设置在风能设备塔架的不同配置截面之间的过渡体以及具有所述过渡体的风能设备塔架的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及设置在用于风能设备的塔架的下部和上部之间的过渡体，其中下部塔架段是由被配置为中空型材的一些角柱建造的并且上部塔架段被配置为管状塔架的形式，该管状塔架的横截面实质上是圆形的，具有底部以及被设置在底部上的用于连接上部塔架的连接凸缘，其中，所述底部和用来连接上部塔架段的凸缘由至少一个金属套管片接合在一起，并且其中所述底部到所述至少一个金属套管片的连接是焊接结构。特别是，本发明涉及用于风能设备的塔架，该风能设备具有由中空型材配置的几个角柱所形成的下部塔架段，以及以横截面实质上为圆形的管状塔架的形式的上部塔架段，其中上塔架段和下部塔架段是由上述所提及的转换体接合在一起。
【背景技术】
[0002]在内陆被建造的风能设备的开发正在使用100米以上的越来越高的轮毂高度，以便利用更高和更加恒定的风速，并且由此提高这些风能设备的效率。但是，具有更大的和更强的转子和发电机的更高的管状塔架同时要求塔架段增加的壁厚和直径，以便满足所导致的较大的结构力学要求例如刚性、屈曲安全和耐力强度。但是塔架段直径的增大意味着:采用传统的横向定向模式进行建造的预制管状塔架段的运输在许多道路由于限制例如4.4米高的桥洞已不再可能。
[0003]例如在DE603 17 372 T2以及也在WO 2009/048955 Al中提出的一种可行方案的方法是所谓的结构的纵向定向模式，特别是在下部塔架区，在那里，完工的管状塔架段的直径最终超过4.4米。在此情况下，管状塔架段仅在施工现场即风能设备的位置从一些弧形壳体段和管状(环形)塔架段进行组装并被连接为整个塔架。为了避免在高空焊接，从DE603 17 372 T2中已知的塔架构架里，壳体段被设置有穿孔的水平和垂直凸缘，使壳体段能够通过螺纹进行连接。但是，该方案的这种方法有一些缺点。因此，例如在大壳体段的情况下，变形由于所述壳体段本身的重量而变得可预期，这可以同时导致处理和装配问题。另一方面，当破碎成许多小壳体段时，要执行的螺纹连接的数量是比较大的，这增加了拧紧螺钉的组装成本以及维护成本。
[0004]除了具有管状塔架的风能设备和具有点阵式塔架(框架塔架)的风能设备外，也存在具有混合建造塔架的风能设备，其具有下部点阵式塔架(框架塔架)和连接到下部的上部管状塔架。
[0005]风能设备的塔架从DE 10 2006 056 274 Al是已知的，该塔架在下部具有有至少三个角柱的点阵式塔架和在上部具有圆形横截面的管状塔架，而在过渡区里，下段的上部连接区域借助于过渡体被接合到上段的下部连接区域。过渡体被成型为截头锥形壳体，而相应角柱突出到过渡区内并且在下段的上部连接区域和上段的下部连接区域之间的过渡区里，由两个纵向焊缝被连接到截头锥形壳体的外侧。角柱由标准化的空心型材最好是由钢管形成。此外，点阵式塔架具有与角柱接合在一起的交叉支撑。
[0006]从DE 103 39 438 Al已知的风能设备，其同样由下部塔架段和被配置成管状塔架的上部塔架段进行建造，其中下部塔架段被配置为具有至少三个角柱的点阵式塔架，而过渡件(过渡体)被设置在上部和下部塔架段之间，其具有下部区域和上部区域，而下部区域可以被接合到下部塔架段并且所述上部区域可以接合到上部塔架段。过渡件的下部区域被配置成使得其最大横向尺寸大于上部区域的横向尺寸至少30%。所述过渡件被配置为铸铁部件或焊接结构体。
【发明内容】
[0007]本发明所提出的待解决的问题是创建前述所提及的风能设备塔架，其具有组件方便携带、制造成本经济和其组件被简化的装配以及在组装状态下高的刚性，并且尤其是在塔架的整个高度上具有相对统一的力流。
[0008]为了解决这个问题，具有权利要求1特征的过渡体被提出来了。本发明的过渡体的优选的和有利实施例被表述在从属权利要求中。
[0009]根据本发明的过渡体，其特征在于多个连接区域被设置在其底部的下侧，其对应于下部塔架段的角柱的数量，而连接区域彼此成角度地设置，使得在过渡体的装配状态下相应的连接面积径向向外增大。
[0010]过渡体创建了在上部塔架段和下部塔架段之间的连接，其中上部塔架段以横截面基本上是圆形的管状塔架形式，并且下部塔架段由配置为中空型材的一些角柱形成的。下部塔架段因此限定了分成几条腿(角柱)的塔架结构。优选的，下部塔架段具有至少三个特别优选至少四条腿(角柱)。因此，特别的，它也可以有五或六条腿(角柱)。
[0011 ] 根据本发明的过渡体的设计作为焊接结构提供了相比于铸铁设计的若干优点。特别是，焊接结构提供的优点在于必要的结构刚度和特别的弯曲强度在相对轻微的材料输入方面来说得以实现。对于焊接结构而言，用于结构部件的制造的投资成本比铸铁设计要少得多，因为铸铁结构的大规模建造成本没有了。此外，该焊接结构提供了对于加强选择而言高灵活性的好处，因为例如不同厚度的钢板和/或材料质量可以被安装在过渡体上。特别是当过渡体被设计为焊接结构，可以是被焊成焊接结构的若干内部板，而内部板的数量、厚度和/或材质可以被灵活地选择或被调整到适于的刚度要求。
[0012]根据本发明，所述角柱连接到过渡体底部的下侧实现了从圆形的管状塔架到具有角柱的下部塔架段的力的特别均匀的流动。
[0013]由于这样的事实，即根据本发明的过渡体的底部具有在其下侧的彼此成一角度的若干连接区域，其对应于角柱的数目，并且在过渡体的组装状态下被定向使得特定的连接面积径向向外地增大，具有正交连接凸缘的标准管的直接连接作为角柱是可能的。因此，对于具有正交连接凸缘的标准管道的连接而言无需进一步的中间元件(适配器)。
[0014]本发明的过渡体的一个有利的结构具有连接凸缘，该连接凸缘用作被设置在上部平台上的上部塔架段的连接，其位于底部上方并且同样地被连接到所述至少一个金属套管片。该平台改善了在风能设备的塔架的高弯曲和/或扭转应力下的过渡体的刚度。
[0015]另一个有利的实施例的特征在于:用于过渡体钢性化的内部板被焊接到所述至少一个金属套管片和底部的顶侧上。当任选上部平台存在时，该内部板也优选焊接到该平台上。
[0016]出于最小化重量的意图，为了实现尽可能小的材料输入下的良好的刚度，在另一实施方式中，其进一步提供了根据本发明的过渡体的内部板基本上沿径向和垂直方向运行。
[0017]考虑到过渡体和上部管状塔架的安装便利性，以及在刚性方面的进一步改善，在本发明的另一实施方式中，这对于内部板被焊接到限定垂直通道的轴特别是一个管状轴的金属套管片而言是有利的。
[0018]此外，如果根据另一实施方案的特定的内部板具有直径为至少60cm通孔，则在安装过程中这对于良好的进入是有利的。
[0019]此外，当上部平台具有中央通孔和在其径向距离上的至少一个附加的通孔，这对于上管状塔架以及角柱的安装是可取的。后者(附加通孔)产生进入角柱的连接区域的入
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[0020]本发明的过渡体的另一实施例的特征在于，其底部是由片状段并且特别是具有两个直的会聚的侧边缘的段构成的。这个实施例在其制造方面特别是关于与角柱相协调的连接区域的角度定向方面是有利的。
[0021]在本发明的过渡体的另一实施例中，过渡体的底部的特定连接区域优选被提供有紧固钻孔，该紧固钻孔优选被设置在用于角柱连接的圆圈上。该实施例可以可靠地紧固布置在所述角柱上的连接凸缘，优选焊接到其上。
[0022]为了使上部管状塔架一方面尽可能地细长并且另一方面使用具有相对大直径的标准管作为角柱，本发明的过渡体优选被配置为截头圆锥体。因此，过渡体的至少一个金属外套管片可选地限定截头圆锥体的包络面。
[0023]特别是，上面所指出的问题是由具有权利要求12的特征的塔架来解决的。
[0024]根据本发明的塔架的角柱可以由在长度方向上被连接起来的若干钢管型材组成，其被设置有穿孔的凸缘以容纳螺栓，并且所述角柱由连接到凸缘的张力支柱和/或交叉支柱(横杆cross struts)接合在一起。
[0025]所述交叉支柱优选地也由基本上水平延伸的钢型材制成。张力支柱(对角线支柱)优选由对角线