风能设施和用于运行风能设施的方法与流程

文档序号:26308232发布日期:2021-08-17 13:48阅读:126来源:国知局
风能设施和用于运行风能设施的方法与流程

本发明涉及一种风能设施,其具有支承结构,其中,支承结构具有至少一个带至少一个紧固区段的结构构件和至少一个加强元件。另外,本发明还涉及一种用于运行、特别是维护风能设施的方法。



背景技术:

由现有技术已知风能设施,其具有支承结构以及本身用于加强、特别是用于加固支承结构的加强元件。在这个背景下,本发明的目的是:提供一种可选的风能设施、特别是一种改进的风能设施,该风能设施在运行强度设计方面是特别有利的,并且/或者该风能设施在其维护性能方面是特别有利的。



技术实现要素:

所述目的通过根据独立权利要求所述的风能设施和用于运行风能设施的方法得以实现。有益的构造设计是从属权利要求的内容并且在下文中得到详细阐述。

本发明的第一观点涉及一种风能设施,其具有支承结构,该支承结构具有至少一个带至少一个紧固区段的结构构件和至少一个加强元件,其中,所述结构构件具有多个紧固凹口,这些紧固凹口设置用于紧固运行件,其中,所述结构构件在风能设施运行期间至少部分被动态地加载,并且至少一个紧固凹口位于在风能设施运行期间被动态加载的区域中,并且风能设施能够在至少两种状态中运行,其中,第一状态是运行状态而第二状态是维护状态,其中,在运行状态中加强元件借助被限定预紧的螺纹连接、利用插入设置用于紧固运行件的紧固凹口的至少一个部分中的螺纹紧固件而与结构构件的紧固区段旋接,并且在维护状态中,所述螺纹连接已经松开并且加强元件已经从支承结构的结构构件上移除,并且一运行件能够经由设置用于紧固运行件的紧固凹口而与结构构件的紧固区段连接。

通过在运行状态中设置的加强元件与结构构件的旋接,在运行中出现力时能够实现支承结构中的较有利的应力分布,由此特别是能够实现较高的运行强度。这特别是归因于通过附加的加强元件的加固以及归因于通过相应的螺纹紧固件对存在的紧固凹口中的至少一些紧固凹口的填塞。

通过相应的构造设计、特别是加强元件和支承结构的相应适宜的材料选择和附属螺纹连接的相应尺寸,能够减小结构构件中的特别是由紧固凹口引起的切口效应,这特别是在环绕紧固凹口的区域中导致较低的应力升高。

优选地,支承结构、特别是结构构件和/或加强元件由钢制成,结构构件特别是由铸钢制成,而加强元件则特别是由轧制钢制成。

另外,通过将螺纹紧固件插入紧固凹口中以及通过借助加强元件将结构构件覆盖,还能够保护结构构件的表面免遭污损和/或腐蚀。

此外,与单纯地增加结构构件的壁厚相比,使用单独的加强元件具有以下优点:可以灵活地选择加强元件的厚度,并且特别是不必调整相应的例如为了维护风能设施而存在的或设置的运行件或者不需提供用于紧固一个或多个运行件的相应的适配器,该适配器否则在结构构件的壁厚较大时在某些情况中由于其它结构空间条件之故、特别是由于结构构件的较大空间需求而可能会变得必要。

因此,使用单独的加强元件代替较大尺寸的结构构件首先能够实现灵活的加强,该加强能够简单地通过调整加强元件、例如该加强元件的较大厚度得以实现,所述单独的加强元件在利用结构构件的运行状态中经由设置用于紧固运行件的紧固缺口(befestigungsausnahme)而与结构构件旋接。

其次,根据本发明使用单独的加强元件能够实现的是:在紧固区段例如相对转子和/或转子轴或类似构件的位置相同的情况下将用于不同风能设施的运行件特别是用于维护具有不同尺寸和大小的支承结构、特别是结构构件的不同风能设施。

在本发明的意义中,“风能设施”是指用于将风能转换为有用能、特别是电能的设施。

在本发明的意义中,“支承结构”是指如下的结构,该结构为了风能设施的稳定性而具有支承功能,并且因此在风能设施的强度设计时必须加以考虑,并且该结构特别是对于风能设施的强度很重要,并且该结构在其强度方面优选必须按照一定的规定、特别是法律规定来设计。

风能设施的支承结构例如是构件或组件如转子轮毂、转子叶片伸长器(rotorblattextender)、转子轴、转子轴承座或机架。

在本发明的意义中,“结构构件”是指如下的构件,其构成支承结构或是支承结构的组成部分。

在本发明的意义中,“加强元件”是指如下的构件,其用于加强其它构件、特别是用于加强结构构件。

在本发明的意义中,“动态载荷”是指在时间上可变化的载荷,而与此不同“静态载荷”则是指在时间上基本上恒定的载荷或者在较长的限定时间段内不变或几乎不变的载荷。

至少一个能够与结构构件的紧固区段连接的运行件特别优选可以与结构构件旋接、特别是借助限定预紧的螺纹连接,其具有可至少插入设置用于紧固运行件的紧固凹口的一部分中的螺纹紧固件。

能够将运行件与结构构件旋接的螺纹紧固件可以是在运行状态中加强元件与结构构件旋接的螺纹紧固件相同的螺纹紧固件。然而在一些情况中会是有益的是:为了将运行件与结构构件旋接而设置其它螺纹紧固件,例如具有不同的长度(由于使用相同的紧固凹口之故,直径是优选相同的)。

在根据本发明的风能设施的有益构造设计中,结构构件、特别是紧固区段构造为用于为了执行维护作业和/或在执行维护作业期间紧固运行件、特别是维护设备,其中,运行件优选是起重装置或维护辅助件、特别是支撑设备,该支撑设备构造为用于支撑风能设施的一个或多个部分,诸如在维护状态中用于支撑风能设施的转子、转子轮毂、转子轴或传动机构或发电机的支撑设备。运行件在此特别可以是保持夹、例如转子保持夹,如其在现有技术中基本上众所周知的那样且应用在用于维护风能设施的维护作业中、例如在组件更换如传动机构更换或转子轴更换中。

在根据本发明的风能设施的另一有利的构造设计中,紧固区段具有至少一个功能表面,并且紧固区段的紧固凹口中的至少一些紧固凹口、特别是全部紧固凹口从功能表面出发优选横向于、特别是垂直于该功能表面延伸。

结构构件的紧固区段优选是法兰段或者具有法兰段,该法兰段特别是具有至少一个功能面、例如接触面、贴靠面、支撑面或密封面,其中,至少一个紧固凹口特别是从法兰段出发、特别是从法兰段的一功能面出发优选横向于、特别是垂直于该功能面延伸。特别优选地,全部紧固凹口垂直于结构构件的紧固区段的附属功能面延伸。

特别是在这种情况中,通过将加强元件经由置入紧固区段中的紧固凹口(该紧固凹口基本上设置用于将运行件与结构构件连接在一起)而与紧固区段旋接,可以实现有利的应力分布,这是因为特别是通过这样置入紧固区段中的紧固凹口在横向于紧固凹口施加拉力负荷的情况中围绕该紧固凹口会出现明显的应力升高。

在根据本发明的风能设施的优选构造设计中,加强元件在此至少部分贴靠在紧固区段的功能面上,特别是至少部分面状地、优选完全面状地,就是说以至少一个面特别是例如以下侧面完全贴靠。由此可以实现加强元件在结构构件上的良好的面状贴靠并且因此实现对支承结构的良好加固。此外,能够实现良好地覆盖和因此良好地保护结构构件免遭污损和腐蚀。

在根据本发明的风能设施的另一有益的构造设计中,结构构件在风能设施运行期间至少部分动态地承受拉力载荷,特别是以横向于、特别是垂直于紧固凹口的延伸方向、特别是平行于功能表面的加载方向。这就是说,结构构件优选是如下的构件,该构件在风能设施运行期间至少部分动态地承受拉力载荷,特别是以横向于、特别是垂直于紧固凹口的延伸方向的加载方向被加载。

特别是在这种情况中,通过经由紧固凹口(这些紧固凹口设置用于紧固一个运行件并且因此在运行状态中通常并不使用)将一加强元件与结构构件根据本发明旋接,能够在运行状态中实现有利得多的应力分布,这是因为以这种方式通过将加强元件经由紧固凹口与结构构件旋接能够显著减小应力升高、特别是环绕紧固凹口的应力升高,由此结果是能够实现较高的运行强度。

当紧固凹口中的至少一个紧固凹口位于高动态受载的区域中、就是说位于随机或循环动态交替和/或动态膨胀受载的区域中时,经由结构构件中的设置用于紧固运行件的紧固凹口将加强元件旋接特别适于减小应力升高或者在那里显示出特别大的效果,其中,根据本发明的用于加强结构构件的措施在动态膨胀的拉力载荷的情况中是特别有利的、特别是在拉力载荷方向横向于紧固凹口的动态膨胀的拉力载荷的情况中、特别是在拉力载荷垂直于紧固凹口或者平行于功能表面的情况中。

在根据本发明的风能设施的另一有益的构造设计中,至少一个紧固凹口、特别是结构构件中的至少一个紧固凹口是通口或通孔,优选地,至少一个螺纹连接是贯通螺纹连接。

作为可供选择的方案,至少一个紧固凹口、特别是结构构件中的至少一个紧固凹口也可以构造为盲孔,该盲孔在这种情况中特别是具有相应的内螺纹并且特别是至少一个螺纹连接是盲孔螺纹连接,在这种情况中优选不仅加强元件、而且相应的运行件能够分别借助经由盲孔的盲孔螺纹连接而与结构构件旋接。

也可以考虑,至少一个紧固凹口、特别是结构构件中的至少一个紧固凹口和/或加强元件中的至少一个附属的紧固凹口构造为用于螺柱螺纹连接(stehbolzen-schraubverbindung)或螺柱旋接(stehbolzenverschraubung),其中,为了螺柱螺纹连接优选不仅结构构件、而且加强元件分别具有至少一个附属的、构造为盲孔的紧固凹口。

反之,若紧固凹口构造为通口、特别是构造为通孔,则可以设置有内螺纹。然而优选通口没有内螺纹,这是因为利用平滑的孔内壁在围绕紧固凹口的区域中产生更小的应力升高,从而产生更小的应力集中系数以及更小的缺口系数,这再次对运行强度产生积极影响,因为缺口系数越小,可实现的运行强度就越高。

另外,具有贯通螺纹连接的通口、特别是通孔具有以下优点:可以根据压力对螺纹连接的整个长度进行预紧,由此能够在环绕紧固凹口的区域中实现更加有利的、特别是更加均匀的应力状态。

在根据本发明的风能设施的特别有益的构造设计中,至少一个螺纹连接、特别是加强元件利用其与结构构件经由至少一个紧固凹口螺纹旋接的至少一个螺纹连接如下地预紧,即,在围绕附属的紧固凹口和螺纹连接的区域中在支承结构的未受载状态中存在残余压应力状态。

由于通过以限定的预紧力预紧螺纹连接、就是说通过将螺纹连接限定地、特别是扭矩受控地或角度受控地拧紧而将残余压应力状态引入围绕紧固凹口的区域中,能够根据残余压应力的高低来至少部分地对特别是在运行期间出现的拉力载荷进行补偿。

为了能够对在运行中出现的拉力载荷的尽可能大的部分、特别是横向于紧固凹口出现的拉力负荷的尽可能大的部分进行补偿,至少一个螺纹连接被如下地限定预紧,即,使得由螺纹连接的预紧力引起的残余压应力大到使得在风能设施的限定设计运行时间的至少50%上、优选至少75%上、特别是90%上、特别优选95%上、特别是在整个设计运行时间上,就是说在风能设施的100%的设计运行时间上在围绕附属的紧固凹口的、与该附属的紧固凹口邻接的区域中,在风力发电设施的额定运行期间横向于紧固凹口仅仅出现幅度相对无残余压应力的状态减小的拉应力、特别是作为结果得出的拉应力、特别是仅仅幅度减小限定量的拉应力、例如仅仅幅度减小至少20%或至少30%或至少50%的拉应力。特别优选地,螺纹连接的预紧在此选择得大到使得,结果是横向于紧固凹口仅还出现产生的、拉应力幅度减小大于80%的拉应力。

“额定运行”当前是指如下的运行,在该运行中按照需满足的规定、特别是需满足的对风能设施设计的法律要求仅仅出现在设计中作为正常运行力已考虑到的力,就是说,没有在使用不当的情况中出现的力以及没有不可预见大小的力,这些力在风能设施设计中未考虑到或者不需考虑。

在根据本发明的风能设施的另一有利的构造设计中,在风能设施的运行状态中加强元件的主要功能是对与该加强元件螺纹旋接的结构构件进行加强。这就是说,优选地,加强元件不是用作用于组合件或另一构件的支架或支承结构,而特别是主要设置和构造为用于加强结构构件,其中,通过加强元件将紧固凹口覆盖目前特别是仅仅视为辅助功能或次要功能。

在根据本发明的风能设施的另一有利的构造设计中,加强元件具有接触面并且在风能设施的运行状态中以该接触面面状贴靠在结构构件上、优选贴靠在结构构件的紧固区段上、特别是贴靠在结构构件的紧固区段的功能面上,其中,加强元件优选以连在一起的接触面、特别是以一个唯一的连在一起的接触面贴靠在结构构件上或结构组合件上。就是说,在可能的特别有益的构造设计中,加强元件例如不是构造为桥状的或类似的并且不像桥那样、例如如轴承容纳部那样横跨居于两个紧固区段之间的区域。

特别是加强元件优选既不是支架,也不是用于连结、紧固或容纳另外构件的容纳部。

在根据本发明的风能设施的另一有利的构造设计中,加强元件优选构造为板式的或板形的或者是板材、特别是钢板。因此首先能够以小的结构空间需求和较小的附加重量实现对紧固区段、特别是附属的功能表面的良好的面状覆盖,这特别能够实现的是:将加强元件经由尽可能多的紧固凹口与结构构件旋接,由此又能够利用一个螺纹紧固件填塞尽可能多的紧固凹口。这又对支承结构中、特别是结构构件中的应力分布产生有利影响。

在根据本发明的风能设施的特别有利的构造设计中,加强元件在此具有的厚度为紧固区段在通过加强元件加强的区域中的平均壁厚的至少10%、特别是至少15%、优选至少20%、特别是至少30%,然而最大为紧固区段在这个加强区域中的平均壁厚的40%、50%或100%。

已经得到证实的是:利用这些尺寸量级,就是说利用加强元件的厚度与结构构件的壁厚的这样的比例能够获得已经良好的效果,特别是有利地提高结构构件的运行强度并且因此提高支承结构的运行强度。

在根据本发明的风能设施的另一有利的构造设计中,加强元件的至少一个周侧面、特别是全部周侧面构造为坡口,其相对在紧固区段与加强元件之间延伸的分界面特别是具有最大60°、45°、30°、20°或15°和优选至少10°、然而特别是至少15°的内角。因此能够实现从结构构件到该结构构件利用加强元件得到加强的加强区域中的特别有利的横截面过渡,这对支承结构中的应力分布产生有利的影响。特别是通过这种方式能够减小大的应力梯度并且实现支承结构中的更有利的应力曲线。

在有些情况中还会是有益的是:加强元件的至少一个周侧面构造为凹弧。

本发明的第二观点涉及根据本发明的用于运行、特别是用于维护根据本发明的风能设施的方法,其特征在于以下步骤:

a)通过松开螺纹连接和移除加强元件,将风能设施从运行状态转换到维护状态中,借助所述旋接,加强元件与结构构件螺纹旋接,

b)进行维护作业,和

c)通过以下方式将风能设施从维护状态转换到运行状态中,即,提供加强元件或备用加强元件,并且将加强元件或备用加强元件与结构构件的紧固区段通过将螺栓紧固件插入设置用于紧固运行件而设置的紧固凹口的至少一部分中,并且借助限定预紧的螺纹连接将加强元件或备用加强元件与结构构件的紧固区段旋接。

如果结构构件的紧固区段具有相应的功能面,那么在此优选特别是如下地提供和设置加强元件或备用加强元件,即,其在与结构构件旋接之前至少部分贴靠在结构构件的紧固区段的功能表面上。

在根据本发明的方法的特别有益的构造设计中,该方法还具有以下步骤:

i)提供运行件,

ii)经由设置用于紧固运行件的紧固凹口将运行件与结构构件的紧固区段连接,

iii)将运行件与结构构件的紧固区段的连接松开,和

iv)移除运行件,

其中,优选在步骤b)之前执行步骤i)和ii),并且优选在步骤b)之后执行步骤iii)和iv)。

由此能够通过简单的方式特别是利用已经可用的运行件进行对风能设施的维护,该风能设施在其运行强度方面同时构成为有利的。

在根据本发明的方法的另一有益的构造设计中,在步骤ii)中的将运行件与结构构件的紧固区段连接在此经由设置用于紧固运行件的紧固凹口通过以下方式进行,即,将螺栓紧固件插入设置用于紧固运行件的紧固凹口的至少一部分中并且借助限定预紧的螺纹连接将运行件与结构构件旋接。

由于通过将加强元件与支承结构的结构构件旋接将在运行状态中、特别是在正常运行期间通常不用的凹口(这些凹口特别是只设置用于紧固相应的运行件、例如在维护情况中)封闭,所以首先能够覆盖并且因此更好地保护紧固凹口免遭腐蚀。其次,能够实现结构构件中有益得多的应力分布和因此实现更高的运行强度。

如果在此将螺纹连接(利用该螺纹连接将加强元件与结构构件旋接)如下地限定预紧,即产生残余压应力状态,那么能够进一步提高运行强度,特别是在使用贯通螺纹连接、就是说贯穿旋接的情况中。特别是在动态出现的拉力载荷、特别是动态膨胀的拉力载荷的情况中,特别是其具有横向于紧固凹口的拉力载荷方向,运行强度能够因此通过简单的方式有益地改善。

如果在此如下地限定预紧螺纹连接,即,所引起的残余压应力高到使得在设计运行时间的至少90%、优选至少95%中在环绕紧固凹口的区域中不出现拉应力,那么与仅仅具有无加强元件的结构构件和相应紧固凹口的支承结构相比运行强度能够得到显著改善。

关于风能设施及其有益的构造设计所说明的特征和优点,至少如果在技术上有意义,既适用于本发明的第二观点并且因此也适用于根据本发明的用于运行这样的风能设施的方法及其有益的构造设计,反之亦然。

附图说明

以下借助附图中示意性示出的非限定性的实施例详细阐述本发明。附图中至少部分示意性地示出:

图1是根据本发明的风能设施的支承结构的部分剖视图,其具有结构构件和加强元件,该加强元件经由设置用于在风能设施的维护状态中紧固运行件的紧固凹口而与结构构件旋接;

图2是图1所示结构构件的从上部观察的零件图,和;

图3是图1和2所示结构构件的透视图。

具体实施方式

图1示出了此处未进一步示出的根据本发明的风能设施的支承结构10的部分剖视图,该支承结构具有在这种情况中通过风能设施的机架构成的结构构件1以及加强元件3,该加强元件经由设置用于在维护状态中紧固运行件的紧固凹口4a和4b而与结构构件1、就是说在这种情况中与机架1旋接。

图1视图的左侧部分在此示出了支承结构10的剖视图,而在右侧部分中示出了支承结构10内的应力曲线,如其在如通过箭头示出的拉力载荷f下预期的那样。

在此,图1示出了支承结构10处于运行状态中,在该运行状态中紧固凹口4a和4b用于将结构构件1与加强元件3旋接,而在此处未示出的维护状态(参见图2和图3)中紧固凹口4a和4b为了紧固运行件、例如起重装置或支撑设备诸如保持夹、特别是转子保持夹而是自由的、就是说未占用并且特别是可以用于旋接运行件。

为了将结构构件1与加强元件3旋接,结构构件1特别是具有紧固区段2,该紧固区段在这个实施例中是法兰区段,其在上侧上具有功能面7,该功能面特别是具有用于在维护状态中可与结构构件1、即机架1连接的运行件诸如转子保持夹的支撑面的功能。

紧固凹口4a和4b在此特别是从功能表面7出发并且横向于、特别是垂直于该功能表面7延伸。

加强元件3与结构构件1在此借助插入紧固凹口4a和4b中的螺纹紧固件6a和6b相互旋接,其中,两个另外在左侧示出的螺纹连接5a和5b分别是贯通螺纹连接,而螺纹连接5b则是盲孔旋接。

为了建立贯通螺纹连接5a,加强元件3和结构构件1分别具有相应的紧固凹口4a,形式为通口4a、特别是通孔4a,这些紧固凹口在这个实施例中具有平滑的内壁,就是说没有内螺纹。

与此不同,螺纹连接5b是盲孔旋接,在该盲孔旋接中尽管加强元件3同样具有用于附属的螺纹紧固件6b、特别是螺栓6b穿过的相应的通孔,然而在结构构件1中设置有相应的、附属的盲孔4b,该盲孔在这种情况中具有相应的内螺纹。

螺纹连接5a和5b的不同构造设计在这个实施例中基本上仅仅用于说明一个或多个将加强元件3与结构构件1旋接的螺纹连接5a、5b的构造设计的不同可能性。

代替如此处在图1中所示的那样,所有用于将加强元件3与结构构件1旋接的支承结构的螺纹连接也可以分别构成为贯通螺纹连接5a或盲孔旋接5b,这通常取决于相应的使用情况和结构空间条件。例如可能的是:在某些情况中由于空间原因不能采用贯通螺纹连接5a,而只能采用盲孔旋接5b。原则上也可以考虑螺柱螺纹连接。

相对盲孔旋接5b,贯通连接5a的优点是:在螺纹连接的整个长度上和在这种情况中因此也在支承结构10的整个厚度(该厚度由结构构件1的厚度ds和加强元件3的厚度dv构成)上通过螺纹连接5a的限定导入的预紧力、特别是在螺纹连接5a的预紧力足够大的情况中围绕紧固凹口4a能够出现残余压应力状态,而在盲孔旋接5b的情况中仅仅在螺纹连接5b的区域中支承结构10的整个厚度ds+dv的一部分上可引起残余压应力状态、即仅仅在螺栓的区域中,然而不超出其长度。

如在图1中通过标注“f”的力箭头f示出的那样,支承结构10、特别是结构构件1在风能设施运行期间至少部分动态地承受拉力载荷,其中,在这种情况中以横向于、特别是垂直于紧固凹口4a和4b的延伸方向的加载方向为结构构件1加载。

所有紧固凹口4a和4b在此位于紧固区段2的受到高度动态载荷的区域中,就是说在随机或周期性动态交替和/或动态膨胀地受载的区域中,其中,紧固凹口4a和4b在这种情况中位于被以横向于、特别是垂直于紧固凹口4a和4b的纵轴线的加载方向动态膨胀地加载拉力的区域中。

为了至少部分地补偿在运行期间作用到支承结构10上、特别是结构构件1上的拉力载荷的大部分,螺纹连接5a和5b、特别是螺纹连接5a分别如下地预紧,即,使得在支承结构10的未受载的状态中在围绕附属的紧固凹口4a或者4b的区域中分别存在残余压应力状态。

在此,预紧力特别是如下地选择,即,使得在额定运行期间在附属的风能设施的总设计运行时间的至少90%上,环绕紧固凹口4a和4b、特别是在与凹口4a和4b邻接的区域中不出现横向于紧固凹口4a和4b的拉应力。

通过由螺纹连接5a和5b的预紧引起的残余压应力,能够至少部分地平衡临界拉应力,这对运行强度产生有利影响并且特别是导致更高的运行强度值。

通过利用加强元件3对结构构件1的额外加强,还能够进一步改善支承结构10中的应力分布并且因此进一步提高运行强度。

通过在结构构件1中使用本来为了紧固至少一个运行件所需的紧固凹口4a和4b,首先为了加强结构构件1不需要额外的紧固凹口。其次,除此之外不用的和因此敞开的紧固凹口4a和4b(这些紧固凹口在运行中并不需要,仅用于维护目的)的利用另外特别是实现将螺纹紧固件6a或者6b插入所述紧固凹口4a和4b中,即这些紧固凹口被填塞,这同样对结构构件1中、特别是紧固区段2中的应力分布产生有利影响。

特别是通过这种方式能够减小通常在紧固凹口4a和4b周围由这些紧固凹口4a和4b引起的切口效应之故而出现的应力升高,并且因此降低紧固凹口4a和4b周围的应力集中。因此主要可以降低紧固凹口4a和4b的区域中形成裂纹的概率。

已经证实:若加强元件3在此如在图1中举例说明示出的那样构造为板式或者是板材,能够实现特别有利的支承结构10、特别是特别节省结构空间的支承结构。

另外,通过种方式借助加强元件3不仅能够达到对结构构件1的加强,而且另外还能够将功能面7大面积地覆盖,从而能够保护功能面7免遭污损和腐蚀。

将螺纹紧固件5a和5b插入紧固凹口4a和4b中同样具有优点,即,紧固凹口4a和4b不再是敞开的并且因此能够在运行期间同样更好地得到保护免遭污损和腐蚀。

为了在受载情况下在支承结构10中实现尽可能有利的应力曲线,有益的是:加强元件3的至少一个周侧如在图1中示出的那样具有坡口8、特别是内角α在10与60°之间的坡口,其中,30°的内角α如此处举例说明示出的那样已经证实为有利的。接着周侧面上的这些坡口8能够实现支承结构10的横截面的有利增加并且因此实现支承结构10内的有利的应力曲线。特别是能够避免高应力梯度、特别是应力曲线内的突变。

代替坡口8,至少一个周侧面也可以构造为凹弧形的或类似形状。因此能够在某些情况中在支承结构10内实现进一步改善的应力曲线。

在根据本发明的风能设施的支承结构10的这个实施例中,加强元件3的厚度dv在此为结构构件1的厚度ds的30%。

图2示出了图1所示支承结构10的结构构件1处于维护状态中,在该维护状态中,螺纹连接5a和5b已经松开并且加强元件3已经移除,使得可以经由紧固凹口4a和4b将未示出的运行件与结构构件1连接、特别是为了维护目的。

此外,在图2中示出了机构构件1内的应力曲线,如其在通过箭头示出的拉力负荷f下预期的那样。可以看出,力线必须绕开形式为紧固凹口4a和4b的敞开的孔,由此在紧固凹口4a和4b的区域中出现明显的应力集中(力线的间距是构件中应力的程度)。

图3示出了用于根据本发明的风能设施的结构构件20的方形部分的另外的实施例,其中在这个实施例中全部紧固凹口4b分别具有内螺纹。

如已经多次阐述的那样,在根据本发明的风能设施中为了维护目的将图1所示的支承结构10的在运行状态中设置的螺纹连接5a和5b从原本只设置用于维护目的的紧固凹口4a和4b中移除,使得紧固凹口4a和4b可以用于紧固一个或多个运行件,其中在执行根据本发明的用于运行、特别是用于维护根据本发明的风能设施的方法时执行以下步骤:

a)通过松开螺纹连接5a和5b和移除加强元件3将风能设施从运行状态转换到维护状态中,加强元件3借助所述螺纹连接而与结构构件1旋接,

b)进行维护作业,和

c)通过以下方式将风能设施从维护状态转换到运行状态中,即,提供加强元件3或备用加强元件,并且通过将螺纹紧固件6a和6b插入设置用于紧固运行件的紧固凹口4a和4b的至少一部分中将加强元件3或备用加强元件与结构构件1的紧固区段2连接,并且借助限定预紧的螺纹连接5a和5b将加强元件3或备用加强元件与结构构件1的紧固区段旋接。

在此特别是利用如下限定的预紧力建立螺纹连接5a和5b,该预紧力的大小确定为,使得引起如下高的残余压应力,即,在设计运行时间的限定部分内在围绕紧固凹口4a和4b的区域中不出现拉应力。

在这个实施例中,在此如下地选择预紧力,即,使得在设计运行时间的至少90%上在结构构件1的区域中、特别是在紧固区域或者加强区域中在额定运行期间不出现拉应力。

若加强元件3已经移除,如在图2和3中那样,那么可以经由紧固凹口4a和4b将相应的运行件与结构构件1连接、特别是旋接,其中,还以优选的方式特别是在优选执行根据本发明的利用限定预紧力的方法的情况下建立用于紧固运行件的螺纹连接。

在根据进一步的发明构成的风能设施中,与本发明相比省略了加强元件。这就是说,根据进一步的发明的风能设施只具有插入结构构件的紧固凹口中的螺纹紧固件,该螺纹紧固件在运行状态中限定地预紧,而在维护状态中松开并能够将紧固凹口用于紧固运行件。

在用于运行根据进一步的发明的风能设施的方法中,相应地省略了加强元件的移除、设置和再次旋接。相应地将风能设施从运行状态转换到维护状态中或者反过来,分别只需松开螺纹连接、移除螺纹紧固件并在实施维护作业后重新建立螺纹连接。

这在某些情况中已经可以带来益处,特别是通过这种方式至少能够填塞紧固凹口,由此至少防腐保护得到改善。此外,插入螺纹连接并将这些螺纹连接限定地预紧已经导致低的残余压应力,该残余压应力在一些使用情况中已经能够足以将结构构件的运行强度提高期望的量。

所述进一步的发明的优点在于:通过省去加强元件以及所述方法步骤,在许多情况中能够实现经济上的节约,而且在许多情况中还能够更快地将风能设施从运行状态转换到维护状态中,反之亦然。

当然在不偏离权利要求内容的情况下,可以实现许多变型、特别是结构性的变型。

附图标记列表

1,20结构构件

2结构构件的紧固区段

3加强元件

4a没有螺纹的紧固凹口

4b具有螺纹的紧固凹口

5a,5b螺纹连接

6a,6b螺纹紧固件

7功能面

8坡口

10支承结构

ds结构构件的厚度

dv加强元件的厚度

α内角

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