[发明专利]特别是用于桁架塔的空心型材，用于制造空心型材的方法以及具有至少三个转角杆的桁架塔

说明书

技术领域

本发明涉及一种特别是用于桁架塔的带有权利要求1的前序部分所述特征的空心型材，用于制造空心型材的方法以及具有至少三个转角杆的桁架塔。

背景技术

风能装置的研发如下，即：它的尺寸越来越大。这导致支承吊箱和转子的塔架的尺寸也必须很大。迄今为止，风能装置的塔架由钢管或者预应力混凝土制成。但是这具有以下缺点：一方面，塔架的尺寸很大，以至于它只能在极为复杂的情况下运输。另一方面，这种塔架类型由于原料投入高而极其昂贵。

鉴于此，现在也制造具有桁架塔的风能装置，桁架塔在通常情况下具有三至四个转角杆，这些转角杆通过横柱(对角线)相互连接，在此转角杆和横柱由一L型材制造。

其缺点是，只在一定的侧腿长度以下大批量制造L型材。最大的商业通用的L型材具有最大侧腿长度为260mm。由于预先给定的侧腿长度和开放的轮廓，L型材的纵弯长度或者抗弯刚度和抗扭刚度也受到限制。

因此产生这样的问题，即：为了补偿标准L型材的小的纵弯长度或者抗弯刚度和抗扭刚度，桁架塔在转角杆之间必须包含小间隔的很多横柱，以便对于风能装置所出现的负载能够具有足够高的承载能力(下桁架)。横柱通过螺纹连接相互连接。桁架塔在L型材上的应用需要很多横柱(8000-10000)。相应的，在安装塔架时产生高安装费用。另一缺点是，螺栓连接必须在安装之后相应地维护，以便及时识别螺纹连接的松脱。

与导线杆架不同，风能装置的塔架由于设置在塔架上的机械吊箱还承受巨大的动力负荷。就风能装置的桁架塔而言，在上方区域中出现过高的扭转载荷，以至于在上方区域中主要考虑到扭曲而设计塔架。在下方的塔架区域中，扭曲只起到很微小的作用，然而为此负载通过弯曲力矩极度增长。为了估算弯曲负荷，在应用用于转角杆的L型材时，下方的塔架基面构造成很大，因为所出现的负载能够以这种方式被补偿。在带有高度大于100m的L型材的桁架塔上，基面为例如23×23m。

特别是当制造用于一风能装置的桁架塔时，空心型材的应用因此是合理的，因为其相对于标准L型材具有静态优点。但是通常的空心型材例如挤压成型的圆管和方型材具有如下的缺点，即：它们由于结构化原因只与高成本联系在一起。

在EP 1 442 807 A1以及FR 921 439 A1中已知的空心型材，它们由一个第一型材部件和一个第二型材部件组成，其中第一型材部件是一标准L型材。第二型材部件构造为连接片，并且这样地设置在第一型材构件中，使得其构成一空心型材，其中连接片的一纵边与一侧腿焊接，并且连接片的另一纵边与另一侧腿焊接。

当然，在应用一个这样的已知的空心型材作为转角杆时，对于一桁架塔，静态的必要条件明显优于在应用一标准L型材时的情况。尽管为了制造已知的空心型材所需要的标准L型材的所供使用的尺寸经常是不足够的，以便能够制造一风能装置的桁架塔，而横柱的数量不是极大，并且杆因此没有相应的昂贵。或者为了产生空心型材必须应用特殊机械，它的制造成本极大，以至于空心型材的成本以这种方式变的很高。

由EP 1015347已知用于起重装置的转角杆的空心型材，它们由包括不同尺寸的多角截面的两个部件组成，其中较小的部件的侧腿的外部末端贴靠在较大的部件的侧腿上。空心型材的两个部件因此并不固定地相互连接。这样的空心型材作为用于风能装置的转角杆是不适宜的，因为其根本不能承受在风能装置运转时产生的力。

发明内容

因此本发明的目的是，提供一种空心型材，其能够作为转角杆被用在一桁架塔中，并且这样地构造，使得该桁架塔相对于现有技术中已知的桁架塔具有数量明显降低的横柱以及明显减少的下方的塔架基面。

该目的通过一种具有权利要求1特征部分所述特征的空心型材，一种按照权利要求12的用于制造空心型材的方法以及一种按照权利要求14的桁架塔而实现。

按照权利要求1的空心型材具有一第一型材部件和一第二型材部件，其中空心型材的横截面这样地构造，即第一型材部件具有两个侧腿，并且第二型材部件这样地设置在第一型材部件的两侧腿之间，使得为了构成一封闭的空心横截面，第二型材部件的其中一个端部边缘与第一型材部件的一个侧腿相连，并且第二型材部件的另一个端部边缘与第一型材部件的另一个侧腿相连，而且，第一型材部件的相应的侧腿的一个部分区段伸出于连接位置。

按照本发明，第一型材部件和第二型材部件这样地构造，即围绕空心型材的横截面的平面重心轴两个平面惯性矩的比例位于0.9和1.6之间。

平面惯性矩连同弹性模量一起是平的横截面抗弯曲或者抗扭曲的刚度的尺度。此外平面惯性矩提供了有关杆的倾斜到折弯的说明。