AUFTRIEBSKÖRPER ZUM SCHWIMMENDEN ABSTÜTZEN EINER SCHWIMMFÄHIGEN STRUKTUR, SCHWIMMFÄHIGE STRUKTUR UND MODULAR AUFGEBAUTE PLATTFORM

Die Erfindung betrifft einen Auftriebskörper zum schwimmenden Abstützen einer schwimmfähigen Struktur, eine schwimmfähige Struktur, die einen solchen Auftriebskörper aufweist, und eine modular aufgebaute Plattform, aufgebaut aus einer oder mehreren schwimmfähigen Strukturen.

Flächenknappheit ist in vielen Regionen der Erde ein drängendes Problem, dass vor allem durch die hohe Einwohnerdichte in urbanen Ballungszentren oder geographische Restriktionen, wie bergige oder sumpfige Regionen oder auf Inseln auftreten kann. Gerade bei der Energieerzeugung aus regenerativen Energiequellen, beispielsweise durch Windkraftanlagen oder Photovoltaikmodule, werden große Flächen benötigt, die an Land oft nicht ohne weiteres zur Verfügung stehen.

Eine Lösung kann es sein, die Erzeugung von Energie aus erneuerbaren Quellen vom Land ins Wasser zu verlagern. Zur schwimmenden Abstützung solcher Energieerzeugungsanlagen eignen sich schwimmende Plattformen, die im Stand der Technik vielfältig bekannt sind. Oftmals sind die Strukturen kompliziert im Aufbau und müssen deshalb vollständig an Land montiert werden, um dann im montierten Zustand an ihren Einsatzort auf einem Gewässer gebracht werden zu können. Dies fuhrt zu erheblichen Einschränkungen bei der Größe und bei der Konstruktion solcher Plattformen.

Speziell für stehende Gewässer, bei denen die Wasseroberfläche typischerweise nur selten von nennenswerten Wellen oder Gewässerbewegungen aufgewühlt wird, existieren vielfältige Lösungen, um Plattformen auf einer Wasseroberfläche zusammenzusetzen. Wenn auf den Plattformen allerdings empfindliche Bauteile, wie beispielsweise Photovoltaikmodule, angeordnet werden, werden an die Steifigkeit und Tragfähigkeit einer schwimmfähigen Struktur erhöhte Anforderungen gestellt, um die empfindlichen Bauteile sicher und beschädigungsfrei über einer Wasseroberfläche abzustützen. Die im Stand der Technik gewählten Lösungen erfüllen diese Anforderungen nur in unzureichender Weise.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine schwimmfähige Struktur bereitzustellen, die eine zuverlässige und verwindungsfreie schwimmende Abstützung von empfindlichen Bauteilen auf einer Wasseroberfläche ermöglicht und dabei gleichzeitig kostengünstig hergestellt und modular aufgebaut werden kann.

Die Aufgabe wird durch einen Auftriebskörper gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den davon abhängigen Unteransprüchen angegeben. Die Aufgabe wird weiter durch eine schwimmfähige Struktur nach Anspruch 12 mit mehreren Auftriebskörpern gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den davon abhängigen Unteransprüchen angegeben. Weiter lösen die erfindungsgemäße Aufgabe schwimmfähige Strukturen nach den Ansprüchen 18 und 19 sowie eine aus solchen schwimmfähigen Strukturen aufgebaute Plattform nach Anspruch 21. Bevorzugte Ausführungsformen der schwimmfähigen Strukturen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß wird ein Auftriebskörper zum schwimmenden Abstützen einer schwimm fähigen Struktur bereitgestellt, wobei der Auftriebskörper im Wesentlichen in Form eines Zylinders oder regulären Prismas ausgebildet ist. Dementsprechend weist der Auftriebskörper eine Grundfläche und eine Deckfläche auf, die im Wesentlichen senkrecht zu einer Symmetrieachse des Auftriebskörpers ausgerichtet sind. Zwischen der Grundfläche und der Deckfläche ist eine Mantelfläche des Auftriebskörpers angeordnet, welche die Symmetrieachse umschließt. In der Deckfläche sind Vertiefungen ausgebildet, um einen Knotenpunkt einer im Wesentlichen flächig ausgebildeten, fachwerkähnlichen Basisstruktur senkrecht zu einer Symmetrieachse des Auftriebskörpers formschlüssig aufnehmen zu können, wobei Fixierelemente zum Fixieren der fachwerkähnlichen Basisstruktur in Richtung der Symmetrieachse vorgesehen sind, damit der Auftriebskörper in allen 6 Freiheitsgraden fest an dem Knotenpunkt festgelegt werden kann.

Die fachwerkähnliche Basisstruktur wird somit durch Einlegen in die Vertiefungen des erfindungsgemäßen Auftriebskörpers in der Ebene senkrecht zur Symmetrieachse des Auftriebskörpers (und parallel zur Deckfläche) fixiert und ist damit in 3 Freiheitsgraden, festgelegt. Diese festgelegten Freiheitsgrade umfassen eine translatorische Bewegung senkrecht zur Symmetrieachse des Auftriebskörpers und eine Drehung um die Symmetrieachse des Auftriebskörpers. Durch die Fixiermittel wird zusätzlich die Position der Basisstruktur in Richtung der Symmetrieachse festgelegt, wodurch eine translatorische Bewegung in Richtung der Symmetrieachse als auch eine Drehung in einer der beiden verbleibenden Drehrichtungen unterbunden werden.

Eine erfindungsgemäße fachwerkähnliche Basisstruktur kann beispielsweise als im Wesentlichen zweidimensional ausgestalteter Rahmen umgesetzt sein, dessen Träger in Form von T-Knotenpunkten, Kreuzknoten-Punkten oder Eck- Knotenpunkten miteinander verbunden sind. Bevorzugt können die Vertiefungen in der Deckfläche deshalb rotationssymmetrisch zur Symmetrieachse, insbesondere in Form eines Kreuzes oder in Form eines Sterns, ausgebildet sein, um die Knotenpunkte einer erfindungsgemäßen Basisstruktur formschlüssig aufnehmen zu können. Es ist dabei vom Erfindungsgedanken umfasst, dass in der Deckfläche mehr Vertiefungen vorgesehen sind als Träger von einem Knotenpunkt einer Basisstruktur abzweigen. So kann die Orientierung eines Auftriebskörpers frei gewählt werden und an die Komponenten, die zusätzlich mit dem Auftriebskörper verbunden werden sollen, angepasst werden.

Zum Verspannen einer fachwerkähnlichen Basisstruktur und damit zur Erhöhung der Stabilität und Verwindungssteifigkeit derselben können Schrägverbinder schräg bzw. diagonal zwischen den Knoten der Basisstruktur gespannt werden.

Erfindungsgemäß können auf der Deckfläche des Auftriebskörpers Freimachungen für den Durchtritt von Schrägverbindern ausgebildet sein, die bevorzugt rotationssymmetrisch, insbesondere in Form eines Kreuzes oder in Form eines Sterns, ausgebildet sind. Diese Freimachungen können bezüglich der Symmetrieachse des Auftriebskörpers relativ zu den Vertiefungen um einen Versatzwinkel verdreht angeordnet sein, sodass Platz für die schräg/diagonal zwischen den Knotenpunkten der Basisstruktur verlaufenden Schrägverbinder bereitgestellt wird. Selbstredend können die Schrägverbinder auch in den Vertiefungen der Deckfläche des erfindungsgemäßen Auftriebskörpers verlaufen, wenn dies für die Verspannung der Basisstruktur erforderlich ist.

Ein erfindungsgemäßer Auftriebskörper kann senkrecht zur Symmetrieachse des Auftriebskörpers Vorsprünge aufweisen, die einen Hinterschnitt zum Festlegen der Fixierelemente in Richtung der Symmetrieachse bilden. So können nach einem Einlegen einer Basisstruktur in die Vertiefungen der Deckfläche eines erfindungsgemäßen Auftriebskörpers Fixierelemente in einer Richtung senkrecht zur Symmetrieachse des Auftriebskörpers hinter die Vorsprünge eingelegt werden. Durch den Hinterschnitt, den die Vorsprünge beispielsweise an der Mantelfläche des erfindungsgemäßen Auftriebskörpers bilden, können sich die Fixierelemente an den Vorsprüngen in Richtung der Symmetrieachse abstützen, um eine Niederhaltekraft auf die Basisstruktur ausüben zu können und diese in den Vertiefungen letztendlich in allen 6 Freiheitsgraden zu fixieren.

In einer weiter bevorzugten Ausführungsform kann der Auftriebskörper Rastmittel aufweisen, um die Fixierelemente in einer Richtung senkrecht zur Symmetrieachse zu fixieren. So kann die Position der Fixierelemente festgelegt werden, nachdem sie einmal hinter die Vorsprünge der erfindungsgemäßen Auftriebskörper bewegt worden sind. Es ist jedoch ebenfalls vom Erfindungsgedanken umfasst, die Position der Fixiermittel bezüglich des Auftriebskörpers auf andere Weise festzulegen, beispielsweise mittels einer Stoff-, kraft- oder formschlüssigen Verbindung. Beispielsweise könnten die Fixiermittel in der die Basisstruktur niederhaltenden Stellung mit dem Auftriebskörper vernietet, verschraubt oder verstiftet werden. Auch ein Verkleben oder Verschweißen der Fixierelemente mit den Auftriebskörpern kann eine sinnvolle Fixierung der Position der Fixierelemente darstellen. Wie eingangs bereits erwähnt, weist der erfindungsgemäße Auftriebskörper eine zur Deckfläche im Wesentlichen parallel ausgerichtete Grundfläche auf, die ebenfalls im Wesentlichen senkrecht zur Symmetrieachse ausgerichtet ist. Die Grundfläche des Auftriebskörpers kann Ausnehmungen aufweisen, die zu den in der Deckfläche enthaltenen Vertiefungen und/oder Freimachungen bezüglich einer senkrecht zur Symmetriesachse ausgerichteten Mittelebene symmetrisch sind. Die Mittelebene ist dabei von der Deckfläche bspw. so weit beabstandet, wie von der Grundfläche. Erfindungsgemäß ist es so möglich, sowohl mittels der Vertiefungen in der Deckfläche als auch mittels der Vertiefungen in der Grundfläche eines erfindungsgemäßen Auftriebskörpers jeweils eine fachwerkartige Basisstruktur formschlüssig aufzunehmen. Die erfindungsgemäßen Schwimmkörper können damit sandwich-artig zwischen Basisstrukturen angeordnet werden. Bevorzugt kann eine Basisstruktur bzw. deren Träger, die in den Vertiefungen und/oder Ausnehmungen eines erfindungsgemäßen Auftriebskörpers angeordnet ist/sind, eine größere Höhe in Richtung der Symmetrieachse der Auftriebskörper aufweisen, als die Vertiefungen und/oder Ausnehmungen der Auftriebskörper tief sind. So können zwei in Richtung ihrer Symmetrieachsen übereinander angeordnete Auftriebskörper in einer Ebene senkrecht zur Symmetrieachse durch die dazwischen liegende Basisstruktur fixiert werden.

Alternativ bzw. zusätzlich zum oben beschriebenen Verbindungsmechanismus zwischen übereinander angeordneten Auftriebskörpern kann ein Teil der Grundfläche der Auftriebskörper komplementär zu deren Deckfläche ausgebildet sein, sodass zwei Auftriebskörper verdrehsicher in Richtung um die Symmetrieachse übereinander angeordnet werden können, auch wenn keine rahmenartige Basisstruktur zwischen den Auftriebskörper angeordnet ist. Ähnlich dem bei Klemmbausteinen angewendeten Prinzip oder stapelbaren Stühlen angewendeten Prinzip, greift die Deckfläche eines unteren Auftriebskörpers mit durch die Vertiefungen und Freimachungen begrenzten Höckern in zu den Höckern komplementär ausgebildete Bereiche der Grundfläche eines darüber angeordneten Auftriebskörpers. Die Höcker der Deckfläche der erfindungsgemäßen Auftriebskörper können im Vergleich zu den komplementär ausgebildeten Ausnehmungen der Grundfläche ein leichtes Übermaß aufweisen, sodass baugleiche Auftriebskörper nach dem Zusammensetzen in Richtung ihrer Symmetrieachse miteinander eine formschlüssige bzw. kraftschlüssige Verbindung eingehen.

Zusätzlich können die Grundflächen des Auftriebskörpers Ausnehmungen und Fortsätze aufweisen, die derart ausgebildet und angeordnet sind, dass diese Ausnehmungen und Fortsätze zweier Auftriebskörper ineinandergreifen, wenn zwei Auftriebskörper mit aufeinander zuweisenden Grundflächen zusammengesetzt werden. In einer solchen Anordnung der Auftriebskörper weisen die Deckflächen der beiden Auftriebskörper voneinander weg und jede Deckfläche kann einen Knotenpunkt eines Tragrahmens aufnehmen. Dabei können die Vertiefungen von Fortsätzen, die von der Deckfläche vorspringen gebildet werden, sodass beispielsweise Stifte, die quer zur Symmetrieachse der Auftriebskörper durch Löcher in den Fortsätzen schiebbar sind, einen Knotenpunkt eines Tragrahmens gegen die Deckfläche niederhalten, und so den Tragrahmen in allen sechs Freiheitsgraden festlegen. Mittels dieser Ausfuhrungsform können zwei gegengleich zueinander zusammengesetzte Auftriebskörper zwischen zwei Tragrahmen sandwichartig aufgenommen werden oder eingespannt werden, wenn die beiden Auftriebskörper beispielsweise mit Spannmitteln miteinander verzurrt werden.

Erfindungsgemäß ist es weiterhin möglich, dass zum parallelen Verbinden von zwei oder mehreren Auftriebskörpern an Seitenflächen der Auftriebskörper Verbindungsmittel angeordnet sind. Beispielsweise können an den Seitenflächen jeweils ein positives und ein negatives, zum positiven Verbindungsmittel komplementäres Verbindungsmittel in einer Richtung senkrecht und/oder parallel zur Symmetrieachse ausgebildet sein.

Es ist jedoch auch vom Erfindungsgedanken umfasst, nur eine Sorte von Verbindungsmittel an den Seitenflächen eines erfindungsgemäßen Auftriebskörpers anzuordnen. In diesem Fall können die erfindungsgemäßen Auftriebskörper bzw. deren Verbindungsmittel beispielsweise durch ein Adapterelement miteinander in Verbindung gebracht und aneinander fest oder elastisch fixiert werden.

Die Verbindungsmittel oder Adaptereiemente zum Verbinden der Verbindungsmittel können elastisch ausgebildet sein. So werden die auf einzelne Auftriebskörper bzw. auf die von den Auftriebskörpern abgestürzten Basisstrukturen wirkenden Lasten nicht starr auf die Verbindungsmittel von benachbarten Auftriebskörpem übertragen, sondern können durch die Elastizität in der erfindungsgemäßen Verbindung zweier Auftriebskörper abgedämpft werden.

Ein erfindungsgemäßer Auftriebskörper kann beispielsweise durch ein Rotationsform- oder Blasformverfahren hergestellt werden. Als Werkstoff für einen erfindungsgemäßen Auftriebskörper kommen beispielsweise Kunststoff, Metall und/oder Beton als Hohlkörper, Massivkörper oder Mehrkomponentenkörper in Frage.

Wie oben bereits angedeutet, kann mit mehreren erfindungsgemäßen Auftriebskörpem eine schwimmfähige Struktur über einer Wasseroberfläche abgestützt werden. Hierfür sind die Auftriebskörper an Knotenpunkten einer im Wesentlichen flächigen, fachwerkähnlichen Basisstruktur angeordnet. Die hierfür verwendeten, erfindungsgemäßen Auftriebskörper sind im Wesentlichen in Form eines Zylinders oder regulären Prismas ausgebildet, dessen Symmetrieachse im bestimmungsmäßigen Gebrauch der Struktur im Wesentlichen vertikal ausgerichtet ist. Im bestimmungsmäßigen Gebrauch sind die Grundfläche und die Deckfläche des erfindungsgemäßen Auftriebskörpers also im Wesentlichen parallel zur Wasseroberfläche ausgerichtet.

Erfindungsgemäß können die Knotenpunkte der Basisstruktur mittels Zugverbinder, die in den Freimachungen der Auftriebskörper verlaufen, miteinander verspannt sein. Dabei können die Zugverbinder insbesondere in diagonaler Richtung, das heißt von einem Knotenpunkt zu einem schräg gegenüberliegenden Knotenpunkt, verlaufen. Durch die diagonale Verspannung mitels der Zugverbinder wird die Verwindungssteifigkeit der Basisstruktur erhöht. Dadurch wird die Belastung, der empfindliche Bauteile ausgesetzt sind, die durch die Basisstruktur abgestützt werden, reduziert, und Schäden, die durch Verformungen der Basisstruktur an den empfindlichen Bauteilen, wie beispielsweise Photovoltaik-Panels hervorgerufen werden könnten, entstehen können reduziert werden. In einer Ausführungsform sind an der Basisstruktur, die beispielsweise einen Rahmen definieren kann, Quer- und/oder Längsverstrebungen angebracht, deren Anbindungsstellen an die Basisstruktur bzw. deren Kreuzungspunkte Knotenpunkte bilden, an denen Auftriebskörper angeordnet sind. Unabhängig von der konkreten Ausgestaltung der Knotenpunkte, d.h., unabhängig davon, ob diese zwei, drei, vier oder eine Vielzahl von Quer- und/oder Längsverstrebungen und/oder Trägern der Basisstruktur aufweisen, können die Knotenpunkte in den Vertiefungen der erfindungsgemäßen Auftriebskörper formschlüssig aufgenommen werden. Die rotatorische Orientierung um die Symmetrieachse der Auftriebskörper der Auftriebskörper spielt dabei keine Rolle, da die Auftriebskörper bezüglich der Symmetrieachse bevorzugt rotationssymmetrisch ausgeführt sind.

Erfindungsgemäß können an der Basisstruktur zwischen den Knotenpunkten, d.h. an den Quer- und/oder Längsverstrebungen und/oder Trägern der Basisstruktur, weitere Auftriebskörper angeordnet sein. Mittels dieser zusätzlichen Auftriebskörper kann der Auftrieb einer erfindungsgemäßen Struktur erhöht werden, wenn durch eine erfmdungsgemäße schwimmfähige Struktur beispielsweise schwere Lasten, wie Akkumulatoren oder ausladende mechanische Tragkonstruktionen abgestützt werden sollen.

In einer Ausführungsform der Erfindung kann bei einer schwimmfähigen Struktur sowohl an den Deckflächen als auch an den Grundflächen der Auftriebskörper jeweils eine im Wesentlichen flächige, fachwerkähnliche Basisstruktur angeordnet sein. Die Basisstrukturen können die zwischen ihnen angeordneten Auftriebskörper durch diagonal zwischen den jeweiligen Basisstrukturen verlaufende Fixierelemente sandwichartig in Richtung von der Symmetrieachse der Auftriebskörper fixieren. In diesem Fall ist es vom Erfindungsgedanken umfasst, dass die in diesem Fall diagonal verlaufenden Fixierelemente als Zugverbinder ausgestaltet sind, die zwischen Knotenpunkten der oberen Basisstruktur und Knotenpunkten der unteren Basisstruktur verlaufen. Die beiden Basisstrukturen bilden zusammen mit den Schwimmkörpern eine Prismenstruktur aus, deren Grund- und Deckfläche durch die Basisstrukturen definiert wird, deren Seitenkanten von erfindungsgemäßen Auftriebskörpern gebildet werden und in deren Seitenflächen die diagonal verlaufenden Fixierelemente die Träger der oberen Basisstruktur mit denen der unteren Basisstruktur verbinden. Um die Stabilität einer so gebildeten Prismenstruktur weiter zu erhöhen, ist es vom Erfindungsgedanken umfasst, Fixierelemente bzw. Zugverbinder in der Raumdiagonalen der Prismenstruktur zwischen gegenüberliegenden Knotenpunkten zweier Basisstrukturebenen zu spannen.

Die Basisstrukturen können in den Kreuzungspunkten der diagonal verlaufenden Fixierelemente miteinander verstrebt sein, um die in den Trägern der Basisstrukturen wirkenden Schnittkräfte- und -momente zu reduzieren. Zusätzlich oder alternativ können zwischen den diagonal verlaufenden Fixierelementen und einer der Basisstrukturen eine oder mehrere Stützstreben angeordnet sein. Auf diese Weise können leichte, in sich sehr steife schwimmfähige Quaderstrukturen gebildet werden, die bspw. als Grundkörper größerer flächenhafter oder dreidimensionaler Strukturen dienen.

Erfindungsgemäß können auf diese Weise zwei- oder mehrstöckige schwimmfähige Turmstrukturen gebildet werden, wobei auf den Auftriebskörpern einer ersten schwimmfähigen Struktur in Richtung der Symmetrieachse Auftriebskörper einer weiteren schwimmfähigen Struktur angeordnet sind. Die Basisstruktur der jeweils unteren Struktur ist dementsprechend durch die Vertiefungen in der Deckfläche der Auftriebskörper der unteren Struktur und durch komplementäre Ausnehmungen in der Grundfläche der Auftriebskörper der darüber angeordneten Struktur aufgenommen. Die so ausgebildete Struktur, sind zwischen übereinander angeordneten Auftriebskörpern Basisstrukturen aufgenommen , wobei die Basisstrukturen von den Auftriebskörpern in einer Ebene senkrecht zur Symmetrieachse zueinander positioniert und fixiert werden. Gleichzeitig sorgt ein diagonales Verspannen mehrerer Ebenen von Basisstrukturen dafür, dass die Basisstrukturen stabil in Richtung der Symmetrieachse mit den Auftriebskörpern in Kontakt bleiben und so die Positionierung und Fixierung in den Richtungen senkrecht zur Symmetrieachse der Auftriebskörper erhalten bleibt. Erfindungsgemäß können somit durch Stapeln von Auftriebskörpern und mit den Auftriebskörpern verbundenen Strukturen Module erstellt werden, mittels derer ausladende Tragstrukturen zur Abstützung von beispielsweise erneuerbaren Energieerzeugungsanlagen, Fahrbahnen, Brücken, Docks oder ähnlichen schwimmenden Strukturen bereitgestellt werden können.

Beispielsweise können zum Ausbilden einer schwimmfähigen modular aufgebauten Flächenstruktur eine oder einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten schwimmfähigen Strukturen verwendet werden, die zusätzlich durch eine oder eine Vielzahl von oben beschriebene Turmstrukturen ergänzt werden können. Selbstredend können auch beide Varianten, also modular aufgebaute Flächenstrukturen oder erfindungsgemäße Turmstrukturen für sich selbst erstellt werden. Zur Ausbildung solcher ausgedehnter Strukturen werden horizontal benachbarte Auftriebskörper über die Verbindungsmittel an deren Seitenflächen, die beispielsweise komplementär ausgebildet sein können, miteinander verbunden.

Bei der Ausbildung einer erfindungsgemäßen Flächenstruktur können die schwimmfähigen Strukturen und/oder Turmstrukturen zumindest teilweise schachbrettartig und/oder horizontal überlappend angeordnet sein. Somit ist es möglich, die Flächenstrukturen vollständig an die beabsichtigten Anwendungsfälle anzupassen, beispielsweise durch Vorsehen von „freien Feldern“, in denen beispielsweise Schiffe an den erfindungsgemäßen Flächenstruktur anlegen können oder Aquakulturen betrieben werden können. Ebenso kann es beabsichtigt sein, beispielsweise um die Stabilität einer erfmdungsgemäßen modular aufgebauten Flächenstruktur zu erhöhen, in Anlehnung an den Bau einer Mauer, Module aus Schwimmkörpern und Basisstrukturen horizontal überlappend übereinander anzuordnen, um die Stabilität der Struktur zu erhöhen.

Aus derartigen schwimmfähigen Strukturen oder Turmstrukturen kann in modularer Art und Weise eine Plattform aufgebaut werden, die beispielsweise zur schwimmenden Abstützung von Aufbauten, Aufständerungen für Solaranlagen und/oder Windkraftanlagen genutzt werden kann. Durch die erfindungsgemäße Sicherung der Bauelemente der Plattform wird eine besonders stabile Struktur gebildet, die vor allem gegenüber dem kritischen Lastfall der Verwindung sehr widerstandsfähig ist. Empfindliche Aufbauten oder Aufständerungen können folglich mittels der erfindungsgemäßen Plattform zuverlässig und sicher über der Wasseroberfläche abgestützt werden, ohne dass eine Beschädigung der auf der Plattform angeordneten Komponenten zu befurchten ist.

Im Folgenden werden anhand von bevorzugten Ausfuhrungsbeispielen, die erfindungsgemäßen Gegenstände in weiteren Einzelheiten auch grafisch erläutert. Diese Ausführungsbeispiele schränken jedoch den Erfindungsgedanken nicht ein. Es zeigen:

Figur 1 eine isometrische Ansicht einer ersten Ausfuhrungsform eines erfi ndungsgemäßen Auftriebskörpers;

Figur 2 eine isometrische Ansicht auf die Grundfläche einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Auftriebskörpers;

Figur 3 mehrere miteinander verbundene erfindungsgemäße Auftriebskörper;

Figur 4 eine isometrische Ansicht einer ersten erfindungsgemäßen schwimmfähigen Struktur;

Figur 5 eine Detailansicht eines erfindungsgemäßen Auftriebskörpers als Bestandteil einer zweiten erfindungsgemäßen schwimmfähigen Struktur;

Figur 5A eine isometrische Ansicht einer zweiten Ausfuhrungsform eines erfindungsgemäßen Auftriebskörpers;

Figur 6 eine isometrische Ansicht der Ausfuhrungsform einer erfindungsgemäßen schwimmfähigen Struktur gemäß Figur 5;

Figur 7 eine isometrische Ansicht einer weiteren Ausfuhrungsform einer erfindungsgemäßen schwimmfähigen Struktur;

Figur 8 eine isometrische Ansicht einer erfindungsgemäßen schwimmfähigen Turmstruktur; Figur 9 eine isometrische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen modular aufgebauten Flächenstruktur;

Figur 10 eine isometrische Ansicht einer weiteren Ausfuhrungsform einer erfindungsgemäßen modular aufgebauten Flächenstruktur;

Figur 11 eine isometrische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Plattform;

Figur 12 eine isometrische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Plattform;

Figur 13 eine isometrische Ansicht einer weiteren Ausfuhrungsform einer erfindungsgemäßen Plattform;

Figur 1 stellt einen Auftriebskörper 1 in isometrischer Ansicht dar. Der Auftriebskörper 1 ist in Form eines regulären Prismas mit einer im Wesentlichen quadratischen Grundfläche ausgebildet und weist eine Deckfläche 4 sowie eine Grundfläche 5 auf. Zwischen der Deckfläche 4 und der Grundfläche 5 erstrecken sich in Richtung einer Symmetrieachse 3, die die Mittelpunkte der Deckfläche 4 und der Grundfläche 5 verbindet, Seitenflächen 7. Ein reguläres Prisma zeichnet sich dabei dadurch aus, dass sich die Seitenflächen 7 in einem rechten Winkel zur Grund- bzw. Deckfläche 5 bzw. 4 des Prismas erstrecken. Der Auftriebskörper 1 ist also im Wesentlichen rotationssymmetrisch um die Symmetrieachse 3 ausgebildet.

In der Deckfläche 4 des Auftriebskörpers 1 sind Vertiefungen 21 ausgebildet, die in der gezeigten Ausfuhrungsform ein Kreuz ausbilden. Bevorzugt erstreckt sich je eine Vertiefung 21 senkrecht von einer der Seitenflächen 7 in Richtung des Mittelpunkts der Deckfläche 4 bzw. in Richtung der Symmetrieachse 3 des Auftriebskörpers 1. Wie später noch gezeigt werden wird, sind die Vertiefungen 21 zur Aufnahme von Knotenpunkten 6 einer Basisstruktur 2 geeignet. In der Darstellung der Figur 1 ist ein Knotenpunkt 6 in Richtung der Symmetrieachse 3 beabstandet zum Auftriebskörper 1 dargestellt.

Die Deckfläche 4 des Auftriebskörpers 1 weist weiter Freimachungen 22 auf, die zu den Vertiefungen 21 durch eine Drehung um die Symmetrieachse 3 des Auftriebskörpers 1 versetzt sind. Die Freimachungen 22 erstrecken sich bevorzugt in diagonaler Richtung von den Ecken der quadratischen bzw. rechteckigen Deckfläche 4 des Auftriebskörpers 1 hin zur Symmetrieachse 3. Die Freimachungen 22 erlauben das Spannen von in Figur 1 nicht dargestellten Schrägverbindern 25, die beispielsweise diagonal zwischen den Trägern 12 einer Basisstruktur 2 gespannt werden können, um diese zu versteifen.

Erfindungsgemäß kann eine Basisstruktur 2, genauer ein Knotenpunkt 6 einer Basisstruktur 2, in die Vertiefungen 21 eines Auftriebskörpers 1 eingelegt werden und durch die Vertiefungen 21 formschlüssig aufgenommen werden. Dadurch wird der Knotenpunkt 6 relativ zum Auftriebskörper 1 in allen Richtungen senkrecht zur Symmetrieachse 3 des Auftriebskörpers 1 fixiert.

Mittels Fixierelementen 9 kann die Basisstruktur 2 in Richtung der Symmetrieachse 3 an dem Auftriebskörper 1 befestigt werden. In der dargestellten Ausführungsform sind die Fixierelemente 9 als Rasthaken ausgebildet, die in einer Richtung senkrecht zur Symmetrieachse 3 auf die Träger der Basisstruktur 2 aufgeschoben werden können. Die Fixierelemente 9 können beispielsweise Nasen aufweisen, die sich von einem bogenförmigen Mitenteil, der einen Träger der Basisstruktur 2 umfassen kann, zur Seite erstrecken und mit Vorsprüngen 8 an den Seitenflächen 7 der Auftriebskörper 1 interagieren. Diese Vorsprünge 8 bilden in Richtung der Symmetrieachse 3 einen Hinterschnitt aus, sodass die Fixierelemente 9 senkrecht zur Symmetrieachse 3 unter die Vorsprünge 8 eingehängt/gespannt werden können, sodass sie in der vorgesehenen Endstellung in Richtung der Symmetrieachse 3 nicht mehr beweglich sind. Die Basisstruktur 2 wird so in Richtung der Symmetrieachse 3 in ihrer Stellung relativ zum Auftriebskörper 1 fixiert. In einer bevorzugten Ausführungsform können die Vorsprünge 8 Rastmittel 19 aufweisen, mittels derer die Fixierelemente 9 in senkrechter Richtung zur Symmetrieachse 3 fixiert werden, sobald sie in ihrer Endstellung sind und mit den Vorsprüngen 8 im Eingriff stehen.

Erfindungsgemäß ist es damit möglich, durch eine Kombination der Vertiefungen 21 sowie der Fixierelemente 9 eine vollständige statische Verbindung in allen sechs Freiheitsgraden zwischen den erfindungsgemäßen Auftriebskörpern 1 und den Knotenpunkten 6 einer Basisstruktur 2 herzustellen, die keine Relativbewegung zwischen den Auftriebskörpern 1 und der Basisstruktur 2 zulässt.

Die erfindungsgemäßen Auftriebskörper 1 können weiter Verbindungsmittel 30 aufweisen, die sich beispielsweise von den Seitenflächen 7 der Auftriebskörper 1 in einer Richtung senkrecht zur Symmetrieachse 3 erstrecken können. Die Verbindungsmittel 30 können jedoch erfindungsgemäß auch in Längsrichtung der Symmetrieachse 3 ausgerichtet sein. Wie in Figur 1 dargestellt, können die Verbindungsmittel 30 beispielsweise als komplementär ausgebildete Nuten und Federn, bzw. positive und negative Verbindungselemente ausgeführt sein, wobei jede Seitenfläche 7 beispielsweise eine Nut und eine zur Nut komplementäre Feder aufweisen kann. Erfindungsgemäß ist es jedoch auch umfasst, gleichartige Verbindungsmittel 30 an den Seitenflächen 7 der erfindungsgemäßen Auftriebskörper 1 vorzusehen, die dann beispielsweise mittels Adapterelementen 32 miteinander in Verbindung gebracht werden können.

Figur 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Auftriebskörper 1 aus einem anderen Blickwinkel, nämlich eine isometrische Ansicht auf die Grundfläche 5. Die Grundfläche 5 weist Ausnehmungen 23 auf, die zumindest teilweise symmetrisch zu den Vertiefungen 21 der Deckfläche 4 ausgebildet sind. Als Symmetrieebene dient eine zur Symmetrieachse 3 senkrechte Ebene, die beispielsweise jeweils von der Deckfläche 4 und der Grundfläche 5 gleich weit beabstandet ist. Wie in den folgenden Figuren dargestellt, ermöglicht dies, eine Basisstruktur 2 sowohl durch die Deckfläche 4 als auch durch die Grundfläche 5 der erfindungsgemäßen Auftriebskörper 1 formschlüssig aufzunehmen.

Weiter ist die Grundfläche 5 des dargestellten erfindungsgemäßen Auftriebskörpers 1 zur Deckfläche 4 zumindest in Teilen komplementär ausgebildet, sodass baugleiche erfindungsgemäße Auftriebskörper 1 in Längsrichtung der Symmetrieachse 3 übereinander gestapelt werden können. Durch ein Zusammenwirken der Grundflächen 5 mit den teilweise komplementär ausgebildeten Deckflächen 4 werden die übereinander angeordneten Auftriebskörper 1 in Richtungen senkrecht zur Symmetrieachse 3 der Auftriebskörper 1 relativ zueinander festgelegt. Derart übereinander oder hintereinander gestapelte Auftriebskörper 1 können beispielsweise mitels Fixierelementen 9 in Längsrichtung der Symmetrieachse 3 aneinander fixiert werden, sodass sie in allen Raumrichtungen fest miteinander verbunden sind.

Figur 3 verdeutlicht das Prinzip des seitlichen bzw. parallelen Verbindens mehrerer erfindungsgemäßer Auftriebskörper 1 mittels der Verbindungsmittel 30. Wie vorher bereits angedeutet, können die Verbindungsmittel 30 an den jeweiligen Seitenflächen 7 komplementär ausgebildet sein, sodass ein vorstehendes Verbindungsmittel 30 mit einer Vertiefung auf einer Seitenfläche 7 eines benachbarten Auftriebskörpers 1 interagieren kann. Erfindungsgemäß können so beliebig viele Auftriebskörper 1 in einer Ebene, die senkrecht zu deren Symmetrieachse 3 ist, miteinander verbunden werden. So kann beispielsweise der Auftrieb einer durch die Auftriebskörper 1 abgestützten Struktur 50, Flächenstruktur 150 oder Plattform 300 (siehe beispielsweise Figuren 12 & 13) an das Gewicht von darauf angeordneten Komponenten angepasst werden. Die Verbindungsmittel 30 sind dabei bevorzugt so ausgebildet, dass Auftriebskörper 1 ohne Zwischenräume nebeneinander angeordnet werden können.

In einer nicht dargestellten Ausführungsform weisen die Verbindungsmittel 30 weiter beispielsweise einen Winkel auf, der es ermöglicht, die einzelnen Auftriebskörper 1 zu ausgedehnten Strukturen zusammenzusetzen, da so zusätzliche Auftriebskörper 1 in einer diagonalen Richtung an die bereits bestehende Struktur angebunden werden können, ohne mit den Verbindungsmitteln 30 von anderen Auftriebskörpern 1 zu interferieren. Je nach Einsatzort der erfindungsgemäßen Auftriebskörper können die Verbindungsmittel 30 bzw. die Adapterelemente 32 steif oder elastisch ausgebildet sein. Eine elastische Verbindung von Auftriebskörper 1 kann zu einer Reduzierung der Spannungen führen, die zwischen miteinander in Verbindung stehenden erfindungsgemäßen Auftriebskörpern 1 übertragen werden, weil sich ein Verbund von Auftriebskörpern 1 dann entsprechend der auf ihn wirkenden Belastungen verformen kann.

Figur 4 zeigt eine schwimmfähige Struktur 50, die eine fachwerkähnliche Basisstruktur 2 aufweist. Die Basisstruktur 2 weist einen aus Trägern 12 gebildeten Rahmen 10 auf, der in Form eines Rechtecks ausgestaltet ist und durch mehrere Quer- oder Längsverstrebungen 11 so ausgestaltet ist, dass beispielsweise Photovoltaikmodule auf der Struktur 50 angeordnet werden können. Die schwimmfähige Struktur 50 kann beispielsweise als Grundmodul zum Aufbau einer modularen Flächenstruktur 150 dienen. Sowohl die Verbindungspunkte der Träger 12 des Rahmens 10 als auch die Stellen, an denen die Quer- oder Längsverstrebungen 11 am Rahmen 10 angebunden sind, werden erfmdungsgemäß als Knotenpunkte 6 bezeichnet. An diesen Knotenpunkten 6 können erfindungsgemäße Auftriebskörper 1 derart angeordnet werden, dass die Träger 12 der Basisstruktur 2 formschlüssig durch Vertiefungen 21 in der Deckfläche 4 aufgenommen werden. Speziell für Gewässer mit wenig, niedrigem oder moderaten Wellengang, wie beispielsweise auf Teichen, Seen oder Lagunen, kann so auf unkomplizierte, modulare Art und Weise eine Abstützung für eine Basisstruktur 2 bereitgestellt werden. Je nach Verteilung des Gewichts und der Komponenten, die durch die Struktur 50 über der Wasseroberfläche gehalten werden sollen, können erfindungsgemäß lastabhängig Auftriebskörper auch direkt am Rahmen 10 oder den Quer- oder Längsverstrebungen 1 1 angeordnet werden. Um derartig angeordnete Auftriebskörper 1 vollständig zu fixieren, können die Auftriebskörper 1 durch Fixiermittel 9 an der Basisstruktur 2 fixiert werden oder durch Verbindungsmittel 30 mit weiteren erfindungsgemäßen Auftriebskörpern 1 verbunden sein. Aus der in Figur 4 dargestellten Ausführungsform geht auch hervor, dass die Quer- oder Längsverstrebungen 1 1 nicht unbedingt in der durch die Träger 12 des Rahmens 10 aufgespannten Ebene verlaufen müssen, sondern sich auch über oder unter dieser Ebene erstrecken können, um beispielsweise die Aufständerung von auf der Basisstruktur 2 angeordneten Photovoltaikmodulen in einem Winkel zu ermöglichen.

In den Figuren 5, 5A und 6 sind zwei weitere Ausführungsformen einer erfmdungsgemäßen schwimmfähigen Struktur 50 in Form einer Modulstruktur 60 gezeigt. Figur 5 ist eine Detailansicht, die eine spezielle Verbindungsstelle in Form einer Ecke der weiteren Ausführungsform für ein erfindungsgemäßes schwimmfähiges Modul 60 zeigt. Figur 6 stellt eine isometrische Ansicht dar, die den Basisaufbau eines Moduls 60 zeigt, die zum Aufbau größer Strukturen, die weiteren noch beispielhaft angegeben werden, geeignet ist. Selbstredend ist ein Modul 60 auch allein verwendbar, beispielweise zur Aufständerung von Photovoltaikanlagen oder als Bade- oder als Ruheinsel für den Tauchsport, als Schwimmsteg für das Festmachen von Booten und für viele andere Anwendungsmöglichkeiten mehr.

Gemäß der Ausführungsform des Auftriebkörpers der Figur 5 ist in den Vertiefungen 21, die sich in der Deckfläche 4 des erfindungsgemäßen Auftriebskörpers 1 erstrecken, eine erste Basisstruktur 2 mit einem Rahmen 10, aufgebaut aus Trägern 12 und verspannt mit Diagonalverbindern 15, angeordnet. Eine weitere Basisstruktur 2 mit einem Rahmen 10, aufgebaut aus Trägern 12 und verspannt mit Diagonalverbindern 15, erstreckt sich parallel zur ersten Basisstruktur 2 und wird durch Ausnehmungen 23 in der Grundfläche 5 des erfindungsgemäßen Auftriebskörpers 1 formschlüssig aufgenommen. Es ist gut zu erkennen, dass die Basisstruktur 2 in Richtung der Symmetrieachse 3 des Auftriebskörpers 1 über die Vertiefungen 21 hinausragt. Es wäre somit möglich, einen weiteren erfindungsgemäßen Auftriebskörper 1 in Richtung der Symmetrieachse 3 oberhalb des abgebildeten Auftriebskörpers 1 anzuordnen, wobei dessen in der Grundfläche 5 angeordnete Ausnehmungen 23 in die Knotenpunkte 6 der Basisstruktur eingreifen würden. Die Stellung eines oberen Auftriebskörpers 1 wäre dadurch zum unteren Auftriebskörper 1 in Richtung senkrecht zur Symmetrieachse 3 festgelegt. Ein Analoges gilt für die Anordnung eines weiteren Auftriebskörpers 1 in Richtung der Symmetrieachse 3 unterhalb des abgebildeten Auftriebskörpers 1.

In Figur 5A ist eine isometrische Ansicht einer zweiten Ausfuhrungsform eines erfindungsgemäßen Auftriebskörpers 1 gezeigt, wobei zwei erfindungsgemäße Auftriebskörper 1 derart angeordnet sind, dass sie ineinandergreifend mit aufeinander zuweisenden Grundflächen 5 zusammengesetzt sind. Im Ausführungsbeispiel der Figur 5A weisen somit die Deckflächen 4 der beiden Auftriebskörper mit den darin ausgebildeten Vertiefungen 21 voneinander weg, sodass auch hier zwei Rahmen 10 ähnlich, wie in Figur 5 dargestellt, die beiden Auftriebskörper 1 sandwichartig aufnehmen und fixieren können. Auch hier können Diagonalverbinder 15 als Fixierelemente 9 eingesetzt werden. Zusätzlich können Rahmen 10 über die in den Vorsprünge 8 ausgebildeten Durchgangslöcher 16 an die Auftriebskörper 1 fixiert werden. Bevorzugt weisen die Auftriebskörper 1 gemäß Figur 5A in den Grundflächen Ausnehmungen 27 und Fortsätze 28 auf, die so ausgebildet sind, dass zwei mit zueinander weisenden Grundflächen 5 zusammengesetzte Auftriebskörper verdrehsicher ineinandergreifen, wobei eine Ausnehmung 27 des einen Auftriebkörpers 1 den Fortsatz 28 des anderen Auftriebkörpers 1 aufnimmt.

Bevorzugt ist die Grundfläche 5 der in Figur 5A gezeigten Auftriebskörper 1 derart ausgebildet, dass die Auftriebskörper 1 auch gleichsinnig/gleichorientiert gestapelt werden können, d.h. die Grundflächen weisen ebenfalls Ausnehmungen 23 auf, die die Vorsprünge 8 in den Deckflächen 4 so aufnehmen können, dass die Deckfläche 4 des einen Auftriebkörpers 1 mit der Grundfläche 5 des anderen Auftriebkörpers 1 in Kontakt kommt und die beiden Auftriebskörper 1 verdrehsicher miteinander verbunden sind.

Als Fixierelemente 9, die die obere und die untere Basisstruktur 2 in Richtung der Symmetrieachse 3 am erfindungsgemäßen Auftriebskörper 1 fixieren, dienen in den Ausführungsbeispielen der Figuren 5, 5A und 6 auch diagonal zwischen der oberen Basisstruktur 2 und der unteren Basisstruktur 2 gespannte Schrägverbinder 25, also in Ebenen quer zu den Ebenen die von den Rahmen 10 aufgespannt werden. Die Schrägverbinder 25 verlaufen bevorzugt ebenfalls in den Vertiefungen 21 der Deckfläche 4 bzw. in dazu symmetrischen Ausnehmungen 23 der Grundfläche 5 und sind bevorzugt an den Trägern 12 der Basisstruktur angebunden.

Aus Figur 6 wird ersichtlich, dass das erfindungsgemäße schwimmfähige Modul 60 in der Ausführung mit dem Auftriebskörper 1 der ersten Ausführungsform gemäß Figur 1 vier Auftriebskörper 1 aufweist und mit dem Auftriebskörper 1 der Figur 5A acht Auftriebskörper 1 aufweisen würde, wobei jeweils ein Quader ausbildet wäre. In Zusammenschau der Figuren 5, 5A und 6 erkennt man, dass die beiden Ausfuhrungsformen der dort gezeigte Auftriebskörper 1 alternative verwendet werden können und der Fachmann weitere alternative Formen für Auftriebskörper findet die den Geist der Erfindung erfüllen, mit strukturell einfach aufgebauten Bauteilen eine modular aufgebaute schwimmfähige Struktur bereitzustellen, wobei die Auftriebskörper möglichst vielfältig einsetzbar sind, um sowohl kleinere als auch größere schwimmfähige Strukturen zu erstellen.

In allen Flächen- bzw. Raumdiagonalen des in Figur 6 gezeigten erfindungsgemäßen Moduls 60 sind Diagonalverbinder 15 bzw. Schrägverbinder 25 gespannt, die dem Modul 60 Stabilität und Verwindungssteifigkeit verleihen. Damit die Diagonalverbinder 15 und die Schrägverbinder 25 sowohl in der Flächen- als auch in der Raumdiagonalen gespannt werden können, weisen die Vertiefungen 21, die Freimachungen 22 und die Ausnehmungen 23 ein Gefälle in der Deckfläche 4 bzw. der Grundfläche 5 des Auftriebskörpers 1 auf, damit genug Platz für den Durchtritt der Diagonalverbinder 15 und/oder der Schrägverbinder 25 vorhanden ist. Im vorliegenden Beispiel der Moduls 60 dienen die Diagonalverbinder 15 und die Schrägverbinder 25 also gleichzeitig der Stabilisierung des Moduls 60 als auch als Fixierelemente 9, um den Auftriebskörper 1 sandwichartig zwischen den beiden Basisstrukturen 2 an der Grund- bzw. Deckfläche 4, 5 der Auftriebskörper 1 festzuhalten.

Figur 7 zeigt eine isometrische Ansicht einer alternativen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen schwimmfähigen Moduls 60. Zwischen der oberen Basisstruktur 2 und der unteren Basisstruktur 2 sind Stützstreben 17 angeordnet, die Kräfte zwischen den Basisstrukturen 2 übertragen können und damit die auftretenden Schnittkräfte und - momente reduzieren. Im Unterschied zum vorher erläuterten Ausführungsbeispiel sind die Schrägverbinder 25 in den Seitenflächen des Quaders nicht zwischen den mit den Auftriebskörpern 1 in Verbindung stehenden Knotenpunkten 6 gespannt, sondern zwischen einem Knotenpunkt 6 an einem Auftriebskörper 1 und einem diagonal gegenüberliegenden Knotenpunkten 6, die durch das Aufeinandertreffen der Stützstreben 17 und der oberen bzw. unteren Basisstruktur 2 gebildet werden. Eine derart versteiftes, erfindungsgemäßes Modul 60 weist eine noch höhere Belastbarkeit und Verwindungssteifigkeit auf als das zuvor beschriebene Modul 60. Figur 8 zeigt eine schwimmfähige Turm Struktur 200, die beispielsweise aus drei in Richtung der Symmetrieachsen 3 der Auftriebskörper 1 übereinander angeordneten schwimmfähigen Strukturen 50 besteht. Wie vorher bereits angedeutet, werden die schwimmfähigen Strukturen 50 dadurch gegen eine Relativverschiebung in Richtungen senkrecht zur Symmetrieachse gesichert, dass sowohl Vertiefungen 21 in der Deckfläche 4 eines unteren Auftriebskörpers 1 als auch Ausnehmungen 23 in der Grundfläche 5 eines oberen Auftriebskörpers 1 mit den zwischen den Auftriebskörpern 1 angeordneten Basisstrukturen 2 formschlüssig verbunden sind. Um die Strukturen 50 bzw. deren Auftriebskörper 1 in Richtung der Symmetrieachse 3 zu verbinden, können beispielsweise Fixierelementen 9 zwischen den Verbindungsmitteln 30 übereinander angeordnete Auftriebskörper 1 angebracht werden oder Schrägverbinder 25 können über mehrere Stockwerke/Ebenen einer erfindungsgemäßen schwimmfähigen Turmstruktur 200 gespannt werden. Ferner können Basisstrukturen 2 verschiedener schwimmfähiger Strukturen in den vertikalen Ebenen, also senkrecht zu den Basisstrukturebenen durch Diagonalverbinder 15 miteinander so verbunden sein, dass die Auftriebskörper 1 sandwichartig zwischen den Basisstrukturen 2 aufgenommen sind.

Erfindungsgemäß können so prinzipiell beliebig hohe schwimmfähige Strukturen modular zusammengesetzt werden, die sich bei einer bestimmungsgemäßen Verwendung vertikal von einer Wasseroberfläche nach oben erstrecken. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das unterste Stockwerk einer erfindungsgemäßen Turmstruktur als ein schwimmfähiges Modul 60 ausgebildet, d.h. an den Grundflächen 5 der untersten Lage der Auftriebskörper 1 ist eine Basisstruktur 2 aufgenommen, die mit Diagonalverbinder 15 an eine darüber liegende - nicht unbedingt benachbart darüber liegende - Basisstruktur 2 einer schwimmfähigen Struktur 50 angebunden ist, und zwar bevorzugt so, dass die Auftriebskörper 1 der untersten Lage/Stockwerk fest zwischen zwei Basisstrukturen 2 in Richtung der Symmetrieachse 3 eingeklemmt sind.

Figur 9 zeigt ein weiteres Prinzip zum Verbinden von schwimmfähigen Modulen 60. Gemäß der in Figur 9 dargestellten Ausführungsform können schwimmfähige Module 60 modular zu einer flächig ausgedehnten Flächenstruktur 150 zusammengesetzt werden, die sich bei bestimmungsgemäßer Verwendung parallel zu einer Wasseroberfläche erstreckt. Durch die Verbindungsmitel 30 bzw. durch entsprechende Adapterelemente 32 können die Auftriebskörper 1 der schwimmfähigen Module 60 miteinander verbunden werden, sodass eine beliebig erweiterbare Flächenstruktur 150 entsteht. Bevorzugt sind die Verbindungsmittel 30 bzw. die Adapterelemente 32 elastisch ausgebildet, sodass von außen auf die Flächenstruktur 150 aufgebrachte Belastungen durch die elastischen Materialeigenschaften der Verbindung zwischen Auftriebskörpern gedämpft und abgefedert werden können. Des Weiteren kann eine derartig zusammengesetzte Flächenstruktur 150 auch bei leichtem Seegang und/oder Windlast, was beispielsweise auf stehenden Gewässern durch starke Winde verursacht wird , verwendet werden, ohne dass die in der Flächenstruktur 150 hervorgerufenen Verformungen zu Verformungen in den Modulen 60 selbst führen, was wiederum zu einer Beschädigung an den auf der Flächenstruktur 50 abgestützten Vorrichtungen, wie Photovoltaikmodulen führen könnte, da diese Verformungen an der Flächenstruktur 150 von den Verbindungs- oder Adapterelementen 30, 32 aufgenommen werden können. Vorstellbar ist auch eine elastische Ausführung der Auftriebskörper 1 selbst, die eine leichte Verwindung beispielsweise um die Symmetrieachse 3 zulassen, wobei die Module 60 in sich steif bleiben.

Wie aus Figur 10 hervorgeht, können erfindungsgemäße schwimmfähigen Strukturen 50, Module 60 und daraus aufgebaute modulare Flächenstruktur 150 und schwimmfähige Turm Strukturen 200 beliebig miteinander kombiniert werden, um schwimmfähige Bauwerke, Tragstrukturen oder Plattformen 300 ähnlich zu einem Baukastensystem aufzubauen. Durch die modulare Erweiterbarkeit ist es einerseits möglich, die so aufgebauten, modularen Flächenstrukturen 150 und schwimmfähige Turmstrukturen 200 optimal an den jeweiligen Einsatzort und Verwendungszweck anzupassen. Andrerseits können die erfindungsgemäßen modulare Flächenstrukturen 150 und schwimmfähige Turm Strukturen 200 nachträglich durch zusätzliche Modulstrukturen, d.h. schwimmfahige Strukturen 50 bzw. Module 60 erweitert werden, wenn entsprechender Bedarf besteht. Lediglich als Anschauungsbeispiel weist die in Figur 10 dargestellte Flächenstruktur 150 vier Turm Strukturen 200 auf, bei denen jeweils drei Strukturen/Module 50 übereinander angeordnet sind. Mit diesen vier Turmstrukturen 200 sind drei Turmstrukturen 200 verbunden, bei denen jeweils zwei Strukturen/Module 50 übereinander angeordnet sind. Daran ist ein einstöckiges schwimmfähiges Modul 60 angebunden. Die Basis der Turmstrukturen 200 bilden dabei jeweils Module 60, die mit schwimmfähigen Strukturen 50 vertikal erweitert worden sind.

Die Figuren 11 bis 13 zeigen mögliche Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Plattform 300, die beispielsweise der Aufständerungen von Photovoltaikmodulen, der schwimmenden Abstützung von Komponenten zur Energieerzeugung, Speicherung oder Verteilung oder zu anderen Zwecken, wie dem Brückenbau dienen kann.

Die in Figur 11 dargestellte Plattform 300, die eine schwimmfähige Struktur 50 aufweist, kann als Grundbaugruppe für eine modular erweiterbare schwimmende Photovoltaikanlage dienen. Mit den am Rahmen 10 der Basisstruktur 2 angebrachten Quer- oder Längsverstrebungen 11, die eine unterschiedliche Höhe über der Wasseroberfläche aufweisen, können die auf der Basisstruktur 2 angeordneten Photovoltaikmodule in einem Winkel zur Horizontalen ausgerichtet werden. Abhängig vom Sonnenstand kann dies den Ertrag der Photovoltaikmodule erhöhen. Durch die bereitgestellten Quer- oder Längsverstrebungen 11 wird die Verwindungssteifigkeit der erfindungsgemäßen Struktur 50 erhöht, wodurch die empfindlichen Photovoltaikmodule vor übermäßigen Belastungen geschützt werden. Um die Verwindungssteifigkeit der erfindungsgemäßen Struktur weiter zu erhöhen, könnte eine zweiten Basisstruktur 2 in Ausnehmungen 23 der Grundfläche 5 der Auftriebskörper 1 angeordnet werden und mittels Fixierelementen 9 mit der oberen Basisstruktur 2 verspannt werden, was zu einem erfindungsgemäßen Modul 60 führt, wenn zusätzlich Schrägverbinder 25 in den Flächen- und/oder Raumdiagonalen einer solchen schwimmfähigen Struktur 50 gespannt werden, um die Stabilität der Struktur 50 weiter zu erhöhen.

Die in Figur 12 dargestellte Plattform 300 dient der schwimmenden Abstützung eines Containers in dem beispielsweise Material gelagert werden kann oder Akkumulatoren zur Energiespeicherung untergebracht sein können. Die den Container abstützende Basisstruktur 2 ist vollständig mit Platten verkleidet, sodass eine begeh- oder befahrbare schwimmende Insel entsteht. Aufgrund des hohen Gewichts der abzustützen Komponenten ist der Rahmen 10 der Basisstruktur 2 vollständig von Auftriebskörpern 1 abgestützt, die mittels ihrer Verbindungsmittel 30 parallel zueinander angeordnet sind, um den Auftrieb der erfindungsgemäßen Plattform 300 zu erhöhen.

Figur 13 zeigt eine Plattform 300, die beispielsweise als Brücke genutzt werden kann. Dadurch, dass erfindungsgemäße Plattformen 300 modular erweiterbar sind und in Richtung der Symmetrieachse 3 übereinander angeordnete Auftriebskörper auch zueinander versetzt angeordnet sein können, wenn die Basisstruktur 2 einer schwimmfähigen Struktur 50 entsprechend ausgebildet ist, steht einem Konstrukteur einer erfindungsgemäßen Plattform 300 ein großer Gestaitungsspielraum zur Verfügung, in dem auch überhängende Flächen realisiert werden können. Zum Ausbilden einer solch überhängenden Flächenstruktur kann die Basisstruktur 2 über die Auftriebskörper 1 , in deren Deckfläche 4 sie aufgenommen ist, vorstehen und im vorstehenden Bereich oberhalb angeordnete Auftriebskörper 1 über einen Eingriff in deren Ausnehmungen 23 abstützen. Durch Fixieren der Auftriebskörper 1 an der Basisstruktur 2 und Fixieren der Auftriebskörper 1 untereinander ist auch eine solche, eine überhangausbildende Flächen Struktur 150 bzw. Plattform 300 stabil.

Der erfindungsgemäße Auftriebskörper 1 als Grundbaustein, sowie eine erfindungsgemäße schwimmfähige Struktur 50 bzw. ein schwimmfähiges Modul 60, die/das solche erfindungsgemäße Auftriebskörper 1 einbindet, stellen damit eine kostengünstige und vielseitige Möglichkeit bereit, um modular erweiterbare Flächenstrukturen 150, Turm Strukturen 200 und Plattformen 300 aufzubauen, die verwindungssteif und stabil gegenüber auf offenen Gewässern auftretende Belastungen sind. Empfindliche Bauteile, wie beispielsweise Photovoltaik-Paneele, Windräder, Akkumulatoren, Vorrichtungen zur Elektrolyse, Power-to-Gas Anlagen oder Brennstoffzellen können damit sicher und zuverlässig über einer Wasseroberfläche abgestützt werden. Bezugszeichenliste:

1 Auftriebskörper

2 Basisstruktur

3 Symmetrieachse

4 Deckfläche

5 Grundfläche

6 Knotenpunkt

7 Seitenflächen

8 Vorsprünge

9 Fixierelemente

10 Rahmen

11 Quer- oder Längsverstrebungen

12 Träger

15 Diagonalverbinder

16 Durchgangslöcher

17 Stützstreben

19 Rastmittel

21 Vertiefungen

22 Freimachungen

23 Ausnehmungen

25 Schrägverbinder

27 Ausnehmungen

28 Fortsätze

30 Verbindungsmittel

32 Adapterelemente

50 Schwimmfähige Struktur

60 Schwimmfähiges Modul

150 Modular aufgebaute Flächenstruktur

200 Schwimmfähige Turmstruktur

300 Plattform