück angebrachten Flansch des Grundkörpers bzw. Fundamentkörpers oder eines, insbesondere zweireihigen, Fundamentankerkorbes. Bei der Verbindung von zwei Wandteilen miteinander durchsetzt ein Spannelement oder ein Spanbolzen auf der Innensei- te sowie Außenseite des Turms jeweils eine Bohrung des Querbolzens am ersten Wandteil als auch die Bohrung des Querbolzens am zweiten Wandteil.

Durch den Einsatz der Querbolzen und der an dem Querbolzen an- greifenden Spannelemente kann eine kraftschlussgerechte, zweireihige Verschraubung eines Turmsegmentes bzw. Mantelteils mit einem weiteren Turmsegment oder eine Verschraubung des Wand-

teils bzw. Turmsegments mit dem Grundkörper bzw. Fundamentkörper erreicht werden, wobei die Spannelemente bzw. Spannbolzen im Wesentlichen parallel zur Turmwandung bzw. tangential zur Turmwandung verlaufen, so dass das Wandteil mit dem Nachbar- 5 wandteil verspannt wird.

Dadurch, dass ein Turmsegment bzw. ein Wandteil auf einfache Weise mit beispielsweise einem T-Flansch eines Grundkörpers verbunden wird, entfällt bei dem erfindungsgemäß hergestellten Wand-o teil die Ausbildung eines entsprechenden Flansches bzw. Turmfußflansches, um das Wandteil auf dem T-Flansch des Grundkörpers anzuordnen. Dadurch, dass bei den Wandteilen ein entsprechender T-Flansch nicht mehr erforderlich ist bzw. wegfällt, ist es möglich, dass größere Wandteile mit einem größerem Krümmungsradius5 hergestellt und transportiert werden, so dass durch die Bereitstellung von flanschfreien Wandteilen ein Turmrohraußendurchmesser von 4,3 m und mehr ausgebildet werden kann, wodurch sich hierdurch eine signifikant höhere Biegesteifigkeit des Turms ergibt. o Ein limitierender Faktor bei dem Transport von großvolumigen Bauteilen von Windenergieanlagen besteht insbesondere in dem in zahlreichen Ländern festgesetzten maximalen Transportdurchmesser von 4,3 m von großvolumigen Bauteilen. Bei dem Transport von konventionellen Turmsegmenten oder Turmwandteilen, die mit ei-5 nem T-Flansch oder dergleichen versehen sind, resultiert ein Rohraußendurchmesser einer Windenergieanlage am Fuß der Anlage von etwa 4 m, da die Wandteile zusätzlich beispielsweise mit einem Turmfußflansch ausgebildet sind und somit der Flansch hauptsächlich die Größe der Wandteile für den Transport begrenzt. Dadurch,o dass erfindungsgemäß die Wandteile ohne Flansche, die am Errichtungsort über die Schraubverbindungen miteinander verschraubt werden, ausgebildet bzw. gefertigt sind, kann der Rohraußendurch-

messer bei der Windenergieanlage auf 4,3 m entsprechend erhöht werden, da durch die erfindungsgemäßen fianschfreien Wandteile größere Wandteile für den Transport und die Errichtung des Turms zur Verfügung gestellt werden können.

Durch die Vergrößerung des Rohraußendurchmessers des Turms steigt entsprechend das Widerstandsmoment der Turmhülle bei gleicher Wandstärke im Verhältnis zu einer T-Flanschverbindung um 25 % und mehr, so dass hierdurch eine höhere Biegesteifigkeit des Turms in entsprechender Weise erreicht wird.

Zum Transport der erfindungsgemäß größeren, vorzugsweise flanschfreien, Turmsegmente oder Wandteile können je nach Anforderung entsprechende Transportversteifungen für die zu transpor- tierenden Turmteile vorgesehen sein, da die aussteifende Wirkung der üblicherweise vorhandenen Flansche entfällt. Dies gilt insbesondere auch für Schalensegmente. Nach dem Transport werden am Errichtungsort des Windenergieanlagenturms die Versteifungselemente oder dergleichen von den Turmsegmenten entfernt, die dann für weitere Transportfahrten wieder verwendet werden können.

Darüber hinaus ist die Herstellung der flanschfreien Wandteile auch günstiger, da kein aufwendig hergestellter Flansch mit einer entsprechenden Passgenauigkeit für das Wandteil mehr erforderlich ist.

Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, dass durch eine hohe (erforderliche) Vorspannung in den Spannelementen bzw. Spannbolzen im Querbolzen und in der Turmwandung dementsprechend ört- lieh begrenzt sehr hohe Beanspruchungen entstehen. Bevorzugt wird die Vorspannung so hoch gewählt, dass eine lokal plastische Verformung auftritt. Der Querbolzen sowie die Turmwandung im Be-

reich der Querbohrungen sind dabei vorzugsweise aus Material gefertigt, welches besonders hohen Anforderungen an die Zähigkeitseigenschaften genügt. Durch diese Maßnahmen wird eine besonders hohe Materialausnutzung und eine sehr wirtschaftliche Ausle- gung erreicht.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist außerdem vorgesehen, dass das eine Wandteil stirnseitig oder auf Stoß an das zweite Wandteil und/oder an den Grundkörper angrenzt und/oder angeord- net ist, so dass die erfindungsgemäße Querbolzenverbindung sowohl am Turmfuß als auch bei der Ausbildung von Schalentürmen über entsprechende vertikale und/oder horizontale Verbindungsstöße möglich ist.

Bei der Verbindung von mehreren Segmenten fallen ebenfalls entsprechend teure und aufwendige Flansche weg, wodurch eine einfache Bearbeitung der Wandteile durch Einbringen von Bohrungen in die Wandteile erreicht wird.

Insbesondere sind mehrere Querbohrungen, vorzugsweise radiale

Bohrungen, im Randbereich bzw. an den Stirnseiten des Wandteils ausgebildet, der bzw. die an das zweite Wandteil oder an den Grundkörper angrenzt, wobei vorzugsweise mehrere Querbohrungen in vorbestimmten unterschiedlichen Abständen zum Rand des Wandteils oder zur Stirnseite ausgebildet sind.

Dadurch, dass die vorgesehenen Querbohrungen beispielsweise in zwei verschiedenen Abständen zum Randbereich oder zur Stirnseite des Wandteils ausgebildet sind, ist es möglich, dass entlang des Randbereichs bzw. der Stirnseite zwei Reihen von Querbohrungen ausgebildet sind, wobei vorzugsweise die Querbohrungen der beiden Reihen alternierend zueinander angeordnet sind. Hierdurch ist

es möglich, dass mehr Bohrungen in das Wandteil eingebracht werden als bei einer einreihigen Anordnung von Querbohrungen mit einem konstanten Abstand zur Stirnseite bzw. zum Rand.

Vorteilhafterweise sind der oder die Querbolzen für die Querbohrungen senkrecht zur Oberfläche des Wandteils ausgebildet, so dass bei Ausbildung bzw. Errichtung des Turms die angeordneten Querbolzen in radialer Richtung angeordnet sind.

Darüber hinaus zeichnet sich der errichtete bzw. der zu errichtende

Turm in einer Weiterbildung dadurch aus, dass die Querbolzen beidseits des Wandteils Bohrungen oder Durchgangslöcher zur Aufnahme von Spannelementen, beispielsweise Spannbolzen oder dergleichen oder Zugelementen, haben.

Außerdem ist es bevorzugt, wenn die in die Querbohrungen eingesetzten Querbolzen im Querschnitt rund oder oval ausgebildet sind. Entsprechend sind die Bohrungen im Wandteil rund oder oval.

Bei der erfindungsgemäßen Verbindung eines Wandteils mit einem zweiten Wandteil und/oder mit einem Grundkörper, z.B ein Fundamenteinbauteil, sind ein Querbolzen und ein Spannelement bzw. ein Spannbolzen miteinander in Wirkverbindung bringbar, wobei das Spannelement eine Längsachse definiert und in einer weiteren Aus- gestaltung der Querbolzen in Richtung der Längsachse des Spannelements eine höhere Biegesteifigkeit als quer zur Längsachse aufweist.

Vorzugsweise hat der Querbolzen in Richtung der Längsachse des Spannelements eine größere Ausdehnung als quer zur Richtung der

Längsachse des Spannelements. Bevorzugterweise ist der Querbolzen außerdem im Querschnitt elliptisch, oval, teilweise elliptisch

oder teilweise oval ausgebildet. überdies kann der Querbolzen im Querschnitt doppel-T-förmig mit abgerundeten Kanten oder kno- chenförmig ausgebildet sein.

Zur Verbindung eine Wandteils mit einem weiteren Turmwandteil oder mit einem Grundkörper sind in einer bevorzugten Ausgestaltung am Wandteil die Querbohrungen für die Querbolzen in wenigstens zwei Reihen angeordnet, wobei wenigstens eine erste Reihe näher an dem stirnseitigen Ende bzw. an der Stoßseite des Wand- teils als wenigstens eine zweite Reihe angeordnet ist. Vorzugsweise sind die Reihen der Querbohrungen für die Querbolzen um den (Teil-)Umfang oder entlang der Längsachse des Wandteils angeordnet.

Weiterhin ist in einer Ausgestaltung vorgesehen, dass die Wirkverbindung der Spannelemente mit den Querbolzen, die in der zweiten Reihe angeordnet sind, weicher ausgestaltet ist im Vergleich zur Wirkverbindung der Spannelemente mit den Querbolzen, die in der ersten Reihe angeordnet sind.

überdies sind bei einer zweireihigen oder mehrreihigen Anordnung der Querbolzen am Wandteil die Spannelemente wenigstens teilweise unterschiedlich lang. Insbesondere sind die Spannelemente, die der ersten Reihe zugeordnet sind, kürzer als die Spannelemen- te, die der zweiten Reihe zugeordnet sind. Weiterhin ist es gemäß einer Weiterbildung vorteilhaft, wenn die Spannelemente wenigstens teilweise unterschiedlich dick sind.

Darüber hinaus zeichnet sich eine Verbindung dadurch aus, dass die Spannelemente, die der ersten Reihe von Querbolzen zugeordnet sind, dicker sind als die Spannelemente, die der zweiten Reihe von Querbolzen zugeordnet sind.

Es ist in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass der Verbindungsbereich des Wandteils mit dem zweiten Wandteil wenigstens teilweise radial, insbesondere im Wesentlichen horizontal,

5 umlaufend oder wenigstens teilweise vertikal, vorzugsweise im Wesentlichen vertikal, verlaufend ausgebildet ist oder der Verbindungsbereich des Wandteils mit dem Grundkörper wenigstens teilweise radial, vorzugsweise im Wesentlichen horizontal, umlaufend ausgebildet ist. Hierdurch ist es möglich, dass mehrere Wandteileo bzw. Turmsegmente zu einem Turmsegmentabschnitt über entsprechende Vertikalverbindungen miteinander verbunden werden. Darüber hinaus werden über entsprechende Horizontalverbindungen mehrere Turmabschnitte bzw. der Turmfußabschnitt mit dem Grundkörper verbunden. 5

Des Weiteren zeichnet sich der Turm in einer Ausgestaltung dadurch aus, dass zwischen dem Wandteil und dem zweiten Wandteil wenigstens ein Zwischenstück angeordnet ist oder wird, so dass die beiden miteinander zu verbindenden Wandteile unter Zwischen-o Schaltung eines Zwischenstücks miteinander verbunden werden.

Hierdurch wird die Montage von zwei Wandteilen bei der Verbindung bzw. bei der Turmerrichtung erleichtert und verbessert.

Hierzu ist weiter vorgesehen, dass das Zwischenstück im Quer-5 schnitt L-förmig oder T-förmig oder U-förmig oder S-förmig oder Z- förmig oder Y-förmig oder H-förmig ausgebildet ist.

überdies wird die Montage bei zwei miteinander zu verbindenden Wandteilen bzw. die Handhabung erleichtert, wenn das Zwischen-o stück zwischen den beiden Wandteilen an wenigstens einem Wandteil fixiert ist oder wird. Hierbei ist beispielsweise das Zwischenstück mittels Befestigungsschrauben oder Stiften fixiert. Darüber hinaus

ist es auch möglich, dass das Zwischenstück an einem Wandteil angeschweißt oder angeklebt ist.

Eine weitere Verbesserung der Montage wird dadurch erreicht, dass das Zwischenstück auf wenigstens einer Seite einen trichterförmigen öffnungsbereich aufweist. Hierbei ist beispielsweise das H- förmige Zwischenstück mit schräg nach außen verlaufenden bzw. sich öffnenden Schenkeln ausgebildet, so dass bei Anordnung eines zu verbindenden Wandteils mit einem anderen Wandteil durch den trichterförmigen öffnungsbereich des Zwischenstücks die angrenzenden Stoßseiten bzw. Stirnseiten der Wandteile exakt positioniert und ausgerichtet werden.

Außerdem zeichnet sich der Turm in einer vorteilhaften Ausfüh- rungsform dadurch aus, dass das Wandteil oder die Wandteile im

Bereich der Querbohrung oder der Bohrungen mit einer Dickung oder einem verstärkten bzw. dickeren Verbindungsblech (oder

Fußblech) oder Randblech ausgebildet sind, da im kraftflussüber- tragenden Verbindungsbereich hierdurch eine dauerhaft stabile Verbindung zwischen den Wandteilen erreicht wird.

Hierbei ist das Wandteil im Bereich der Querbohrungen im Durchmesser dicker ausgebildet als im mittleren Bereich des entsprechenden Wandteils.

Vorteilhafterweise weist der Turm wenigstens einen Rohrturmabschnitt mit wenigstens zwei miteinander verbundenen Wandteilen auf. Bevorzugterweise wird ein Rohrturmabschnitt mit im Wesentlichen kreisförmigem Rohrdurchmesser durch drei miteinander ver- bundene Wandteile ausgebildet, wobei die Wandteile in diesem Fall als schalenförmige Turmsegmente gleicher Bogenlänge, d.h. jeweils von 120°, ausgebildet sind.

Um einen Turm zu errichten, ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass das Wandteil auf einen Flansch, insbesondere einen T-Flansch eines Fundamentkörpers, oder auf einen Ankerkorb, insbesondere eines Fundamentkörpers, aufgesetzt wird oder ist. Hierbei besteht der Fundamentkörper aus Beton, der in ein Fundamentbett im Boden eingebracht ist, wobei im Fundamentkörper auf der Oberseite ein T-Flansch bzw. im Inneren ein entsprechender Ankerkorb für einen Rohrturm vorgesehen ist.

Darüber hinaus wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Errichten eines Turms einer Windenergieanlage, wobei der Turm, wie voranstehend beschrieben, ausgebildet wird. Hierbei wird der der Turm dadurch ausgebildet wird, dass wenigstens ein Wandteil des Turms mit einem zweiten angrenzenden Wandteil verbunden wird oder das eine Wandteil auf einem Grundkörper angeordnet wird, wobei das Wandteil mit dem Grundkörper verbunden wird, und bei oder zur Ausbildung des Turms das eine Wandteil wenigstens eine Querbohrung aufweist, wobei die Querbohrung von einem Querbolzen durchsetzt wird oder ist und das Wandteil mittels eines am Querbolzen angreifenden Spannelements mit dem angrenzenden zweiten Wandteil verspannt wird und/oder das eine Wandteil mittels eines am Querbolzen angreifenden Spannelements mit dem Grundkörper verspannt wird. Bevorzugte Weiterbildungen der Er- richtung eines Windenergieanlagenturms ergeben sich aus der voranstehenden Beschreibung, auf die zur Vermeidung von Wiederholungen ausdrücklich verwiesen wird.

Insbesondere zeichnet sich das Verfahren dadurch aus, dass bei Verbindung eines Wandteils mit einem zweiten Wandteil oder eines

Wandteils mit einem Grundkörper bzw. Fundamentkörper die

Spannelemente bzw. Spannbolzen für den oder die Querbolzen

beidseits des Wandteils synchronisiert vorgespannt werden. Hierdurch werden das innere und äußere Spannelement eines Querbolzens synchron vorgespannt. Durch die Synchronisierung der Verspannung, d.h. das gleichzeitige Anziehen der Spannelemente bzw. der Spannbolzen an einem Querbolzen wird das Verkanten der

Querbolzen in der Turmwandung vermieden. Die Synchronisierung kann beispielsweise durch gleichzeitiges Anziehen der Spannbolzen durch zwei Monteure erfolgen, die sich über eine Sprechverbindung entsprechend verständigen, wobei ein Monteur jeweils auf der Au- ßenseite und auf der Innenseite die Spannbolzen verspannt. In einer Alternative ist es möglich, dass zwei (automatische) Vorspanneinrichtungen, d.h. jeweils eine Vorspanneinrichtung auf der Turmwandinnenseite bzw. auf der Turmwandaußenseite vorgesehen sind, die auf elektrische und/oder hydraulische und/oder pneumati- sehe Weise miteinander, beispielsweise über entsprechende Kabelbzw. Schlauchverbindungen, synchronisiert sind bzw. werden.

Darüber hinaus erfolgt eine Lösung der Aufgabe durch eine Verwendung eines Wandteils zur Ausbildung eines Turms einer Wind- energieanlage, wobei der Turm, wie voranstehend beschrieben, ausgebildet ist oder wird. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird auf die obigen Ausführungen ausdrücklich verwiesen, die in entsprechender Weise gelten.

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen wird. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Windenergieanlage;

Fig. 2 eine schematische Querschnittsansicht eines Abschnitts eines Turmfußes einer Windenergieanlage;

5 Fig. 3 eine schematische Querschnittsansicht eines Turmfußes gemäß einer weiteren Ausführungsform;

Fig. 4a, 4b schematische Seitenansichten auf den Verbindungsbereich eines Wandteils; 0

Fig. 5 schematisch einen Querschnitt durch zwei miteinander verbundende Wandteile und

Fig. 6 schematisch eine Detailansicht eines Verbindungs-5 Stücks zwischen zwei Wandteilen im Querschnitt.

In den folgenden Figuren sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente bzw. entsprechende Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer entsprechenden erneuten Vorstellung ab-o gesehen wird.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Windenergieanlage 10. Die Windenergieanlage 10 weist einen Turm 11 auf und einen Rotor 12, der drei Rotorblätter 14 umfasst, die auf einer Rotornabe5 13 angebracht sind. Bei Windeinfall dreht der Rotor 12 in an sich bekannter Weise. Hierdurch kann Leistung von einem an den Rotor 12 bzw. an die Rotornabe 13 angeschlossenen Generator erzeugt werden und in ein Verbrauchernetz abgegeben werden. o Der Turm 1 1 ist hierbei als Stahlrohrturm ausgebildet und besteht aus mehreren, miteinander verbundenen Rohrturmabschnitten. Die Rohrturmabschnitte werden auch als Turmschuss bezeichnet, so

dass ein Rohrturm als mehrschüssiger Rohrturm ausgebildet ist. Bei der Errichtung des Rohrturms wird der Turmschuss bzw. Rohrturmabschnitt durch mehrere Turmsegmente bzw. Turmwandteile gebildet, wobei die Turmsegmente bzw. Wandteile bei einer dreiteiligen 5 Ausführung eines Rohrturmabschnittes als 120° Schalensegment ausgebildet sind.

Fig. 2 zeigt in einer Detailansicht die Verbindung eines Turmwandteils 21 mit einem T-Flansch 22 im Querschnitt, der in einem Fun-o dament 23 aus Beton in an sich bekannter Weise eingegossen ist.

Das Fundament 23 kann dabei als Fertigbetonfundament oder auch als Ortbeton-Fundament oder Transportbeton-Fundament ausgeführt sein. Das Fundament 23 ist auf einem oder in einem entsprechenden Untergrund bzw. Boden platziert. 5

Das Turmwandteil 21 ist im unteren Bereich bzw. Randbereich mit einer größeren Dicke ausgebildet als im oberen bzw. mittleren Bereich des Turmwandteils 21. Hierzu weist das Turmwandteil 21 im unteren Bereich ein angeschweißtes, in der Wandstärkte dickereso bzw. größeres Verbindungsblech 29 auf, das im übergang zum

Mantelblech des Turmwandteils 21 geschäftet ist. Hierdurch ergibt sich ein sanfter Dickenübergang zur Turmwandung.

Im unteren verdickt ausgebildeten Verbindungsbereich des Turm-5 wandteils 21 ist eine Bohrung bzw. Querbohrung 24 ausgebildet, in die ein Querbolzen 25 eingesetzt wird. Der Querbolzen 25 verfügt über sogenannte Sackbohrungen zur Aufnahme von Spannschrauben oder Spannbolzen. Bevorzugterweise sind im Querbolzen 25 entsprechende Gewindesacklöcher oder Gewindedurchgangslöchero ausgebildet.

Zur Verbindung des T-Flansches 22 mit dem Turmwandteil 21

durchsetzen, als Gewindebolzen ausgeführte Schraubbolzen 26 die Bohrungen 27 des T-Flansches 22 und die (nicht dargestellten) Sackbohrungen im Querbolzen 25. An der Unterseite der T-Flanken des T-Flansches 22 sind Schraubmuttern 28 auf den Spannbolzen 26 aufgesetzt, so dass durch Andrehen der Schraubenmuttern 28 der T-Flansch 22 und das Turmwandteil 21 miteinander verbunden werden, wobei das Turmwandteil 21 und der T-Flansch 22 durch die am Querbolzen 25 angreifenden Spannschrauben 26 miteinander verspannt werden. Alternativ zu den Schraubbolzen kann die Ver- bindung auch mit konventionellen Sechskantschrauben erfolgen.

Fig. 3 zeigt schematisch im Querschnitt ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Anordnung eines Turmwandteils 21 auf dem aus Beton ausgebildeten Fundament 23. Im unteren Bereich des Turm- wandteils 21 ist das mit einer Dickung ausgebildete Verbindungsblech 29 angeschweißt, wobei stirnseitig das Verbindungsblech 29 auf einer Lasteinleitplatte 32 aufsetzt. Die Lasteinleitplatte 32 ist im Fundament 23 eingelassen und wird von Ankerstangen 33 eines im Betonfundament 23 angeordneten Ankerkorbes durchsetzt.

Die Ankerstangen 33 des Ankerkorbs sind im Beton 23 angeordnet und ragen senkrecht durch die Lasteinleitplatte 32 hindurch und ragen durch die Bohrungen 30 des Querbolzens 25 hindurch. Auf der Oberseite des Querbolzens 25, der an seinen beiden Außenseiten abgeflacht ausgebildet ist, sind entsprechende Schraubmuttern 28 auf dem Schraubgewinde der Ankerstangen 33 aufgesetzt. Durch Anziehen der Muttern 28 werden das Turmwandteil 21 und der Ankerkorb bzw. das Fundament 23 miteinander verspannt.

Beispielsweise verfügt eine erfindungsgemäße Turmfußverbindung einer 3,3 Megawatt-Windenergieanlage der Patentanmelderin über die folgende Ausführungsgeometrie bzw. die nachfolgenden Ab-

messungen: Rohraußendurchmesser 4300 mm, Wandungsdicke (Mantelblech): 35 mm, Verbindungsblechdicke: 80 mm, Höhe des Verbindungsblechs: 250 mm; Schäftung (d.h. Schrägung im übergang zum Mantelblech) des Verbindungsblechs: 1 :4; Querbolzen- durchmesser: 100 mm sowie Abstand zwischen Querbohrung und

Turmfuß: 100 mm.

Fig. 4a und Fig. 4b zeigen schematisch Seitenansichten auf die in Fig. 3 dargestellte Verbindung des Turmwandteils 21 mit dem Fun- dament 23. In Fig. 4a sind alle Bohrungen 24, in denen die Querbolzen 25 eingesetzt werden, in der gleichen Höhe, d.h. im selben Abstand zur Stirnseite 31 des Verbindungsblechs 29, ausgebildet.

Bei dem in Fig. 4b dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Boh- rungen für die Querbolzen 25 in zwei verschiedenen Höhen bzw. in zwei unterschiedlichen Abständen zur Stirnseite alternierend angeordnet, so dass hierdurch eine zweireihige Anordnung von Querbolzen 25 mit unterschiedlichen Abständen zur Stirnseite 31 des Verbindungsblechs 29 ausgebildet werden. Hierdurch ergibt sich eine kompaktere Bauweise, d.h. eine höhere Anzahl an Bohrungen bzw. Querbolzen 25 auf derselben Länge, da aufgrund der versetzten alternierenden Bohrungen die Bohrungen für die Querbolzen 25 dichter beieinander, d.h. mit einem geringeren Abstand zueinander, ausgebildet werden.

Fig. 5 zeigt nicht maßstäblich im Querschnitt die Verbindungen von den beiden Turmwandteilen 21 , 41 miteinander, wobei im übergangsbereich die Turmwandteile 21 , 41 jeweils ein mit einer Verdickung ausgebildetes Verbindungsblech 29, 49 haben. Hierbei sind die Verbindungsbleche 29, 49 mit ihren Stirnseiten zueinander ausgerichtet, wobei zwischen den Stirnseiten der Verbindungsbleche 29, 49 ein H-förmiges Zwischenstück 51 angeordnet ist.

Die Spannbolzen 26 durchdringen die Bohrungen 27 der Querbolzen 25 auf beiden Seiten der Turmwandteile 21 bzw. 41 , so dass durch Anziehen der Schraubenmuttern 28 die beiden Wandteile 21 und 41 miteinander verspannt werden. Alternativ kann auch einer der beiden Querbolzen aus Kostengründen mit Sacklochbohrungen, wie in Fig. 2 dargestellt, ausgebildet sein und die Verspannung mit konventionellen Sechskantschrauben erfolgen.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Verbindung von zwei Turmsegmenten bzw. zwei Turmwandteilen 21 , 41 kann der Verbindungsbereich zwischen den beiden Wandteilen mit den durch Schraubbolzen 26 miteinander verspannten Querbolzen 25 der Wandteile 21 , 41 horizontal verlaufend oder vertikal verlaufend ausgebildet sein. Im letzteren Fall ist die Turmwandung dann mit dem Turmradius gekrümmt ausgeführt.

In Fig. 6 ist eine Variante eines H-förmigen Zwischenstücks 51 zwischen den beiden Wandteilen 21 , 41 bzw. deren stirnseitigen Ver- bindungsblechen 29, 49 dargestellt. Hierbei umgeben bzw. überdecken die senkrechten Schenkel des „H"-förmigen Zwischenstücks 51 die beiden Stirnseiten der Verbindungsbleche 29, 49. Auf einer Seite des Flußblechs 49 ist das Zwischenstück 51 an einer Schenkelseite mittels eines Befestigungsstiftes 52 montiert. Darüber hinaus weist das Zwischenstück 51 im oberen bzw. gegenüberliegenden

Bereich einen sich erweiternden bzw. trichterförmigen öffnungsbereich auf, wobei die senkrechten Schenkel des „H" seitlich nach außen gerichtet sind. Hierdurch ergibt sich eine Art Einführhilfe bei der Montage der beiden miteinander zu verbindenden Turmwandteile.

Die H-förmigen Zwischenstücke 51 sind bevorzugterweise als Kreisbogensegmente bei horizontal aufeinander stoßenden Wandteilen

ausgebildet, wodurch mehrere Wandteile als gebogene Turmschalensegmente zu einem Turmschuss verbunden werden. Die H- förmigen Zwischenstücke 51 sind alternativ auch als gerade Profile bei einem Vertikalstoß der miteinander zu verbindenden Wandteile ausgebildet.

Bezuqszeichenliste

10 Windenergieanlage

11 Turm

12 Rotor

13 Rotornabe

14 Rotorblatt

21 Turmwandteil

22 T-Flansch

23 Fundament

24 Bohrung

25 Querbolzen

26 Schraubbolzen

27 Flanschbohrung

28 Schraubenmutter

29 Verbindungsblech

31 Stirnseite

32 Lasteinleitplatte

33 Ankerstange

41 Turmwandteil

49 Verbindungsblech

51 Zwischenstück

52 Befestigungsstift