DE102010043199A1 - Device and method for mounting a rotor to the drive train of a wind turbine - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hebevorrichtung für die Montage eines Rotors an einen Triebstrang einer Windturbine, wobei der Rotor eine Nabe, an der Nabe befestigte Rotorblätter und an der Nabe angebaute Aufnahmemittel umfasst. Die Hebevorrichtung wird dabei als selbstschließende Hebezange ausgelegt, wobei die Hebezange über einen ersten Hebel und einen zweiten Hebel verfügt, die über einen Drehpunkt verbunden sind. Mindestens der erste Hebel ist durch die Anordnung des Drehpunktes in einen Zugschenkel und einen Greifschenkel unterteilt, wobei der Zugschenkel einen Anhängepunkt für einen Lastenheber, z. B. einen Kran, aufweist. Der zweite Hebel umfasst mindestens einen Greifschenkel. Ein Endabschnitt der beiden Greifschenkel ist als Befestigungsmittel ausgebildet, so dass im Montagefall die Endabschnitte der Greifschenkel in ein Aufnahmemittel in einer Nabe eines Rotors greifen kann. Des Weiteren sind der erste Hebel, der zweite Hebel, der Drehpunkt und der Anhängepunkt geometrisch derart ausgebildet und zueinander angeordnet, dass durch die Wirkung der Gewichtskraft des Rotors eine form- und/oder reibschlüssige Verbindung zwischen Hebevorrichtung und Rotor herstellbar ist, wobei die Verbindung in einer Anhubposition, in einer Montageposition und in einer Zwischenposition wirksam ist. Die Erfindung betrifft auch eine Nabe einer Windturbine, eine Windturbine, ein System für die Montage einer Windturbine und ein Verfahren für die Montage einer Windturbine.The invention relates to a lifting device for mounting a rotor on a drive train of a wind turbine, the rotor comprising a hub, rotor blades attached to the hub and receiving means attached to the hub. The lifting device is designed as a self-closing lifting tong, the lifting tong having a first lever and a second lever which are connected via a pivot point. At least the first lever is divided by the arrangement of the fulcrum into a pull leg and a gripping leg, the pull leg being a suspension point for a load lifter, e.g. B. has a crane. The second lever comprises at least one gripping leg. One end section of the two gripping legs is designed as a fastening means, so that, in the case of assembly, the end sections of the gripping legs can grip into a receiving means in a hub of a rotor. Furthermore, the first lever, the second lever, the pivot point and the attachment point are geometrically designed and arranged in relation to one another that a positive and / or frictional connection between the lifting device and the rotor can be established by the effect of the weight of the rotor, the connection in a lifting position, in a mounting position and in an intermediate position is effective. The invention also relates to a hub of a wind turbine, a wind turbine, a system for assembling a wind turbine and a method for assembling a wind turbine.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hebevorrichtung für die Montage eines Rotors einer Windturbine, welcher eine Nabe und darauf befestigte Rotorblätter umfasst, an einem Triebstrang, wobei die Nabe Aufnahmemittel für die Hebevorrichtung aufweist. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Montage eines Rotors an einer Windturbine mit der oben genannten Hebevorrichtung.The invention relates to a lifting device for mounting a rotor of a wind turbine, which comprises a hub and rotor blades mounted thereon, on a drive train, wherein the hub has receiving means for the lifting device. The invention also relates to a method for mounting a rotor on a wind turbine with the above-mentioned lifting device.

Es ist bekannt, bei der Montage von Windturbinen den gesamten Rotor – umfassend eine Nabe und Rotorblätter – auf dem Boden liegend vorzumontieren und mit einem Großkran in einem Stück an das auf dem bereits errichteten Turm befindlichen Maschinenhaus heran zu heben. Hierfür muss der anfangs liegende Rotor auf Gondelhöhe gehoben werden und oftmals zusätzlich um einen Winkel aus der horizontalen in die senkrechte Lage gedreht werden. Da die Rotationsachse des Antriebsstrangs meist in einem Winkel zur Horizontalen liegt, muss auch der Rotor zum Zeitpunkt der Befestigung an dem Flansch der Hauptwelle möglichst exakt in dieser Ausrichtung hängen.When assembling wind turbines, it is known to pre-assemble the entire rotor - comprising a hub and rotor blades - lying on the ground and to lift it in one piece with a large crane to the nacelle on the already erected tower. For this purpose, the initially located rotor must be lifted to nacelle height and often additionally rotated by an angle from the horizontal to the vertical position. Since the axis of rotation of the drive train is usually at an angle to the horizontal, and the rotor at the time of attachment to the flange of the main shaft must hang as exactly as possible in this orientation.

Um diese Bewegung des Rotors zu vollführen, ist aus dem Stand der Technik bekannt, den Rotor an zwei Blattwurzeln mit starkem Nylon-Gurtband zu umschlingen und diese Nylon-Gurtbänder an einem Haken des Großkranes zu befestigen. Ein zusätzlicher Kleinkran unterstützt das dritte Rotorblatt während des gesamten Hub-, Dreh- und Montagevorgangs und wird vor allem dazu verwendet, die Nabe in einem mit der Hauptwelle korrespondierenden Winkel gegenüber der horizontalen Ebene auszurichten. Eine Ausrichtung um die vertikale Achse erfolgt mit an den Rotorblättern befestigten Steuerseilen, die von am Boden stehenden Personen bedient werden.To accomplish this movement of the rotor, it is known from the prior art to wrap the rotor on two blade roots with strong nylon webbing and to fasten these nylon webbings to a hook of the large crane. An additional small crane supports the third rotor blade during the entire lifting, turning and assembly process and is mainly used to align the hub in an angle corresponding to the main shaft with respect to the horizontal plane. An alignment about the vertical axis takes place with control cables attached to the rotor blades, which are operated by persons standing on the ground.

Während dem Hubvorgang dreht sich der Rotor um die Achse, die sich durch die Punkte erstreckt, an denen die Rotorblätter an den Nylon-Gurtbänder befestigt sind, in den Schlingen und rutscht in diesen je nach Reibungsverhältnis und Unterstützung des Kleinkranes in eine der Senkrechten nahe Position. Hierbei besteht jedoch die Gefahr, dass der Rotor sich zu weit dreht, da sich der Schwerpunkt des Rotors in einem Abstand von dem Kreuzungspunkt der Blattachsen bzw. in einem Abstand zu der gedachten Drehachse befindet und die Kranführer nicht wie erforderlich das dritte Rotorblatt ziehen. Während der Rotation besteht jedoch die Gefahr, dass die Blattoberfläche im Bereich der Bandschlingen durch die Reibung beschädigt wird. Hinzu kommt noch die Gefahr, dass die Blattkanten und/oder die Blattstruktur während der Versuche, den Rotor mit weiteren Steuerseilen gegen ein zu weites Drehen zu sichern oder den Rotor nach einem zu weitem Drehen wieder auszurichten, beschädigt werden.During the lifting process, the rotor rotates about the axis extending through the points where the rotor blades are attached to the nylon straps in the slings and slips in these depending on the friction ratio and support of the small crane in one of the vertical close position , However, there is a risk that the rotor will rotate too far, because the center of gravity of the rotor is at a distance from the crossing point of the blade axes or at a distance from the imaginary axis of rotation and the crane operator does not pull the third rotor blade as required. During rotation, however, there is a risk that the blade surface in the area of the belt loops is damaged by the friction. In addition, there is the risk that the blade edges and / or the blade structure during attempts to secure the rotor with additional control cables against too much rotation or to align the rotor after over-rotating again, damaged.

Die DE 10 2007 062 428 offenbart eine Hebevorrichtung und ein Verfahren zur Montage von einem Rotor oder einer Nabe eines Rotors an einen Triebstrang einer Windturbine. Aus dem Stand der Technik ist bekannt, eine Hub- und Kippeinrichtung formschlüssig, z. B. durch Schrauben, an der Rotornabe zu befestigen. Nachteilig dabei ist der hohe Arbeits- und Zeitaufwand für die Montage der Hub- und Kippeinrichtung an der auf dem Boden liegenden Rotornabe und die Demontage der Hub- und Kippeinrichtung an der auf den Triebstrang montierten Rotornabe.The DE 10 2007 062 428 discloses a lifting device and method for mounting from a rotor or hub of a rotor to a power train of a wind turbine. From the prior art is known, a lifting and tilting form fit, z. B. by screws to attach to the rotor hub. A disadvantage here is the high labor and time required for the assembly of the lifting and tilting device on the rotor hub lying on the ground and the disassembly of the lifting and tilting device on the rotor hub mounted on the drive train.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Hebevorrichtung anzugeben, welche unter anderem die Nachteile des Stands der Technik vermeidet. Insbesondere soll dabei eine Hebevorrichtung angegeben werden, die sich ohne hohen Aufwand und ohne Werkzeug an der Nabe befestigen lässt. Außerdem soll durch die erfindungsgemäße Lösung der Hebevorrichtung die Stabilität des Rotors während des Hebevorgangs erhöht werden, so dass eine schnelle, sichere und kostengünstige Ausrichtung des Rotors möglich ist.It is an object of the invention to provide an improved hoist which, inter alia, avoids the disadvantages of the prior art. In particular, while a lifting device should be specified, which can be attached to the hub without much effort and without tools. In addition to be increased by the inventive solution of the lifting device, the stability of the rotor during the lifting operation, so that a fast, safe and cost-effective orientation of the rotor is possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Hebevorrichtung nach Hauptanspruch 1, eine Nabe nach Anspruch 9, ein System nach Anspruch 10 und ein Verfahren nach Anspruch 12 gelöst, wobei die Hebevorrichtung als selbstschließende Hebezange ausgelegt ist. Die Hebezange verfügt über einen ersten Hebel und einen zweiten Hebel, die über einen Drehpunkt verbunden sind. Dabei ist mindestens der erste Hebel durch die Anordnung des Drehpunktes in jeweils einen Zugschenkel und einen Greifschenkel unterteilt, wobei der Zugschenkel einen Anhängepunkt für einen Lastenheber, z. B. einen Kran, aufweist. Der zweite Hebel umfasst mindestens einen Greifschenkel. Durch die Ausbildung der Hebel werden die Greifschenkel der Hebezange beim Ziehen an den Zugschenkel aneinander geführt und die Hebezange wird dadurch geschlossen. An den von dem Drehpunkt gegenüber stehenden Enden der Greifschenkel sind Endabschnitte, die als Befestigungsmittel ausgebildet sind, angeordnet. Die Endabschnitte werden bei der Montage der Hebevorrichtung an der Nabe in dort vorgesehene Aufnahmemittel der Nabe eingeführt.This object is achieved with a lifting device according to the main claim 1, a hub according to claim 9, a system according to claim 10 and a method according to claim 12, wherein the lifting device is designed as a self-closing lifting pliers. The lifting tongs have a first lever and a second lever, which are connected via a pivot point. In this case, at least the first lever is subdivided by the arrangement of the pivot point into a respective draw leg and a gripping limb, wherein the draw limb forms an attachment point for a load lifter, e.g. B. a crane having. The second lever comprises at least one gripping leg. As a result of the design of the levers, the gripping legs of the lifting tongs are guided against one another when pulled against the drawbar, and the lifting tongs are thereby closed. At the ends of the gripper legs opposite the fulcrum end portions, which are formed as fastening means, are arranged. The end portions are introduced during assembly of the lifting device to the hub in there provided receiving means of the hub.

Der erste Hebel, der zweite Hebel, der Drehpunkt und der Anhängepunkt sind geometrisch derart ausgelegt und zueinander angeordnet, dass im Montagefall die Endabschnitte der Greifhebel in die Aufnahmemittel in der Nabe eingreifen können und durch die Wirkung der Gewichtskraft des Rotors eine form- und/oder reibschlüssige Verbindung zwischen Hebevorrichtung und Nabe herstellbar ist, wobei die Verbindung in einer Anhubposition, in einer Montageposition und in einer Zwischenposition wirksam ist. Die Anhubposition wird eingenommen, wenn der Rotor vor der Montage auf dem Boden liegt und die Längsachsen der Rotorblätter im Wesentlichen horizontal ausgerichtet sind. Die Montageposition wird eingenommen, wenn der Rotor am Kran in der Luft hängt und der Rotor sich so gedreht hat, dass die Längsachsen der Rotorblätter im Wesentlichen vertikal ausgerichtet sind und die Zwischenposition wird eingenommen, während sich der Rotor aus der Anhubposition in die Montageposition dreht.The first lever, the second lever, the pivot point and the attachment point are geometrically designed and arranged to each other that in the case of assembly, the end portions of the gripping levers can engage in the receiving means in the hub and by the effect of the weight of the rotor a shape and / or frictional connection between the lifting device and the hub can be produced, wherein the connection is effective in a lifting position, in a mounting position and in an intermediate position. The lifting position is taken when the rotor is located on the ground prior to assembly and the longitudinal axes of the rotor blades are aligned substantially horizontally. The mounting position is assumed when the rotor is suspended from the crane in the air and the rotor has rotated so that the longitudinal axes of the rotor blades are oriented substantially vertically and the intermediate position is taken while the rotor is rotating from the lifting position to the mounting position.

Die reibschlüssige Verbindung kann dabei durch verschiedene Lösungen hergestellt werden, z. B. können die Endabschnitte der Greifschenkel mit einer Nase ausgebildet sein, an der sich die Nabe abstützen kann. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Endabschnitte der Greifschenkel und die Innenseite der Aufnahmen in der Nabe mit einer Verzahnung zu versehen. Eine weitere Möglichkeit kann auch sein, die Endabschnitte der Greifschenkel und die Nabe mit Bohrungen zu versehen, in die Bolzen eingeführt werden können. Hierdurch wird ein sicherer Sitz der Greifschenkel in den Aufnahmen der Nabe auch in einem unbelasteten Zustand der Hebezange gewährleistet.The frictional connection can be made by different solutions, eg. For example, the end portions of the gripping legs may be formed with a nose against which the hub can be supported. But it is also possible to provide the end portions of the gripping arms and the inside of the receptacles in the hub with a toothing. Another possibility may also be to provide the end portions of the gripping arms and the hub with holes into which bolts can be inserted. This ensures a secure fit of the gripping arms in the receptacles of the hub, even in an unloaded state of the lifting tongs.

Eine Ausgestaltung der Erfindung lehrt, dass der erste Hebel, der zweite Hebel, der Drehpunkt und der Anhängepunkt der Hebevorrichtung geometrisch so ausgelegt sind, so dass der Rotor bei Erreichen der Montageposition einen Montagewinkel und eine stabile Gleichgewichtslage einnimmt. Dieser Montagewinkel wird erreicht, wenn die Rotationsachse des Rotors, d. h. die Achse, um die sich der Rotor in dem späteren Betriebszustand dreht, parallel zur Rotationsachse des Antriebstrangs liegt und die stabile Gleichgewichtslage wird eingenommen, wenn der Anhängepunkt auf der Schwerelinie des um den Montagewinkel ausgerichteten Rotors liegt. In dieser Lage wirken keine Drehmomente auf den Rotor.An embodiment of the invention teaches that the first lever, the second lever, the pivot point and the attachment point of the lifting device are designed geometrically so that the rotor assumes a mounting angle and a stable equilibrium position upon reaching the mounting position. This mounting angle is achieved when the axis of rotation of the rotor, i. H. the axis about which the rotor rotates in the later operating state, is parallel to the axis of rotation of the drive train and the stable equilibrium position is assumed when the hitch is on the gravity line of the rotor aligned by the mounting angle. In this situation, no torques act on the rotor.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann auch der zweite Hebel einen Zugschenkel und einen Anhängepunkt aufweisen. Die Schließkraft wird dadurch über beide Hebel in die Hebezange geleitet, wobei ein sicherer form- und/oder reibschlüssiger Verbund gewährleistet wird.In a further embodiment of the invention, the second lever may also have a drawbar and an attachment point. The closing force is thereby passed over both levers in the lifting tongs, whereby a secure positive and / or frictional connection is ensured.

In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Greifschenkel und die Zugschenkel unterschiedliche Längen auf. Vorteilhafter Weise kann der erste Greifschenkel kürzer als der zweite Greifschenkel und der zweite Zugschenkel kürzer als der erste Zugschenkel ausgebildet sein. Dadurch kann die Schließkraft optimiert werden, was einen sicheren form- und/oder reibschlüssigen Verbund zwischen Hebevorrichtung und Nabe gewährleistet.In a preferred embodiment, the gripping legs and the drawbars have different lengths. Advantageously, the first gripping leg may be shorter than the second gripping leg and the second traction leg may be shorter than the first traction leg. As a result, the closing force can be optimized, which ensures a secure positive and / or frictional connection between the lifting device and the hub.

In einer weiteren Ausführungsform schließen die Greifschenkel und die Endabschnitte einen Winkel ein. Durch die Verwinkelung der Greifschenkel kann ein sicheres Greifen der Nabe gewährleistet werden.In a further embodiment, the gripping legs and the end sections enclose an angle. Due to the angulation of the gripping arms secure gripping of the hub can be ensured.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Nabe für eine Windturbine mit einem auf einem Turm drehbar gelagerten Maschinenhaus, wobei mindestens ein Rotorblatt an der Nabe befestigbar ist, und die Nabe an einer im Maschinenhaus drehbar gelagerten Rotorwelle befestigbar ist, wobei die Nabe Aufnahmemittel für eine Hebevorrichtung, wie voran stehend beschrieben, aufweist. Dabei kann eine Änderung an einem bestehenden Design einer Nabe gering gehalten werden, z. B. kann die Nabenverkleidung mit kleinen zusätzlichen Luken und der Gusskörper der. Nabe mit Bohrungen für die Aufnahme der Endabschnitte der Greifhebel der Hebezange ausgestattet werden.The invention also relates to a hub for a wind turbine with a rotatably mounted on a tower engine house, wherein at least one rotor blade is fastened to the hub, and the hub is fastened to a rotor shaft rotatably mounted in the machine housing, the hub receiving means for a lifting device, as described above. In this case, a change to an existing design of a hub can be kept low, z. B. the hub cover with small additional hatches and the cast body of the. Hub with holes for receiving the end portions of the gripping levers of the lifting tongs are equipped.

Des Weiteren ist auch eine Windturbine mit einem auf einem Turm drehbar gelagerten Maschinenhaus und einem Rotor mit der voran beschriebenen Nabe Teil der Erfindung.Furthermore, a wind turbine with a rotatably mounted on a tower engine house and a rotor with the hub described above is part of the invention.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein System für die Montage eines Rotors an einem Triebstrang einer Windturbine, wobei das System über eine Nabe nach Anspruch 9 sowie eine Hebevorrichtung nach Anspruch 1 verfügt.The invention also relates to a system for mounting a rotor on a drive train of a wind turbine, the system having a hub according to claim 9 and a lifting device according to claim 1.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Montage eines Rotors, welcher eine Nabe und mindestens ein Rotorblatt umfasst, an einer Rotorwelle einer Windturbine mittels der voran beschriebenen Hebevorrichtung. Bei der Montage des Rotors an der Rotorwelle werden zuerst die Endabschnitte der Hebevorrichtung in die Aufnahmemittel der Nabe eingebracht. Danach wird ein Lastenheber, z. B. ein Großkran, an dem Aufhängepunkt an dem Zugschenkel der Hebevorrichtung und einen weiteren Lastenheber, z. B. ein Kleinkran, an einem Rotorblatt befestigt. Durch ein gleichzeitiges Heben der beiden Lastenheber wird der Rotor aus der auf dem Boden liegenden Position gehoben und während dem Hebevorgang ausbalanciert. Durch ein langsameres Anheben des an dem Rotorblatt befestigten Lastenhebers als des an der Hebevorrichtung befestigten Lastenhebers wird der Rotor danach von der horizontalen Anhubposition in einer senkrechten Montageposition gedreht. Nachdem der Rotor die Montageposition erreicht hat, wird der Rotor von dem an der Hebevorrichtung befestigten Lastenhebers auf die Höhe der Rotorwelle gehoben und an der Rotorwelle befestigt.The invention also provides a method for mounting a rotor, which comprises a hub and at least one rotor blade, on a rotor shaft of a wind turbine by means of the lifting device described above. When mounting the rotor to the rotor shaft, the end portions of the lifting device are first introduced into the receiving means of the hub. Thereafter, a load lift, z. B. a large crane, at the suspension point on the drawbar of the lifting device and another load lifter, z. As a small crane, attached to a rotor blade. By simultaneously lifting the two load lifters, the rotor is lifted from the position lying on the ground and balanced during the lifting process. By slower lifting of the lifter attached to the rotor blade than the load lifter attached to the lifter, the rotor is then rotated from the horizontal lifting position to a vertical mounting position. After the rotor has reached the mounting position, the rotor is lifted by the load lifter attached to the lifting device to the height of the rotor shaft and fastened to the rotor shaft.

Insbesondere ist die erfindungsgemäße Hebevorrichtung und Nabe so ausgebildet, dass die Hebevorrichtung ohne Werkzeug an die Nabe montierbar ist.In particular, the lifting device and hub according to the invention is designed so that the lifting device can be mounted without tools on the hub.

Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus den Zeichnungen anhand der Beschreibung hervor. Further details of the invention will become apparent from the drawings with reference to the description.

In den Zeichnungen zeigtIn the drawings shows

1 eine Windturbine 1 a wind turbine

2 eine Hebevorrichtung auf einer Nabe eines Rotors aufgesetzt 2 a lifting device mounted on a hub of a rotor

3 die Belastung der Nabe eines Rotors in einer Anhubposition 3 the load of the hub of a rotor in a lifting position

4 die Belastung der Nabe eines Rotors in einer Montageposition 4 the load of the hub of a rotor in a mounting position

5 eine weitere Ausführungsform der Hebevorrichtung 5 a further embodiment of the lifting device

In 1 ist eine Windturbine 2 mit einem Turm 3, einem auf dem Turm 3 gelagerten Maschinenhaus 4 und ein Rotor 5 mit einer Nabe 6 und drei Rotorblätter 7 dargestellt. Die Nabe 6 ist an einer in dem Maschinenhaus drehbar gelagerten und zu der Horizontalebene um einen Winkel γ abgewinkelten Rotorwelle befestigt. Gemäß dieser Ausführung ist die Nabe 6 mit Aufnahmemittel 8, 8' für die erfindungsgemäße Hebevorrichtung 1 ausgebildet.In 1 is a wind turbine 2 with a tower 3 one on the tower 3 stored machine house 4 and a rotor 5 with a hub 6 and three rotor blades 7 shown. The hub 6 is attached to a rotatably mounted in the machine house and to the horizontal plane by an angle γ angled rotor shaft. According to this embodiment, the hub is 6 with receiving means 8th . 8th' for the lifting device according to the invention 1 educated.

2 zeigt eine Hebevorrichtung 1 für einen Rotor 5 auf einer Nabe 6 des Rotors 5 montiert, wobei die Hebevorrichtung 1 als eine selbstschließende Hebezange ausgebildet ist. Die Hebezange verfügt über einen ersten Hebel 9 und einen zweiten Hebel 10, die über einen Drehpunkt 11 miteinander verbunden sind. Der erste Hebel 9 ist durch den Drehpunkt 11 in einen Zugschenkel 12 und einen Greifschenkel 13 unterteilt. An dem Zugschenkel 12 ist ein Anhängepunkt 14 für einen Lastenheber, z. B. einen Kran, vorhanden. Der zweite Hebel 10 ist in diesem Ausführungsbeispiel als reiner Greifschenkel 15 ausgebildet. Endabschnitte 16, 16' der beiden Greifschenkel 13 und 15 sind als Befestigungsmittel ausgebildet, die in die Aufnahmemittel 8, 8' in der Nabe 6 eingeschoben werden und somit die Verbindung zwischen Nabe 6 und Hebevorrichtung 1 herstellen. Bei der Montage der Hebevorrichtung 1 an den auf dem Boden liegenden Rotor 5 werden zuerst die an einer Nabenverkleidung 17 vorhandenen Abdeckungen entfernt, und somit wird ein freier Weg zu den in der Nabe 6 integrierten Aufnahmemitteln 8, 8' geschaffen. Danach werden die Greifschenkel 13 und 15 auseinander geführt, der Endabschnitt 16' des zweiten Hebels 10 in das Aufnahmemittel 8' der Nabe 6 und der Endabschnitt 16 des ersten Hebels 9 in das Aufnahmemittel 8 der Nabe 6 eingeführt. Durch Anheben des Zugschenkels 12 schließen sich die Greifschenkel 13 und 15 unter der Gewichtskraft des zu hebenden Rotors 5. 2 shows a lifting device 1 for a rotor 5 on a hub 6 of the rotor 5 mounted, with the lifting device 1 is designed as a self-closing lifting pliers. The lifting tongs have a first lever 9 and a second lever 10 that have a pivot point 11 connected to each other. The first lever 9 is through the fulcrum 11 in a pull leg 12 and a gripping leg 13 divided. At the drawbar 12 is a hitch 14 for a loader, z. As a crane, available. The second lever 10 is in this embodiment as a pure gripping leg 15 educated. end 16 . 16 ' the two gripping legs 13 and 15 are formed as fastening means, in the receiving means 8th . 8th' in the hub 6 be inserted and thus the connection between hub 6 and lifting device 1 produce. When mounting the lifting device 1 to the rotor lying on the ground 5 be the first on a hub panel 17 Exists existing covers, and thus a clear path to those in the hub 6 integrated recording means 8th . 8th' created. Then the gripping legs become 13 and 15 apart, the end section 16 ' of the second lever 10 in the receiving means 8th' the hub 6 and the end section 16 of the first lever 9 in the receiving means 8th the hub 6 introduced. By lifting the drawbar 12 close the gripping arms 13 and 15 under the weight of the rotor to be lifted 5 ,

3 zeigt den Rotor 5, am Boden liegend, mit der aufgesetzten Hebevorrichtung 1. Vor dem Anheben wird ein weiterer Lastenheber, z. B. ein Kran, an einem Rotorblatt 7 befestigt. In der Anfangsphase des Hebevorgangs wird der Rotor 5 von beiden Lastenhebern in einer Horizontallage angehoben. Ab einer gewissen Höhe wird dann die Hubgeschwindigkeit des an dem Rotorblatt 7 befestigten Lastenhebers im Vergleich zu dem anderen Lastenheber abgesenkt. Da sich der Schwerpunkt des Rotors 5 in einem Abstand von dem Anhängepunkt 14 entlang der Horizontalachse 17 versetzt befindet, entsteht eine Drehbewegung, die den Rotor 5 von der horizontalen Lage, in welcher die Längsachsen der Rotorblätter 7 im wesentlichen horizontal ausgerichtet sind, in eine senkrechten Lage, in welcher die Längsachsen der Rotorblätter 7 im wesentlichen vertikal ausgerichtet sind, bewegt. 3 shows the rotor 5 lying on the floor, with the lifting device attached 1 , Before lifting another load lifter, z. As a crane, on a rotor blade 7 attached. In the initial phase of the lifting process, the rotor 5 lifted by two load lifts in a horizontal position. From a certain height then the lifting speed of the rotor blade 7 lowered load lifter compared to the other load lifter lowered. Because the center of gravity of the rotor 5 at a distance from the attachment point 14 along the horizontal axis 17 offset, creates a rotary motion, which is the rotor 5 from the horizontal position, in which the longitudinal axes of the rotor blades 7 are oriented substantially horizontally, in a vertical position, in which the longitudinal axes of the rotor blades 7 are oriented substantially vertically, moves.

4 zeigt den Rotor 5 und die darauf montierte Hebevorrichtung 1 in einer stabilen Gleichgewichtslage in der Montageposition. In dieser Position wird der Rotor 5 nur durch die Hebevorrichtung 1 getragen ohne Beitrag von dem an einem Rotorblatt 7 angehängten zweiten Lastenheber. Da das von dem zweiten Lastenheber während dem Hebevorgang entgegenhaltende Drehmoment in dieser Position nicht vorhanden ist, muss die Hebevorrichtung 1 so ausgebildet sein, dass der Rotor 5 die stabile Gleichgewichtslage und den gewünschten Montagewinkel einnimmt. Hierzu muss der erste Greifschenkel 13 eine Länge a und der zweite Greifschenkel 15 eine Länge b aufweisen, so dass sich Drehmomente von den an den Aufnahmemittel 8, 8' der Nabe 6 wirkenden Komponenten F1, F2 der Gewichtskraft des Rotors 5, ausgleichen. Des weiteren weisen die Endabschnitte 16, 16' der beiden Greifschenkel 13 und 15 vorzugsweise einen Winkel α und β zu einer senkrechten Achse auf, so dass die auf einer Anlagefläche 18, 18' der Aufnahmemittel 8, 8' wirkenden Reibkräfte, die sich aus den Normalkräften zu der Anlagefläche 18, 18' und dem Reibwert zwischen Anlagefläche 18, 18' und Greifschenkel 13, 15 berechnen lassen, größer als die Querkraftkomponente der an den Aufnahmemittel 8, 8' der Nabe 6 wirkenden Komponenten F1, F2 der Gewichtskraft des Rotors 5 sind. Ein Herausrutschen der Endabschnitte 16, 16' aus den Aufnahmemitteln 8, 8' der Nabe 6 wird somit durch die Reibkraft zwischen Greifschenkel 13, 15 und Aufnahmemittel 8, 8' verhindert. 4 shows the rotor 5 and the lifting device mounted thereon 1 in a stable equilibrium position in the mounting position. In this position, the rotor 5 only by the lifting device 1 carried without contribution from that on a rotor blade 7 attached second load lifter. Since the opposite of the second load lifter during the lifting torque in this position is not present, the lifting device 1 be designed so that the rotor 5 the stable equilibrium position and the desired mounting angle occupies. For this purpose, the first gripping leg 13 a length a and the second gripping leg 15 have a length b, so that torques from the to the receiving means 8th . 8th' the hub 6 acting components F 1 , F 2 of the weight of the rotor 5 , compensate. Furthermore, the end sections 16 . 16 ' the two gripping legs 13 and 15 preferably an angle α and β to a vertical axis, so that on a contact surface 18 . 18 ' the recording medium 8th . 8th' acting frictional forces resulting from the normal forces to the contact surface 18 . 18 ' and the coefficient of friction between contact surface 18 . 18 ' and gripping arms 13 . 15 can be calculated, greater than the transverse force component of the receiving means 8th . 8th' the hub 6 acting components F 1 , F 2 of the weight of the rotor 5 are. Slipping out of the end sections 16 . 16 ' from the receiving means 8th . 8th' the hub 6 is thus due to the frictional force between gripper legs 13 . 15 and receiving means 8th . 8th' prevented.

Da die Längen der Schenkel 12, 13, 15 abhängig von der Lage des Schwerpunkts des Rotors 5 und der Positionen der Aufnahmemittel 8, 8' an der Nabe 6 sind und die benötigten Winkel α, β der Greifschenkel 13, 15 von dem Reibwert zwischen Endabschnitt 16, 16' und Nabe 6 und den Längen der Schenkel 12, 13, 15 abhängig sind, lassen sich keine exakten Angaben der Längen und Winkel machen. Diese können jedoch von einem Fachmann in dem Bereich Mechanik durch Aufstellen eines Kräftegleichgewichts und durch Berücksichtigung der oben genannten Bedingungen berechnet werden.Because the lengths of the thighs 12 . 13 . 15 depending on the position of the center of gravity of the rotor 5 and the positions of the receiving means 8th . 8th' at the hub 6 are and the required angles α, β of the gripping legs 13 . 15 from the coefficient of friction between end portion 16 . 16 ' and hub 6 and the lengths of the thighs 12 . 13 . 15 are dependent, can make no exact information about the lengths and angles. However, these can be done by a specialist in in the field of mechanics by establishing a balance of forces and taking into account the above conditions.

5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Hebevorrichtung 1. In dieser Ausführungsform weist auch der Hebel 10 einen Zugschenkel 12' und einen Anhängepunkt 14' auf. Bei der Montage des Rotors 5 wird z. B. ein Seil oder ein Hebeband durch die Anhängepunkte 14, 14' gezogen und anschließend an einem Lastenheber, z. B. einem Kran, befestigt. Bei dem Heben des Rotors 5 wird die Schließkraft dabei über beide Hebel 9 und 10 in die Hebezange geleitet, wobei ein sicherer form- und/oder reibschlüssiger Verbund gewährleistet wird. 5 shows a further embodiment of the lifting device 1 , In this embodiment also has the lever 10 a pull leg 12 ' and a trailer point 14 ' on. During assembly of the rotor 5 is z. B. a rope or a lifting strap through the attachment points 14 . 14 ' pulled and then to a load lifter, z. As a crane attached. When lifting the rotor 5 the closing force is over both levers 9 and 10 directed into the lifting tongs, with a secure positive and / or frictional connection is ensured.

Die in den beschriebenen Ausführungsbeispielen offenbarten Merkmalskombinationen sollen nicht limitierend auf die Erfindung wirken, vielmehr sind auch die Merkmale der unterschiedlichen Ausführungen miteinander kombinierbar.The feature combinations disclosed in the described exemplary embodiments are not intended to limit the invention, but rather the features of the different embodiments can also be combined with one another.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Hebevorrichtunghoist
22
Windturbinewind turbine
33
Turmtower
44
Maschinenhauspower house
55
Rotorrotor
66
Nabehub
77
Rotorblätterrotor blades
88th
Aufnahmemittelreceiving means
99
Hebellever
1010
Hebellever
1111
Drehpunktpivot point
1212
Zugschenkeltie arm
1313
Greifschenkelcross legs
1414
AnhängepunktAnnexes Element
1515
Greifschenkelcross legs
1616
Endabschnittend
1717
Nabenverkleidunghub lining
1818
Anlageflächecontact surface
1919
HorizontalachseHorizontal axis
2020
Senkrechte AchseVertical axis
FH F H
Hubkraftlifting capacity
FG F G
Gewichtskraftweight force
F1 F 1
Komponente der GewichtskraftComponent of weight
F2 F 2
Komponente der GewichtskraftComponent of weight

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (12)

Hebevorrichtung (1) für die Montage eines Rotors (5) an einen Triebstrang einer Windturbine (2), wobei der Rotor (5) eine Nabe (6), an der Nabe (6) befestigte Rotorblätter (7) und mit der Nabe (6) verbundene Aufnahmemittel (8, 8') umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass – die Hebevorrichtung (1) als selbstschließende Hebezange ausgebildet ist, wobei die Hebevorrichtung (1) über einen ersten Hebel (9) und einen zweiten Hebel (10) verfügt, die über einen Drehpunkt (11) verbunden sind, mindestens der erste Hebel (9) durch die Anordnung des Drehpunktes (11) in einen Zugschenkel (12) und einen Greifschenkel (13) unterteilt ist, – der zweite Hebel (10) mindestens einen Greifschenkel (15) umfasst, – der Zugschenkel (12) einen Anhängepunkt (14) für einen Lastenheber, z. B. einen Kran, aufweist, – Endabschnitte (16) der beiden Greifschenkel (13, 15) als Befestigungsmittel ausgebildet sind, – der erste Hebel (9), der zweite Hebel (10), der Drehpunkt (11) und der Anhängepunkt (14) geometrisch derart ausgebildet und zueinander angeordnet sind, – so dass im Montagefall die Endabschnitte (16) der Greifschenkel (13, 15) in die Aufnahmemittel (8, 8') der Nabe (6) greifen kann und durch die Wirkung der Gewichtskraft des Rotors (5) eine form- und/oder reibschlüssige Verbindung zwischen Hebevorrichtung (1) und Rotor (5) herstellbar ist, wobei die Verbindung in einer Anhubposition, in einer Montageposition und in einer Zwischenposition wirksam ist.Lifting device ( 1 ) for mounting a rotor ( 5 ) to a drive train of a wind turbine ( 2 ), wherein the rotor ( 5 ) a hub ( 6 ), at the hub ( 6 ) attached rotor blades ( 7 ) and with the hub ( 6 ) receiving means ( 8th . 8th' ), characterized in that - the lifting device ( 1 ) is designed as a self-closing lifting pliers, wherein the lifting device ( 1 ) via a first lever ( 9 ) and a second lever ( 10 ), which has a pivot point ( 11 ), at least the first lever ( 9 ) by the arrangement of the fulcrum ( 11 ) in a Zugschenkel ( 12 ) and a gripping leg ( 13 ), - the second lever ( 10 ) at least one gripping leg ( 15 ), - the drawbar ( 12 ) an attachment point ( 14 ) for a load lift, z. B. a crane having, - end sections ( 16 ) of the two gripping legs ( 13 . 15 ) are formed as fastening means, - the first lever ( 9 ), the second lever ( 10 ), the fulcrum ( 11 ) and the attachment point ( 14 ) are geometrically formed and arranged in relation to one another, so that in the case of assembly the end sections ( 16 ) of the gripping leg ( 13 . 15 ) in the receiving means ( 8th . 8th' ) the hub ( 6 ) and by the effect of the weight of the rotor ( 5 ) a positive and / or frictional connection between lifting device ( 1 ) and rotor ( 5 ), wherein the connection is effective in a lifting position, in a mounting position and in an intermediate position. Hebevorrichtung (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der erste Hebel (9), der zweite Hebel (10), der Drehpunkt (11) und der Anhängepunkt (14) geometrisch so ausgelegt sind, so dass der Rotor bei Erreichen der Montageposition (B) einen Montagewinkel und eine stabile Gleichgewichtslage einnimmt.Lifting device ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the first lever ( 9 ), the second lever ( 10 ), the fulcrum ( 11 ) and the attachment point ( 14 ) are geometrically designed so that the rotor assumes a mounting angle and a stable equilibrium position upon reaching the mounting position (B). Hebevorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Hebel (10) einen Zugschenkel (12') und einen Anhängepunkt (14') umfasst.Lifting device ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the second lever ( 10 ) a pull leg ( 12 ' ) and a trailer point ( 14 ' ). Hebevorrichtung (1) nach einem oder mehreren der voran gestellten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Greifschenkel (13, 15) unterschiedliche Längen aufweisen.Lifting device ( 1 ) according to one or more of the preceding claims characterized in that the gripping limbs ( 13 . 15 ) have different lengths. Hebevorrichtung (1) nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Greifschenkel (13) kürzer als der Greifschenkel (15) ist.Lifting device ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the gripping leg ( 13 ) shorter than the gripping leg ( 15 ). Hebevorrichtung (1) nach einem oder mehreren der voran gestellten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Zugschenkel (12, 12') unterschiedliche Längen aufweisen.Lifting device ( 1 ) according to one or more of the preceding claims, characterized in that the drawbars ( 12 . 12 ' ) have different lengths. Hebevorrichtung (1) nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Zugschenkel (12') kürzer als der Zugschenkel (12) ist.Lifting device ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the drawbar ( 12 ' ) shorter than the drawbar ( 12 ). Hebevorrichtung (1) nach einem oder mehreren der voran gestellten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass Greifschenkel (13, 15) und Endabschnitt (16) einen Winkel (α, β) einschließen.Lifting device ( 1 ) according to one or more of the preceding claims, characterized in that gripping legs ( 13 . 15 ) and end section ( 16 ) include an angle (α, β). Nabe (6) für eine Windturbine (2) mit einem auf einem Turm (3) drehbar gelagerten Maschinenhaus (4), wobei mindestens ein Rotorblatt (7) an der Nabe befestigbar ist, und die Nabe (6) an einer im Maschinenhaus (4) drehbar gelagerten Rotorwelle befestigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (6) Aufnahmemittel (8) für eine Hebevorrichtung (1) nach einem oder mehreren der voran gestellten Ansprüche aufweist.Hub ( 6 ) for a wind turbine ( 2 ) with one on a tower ( 3 ) rotatably mounted nacelle ( 4 ), wherein at least one rotor blade ( 7 ) is attachable to the hub, and the hub ( 6 ) at one in the nacelle ( 4 ) rotatably mounted rotor shaft is fastened, characterized in that the hub ( 6 ) Receiving means ( 8th ) for a lifting device ( 1 ) according to one or more of the preceding claims. System für die Montage eines Rotors an einem Triebstrang einer Windturbine, wobei das System über eine Nabe nach Anspruch 9 sowie eine Hebevorrichtung nach Anspruch 1 verfügt.System for mounting a rotor on a drive train of a wind turbine, the system having a hub according to claim 9 and a lifting device according to claim 1. Windturbine (2) mit einem auf einem Turm (3) drehbar gelagerten Maschinenhaus (4) und einem Rotor (5), mit einer Nabe (6) und mindestens einem Rotorblatt (7), dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (6) nach Anspruch 9 ausgebildet ist.Wind turbine ( 2 ) with one on a tower ( 3 ) rotatably mounted nacelle ( 4 ) and a rotor ( 5 ), with a hub ( 6 ) and at least one rotor blade ( 7 ), characterized in that the hub ( 6 ) is formed according to claim 9. Verfahren für die Montage eines Rotors (5) an einer Rotorwelle einer Windturbine (2), welcher eine Nabe (6) nach Anspruch 9 umfasst, umfassend die Schritte: – Einbringen von den Endabschnitten (16) der Hebevorrichtung nach Anspruch 1 in die Aufnahmemittel (8) der Nabe (6) nach Anspruch 9, – Befestigen von einem Lastenheber an dem Aufhängepunkt (14) an dem Zugschenkel (12) der Hebevorrichtung nach Anspruch 1, – Befestigen von einem weiteren Lastenheber an einem Rotorblatt (7), – Gleichzeitiges Heben und Ausbalancieren des Rotors (5) durch die beiden Lastenheber, – Drehen des Rotors (5) von der Anhubposition in die Montageposition durch langsameres Anheben des an dem Rotorblatt (7) befestigten Lastenhebers als des an der Hebevorrichtung (1) nach Anspruch 1 befestigten Lastenhebers, – Heben des Rotors (5) auf die Höhe der Rotorwelle, – Befestigen des Rotors (5) an der RotorwelleMethod for mounting a rotor ( 5 ) on a rotor shaft of a wind turbine ( 2 ), which has a hub ( 6 ) according to claim 9, comprising the steps: - introducing the end sections ( 16 ) of the lifting device according to claim 1 in the receiving means ( 8th ) the hub ( 6 ) according to claim 9, - attaching a load lifter to the suspension point ( 14 ) on the drawbar ( 12 ) of the lifting device according to claim 1, - attaching another load lifter to a rotor blade ( 7 ), - Simultaneous lifting and balancing of the rotor ( 5 ) through the two load lifters, - turning the rotor ( 5 ) from the lifting position to the mounting position by slower lifting of the on the rotor blade ( 7 ) attached load lifter than that on the lifting device ( 1 ) according to claim 1 fastened load lifter, - lifting the rotor ( 5 ) to the height of the rotor shaft, - fixing the rotor ( 5 ) on the rotor shaft
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