用于制造风能设备的塔架的塔架段预制混凝土部件的方法及制造预制混凝土部件的模板单元的制作方法

专利名称：用于制造风能设备的塔架的塔架段预制混凝土部件的方法及制造预制混凝土部件的模板单元的制作方法
用于制造风能设备的塔架的塔架段预制混凝土部件的方法及制造预制混凝土部件的模板单元本发明涉及一种用于制造风能设备的塔架的塔架段预制混凝土部件的方法、根据该方法制造的预制混凝土部件、放置于模板上的模板盖、用于制造预制混凝土部件的模板单元以及低黏度树脂的应用。最后，本发明涉及一种风能设备。在基于预制混凝土部件来建造高塔架(尤其是风能设备的塔架)时，由于制造公差会发生如下情况在此必须叠放的预制混凝土部件未以最佳方式彼此匹配。在混凝土结构中，该公差在士 IOmm的量级。除了尤其是在非常高的塔架情况下显著的制造公差之外，通常需要整个凸缘面来承重。然而，由于不平性(例如由于该制造公差)，会出现负荷流集中于一些表面区段，这些区段例如作为突出的小面伸出于边缘的其余部分。由于负荷流集中于许多小的面区段，所以在那里几乎一定会出现对混凝土的损伤，例如剥落等等。损伤发展到结构性损坏，损坏引起更换受损段带来所有经济和技术后果。在此示例性地提及了用于拆卸及重建的起重机、 人员以及相关风能设备持续相对长时间的生产损失。在具有挤压到套管中的张紧线的塔架中，这样的修理是特别昂贵的。为了避免该问题，在建造预制混凝土部件塔架时在放置一段之前可以在施工现场将补偿层施加到预制混凝土部件的每个凸缘上。该补偿层必须被硬化，这尤其又要求符合最低气象要求，这些要求取决于该补偿层的材料。如果不符这些最低要求或该补偿层被不正确地或疏忽地施加，则存在缺陷的风险或该补偿层未充分凝固的风险。作为技术背景参考DE 198 41 047 Cl。WO 2009/121581 Al描述了一种用于制造预制混凝土部件的方法。该混凝土浇筑到具有用于构建平坦下侧的平坦底部的浇筑模具中。在混凝土达到预定的最低强度之后， 将补偿层施加到该预制混凝土部件的与该下侧对置的触碰面。一旦该补偿层达到预定的最低强度，则该预制混凝土部件被放置在精确水平定向的面上并且在上侧上的补偿层被平面平行地磨损。因此，本发明的任务是设计一种用于制造风能设备的塔架的塔架段预制混凝土部件的方法，其能够在保持高质量不变的情况下实现简单及更快速地由该预制混凝土部件建造塔架。该任务通过根据权利要求1所述的方法、根据权利要求7所述的模板盖、根据权利要求11所述的模板单元以及根据权利要求14所述的风能设备来解决。因此，设计了一种用于制造风能设备的塔架的塔架段预制混凝土部件(尤其是塔架段)的方法。在此，将用于补偿层的低黏度材料施加到该预制混凝土部件的凸缘上。一旦该混凝土达到预定的最低强度，则这可以任选地实现。在此，本发明所基于的认识是通过本发明一定程度上可以将在建立塔架期间在施工现场对接合部“抹浆料”移入制造车间中。此外，可以代替以混凝土结构中常见的大约 IOmm的精度而在此以0.1mm的公差来加工。这精确了 100倍。同时，通过显著降低的出错率例如在混合填充物质时实现了更高的处理安全性，并且这样也避免了在施工现场加工树脂时存在的健康危险。根据本发明的一个方面，该补偿层的厚度为至多10mm、尤其是为至多5mm。这样， 也可以在混凝土结构的通常公差范围中补偿更大的不平性。根据本发明的另一方面，该模板通过放置模板盖而封闭并且用于补偿层的材料以预定的压力通过该模板盖中的至少一个填充开口来输送。以此方式可以提供在预混凝土部件的凸缘之上的明确限定的空腔，该空腔被填充树脂使得形成同样明确地定义的补偿层。为了使凸缘的预定区域(例如用于套管的开口或用于附接点的螺纹套管)无补偿层，在放置模板盖之前，该凸缘的预定的区域用预定厚度的密封件覆盖并且该密封件通过该模板盖来压紧。根据建筑技术的规定，该补偿层应具有对应于该混凝土的弹性模量的至少70%的弹性模量。令人惊讶地已表明的是在该弹性模量在5，OOOMPa至10，OOOMPa的范围中时， 如果未超出预定的层厚度，则也可以达到该补偿层的所要求的机械特性。为了能够导出出现的扭曲力而不出现预制混凝土部件彼此间的相对运动，需要预定的表面粗糙度。该粗糙度优选在60 μ m到150 μ m的范围中。本发明同样涉及一种在制造预制混凝土部件时用于放置到模板上的模板盖。该膜板盖具有下侧，其具有至少一个凹进部，所述凹进部具有在盖的径向方向上预定的宽度和预定的深度。此外，该模板盖具有用于填充补偿层的材料的至少一个填充开口。为了能够重复地实现精确限定的补偿层，该模板盖包括在该模板盖的朝着模板的下侧上构建的凹进部，该凹进部具有在模板盖的径向方向上预定的宽度和预定的深度，并且该下侧具有用于补偿层的材料的至少一个填充开口。在此，该模板盖的径向上的宽度可以设计为使得其对应于凸缘的宽度，在该凸缘上要构建补偿层。通过预定的深度也可以精确地限定该补偿层的厚度。由于模板盖完全遮盖其上构建有凸缘的模板的上部开口，所以可以设置有用于补偿层的材料的至少一个填充开口。为了能够看到通过填充开口输送足够的材料量，设置有用于补偿层的材料的至少一个溢出开口。如果补偿层的材料通过溢出开口从模板盖溢出，则补偿层的材料充分分布。此外，由流入的材料所挤出的空气可以通过溢出开口逸出，使得可以可靠地避免了缩孔(即在材料中不期望的空气夹杂)，因为由补偿层的材料挤出的空气可以逸出。为了避免模板盖、模板以及周边不必要的沾污，填充开口和/或溢出开口构建为用于软管的连接套管。相应地，软管可以连接到那里并且通过软管可以干净地将补偿层的材料进行输送和引出。特别优选地，该模板盖(垂直地)具有竖立于上侧上的侧壁和与侧壁连接的盖板。 通过这样提供的箱形，模板盖获得了更高的抗弯刚度并且由此获得了更高的形状逼真度 (Formtreue)。在一个特别优选的改进方案中，与在模板盖的上侧与盖板的下侧之间的侧壁平行地设置有加固部，其还进一步提高了抗弯刚度并且由此进一步提高了形状稳定性。本发明同样涉及一种用于与上面所描述的模板盖一起使用的密封件。该密封件具有带有可变形的部件和不可变形的部件的两件式实施形式。可变形的部件设置在预制混凝土部件的要密封的部位上，而不可变形的部件放置在可变形的部件上，以便因此达到可预定的高度。
通过密封件可以防止凸缘的出于确定原因而必须留出的区域被补偿层覆盖。因此，模板盖可以钳制密封件并且可靠地按压到混凝土上，使得补偿层的低黏度材料不能流向那里。在ー个特别优选的实施形式中，密封件改进为使得可变形的部件环形地实施并且设置有预定宽度的支承面，在该支承面上存在不可变形的部件。该实施形式设计将本来在预制混凝土部件中用于密封在预制混凝土部件的过渡部中的套管的密封件也应用于补偿层的施加中。本发明同样涉及ー种用于制造预制混凝土部件的模板单元。模板单元具有用于容纳混凝土的模板、上面所描述的模板盖以及上面所描述的密封件。本发明同样涉及在制造预制混凝土部件时将低黏度的树脂用于制造补偿层的应用，其中该树脂施加到预制混凝土部件的凸缘上。由此，可代替在施工现场制造浆料接合的补偿层已经在エ厂中生产预制混凝土部件时通过受控的条件而构建。此外，该风能设备还涉及ー种由多个预制混凝土部件构成的塔架，其按照根据本发明的方法来制造或可制造。这种塔架的结构可以简单、快速和与天气无关地实现，并且这样在排除多个故障源的情况下允许在最短的时间建立风能设备。同吋，通过不长的必要吊装时间实现了成本节约，因为各个安装步骤需要较少时间并且吊装对于其他工作而言更为快速。根据本发明，可以避免在施工现场施加作为补偿层的树脂浆料。这是有利的，因为所使用的树脂或者树脂浆料作为引起变态反应的材料而已知并且因此可能影响树脂的处理人员的健康。代替树脂浆料现在可以使用树脂。本发明的其他实施例是从属权利要求的主題。本发明的优点和实施例以下參照附图更为详细地予以阐述。

图1示出了根据第一实施例的用于制造预制混凝土部件的方法的流程图，图2示出了根据第二实施例的在制造时的塔架段预制混凝土部件的示意性剖面图，图3示出了根据第三实施例的模板盖的透视视图，图4示出了根据第四实施例的具有密封件的模板盖的应用，以及图5示出了根据第五实施例的密封件的应用。图1示出根据第一实施例的用于制造预制混凝土部件的方法的流程图。该预制混凝土部件是风能设备的塔架的塔架段。为此，首先在步骤Sl中提供用于该预制混凝土部件的模板。在步骤S2中，对模板以混凝土进行填充。在步骤S3中，混凝土已达到预定的最低強度，或混凝土被抛光，并且在步骤S4中在预制混凝土部件的凸缘的区域中涂覆低黏度树脂，并且随后在原处硬化。树脂作为补偿层的材料填充可以在将混凝土填充到模具之后进行大约2小吋。在此，树脂以大约3升/分钟挤入并且该过程根据模板的大小和由此得到的体积而持续大约3分钟到10分钟。由于树脂的低黏度，所以树脂可以良好地在预制混凝土部件的凸缘上散布并且因此ー方面可以补偿预制混凝土部件中存在的不平性而另一方面可以形成精确水平的表面， 因为由于低黏度而(精确)自成水平。在对置的凸缘精确水平定向并且平坦的前提条件下， 两个凸缘于是精确平面平行。
图2示出了根据第二实施例的在制造时的预制混凝土部件20的示意性剖面图。预制混凝土部件是风能设备的塔架的塔架段。根据第二实施例的预制混凝土部件20的制造可以基本上对应于根据第一实施例的预制混凝土部件20的制造。因此，混凝土填充到已有的模板10中。在预制混凝土部件20的凸缘的区域中，模板盖30设置有填充开口 31和凹进部32。凹进部32在此构建在模板盖30的下侧上并且通过将模板盖30放置到模板10上而处于预制混凝土部件20的凸缘之上。在将模板盖30放置到模板10上之后，将低黏度的树脂通过填充开口 31填充到凹进部32中。由于树脂的低黏度，树脂可以容易地沿着预制混凝土部件20的凸缘散布并且在此也补偿了存在的不平性。此外，树脂由于其低黏度形成水平上成水平的并且(前提是预制混凝土部件的下侧水平走向)与此平面平行的表面。优选地，由低黏度树脂构成的补偿层具有最大IOmm的厚度并且特别优选地具有不大于3mm或4mm的厚度。在这样的层厚度的情况下，补偿层具有有利的机械特性，其也允许使用具有在5，OOOMPa到10，OOOMPa范围中的相对小的弹性模量的材料。如果补偿层过厚，则补偿层会由于施加的负重的重量而从接合部侧向地被挤压。 由于在补偿层与混凝土之间存在连接，所以相应的力作用于混凝土上。由于在此涉及横向于塔架竖轴的拉应力，所以这些应力也称作横向拉应力。这种横向拉应力在混凝土的情况下是有问题的，因为混凝土具有比较高的耐压强度但仅具有比较低的抗张强度。然而在最大4mm的层厚度的情况下，不必担心作用于混凝土的横向拉应力。在混凝土浇筑到模具中之后大约两小时，填充树脂。随后，混凝土于是一方面已达到预定的最小强度，而另一方面其并未完全凝结，使得树脂还可以与混凝土连接。在大约三小时到四小时之后，预制混凝土部件以及树脂已达到足够的强度并且可以被脱离。图3示出了根据第三实施例的根据本发明的模板盖的透视视图。该模板盖30环形地构建。通过安置到模板盖上的侧壁34和设置在侧壁34上的盖板35形成箱状的结构， 其在其整体上称作模板箱38。在盖板35上可选地设置有止挡吊环33，通过止挡吊环可以借助起重装置操作模板箱38。此外，开口 31设置在盖板35中，所述开口可以穿过模板箱38并且可以是用于补偿层的材料的填充开口或溢出开口，使得该材料可以穿过所放置的模板箱38填充到模板 (在该图中未示出)中。图4示出了根据第四实施例的具有密封件的模板盖的应用。在图4中示出了带有已填充的混凝土 20的模板10。混凝土 20或预制混凝土部件20与模板10的上边沿平齐地结束。根据本发明的模板箱38放置到模板10上。该模板箱具有由模板盖30以及由两个侧壁34和将侧壁34连接的盖板35形成的箱状横截面，用于改进抗弯刚度并且由此改进了形状逼真度。可选地，可以设置有另外的加固部36，通过加固部还进一步提高了抗弯刚度。模板盖30在其(朝着模板10的)下侧上具有凹进部32。凹进部32在径向方向上在预定的宽度上延伸，该宽度可清楚看到地对应于模板10的内部宽度并由此对应于预制混凝土部件20的宽度。朝着凹进部32的两侧，设置有凹进部37作为可选的密封座，以便实现模板盖30或模板箱38对模板10的可靠密封。在模板盖30的下侧上的凹进部32具有预定的高度，其可选地(精确地)对应于 (在该图中未示出的)盖层的预定高度。通过在模板盖30与盖板35之间走向的并且在该图中虚线示出的填充开ロ 31，用于补偿层的材料可以从外部填充到模板盖30的凹进部32 中并且这样完全填满通过凹进部32形成的空腔。在图3中可清楚看到的是，根据本发明的模板盖具有四个这样的开ロ 31，其中例如两个可以用作填充开ロ并且两个可以用作溢出开ロ。一旦模板盖30的整个凹进部32 被填充，则在进ー步输送材料的情况下材料又通过溢出开ロ溢出并且由此明确可觉察地显示凹进部32现在完全以该材料填充。如果现在让该材料凝结，则形成补偿层，该补偿层牢固地与预制混凝土部件20连接。图5示出了根据第五实施例的密封件的应用。尤其是，示出了具有预制混凝土部件20以及所安置的模板盖30的模板10的放大视图，其中该模板盖具有所表示的侧壁34 以及密封座37。在模板盖30的朝着模板10的下侧上明显放大地示出了凹进部32。首先可看到的是，凹进部32并非精确地为直角，而是从模板向上变细，即梯形地构建。由此形成了具有斜切的侧边的补偿层。大致在凹进部的中心，示出了根据本发明的密封件，其由第一可变形的部件40和第二不可变形的部件41构成。可变形的部件40置于预制混凝土部件20的不应被补偿层遮挡的区域上。在该图中示例性地以虚线表示了具有套管漏斗45的套管46，稍后张紧线在其中走向并且其必须保持空出。当然，在此(在该图中未示出的)用于操作预制混凝土部件的起重装置的止挡点或在预制混凝土部件20表面上的其他预定的部位也可以被覆盖。为此，首先将第一可变形的部件40置于要覆盖的部位上并且随后将第二不可变形的部件41置于其上。由于两个密封部件40、41具有预定的厚度，所以整体上也形成预定的高度，其略微高于在模板盖30中的凹进部32的深度。通过放置模板盖30，密封件的上部不可变形的部件41被压到下部可变形的部件40上，使得密封件40、41通过模板盖30压紧并且按压于预制混凝土部件20的表面上。由此，预制混凝土部件20的表面的被密封件 40,41覆盖的部分保持没有补偿层。在此要注意的是，填充开ロ或溢出开ロ 31并未设置于密封件40、41上，因为通过受模板盖30或模板箱38压紧的密封件40、41当然也封闭开ロ 31，使得材料的填充和/或凹进部的排气即使不完全被阻止也至少受妨碍。在使用上面所述的模板盖时，于是树脂的成水平通过如下方式实现树脂通过所设置的开ロ引入到模板中，直至其被压向模板盖。本发明同样涉及一种用于制造预制混凝土部件的模板单元。模板单元具有模板10 和模板盖，例如根据图3。可选地，同样可设置密封件40。本发明同样涉及ー种具有塔架的风能设备，塔架由根据本发明制造的预制混凝土部件或塔架段构建。根据可以基于上面所描述的实施例的本发明的另ー实施例，在叠置的塔架段之间使用干燥的接合部。为此可以省去另ー接合粘合剤。此外，为此可以省去另ー补偿层。
权利要求
1.一种用于制造风能设备的塔架的塔架段预制混凝土部件的方法，该塔架段预制混凝土部件具有至少ー个凸缘，该方法具有如下步骤提供模板，以混凝土填满所述模板，以及将低黏度的材料作为补偿层施加到预制混凝土部件的所述凸缘上。
2.根据权利要求1所述的方法，其进ー步具有如下步骤 通过安置模板盖而封闭所述模板，以及通过在模板盖中的至少ー个填充开ロ将补偿层的材料以预定的压カ来输送。
3.根据权利要求1或2所述的方法，进ー步具有如下步骤在安置模板盖之前用预定厚度的密封件覆盖所述凸缘的预定的区域，以及通过所述模板盖压紧所述密封件。
4.一种塔架段预制混凝土部件，其通过根据权利要求1至3之一所述的方法能够制造或制造。
5.根据权利要求4所述的预制混凝土部件，其中所述混凝土具有在25，OOOMPa到 50，OOOMI3a之间的弹性模量，而所述补偿层具有在5，OOOMI3a到10，OOOMI3a之间的弹性模量。
6.根据权利要求4或5所述的预制混凝土部件，其中所述预制混凝土部件具有预定的表面粗糙度，尤其是60 μ m到150 μ m的表面粗糙度。
7.一种用于安置于用于制造风能设备的塔架的塔架段预制混凝土部件的模板上的模板盖，其特征在干带有至少ー个凹进部的下側，所述凹进部具有在所述模板盖的径向方向上预定的宽度和预定的深度，以及用于填充补偿层的材料的至少ー个填充开ロ。
8.根据权利要求7所述的模板盖，还具有用于补偿层的材料的至少ー个溢出开ロ。
9.根据权利要求7或8所述的模板盖，其中所述填充开口和/或所述溢出开ロ构建为用于软管的连接套管。
10.根据权利要求7至9之一所述的模板盖，还具有环形的盖板和设置在该盖板上的侧壁。
11.一种用于制造风能设备的塔架的塔架段预制混凝土部件的模板单元，其具有 用于容纳混凝土的模板，根据权利要求7至10之一所述的模板盖，以及密封件，其具有各具预定厚度的第一可变形的部件和第二不可变形的部件， 其中所述可变形的部件能够设置在所述预制混凝土部件的要密封的部位上，而所述不可变形的部件能够放置在所述可变形的部件上，以便达到能够预定的高度。
12.根据权利要求11所述的模板単元，其中第一部件构建为具有预定宽度的支承面的环形的可变形部件，第二部件位于该支承面上。
13.—种在制造风能设备的塔架的塔架段预制混凝土部件时低黏度树脂用于制造补偿层的应用，其中该树脂被施加到预制混凝土部件的凸缘上。
14.一种风能设备，其特征在于由多个预制混凝土部件构成的塔架，所述预制混凝土部件根据权利要求1至3所述的方法来制造或能够制造。
全文摘要
设计了一种用于制造风能设备的塔架的塔架段预制混凝土部件(20)的方法。提供模板(10)，并且以混凝土填满该模板。将低黏度的材料作为补偿层施加到预制混凝土部件(20)的凸缘上。
文档编号B28B21/02GK102574293SQ201080046833
公开日2012年7月11日 申请日期2010年10月12日 优先权日2009年10月14日
发明者奥拉夫·斯特拉克, 诺伯特·霍尔舍 申请人:艾劳埃斯·乌本