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Patent Searching and Data


Title:
FLOATING BASE FOR AN OFF-SHORE SYSTEM AND OFF-SHORE SYSTEM HAVING A FLOATING BASE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/162102
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a floating base (2) for a floating off-shore system (1), in particular an off-shore wind turbine, comprising a base body (4) surrounding a hollow space (3) and consisting at least partially of concrete. The base body (4) comprises a plurality of concrete finished parts (5), which are clamped to one another by means of clamping elements (6) to form the base body (4), wherein a join (7) is formed between two respective adjacent concrete finished parts (5). The concrete finished parts (5) are clamped to one another without the arrangement of a bonding means in the join (7). An off-shore system (1), in particular a wind turbine, has a floating base (2) of this type.

Inventors:
BETZ THORSTEN (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/053055
Publication Date:
August 29, 2019
Filing Date:
February 07, 2019
Export Citation:
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Assignee:
MAX BOEGL WIND AG (DE)
International Classes:
E02D27/42
Foreign References:
DE102016118078A12017-12-28
DE102014109212A12016-01-07
DE102009002248A12010-10-14
DE102013005299A12014-10-02
DE10206585A12003-08-28
EP1288122B12010-05-12
DE102014109212A12016-01-07
Attorney, Agent or Firm:
BERGMEIER, Werner (DE)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Schwimmendes Fundament (2) für eine schwimmende Off-Shore- Anlage (1 ), insbesondere eine Off-Shore-Windkraftanlage, mit einem einen Hohlraum (3) umschließenden Fundamentkörper (4), welcher zumindest teilweise aus Beton besteht, wobei der Fundamentkörper (4) eine Vielzahl von Betonfertigteilen (5) umfasst, welche zur Bildung des Fundamentkörpers (4) mittels Spanngliedern (6) miteinander ver- spannt sind, wobei zwischen jeweils zwei aneinander grenzenden Be- tonfertigteilen (5) eine Fuge (7) ausgebildet ist, dadurch qekennzeich- net. dass die Betonfertigteile (5) ohne Anordnung eines Verbundmit- tels in der Fuge (7) miteinander verspannt sind.

2. Schwimmendes Fundament (2) nach dem vorherigen Anspruch,

dadurch gekennzeichnet, dass die Betonfertigteile (5) an ihren fugen- bildenden Oberflächen überschliffen sind, wobei vorzugsweise die Be- tonfertigteile (5) als Betonringe ausgebildet sind.

3. Schwimmendes Fundament (2) nach dem vorherigen Anspruch,

dadurch gekennzeichnet, dass der Fundamentkörper (4) mehrere, insbesondere drei, von einem Zentralelement (8) abstehende Arme (9) aufweist, welche jeweils aus einem Teil der Vielzahl von Betonfertig- teilen (5) zusammengesetzt sind.

4. Schwimmendes Fundament (2) nach einem der vorherigen Ansprü- che, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Arme (9) ei- nen Rechteckquerschnitt, vorzugsweise einen Rechteckquerschnitt mit abgerundeten Ecken, aufweist.

5. Schwimmendes Fundament (2) nach einem der vorherigen Ansprü- che, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentralelement (8) aus einem metallischen Material, insbesondere einem Eisen- oder Stahlmaterial, ausgebildet ist und vorzugsweise mehrere Anschlussbereiche (13), insbesondere Anschlussflansche, für die mehreren Arme (9) aufweist.

6. Schwimmendes Fundament (2) nach einem der vorherigen Ansprü- che, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (9) an ihrem dem Zent- ralelement (8) abgewandten Ende mit einem Abschlusselement (10) aus einem metallischen Material, insbesondere einem Eisen- oder Stahlmaterial, versehen sind.

7. Schwimmendes Fundament (2) nach einem der vorherigen Ansprü- che, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannglieder (6) in Spannka- nälen (11 ) innerhalb einer Wandung (12) der Betonfertigteile (5) ge- führt sind, wobei vorzugsweise die Spannglieder (6) jeweils mit einem ihrer Enden (14), vorzugsweise mit ihrem spannbaren Ende (14), an den Anschlussbereichen (13) festgelegt sind und mit ihrem anderen Ende (14) an einem der Abschlusselemente (10) festgelegt sind.

8. Schwimmendes Fundament (2) nach einem der vorherigen Ansprü- che, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Arme (9) und das Zentralelement (8) einen gemeinsamen Flohlraum (3) umschlie- ßen.

9. Schwimmendes Fundament (2) nach einem der vorherigen Ansprü- che, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Arme (9) zwi- schen dem Zentralelement (8) und dem Abschlusselement (10) einen konstanten Querschnitt aufweist.

10. Schwimmendes Fundament (2) nach einem der vorherigen Ansprü- che, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Arme (9) über die Fugen und/oder eine Öffnung (22) flutbar ausgebildet ist.

11. Off-Shore-Anlage (1 ), insbesondere Windkraftanlage, mit einem Turm (16) und mit einem schwimmenden Fundament (2) nach einem der vorherigen Ansprüche.

12. Off-Shore-Anlage (1 ) nach dem vorherigen Anspruch, dadurch qe- kennzeichnet. dass das Zentralelement (8) des Fundaments (2) zu dem Turm (16) eine Verbindung mit einer gegenüber einer festen Ein- spannung des Turms (16) reduzierten Steifigkeit, insbesondere eine gelenkige Verbindung, aufweist.

13. Off-Shore-Anlage (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche 11 - 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Turm (16) mit Spannseilen (19) an dem Fundament (2), insbesondere an den Abschlusselementen (10) der Arme (9) des Fundaments (2), abgespannt ist.

14. Off-Shore-Anlage (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche 11 - 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannseile (19) im Bereich einer Systemachse (A) der Arme (9) verankert sind.

15. Off-Shore-Anlage (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche 11 - 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (9), insbesondere die Ab- schlusselemente (10) der Arme (9), in ihrem Inneren einen Spannbock (23) für die Verankerung der Spannseile (19) aufweisen.

16. Off-Shore-Anlage (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche 11 - 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (9), insbesondere die Ab- Schlusselemente (10) der Arme (9), oberseitig eine Ausnehmung (24) für die Durchführung der Spannseile (19) aufweisen.

Description:
Schwimmendes Fundament für eine Off-Shore-Anlage sowie Off-Shore- Anlage mit einem schwimmenden Fundament

Die vorliegende Erfindung betrifft ein schwimmendes Fundament für eine schwimmende Off-Shore-Anlage, insbesondere eine Off-Shore- Windkraftanlage, mit einem einen Hohlraum umschließenden Fundament- körper, welcher zumindest teilweise aus Beton besteht. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Windkraftanlage mit einem derartigen Fundament.

Schwimmende Fundamente sind im Stand der Technik in verschiedenen Ausführungen bekannt geworden. Die DE 102 06 585 A1 sieht beispielswei- se ein Schwerkraftfundament vor, welches aus mehreren rohrförmigen Stahlbetonsegmenten besteht, die wiederum in wasserdichte Kammern un- terteilt sind. Die Segmente sind untereinander baugleich und enthalten so- wohl Kanäle für Spannglieder, mittels welcher die Segmente zu dem Funda- ment zusammen verspannt werden, sowie Kanäle zum Fluten der einzelnen Segmente. Weiterhin sind ein Fundamentfuß und ein Fundament Kopf vor- gesehen, an denen die Spannglieder festgelegt werden. Das Fundament ist schwimmfähig, um es nach seiner Herstellung bis zu seinem Einbauort zu verbringen. Am Einbauort wird es durch Fluten der Kammern abgesenkt und anschließend wird die Windkraftanlage auf dem abgesenkten Fundament aufgebaut. Neben solchen Schwergewichtsgründungen sind weiterhin auch schwim- mende Fundamente bekannt, die auch bei der fertig gestellten Windkraftan- lage im Wasser schwimmen bzw. sich in einen Schwebezustand unterhalb der Wasseroberfläche befinden. Derartige Schwimmfundamente umfassen Auftriebskörper, um das Gewicht des Fundaments sowie der darauf gegrün- deten Windkraftanlage aufnehmen zu können. Ein solches Fundament ist beispielsweise in der EP 1 288 122 B1 gezeigt. Das dort gezeigte Funda- ment wird in Ortbeton in einem Stück hergestellt. Aus der DE 10 2014 109 212 A1 ist ebenfalls ein schwimmendes Fundament für eine schwimmende Windkraftanlage bekannt, welches aus Beton herge- stellt ist. Das Fundament ist als Flohlkörper aus mehreren miteinander ver- spannten Betonteilen zusammengesetzt, welche in Spannkanälen in der Wandung der Betonteile geführt werden. Durch ein Pumpen oder Ablassen von Wasser in das Innere des Fundaments kann die Eintauchtiefe des Fun- daments sowohl während des Transports als auch nach der Installation der Windkraftanlage eingestellt werden.

Da die Fundamente Schwimmkörper bzw. Auftriebskörper bilden, ist es er- forderlich, diese weitgehend wasserdicht auszubilden. Die Fundamente wer- den daher entweder einteilig in Ortbeton hergestellt oder aber, wenn sie aus mehreren Betonteilen zusammengesetzt sind, werden Kontaktmittel zwi- schen den einzigen Betonfertigteilen vorgesehen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Fierstellung sowie die Monta- ge von schwimmenden Fundamenten aus mehreren Betonteilen zu vereinfa- chen.

Die Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Ein schwimmendes Fundament für eine schwimmende Off-Shore-Anlage, insbesondere eine Off-Shore-Windkraftanlage, weist einen einen Flohlraum umschließenden Fundamentkörper auf, welcher zumindest teilweise aus Be- ton besteht. Dabei umfasst der Fundamentkörper eine Vielzahl von Betonfer- tigteilen, insbesondere Betonringen, welche zur Bildung des Fundamentkör- pers mittels Spanngliedern miteinander verspannt sind. Dabei ist zwischen zwei jeweils aneinander grenzenden Betonfertigteilen jeweils eine insbeson- dere geschliffene Fuge ausgebildet.

Es wird nun vorgeschlagen, dass die Betonfertigteile ohne Anordnung eines zusätzlichen Verbundmittels in der Fuge miteinander verspannt sind. Dies bedeutet, dass die Verbindung der Betonfertigteile untereinander nur durch Reibungskräfte erfolgt und nicht wie sonst im Stand der Technik bei

Schwimmfundamenten üblich durch Mörtel oder sonstige Kleber. Die Herstel- lung der Betonfertigteile wird hierdurch vereinfacht, da dabei sogar auf spe- zielle Aufnahmen wie beispielsweise Nuten für die Aufnahme des Verbund- mittels verzichtet werden kann. Daneben kann auch die Herstellung des Fundaments beim Zusammensetzen der Betonfertigteile vereinfacht werden, da der Arbeitsschritt des Einbringens eines Verbundmittels in die Fuge entfal- len kann. Dabei werden Wartezeiten vermieden, die während des Abbindens bzw. Aushärtens des Verbundmittels eingehalten werden müssen. Vielmehr können die Fundamente unmittelbar nach dem Verbinden bzw. Verspannen der Betonfertigteile zu dem Fundamentkörper gehandhabt, gegebenenfalls transportiert oder auch unmittelbar nach dem Verspannen am Einbauort in- stalliert werden.

Um das übermäßige oder unkontrollierte Eindringen von Wasser zu vermei- den bzw. den Hohlkörper des schwimmenden Fundaments weitgehend was- serdicht herzustellen, ist es vorteilhaft, wenn die Betonfertigteile im Bereich ihrer fugenbildenden Flächen überschliffen sind. Eventuelle Unebenheiten, welche zum einen zu Spannungsspitzen in den verspannten Betonfertigteilen führen können und zum anderen Undichtigkeiten hervorrufen können, kön- nen hierdurch beseitigt werden. Die bei derart großen Betonfertigteilen oft- mals im Bereich mehrerer Millimeter liegenden Toleranzen können hierdurch ausgeglichen werden. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn zumindest die Ebenheitstoleranzen der überschliffen Betonfertigteile weniger als 0,2 mm betragen. Etwaige verbleibende kleinere Unebenheiten, welche zu Undich- tigkeiten führen könnten, werden spätestens mit dem Verspannen der Beton- fertigteile gegeneinander beseitigt oder zumindest reduziert.

Ebenso ist es jedoch auch vorteilhaft, wenn die Betonfertigteile als Genautei- le mit einer Ebenheitstoleranz im Bereich von vorzugsweise weniger als 0,2 mm hergestellt werden. Aufgrund der Vereinfachung bei der Handhabung der Bauteile sowie der Montage zu dem Fundamentkörper kann trotz der höhe- ren Kosten bei der Herstellung derartiger Genauteile hierdurch noch ein wirt- schaftlicher Vorteil erreicht werden.

Werden besondere Anforderungen an die Dichtigkeit gestellt, können Auf- nahmen für abdichtende Formteile in den Fugen berücksichtigt bzw. einge- fräst werden.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Fundamentkörper mehrere, insbeson- dere drei, von einen Zentralelement abstehende Arme aufweist. Vorzugswei- se ist dabei jeder der Arme aus einem Teil der Vielzahl von Betonfertigteilen, insbesondere Betonringen, zusammengesetzt. Es ist aber natürlich auch möglich, ein einfaches, beispielsweise zylinderförmiges Fundament auf die selbe Art herzustellen.

Vorteilhaft ist es dabei, wenn zumindest einer der Arme, vorzugsweise alle Arme einen Rechteckquerschnitt aufweisen. Besonders vorteilhaft ist es da- bei wiederum, wenn zumindest einer der Arme einen rechteckigen Quer- schnitt mit abgerundeten Ecken aufweisen. Durch den rechteckigen Quer- schnitt kann die Schwimmlage des Fundamentkörpers auf einfache Weise besonders gut und stabil eingestellt werden. Zugleich kann durch den Recht- eckquerschnitt mit abgerundeten Ecken eine belastungsgünstige Formge- bung und ein reduzierter Strömungswiderstand erreicht werden, welche Spannungsspitzen entgegenwirkt und Einwirkungen aus Seebewegungen deutlich vermindert.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Betonfertigteile als Betonringe ausge- führt sind, wobei vorzugsweise die Betonringe wiederum einen Rechteck- querschnitt mit abgerundeten Ecken aufweisen. Alternativ ist es aber ebenso denkbar, dass die Betonringe eine kreisringförmige, eine polygonale oder ei- ne sonstige geschlossene Form aufweisen. Sind die Betonfertigteile als Be- tonringe ausgeführt, so ist die Herstellung des Fundamentkörpers wiederum vereinfacht, da lediglich die Betonringe mittels Spanngliedern miteinander verbunden werden müssen. Alternativ ist es allerdings auch möglich, die Be- tonringe jeweils aus mehreren Betonfertigteilen zusammenzusetzen. Die Be- tonfertigteile beinhalten hierzu beispielsweise Ringsegmente wie Halb- oder Viertelschalen oder Segmente eines Polygons. Ebenso können die Betonrin- ge auch aus ebenen, tafelförmigen Betonfertigteilen und gekrümmten Beton- fertigteilen, beispielsweise Halb- oder Viertelschalen, zusammengesetzt wer- den.

Nach einer weiteren Weiterbildung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn die Spannglieder in Spannkanälen innerhalb einer Wandung der Betonringe bzw. der Betonfertigteile geführt sind. Die Spannglieder sind hierdurch zugleich vor der Einwirkung des das Fundament umgebenden Wassers geschützt. Grundsätzlich wäre es jedoch ebenso denkbar, die Spannglieder in Hüllroh ren geschützt zu führen, welche außerhalb der Wandung der Betonringe bzw. der Betonfertigteile verlaufen.

Daneben ist es vorteilhaft, wenn das Zentralelement aus einem metallischen Material, insbesondere einem Eisen- oder Stahlmaterial, ausgebildet ist. Das Zentralelement, welches die mehreren Arme des schwimmenden Funda- ments miteinander verbindet, kann hierdurch auch mit einer komplexeren Formgebung versehen werden. Zugleich ist es möglich, das Zentralelement für weitere Funktionen vorzusehen wie beispielsweise die Aufnahme eines Tanks in Inneren des Zentralelements oder die Verankerung der Spannglie- der der Arme.

Entsprechend ist es auch vorteilhaft, wenn das Zentralelement mehrere An- schlussbereiche, insbesondere Anschlussflansche, für die mehreren Arme aufweist. An den Anschlussflanschen können einerseits die Arme ange- schlossen werden und andererseits die Spannglieder der Arme verankert werden. Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn die Arme an ihrem dem Zentralelement abgewandten Ende mit einem Abschlus- selement aus einem metallischen Material, insbesondere einem Eisen- oder Stahlmaterial, versehen sind. Ebenso wie das Zentralelement können hier- durch auch die Abschlusselemente in einfacher Weise für weitere Funktionen wie die Ausbildung als Auftriebskörper oder Trimmtank oder die Aufnahme von Auftrittskörpern bzw. Tanks ausgebildet werden. Ebenso können die Ab- schlusselemente hierdurch der Verankerung von Spanngliedern dienen. Auf- grund der wesentlich besseren Zugfestigkeit eines metallischen Materials gegenüber dem Material der Betonringe sind die Abschlusselemente und das Zentralelement für die Verankerung der Spannglieder besonders geeignet.

Nach einer vorteilhaften Ausführung des Fundaments sind daher die Spann- glieder auch jeweils mit einem Ihrer Enden, vorzugsweise mit ihrem spann- baren Ende, an den Anschlussflanschen des Zentralelements festgelegt und mit ihrem anderen Ende an einem der Abschlusselemente. Diese Ausführung bietet zugleich auch den Vorteil, dass jeder Arm separat zusammengesetzt und mit dem Zentralelement verbunden bzw. von diesem auch wieder gelöst werden kann. Es kann allerdings ebenso vorteilhaft sein, die Spannglieder jeweils von einem Abschlusselement eines ersten Armes durch das Zentral- element hindurch bis zu einem Abschlusselement eines zweiten Armes zu führen. Die Spannglieder können in diesem Fall im Zentralelement umgelenkt werden.

Daneben ist es vorteilhaft, wenn das Zentralelement und zumindest einer der Arme einen gemeinsamen Flohlraum umschließen. Der gesamte Funda- mentkörper kann hierdurch kompakt und auf vergleichsweise einfache Weise ausgeführt werden. Um das Fundament bzw. die gesamte Windkraftanlage stets in einer stabilen horizontalen Position zu halten bzw. in diese zu brin gen, können, wie oben bereits beschrieben, Trimmtanks beispielsweise in dem Zentralelement und/oder in den Abschlusselementen vorgesehen wer- den. Ebenso ist es aber auch möglich, dass die Arme und gegebenenfalls auch das Zentralelement jeweils getrennte Hohlräume umschließen und hierdurch bereits selbst einzelne Tanks ausbilden.

Weist zumindest einer der Arme zwischen dem Zentralelement und dem Ab- schlusselement einen konstanten Querschnitt auf, so ist die Verbindung zwi- schen den einzelnen Betonfertigteilen besonders einfach möglich und die Herstellung ist durch die vielen Gleichteile vorteilhaft.

Ist zumindest einer der Arme über die Fugen und/oder eine wahlweise zu verschließende oder zu öffnende Öffnung flutbar ausgebildet, so kann gezielt eine Nivellierung oder Stabilisierung der Off-Shore-Anlage bzw. des Funda- ments erfolgen. Insbesondere, wenn auch eine Abpumpeinrichtung vorgese- hen ist, kann ein geflutetes Fundament wieder entleert werden.

Ferner wird eine Off-Shore-Anlage, insbesondere eine Windkraftanlage, mit einem Turm und einem schwimmenden Fundament vorgeschlagen. Das Fundament ist gemäß der vorangegangenen und/oder der nachfolgenden Beschreibung ausgebildet, wobei die genannten Merkmale einzeln oder in beliebiger Kombination vorhanden sein können.

Bei der Off-Shore-Anlage ist es vorteilhaft, wenn das Zentralelement des Fundaments zu dem Turm eine Verbindung mit einer gegenüber einer festen Einspannung des Turms reduzierten Steifigkeit aufweist. Dies ist vorteilhaft, da hierdurch die Momenteneinwirkung im Zentralelement sowie die Ermü- dungsbeanspruchung in den Armen des Fundaments reduziert werden kann. Durch eine Abspannung des Turms auf dem Fundament kann der Turm den- noch stabil verankert werden.

Weist das Zentralelement des Fundaments zu dem Turm eine gelenkige Verbindung auf, so kann die Neigung des Turms in Bezug auf das Funda- ment bei Bedarf korrigiert werden. Diese Korrektur kann beispielsweise durch eine Einstellung der Abspannung des Turms mittels Spannseilen erfolgen. Vorteilhaft ist es daher auch, wenn der Turm mit Spannseilen an dem Fun- dament, insbesondere an den Abschlusselementen der Arme des Funda- ments, abgespannt ist. Besonders vorteilhaft ist es dabei wiederum, wenn die Spannseile im Bereich einer Systemachse der Arme verankert sind. Flierdurch wird erreicht, dass durch die Abspannung des Turms keine Zusatzmomente auf die Arme auf- gebracht werden, da die Spannkräfte ohne Hebelarm direkt an der System- achse der Arme angreifen können. Die Arme und ggf. die Abschlusselemente werden hierdurch weniger Belastungen ausgesetzt und können ggf. einfa- cher und materialsparender ausgebildet werden.

Um die Verankerung im Bereich der Systemachse der Arme zu ermöglichen, weisen die Arme, insbesondere die Abschlusselemente der Arme, vorteilhaf- terweise in ihrem Inneren einen Spannbock für die Verankerung der Spann- seile auf.

Um die Spannseile bis an den Spannbock im Inneren der Arme zu führen, sind die Arme, insbesondere die Abschlusselemente der Arme, oberseitig mit einer Ausnehmung versehen, durch welche die Spannseile hindurchgeführt werden können. Um die Verankerung der Spannseile überprüfen und ggf. auch die Spannsei- le nachspannen zu können, ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die Arme, ins- besondere die Abschlusselemente der Arme, eine Revisionsöffnung aufwei- sen. Weitere Vorteile der Erfindung werden anhand der nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigen: Figur 1 eine Off-Shore-Anlage mit einem schwimmenden Fundament in einer Übersichtsdarstellung,

Figur 2 eine schematische Schnittdarstellung eines Betonfertigteils nach einer ersten Ausführung,

Figur 3 eine schematische Schnittdarstellung eines Betonfertigteils nach einer zweiten Ausführung, Figur 4 eine schematische Schnittdarstellung eines Betonfertigteils nach einer weiteren Ausführung,

Figur 5 eine Draufsicht auf ein Zentralelement eines schwimmenden

Fundaments,

Figur 6 eine perspektivische Ansicht eines Zentralelements eines

schwimmenden Fundaments,

Figur 7 eine schematische Längsschnittdarstellung durch einen Arm eines schwimmenden Fundaments,

Figur 8 eine schematische Darstellung der Verankerung von Spannsei- len an einem Arm eines schwimmenden Fundaments, sowie Figur 9 eine schematische Schnittdarstellung eines Abschlusselements mit einem Spannbock.

Bei der nachfolgenden Beschreibung der Figuren werden für in den ver- schiedenen Figuren jeweils identische und/oder zumindest vergleichbare Merkmale gleiche Bezugszeichen verwendet. Die einzelnen Merkmale, deren Ausgestaltung und/oder Wirkweise werden meist nur bei ihrer ersten Erwäh- nung ausführlich erläutert. Werden einzelne Merkmale nicht nochmals detail- liert erläutert, so entspricht deren Ausgestaltung und/oder Wirkweise der Ausgestaltung und Wirkweise der bereits beschriebenen Merkmale.

Figur 1 zeigt eine Off-Shore-Anlage 1 , vorliegend eine Windkraftanlage, in einer schematischen Übersichtsdarstellung. Die Off-Shore-Anlage 1 weist ein schwimmendes Fundament 2 auf, auf welchem ein Turm 16 der Windkraftan- lage bzw. der Off-Shore-Anlage 1 gegründet ist. Der Turm 16 ist vorliegend als Stahlturm ausgebildet und ist an seinem oberen Ende mit einem Rotor 17 versehen. Um den Turm 16 mit dem Rotor 17 zu stabilisieren, ist vorliegend der obere Bereich des Turms 16 mit Spannseilen 19 an dem Fundament 2, vorliegend an den Enden der auskragenden Arme 9 des Fundaments 1 , ver- spannt. Weiterhin ist das Fundament 2 in an sich bekannter Weise mit Auf- triebskörpern 18 versehen, welche die Schwimmlage bzw. die Eintauchtiefe des Fundaments 2 einstellen und welche vorliegend jeweils an den Enden der Arme 9 des Fundaments 2 angeordnet sind. Es versteht sich, dass das vorliegend gezeigte Fundament 2 lediglich beispielhaft ausgeführt ist und auch verschiedenste andere Grundformen mit oder ohne Arme 9 aufweisen kann.

Das vorliegende Fundament 2 weist einen Fundamentkörper 4 auf, welcher vorliegend Stern- bzw. Y-förmig ausgebildet ist und einen Flohlraum 3 (siehe Figuren 2-4 und 7) weitgehend wasserdicht umschließt. Der Fundamentkör- per 4 beinhaltet dabei ein Zentralelement 8, an welchem mehrere, vorliegend drei, Arme 9 angeordnet sind. Die Arme 9 und das Zentralelement 8 um- schließen dabei einen zusammenhängenden, gemeinsamen Flohlraum 3, wie der Figur 7 entnehmbar. Dabei ist der Fundamentkörper 4 derart ausgeführt, dass die Arme 9 und das Zentralelement 8 in einer Ebene liegen. Durch die- sen Stern- bzw. Y-förmigen Aufbau des Fundaments 2 ist es in besonders günstiger Weise möglich, die Schwimmlage des Fundaments 2 stabil einzu- stellen, wobei sich die Windkraftanlage bzw. Off-Shore-Anlage 1 mit dem Fundament 2 selbstständig in Abhängigkeit von der Windrichtung ausrichten kann. Der Fundamentkörper 4 und vorliegend auch jeder der Arme 9, ist dabei aus einer Vielzahl von Betonfertigteilen 5 zusammengesetzt, welche mittels Spanngliedern 6 (siehe Figur 7), beispielsweise Spannlitzen oder Spann- drähten, miteinander verbunden bzw. miteinander verspannt sind. An ihren Enden weisen die Arme 9 weiterhin Abschlusselemente 10 auf, welche ei- nerseits jeweils einen Abschluss der Arme 9 bilden und andererseits die be- reits genannten Auftriebskörper 18 aufnehmen. Dabei wird zwischen jeweils zwei aneinander grenzenden Betonfertigteilen 5 jeweils eine Fuge 7 ausge- bildet. Die Betonfertigteile 5 sind dabei, wie anhand der Figur 7 nochmals de- tailliert erläutert wird, ohne Anordnung eines Verbundmittels wie Mörtel oder miteinander verspannt. Um dabei die Fugen dennoch weitgehend wasser- dicht ausbilden zu können, werden die einzelnen Betonfertigteile 5, welche vorliegend als Betonringe ausgebildet sind, an ihren Stirnflächen jeweils mit einer hohen Genauigkeit überschliffen, so dass nach dem Aufbringen der Vorspannkräfte mittels der Spannglieder 6 die Fugen 7 dicht ausgeführt wer- den können und das Eindringen von Wasser weitgehend vermieden werden kann. Umgekehrt kann, sofern der Flohlraum 3 (siehe Figuren 2-4 sowie Fi- gur 7) als ballasttierbarer Tank dient, das Auslaufen von Wasser über die Fugen 7 ebenfalls vermieden werden. Nach einer besonders vorteilhaften Ausführung ist dabei einer der Arme 9 länger als die beiden anderen ausge- führt, so dass das Fundament 2 eine Y-förmige Struktur erhält, welche be- sonders günstige Eigenschaften bezüglich der selbsttätigen Ausrichtung der Windkraftanlage bzw. Off-Shore-Anlage 1 aufweist.

Die einzelnen Betonfertigteile 5 des Fundamentkörpers 4 sind dabei vor- zugsweise als geschlossene Betonringe ausgeführt, wie sie in den Figuren 2 und 3 dargestellt sind. Die Betonfertigteile 5 weisen dabei einen rechteckigen Querschnitt auf, bei welchem jedoch vorzugsweise wie in den Figuren 2 und 3 dargestellt, die Ecken abgerundet sind. Der Rechteckquerschnitt weist da- bei eine Breite B und eine Flöhe Fl auf und wird dabei so angeordnet, dass die Arme 9 mit ihrer breiteren Seite (Breite B) im Wasser liegen, so dass eine gute Schwimmstabilität erreicht wird. Besonders vorteilhaft für die Aufnahme der auf das Fundament 2 wirkenden Lasten sowie die Stabilität des Funda- ments 2 ist es dabei, wenn die Ecken mit einem großen Radius abgerundet sind, so dass sich, wie beispielsweise in Figur 3 dargestellt, an den beiden Schmalseiten (Flöhe Fl) des Rechteckquerschnitts jeweils ein Kreissegment ergibt. Denkbar ist es aber auch, wie in Figur 2 dargestellt, die Ecken des rechteckigen Querschnitts lediglich mit einem Radius abzurunden, welcher kleiner ist als die halbe Flöhe Fl des Rechteckquerschnitts.

Figur 4 zeigt eine andere Ausführung der Betonfertigteile 5. Dabei sind vor- liegend zwei ebene, tafelförmige Betonfertigteile 5 sowie zwei gekrümmte, vorliegend kreissegmentförmige, Betonfertigteile 5 vorgesehen, welche wie- derum zu einem Betonring zusammengesetzt werden, der in seinem Inneren den Flohlraum 3 einschließt. Auch hier können die Fugen 7 zwischen den einzelnen Betonfertigteilen 5 wiederum ohne Anordnung eines Verbundmit- tels miteinander verspannt werden, was beispielsweise durch Verschraubun- gen oder aber auch durch ein umlaufendes Ringspannglied erfolgen kann (hier nicht dargestellt).

Die Figuren 5 und 6 zeigen jeweils eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht eines Zentralelements 8, welches die Arme 9 des Fundamentkörpers 4 bzw. des Fundaments 2 miteinander verbindet. Dabei dient das Zentralelement 8 auch zugleich der Verbindung mit dem Turm 16 der Off-Shore-Anlage 1 (sie- he Figur 1 ), wofür das Zentralelement 8 eine Turmaufnahme 21 aufweist.

Das Zentralelement 8 besteht vorliegend aus einem metallischen Material, beispielsweise einem Stahlmaterial, und weist mehrere Anschlussbereiche 13 für die Arme 9 auf. An der Turmaufnahme 21 kann eine gelenkige Verbin- dung, beispielsweise mit gestrichelten Linien angedeutete „statische“ Gelen- ke, angeordnet sein, um eine Ausrichtung des Turms 16 in Bezug auf das Fundament 2 zu ermöglichen. Derartige„statische“ Gelenke können bei- spielsweise durch Bleche mit einer niedrigeren Biegesteifigkeit um eine ihrer beiden Hauptachsen realisiert werden. Dabei werden zwei derartige Gelenke um 90° versetzt und in verschiedenen Ebenen angeordnet.

Dabei ist es bei einem Zentralelement 8 aus einem metallischen Material wie vorliegend besonders vorteilhaft, dass dieses eine hohe Stabilität und gute Zugfestigkeit aufweist. Das Zentralelement 8 kann daher in besonders vor- teilhafter Weise zugleich auch der Festlegung der Spannglieder (siehe Figur 7) für die Betonfertigteile 5 dienen. Wie der Figur 6 entnehmbar, ist hierfür der Anschlussbereich 13 bzw. sind die Anschlussbereiche 13 dabei jeweils als Anschlussflansche ausgeführt, in welchen die Spannglieder 6 verankert werden können.

Figur 7 zeigt schließlich in einer schematischen Längsschnittdarstellung ei- nes Armes 9 die Verbindung der einzelnen Betonfertigteile 5 mittels der Spannglieder 6. Dabei sind in der Figur 7 vorliegend lediglich vier Betonfer- tigteile 5 dargestellt, welche einerseits bzw. an dem einen Ende des Arms 9 mit dem Zentralelement 8 (hier im Bild auf der rechten Seite) sowie am ande- ren Ende des Arms 9 mit einem Abschlusselement 10 verbunden sind. Das Abschlusselement 10 ist ebenso wie das Zentralelement 8 bevorzugt aus ei- nem metallischen Material, insbesondere einem Stahlmaterial ausgeführt und weist ebenso wie dieses einen Anschlussbereich 13, vorliegend ebenfalls ei- nen Anschlussflansch, für die Arme 9 auf.

Wie der Figur 7 weiterhin entnehmbar, weisen die Betonfertigteile 5 jeweils mehrere Spannkanäle 11 auf, in welchen die Spannglieder 6 geschützt ge- führt sind. Dabei sind die Spannglieder mit ihrem ersten Ende 14, welches vorliegend als Festanker ausgebildet ist, an dem Anschlussbereich 13 des Abschlusselements 10 festgelegt. An ihrem anderen Ende 14 sind die Spannglieder 6 vorliegend mit einem Spannanker 15 versehen, mittels wel- chem sie spannbar an dem Anschlussbereich 13 des Zentralelements 8 fest- gelegt sind. Die Montage sowie das Vorspannen der Spannglieder 6 und ebenso auch das Nachspannen der Spannglieder 6 können hierdurch in günstiger Weise erfolgen, da die Spannanker 15 in dem Zentralelement 8 gut zugänglich sind. Abweichend von der gezeigten Darstellung wäre es aber natürlich ebenso möglich, die Spannglieder 6 oder zumindest einen Teil der Spannglieder 6 nicht an dem Anschlussbereich 13 des Zentralelements 8 zu verankern, sondern sie durch diesen hindurchzuführen bis in einen benach- barten Arm 9 und sie am Abschlusselement 10 des benachbarten Arms 9 zu verankern. Hierzu kann im Inneren des Zentralelements 8 eine Umlenkvor- richtung für die Spannglieder 6 vorgesehen sein.

Am Abschlusselement 10 ist eine verschließbare Öffnung 22 skizziert. Über diese Öffnung 22 kann bei Bedarf Wasser in den Arm 9 eingelassen werden, um das Fundament 2 zu nivellieren oder zu stabilisieren. An Stelle der Öff- nung 22 kann es auch ausreichend sein, wenn die Fugen 7 nicht vollständig dicht ausgeführt sind und Wasser dadurch über die Fugen 7 in den Arm 9 eindringen kann. Die Öffnung 22 kann auch an einem oder mehreren der Be- tonfertigteile 5 oder dem Zentralelement 8 angeordnet sein. Vorzugsweise ist eine hier nicht dargestellte Abpumpeinrichtung vorgesehen, mit der das Fun- dament 2 in der gewünschten Lage durch entsprechendes Abpumpen des eingedrungenen Wassers stabilisiert gehalten oder die Lage verändert wer- den kann. Auch können die einzelnen Arme 9 beispielsweise im Bereich des Zentralelements 8 mit einer oder mehrerer Trennwände wasserdicht vonei- nander abgetrennt sein, um die einzelnen Arme 9 unabhängig voneinander fluten bzw. entleeren zu können.

Figur 8 zeigt weiterhin noch eine schematische Darstellung der Verankerung von Spannseilen 19 an einem Arm 9 eines schwimmenden Fundaments 2, wobei hier lediglich ein Arm 9 des Fundaments 2 in abgebrochener und schematischer Darstellung gezeigt ist. Auch das Spannseil 19 ist lediglich durch eine Strichpunktlinie symbolisiert. Ist das Spannseil 19 wie vorliegend im Bereich der Systemachse A des Arms 9 verankert (die Verankerung ist hier durch den Schnittpunkt der Systemachse A sowie des Spannseils 19 symbolisiert), so werden durch die Verankerung keinerlei Zusatzmomente auf den Arm aufgebracht. Das Spannseil 19 ist hierzu durch eine Ausneh- mung 24 in dem Arm 9 hindurchgeführt. Die Ausnehmung 24 ist dabei derart dimensioniert, dass es zu keinerlei Kontakt mit dem Spannseil 19 kommt. Im vorliegenden Beispiel ist weiterhin noch eine Revisionsöffnung 25 im Arm 9 ausgebildet, durch welche die Verankerung des Spannseils 19 zugänglich ist.

Um das Spannseil 19 im Bereich der Systemachse A zu verankern, ist es vorteilhaft, wenn im Inneren des Arms 9, beispielsweise im Inneren des Ab- schlusselements 10, ein Spannbock 23 angeordnet ist. Dies ist in Figur 9 ge- zeigt. Die Ausnehmung 24 und gegebenenfalls auch die Revisionsöffnung 25 kann dabei zugleich auch als Öffnung 22 zum gezielten Fluten des Arms 9 bzw. des Fundaments 2 dienen.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Abwandlungen im Rahmen der Patentan- sprüche sind ebenso möglich wie eine Kombination der Merkmale, auch wenn diese in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellt und be- schrieben sind.

Bezuqszeichenliste

I Off-Shore-Anlage

2 Fundament

3 Hohlraum

4 Fundamentkörper

5 Betonfertigteil

6 Spannglied

7 Fuge

8 Zentralelement

9 Arm

10 Abschlusselement

II Spannkanal

12 Wandung

13 Anschlussbereich

14 Ende des Spanngliedes

15 Spannanker

16 Turm

17 Rotor

18 Auftriebskörper

19 Spannseil

21 Turmaufnahme

22 Öffnung

23 Spannbock

24 Ausnehmung

25 Revisionsöffnung

A Systemachse des Armes

H Höhe des Rechteckquerschnitts

B Breite des Rechteckquerschnitts