(19) *DE202018001072U120180517*

(10) DE 20 2018 001 072 U1 2018.05.17

(12) Gebrauchsmusterschrift

(21) Aktenzeichen: 20 2018 001 072.3(22) Anmeldetag: 28.02.2018(47) Eintragungstag: 05.04.2018(45) Bekanntmachungstag im Patentblatt: 17.05.2018

(51) Int Cl.: F03D 3/00 (2006.01)

(73) Name und Wohnsitz des Inhabers:Baars, Ronny, 18147 Rostock, DE; Borchert,Siegfried, 18147 Rostock, DE

Die folgenden Angaben sind den vom Anmelder eingereichten Unterlagen entnommen.

(54) Bezeichnung: Windkraftwerk 6.0 (WKW 6.0)

(57) Hauptanspruch: Windkraftwerk 6.0, als Alternative zuden jetzigen großen industriellen stationären Windkraftanla-gen als mobiles WKW 6.0

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Beschreibung

[0001] Unser Konzept eines Gebrauchsmusters betrifft die Nutzung von Windenergie durch den Einsatz desWindkraftwerkes 6.0.

[0002] Die Bezeichnung Windkraftwerk 6.0 (WKW 6.0) bedeutet im einzelnen

1.0 das WKW 6.0 ist keine Industrieanlage, sondern auf Grund ihrer Bauweise ein mobiles Einzelbauwerk

2.0 die Energieerzeugung erfolgt in der Generatorenkuppel auf mindestens zwei Ebenen(Fig. 13, Pos3.4.1 Pos 3.4.2), durch mehrere Generatormodule

3.0 der Fundamentsockel kann als Wasserspeicher, aber auch als Wasserwerk umgerüstet und genutztwerden.

4.0 die Verfüllung des Fundamentes 1.1 und der Fundamentsockelerweiterung 1.3 erfolgt mit bindemit-tellosen örtlich vorhandenen Materialien (lagenweise Verdichtung ist erforderlich)

5.0 die Konstruktion ermöglicht eine Mindestnutzungsdauer von 50 Jahren (auszuwechselnde Baugrup-pen können einzeln ausgetauscht werden)

6.0 die Generatorenkuppel 3.0 und der feststehende Stahlhohlkörper, (Fig. 2, Fig. 1.2) können als eigen-ständiges WKW auf jedem beliebigen Gebäude einer Gemeinde oder Stadt errichtet werden

[0003] Das WKW 6.0, (Fig. 1),besteht aus den Baugruppen Pos 1.0 Fundament, Pos 2.0 Baugruppe Mastund Pos 3.0 Baugruppe Generatorenkuppel.

[0004] Der Fundamentsockel mit Erweiterung kann einzeln, aber auch als Wasserspeicher genutzt werden.

[0005] Bei Nutzung des feststehenden Stahlhohlkörpers, (Fig. 2) als Wasserspeicher oder Wasserwerk, istdie Erweiterung des Fundamentes mittels vertikaler Fundamentschalungselemente, (Pos 1.3.1), horizontalerFundamentschalungselemente Pos1.3.3 in manueller Montage geplant, (Fig. 7).

[0006] Zu beachten ist, dass dann das Eigengewichtes des Fundamentes schwankt (Wasserentnahme). Kom-pensiert wird das Problem , indem der feststehende Stahlkörper innerhalb zu beschweren ist (Höhe 1.0 m).AlsAuffüllmaterial kommt ebenfalls bindemittellose Mineralbaustoffe zum Einsatz.

[0007] Erst dann ist die horizontale Grundplatte einzubauen und abzudichten. Zusammen mit der, durch dieFundamenterweiterung erreichtes größeres Volumen, wird die erforderliche Fundamentlast erreicht.

[0008] Auch die horizontalen Verankerungen (Fig. 8), sind per Hand zu verbauen Nach Herstellen der Bau-grube, der Montage der Fundamenteinzellteile erfolgt die Verfüllung des Fundamentes innerhalb und außer-halb gleichzeitig.

[0009] Vertikale Stabilitätsverbesserung wird durch den Einsatz vom Stahlprofil Pos 1.1.3 erreicht

[0010] Der feststehende Stahlhohlkörper mit dem Durchmesser von 6000 mm muss auf 3000 mm Durchmes-ser des Mastes reduziert werden.

[0011] Die Lösung ist der Kegelstumpf 1.2, als geometrische Form.

[0012] Der Innenraum wird als Lager, Werkstatt, Technikraum genutzt.

[0013] Die horizontalen Verbindungselemente sind Stahlringe mit entsprechenden Durchmessern (Fig. 2, Pos1.1.4, Pos 1.2.5), sowie die Verschraubung mittels Maschinenschrauben M 20 In der Baugruppe Fundament(Fig. 1), entspricht die Höhe +1.00 m Oberkante Gelände.

[0014] Der Mast, (Fig. 3), eine besonders leichte Gesamtkonstruktion, konstruktiv erreicht durch die Entschei-dung für die Mischbauweise Stahl/ GFK.

[0015] Die Tragkonstruktion ist in Stahlbauweise und die Außenschale in GFK (glasfaserverstärkte Kunststof-fe) geplant.

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[0016] Das Stahlhaupttragwerk horizontal und vertikal ist ein T 300 Profil, (Pos 2.1.2, Pos 2.1.3) Horizontalwirkende Kräfte werden mittels Diagonalsteifen Pos (2.1.4), in das Haupttragwerk weiter gleitet.

[0017] Fig. 9 stellt den zusammengesetzten T 300 mm Stahlträger als Hauptträgerkonstruktion dar. DieSchweißnaht ist an allen Verbindungen durchgängig.

[0018] Das obere und untere horizontale Stegprofil sind konstruktiv identisch. Das vertikale Stegprofil hat zurGewichtsminimierung runde Aussparungen D 150 mm.

[0019] Die Außenhaut aus GFK (Fig. 10, Pos 2.1.1)hat eine Systemhöhe von 1000 mm.

[0020] Die Länge wurde so gewählt, dass zwei Kollegen auf einer Rüstung die Montagearbeiten mit demAußenhüllenelement problemlos, durchführen können.

[0021] Die Verschraubungsbohrungen D 20 mm, sind passgenau in horizontaler und vertikaler Richtung.

[0022] Der Abstand der Bohrlöcher beträgt 100 mm.

[0023] Für die Arretierung zwischen Außenhülle und Stahltragwerk sind die Montagepunkte (Fig. 3, Pos 2.1.6)schematisch vorgegeben.

[0024] Die Winkellasche am Außenhüllenelement (Fig. 11, Pos 2.1.6.1) wird mit 2 Verschraubungen befestigt.Die Klemme am Stahlprofil L 150 mm (Pos 2.1.6.2) ist so bemessen, das sie nach Anbau ohne Verschraubunghält.

[0025] Ist die Längsachse der Gewindestange (Pos 2.1.6.3) nicht im rechten Winkel zur Lasche und Klemme,wird trotzdem eine feste Verbindung mittels zweier Stahlhalbkugel (Pos 2.1.6.4) erreicht.

[0026] Die Nuten der Lasche und Klemme sind auf der Innenseite mit einer gerundeten Fase, Radius 25mm versehen, so dass die Haftreibung zwischen den zu verschraubenden Teilen ausreichend ist, um dieVerbindungssteifigkeit zu erzeugen.

[0027] Die Verbindung zwischen dem Mast und der Generatorenkuppel durch horizontal angeordnete Stahl-ringe D 3000 mm wird mittels Maschinenschrauben M 20 gewährleistet (Pos 2.1.5.2.)

[0028] Die Generatorenkuppel, bauliche Hülle, (Fig. 4), hat einen Durchmesser von 4000 mm und eine Höhevon brutto 7200 mm.

[0029] Die Einzelteile sind (Pos 3.1.1) Segment U. Der Stahlring D 3000 mm (Pos 3.1.4), stellt die horizontaleVerbindung zum Mast dar.

[0030] Das Segment M (Pos 3.1.2) ist die bauliche Hülle für die Generatorebenen (Fig. 13), und an der Au-ßenseite die Montagefläche für das modifizierte Planetengetriebe (Fig. 12), sowie für die Windflügelkonstruk-tion (Fig. 5).

[0031] Segment O (Pos 3.1.3) reduziert dem Durchmesser vom 4000 mm auf d 3000 mm Die Höhe beträgt1200 mm.

[0032] Auch hier ist die Tragkonstruktion in Stahlbauweise und die Außenhaut in GFK ausgebildet.

[0033] An der Außenseite ist die Wellenlagerkonsole (Pos 3.3.3), das Antriebszahnrad vertikal Pos 3.3.2 unddie Antriebswelle horizontal (Pos 3.3.2.1) sind in der unteren Ebene fünf mal mit gleichem Abstand zu mon-tieren.

[0034] Das gleiche gilt für die obere Ebene. (Fig. 13)

[0035] Die Windflügelkonstruktion (Fig. 5), dreht sich vertikal und hat fünf konstruktiv gleiche Zusammen-bauflügel.

[0036] Zur Gewichtsreduzierung ist auch hier eine Mischbauweise vorgesehen.

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[0037] Das Flügeltragwerk (Pos 3.2.1 und Pos 3.2.2), ist ein T 300 (Fig. 7), während die Flügelelemente 1 bis5 (Pos 3.2.3, bis Pos 3.2.7) in GFK herzustellen sind.

[0038] Zwar haben die einzelnen Flügelsegmente unterschiedliche Konstruktionsmaße, doch ist die Gestal-tung der Oberflächen immer gleich. Die, dem Wind zugewandte Seite muss eine größere Oberfläche besitzen.

[0039] Erreicht wird dies durch vertikale Lamellen, welche nach Montage der Flügel eine durchgehende ver-tikale Linie ergeben.

[0040] Im oberen und unteren Stabilisierungsring (Pos 3.2.8 und Pos 3.2.9), welche der WindflügelkonstruktionFestigkeit gewährleistet, können auch bei Auftreten von horizontalen Unwuchtsschwankungen Gegengewichteangebracht werden.

[0041] Die komplette Konstruktion ist untereinander mittels Maschinenschrauben fest verbunden. Sind örtlicheReparaturen oder Instandsetzungen zu realisieren, sind die Flügelkomponenten einzeln ersetzbar. Es entste-hen nur geringe Stillstandszeiten.

[0042] Die Auflager, bzw. Anschlußpunkte der Windflügelkonstruktion zum modifizierten Planetengetriebe be-finden sich an den innen liegenden Seiten des Flügeltragwerk Stahlprofil T 300 (Pos 3.2.2), insgesamt 10Auflagerpunkte, welche das vertikale Drehmoment der Flügelkonstruktion in Richtung Energieerzeugung wei-terleiten.

[0043] Der horizontale Antriebsdrehkranz D 6100 mm, die Zähne sind nach unten gerichtet, ist zusammen-gesetzt aus mindestens drei Einzelsegmenten.

[0044] Das darüber befindliche Stabilisierungsprofil ist ein Stahl U Profil 200. Pos 3.3.4. Ebenfalls zusammen-gesetzt aus mindestens drei Einzelteilen.

[0045] Das modifizierte Planetengetriebe (Fig. 12), besteht aus dem Antriebszahnrad vertikal Pos 3.3.2, unddem Antriebsdrehkranz D 6100 mm Pos 3.3.1 mit dazugehöriger Antriebswelle horizontal Pos 3.3.2.1.

[0046] Der Generatorenkuppelinnenraum, Energieerzeugung (Fig. 13), ist in zwei Ebenen aufgeteilt (Pos 3.4.1und Pos 3.4.2)

[0047] Beide Ebenen sind baulich identisch und weisen die genau gleiche Ausstattung mit technischen Ge-räten auf.

[0048] Der Elektrogenerator (Pos 3.4.3), wir haben uns für einen DNR Drehstom-Nebenschlussmotor 1,5 bis125 KW entschieden, welcher auf den zwei Generatorenebenen fünf mal mit genau gleichem Winkelabstandaufzustellen ist.

[0049] Die Generatorenebenen haben in der Mitte ihrer Fläche eine technologische Öffnung. Diese Öffnunggarantiert den Transport von Materialien oder auch Kollegen vom Maschinenraum, (Fig. 2, Pos 1.2.3).

[0050] Der Aufzugmotor befindet sich direkt in der Mitte der Generatorenkuppel Segment 0 (Fig. 12, Pos3.1.3).

Bezugszeichenliste

Fig. 1 Windkraftwerk 6.0Pos 1.o Baugruppe FundamentPos 2.o Baugruppe MastPos 3.0 Baugruppe Generatorenkuppel     

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Fig. 2 1.o Fundamentsockel mit Erweiterung  1.1 feststehender Stahlhohlkörper (Zylindergeometrie)Pos 1.1.1 Fundamentplatte horizontalPos 1.1.2 Stahlaußenwand, vertikalPos 1.1.3 Stahlprofil T 300Pos 1.1.4 Stahlring D 6000 mm       1.2 feststehender Stahlhohlkörper (Kegelstumpfgeometrie)Pos 1.2.1 .StahlaußenwandPos 1.2.2 Stahlring D 6000 mm horizontalPos 1.2.3 Fundamentplatte horizontal (Maschinenraum)Pos 1.2.4 Eingangsbereich zum MaschinenraumPos 1.2.5 Stahlring D 3000 mm       1.3 Fundamentsockelerweiterung, (Wasserspeicher)Pos 1.3.1 Fundamentschalungselement vertikal (FSv)Pos 1.3.2 horizontale Verankerung (Schema)Pos 1.3.3 Fundamentschalungselement horizontal (FSh)     

Fig. 3 2.0 Mast  2.1 Bauliche HüllePos 2.1.1 Außenhüllensegment in GFKPos 2.1.2 Stahlprofil T 300 vertikalPos 2.1.3 Stahlprofil T 300 horizontalPos 2.1.4 Stahlprofil L 150 diagonalPos 2.1.5.1 Stahlring D 3000 mmPos 2.1.5.2 Stahlring D 3000 mmPos 2.1.6 Arretierung zwischen Außenhüllensegment und Stahlprofil L 150 diagonal     

Fig. 4 3.0 Generatorenkuppel  3.1 Bauliche HüllePos 3.1.1 Segment UPos 3.1.2 Segment MPos 3.1.3 Segment OPos 3.1.4 Stahlring D 3000 mmPos 3.3.2 Antriebszahnrad vertikalPos 3.3.2.1 Antriebswelle horizontalPos 3.3.3 WellenlagerkonsolePos 3.3.3.1 Antriebswellenlager     

Fig. 5 3.0 Generatorenkuppel  3.2 WindflügelkonstruktionPos 3.2.1 Flügeltragwerk Stahlprofil T 300 vertikalPos 3.2.2 Flügeltragwerk Stahlprofil T 300 horizontal

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Fig. 5 3.0 GeneratorenkuppelPos 3.2.3 Flügelsegment 1Pos 3.2.4 Flügelsegment 2Pos 3.2.5 Flügelsegment 3Pos 3.2.6 Flügelsegment 4Pos 3.2.7 Flügelsegment 5Pos 3.2.8 Stabilisierungsring obenPos 3.2.9 Stabilisierungsring untenPos 3.3.1 Antriebsdrehkranz D 6100 mmPos 3.3.4 Stabilisierungsprofil U 200 als Ring D 6100 mm     

Fig. 6 IsometriePos 1.3.1 Fundamentschalungselement FSv     

Fig. 7 IsometriePos 1.3.3 Fundamentschalungselement FSh     

Fig. 8 1.3.2 horizontale Verankerung, IsometriePos 1.1.3 Stahlprofil T 300 (an Pos.1.1.2)Pos 1.3.2.1 Ankerklemme am T 300Pos 1.3.2.2 Ankerlasche an FSvPos 1.3.2.3 AnkerschlossPos 1.3.2.4 Ankerstange D 30 mmPos 1.3.2.5 Ankerstange D 30 mmPos 1.3.1 FSv     

Fig. 9 T 300 als zusammengesetzter T Stahlträger angewandt in Pos 1.1.3,Pos2.1.2, Pos 2.1.3 Pos 3.2.1, Pos 3.2.2

     Fig. 10 Isometrie

Pos 2.1.1 Außenhüllensegment in GFK     

Fig. 11 IsometriePos 2.1.6 ArretierungPos 2.1.6.1 Winkellasche am AußenhüllensegmentPos 2.1.6.2 Klemme am Stahlprofil L 150 diagonalPos 2.1.6.3 Gewindestange D 10 mmPos 2.1.6.4 Halbkugel D 50 mm mit Bohrung d 10 mm Feststellmutter M 10     

Fig. 12 Generatorenkuppel, modifiziertes PlanetengetriebePos 3.1.1 Segment UPos 3.1.2 Segment MPos 3.1.3 Segment 0Pos 3.3.1 Antriebsdrehkranz D 6100 mmPos 3.3.2 Antriebszahnrad vertikal

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Fig. 12 Generatorenkuppel, modifiziertes PlanetengetriebePos 3.3.2.1 Antriebswelle horizontalPos 3.3.3 WellenlagerkonsolePos 3.3.4 Stabilitätsprofil U 200 als Ring D 6100 mm     

Fig. 13 3.4 Generatorenkuppelinnenraum (Energieerzeugung)Pos 3.4.1 Generatorenebene UPos 3.4.2 Generatorenebene OPos 3.4.3 Elektrogenerator (Modul)Pos 3.3.2.1 Antriebswelle horizontalPos 3.3.2 Antriebszahnrad vertikalPos 3.3.3 WellenlagerkonsolePos 3.3.4 Stabilitätsprofil U 200 als Ring D 6100 mmPos 3.3.1 Antriebsdrehkranz D 6100 mm

Schutzansprüche

1.  Windkraftwerk 6.0, als Alternative zu den jetzigen großen industriellen stationären Windkraftanlagen alsmobiles WKW 6.0

2.  dadurch gekennzeichnet, das das Fundament (Fig. 2, Fig. 1.1) in Stahlbauweise, verfüllt mit örtlichenBaustoffen, ohne Zementzusatz umweltfreundliche Mobilität darstellt.

3.  dadurch gekennzeichnet, das der Fundamentkörper (Fig. 2, Fig. 1.1) als Wasserspeicher , Wasserwerkverwendet werden kann, in Abhängigkeit der Fundamenterweiterung (Fig. 2, Fig. 1.3)

4.  dadurch gekennzeichnet, das zur Herstellung der vertikalen Fundamenterweiterung ein einziges, leichtzu handhabendes Schalungselement (Fsv) zum Einsatz kommt.

5.  dadurch gekennzeichnet, das die Mastkonstruktion als Außenhaut eine selbsttragendes Außenhüllen-segment in GFK (Fig. 2) erhält. Die vertikale und horizontale Verschraubung garantiert die Steifigkeit der Au-ßenhülle.

6.  dadurch gekennzeichnet, das Arretierung (Fig. 11), als alleinige Verbindungskonstruktion, den Verbundzwischen Stahltragwerk und Außenhaut auch außerwinklig garantiert

7.   dadurch gekennzeichnet, das die Windflügelkonstruktion (Fig. 5, Fig. 3.2),Drehachse vertikal, zweiAuflagerebenen hat. Das Haupttragwerk in Stahlbauweise mit den Flügelsegmenten in GFK gewährt Stabilitätund Gewichtsreduzierung.

8.  dadurch gekennzeichnet, das der untere und obere Stabilisierungsring (Fig. 5, Pos 3.3.4) der gesamtenWindflügelkonstruktion Festigkeit bietet, aber auch Platz für Montage von Gegengewichten bei Vibrationen ander Generatorenkuppel bietet.

Es folgen 11 Seiten Zeichnungen

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Anhängende Zeichnungen

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