WO2008009352A9 - Arrangement of a lifting device on a rotor blade of a wind energy system and method - Google Patents

Arrangement of a lifting device on a rotor blade of a wind energy system and method

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WO2008009352A9
WO2008009352A9 PCT/EP2007/005866 EP2007005866W WO2008009352A9 WO 2008009352 A9 WO2008009352 A9 WO 2008009352A9 EP 2007005866 W EP2007005866 W EP 2007005866W WO 2008009352 A9 WO2008009352 A9 WO 2008009352A9
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rotor blade
lifting device
crane
wind turbine
cantilever arm
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Alf Trede
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Repower Systems Ag
Alf Trede
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    • B66C23/20—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes specially adapted for use in particular purposes with supporting couples provided by walls of buildings or like structures
    • B66C23/207—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes specially adapted for use in particular purposes with supporting couples provided by walls of buildings or like structures with supporting couples provided by wind turbines
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    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/10—Assembly of wind motors; Arrangements for erecting wind motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the invention relates to an arrangement of a lifting device for lifting loads or the like. Moreover, the invention relates to a wind turbine and a method for operating a wind turbine with at least one rotor blade.
  • Known wind turbines consist of a tower, arranged on the upper end of the tower nacelle, a rotor which is rotatably mounted about a rotor axis of rotation.
  • a generic wind energy plant is described for example in DE-A-10 2004 023 773.
  • EP-BO 783 630 discloses a load lifting device on a wind turbine.
  • WO-A-02/34664 describes a method for attaching a crane to a windmill, wherein a crane is hoisted up to the machine house by means of an auxiliary crane on a machine house of the windmill and is arranged on the machine house.
  • DE-A-103 03 555 a method for craneless assembly or disassembly of a part of a wind turbine, in particular a rotor blade of a wind turbine to a rotor blade connection of a hub of a rotor of the wind turbine described.
  • the object of the invention is to provide a wind turbine in which for assembly purposes or repair a crane, especially for a predetermined period of time, is present, the cost and the cost of providing the crane are kept as low as possible should.
  • the object is achieved by the arrangement of a lifting device for lifting loads on a rotor blade of a wind energy plant using the rotor blade as a crane column of the lifting device.
  • a load lifting device e.g. a cantilever is mounted or provided on a rotor blade of a stationary wind turbine
  • a crane system of a wind turbine is formed so that loads are lifted onto a nacelle by means of the load lifting device according to the invention, wherein the crane system or the crane has a crane column which is provided by the Rotor blade of the stationary wind turbine is formed.
  • the rotor blade as a crane column
  • a crane or crane system is formed in a simple manner, wherein the formation of a separate or separate crane column of a lifting crane is not necessary.
  • Rotor blade on the erected wind turbine already existing or firmly mounted During a standstill of the wind turbine then a temporary crane or the temporary load lifting device is formed using a rotor blade mounted on the wind turbine. If the rotor blade is rotatable or adjustable at standstill about its blade angle adjustment axis or is rotated or pivoted during standstill, the crane is achieved by forming the load lifting device or the crane with the rotor blade as a crane column, because of the rotatable or pivotable Rotor blade having a crane boom or cantilever arm arranged on the rotor blade used as a crane column has a rotatable or pivotable crane column. As a result, overall a simple crane system is possible in construction.
  • the rotor blade which as
  • Crane column of the crane to be built or built is used, this in a vertical position on the stationary wind turbine.
  • the load lifting device is or is mounted, for example, on an angle-adjustable rotor blade, it is ensured that the crane or the crane system has a pivoting crane arm, so that the bending moment introduced by the load in the crane arm is at least partially removed via the rotor blade bearing of the wind turbine.
  • the crane is dismantled, so that the rotor blade for normal use, i. for the generation of energy, is available.
  • the lifting device with a
  • the cantilever arm via appropriate cuffs or other fasteners or stop points mounted on the, in particular vertically positioned, rotor blade of the wind turbine.
  • the lifting device is pivotally mounted, whereby it is possible for the pivot axis of the lifting device or of the crane to coincide with the blade angle adjustment axis of the rotor blade.
  • a kind of column jib crane is made possible by using the adjustable rotor blade as a rotary column for disassembly or assembly of driveline components, wherein the rotor blade acts as a kind of pivoting column of the crane.
  • the rotor blade is advantageously in a vertical upward working position, so that the angle-adjustable rotor blade is used as a rotatable column of the temporary crane mounted for the exchange of components of the nacelle or in the nacelle 5 of the wind turbine.
  • the angle-adjustable rotor blade is used as a rotatable column of the temporary crane mounted for the exchange of components of the nacelle or in the nacelle 5 of the wind turbine.
  • Wind turbines without blade adjustment a pivot axis may be provided on the lifting device.
  • the subject of the invention eliminates, for example, the use of a mobile crane or permanently installed cranes in one
  • the essential advantage of the invention is that through the Using the rotor blade as a functional part of the crane on the one hand, a very simple, lightweight and cost-effective crane can be used, since the heavy and expensive pivoting column including pivot bearing and slewing gear is eliminated, on the other hand, less effort during installation of a crane arises.
  • the lifting device is pivotable or pivoted by rotating the rotor blade.
  • a control device for pivoting the lifting device is advantageously provided.
  • a hoist with at least one cable is further provided, wherein the rope is guided by the hoist on the boom to a load.
  • the hoist is provided at the bottom of the wind turbine or between the ground and the nacelle of the wind turbine or on the nacelle itself.
  • the object is achieved by a wind energy plant, which is formed with a previously described arrangement of a lifting device on a rotor blade of the wind turbine.
  • a wind energy plant which is formed with a previously described arrangement of a lifting device on a rotor blade of the wind turbine.
  • Advantageous embodiments are also described above, to which reference is expressly made.
  • the wind turbine is formed with at least one rotor blade, wherein at standstill of the wind turbine on the at least one rotor blade, a lifting device is or is arranged.
  • the rotor blade In the working position of the lifting device according to the invention, the rotor blade, on which the lifting device or the crane is mounted, in a substantially vertical position.
  • the invention to mount the lifting device so that the corresponding rotor blade is brought into a position in order to install the lifting device on the rotor blade.
  • This receiving position of the lifting device may be different from the working position of the rotor blade as a pivotable crane column, so that after receiving and installing the lifting device on the rotor blade, the rotor blade is rotated from the receiving position into the vertically formed working position.
  • the lifting device or a cantilever arm of the crane about a second, substantially perpendicular to the first pivot axis axis is pivotable or is pivoted.
  • the crane arm or boom of the lifting device furthermore has a displaceable cross-member.
  • the lifting device has a plurality of load attachment points located at different distances from the pivot axis. The latter embodiment is particularly suitable for a lightweight design of the lifting device, which is e.g. for the replacement of smaller components, such as Azimuth drives is used.
  • the lifting device is designed for large weights (up to 60 t in a 5 MW system), so that the crane according to the invention is suitable for exchanging large components such as a generator and / or a gearbox.
  • Pivoting the lifting device or the crane takes place by the controllable blade angle adjustment of the vertical rotor blade.
  • a corresponding control device or an optional wireless control device for controlling the Blattver- position is provided.
  • the problem is also solved by a method of operation a wind turbine with at least one rotor blade, which is further developed by the fact that during or during a standstill of the wind turbine, the rotor blade is used as a crane column of a lifting device.
  • a selection arm is arranged on the rotor blade serving as the crane column or used or used.
  • the bending moment introduced by a load into a cantilever arm of the lifting device is at least partially or essentially removed via a rotor blade bearing of the wind energy plant.
  • the lifting device has a cantilever arm or a type of crane arm, so that in the case of a load which is raised or lowered, the bending moment introduced via or into the cantilever arm is removed substantially or (at least) partially via the rotor blade bearing.
  • the lifting device is pivoted by means of the rotatable rotor blade.
  • a load is raised or lowered or held by means of a hoist and a rope on the lifting device.
  • Figures 1 a - 1 c are each different views of a cantilever arm which is attached to a rotor blade.
  • FIGS. 3a-3c show various views of a further extension arm, which is attached to a rotor blade of a wind energy plant.
  • FIGS. 1 a and 1 b show various views of a cantilever arm 10, which is arranged on a rotor blade 12 of a wind turbine W (see FIG. 1 c).
  • the cantilever arm 10 has a lattice-like structure, wherein on the side on which the cantilever arm 10 is connected to the rotor blade 12, a circular recess 14 is formed.
  • the semicircular recess 14 is adapted to the shape of the rotor blade in the blade root area accordingly, so that the cantilever arm 10 is fixedly mounted on the rotor blade 12.
  • the extension arm 10 is widened toward the rotor blade side and tapers away from the side facing away from the rotor blade side.
  • the crane has a second pivot axis 5, with which via a pivot drive, e.g. via a lifting cylinder 6, a height adjustment of the boom 10 is made possible.
  • the rotor blade 12 is rotated in its vertical position, so that the cantilever arm 10 on the rotor blade 12 with corresponding fastening devices is attached.
  • the rotor blade 12 is rotated together with the cantilever arm 10.
  • a embodiment of the boom 10 includes a boom and a hoist 9 with a hoist rope 7 for raising and lowering a load.
  • the hoist rope 7 is guided over corresponding rollers to the free end of the boom.
  • the hoist rope 7 also has at its free end a hook 8 or the like, to which a load is attached.
  • the cantilever arm 10 has a diagonally arranged lifting cylinder 6, so that the cantilever arm can be pivoted about a (substantially horizontal) pivot axis 5 ,
  • the hoist 9 can be manually operated in the form of a winch, the winch 9 may be located, for example, at the bottom of the wind turbine.
  • the winch 9 can be located on a vehicle and / or at the bottom of the wind turbine W.
  • FIGS. 2a and 2b show further views of a cantilever arm 10, the cantilever arm 10 being in the form of a cantilevered rod.
  • the boom In the area of its free end, the boom has a profile with a variety of load attachment points. Consequently is waived in this embodiment on a complex, movable crosshead.
  • Attach boom In the simplest case, an industrially manufactured chain hoist can be hooked into one of the load attachment points for this purpose.
  • a circular, round sleeve 16 is arranged, which is wound around the rotor blade 12 (see FIG. 2c).
  • the sleeve 16 completely surrounds the rotor blade 12 in the root area, so that the boom arm 10 is firmly connected to the rotor blade 12.
  • the rotor blade 12 is formed in its blade root area with a corresponding reinforcement or the like.
  • the mounting of the cantilever arm 10 on the rotor blade 12 can be done, for example, with a provided on the nacelle G or the nacelle of the wind turbine W (smaller) on-board crane.
  • a simple column pivot crane is formed, can be lifted with the loads to the nacelle or the nacelle of a wind turbine W.
  • At least the cantilever arm 10 of the lifting device remains on the roof of the nacelle G or of the nacelle of the wind energy plant
  • the boom 10 for use or for training tion of the lifting device pushed only to the rotor blade 12 and fastened there, whereby a difficult and time-consuming catching up of the boom 10 on the nacelle or the gondola G is omitted.
  • the complete lifting device can be stored on the machine house roof or the nacelle G.
  • Jib 10 are stored on the nacelle or the nacelle G. Further or all attachments and / or aids such as the hoist with rope, the load bottle, pulleys and cable guides or a chain hoist, a traverse or Verstellzy- or the cuff may preferably before the crane use of the boom 10 and on the wind turbine W to be mounted.
  • a significant cost reduction is achieved in a larger wind farm with multiple wind turbines, because the cost-effective support structure is present on each wind turbine and expensive precision parts must be provided as a kind of tool only once.
  • any desired embodiments are advantageously usable.
  • the components remain on the cantilever arm 10, which require significant assembly times and / or are inexpensive.
  • the cantilever arm 10 of the cantilever arm 10 is made of lightweight materials, such as aluminum or fiber composites or fiber reinforced materials, such as glass fiber reinforced plastic (GRP) or carbon fiber reinforced plastic (CFRP), to catch up and mounting the cantilever arm 10 and des Jib with muscle power or on-board resources, such as a simple cable, to allow.
  • lightweight materials such as aluminum or fiber composites or fiber reinforced materials, such as glass fiber reinforced plastic (GRP) or carbon fiber reinforced plastic (CFRP)
  • the corresponding rotor blade 22 is rotated to a position A, so that is mounted on the upstream side 26 of the rotor blade 22 of the boom arm 20 in a subsequent step.
  • a load cable 19 which is guided via a cable winch 17, the boom arm 20 is raised vertically upwards.
  • a corresponding deflection roller 23 is provided on the rotor hub 21 and a shackle is provided in the base 32 on the extension arm 20.
  • Rotor blade 22 is further rotated from its receiving position A, so that an executed as a molded part bearing point 31 of the boom 20 rests on the upstream side 26 of the rotor blade 22.
  • the cantilever arm 20 is arranged with continuous rotation of the rotor with the rotor blade 22 with a contact point on the upstream side 26 of the rotor blade 22 and another support point in the region of the rotor blade root on the rotor hub 21.
  • the cantilever arm 20 on the rotor blade 22 is positioned over corresponding guide cables until the rotor blade 22 is vertical (working position B).
  • the rotor blade 22 is in its working position B, in which the rotor blade 22 forms a column pivoting crane in combination with the horizontal boom 20.
  • the load cable 19 umgeWarkelt so that it is released from the guide roller 23 and the base 32 and only a load roller 24th of the boom 20 is guided and then as
  • the foot point 32 is connected or screwed to the pitch bearing of the rotor blade 22.
  • FIGS. 3b and 3c show different views of the completely assembled crane.
  • the crane By rotating the rotor blade 22, the crane is used to replace parts in the nacelle of the wind turbine W.
  • a diagonal brace 25 is additionally provided between the boom and another foot on the pitch camp. The other foot is advantageously about 90 ° twisted to the foot 32 on
  • Fig. 3b is denoted by the reference numeral 34, the load bottle, which is preferably used to the rope forces in heavy
  • the crane is constructed so that in the position shown in Fig. 3b e.g. the transmission of
  • Wind turbine can be exchanged, which is the heaviest

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Abstract

An arrangement of a lifting device (7, 8, 9, 10, 19, 20) on a wind energy system (W) for lifting loads is provided. The arrangement is further developed in that the lifting device (7, 8, 9, 10, 19, 20) is configured as a crane pillar of the lifting device (7, 8, 9, 10, 19, 20) making use of the rotor blade (12, 22). Furthermore, a wind energy system (W) and a method for the operation of a wind energy system (W), having at least one rotor blade (12, 22) are provided.

Description

ANORDNUNG EINER HEBEEINRICHTUNG AN EINEM ROTORBLATT EINER WINDENERGIEANLAGE SOWIE VERFAHREN ARRANGEMENT OF A LIFTING EQUIPMENT ON A ROTOR BLADE OF A WIND POWER PLANT AND METHOD
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft eine Anordnung einer Hebeeinrichtung zum Anheben von Lasten oder dergleichen. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Windenergieanlage sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Windenergieanlage mit wenigstens einem Rotorblatt.The invention relates to an arrangement of a lifting device for lifting loads or the like. Moreover, the invention relates to a wind turbine and a method for operating a wind turbine with at least one rotor blade.
Bekannte Windenergieanlagen bestehen aus einem Turm, einer auf dem oberen Ende des Turms angeordneten Gondel, einem Rotor, der um eine Rotordrehachse drehbar gelagert ist. Eine gattungsgemäße Windenergieanlage ist beispielsweise in DE-A-10 2004 023 773 beschrieben.Known wind turbines consist of a tower, arranged on the upper end of the tower nacelle, a rotor which is rotatably mounted about a rotor axis of rotation. A generic wind energy plant is described for example in DE-A-10 2004 023 773.
Darüber hinaus ist in EP-B-O 783 630 eine Lasthebevorrichtung an einer Windkraftanlage offenbart. Weiterhin beschreibt WO-A- 02/34664 ein Verfahren zum Anbringen eines Kranes an einer Windmühle, wobei mittels eines Hilfskrans auf einem Maschinenhaus der Windmühle ein Kran zum Maschinenhaus hochgezogen wird und auf dem Maschinenhaus angeordnet wird. Überdies ist in DE-A-103 03 555 ein Verfahren zur kranlosen Montage bzw. Demontage eines Teils einer Windenergieanlage, insbesondere eines Rotorblatts einer Windenergieanlage an einem Rotorblattanschluss einer Nabe eines Rotors der Windenergieanlage, beschrieben.In addition, EP-BO 783 630 discloses a load lifting device on a wind turbine. Furthermore, WO-A-02/34664 describes a method for attaching a crane to a windmill, wherein a crane is hoisted up to the machine house by means of an auxiliary crane on a machine house of the windmill and is arranged on the machine house. Moreover, in DE-A-103 03 555 a method for craneless assembly or disassembly of a part of a wind turbine, in particular a rotor blade of a wind turbine to a rotor blade connection of a hub of a rotor of the wind turbine described.
Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Windenergieanlage bereitzustellen, bei der zu Montagezwecken oder Reparaturarbeiten ein Kran, insbesondere für eine vorbestimmte Zeitdauer, vorhanden ist, wobei die Kosten sowie der Aufwand für die Bereitstellung des Krans möglichst gering gehalten werden sollen.Based on this prior art, the object of the invention is to provide a wind turbine in which for assembly purposes or repair a crane, especially for a predetermined period of time, is present, the cost and the cost of providing the crane are kept as low as possible should.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Anordnung einer Hebeeinrichtung zum Anheben von Lasten an einem Rotorblatt einer Windenergieanlage unter Verwendung des Rotorblatts als Kransäule der Hebeeinrichtung.The object is achieved by the arrangement of a lifting device for lifting loads on a rotor blade of a wind energy plant using the rotor blade as a crane column of the lifting device.
Dadurch, dass eine Lasthebeeinrichtung, z.B. ein Auslegerarm an einem Rotorblatt einer stillstehenden Windenergieanlage montiert bzw. bereitgestellt wird, wird ein Kransystem einer Windenergieanlage ausgebildet, so dass mittels der erfindungsgemäßen Lasthebeeinrichtung Lasten auf eine Gondel hochgehoben werden, wobei das Kransystem bzw. der ausgebildete Kran über eine Kransäule verfügt, die durch das Rotorblatt der stillstehenden Windenergieanlage gebildet wird. Durch die Verwendung des Rotorblatts als Kransäule wird auf einfache Weise ein Kran bzw. Kransystem ausgebildet, wobei die Ausbildung einer eigenen bzw. separaten Kransäule eines Lasthebekrans nicht notwenig ist. Hierbei ist dasBy having a load lifting device, e.g. a cantilever is mounted or provided on a rotor blade of a stationary wind turbine, a crane system of a wind turbine is formed so that loads are lifted onto a nacelle by means of the load lifting device according to the invention, wherein the crane system or the crane has a crane column which is provided by the Rotor blade of the stationary wind turbine is formed. By using the rotor blade as a crane column, a crane or crane system is formed in a simple manner, wherein the formation of a separate or separate crane column of a lifting crane is not necessary. Here it is
Rotorblatt an der errichteten Windenergieanlage bereits vorhanden bzw. fest montiert. Während eines Stillstands der Windenergieanlage wird dann ein temporärer Kran bzw. die temporäre Lasthebeeinrichtung unter Verwendung eines an der Windenergieanlage montierten Rotorblatts ausgebildet. Ist das Rotorblatt im Stillstand um seine Blattwinkel- verstellachse verdrehbar bzw. verstellbar oder wird während des Stillstands verdreht bzw. verschwenkt, wird unter Ausbildung der Lasthebeeinrichtung bzw. des Krans mit dem Rotorblatt als Kransäule erreicht, dass der Kran auf Grund des verdrehbaren bzw. verschwenkbaren Rotorblatts mit einem an dem als Kransäule eingesetzten Rotorblatt angeordneten Kranausleger oder Auslegerarm eine drehbare bzw. verschwenkbare Kransäule aufweist. Dadurch ist insgesamt ein im Aufbau einfaches Kransystem möglich. Bevorzugterweise befindet sich im Einsatz des erfindungsge- mäßen Krans an der Windenergieanlage das Rotorblatt, das alsRotor blade on the erected wind turbine already existing or firmly mounted. During a standstill of the wind turbine then a temporary crane or the temporary load lifting device is formed using a rotor blade mounted on the wind turbine. If the rotor blade is rotatable or adjustable at standstill about its blade angle adjustment axis or is rotated or pivoted during standstill, the crane is achieved by forming the load lifting device or the crane with the rotor blade as a crane column, because of the rotatable or pivotable Rotor blade having a crane boom or cantilever arm arranged on the rotor blade used as a crane column has a rotatable or pivotable crane column. As a result, overall a simple crane system is possible in construction. Preferably, in use of the crane according to the invention at the wind energy plant, the rotor blade, which as
Kransäule des aufzubauenden oder aufgebauten Krans verwendet wird, hierbei in einer senkrechten Stellung an der stillstehenden Windenergieanlage.Crane column of the crane to be built or built is used, this in a vertical position on the stationary wind turbine.
Indem die Lasthebeeinrichtung beispielsweise an einem winkelverstellbaren Rotorblatt montiert ist oder wird, wird sichergestellt, dass der Kran bzw. das Kransystem einen schwenkbaren Kranarm aufweist, so dass das durch die Last in den Kranarm eingeleitete Biegemoment zumindest teilweise über das Rotorblattlager der Windenergieanlage abgetragen wird. Nach Abschluss der Wartungsbzw. Reparaturarbeiten wird der Kran demontiert, so dass das Rotorblatt wieder zur üblichen Nutzung, d.h. zur Erzeugung von Energie, zur Verfügung steht.By the load lifting device is or is mounted, for example, on an angle-adjustable rotor blade, it is ensured that the crane or the crane system has a pivoting crane arm, so that the bending moment introduced by the load in the crane arm is at least partially removed via the rotor blade bearing of the wind turbine. After completion of Wartungsbzw. Repair work, the crane is dismantled, so that the rotor blade for normal use, i. for the generation of energy, is available.
Dazu ist weiterhin vorgesehen, dass die Hebeeinrichtung mit einemFor this purpose, it is further provided that the lifting device with a
Auslegerarm ausgebildet ist. Hierbei ist der Auslegerarm über entsprechende Manschetten oder andere Befestigungseinrichtungen oder Anschlagspunkte an dem, insbesondere senkrecht positionierten, Rotorblatt der Windenergieanlage montiert.Arm is formed. Here, the cantilever arm via appropriate cuffs or other fasteners or stop points mounted on the, in particular vertically positioned, rotor blade of the wind turbine.
Insbesondere ist die Hebeeinrichtung schwenkbar gelagert, wobei 5 es möglich ist, dass die Schwenkachse der Hebeeinrichtung bzw. des Krans mit der Blattwinkelverstellachse des Rotorblatts zusammenfällt. Dadurch wird eine Art Säulenschwenkkran unter Nutzung des verstellbaren Rotorblatts als Drehsäule zur Demontage bzw. Montage von Triebstrangkomponenten ermöglicht, wobei das0 Rotorblatt als eine Art Schwenksäule des Krans fungiert. Hierbei befindet sich das Rotorblatt vorteilhafter in einer senkrecht nach oben stehenden Arbeitsposition, so dass das winkelverstellbare Rotorblatt als drehbare Säule des temporären montierten Krans zum Austausch von Komponenten der Gondel bzw. im Maschinenhaus5 der Windenergieanlage eingesetzt wird. Alternativ kann auch beiIn particular, the lifting device is pivotally mounted, whereby it is possible for the pivot axis of the lifting device or of the crane to coincide with the blade angle adjustment axis of the rotor blade. Thereby, a kind of column jib crane is made possible by using the adjustable rotor blade as a rotary column for disassembly or assembly of driveline components, wherein the rotor blade acts as a kind of pivoting column of the crane. Here, the rotor blade is advantageously in a vertical upward working position, so that the angle-adjustable rotor blade is used as a rotatable column of the temporary crane mounted for the exchange of components of the nacelle or in the nacelle 5 of the wind turbine. Alternatively, also at
Windenergieanlagen ohne Blattverstellung eine Schwenkachse an der Hebeeinrichtung vorgesehen sein.Wind turbines without blade adjustment a pivot axis may be provided on the lifting device.
Durch den Gegenstand der Erfindung entfällt beispielsweise dero Einsatz eines Mobilkrans oder von fest installierten Kranen in einerThe subject of the invention eliminates, for example, the use of a mobile crane or permanently installed cranes in one
Gondel auf einer Windenergieanlage, da der erfindungsgemäße Kran bzw. die erfindungsgemäße Hebeeinrichtung für eine vorbestimmte Zeitdauer, insbesondere während des Stillstands der Windenergieanlage, installiert und nach seiner Nutzung abgebaut5 wird. Hierzu wird an dem in der Arbeitsposition des Krans imGondola on a wind turbine, since the crane according to the invention or the lifting device according to the invention for a predetermined period of time, in particular during the stoppage of the wind turbine, installed and degraded5 after its use. This is done in the working position of the crane in the
Wesentlichen senkrecht nach oben stehenden Rotorblatt in einem Wurzelbereich der Ausleger bzw. der oder die Auslegerarm/e des Krans durch geeignete Einrichtungen befestigt. Durch das Pitch- system und das Verdrehen des Rotorblatts wird der Ausleger deso Krans bzw. der Hebeeinrichtung geschwenkt.Essentially vertically upstanding rotor blade in a root portion of the boom or the cantilever arm / s of the crane by suitable means attached. Through the pitch system and the rotation of the rotor blade, the boom of the crane or the lifting device is pivoted.
Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die Verwendung des Rotorblatts als Funktionsteil des Krans einerseits ein sehr einfacher, leichter und kostengünstiger Kran genutzt werden kann, da die schwere und teure Schwenksäule inkl. Schwenklager und Schwenkwerk entfällt, andererseits ein geringe- rer Aufwand bei der Installation eines Krans entsteht.The essential advantage of the invention is that through the Using the rotor blade as a functional part of the crane on the one hand, a very simple, lightweight and cost-effective crane can be used, since the heavy and expensive pivoting column including pivot bearing and slewing gear is eliminated, on the other hand, less effort during installation of a crane arises.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die Hebeeinrichtung durch Verdrehen des Rotorblatts verschwenkbar ist oder verschwenkt wird. Hierfür ist vorteilhafterweise eine Steuervorrichtung zur Verschwenkung der Hebeeinrichtung vorgesehen.According to a preferred embodiment, it is proposed that the lifting device is pivotable or pivoted by rotating the rotor blade. For this purpose, a control device for pivoting the lifting device is advantageously provided.
Zum Anheben und Absenken von Lasten ist ferner ein Hubwerk mit wenigstens einem Seil vorgesehen, wobei das Seil von dem Hub- werk über den Auslegerarm zu einer Last geführt ist. Vorzugsweise ist das Hubwerk am Boden der Windenergieanlage oder zwischen dem Boden und der Gondel der Windenergieanlage oder an der Gondel selbst vorgesehen.For lifting and lowering of loads, a hoist with at least one cable is further provided, wherein the rope is guided by the hoist on the boom to a load. Preferably, the hoist is provided at the bottom of the wind turbine or between the ground and the nacelle of the wind turbine or on the nacelle itself.
Darüber hinaus wird die Aufgabe gelöst durch eine Windenergieanlage, die mit einer voranstehend beschriebenen Anordnung einer Hebeeinrichtung an einem Rotorblatt der Windenergieanlage ausgebildet ist. Vorteilhafte Ausführungsformen sind ebenfalls voranstehend beschrieben, worauf ausdrücklich verwiesen wird. Hierzu ist die Windenergieanlage mit wenigstens einem Rotorblatt ausgebildet, wobei bei Stillstand der Windenergieanlage an dem wenigstens einen Rotorblatt eine Hebeeinrichtung angeordnet ist oder wird.In addition, the object is achieved by a wind energy plant, which is formed with a previously described arrangement of a lifting device on a rotor blade of the wind turbine. Advantageous embodiments are also described above, to which reference is expressly made. For this purpose, the wind turbine is formed with at least one rotor blade, wherein at standstill of the wind turbine on the at least one rotor blade, a lifting device is or is arranged.
In der Arbeitsposition der erfindungsgemäßen Hebeeinrichtung ist das Rotorblatt, an dem die Hebeeinrichtung bzw. der Kran montiert ist, in einer im Wesentlichen senkrechten Position. Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, dass zum Anbringen der Hebeeinrichtung das entsprechende Rotorblatt in eine Position gebracht ist, um die Hebeeinrichtung an dem Rotorblatt zu installieren. Diese Aufnahmeposition der Hebeeinrichtung kann von der Arbeitsposition des Rotorblatts als schwenkbare Kransäule verschieden sein, so dass nach der Aufnahme und Installation der Hebeeinrichtung am Rotorblatt das Rotorblatt aus der Aufnahmeposition in die senkrecht ausgebildete Arbeitsposition gedreht wird.In the working position of the lifting device according to the invention, the rotor blade, on which the lifting device or the crane is mounted, in a substantially vertical position. As part of the It is possible for the invention to mount the lifting device so that the corresponding rotor blade is brought into a position in order to install the lifting device on the rotor blade. This receiving position of the lifting device may be different from the working position of the rotor blade as a pivotable crane column, so that after receiving and installing the lifting device on the rotor blade, the rotor blade is rotated from the receiving position into the vertically formed working position.
Des Weiteren kann in einer Ausgestaltung vorgesehen sein, dass die Hebeeinrichtung bzw. ein Auslegerarm des Krans um eine zweite, im Wesentlichen senkrecht zur ersten Schwenkachse liegende Achse schwenkbar ist bzw. geschwenkt wird. Zur sicheren Positionierung von Lasten weist ferner der Kranarm bzw. Ausleger der Hebeeinrichtung eine verschiebbare Traverse auf. Alternativ weist die Hebeeinrichtung mehrere, in unterschiedlichem Abstand zur Schwenkachse befindliche Lastanschlagpunkte auf. Letztere Ausführung ist insbesondere für eine leichte Ausführung der Hebeeinrichtung geeignet, die z.B. zum Austausch von kleineren Kompo- nenten wie z.B. Azimutantrieben genutzt wird.Furthermore, it can be provided in one embodiment that the lifting device or a cantilever arm of the crane about a second, substantially perpendicular to the first pivot axis axis is pivotable or is pivoted. For safe positioning of loads, the crane arm or boom of the lifting device furthermore has a displaceable cross-member. Alternatively, the lifting device has a plurality of load attachment points located at different distances from the pivot axis. The latter embodiment is particularly suitable for a lightweight design of the lifting device, which is e.g. for the replacement of smaller components, such as Azimuth drives is used.
In einer anderen Ausführungsform ist die Hebeeinrichtung für große Gewichte (bis zu 60 t bei einer 5MW-Anlage) ausgelegt, so dass der erfindungsgemäße Kran zum Austausch von großen Komponenten wie einem Generator und/oder einem Getriebe geeignet ist. DasIn another embodiment, the lifting device is designed for large weights (up to 60 t in a 5 MW system), so that the crane according to the invention is suitable for exchanging large components such as a generator and / or a gearbox. The
Verschwenken der Hebeeinrichtung bzw. des Krans erfolgt durch die steuerbare Blattwinkelverstellung des senkrecht stehenden Rotorblatts. Hierzu ist eine entsprechende Steuereinrichtung bzw. ein optional drahtloses Bediengerät zur Ansteuerung der Blattver- Stellung vorgesehen.Pivoting the lifting device or the crane takes place by the controllable blade angle adjustment of the vertical rotor blade. For this purpose, a corresponding control device or an optional wireless control device for controlling the Blattver- position is provided.
Die Aufgabe wird überdies gelöst durch ein Verfahren zum Betrieb einer Windenergieanlage mit wenigstens einem Rotorblatt, das dadurch weitergebildet wird, dass bei oder während eines Stillstands der Windenergieanlage das Rotorblatt als Kransäule einer Hebeeinrichtung verwendet wird. Vorteilhafterweise wird ein Ausle- gerarm an dem als Kransäule dienenden bzw. verwendeten oder eingesetzten Rotorblatt angeordnet.The problem is also solved by a method of operation a wind turbine with at least one rotor blade, which is further developed by the fact that during or during a standstill of the wind turbine, the rotor blade is used as a crane column of a lifting device. Advantageously, a selection arm is arranged on the rotor blade serving as the crane column or used or used.
Weiterhin ist vorgesehen, dass das durch eine Last in einen Auslegerarm der Hebeeinrichtung eingeleitete Biegemoment wenigstens teilweise oder im Wesentlichen über ein Rotorblattlager der Windenergieanlage abgetragen wird. Die Hebeeinrichtung verfügt hierzu über einen Auslegerarm oder eine Art Kranarm, so dass bei einer Last, die angehoben oder abgesenkt wird, das über bzw. in den Auslegerarm eingeleitete Biegemoment im wesentlichen oder (mindestens) teilweise über das Rotorblattlager abgetragen wird.Furthermore, it is provided that the bending moment introduced by a load into a cantilever arm of the lifting device is at least partially or essentially removed via a rotor blade bearing of the wind energy plant. For this purpose, the lifting device has a cantilever arm or a type of crane arm, so that in the case of a load which is raised or lowered, the bending moment introduced via or into the cantilever arm is removed substantially or (at least) partially via the rotor blade bearing.
Insbesondere wird vorgesehen, dass die Hebeeinrichtung mittels des verdrehbaren Rotorblatts verschwenkt wird. Vorzugsweise wird eine Last mittels eines Hubwerks und eines Seils an der Hebeein- richtung angehoben oder abgesenkt oder gehalten.In particular, it is provided that the lifting device is pivoted by means of the rotatable rotor blade. Preferably, a load is raised or lowered or held by means of a hoist and a rope on the lifting device.
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:The invention will be described below without limiting the general inventive idea by means of embodiments with reference to the drawings, reference being expressly made to the drawings with respect to all in the text unspecified details of the invention. Show it:
Fig. 1 a-1c jeweils verschiedene Ansichten eines Auslegerarms, der an einem Rotorblatt befestigt wird;Figures 1 a - 1 c are each different views of a cantilever arm which is attached to a rotor blade.
Fig. 2a-2c verschiedene Ansichten eines weiteren erfindungsgemäßen Auslegerarms zur Anbringung an einem Rotor- blatt;2a-2c different views of another arm according to the invention for attachment to a rotor leaf;
Fig. 3a-3c verschiedene Ansichten eines weiteren Auslegerarms, der an einem Rotorblatt einer Windenergieanlage an- gebracht wird.FIGS. 3a-3c show various views of a further extension arm, which is attached to a rotor blade of a wind energy plant.
In den folgenden Figuren sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente bzw. entsprechende Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer entsprechenden erneuten Vorstellung abgesehen wird.In the following figures, identical or similar elements or corresponding parts are provided with the same reference numerals, so that a corresponding renewed idea is dispensed with.
In den Figuren 1 a und 1 b sind verschiedene Ansichten eines Auslegerarms 10 gezeigt, der an einem Rotorblatt 12 einer Windenergieanlage W (vgl. Fig. 1c) angeordnet wird. In der Seitenansicht (Fig. 1 a) und der Draufsicht (Fig. 1b) ist gezeigt, dass der Auslegerarm 10 über eine gitterartige Struktur bzw. Konstruktion verfügt, wobei auf der Seite, an der der Auslegerarm 10 mit dem Rotorblatt 12 verbunden wird, eine kreisförmige Ausnehmung 14 ausgebildet ist. Die halbkreisförmige Ausnehmung 14 ist an die Form des Rotorblatts im Blattwurzelbereich entsprechend angepasst, so dass der Auslegerarm 10 fest am Rotorblatt 12 montiert wird. Ferner geht aus Fig. 1 b hervor, dass der Auslegerarm 10 zur Rotorblattseite erweitert ist und sich zur Rotorblattseite abgewandten Seite verjüngt.FIGS. 1 a and 1 b show various views of a cantilever arm 10, which is arranged on a rotor blade 12 of a wind turbine W (see FIG. 1 c). In the side view (FIG. 1 a) and the plan view (FIG. 1 b) it is shown that the cantilever arm 10 has a lattice-like structure, wherein on the side on which the cantilever arm 10 is connected to the rotor blade 12, a circular recess 14 is formed. The semicircular recess 14 is adapted to the shape of the rotor blade in the blade root area accordingly, so that the cantilever arm 10 is fixedly mounted on the rotor blade 12. Furthermore, it can be seen from FIG. 1 b that the extension arm 10 is widened toward the rotor blade side and tapers away from the side facing away from the rotor blade side.
Optional verfügt der Kran über eine zweite Schwenkachse 5, mit der über einen Schwenkantrieb, z.B. über einen Hubzylinder 6, eine Höhenverstellung des Auslegerarms 10 ermöglicht wird.Optionally, the crane has a second pivot axis 5, with which via a pivot drive, e.g. via a lifting cylinder 6, a height adjustment of the boom 10 is made possible.
Um den Auslegerarm 10 am Rotorblatt in dessen Bereich derTo the boom 10 on the rotor blade in the region of
Blattwurzel zu montieren, wird das Rotorblatt 12 in seine senkrechte Stellung gedreht, so dass der Auslegerarm 10 am Rotorblatt 12 mit entsprechenden Befestigungseinrichtungen befestigt wird. Durch das entsprechende Blattwinkelverstellsystem (Pitchsystem) mit einer Steuereinheit hierfür wird das Rotorblatt 12 zusammen mit dem Auslegerarm 10 verdreht.Mount blade root, the rotor blade 12 is rotated in its vertical position, so that the cantilever arm 10 on the rotor blade 12 with corresponding fastening devices is attached. By the corresponding Blattwinkelverstellsystem (pitch system) with a control unit for this, the rotor blade 12 is rotated together with the cantilever arm 10.
Die in Fig. 1 a dargestellte Ausführungsform des Auslegerarms 10 umfasst einen Ausleger sowie ein Hubwerk 9 mit einem Hubseil 7 zum Anheben und Absenken einer Last. Hierzu ist das Hubseil 7 über entsprechende Rollen zum freien Ende des Auslegers geführt. Das Hubseil 7 weist ferner an seinem freien Ende einen Haken 8 oder dergleichen auf, an dem eine Last befestigt wird.The illustrated in Fig. 1 a embodiment of the boom 10 includes a boom and a hoist 9 with a hoist rope 7 for raising and lowering a load. For this purpose, the hoist rope 7 is guided over corresponding rollers to the free end of the boom. The hoist rope 7 also has at its free end a hook 8 or the like, to which a load is attached.
Um den Auslegerarm 10 bei einem erfindungsgemäßen Einsatz nach einer Montage an einem Rotorblatt 12 in einer bevorzugten Ausgestaltung exakt zu positionieren, verfügt der Auslegerarm 10 über einen diagonal angeordneten Hubzylinder 6, so dass der Auslegerarm um eine (im Wesentlichen horizontale) Schwenkachse 5 geschwenkt werden kann.In order to precisely position the cantilever arm 10 in an application according to the invention after assembly on a rotor blade 12 in a preferred embodiment, the cantilever arm 10 has a diagonally arranged lifting cylinder 6, so that the cantilever arm can be pivoted about a (substantially horizontal) pivot axis 5 ,
Gemäß der Erfindung kann das Hubwerk 9 in Form einer Seilwinde manuell betätigt werden, wobei sich die Seilwinde 9 beispielsweise am Fuß der Windenergieanlage befinden kann. Hierzu kann sich die Seilwinde 9 auf einem Fahrzeug und/oder am Boden der Windenergieanlage W befinden.According to the invention, the hoist 9 can be manually operated in the form of a winch, the winch 9 may be located, for example, at the bottom of the wind turbine. For this purpose, the winch 9 can be located on a vehicle and / or at the bottom of the wind turbine W.
In den Figuren 2a und 2b sind weitere Ansichten eines Auslegerarms 10 gezeigt, wobei der Auslegerarm 10 in Form eines Auslegerstabs ausgebildet ist. Hierbei handelt es sich um eine leichte Ausführungsform der Hebeeinrichtung, die zum Austausch von Hilfsaggregaten, z.B. bis zu einem Gesamtgewicht von max. 5t, geeignet ist. Im Bereich seines freien Endes verfügt der Ausleger über ein Profil mit einer Vielzahl von Lastanschlagpunkten. Somit wird in dieser Ausführung auf eine aufwendige, verschiebbare Traverse verzichtet.FIGS. 2a and 2b show further views of a cantilever arm 10, the cantilever arm 10 being in the form of a cantilevered rod. This is an easy embodiment of the lifting device, which is used to replace auxiliary equipment, for example up to a total weight of max. 5t, is suitable. In the area of its free end, the boom has a profile with a variety of load attachment points. Consequently is waived in this embodiment on a complex, movable crosshead.
Weiterhin ist es insbesondere bei einer leichten Ausführung des Auslegers sinnvoll, die Hubeinrichtung direkt am Rotorblatt oder amFurthermore, it is particularly useful in a light design of the boom, the lifting device directly on the rotor blade or on
Ausleger zu befestigen. Im einfachsten Fall kann hierzu ein industriell gefertigter Kettenzug in einen der Lastanschlagpunkte eingehängt werden.Attach boom. In the simplest case, an industrially manufactured chain hoist can be hooked into one of the load attachment points for this purpose.
An seiner dem Rotorblatt 12 zugewandten Seite ist eine kreisförmig runde Manschette 16 angeordnet, die um das Rotorblatt 12 herum geschlungen wird (vgl. Fig. 2c). Hierzu umgibt die Manschette 16 vollständig das Rotorblatt 12 im Wurzelbereich, so dass der Auslegerarm 10 fest mit dem Rotorblatt 12 verbunden wird.On its side facing the rotor blade 12, a circular, round sleeve 16 is arranged, which is wound around the rotor blade 12 (see FIG. 2c). For this purpose, the sleeve 16 completely surrounds the rotor blade 12 in the root area, so that the boom arm 10 is firmly connected to the rotor blade 12.
Um den Auslegerarm 10 am Rotorblatt 12 zu befestigen und um eine ausreichende Stabilität zu gewährleisten, ist das Rotorblatt 12 in seinem Blattwurzelbereich mit einer entsprechenden Verstärkung oder dergleichen ausgebildet.In order to fix the cantilever arm 10 to the rotor blade 12 and to ensure sufficient stability, the rotor blade 12 is formed in its blade root area with a corresponding reinforcement or the like.
Die Montage des Auslegerarms 10 am Rotorblatt 12 kann beispielsweise mit einem an der Gondel G oder dem Maschinenhaus der Windenergieanlage W vorgesehenen (kleineren) Bordkran erfolgen. Durch die Verschwenkbarkeit des Auslegerarms 10 und durch Verdrehen des Rotorblatts 12 wird ein einfacher Säulenschwenkkran ausgebildet, mit dem Lasten zur Gondel bzw. zum Maschinenhaus einer Windenergieanlage W angehoben werden können.The mounting of the cantilever arm 10 on the rotor blade 12 can be done, for example, with a provided on the nacelle G or the nacelle of the wind turbine W (smaller) on-board crane. By the pivotability of the boom 10 and by rotating the rotor blade 12, a simple column pivot crane is formed, can be lifted with the loads to the nacelle or the nacelle of a wind turbine W.
In einer weiteren, hier nicht dargestellten Ausführungsform verbleibt zumindest der Auslegerarm 10 der Hebeeinrichtung auf dem Dach der Gondel G bzw. des Maschinenhauses der WindenergieanlageIn another embodiment, not shown here, at least the cantilever arm 10 of the lifting device remains on the roof of the nacelle G or of the nacelle of the wind energy plant
W. Somit muss der Auslegerarm 10 zur Benutzung bzw. zur Ausbil- dung der Hebeeinrichtung nur an das Rotorblatt 12 herangeschoben und dort befestigt werden, wodurch ein schwieriges und zeitaufwendiges Aufholen des Auslegerarms 10 auf das Maschinenhaus bzw. die Gondel G entfällt. Hierzu kann die vollständige Hebeeinrichtung auf dem Maschinenhausdach bzw. der Gondel G gelagert werden.W. Thus, the boom 10 for use or for training tion of the lifting device pushed only to the rotor blade 12 and fastened there, whereby a difficult and time-consuming catching up of the boom 10 on the nacelle or the gondola G is omitted. For this purpose, the complete lifting device can be stored on the machine house roof or the nacelle G.
Dadurch wird die Zeit zur Aktivierung bzw. zum Aufbau des erfindungsgemäßen Säulenschwenkkrans an der errichteten Windenergieanlage W verkürzt bzw. gering gehalten.As a result, the time for activation or for the construction of the column pivoting crane according to the invention at the erected wind turbine W is shortened or kept low.
Gemäß einer weiteren Ausführung kann auch nur der schwereAccording to another embodiment, only the heavy
Auslegerarm 10 auf dem Maschinenhaus bzw. der Gondel G gelagert werden. Weitere bzw. sämtliche Anbauteile und/oder Hilfsmittel wie das Hubwerk mit Seil, die Lastflasche, Umlenkrollen und Seilführungen oder ein Kettenzug, eine evtl. Traverse oder Verstellzy- linder oder die Manschette können vorzugsweise vor dem Kraneinsatz an dem Auslegerarm 10 bzw. an der Windenergieanlage W montiert werden. Hierdurch wird in einem größeren Windpark mit mehreren Windenergieanlagen eine erhebliche Kostenreduzierung erreicht, weil die kostengünstige Tragstruktur auf jeder einzelnen Windenergieanlage vorhanden ist und teure Präzisionsteile quasi als Werkzeug nur einmal bereitgestellt werden müssen. In diesem Zusammenhang sind hierbei beliebige Ausgestaltungen vorteilhaft nutzbar. Bevorzugt verbleiben die Bauteile an dem Auslegerarm 10, die erhebliche Montagezeiten erfordern und/oder kostengünstig sind.Jib 10 are stored on the nacelle or the nacelle G. Further or all attachments and / or aids such as the hoist with rope, the load bottle, pulleys and cable guides or a chain hoist, a traverse or Verstellzy- or the cuff may preferably before the crane use of the boom 10 and on the wind turbine W to be mounted. As a result, a significant cost reduction is achieved in a larger wind farm with multiple wind turbines, because the cost-effective support structure is present on each wind turbine and expensive precision parts must be provided as a kind of tool only once. In this context, any desired embodiments are advantageously usable. Preferably, the components remain on the cantilever arm 10, which require significant assembly times and / or are inexpensive.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Auslegerarms 10 ist der Auslegerarm 10 aus leichten Werkstoffen, z.B. Aluminium oder Faserverbundstoffen oder faserverstärkten Stoffen, wie z.B. glasfaserverstärkter Kunststoff (GFK) oder kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFK), gefertigt, um ein Aufholen und Montieren des Auslegerarms 10 bzw. des Auslegers mit Muskelkraft oder Bordmitteln, z.B. einem einfachen Seilzug, zu ermöglichen.According to an advantageous embodiment of the cantilever arm 10 of the cantilever arm 10 is made of lightweight materials, such as aluminum or fiber composites or fiber reinforced materials, such as glass fiber reinforced plastic (GRP) or carbon fiber reinforced plastic (CFRP), to catch up and mounting the cantilever arm 10 and des Jib with muscle power or on-board resources, such as a simple cable, to allow.
Anhand von Fig. 3a wird im Folgenden die Montage eines Auslegerarms 20 an einem Rotorblatt 22 erläutert. Dargestellt sind sowohl die Montageposition als auch die Arbeitsposition in einer Abbildung.The assembly of a cantilever arm 20 on a rotor blade 22 will be explained below with reference to FIG. 3a. Shown are both the mounting position and the working position in a figure.
Zur Montage wird das entsprechende Rotorblatt 22 in eine Position A gedreht, so dass auf der Anströmseite 26 des Rotorblatts 22 der Auslegerarm 20 in einem nachfolgenden Schritt montiert wird. Hierzu wird mittels eines Lastseiles 19, das über eine Seilwinde 17 geführt ist, der Auslegerarm 20 senkrecht nach oben angehoben.For assembly, the corresponding rotor blade 22 is rotated to a position A, so that is mounted on the upstream side 26 of the rotor blade 22 of the boom arm 20 in a subsequent step. For this purpose, by means of a load cable 19, which is guided via a cable winch 17, the boom arm 20 is raised vertically upwards.
Hierzu ist an der Rotornabe 21 eine entsprechende Umlenkrolle 23 und am Auslegerarm 20 ein Schäkel im Fußpunkt 32 vorgesehen.For this purpose, a corresponding deflection roller 23 is provided on the rotor hub 21 and a shackle is provided in the base 32 on the extension arm 20.
Nachdem sich der Auslegerarm 20 im Bereich der Rotornabe 21 und des Blattwurzelbereichs des Rotorblatts 22 befindet, wird dasAfter the cantilever arm 20 is in the area of the rotor hub 21 and the blade root portion of the rotor blade 22, the
Rotorblatt 22 aus seiner Aufnahmeposition A weitergedreht, so dass ein als Formteil ausgeführter Auflagepunkt 31 des Auslegerarms 20 auf der Anströmseite 26 des Rotorblatts 22 anliegt. Während dieses Anlegevorgangs wird der Auslegerarm 20 unter fortlaufender Drehung des Rotors mit dem Rotorblatt 22 mit einem Auflagepunkt an der Anströmseite 26 des Rotorblatts 22 und einem weiteren Auflagepunkt im Bereich der Rotorblattwurzel an der Rotornabe 21 angeordnet.Rotor blade 22 is further rotated from its receiving position A, so that an executed as a molded part bearing point 31 of the boom 20 rests on the upstream side 26 of the rotor blade 22. During this application process, the cantilever arm 20 is arranged with continuous rotation of the rotor with the rotor blade 22 with a contact point on the upstream side 26 of the rotor blade 22 and another support point in the region of the rotor blade root on the rotor hub 21.
Während des Aufnahme- und Montagevorgangs des AuslegerarmsDuring the pick-up and assembly process of the boom
20 an dem Rotorblatt 22 wird der Auslegerarm 20 über entsprechende Führungsseile positioniert, bis das Rotorblatt 22 senkrecht (Arbeitsposition B) steht.20 on the rotor blade 22, the cantilever arm 20 is positioned over corresponding guide cables until the rotor blade 22 is vertical (working position B).
Damit befindet sich das Rotorblatt 22 in seiner Arbeitsposition B, in der das Rotorblatt 22 in Kombination mit dem waagerecht stehenden Auslegerarm 20 einen Säulenschwenkkran bildet. Während des Montagevorgangs wird in einer Zwischenposition zwischen der Position A und der Position B, z.B. in einer 1 1 Uhr-Stellung des Rotorblatts 22, das Lastseil 19 umgeschäkelt, so dass es aus der Umlenkrolle 23 und dem Fußpunkt 32 gelöst und nur noch über eine Lastrolle 24 des Auslegers 20 geführt wird und anschließend alsThus, the rotor blade 22 is in its working position B, in which the rotor blade 22 forms a column pivoting crane in combination with the horizontal boom 20. During the Assembly process is in an intermediate position between the position A and the position B, for example, in a 1 1 o'clock position of the rotor blade 22, the load cable 19 umgeschäkelt so that it is released from the guide roller 23 and the base 32 and only a load roller 24th of the boom 20 is guided and then as
Hubseil des Krans genutzt wird. Ggf. sind zum Umschäkeln kleine Schwenkbewegungen mit der Blattverstellung zur Entlastung des Seils erforderlich.Hoist rope of the crane is used. Possibly. are small Umschäkeln swivel movements with the blade adjustment to relieve the rope required.
Durch das Umschäkeln des Lastseils 19 werden nur wenige Seile verwendet, wobei ein zeitraubendes Einfädeln eines Lastseiles 19 oder dergleichen entfällt. Alternativ ist es auch möglich, zunächst das Anheben des Auslegers 20 und nachfolgend das Anheben von Lasten mit verschiedenen Seilen durchzuführen.By Umschäkeln the load rope 19 only a few cables are used, with a time-consuming threading a load cable 19 or the like is eliminated. Alternatively, it is also possible to first perform the lifting of the boom 20 and subsequently the lifting of loads with different ropes.
Das Verdrehen des Rotors erfolgt beispielsweise mit einem motorischen Turnantrieb, wie er auch zur Einzelblattmontage im Stand der Technik bekannt ist.The rotation of the rotor, for example, with a motor turn drive, as it is also known for single-sheet mounting in the prior art.
In der senkrechten Position B wird der Fußpunkt 32 mit dem Pitch- lager des Rotorblatts 22 verbunden bzw. verschraubt.In the vertical position B, the foot point 32 is connected or screwed to the pitch bearing of the rotor blade 22.
In den Figuren 3b und 3c sind verschiedene Ansichten des fertig montierten Krans dargestellt. Durch Verdrehen des Rotorblatts 22 wird der Kran zum Austausch von Teilen in der Gondel der Windenergieanlage W eingesetzt. Um eine sichere Nachführung des Auslegerarms 20 bei großen Lasten sicherzustellen, ist zusätzlich eine Diagonalstrebe 25 zwischen dem Auslegerarm und einem weiteren Fußpunkt am Pitchlager vorgesehen. Der weitere Fußpunkt liegt vorteilhaft etwa um 90° verdreht zu dem Fußpunkt 32 amFIGS. 3b and 3c show different views of the completely assembled crane. By rotating the rotor blade 22, the crane is used to replace parts in the nacelle of the wind turbine W. In order to ensure a safe tracking of the boom 20 at high loads, a diagonal brace 25 is additionally provided between the boom and another foot on the pitch camp. The other foot is advantageously about 90 ° twisted to the foot 32 on
Pitchlager. Der Abbau des Krans erfolgt sinngemäß in umgekehrter Reihenfolge der Aufbauschritte.Pitch camp. The dismantling of the crane is done in the reverse order of the construction steps.
In Fig. 3b ist mit dem Bezugszeichen 34 die Lastflasche bezeichnet, die vorzugsweise verwendet wird, um die Seilkräfte bei schwerenIn Fig. 3b is denoted by the reference numeral 34, the load bottle, which is preferably used to the rope forces in heavy
Lasten gering zu halten. Weiterhin ist der Kran so konstruiert, dass in der in Fig. 3b gezeichneten Position z.B. das Getriebe derKeep loads low. Furthermore, the crane is constructed so that in the position shown in Fig. 3b e.g. the transmission of
Windenergieanlage getauscht werden kann, welches die schwersteWind turbine can be exchanged, which is the heaviest
Einzelkomponente darstellt. Da die Lastflasche 34 dann direkt am Verzweigungspunkt zur Verbindungsstrebe zum Auflagepunkt 31 positioniert ist, treten im Kran nur Zug-/ Druckbelastungen auf und keine Biegebelastungen.Represents a single component. Since the load bottle 34 is then positioned directly at the branch point to the connecting strut to the support point 31, occur in the crane only tensile / compressive loads and no bending loads.
Unter Verwendung eines Rotorblatts einer Windenergieanlage als drehbare Kransäule und in Kombination mit einem daran befestigtenUsing a rotor blade of a wind turbine as a rotatable crane column and in combination with an attached thereto
Kranausleger im Rotornabenbereich wird ein einfaches Kransystem an einer Windenergieanlage W bereitgestellt, das eine einfache Montage erlaubt. Crane boom in Rotorornabenbereich a simple crane system is provided on a wind turbine W, which allows easy installation.
BezuqszeichenlisteLIST OF REFERENCES
5 Schwenkachse5 pivot axis
6 Hubzylinder6 lifting cylinders
7 Seil7 rope
8 Haken8 hooks
9 Hubwerk9 hoist
10 Auslegerarm10 boom arm
12 Rotorblatt12 rotor blade
14 Ausnehmung14 recess
16 Manschette16 cuff
17 Seilwinde17 winch
19 Lastseil19 load rope
20 Auslegerarm20 boom arm
21 Rotornabe21 rotor hub
22 Rotorblatt22 rotor blade
23 Umlenkrolle23 pulley
24 Umlenkrolle24 pulley
25 Diagonalstrebe25 diagonal strut
26 Anströmseite26 inflow side
31 Anlagepunkt31 investment point
32 Fußpunkt32 feet
34 Lastflasche34 load bottle
A PositionA position
B PositionB position
G GondelG gondola
W Windenergieanlage W wind turbine

Claims

Lasthebeeinrichtung einer WindenergieanlagePatentansprüche Lifting device for a wind turbine Patent claims
1. Anordnung einer Hebeeinrichtung (7, 8, 9, 10, 19, 20) an einem Rotorblatt (12, 22) einer Windenergieanlage (W) unter Verwendung des Rotorblatts (12, 22) als Kransäule der Hebeeinrichtung (7, 8, 9, 10, 19, 20).1. Arrangement of a lifting device (7, 8, 9, 10, 19, 20) on a rotor blade (12, 22) of a wind turbine (W) using the rotor blade (12, 22) as a crane column of the lifting device (7, 8, 9 , 10, 19, 20).
2. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Hebeeinrichtung (7, 8, 9, 10, 19, 20) mit einem Auslegerarm (10, 20) ausgebildet ist.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the lifting device (7, 8, 9, 10, 19, 20) with a cantilever arm (10, 20) is formed.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebeeinrichtung (7, 8, 9, 10, 19, 20) schwenkbar gelagert ist.3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the lifting device (7, 8, 9, 10, 19, 20) is pivotally mounted.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Hebeeinrichtung (7, 8, 9, 10, 19, 20) durch Verdrehen des Rotorblatts (12, 22) verschwenkbar ist oder verschwenkt wird. 4. Arrangement according to one of claims 1 to 3, character- ized in that the lifting device (7, 8, 9, 10, 19, 20) by rotation of the rotor blade (12, 22) is pivotable or pivoted.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuervorrichtung zur Verschwenkung der Hebeeinrichtung (7, 8, 9, 10, 19, 20) vorgesehen ist.5. Arrangement according to claim 4, characterized in that a control device for pivoting the lifting device (7, 8, 9, 10, 19, 20) is provided.
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6. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hubwerk (9) mit einem Seil (7, 19) vorgesehen ist, wobei das Seil (7, 19) von dem Hubwerk (9) über den Auslegerarm (10, 20) zu einer Last geführt ist. 06. Arrangement according to one of claims 2 to 5, characterized in that a hoist (9) with a rope (7, 19) is provided, wherein the rope (7, 19) of the lifting mechanism (9) via the boom (10 , 20) is guided to a load. 0
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Hubwerk (9) am Boden der Windenergieanlage (W) oder zwischen dem Boden und der Gondel der Windenergieanlage (W) oder an der Gondel vorgesehen ist. 57. Arrangement according to claim 6, characterized in that the lifting mechanism (9) is provided at the bottom of the wind turbine (W) or between the bottom and the nacelle of the wind turbine (W) or on the nacelle. 5
8. Windenergieanlage (W) mit einer Anordnung einer Hebeeinrichtung (7, 8, 9, 10, 19, 20) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.8. Wind energy plant (W) with an arrangement of a lifting device (7, 8, 9, 10, 19, 20) according to one of claims 1 to 7.
9. Verfahren zum Betrieb einer Windenergieanlage (W) mito wenigstens einem Rotorblatt (12, 22), dadurch gekennzeichnet, dass während eines Stillstands der Windenergieanlage (W) das Rotorblatt (12, 22) als Kransäule einer Hebeeinrichtung (7, 8, 9, 10, 19, 20) verwendet wird. 5 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein9. A method for operating a wind energy plant (W) mito at least one rotor blade (12, 22), characterized in that during a standstill of the wind turbine (W), the rotor blade (12, 22) as a crane column of a lifting device (7, 8, 9, 10, 19, 20) is used. 5 10. The method according to claim 9, characterized in that a
Auslegerarm (10, 20) an dem als Kransäule der Hebeeinrichtung (7, 8, 9, Cantilever arm (10, 20) on which as a crane column of the lifting device (7, 8, 9,
10, 19, 20) dienenden Rotorblatt (12, 22) angeordnet wird. o10, 19, 20) serving rotor blade (12, 22) is arranged. O
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das durch eine Last in einen Auslegerarm (10, 20) der Hebeeinrichtung (7, 8, 9, 10, 19, 20) eingeleitete Biegemoment we- nigstens teilweise über ein Rotorblattlager der Windenergieanlage (W) abgetragen wird.11. The method according to claim 10, characterized in that by a load in a cantilever arm (10, 20) of the lifting device (7, 8, 9, 10, 19, 20) introduced bending moment we- at least partially removed via a rotor blade bearing of the wind turbine (W).
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadurch ge- kennzeichnet, dass die Hebeeinrichtung (7, 8, 9, 10, 19, 20) mittels des Rotorblatts (12, 22) verschwenkt wird.12. The method according to any one of claims 9 to 11, character- ized in that the lifting device (7, 8, 9, 10, 19, 20) by means of the rotor blade (12, 22) is pivoted.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Last mittels eines Hubwerks (9) und eines Seils (7, 19) an der Hebeeinrichtung (7, 8, 9, 10, 19, 20) angehoben oder abgesenkt oder gehalten wird. 13. The method according to any one of claims 9 to 12, characterized in that a load by means of a hoist (9) and a rope (7, 19) on the lifting device (7, 8, 9, 10, 19, 20) raised or lowered or held.
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