Die Erfindung bezieht sich auf ein Dämpfungssystem für eine schwimmfähige Struktur und insbesondere auf ein Dämpfungssystem gegen das Schwingen der schwimmfähigen Struktur durch äußere Einflüssen wie Gezeiten, Wellenschlag, Maschinenvibrationen und ähnliches.

Schwimmfähige Strukturen gemäß der Erfindung können für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden. Schwimmfähige Strukturen können z.B. Rohre oder Lasten wie Straßen, Molen, Häuser, Maschinen, bewegliche Anlagen, Container, Gärten und/oder Terrassen tragen und/oder es können Objekte unter die Strukturen gehängt werden, wie z.B. Flüssigkeitsbehälter, Rohre oder begehbare Räumlichkeiten unter Wasser zur Beobachtung von Meerestieren. Die schwimmfähigen Strukturen können aber auch Schwimmstege oder Pontons für Hafenanlagen, schwimmende Wellenbrecher oder ähnliches sein. In vielen Fällen ist es gewünscht, dass die schwimmfahigen Strukturen auch bei bewegter Wasseroberfläche oder äußeren Einflüssen auf der Oberseite der schwimmfähigen Strukturen, wie z.B. Straßenverkehr oder Wind, möglichst ruhig bleiben.

Üblicherweise werden schwimmfähige Strukturen durch eine Verankerung und/oder durch Prahle in der vertikalen und der horizontalen Richtung festgehalten. Tidenhübe können durch Reitgewichte und/oder elastische Seile ausgeglichen werden. Diese Systeme eignen sich aber nur für eine relativ geringe Bewegung der Wasseroberfläche.

Aus dem Stand der Technik EP 0 399 335 Bl ist Dämpfungssystem für eine schwimmende Anordnung bekannt, die mit dem Meeresboden über ein

Verankerungssystem verbunden ist. Das Dämpfimgssystem weist ein Hydrauliksystem, eine Winde, ein mechanisches Bremssystem und eine Energieversorgung auf. Teile der Vorrichtung führen eine vertikal hin- und hergehende Bewegung in Abhängigkeit von den Seebedingungen aus, um diese zu dämpfen. Dieses Dämpfungssystem ist aber mechanisch sehr komplex und daher teuer, störungsanfällig und wartungsintensiv. Weiterhin benötigt dieses D ämpfungs System sehr viel Platz, der meistens nicht vorhanden ist, wenn man auf schwimmfähige Strukturen ausweicht.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Dämpfungssystem für eine schwimmfähige Struktur zu schaffen, welches gegenüber dem Stand der Technik verbessert, und insbesondere raumsparender, kostengünstiger und weniger fehleranfällig ist. Weiterhin soll ein Dämpfungssystem geschaffen werden, welches einerseits starke Bewegungen der Wasseroberfläche durch z.B. Gezeiten,

Strömungen, starke Unwetter und im Extremfall durch See-/Erdbeben und andererseits Vibrationen durch z.B. Straßenverkehr oder Maschinen ausgleichen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Dämpfungssystem für eine schwimmfähige Struktur gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beansprucht.

Das Dämpfungssystem für eine schwimmfähige Struktur umfasst eine auf dem Wasser schwimmende Struktur, die durch Verbindungsmittel mit einem darunter angeordnetem D ämpfungs element verbunden ist. Das Dämpfungselement kann über weitere Verbindungsmittel mit dem Grund des Gewässers verbunden sein. Bewegt sich das Wasser bzw. die Wasseroberfläche, oder wird die schwimmfähige Struktur durch Straßenverkehr, vibrierende Maschinen oder ähnliches in Schwingung versetzt, so wird ein Schwingen bzw. Schaukeln und insbesondere ein Aufschaukeln der Schwingungen der schwimmfähigen Struktur durch die Wassersäulen auf und unter dem darunter hängenden Dämpfungselement verringert bzw. verhindert. In anderen Worten, das Dämpfungssystem verändert die Eigenfrequenz der schwimmfähigen Struktur im positiven Sinne.

Dieses Dämpfungssystem ist ein sehr einfaches und elegantes System, welches ohne aufwändige hydraulische und mechanische Systeme auskommt und keine externe Energieversorgung benötigt. Aus diesem Grund ist es sehr kostengünstig und wenig fehleranfällig. Das System ist sehr einfach an verschiedenste Einsatzbedingungen anpassbar und widersteht bei entsprechender Auslegung auch extremen Bewegungen der Wasseroberfläche durch z.B. Gezeiten, Strömungen, starke Unwetter und See-/Erdbeben. Es verhindert bzw. verringert Schwingungen und das Aufschaukeln von Schwingungen, die beispielsweise durch die rhythmische Bewegung einer Maschine mit Unwucht, z,B. einer Pumpe, oder durch Straßenverkehr erzeugt werden. Das Dämpfungssystem ist praktisch wartungsfrei und hat den Vorteil, dass sich das gesamte Dämpfungssystem unter Wasser befindet, also kein wertvoller Raum auf der schwimmfähigen Struktur für das Dämpfungssystem verbraucht wird.

Die Montage eines solchen Dämpfungssystems kann z.B. durch den senkrechten Transport des Dämpfungselements durch das Wasser und das waagrechte Ausrichten des Dämpfungselements am Einbauort erfolgen. Die oberen und unteren Endpunkte des Dämpfungselements werden dann mit der schwimmfähigen Struktur und dem Grund des Gewässers verbunden.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausfuhmngsförmen unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.

Fig, 1 zeigt ein D ämpfungs System für eine schwimmfähige Struktur mit einem

Dämpfungselement.

Fig. 2 und 3 zeigen verschiedene Ausführungsformen eines quadratischen Dämpfungselements. Fig. 4 zeigt ein Dämpfungssystem für eine schwimmfahige Struktur mit zwei

D ämpfungselementen. Fig. 5 zeigt ein Dämpfungssystem für eine schwimmfähige Struktur mit einer

Pfahlhalterung und einem Dämpfungselement und Fig. 6 zeigt ein Dämpfungssystem für eine schwimmfähige Struktur mit einer

Pfahlhalterung und zwei Dämpfungselementen.

Fig. 1 zeigt eine auf der Wasseroberfläche 13 schwimmende Struktur 1, die durch Verbindungsmittel 3 a so mit einem im Wesentlichen flächenhaften Dämpfungselement 5 darunter verbunden ist, dass dessen Ebene im Wesentlichen parallel zur Wasseroberfläche 13 ausgerichtet ist und das Dämpfungselement 5 einen definierten Abstand von der schwimmfähigen Struktur 1 aufweist, der in vertikaler Richtung verändert werden kann. Das Eigengewicht des Dämpfungsei ements 5 spannt im ruhenden Zustand der schwimmfähigen Struktur 1 di e bewegli chen Verbindungsmittel 3 a.

Das Dämpfungselement 5 ist weiter nach unten über weitere Verbindungsmittel 3b und einen Anker 7 so mit dem Grund 9 des Gewässers verbunden, dass das Dämpfungsei ement 5 einen definierten Abstand vom Grund 9 des Gewässers aufweist, der in vertikaler Richtung verändert werden kann. Wenn die Verbindungselemente 3b in schräger Richtung zwischen dem Dämpfungselement 5 und der Verankerung auf dem Grund 9 angeordnet sind, erlauben sie außerdem eine Ausrichtung des Dämpfungselements 5 und der schwimmfähigen Struktur 1 in horizontaler Richtung. Diese Verbindungsmittel 3b können aber auch weggelassen werden.

Bewegt sich das Wasser bzw. die Wasseroberfläche 13, so wird ein Schwingen bzw. Schaukeln der schwimmfähigen Struktur 1 durch die Wassersäulen I Ia auf und I Ib unter dem darunter hängenden D ämpfungs dement 5 verringert bzw. verhindert.

Die schwimmfähige Struktur 1 und das Dämpfungselement 5 weisen Befestigungsmöglichkeiten für die Verbindungsmittel 3a und 3b auf, die im

Folgenden allgemein als Verbindungsmittel 3 bezeichnet werden. Die

Verbindungsmittel 3 können senkrecht und/oder schräg zur Wasseroberfläche zwischen der schwimmfähigen Struktur 1, dem Dämpfungselement 5 und dem

Grund 9 hin- und hergeführt bzw. -gespannt werden. Sie können auch teilweise oder vollständig vorgespannt sein, um die Bewegung der schwimmfähigen

Struktur weiter zu reduzieren.

Die Verbindungsmittel 3 können Taue, Kabel, Ketten, Gurte, Seile oder ähnliches sein und aus Metall, Kunststoff, Nylon, Textil-, Glas- oder Kohlefasern, einem Kompositmaterial oder ähnlichem bestehen bzw. daraus verwoben sein. Sie sind m der Soll- bzw. Betriebsposition des Dämpfungselements 5 gespannt und erlauben bei einer Bewegung der schwimmfälligen Struktur 1 in vertikaler Richtung eine Abstandsänderung zwischen dem Dämpfungselement 5 und der schwimmfähigen Struktur 1 bzw. dem Grund 9 des Gewässers. Diese Elastizität der Verbindungsmittel 3 kann durch die Verwendung elastischer Materialien, oder bei steifen Materialien durch zusätzliche, z.B. mechanische oder hydraulische Dämpfungsmittel realisiert werden. Die Verbindungsmittel 3 können das Dämpfungselement 5 direkt mit dem Grund 9 verbinden, oder es können sich ein Anker 7 und/oder ein Gewicht auf dem Grund des Gewässers befinden. Die Verbindungsmittel 3 können auch Reitgewichte aufweisen.

Das Dämpfungselement 5 kann vollständig oder teilweise hohl sein und/oder eine wabenartige Struktur aufweisen. Das Eigengewicht des D ämpfungs elements 5 hält vorzugsweise die Verbindungsmittel 3 auch bei wechselnden Wasserständen straff. Es kann aus Stahl, Aluminium, Kunststoff, Beton, einem Kompositmaterial oder ähnlichem aufgebaut sein. Das Material kann leicht sein, muss aber genügend steif und belastbar sein, um das Dämpfungselement 5, möglicherweise mithilf e der Verbindungsmittel 3 zur schwirnmfähigen Struktur 1 und zum Grund 9, horizontal im Wasser zu halten. Die Anzahl der verwendeten Dämpfungselemente 5 ist beliebig, die Dämpfungselemente 5 können auch modular aufgebaut sein, sodass man ihre Fläche erweitern kann, z.B. wenn die Last auf der schwimmenden Struktur 1 oder die Bewegung des Gewässers zunirnrnt. Das Dämpfungselement 5 kann auch aus einem flächigen Element besteht, an dem Gewichte befestigt werden.

Die Größe der Fläche des Dämpfungselements 5 und sein Abstand von der schwimmfähigen Struktur 1 bzw. vom Grund 9 des Gewässers können entsprechend der jeweiligen zu dämpfenden schwimmfähigen Struktur 1 und den gewünschten Dämpfungseigenschaften gewählt werden.

Das Dämpfungselement 5 ist im Wesentlichen parallel zur Wasseroberfläche ausgerichtet. Die Fig. 2 und 3 zeigen verschiedene Ausführungsformen eines quadratischen Dämpfungselements 5. In Fig. 2 sind beispielhaft drei Befestigungsmöglichkeiten für die Verbindungsmittel 3 in der Form eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet, in Fig. 3 vier Befestigungsmöglichkeiten für die Verbindungsmittel 3 in der Form eines Quadrats. Auf diese Weise ist die Lastverteilung an den Befestigungsmöglichkeiten und die Traglast der Verbindungsmittel 3 aufgrund der geometrischen Anordnung der Befestigungsmöglichkeiten gleichmäßig, und das Dämpfungselement 5 wird parallel zur Wasseroberfläche gehalten. Solange dieses Prinzip gewählt bleibt, können beliebig viele Befestigungsmöglichkeiten vorhanden sein. Die Befestigungsmöglichkeiten in Richtung der schwimmfähigen Struktur 1 müssen auch nicht symmetrisch zu den Befestigungsmöglichkeiten in Richtung des Grundes 9 sein. Das Dämpfungselement 5 kann jede beliebige flächenhafte Form haben, wenn eine gleichmäßige Lastverteilung an den Befestigungsmöglichkeiten und die parallele Lage des Dämpfungselements 5 zur Wasseroberfläche durch andere Vorkehrungen sichergestellt werden. Die Befestigungsmöglichkeiten für die Verbindungsmittel 3 können ebenfalls beliebig angeordnet werden, wenn eine gleichmäßige Lastverteilung an den Befestigungsmöglichkeiten und die parallele Lage des Dämpfungselements 5 zur Wasseroberfläche durch andere Vorkehrungen sichergestellt werden.

Fig. 4 zeigt ein D ämpfungs System für eine schwimmfähige Struktur 1 mit zwei Dämpfungsei ementen 5. Die auf dem Wasser schwimmende Struktur 1 ist an zwei Seiten durch mehrere Verbindungsmittel 3 a mit zwei Dämpfungsei ementen 5 verbunden. Die Dämpfungselemente 5 sind weiter nach unten über weitere Verbindungsmittel 3b und einen Anker 7 mit dem Grund 9 des Gewässers verbunden.

Werden zwei oder mehr Dämpfungselemente 5 verwendet, so ist wieder auf ihre gleichmäßige Anordnung zu achten. Die Dämpfungselemente 5 können allerdings auch verschieden groß sein, unterschiedlich hoch hängen oder die Anordnung könnte sonst wie asymmetrisch sein, um dadurch z.B. eine asymmetrische Belastung der schwimmfällige Struktur 1 oder Strömungen auszugleichen.

Fig. 5 zeigt ein Dämpfungssystem für eine schwimmfähige Struktur 1 mit einer Pfahlhalterung und einem Dämpfungselement 5. Die auf dem Wasser schwimmende Struktur 1 ist durch Verbindungsmittel 3 a mit dem Dämpfungselement 5 darunter verbunden. Weiterhin wird ist schwimmfähige Struktur 1 an den Seiten über Pfahlhalterungen 17 mit Pfählen 15 verbunden. Das Dämpfungselement 5 ist nach unten hin über weitere Verbindungsmittel 3b mit den Pfählen 15 verbunden. Es können aber auch Anker und/oder Gewichte zur (zusätzlichen) Verankerung im Grund 9 verwendet werden. Die Verbindungsmittel 3 a und 3b werden gerade und schräg zwischen der schwimmfälligen Struktur 1, dem Dämpfungselement 5 und den Pfählen 15 hin- und hergeführt bzw. -gespannt.

Fig. 6 zeigt ein Dämpfungssystem für eine schwirnmfähige Struktur 1 mit einer Pfahlhalterung und zwei Dämpfungselementen, Die auf dem Wasser schwimmende Struktur 1 ist an zwei Seiten durch mehrere Verbindungsmittel 3 a mit zwei Dämpfungselementen 5 verbunden. Weiterhin wird die schwirnmfähige Struktur 1 an den Seiten durch Pfahle 15 gehalten. Die Dämpfungselemente 5 sind nach unten hin über weitere Verbindungsmittel 3b mit den Pfählen 15 verbunden. Die Verbindungsmittel 3 a und 3b werden gerade und schräg zwischen der schwimmfahigen Struktur 1, dem Dämpfungselement 5 und den Pfählen 15 hin- und hergeführt bzw. -gespannt.

Solche Dämpfungssysteme mit einer Pfahlhalterung eignen sich besonders für Anwendungsgebiete, in denen eine seitliche Fixierung der schwimmfahigen Struktur 1 besonders wichtig oder schwierig ist, z.B. bei Strömungen, Gezeiten oder stetigem und starkem Wind.

Das Dämpfungssystem kann an die unterschiedlichsten Einsatzarten durch Variieren z.B. der Größe und Einhängtiefe des Dämpfungselements 5 angepasst werden.

Sämtliche Materialien dieser Vorrichtung sollten korrosionsbeständig sein.

Liste der Bezugszeichen: 1 schwimmende Struktur

3 a, b Verbindungsmittel

5 Dämpftingselement

7 Anker 9 Grund

IIa, b Wassersäulen

13 Wass eroberfläche

15 Pfahl

17 Pfahlhaltenmg