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Dokumentenidentifikation DE60129237T2 18.10.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001328462
Titel VERFAHREN ZUM ANBRINGEN EINES KRANES AN EINER WINDMÜHLE
Anmelder Nordex Energy GmbH, 22848 Norderstedt, DE
Erfinder EILERSEN, Jesper West, DK-7000 Fredericia, DK
Vertreter Hauck Patent- und Rechtsanwälte, 20354 Hamburg
DE-Aktenzeichen 60129237
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 23.10.2001
EP-Aktenzeichen 019801901
WO-Anmeldetag 23.10.2001
PCT-Aktenzeichen PCT/DK01/00698
WO-Veröffentlichungsnummer 2002034664
WO-Veröffentlichungsdatum 02.05.2002
EP-Offenlegungsdatum 23.07.2003
EP date of grant 04.07.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.10.2007
IPC-Hauptklasse B66C 23/20(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse B66C 23/32(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   F03D 11/04(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Es ist allgemein bekannt, dass die Montage, Wartungsarbeiten etc. an Windkraftanlagen mittels mobiler Kräne ausgeführt werden. Ist die Windkraftanlage an Land platziert, ist es häufig notwendig, Rollenbahnplatten zu legen, damit der notwendige mobile Kran von einer Asphaltstraße oder Ähnlichem zur Windkraftanlage transportiert oder gefahren werden kann. Dieser Prozess ist sowohl zeit- als auch kostenintensiv.

Häufig wird ein Teil einer Kraftanlage zu Reparaturzwecken auseinandergebaut und muss dann hoch in die Anlage gehoben und erneut montiert werden. Während das Teil, beispielsweise ein Getriebe, repariert wird, ist der mobile Kran nicht ausgelastet, was relativ hohe Kosten mit sich bringt. Wenn andererseits die Windkraftanlage offshore platziert wird, wird normalerweise ein Schiff mit ausfahrbaren Beinen verwendet. Diese Schiffe werden normalerweise Jack-Up-Schiffe genannt. Alternativ werden Schwimmkräne für die Wartungsarbeiten verwendet.

Diese bekannten Verfahren, unter anderem für die Wartung oder Reparatur von Windkraftanlagen, bergen alle Anforderungen, die dazu führen, dass der Prozess unverhältnismäßig kostenaufwändig wird. Insbesondere betrifft dies den Transport der Kranausrüstung, das Anbringen lasttragender Flächen an Land, und bei Wind und Wetter, wenn es um offshore-gelegene Windkraftanlagen geht.

Um einige der zuvor erwähnten Probleme zu überwinden, offenbaren die deutschen Dokumente DE 19741988 und DE 19647515 Verfahren und Vorrichtungen, bei denen ein separater Kran den Turm der Windkraftanlage hinaufklettert und gesichert wird. Die Kletterfunktion wird mittels eines zweiteiligen Kranarms ausgeführt, der ausgefahren und gesichert wird, wonach der Kranarm zusammengeschoben und sein unterer Teil dabei ein Stück angehoben wird, und dann kann der untere Teil gesichert werden und danach der obere Teil des Kranarms, der dann ausgefahren und gesichert werden kann etc. Dies ist ein langsamer und aufwändiger Prozess, insbesondere wegen der schrittweisen Sicherungs- und Lösefunktion. Durch das Sichern kann die Lackierung/Galvanisierung des Kraftanlagenturms leicht zerkratzt oder gekerbt werden, wodurch der Turm Korrosion unterliegt, und wodurch die Lebensdauer des Turms beträchtlich herabgesetzt wird.

WO 9610130 offenbart eine Hubvorrichtung, die schwenkbar an der Gondel der Kraftanlage montiert ist, und die die Gondel und die Flügel von dieser Position aus bedienen kann. Das Problem bei der Vorrichtung ist, dass sie permanent an der Gondel montiert ist. Eine Hubvorrichtung, die in der Lage ist, die schwereren Bauteile der Gondel oder der Flügel als eine gemeinsame Anordnung anzuheben, ist relativ teuer. Da die Hubvorrichtung permanent montiert ist und daher nur an ein und derselben Kraftanlage verwendet werden kann, muss der Preis zum Preis der Anlage hinzuaddiert werden, was wegen des großen Preiskampfes auf dem Windkraftanlagenmarkt ein Problem darstellt. Außerdem ist die Hubvorrichtung Wind und Wetter frei ausgesetzt, und daher sind die Wartungsintervalle kurz und zahlreich. Ein weiteres Problem stellen die Windgeräusche dar, die durch den Luftstrom um die Ecken und Kanten der Hubvorrichtung erzeugt werden. Dies ist negativ, weil es bereits viele öffentliche Debatten um die Lärmverschmutzung von Windkraftanlagen gibt. Ein weiteres Problem betreffend den Luftstrom um die Hubvorrichtung ist, dass dieser Strom unterbrochen wird, was den Wirkungsgrad der Kraftanlage herabsetzt.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, zu ermöglichen, einen Kran in Verbindung mit einer Windkraftanlage zu verwenden, ohne dass dies den Preis der Kraftanlage beträchtlich beeinflusst. Eine weitere Aufgabe ist es, ein Verfahren bereitzustellen, bei dem ein Kran vorübergehend schnell, einfach und effektiv an einer Windkraftanlage angebracht werden kann. Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, zu gewährleisten, dass es nicht notwendig ist, teure, große mobile Kräne zu verwenden oder im Offshore-Bereich nicht notwendig ist, Schwimmkräne oder so genannte Jack-Up-Schiffe zu verwenden.

Das Neuartige dieses Verfahrens besteht darin, dass die Windkraftanlage mindestens einen permanent montierten Montagekran umfasst, der zum Heben und Montieren mindestens eines separaten Servicekrans verwendet wird, und darin, dass der Servicekran vorübergehend für den Betrieb an einem Fundament oder an der Gondel gesichert ist.

Dies gewährleistet, dass der permanent montierte Montagekran nur so stark sein muss, dass er den separaten Servicekran in die Position für den Betrieb heben kann, während der Servicekran von einer solch starken Struktur sein kann, die in Hinblick auf die auftretenden Aufgaben für notwendig erachtet wird, wobei die Servicekrankosten auf eine Vielzahl Windkraftanlagen verteilt werden können, die den gleichen Servicekran nacheinander verwenden können. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Servicekran durch nur eine Huboperation einfach und schnell in Position gebracht werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Servicekran selbst als starke Struktur nur so groß sein wird, dass er von einem gewöhnlichen Lastwagen oder im Falle von Offshore-Windkraftanlagen von einem gewöhnlichen Schiff transportiert werden kann.

Das Verfahren kann überdies das Verwenden des Montagekrans zum Heben und Montieren mindestens eines Auslegers in oder an der Gondel umfassen. Dies gewährleistet, dass der Montagekran nicht in der Lage sein muss, Lasten mit einem großen Überhang an der Seite der Gondel zu heben, wobei die Strukturfestigkeit von dem Ausleger erreicht wird. Dies stellt eine weitere Einsparung am permanent montierten Montagekran bereit, da auch der Ausleger zusammen mit anderen Windkraftanlagen verwendet werden kann.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Ausleger einen Flaschenzug umfassen, der in Längsrichtung des Auslegers verschoben werden kann. Dies gewährleistet, dass eine Lage, die durch Verwendung des Auslegers angehoben worden ist, auch verschoben werden kann, so dass die Last beispielsweise in einer gegebenen Position montiert werden kann, die ansonsten nicht erreicht werden könnte. Dies zieht weitere notwendige Funktionalität von dem Montagekran ab, dessen Preis dadurch weiter herabgesetzt werden kann.

In noch einer weiteren Ausführungsform kann ein Drahtseil mittels des Montagekrans vom Servicekran zum Ausleger verlaufen. Damit ist gewährleistet, dass beispielsweise das Hebedrahtseil des Servicekrans einfach und schnell mit dem Ausleger verbunden werden kann.

In einer besonders bevorzugten Variante des Verfahrens kann der Servicekran unter Verwendung seines eigenen Hebedrahtseils zum Ausleger gehoben werden. Dies stellt eine weitere Einsparung am Montagekran dar, da dieser dann nicht in der Lage sein muss, den Servicekran zu heben, sondern nur sein Drahtseil, den Ausleger oder andere kleinere Dinge, die fast immer ein beträchtlich niedrigeres Gewicht haben.

In einer zweckmäßigen Ausführungsform kann der Servicekran im Wesentlichen ohne Hilfe oder mittels des Auslegers und des Flaschenzugs auf einem Fundament zum vorübergehenden Anbringen platziert werden.

In noch einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform kann der Servicekran von der Windkraftanlage nach beendeter Verwendung entfernt werden, wobei der Montagekran zumindest teilweise zum Auseinandernehmen und Absenken des Servicekrans verwendet wird. Alternativ kann sich der Servicekran selbst unter Verwendung des Drahtseils absenken. Nach beendeter Verwendung wird der Servicekran zur erneuten Verwendung zu einer oder mehreren anderen Windkraftanlagen transportiert.

Schließlich ermöglicht das Verfahren, dass der Servicekran alle Aufgaben ausführt, die in Verbindung mit der Montage, Wartung oder Reparatur der Windkraftanlage auftreten können. Als Ergebnis dieser Eigenschaft gibt es keine Situationen, in denen es trotzdem notwendig ist, einen herkömmlichen Servicekran in Form eines mobilen Krans auf einem Lastwagen, einen Schwimmkran oder ein Jack-Up-Schiff bereitzustellen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen beschrieben, die die Erfindung vereinfacht darstellen. Es zeigt

1 eine Windkraftanlage und Krantypen gemäß dem Stand der Technik.

2 eine Windkraftanlage mit einem Montagekran, der an der Gondel sichtbar ist.

3 die Gondel, an der ein Ausleger montiert ist.

4 die Gondel mit einem montierten Ausleger, wobei sich der Servicekran auf dem Weg nach oben befindet.

5 die Gondel mit dem montierten Servicekran.

Anhand der Figuren werden das Problem und die Operationsweise der Erfindung beispielhaft erklärt, wobei im Text Bezug auf die Bezugszeichen gemacht wird, die in den Zeichnungen gezeigt sind. Die Figuren sollen daher nur als Beispiele von Ausführungsformen betrachtet werden.

1 zeigt, wie die Wartung oder Reparatur normalerweise an Windkraftanlagen unter Verwendung eines Krans ausgeführt werden. Der Kran ist typischerweise ein mobiler Kran 8 irgendeines Typs, wenn sich die Windkraftanlage 2 an Land befindet. Befindet sich die Windkraftanlage 2 offshore, ist es notwendig, einen Schwimmkran 10 oder ein so genanntes Jack-Up-Schiff 10 zu verwenden. Diese Krantypen 8, 10 sind umständlich zu transportieren und können daher nicht immer innerhalb des gewünschten Zeitraums zur Verfügung stehen.

Die Windkraftanlage 2, an der ein Kran verwendet werden muss, weist möglicherweise in Bezug auf die Flügel 4 oder die Gondel 6 einen Defekt auf, der erfordert, dass das betroffene Teil entweder abgesenkt oder angehoben werden muss. Beispielsweise kann es darum gehen, eine Reparatur an einem Getriebe vorzunehmen, was bedeutet, dass das Getriebe zuerst auseinander genommen und dann abgesenkt und dann zu einer Werkstatt zur Reparatur gebracht werden muss. Nach beendeter Reparatur muss das Getriebe dann erneut in die Anlage gehoben und wieder montiert werden. Dies erfordert einen Kran, der die Bauteile absenken oder anheben kann, die häufig mehrere Tonnen wiegen.

2 ist eine Seitenansicht einer Windkraftanlage 2, wobei ein Montagekran 12 an der Seite der Gondel 6 sichtbar ist, wobei der Montagekran beispielsweise bei Montageoperationen verschiedener Typen in der Gondel 6 hilfreich sein kann. Der Montagekran 12 ist nicht notwendigerweise so ausgelegt, dass er in der Lage ist, schwere Ersatzteile hoch in die Anlage 2 zu heben.

3 zeigt erfindungsgemäß die ersten Schritte im Zusammenhang mit der Vorbereitung, z.B. vor der Wartung. Die Figur zeigt einen vergrößerten Querschnitt der Windkraftanlage 2 von 2 mit dem Schwerpunkt auf der Gondel 6 oben auf der Windkraftanlage. Die Figur zeigt einen Montagekran 12, der zum Montieren eines Auslegers 14 verwendet wird, der mit einem Flaschenzug 16 ausgestattet ist, der in Längsrichtung des Auslegers 14 verschoben werden kann. Der Ausleger 14 mit dem Flaschenzug 16 ist mittels des Montagekrans 12 in die Windkraftanlage 2 gehoben worden. Der Ausleger 14 ist mittels des Montagekrans 12 auf die Gondel 6 auf einem geeigneten Fundament montiert worden, das eine Platte oder ein Rahmen sein kann, die/der permanent montiert ist oder beispielsweise zuvor vorübergehend gesichert worden ist. Wenn die Montage des Auslegers 14 beendet worden ist, kann das Drahtseil des Montagekrans 12 abgesenkt werden, um das Drahtseil 22 des Servicekrans hochzuziehen. Dieses ist auf eine Winde 20 auf dem Servicekran 18 gewickelt.

4 zeigt den Servicekran 18 auf dem Weg zur Gondel 6. Das Drahtseil 22 des Servicekrans ist in dem Flaschenzug 16 des Auslegers 14 gesichert und der Servicekran 18 zieht sich selbst mittels einer Winde 20 hoch. Wenn sich der Servicekran 18 selbst hochgezogen hat, kann er auf seinem Fundament 24 mittels des verschiebbaren Flaschenzugs 16 auf dem Ausleger 14 platziert werden. Das Fundament 24 kann permanent montiert, eingebaut oder eine separate Einheit sein, die vorübergehend in oder an der Gondel 6 platziert ist.

5 zeigt den Servicekran 18 in dem montierten Zustand, wobei der Ausleger 14 auseinander gebaut ist und der Kran 18 ausgefahren und bereit zur Verwendung ist. Der auseinandergebaute Ausleger 14 kann entweder mittels eines Montagekrans 12 oder mittels des Hebedrahtseils 26 des Servicekrans abgesenkt werden. Das Hebedrahtseil 26 des Servicekrans sowie der Servicekran 18 sind vorzugsweise so ausgelegt, dass ein beliebiges Teil, das in der Windkraftanlage ausgewechselt werden muss, nach Bedarf angehoben oder abgesenkt werden kann.


Anspruch[de]
Verfahren zum Anbringen eines Krans an einer Windkraftanlage (2), umfassend insbesondere beim Ausführen von Montage- und Reparaturarbeiten, wenn Bauteile in der Gondel (6) ausgewechselt werden, zum Anbringen an die Flügel (4) oder beim Ausführen anderer Operationen an der Windkraftanlage (2), wobei die Windkraftanlage (2) mindestens einen permanent montierten Montagekran (12) umfasst, wobei das Verfahren den Schritt des Verwendens des Montagekrans (12) zum Heben und Montieren mindestens eines separaten Servicekrans (18) umfasst und, durch vorübergehendes Sichern des Servicekrans, (18) zum Betreiben an einem Fundament (24) in oder an der Gondel (6). Verfahren zum Anbringen eines Krans an einer Windkraftanlage (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Montagekran (12) zum Heben und Montieren mindestens eines Auslegers (14) in oder an der Gondel (6) verwendet wird. Verfahren zum Anbringen eines Krans an einer Windkraftanlage (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausleger (14) einen Flaschenzug (16) umfasst, der in Längsrichtung des Auslegers (14) verschoben werden kann. Verfahren zum Anbringen eines Krans an einer Windkraftanlage (2) nach Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drahtseil (22) mittels des Montagekrans (12) vom Servicekran (18) zum Ausleger (14) verläuft. Verfahren zum Anbringen eines Krans an einer Windkraftanlage (2) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Servicekran (18) unter Verwendung des Drahtseils (22) zum Ausleger (14) gehoben wird. Verfahren zum Anbringen eines Krans an einer Windkraftanlage (2) gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass der Servicekran (18) im Wesentlichen ohne Hilfe oder mittels des Auslegers (14) und des Flaschenzugs (16) auf einem Fundament (24) zum vorübergehenden Befestigen platziert ist. Verfahren zum Anbringen eines Krans an einer Windkraftanlage (2) gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass der Servicekran (18) nach beendeter Verwendung von der Windkraftanlage (2) entfernt wird. Verfahren zum Anbringen eines Krans an einer Windkraftanlage (2) gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, dass der Montagekran (12) mindestens teilweise zum Auseinandernehmen und Absenken des Servicekrans (18) verwendet wird, wenn seine Verwendung beendet worden ist. Verfahren zum Anbringen eines Krans an einer Windkraftanlage (2) gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 4–8, dadurch gekennzeichnet, dass der Servicekran (18) sich selbst unter Verwendung des Drahtseils (22) absenkt. Verfahren zum Anbringen eines Krans an einer Windkraftanlage (2) gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1–9, dadurch gekennzeichnet, dass nach beendeter Verwendung, der Servicekran (18) zu einer oder mehreren Windkraftanlagen (2) zur weiteren Verwendung transportiert wird.






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