Aus- und einfahrbares Turmbauwerk

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein aus- und einfahrbares Turmbauwerk mit einer Mehrzahl von Turmelementen, mit zumindest einer Hubvorrichtung, zumindest einem Turmelementemagazin und zumindest einer Einrichtung zum Einführen der Turmelemente in die Hubvorrichtung, wobei die einzelnen Turmelemente einerseits zu einem statisch und stabilitätsmäßig einheitlichen Turmelementeverbund verbindbar sowie andererseits in einem Magazin abstellbar sind und wobei das zuerst aus dem Turmelementemagazin herausgeführte und in die Hubvorrichtung eingeführte Turmelement ein oberes Abschlußelement bildet, das Ausfahren des Turmbauwerks durch Einführen weiterer Turmelemente und Heben des Turmelementeverbundes erfolgt und das zuletzt eingeführte Turmelement ein basisseitiges Abschlußelement bildet.

[0002] Ein solches aus- und einfahrbares Turmbauwerk ist aus der Literaturstelle CH 431 917 bekannt. Gemäß dieser Literaturstelle besteht der Turmelementeverbund aus einer Mehrzahl von rohr- und stangenförmigen Turmelementen, welche an ihren beiden Enden jeweils komplementäre Formschlußverbindungselemente aufweisen. Das Ausfahren des Turmbauwerks erfolgt durch Aneinanderfügen der rohr- und stangenförmigen Turmelemente. Das Turmbauwerk weist zum Zwecke des Ein- und Ausfahrens ferner eine Hubvorrichtung, ein einzelnes Turmelementemagazin und eine einzelne Einrichtung zum Einführen der Turmelemente in die Hubvorrichtung auf. Die Hubbewegung wird durch einen koaxial zur Turmachse und unterhalb der Turmbasis angeordneten Hubzylinder bewirkt. Dabei wird der Turmelementeverbund von seitlich stützend wirkenden Rollenlagern in vertikaler Richtung geführt. Mit der insofern bekannten Vorrichtung lassen sich zwar Maste, jedoch keine größeren Turmbauwerke errichten, welche unter Umständen zudem schwere Lasten auf der Turmspitze tragen sollen, da in Abhängigkeit von den Erfordernissen bezüglich Ausfahrhöhe, Biegefestigkeit, Tragfähigkeit, sowie statischer Stabilität im Bereich der Turmbauwerkbasis ein Mindestdurchmesser der Turmelemente bestimmt ist. Mit zunehmendem Durchmesser werden die Turmelemente jedoch schwer, sperrig und somit unhandlich. Insbesondere die erforderliche Anpassung des Turmelementemagazins und der Einrichtung zum Einführen der Turmelemente in die Hubvorrichtung an die erforderliche Größe bzw. das Gewicht der Turmelemente erreicht bald unpraktikable und unwirtschaftliche Maße.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein aus- und einfahrbares Turmbauwerk mit einer Mehrzahl von Turmelementen zu schaffen, das keinen besonderen Beschränkungen hinsichtlich der Dimensionen des Turmelementeverbundes unterworfen ist, allen Anforderungen hinsichtlich statischer und dynamischer Stabilität genügt und schwere Lasten tragen kann, dessen Elemente jedoch handhabbar und lagerbar sind.

[0004] Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Turmelemente zu einer Wendel aneinander anreihbar sind, wobei mehrere Turmelemente eine volle Windung bilden, und daß die einzelnen Windungen der Wendel mit Hilfe von an den Oberen und unteren Rändern der Turmelemente als integrale Bestandteile ausgebildeten Abstützbauteilen und Formschlußverbindungen vereinigbar sind.

[0005] - Der Begriff Turmbauwerk im Sinne der Erfindung umfaßt langgestreckte Bauwerke verschiedenster Abmessungen, welche vertikal vom Erdboden aufragen, also beispielsweise auch Maste. Aus- und einfahrbar bedeutet, daß das Turmbauwerk ohne besondere weitere Maßnahmen reversibel in Richtung der vertikalen Längserstreckung errichtet bzw. abgebaut werden kann. Aus- und einfahrbare Turmbauwerke werden beispielsweise vorteilhaft eingesetzt, wenn das Turmbauwerk nur in periodischen Zeitabständen benötigt wird, oder wenn eine variable Turmbauwerkhöhe erforderlich ist.

[0006] Es versteht sich, daß oberhalb des oberen Abschlußelementes eine Last angeordnet sein kann. Lediglich als Beispiel für eine Last sei ein windkraftgetriebener elektrischer Generator genannt. Es versteht sich weiterhin, daß beim Ausfahren des Turmbauwerks eine Last vor dem oberen Abschlußelement in die Hubvorrichtung eingeführt wird, und daß die Unterseite der Last der obersten Windung der Schraubenwendelfläche angepaßt und mit dieser verbindbar ist.

[0007] Die Erfindung nutzt die Erkenntnis, daß ein Turmbauwerk durch Zusammenfügen einer Mehrzahl von Turmelementen errichtet werden kann, welche einerseits als Turmelementeverbund eine näherungsweise zylinderförmige Mantelfläche auch mit besonders großen Abmessungen bilden und welche andererseits einzeln leicht handhabbar und lagerbar sind, indem die Anreihung der Turmelemente zu einer Wendel, deren einzelne Windungen vereinigbar sind, erfolgt. Eine solche Anordnung der Turmelemente ermöglicht ein zumindest quasi-kontinuierliches Ein- und Ausfahren des Turmbauwerks.

[0008] Aus der Literaturstelle US-PS 3 451 182 ist eine zusammenschiebbare und ausfahrbare Stange bekannt, die durch eine Wendel gebildet ist. Die Wendel besteht aus einem einzigen, flexiblen Bauteil. Zum Aufbau eines Turmbauwerks ist eine Wendel aus einem einzigen Bauteil nicht geeignet, da das Bauteil aufgrund geometrischer Zwänge eine Länge aufweisen muß, welche ein Vielfaches der Höhe eines Turmbauwerks beträgt. Ferner mangelt es einer solchen Konstruktion an axialer Belastbarkeit und Lasten können daher nicht sicher getragen werden.

[0009] Es ist hinsichtlich der Stabilität des Turmelementeverbundes vorteilhaft, wenn die oberen und unteren Ränder der Turmelemente in Windungsrichtung der Wendel gegeneinander versetzt sind. Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn mittels der Formschlußverbindungen jeweils drei Turmelemente benachbarter Windungen der Wendel schubfest verbunden sind. Hierdurch werden auftretende Schub- und/oder Scherkräfte, welche in Richtung der Wendel wirken, weitgehend gleichmäßig innerhalb des Turmelementeverbundes verteilt.

[0010] In einer einfachen Ausführung des erfindungsgemäßen Turmbauwerks sind die einzelnen Windungen der Wendel lediglich durch ihre Gewichtskraft aufeinander abgestützt. Eine demgegenüber erhöhte Stabilität des Turmbauwerks bezüglich seitlich am Turmbauwerk angreifenden Druck- oder Zugkräften läßt sich dadurch erreichen, daß die einzelnen Windungen der Wendel zusätzlich durch lösbare Sperrverbindungen mit der jeweils darüber bzw. darunter liegenden Windung zugfest verbindbar sind. Durch die Sperrverbindungen wird beispielsweise vermieden, daß sehr starker Wind die Formschlußverbindungen benachbarter Windungen der Wendel löst. Vorteilhafterweise weist jedes Turmelement zumindest eine Sperrverbindung auf. Eine besonders geeignete zugfeste Verbindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrverbindung einen bezüglich der Wendel innenliegenden Schwenkhebel mit zumindest zwei Schenkeln aufweist, dessen Schwenkachse senkrecht an einem ersten Turmelement angeordnet ist, daß ein Schenkel des Schwenkhebels im Bereich seines Schenkelendes einen nach außen weisenden Zapfen aufweist, welcher durch Schwenkung des Schwenkhebels in eine zugeordnete Ausnehmung eines darüberliegenden zweiten Turmelements in Eingriff kommt, und daß der zweite Schenkel des Schwenkhebels einen Schlitz aufweist, welcher mit einem an einem dritten Turmelement, welches dem ersten Turmelement nachgereiht ist, angeordneten Stift in Eingriff kommt, wobei der Schwenkhebel beim Einsetzen des dritten Turmelements in den Turmelementeverbund in eine das erste und das zweite Turmelement zugfest verbindende Verriegelungsposition schwenkbar ist und beim Entfernen des dritten Turmelements in eine Entriegelungsposition schwenkbar ist. In dieser Ausführungsform der Erfindung erfolgt die zugfeste Verbindung bzw. die Lösung der Verbindung automatisch mit dem Einfügen bzw. Entfernen von Turmelementen in/aus dem Turmelementeverbund.

[0011] Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Turmelemente Manipulier-Ausnehmungen oder -Beschläge aufweisen, mit welchen Lagerarme, Manipulierarme und Hubarme in Eingriff bringbar sind. Besonders einfach herstellbare Turmelemente sind dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützbauteile als verstärkte Ränder mit ebenen Stirnflächen ausgebildet sind und/oder daß die Formschlußverbindungen als an den Stirnflächen der Abstützbauteile angeordnete zylindrische Stifte und Bohrungen ausgebildet sind.

[0012] Von Vorteil ist es, wenn die Hubvorrichtung innerhalb der Wandung des Turmelementeverbundes angeordnet ist, da dadurch eine besonders kompakte Einrichtung geschaffen ist.

[0013] Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Turmbauwerks ist dadurch gekennzeichnet, daß die Hubvorrichtung einen koaxial zur Turmachse angeordneten Stator mit radial nach außen weisenden und axial verschieblichen Trägern besitzt, welche jeweils mit zumindest einem in radialer Richtung verschieblichen Hub arm ausgestattet sind, und einen Rotor mit Steuerflächen aufweist, welche mit den Trägern und den Hubarmen in Funktionskontakt stehen, wobei die Zahl der Träger zumindest gleich der Zahl der Turmelemente ist, durch welche eine volle Windung der Wendel gebildet ist, wobei die Träger bezüglich des Turmelementeverbundumfangs gleichmäßig verteilt sind und wobei die Steuerflächen nach der Maßgabe ausgebildet sind, daß bei Rotation des Rotors in periodischer Aufeinanderfolge ein Turmelement von einem Hub arm von außerhalb des Turmelementeverbundes in radialer Richtung eingeholt und zum Fluchten mit dem Turmelementeverbund gebracht wird, das Turmelement dann in einer ersten Hubphase in den Turmelementeverbund eingeführt wird und danach der gesamte Turmelementeverbund in einer zweiten Hubphase ausgefahren wird. Ein solches Turmbauwerk zeichnet sich durch einen automatisierbaren Betrieb des Ein- und Ausfahrvorgangs aus. Zum Ausfahren des Turmbauwerks ist es lediglich notwendig, einen geeigneten Antrieb für den Rotor, beispielsweise einen Elektromotor, mit den üblichen handwerklichen Maßnahmen anzuschließen. Das Einfahren des Turmbauwerks kann unter Umständen ohne zusätzlichen Antrieb, lediglich unter Wirkung der Gewichtskraft des Turmelementeverbundes erfolgen. Es versteht sich, daß erforderlichenfalls eine Bremse für das Einfahren des Turmbauwerks und/oder eine Verriegelung der Position des Turmelementeverbundes vorgesehen werden kann. Mittels der Hubvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform kann das Turmbauwerk stetig bzw. kontinuierlich und mit wählbarer Geschwindigkeit aus- und eingefahren werden, wodurch auf besonders vorteilhafte Weise die Anordnung der Turmelemente zu einer Wendel genutzt ist.

[0014] Ein eventuell problematisches Umsetzen eines Trägers in vertikaler Richtung um die Breite der Wendel am Ende eines Umgangs des Rotors wird vermieden, wenn die Zahl der Träger der Hubvorrichtung doppelt so groß wie die Zahl der Turmelemente einer Windung ist und wenn jeweils zwei Träger ein Trägerpaar bilden, welchen Steuerflächenpaare am Rotor zugeordnet sind, wobei die einzelnen Steuerflächen der Steuerflächenpaare gegeneinander bezüglich der Rotationsachse verdreht sind nach der Maßgabe, daß das Einholen eines Turmelements und die erste Hubphase einerseits sowie die zweite Hubphase andererseits wechselweise durch ein Trägerpaar erfolgt. Dabei überschneiden sich zumindest die zweiten Hubphasen der Träger eines Trägerpaars während eines Umgangs des Rotors, so daß jederzeit die neu eingefügten Turmelemente gestützt sind.

[0015] Vorteilhafterweise ist jedem Träger bzw. Trägerpaar ein Turmelementemagazin und eine Einrichtung zum Einführen der Turmelemente in die Hubvorrichtung zugeordnet.

[0016] Eine besonders raumsparende Lagerung der einzelnen Turmelemente ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Turmelementemagazin zumindest einen Lagerarm aufweist, an dem eine Mehrzahl von Turmelementen senkrecht und ineinander angeordnet mit nach außen weisender konvexer Seite und nach innen weisender konkaver Seite lagerbar sind.

[0017] Eine weiterhin besonders vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Turmbauwerks ist dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Einführen der Turmelemente in die Hubvorrichtung zwei Manipulierarmsätze aufweist, welche radial und axial bezüglich der Turmelementeverbundachse verschieblich sind und daß der Rotor Steuerflächen aufweist, welche in Funktionskontakt mit den Manipulierarmsätzen stehen und nach der Maßgabe ausgebildet sind, daß die Turmelemente durch wechselweise axiale und/oder radiale Verschiebung der Manipulierarmsätze sukzessive von dem Turmelementemagazin in radialer Richtung zur Hubvorrichtung hin bewegt werden und unter Berücksichtigung der Hubvorrichtungssteuerflächen an die Hubvorrichtung übergeben werden. In dieser Ausführungsform kann ein vollautomatisch aus- und einfahrendes Turmbauwerk gebildet werden, dessen Betrieb lediglich einen entsprechenden Steuerbefehl von einer Bedienungsperson oder einer Steuereinrichtung benötigt. Beispielsweise kann in Verbindung mit einem Instrument zur Messung der Windgeschwindigkeit das Turmbauwerk automatisch eingefahren werden, wenn die Windgeschwindigkeit einen bestimmten Grenzwert überschreitet.

[0018] Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1

eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen aus- und einfahrbaren Turmbauwerks,

Fig. 2

eine Aufsicht des Gegenstandes der Fig. 1,

Fig. 3

eine Detailansicht des Turmelementeverbundes und

Fig. 4

eine Teilansicht der Hubvorrichtung.

[0019] Der Fig. 1 entnimmt man ein aus- und einfahrbares Turmbauwerk 1 mit einer Mehrzahl von Turmelementen 2, welche zu einer Wendel aneinander gereiht sind und deren einzelnen Windungen vereinigt sind. Zur Vereinfachung wurden die seitlichen Turmelemente 2 nicht in schräger Projektion gezeichnet. Im Inneren des Turmelementeverbundes ist eine Hubvorrichtung 3 mit einem Stator 4 und einem Rotor 5 angedeutet. An dem Stator 4 axial verschieblich gelagert erkennt man zwei Träger 6, deren axiale Positionen von Steuerflächen des Rotors 5 bestimmt sind. Die Träger 6 weisen Hubarme 7 auf, welche in radialer Richtung verschieblich sind und deren Positionen ebenfalls von Steuerflächen des Rotors 5 bestimmt werden. Der Fig. 1 entnimmt man ferner Turmelementemagazine 8, in denen Turmelemente 2 einzeln abstellbar sind. In den Turmelementemagazinen 8 befinden sich ferner Einrichtungen zum Einführen der Turmelemente 2 in die Hubvorrichtung 3, welche der Übersichtlichkeit halber nicht gezeichnet sind. Das beim Ausfahren des Turmbauwerks zuerst aus dem Turmelementemagazin herausgeführte und in die Hubvorrichtung eingeführte Turmelement bildet ein oberes Abschlußelement 2a des Turmelementeverbundes. Das zuletzt eingeführte Turmelement bildet ein basisseitiges Abschlußelement 2b. Auf dem Turmelementeverbund ist ferner eine Last 9 eingezeichnet, welche von dem Turmelementeverbund getragen wird. Dabei ist die Unterseite der Last 9 der Form der obersten Windung der Wendel des Turmelementeverbundes angepaßt und mit dieser verbunden.

[0020] Die Fig. 2 zeigt das aus- und einfahrbare Turmbauwerk der Fig. 1 in einer Aufsicht. In dieser Darstellung erkennt man besonders deutlich, daß die Turmelemente 2 eine Abknickung aufweisen, so daß die Turmelemente 2 sich zu einer Wendel aneinanderreihen lassen. Sternförmig um den Stator 4 sind eine Mehrzahl von Trägern angeordnet, wobei jeweils einem Turmelement 2 der untersten Windung der Wendel zwei Träger 6 zugeordnet sind. Durch diese paarweise Anordnung der Träger 6 ist ein problemloses Umsetzen der Hubarme 7 zwecks Einholen eines weiteren Turmelements 2 zum Einbau in den Turmelementeverbund möglich. In der Fig. 2 erkennt man weiterhin, daß jedem Paar von Trägern 6 in sternförmiger Anordnung ein Turmelementemagazin 8 zugeordnet ist.

[0021] Die Detailansicht eines Turmelementeverbundes in der Fig. 3 verdeutlicht insbesondere die Anordnung der Turmelemente 2 in dem Turmelementeverbund sowie die weitere Ausbildung der Turmelemente 2. Es versteht sich, daß der gezeigte Ausschnitt eine Abwicklung darstellt, um eine ebene Darstellung des Teilausschnitts der Wendel zu erhalten. Die Turmelemente 2 sind entlang der gestrichelten Linien abgeknickt. Man erkennt, daß die oberen und unteren Ränder der Turmelemente in Längsrichtung der Wendel gegeneinander versetzt sind. Mittels Formschlußverbindungen sind jeweils drei Turmelemente 2 benachbarter Windungen der Wendel schubfest miteinander verbunden. Durch diese Anordnung der Turmelemente 2 wird eine besondere statische Stabilität des Turmelementeverbundes erreicht. Diese Stabilität ist zusätzlich erhöht durch lösbare Sperrverbindungen 11, mit denen die einzelnen Windungen der Wendel mit der jeweils darüber bzw. darunterliegenden Windung zugfest verbunden sind. Wie gezeichnet, weist jedes Turmelement 2 eine Sperrverbindung 11 auf. Eine solche Sperrverbindung 11 besteht aus einem Schwenkhebel 12 mit zwei Schenkeln 13, 14, dessen Schwenkachse senkrecht an einem Turmelement 2 angeordnet ist. Der Schenkel 13 eines Schwenkhebels 12 hat im Bereich seines Schenkelendes einen nach außen weisenden Zapfen 15, welcher durch Schwenkung des Schwenkhebels 12 in eine zugeordnete Ausnehmung 16 eines darüberliegenden Turmelements 2 in Eingriff kommt. Der zweite Schenkel 14 des Schwenkhebels 12 weist einen Schlitz 17 auf, welcher mit einem Stift 18 eines nachgereihten Turmelements 2 in Eingriff kommt. Im oberen Teil der Fig. 3 erkennt man zwei Sperrverbindungen 11, welche in die Verriegelungsposition geschwenkt sind. Im unteren Bereich der Fig. 3 erkennt man demgegenüber zwei Sperrverbindungen 11, welche sich in der Entriegelungsposition befindet und im Zuge des Einfügens eines weiteren Turmelements 2 in die Verriegelungsposition geschwenkt werden. Es versteht sich, daß mit der Entnahme eines Turmelements 2 die Sperrverbindung 11 gelöst wird. Die Turmelemente 2 haben weiterhin Manipulierausnehmungen 19 mit welchen Lagerarme, Manipulierarme und Hubarme in Eingriff bringbar sind. An den oberen und unteren Ränder der Turmelemente 2 sind Abstützbauteile 20 als verstärke Ränder mit ebenen Stirnflächen ausgebildet. Die Formschlußverbindungen sind als an den Stirnflächen der Abstützbauteile angeordnete zylindrische Stifte 21 und Bohrungen 22 ausgeführt.

[0022] Die Fig. 4 stellt eine Teilansicht der Hubvorrichtung 3 dar. Koaxial zum Turmelementeverbund angeordnet ist ein Stator 4, mit Führungen 23, durch die Träger 6 axial verschieblich geführt sind. Die Träger 6 weisen radial nach außen und verfügen über in radialer Richtung verschiebliche Hubarme 7. Der Übersichtlichkeit halber ist nur ein Träger 6 der paarweise angeordneten Träger 6 dargestellt. Die Hubvorrichtung weist ferner einen Rotor 5 mit Steuerflächen 24, 25 für die axiale Bewegung der Träger und für die radiale Bewegung der Hubarme auf. Die Abnahme der Steuerinformation für die axiale Verschiebung des Trägers 6 erfolgt mittels des Steuerstegs 26 von der zugeordneten Steuerfläche 24. Die Steuerinformationen für die radialen Bewegungen der Hubarme 7 wird mittels des Schwenksteuerhebels 27 von der Steuerfläche 25 abgetastet. Es versteht sich, daß für die beiden Träger 6 eines Trägerpaares jeweils verschiedene Steuerflächen 24, 25 vorgesehen sind, nach der Maßgabe, daß während eines Umlaufes des Rotors 5 stets zumindest ein Träger 6 ein zugeordnetes Turmelement 2 im Turmelementeverbund hält bis eine unterliegende Windung der Wendel angeführt ist.

[0023] In dem Ausführungsbeispiel ist ein erfindungsgemäßes Turmbauwerk angegeben, bei dem der Rotor 5 um die Achse des Turmelementeverbundes rotiert, während der Stator 4, der Turmelementeverbund aus Turmelementen 2, die Träger 6, die Turmelementemagazine 8 sowie die nicht dargestellten Einrichtungen zum Einführen der Turmelemente in die Hubvorrichtung bezüglich einer Rotation um die Achse des Turmelementeverbundes starr sind. Es versteht sich, daß eine kinematische Umkehrung, welche darin besteht, die vorstehend genannten Bauteile bezüglich ihrer Rotierbarkeit zu vertauschen, gleichfalls in den Rahmen der Erfindung paßt. In einem solchen Fall rotiert der Turmelementeverbund aus Turmelementen 2 im Zuge des Aus- und Einfahrens des Turmbauwerks 1 mitsamt dem Stator 4, den Trägern 6, den Turmelementemagazinen 8 und den Einrichtungen zum Einführen der Turmelemente in die Hubvorrichtung. Auch weitere abgewandelte Ausführungsformen eines aus- und einfahrbaren Turmbauwerks 1 gemäß dem Hauptanspruch verlassen nicht den Rahmen der Erfindung.

Ansprüche

1. Aus- und einfahrbares Turmbauwerk (1)
mit einer Mehrzahl von Turmelementen (2),
mit zumindest einer Hubvorrichtung (3),
mit zumindest einem Turmelementemagazin (8) und
mit zumindest einer Einrichtung zum Einführen der Turmelemente in die Hubvorrichtung,
   wobei die einzelnen Turmelemente (2) einerseits zu einem statisch und stabilitätsmäßig einheitlichen Turmelementeverbund verbindbar sowie andererseits in einem Magazin (8) abstellbar sind, und
wobei das zuerst aus dem Turmelementemagazin (8) herausgeführte und in die Hubvorrichtung (3) eingeführte Turmelement (2) ein oberes Abschlußelement (2a) bildet, wobei das Ausfahren des Turmbauwerks (1) durch Einführen weiterer Turmelemente (2) und Heben des Turmelementeverbundes erfolgt und wobei das zuletzt eingeführte Turmelement (2) ein basisseitiges Abschlußelement (2b) bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Turmelemente (2) zu einer Wendel aneinander anreihbar sind, wobei mehrere Turmelemente (2) eine volle Windung bilden, und daß die einzelnen Windungen der Wendel mit Hilfe von an den Oberen und unteren Rändern der Turmelemente (2) als integrale Bestandteile ausgebildeten Abstützbauteilen (20) und Formschlußverbindungen vereinigbar sind.

2. Aus- und einfahrbares Turmbauwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen und unteren Ränder der Turmelemente (2) in Windungsrichtung der Wendel gegeneinander versetzt sind.

3. Aus- und einfahrbares Turmbauwerk nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Formschlußverbindungen jeweils drei Turmelemente (2) benachbarter Windungen der Wendel schubfest verbunden sind.

4. Aus- und einfahrbares Turmbauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Windungen der Wendel zusätzlich durch lösbare Sperrverbindungen (11) mit der jeweils darüber bzw. darunter liegenden Windung zugfest verbindbar sind.

5. Aus- und einfahrbares Turmbauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Turmelement (2) zumindest eine Sperrverbindung (11) aufweist.

6. Aus- und einfahrbares Turmbauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrverbindung (11) einen bezüglich der Wendel innenliegenden Schwenkhebel (12) mit zumindest zwei Schenkeln (13, 14) aufweist, dessen Schwenkachse senkrecht an einem ersten Turmelement (2) angeordnet ist, daß ein Schenkel (13) des Schwenkhebels (12) im Bereich seines Schenkelendes einen nach außen weisenden Zapfen (15) aufweist, welcher durch Schwenkung des Schwenkhebels (12) in eine zugeordnete Ausnehmung (16) eines drüberliegenden zweiten Turmelementes (2) in Eingriff kommt, und daß der zweite Schenkel (14) des Schwenkhebels (12) einen Schlitz (17) aufweist, welcher mit einem an einem dritten Turmelement (2), welches dem ersten Turmelement (2) nachgereiht ist, angeordneten Stift (18) in Eingriff kommt, wobei der Schwenkhebel (12) beim Einsetzen des dritten Turmelementes (2) in den Turmelementeverbund in eine das erste und das zweite Turmelement (2) zugfest verbindende Verriegelungsposition schwenkbar ist und beim Entfernen des dritten Turmelementes (2) in eine Entriegelungsposition schwenkbar ist.

7. Aus- und einfahrbares Turmbauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Turmelemente (2) Manipulier-Ausnehmungen oder -Beschläge (19) aufweisen, mit welchen Lagerarme, Manipulierarme und Hubarme (7) in Eingriff bringbar sind.

8. Aus- und einfahrbares Turmbauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützbauteile (20) als verstärke Ränder mit ebenen Stirnfläche ausgebildet sind.

9. Aus- und einfahrbares Turmbauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Formschlußverbindungen als an den Stirnflächen der Abstützbauteile (20) angeordnete zylindrische Stifte (21) und Bohrungen (22) ausgebildet sind.

10. Aus- und einfahrbares Turmbauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubvorrichtung (3) innerhalb der Wandung des Turmelementeverbundes angeordnet ist.

11. Aus- und einfahrbares Turmbauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubvorrichtung (3) einen koaxial zur Turmachse angeordneten Stator (4) mit radial nach außen weisenden und axial verschieblichen Trägern (6) besitzt, welche jeweils mit zumindest einem in radialer Richtung verschieblichen Hubarm (7) ausgestattet sind, und einen Rotor (5) mit Steuerflächen (24, 25) aufweist, welche mit den Trägern (6) und den Hubarmen (7) in Funktionskontakt stehen, wobei die Zahl der Träger (6) zumindest gleich der Zahl der Turmelemente (2) ist, durch welche eine volle Windung der Wendel gebildet ist, wobei die Träger (6) bezüglich des Turmelementeverbundumfangs gleichmäßig verteilt sind und wobei die Steuerflächen (24, 25) nach der Maßgabe ausgebildet sind, daß bei Rotation des Rotors (5) in periodischer Aufeinanderfolge ein Turmelement (2) von einem Hubarm (7) von außerhalb des Turmelementeverbundes in radialer Richtung eingeholt und zum Fluchten mit dem Turmelementeverbund gebracht wird, das Turmelement (2) dann in einer ersten Hubphase in den Turmelementeverbund eingeführt wird und danach der gesamte Turmelementeverbund in einer zweiten Hubphase ausgefahren wird.

12. Aus- und einfahrbares Turmbauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Träger (6) der Hubvorrichtung (3) doppelt so groß wie die Zahl der Turmelemente (2) einer Windung ist, und daß jeweils zwei Träger (6) ein Trägerpaar bilden, welchen Steuerflächenpaare am Rotor zugeordnet sind, wobei die einzelnen Steuerflächen (24, 25) der Steuerflächenpaare gegeneinander bezüglich der Rotationsachse verdreht sind, nach der Maßgabe, daß das Einholen eines Turmelements (2) und die erste Hubphase einerseits sowie die zweite Hubphase andererseits wechselweise durch ein Trägerpaar erfolgen.

13. Aus- und einfahrbares Turmbauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Träger (6) bzw. Trägerpaar ein Turmelementemagazin (8) und eine Einrichtung zum Einführen der Turmelemente in die Hubvorrichtung zugeordnet ist.

14. Aus- und einfahrbares Turmbauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Turmelementemagazin (8) zumindest einen Lagerarm aufweist, an dem eine Mehrzahl von Turmelementen (2) senkrecht und ineinander angeordnet mit nach außen weisender konvexer Seite und nach innen weisender konkaver Seite lagerbar sind.

15. Aus- und einfahrbares Turmbauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Einführen der Turmelemente (2) in die Hubvorrichtung zwei Manipulierarmsätze aufweist, welche radial und axial bezüglich der Turmelementeverbundachse verschieblich sind und daß der Rotor (5) Steuerflächen aufweist, welche in Funktionskontakt mit den Manipulierarmsätzen stehen und nach Maßgabe ausgebildet sind, daß die Turmelemente (2) durch wechselweise axiale und/oder radiale Verschiebung der Manipulierarmsätze sukzessive von dem Turmelementemagazin (8) in radialer Richtung zur Hubvorrichtung (3) hin bewegt werden und unter Berücksichtigung der Hubvorrichtungssteuerflächen (24, 25) an die Hubvorrichtung (3) übergeben werden.

Claims

1. Run-out and run-in type tower construction structure (1)

- with a plurality of tower elements (2),

- with at least one lifting gear (3),

- with at least one tower element magazine (8), and

- with at least one device for inserting the tower elements into the lifting gear,

   whereby the individual tower elements (2) on the one hand are connectable to a statically uniform tower element composite meeting stability requirements, and on the other hand can be deposited into a magazine (8), and
whereby the tower element (2) at first taken out of the tower element magazine (8) and inserted into the lifting gear (3) forms an upper end element (2a), whereby running out the tower construction structure (1) is effected by inserting further tower elements (2) and lifting the tower element composite, and whereby the tower element (2) inserted at last forms an end element (2b) on the base side, characterized in that the tower elements (2) can be arranged in series adjacent to each other to form a helix, whereby several tower elements (2) form a full turn, and in that the individual helix turns can be combined by means of supporting members (20) and form-fit connections designed as integral components at the upper and lower edges of tower elements (2).

2. Run-out and run-in type tower construction structure according to claim 1, characterized in that the upper and lower edges of the tower elements (2) are offset in turn direction of the helix.

3. Run-out and run-in type tower construction structure according to claim 1 or 2, characterized in that three tower elements (2) of adjacent helix turns are concurrently and with transversal resistance connected by means of the form-fit connections.

4. Run-out and run-in type tower construction structure according to any of claims 1 to 3, characterized in that the individual helix turns are in addition connectable with the turn on top and the turn underneath respectively with resistance to tensile strength by means of releasable locking connections (11).

5. Run-out and run-in type tower construction structure according to any of claims 1 to 4, characterized in that each tower element (2) is provided with at least one locking connection (11).

6. Run-out and run-in type tower construction structure according to any of claims 1 to 5, characterized in that the locking connection (11) is equipped with a swivelling lever (12) at the inside relative to the helix having at least two legs (13, 14), the swivelling axis of which is vertically arranged on a first tower element (2), in that one leg (13) of the swivelling lever (12) has in the area of its leg end a journal (15) pointing to the outside which comes into engagement with an allocated recess (16) of a second tower element (2) positioned on top, and in that the second leg (14) of the swivelling lever (12) has a slot (17) which comes into engagement with a pin (18) that is arranged on a third tower element (2) seriated after the first tower element, whereby the swivelling lever (12) can be swivelled into a locking position connecting the first and the second tower element (2) in a tensile-resistant manner while inserting the third tower element (2) into the tower element composite, and can be swivelled into an unlocking position on removing the third tower element (2).

7. Run-out and run-in type tower construction structure according to any of claims 1 to 6, characterized in that the tower elements (2) are provided with manipulating recesses or braces (19) by means of which bearing arms, manipulator arms and lifting arms (7) can be brought into engagement.

8. Run-out and run-in type tower construction structure according to any of claims 1 to 7, characterized in that the supporting members (20) are designed as reinforced edges having plane front faces.

9. Run-out and run-in type tower construction structure according to any of claims 1 to 8, characterized in that the form-fit connections are designed as cylindrical pins (21) and borings (22) arranged on the front faces of the supporting members (20).

10. Run-out and run-in type tower construction structure according to any of claims 1 to 9, characterized in that the lifting gear (3) is arranged within the wall of the tower element composite.

11. Run-out and run-in type tower construction structure according to any of claims 1 to 10, characterized in that the lifting gear (3) has a stator (4) arranged coaxially to the tower axis with carriers (6) pointing radially to the outside and being axially displaceable, which are equipped with at least one lifting arm (7) displaceable in radial direction, and has a rotor (5) with control faces (24, 25) which are functionally in contact with the carriers (6) and the lifting arms (7), whereby the number of carriers (6) is at least on par with the number of those tower elements (2) which form a full turn of the helix, whereby the carriers (6) are uniformly distributed relative to the tower element composite scope, and whereby the control faces (24, 25) are designed in such a way that on rotation of the rotor (5) one tower element (2) is taken in periodic succession by a lifting arm (7) externally of the tower element composite in radial direction and brought into true alignment with the tower element composite, the tower element (2) then being inserted into the tower element composite in a first lifting phase, and thereafter the entire tower element composite being run out in a second lifting phase.

12. Run-out and run-in type tower construction structure according to any of claims 1 to 11, characterized in that the number of carriers (6) of the lifting gear (3) is twice the number of tower elements (2) of one turn, and in that one carrier pair consists of two carriers (6), which carrier pairs are allocated to the rotor, whereby the individual control faces (24, 25) of the control face pairs are twisted against each other relative to the rotation axis in such a way that picking up one tower element (2) and the first lifting phase on the one hand as well as the second lifting phase on the other hand are carried out alternatingly by one carrier pair.

13. Run-out and run-in type tower construction structure according to any of claims 1 to 12, characterized in that a tower element magazine (8) and a device for feeding the tower elements into the lifting gear are allocated to each carrier (6) and carrier pair respectively.

14. Run-out and run-in type tower construction structure according to any of claims 1 to 3, characterized in that a tower element magazine (8) has at least one bearing arm on which a plurality of vertically and into each other arranged tower elements (2) with the convex side pointing to the outside and the concave side pointing to the inside can be stored.

15. Run-out and run-in type tower construction structure according to any of claims 1 to 14, characterized in that the device for inserting the tower elements (2) into the lifting gear is provided with two sets of manipulator arms which are radially and axially displaceable relative to the tower element composite axis, and in that the rotor (5) has control faces which functionally contact the sets of manipulator arms and are designed in such a way that the tower elements (2) are successively moved from the tower element magazine (8) to the lifting gear (3) and transferred to the lifting gear (3) under consideration of the lifting gear control faces (24, 25) by alternatingly displacing the manipulator arm sets in radial and/or axial direction.

Revendications

1. Tour dépliable et repliable (1)

- composée d'une multiplicité d'éléments de tour (2),

- munie d'au moins un dispositif de levage (3),

- munie d'au moins un magasin à éléments de tour (8) et

- munie d'au moins un dispositif servant à introduire les éléments de tour dans le dispositif de levage,

   les différents éléments de tour (2) pouvant, d'une part, être raccordés en un compound d'éléments de tour uniforme du point de vue statique et de la stabilité et, d'autre part, être remisés dans un magasin (8), et
l'élément de tour (2) sorti en premier lieu du magasin à éléments de tour (8) et introduit en premier lieu dans le dispositif de levage (3) formant un élément d'arrêt supérieur (2a), le dépliage de la tour (1) se faisant en introduisant d'autres éléments de tour (2) et en soulevant le compound d'éléments de tour et l'élément de tour introduit en dernier lieu (2) formant un élément d'arrêt à la base (2b), caractérisée par le fait que les éléments de tour (2) peuvent être joints les uns aux autres pour former une hélice, plusieurs éléments de tour (2) formant un enroulement complet, et par le fait que les différents enroulements de l'hélice peuvent être réunis au moyen de composants d'appui (20) et d'assemblages à emboîtement ayant la forme de composants intégraux au niveau des bords supérieur et inférieur des éléments de tour (2).

2. Tour dépliable et repliable selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les bords supérieur et inférieur des éléments de tour (2) sont décalés l'un par rapport à l'autre dans le sens de l'enroulement de l'hélice.

3. Tour dépliable et repliable selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait que trois éléments de tour (2) d'enroulements voisins de l'hélice sont respectivement reliés au moyen d'assemblages à emboîtement de manière à résister au cisaillement.

4. Tour dépliable et repliable selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que les différents enroulements de l'hélice peuvent en outre être raccordés, de manière à résister à la traction, à l'enroulement se trouvant respectivement au-dessus ou en-dessous au moyen de raccords de blocage pouvant être desserrés (11).

5. Tour dépliable et repliable selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que chaque élément de tour (2) présente au moins un raccord de blocage (11).

6. Tour dépliable et repliable selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que le raccord de blocage (11) présente un levier pivotant (12), situé à l'intérieur par rapport à l'hélice, muni d'au moins deux branches (13, 14), dont l'axe de pivotement est disposé verticalement sur un premier élément de tour (2), par le fait que l'une des branches (13) du levier pivotant (12) présente, dans la zone de l'extrémité, un tourillon (15) pointant vers l'extérieur qui s'engrène, par le pivotement du levier pivotant (12), dans le creux correspondant (16) d'un second élément de tour situé au-dessus (2), et par le fait que la seconde branche (14) du levier pivotant (12) présent une fente (17) qui s'engrène avec une cheville (18) disposée sur un troisième élément de tour (2) se trouvant derrière le premier élément de tour (2), le levier pivotant (12) pouvant être pivoté, lors de la mise en oeuvre du troisième élément de tour (2) dans le compound d'éléments de tour, dans une position de verrouillage raccordant, de manière à résister à la traction, le premier et le second élément de tour (2), et pouvant être pivoté dans une position de déverrouillage lorsque l'on retire le troisième élément de tour (2).

7. Tour dépliable et repliable selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que les éléments de tour (2) présentent des creux ou des armatures de manipulation (19) grâce auxquels il est possible d'engrener des bras de stockage, des bras de manipulation et des bras de levage (7).

8. Tour dépliable et repliable selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait que les composants d'appui (20) ont la forme de bords renforcés munis de faces égales.

9. Tour dépliable et repliable selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée par le fait que les assemblages à emboîtement ont la forme de chevilles cylindriques (21) et de perçages (22) disposés sur les faces des composants d'appui (20).

10. Tour dépliable et repliable selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée par le fait que le dispositif de levage (3) est disposé à l'intérieur de la paroi du compound d'éléments de tour.

11. Tour dépliable et repliable selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée par le fait que le dispositif de levage (3) possède un stator (4) disposé de manière coaxiale par rapport à l'axe de la tour équipé de supports (6) pointant de manière radiale vers l'extérieur et pouvant être décalés axialement qui sont équipés respectivement d'au moins un bras de levage (7) pouvant être décalé dans le sens radial, et un rotor (5) présentant des surfaces de commande (24, 25) qui se trouvent en contact de fonctionnement avec les supports (6) et les bras de levage (7), le nombre de supports (6) étant au moins identique au nombre d'éléments de tour (2) qui forment un enroulement complet de l'hélice, les supports (6) étant répartis de manière uniforme sur toute la circonférence du compound d'éléments de tour et les surfaces de commande (24, 25) étant formées selon qu'un élément de tour (2) est, lors de la rotation du rotor (5), prélevé dans une succession périodique, par un bras de levage (7), de l'extérieur du compound d'éléments de tour dans le sens radial et amené de manière à affleurer avec le compound d'éléments de tour, l'élément de tour (2) étant alors introduit dans le compound d'éléments de tour lors d'une première phase de levage et le compound d'éléments de tour au complet étant ensuite sorti lors de la seconde phase de levage.

12. Tour dépliable et repliable selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisée par le fait que le nombre de supports (6) du dispositif de levage (3) est le double de celui des éléments de tour (2) formant un enroulement et que deux supports (6) forment respectivement une paire de supports à laquelle sont affectées des paires de surfaces de commande sur le rotor, les différentes surfaces de commande (24, 25) des paires de surfaces de commande étant tordues l'une par rapport à l'autre en fonction de l'axe de rotation selon que le prélèvement d'un élément de tour (2) et la première phase de levage d'une part ainsi que la seconde phase de levage d'autre part se font alternativement par l'intermédiaire d'une paire de supports.

13. Tour dépliable et repliable selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisée par le fait qu'un magasin à éléments de tour (8) et un dispositif d'introduction des éléments de tour dans le dispositif de levage sont affectés à chaque support (6) ou paire de supports.

14. Tour dépliable et repliable selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisée par le fait qu'un magasin à éléments de tour (8) présente au moins un bras d'appui sur lequel sont disposés, verticalement et l'un dans l'autre, une multiplicité d'éléments de tour (2) dont le côté convexe pointe vers l'extérieur et le côté concave pointe vers l'intérieur.

15. Tour dépliable et repliable selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisée par le fait que le dispositif d'introduction des éléments de tour (2) dans le dispositif de levage présente deux jeux de bras de manipulation qui peuvent être décalés radialement et axialement par rapport à l'axe du compound d'éléments de tour et que le rotor (5) présente des surfaces de commande qui se trouvent en contact de fonctionnement avec les jeux de bras de manipulation et sont formés selon que les éléments de tour (2) sont successivement déplacés par le magasin d'éléments de tour (8), du fait d'un décalage alternativement axial et/ou radial des jeux de bras de manipulation, dans le sens radial en direction du dispositif de levage (3) et remis à ce dernier (3) en tenant compte des surfaces de commande du dispositif de levage (24, 25).

Zeichnung