DE102017130811B4

DE102017130811B4 - Modul, Anordnung und Verfahren zum Bau einer schwimmenden Plattform

Info

Publication number: DE102017130811B4
Application number: DE102017130811.3A
Authority: DE
Inventors: Michael Rutzen; Michael Jaenicke
Original assignee: Individual
Current assignee: Jaenicke Michael De; Rutzen Michael Dipl Ing De
Priority date: 2017-12-20
Filing date: 2017-12-20
Publication date: 2020-06-25
Anticipated expiration: 2037-12-21
Also published as: WO2019121100A1; DE102017130811A1

Abstract

Modul (1, 1A-1H) zum Bau einer schwimmenden Plattform (3), umfassend:- ein schwimmfähiges Material und- zumindest ein Formschlusselement (11, 12) zum Aufbau eines Formschlusses mit einem passenden Formschlusselement eines benachbarten Moduls, dadurch gekennzeichnet, dass das Formschlusselement (11, 12) zumindest teilweise aus dem schwimmfähigen Material ausgebildet ist, wobei das schwimmfähige Material ein Porenbeton ist, und dass Kanten (100) des Moduls (1, 1A-1H) mit einem Kantenschutz (130) versehen sind und das Material des Kantenschutzes (130) in Poren des Porenbetons eingebracht ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Modul zum Bau einer schwimmenden Plattform mit den Merkmalen nach Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie eine Anordnung zum Bau einer schwimmenden Plattform, sowie ein Verfahren zum Bau einer schwimmenden Plattform.
Aus der US 8 007 204 B2 ist eine schwimmende Plattform bekannt, bei der mehrere Tanks tief ins Wasser eingetaucht sind und eine Plattform oberhalb der Wasseroberfläche tragen. Eine derartige Konstruktion basiert auf der Funktion einzelner weniger, kaum austauschbarer Tanks und ist zudem nur schwer erweiterbar, wenn die Größe der Plattform nicht mehr ausreicht.
Die EP 2 380 808 B1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer schwimmenden Plattform in Form eines Pontons, bei dem mehrere Module mittels eines Verstärkungsmaterials unlösbar miteinander verbunden werden. Falls eines der Module einen Schaden aufweist, ist dieses Modul nur mit sehr großem Aufwand auszutauschen. Zudem ist die Herstellung des Pontons aufwändig.
Die WO 90/ 08 059 A1 beschreibt eine schwimmende Plattform aus hexagonalen Modulen. Aufgrund des Aufbaus der Plattform weist diese jedoch Einschränkungen hinsichtlich der Belastbarkeit auf.
Die US 4 655 156 A beschreibt eine schwimmende Struktur mit boxförmigen Modulen. Die US 2017 / 0 274 966 A1 betrifft miteinander verbindbare schwimmende Einheiten, die eine hohle polygonale Form aufweisen. Die WO 2014/ 027 960 A1 beschreibt eine schwimmende Struktur mit männlichen und weiblichen Verbindern an Seiten der Struktur. Die WO 85/ 03 538 A1 betrifft einen Schwimmsteg mit einem inneren Auftriebskörper aus Hartschaum. In der US 8 783 199 B2 ist eine modulare Schwimmplattform mit mehreren parallelepipedförmigen Blocks beschrieben.
In der JP 2001-247 078 A sind sechseckige Module beschrieben. Die DE 10 2009 011 464 A1 beschreibt ein schwimmendes Tragwerk zur Aufnahme von Lasten, insbesondere Bauten, bestehend aus einzelnen, miteinander verbundenen Schwimmkörperelementen, die aus einem Betonmaterial gefertigt sind. Die GB 1 511 846 A betrifft ein Verfahren zur Herstellung großer zellularer Betonstrukturen zur Verwendung auf dem Meer. Die JP 2000-287 565 A bezieht sich auf ein Verfahren zum Wachsen und Setzen von Wasserpflanzen unter Verwendung einer künstlichen schwimmenden Insel. Dabei wird eine Basis mit Porenbeton hergestellt.
Es besteht die Aufgabe, ein verbessertes Modul zum Bau einer schwimmenden Plattform anzugeben, um eine verbesserte schwimmende Plattform bereitstellen zu können.
Die Aufgabe wird durch ein Modul mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Danach umfasst ein Modul zum Bau einer schwimmenden Plattform ein auf Wasser schwimmfähiges Material und zumindest ein Formschlusselement zum Aufbauen eines Formschlusses mit zumindest einem benachbarten (insbesondere gleichermaßen aufgebauten) Modul mit einem passenden, insbesondere komplementären oder abschnittsweise komplementären Formschlusselement, wobei das Formschlusselement zumindest teilweise, insbesondere vollständig oder im Wesentlichen vollständig, aus dem schwimmfähigen Material ausgebildet ist, wobei das schwimmfähige Material ein Porenbeton ist, Kanten des Moduls mit einem Kantenschutz versehen sind und Material des Kantenschutzes in Poren des Porenbetons eingebracht ist.
Auf einer mittels mehrerer solcher Module aufgebauten schwimmenden Plattform, z.B. in Form einer schwimmenden Insel, können z.B. Gebäude oder Straßen errichtet werden.
Durch die Ausbildung des Formschlusselements durch das schwimmfähige Material kann die Konstruktion des Moduls deutlich vereinfacht werden. Zudem erlaubt ein derart ausgebildetes Modul ein besonders einfaches Zusammensetzen des Moduls mit ähnlichen oder im Wesentlichen gleich ausgebildeten, weiteren Modulen. Bevorzugt weist das Modul selbst sowohl das zumindest eine Formschlusselement auf, als auch ein weiteres Formschlusselement, das eine dazu passende oder zumindest abschnittsweise passende Form aufweist.
Das schwimmfähige Material kann geschäumt oder porosiert sein. Bevorzugt ist das schwimmfähige Material ein Kalksandstein-Porenbeton, optional mit Streualuminium. Porenbeton weist regelmäßig eine sehr hohe Steifigkeit auf, ist leicht zu verarbeiten und kostengünstig. Zudem kann Porenbeton im Vergleich zu anderen Werkstoffen sehr umweltverträglich sein.
Gemäß einer Ausgestaltung weist das Modul einen sechseckigen Querschnitt auf. Beispielsweise hat das Modul eine hexagonale Form. Infolge des sechseckigen Querschnitts kann das Modul z.B. sechs Seitenflächen aufweisen, insbesondere sechs gleich große oder im Wesentlichen gleich große Seitenflächen. Die Seitenflächen können als Verbindungsflächen zur flächigen Anlage mit korrespondierenden Verbindungsflächen von benachbarten Modulen gleicher oder ähnlicher Bauart dienen. Das Modul kann so innerhalb der Querschnittsebene mit sechs Modulen (insbesondere gleicher Bauart) in flächige Anlage gebracht werden. Dies ermöglicht eine besonders effiziente Modularität. Gegenüber einer rechteckigen Ausbildung kann das mit einem weiteren Modul formschlüssig verbundene Modul Scherkräften wesentlich besser standhalten.
Das Modul umfasst eine Oberseite und einer Unterseite, sowie Seitenflächen, welche die Oberseite mit der Unterseite verbinden. Bevorzugt sind die Oberseite und die Unterseite jeweils größer als jede der Seitenflächen. An der Oberseite und/oder an der Unterseite kann jeweils zumindest ein Formschlusselement ausgebildet sein, insbesondere jeweils ein Formschlusselement an jeder zweiten Ecke der sechseckigen Oberseite und der sechseckigen Unterseite und/oder ein Formschlusselement im Zentrum zwischen den sechs Ecken, jeweils an der Oberseite und der Unterseite. Optional schließen die Formschlusselemente an den Ecken in der Summe dasselbe Raumvolumen ein wie das zentrale Formschlusselement.
Kanten des Moduls sind mit einem Kantenschutz versehen. Hierdurch können die Kanten vor einer Abnutzung geschützt werden.
Gemäß einer Weiterbildung besteht der Kantenschutz aus einem Kunststoff oder umfasst einen Kunststoff, z.B. Polyurethan. Dies ermöglicht eine besonders einfache und effektive Art eines Kantenschutzes.
Optional ist das schwimmfähige Material vollständig von einer Versiegelung umschlossen, insbesondere wasserdicht durch die Versiegelung eingeschlossen. Die Versiegelung schützt das schwimmfähige Material. Die Versiegelung kann aus Kunststoff bestehen oder einen Kunststoff umfassen. Bevorzugt bildet die Versiegelung den Kantenschutz aus. Optional ist die Versiegelung an den Kanten des Moduls gegenüber anderen Bereichen verstärkt.
Das Material des Kantenschutzes und/oder der Versiegelung ist in Poren des Porenbetons eingebracht. Beispielsweise füllt das Material des Kantenschutzes und/oder der Versiegelung äußere Schichten von Poren des Porenbetons aus. Hierdurch ist eine besonders effektive Verbindung der beiden Materialien möglich.
Gemäß einem Aspekt wird eine Anordnung zum Bau einer schwimmenden Plattform bereitgestellt, die mehrere Module nach einer beliebigen hierin beschriebenen Ausführung umfasst. Zumindest einige der mehreren Module können die gleiche Form und Größe aufweisen, insbesondere gleich aufgebaut sein. Hierdurch können besonders leicht skalierbare und stabile schwimmende Plattformen gebaut werden. Zudem ist es nicht nötig, sämtliche Module mittels zusätzlichen Befestigungselementen zu sichern, z.B. zu verschrauben der dergleichen. Durch den Formschluss der Module können diese sicher aneinander gehalten sein. Dadurch wird ein besonders einfacher und schneller Aufbau der Anordnung ermöglicht.
Die Module der Anordnung sind mittels der Formschlusselemente formschlüssig aneinander gehalten oder formschlüssig miteinander verbindbar. Die Formschlusselemente können derart ausgebildet sein, dass eine Gewichtskraft einen Eingriff der Formschlusselemente sichert.
Insbesondere können die Module an den Formschlusselementen kraftschlüssig aneinander gehalten sein. Ein Kraftschluss zwischen zwei nebeneinander angeordneten Modulen kann durch die Formgebung der Formschlusselemente hergestellt oder herstellbar sein. Hierdurch ist eine besonders formstabile Anordnung möglich.
Alternativ oder zusätzlich ist die kraftschlüssige Halterung durch eine Gewichtskraft hergestellt oder herstellbar, insbesondere durch eine Gewichtskraft eines über den kraftschlüssig aneinander gehaltenen Modulen angeordneten Moduls. Dies ermöglicht eine besonders sichere Verbindung der Module, die bei zunehmender Belastung automatisch stärker wird.
Bevorzugt umfasst die Anordnung mehrere Lagen aus jeweils mehreren Modulen. Die Module benachbarter Lagen grenzen an ihren Oberseiten und Unterseiten aneinander an. Die Module innerhalb einer Lage grenzen an ihren Seitenflächen aneinander an. Eine Anordnung mit mehreren Lagen von Modulen, z.B. je nach Belastung mit mehr als drei, mehr als fünf oder mehr als zehn Lagen, kann eine besonders gute Stabilität aufweisen.
Die Formschlusselemente von Modulen aus benachbarten Lagen können formschlüssig in Eingriff miteinander stehen. Die Formschlusselemente können an den Ober- und Unterseiten der Module ausgebildet sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine schwimmende Plattform bereitgestellt, die eine Anordnung nach einer beliebigen hierin beschriebenen Ausführung umfasst. Die Anordnung der schwimmenden Plattform schwimmt dabei an einer Wasseroberfläche und ist an einem festen Grund unter der Wasseroberfläche verankert, z.B. an einem Meeresboden, insbesondere mittels Taue, Seilen und/oder Ketten.
Die schwimmende Plattform kann insbesondere als schwimmende Insel dienen. Bei einer entsprechenden Größe der Module und einer entsprechenden Anzahl an Modulen kann die schwimmende Plattform z.B. als Steg dienen, als Start- und Landebahn für einen Flughafen, um Baugrund bereitzustellen usw.
Die oben genannte Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer schwimmenden Plattform. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

- Bereitstellen mehrerer Module nach einer beliebigen hierin beschriebenen Ausführung, insbesondere in Form einer Anordnung mit solchen Modulen nach einer beliebigen hierin beschriebenen Ausführung; und
- formschlüssiges Verbinden der Module mittels der Formschlussmittel an einer Wasseroberfläche.

Die schwimmende Plattform kann am bestimmungsgemäßen Ort errichtet werden. Alternativ kann sie z.B. in Ufernähe errichtet und daraufhin zum bestimmungsgemäßen Ort transportiert werden, z.B. mittels Schleppern. am bestimmungsgemäßen Ort kann die Plattform am Grund verankert werden.
Bei Bedarf ist die schwimmende Plattform zu einem späteren Zeitpunkt durch Entfernen oder Ergänzen von Modulen verkleinerbar oder vergrößerbar.
Im Zusammenhang mit den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen wird die Erfindung erläutert. Dabei zeigen

1A eine Draufsicht auf ein Modul zum Bau einer schwimmenden Plattform;
1B eine Seitenansicht auf das Modul gemäß 1A;
2A bis 2D Querschnittsansichten von drei Modulen gemäß 1A und 1B, die form- und kraftschlüssig miteinander verbunden werden;
3A bis 3C Querschnittsansichten von vier Modulen gemäß 1A und 1B, die form- und kraftschlüssig miteinander verbunden werden;
4 eine perspektivische Ansicht auf eine Anordnung mit einer Lage aus mehreren Modulen;
5A eine Draufsicht auf eine Anordnung mit mehreren Modulen, die in drei Lagen angeordnet sind;
5B eine Seitenansicht auf die Anordnung gemäß 5A;
5C eine Seitenansicht auf die Anordnung gemäß 5A aus einer gegenüber der Ansicht gemäß 5B um 90 Grad geschwenkten Blickrichtung;
6A eine Draufsicht auf eine Anordnung mit mehreren Modulen, die in drei Lagen angeordnet sind;
6B eine Seitenansicht auf die Anordnung gemäß 6A;
7A eine Draufsicht auf eine Anordnung mit mehreren Modulen, die in vier Lagen angeordnet sind;
7B eine Seitenansicht auf die Anordnung gemäß 7A; und
8A bis 13B verschiedene Sonderformen von Modulen jeweils in einer Draufsicht und einer Seitenansicht.

1A und 1B zeigen verschiedene Ansichten eines Moduls 1. Das Modul 1 weist eine sechseckige Form auf. Das Modul 1 weist eine Oberseite 101 und eine dazu parallel verlaufende Unterseite 102 auf. Die Oberseite 101 und die Unterseite 102 sind durch (sechs) Seitenflächen 103 miteinander verbunden. Die Seitenflächen 103 sind jeweils eben. Mit Ausnahme von an der Oberseite 101 und an der Unterseite 102 ausgebildeten Formschlusselementen 11, 12 sind auch die Oberseite 101 und die Unterseite 102 eben.
Vorliegend beschreibt ein Querschnitt durch das Modul 1 parallel zur Oberseite 101 und zur Unterseite 102 ein Sechseck, insbesondere ein gleichseitiges Sechseck, z.B. ein regelmäßiges Sechseck.
Das Modul 1 umfasst einen Körper 10, der die Formschlusselemente 11, 12 ausbildet. Vorliegend sind einige der Formschlusselemente 11 als Erhöhungen ausgebildet, andere Formschlusselemente 12 als Vertiefungen. Mehrere Formschlusselemente 11, vorliegend die als Erhöhungen ausgebildeten Formschlusselemente 11, sind jeweils an einer Ecke des Moduls 1 angeordnet. Mehrere weitere Formschlusselemente 12, vorliegend die als Vertiefungen ausgebildeten Formschlusselemente 12, sind jeweils an einer zentralen Stelle der Oberseite 101 oder Unterseite 102 des Moduls 1 angeordnet.
Im gezeigten Beispiel ist an drei Ecken der Oberseite 101, nämlich an drei der sechs Ecken der sechseckigen Form des Moduls 1, jeweils ein Formschlusselement 11 in Form einer Erhöhung ausgebildet. Auch an drei Ecken der Unterseite 102, nämlich an drei der sechs Ecken der sechseckigen Form des Moduls 1, ist jeweils ein Formschlusselement 11 in Form einer Erhöhung ausgebildet.
Die Formschlusselemente 11 an den Ecken der Oberseite 101 und an den Ecken der Unterseite 102 sind jeweils an jeder zweiten Ecke ausgebildet. Jede andere zweite Ecke an der Oberseite 101 bzw. der Unterseite 102 weist kein solches Formschlusselement 11 auf. Die Formschlusselemente 11 an den Ecken der Oberseite 101 sind gegenüber den Formschlusselementen 11 an den Ecken der Unterseite 102 um eine Ecke versetzt zueinander angeordnet. Mit anderen Worten ausgedrückt ist an den Ecken der sechseckigen Form des Moduls 1 jeweils abwechselnd an der Oberseite 101 und an der Unterseite 102 ein Formschlusselement 11 ausgebildet.
Jedes der Formschlusselemente 11 an den Ecken des Moduls 1 beschreibt vorliegend einen Teil eines Kreises, konkret einen Kreissektor. Der Kreissektor entspricht jeweils einem Drittel eines vollen Kreises.
Die zentralen Formschlusselemente 12 beschreiben jeweils einen vollen Kreis, und zwar im vorliegenden Beispiel mit demselben oder einem geringfügig (z.B. um 5 %, 2% oder 1 % des Radius) abweichenden Radius im Vergleich zu den Formschlusselementen 11 an den Ecken des Moduls 1. Die Höhe der Erhöhungen ist gleich oder im Wesentlichen gleich der Tiefe der Vertiefungen, optional sind die Vertiefungen geringfügig (z.B. um 5 %, 2% oder 1 % der Tiefe) tiefer als die Erhöhungen hoch.
Die Formschlussmittel 11 in Form der Erhöhungen weisen vorliegend die Form eines Abschnitts (nämlich eines Drittels) eines Kegelstumpfes auf. Die Formschlussmittel 12 in Form der Vertiefungen weisen die Form eines Kegelstumpfes auf. Die Formschlusselemente 11, 12 weisen jeweils eine zur Oberseite 101 und zur Unterseite 102 parallele Fläche auf, die jeweils die Form eines Kreises oder eines Kreissektors beschreibt. Die kreisförmige oder kreissektorförmige Fläche ist mit der übrigen Fläche der Oberseite 101 oder der Unterseite 102 (je nach Anordnung des Formschlusselements 11, 12) über eine Rampe oder Schräge 110, 120 verbunden. Die jeweilige Schräge 110 der als Erhöhungen ausgebildeten Formschlussmittel 11 schließt mit der Oberseite 101 bzw. der Unterseite 102 denselben Winkel oder im Wesentlichen denselben Winken ein wie die Schräge 120 der als Vertiefung ausgebildeten Formschlussmittel 12. Die Schräge 120 der als Vertiefung ausgebildeten Formschlussmittel 12 ist in sich geschlossen, beschreibt z.B. einen Konus.
Ein in 1A eingezeichnetes Kreuz markiert den Mittelpunkt der Oberseite 101, wobei der Mittelpunkt der Unterseite 102 entsprechend angeordnet ist. Das Modul 1 weist z.B. eine Kantenlänge von 1 bis 2 Metern, insbesondere etwa 115,5 Metern auf. Der Abstand zweier gegenüberliegender paralleler Kanten (der Oberseite oder der Unterseite) beträgt z.B. 1 bis 3 Meter, insbesondere 2,0 Meter. Die Stärke des Moduls 1 beträgt z.B. mehr als 20 cm, insbesondere 20 bis 80 cm, insbesondere 50 cm.
Die 2A bis 2D zeigen, wie mehrere Module 1 gemäß 1A und 1B zu einer Anordnung 2 zusammengesetzt werden. Hierbei sind zwei Module 1 nebeneinander angeordnet, d.h. sie grenzen mit ihren Seitenflächen 103 aneinander an. Dabei sind die nebeneinander angeordneten Module 1 so ausgerichtet, dass ein Formschlussmittel 11 an einer Ecke des einen Moduls 1 an ein Formschlussmittel 11 an einer Ecke des anderen Moduls 1 angrenzt. Da diese Formschlussmittel 11 jeweils einen Kreissektor beschreiben, bilden sie zusammen einen größeren Teil des Kreises.
Ein drittes Modul 1 wird von oben auf die beiden anderen Module aufgesetzt. Während in 1A zwischen allen Modulen 1 noch ein Abstand vorliegt, berührt gemäß 2B das obere Modul 1 die beiden unteren Module 1. Dabei kommen die Schrägen 110 der als Erhöhungen ausgebildeten Formschlussmittel 11 mit der Schräge 120 des als Vertiefung ausgebildeten Formschlussmittels 12 in Berührung.
Durch diese Berührung werden die beiden nebeneinander angeordneten Module 1 aufeinander zu bewegt, siehe 2C. Die Schrägen 110, 120 dienen somit als Einführschrägen, die die korrekte Ausrichtung der Module 1 zueinander erleichtern können. Zudem kann das Aufsetzen eines Moduls 1 auf andere Module 1 diese dicht aneinander ziehen, was eine gleichzeitig einfache und sichere Montage erlaubt.
Die Oberseite 101 und die Unterseite 102 entsprechen einander; das Modul 1 kann beidseitig eingesetzt werden. Insofern dienen die Begriffe „Oberseite“ und „Unterseite“ der vereinfachten Bezugnahme. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, die Oberseite 101 und die Unterseite 102 unterschiedlich auszugestalten, z.B. durch unterschiedliche Beschichtungen.
2D zeigt einen Zustand, in dem das obere Modul 1 auf die nebeneinanderliegenden Module 1 abgesetzt ist. Die Gewichtskraft des oberen Moduls 1, hier mittels Pfeilen eingezeichnet, drückt das obere Modul flächig gegen die unteren Module 1. Ferner wird durch Zusammenwirken der Schrägen 110, 120 der Module 1 die nebeneinander angeordneten Module 1 gegeneinander gepresst. Die Anordnung 2 der Module 1 schwimmt insbesondere auf einer Wasseroberfläche. Somit wirkt eine Auftriebskraft der Gewichtskraft entgegen (wie anhand der nach oben zeigenden Pfeile in 2D veranschaulicht). Bereits infolge ihres Eigengewichts werden die Module 1 somit durch die Formschlussmittel 11, 12 formschlüssig und kraftschlüssig aneinander gehalten. Eine zusätzliche Gewichtsbelastung von oben auf die Module 1 kann diese Verbindung noch verstärken.
Wie anhand von 2D zu erkennen, passen die als Erhöhungen ausgebildeten Formschlusselemente 11 jeweils in das als Vertiefung ausgebildete Formschlusselement 12. Darin nehmen sie jeweils einen Teil der Vertiefung ein.
Die Verbindung der Module 1 mittels der Formschlusselemente 11, 12 ist vorzugsweise lösbar. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, eine unlösbare Verbindung herzustellen, z.B. durch Einbringen eines Klebstoffs.
Unter erneuter Bezugnahme auf 2A wird nun der Aufbau des einzelnen Moduls 1 genauer beschrieben.
Das Modul 1 (jedes Modul 1 der Anordnung 2) umfasst ein schwimmfähiges Material. Vorliegend ist das schwimmfähige Material ein Porenbeton. Porenbeton kann auf Wasser schwimmen und eine sehr hohe Festigkeit und/oder Steifigkeit aufweisen. Beispielsweise weist der Porenbeton eine Dichte von 200 bis 800 kg/m³, insbesondere von 0,5 t/m³ auf. Mit beispielhaften Maßen mit einer Kantenlänge von 115,47 cm, einer Breite zwischen parallelen Kanten von 200 cm und einer Stärke von 0,5 m ergibt sich bei einer Rohdichte von 500 kg/m³ eine Tragkraft von etwa 850 bis 1280 kg, je nach Salzgehalt des Wassers. Erst bei Überschreitung dieser Tragkraft wird das Modul 1 unter die Wasseroberfläche gedrückt.
Das Modul 1 ist lageunabhängig schwimmfähig.
Das schwimmfähige Material (der Porenbeton) ist durch eine Versiegelung 13 umhüllt. Die Versiegelung 13 schützt das schwimmfähige Material, konkret den Porenbeton, vor einer Beschädigung. Die Versiegelung 13 schließt das schwimmfähige Material vorzugsweise vollständig (insbesondere wasserdicht) ein. Die Versiegelung 13 ist z.B. eine Beschichtung. Die Versiegelung kann selbst auch aus einem schwimmfähigen Material bestehen, z.B. einem Kunststoff, z.B. Urethan.
Die Versiegelung 13 bildet einen Kantenschutz 130 aus. Der Kantenschutz 130 schützt die Kanten des Moduls 1. Optional ist die Versiegelung 13 nur an den Kanten des Moduls 1 angeordnet. Insbesondere falls die Versiegelung 13 das Modul 1 nahezu vollständig oder vollständig einschließt, kann sie an den Kanten dicker als an anderen Stellen des Moduls 1 ausgebildet sein.
Wie in der Querschnittsansicht gemäß 1A zu erkennen ist, bildet das schwimmfähige Material (hier der Porenbeton) die Formschlussmittel 11, 12 aus. Das schwimmfähige Material ist so geformt, dass sich die Formschlussmittel 11, 12 ergeben.
In einem Verfahren zur Herstellung eines Moduls 1 wird zunächst eine Masse zur Bildung des Porenbetons (oder anderen schwimmfähigen Materials) in eine Form gegossen und ggf. durch Blähen porosiert. Die Form weist Erhöhungen und Vertiefungen aus, die den als Vertiefungen und Erhöhungen ausgebildeten Formschlussmitteln 11, 12 entsprechen. Daraufhin wird der Porenbeton gehärtet, z.B. mittels eines Autoklaven, und getrocknet. Der Porenbeton kann Kalksandstein umfassen, insbesondere mit Streualuminium. Das so hergestellte Modul 1 wird optional mit einem Kantenschutz 130, insbesondere einer den Porenbeton umhüllenden Versieglung 13 versehen. Dies erfolgt z.B. durch Eintauchen des Moduls 1 in ein Tauchbad mit dem Material der Versiegelung 13. Die Versieglung 13 wird dann z.B. gehärtet oder getrocknet. Das Material der Versiegelung dringt bevorzugt in die äußeren Poren des Porenbetons ein, z.B. in die äußeren 1 bis 1,5 cm des Porenbetons (oder allgemein des schwimmfähigen Materials).
Die 3A bis 3C veranschaulichen in entsprechender Weise wie die 2A-2D den Zusammenbau einer Anordnung 2 mit vier Modulen 1. Pfeile in 3C zeigen die wirkenden Kräfte, die zu einem Form- und Kraftschluss der Module 1 miteinander führen.
4 zeigt eine Anordnung 2 mit einer Lage 20 von Modulen 1. Die Module 1 der Lage 20 sind nebeneinander angeordnet. Durch die sechseckige Ausbildung der Module 1 erlaubt es, diese flächendeckend zusammenzusetzen. Im gezeigten Beispiel sind um ein zentrales Modul 1 sechs weitere Module 1 herum angeordnet. Die Lage 20 lässt sich grundsätzlich beliebig erweitern.
Ferner ist in 4 veranschaulicht, wie die jeweils als Erhöhung ausgebildeten Formschlussmittel 11 von drei an einem Punkt aneinander angrenzenden Modulen 1 zu einem Kegelstumpf zusammengesetzt sind. Dieser Kegelstumpf ist komplementär oder im Wesentlichen komplementär zum als Vertiefung ausgestalteten Formschlusselement 12 ausgebildet.
Die 5A bis 5C zeigen verschiedene Ansichten einer Anordnung 2 mit drei Lagen 20 von Modulen 1. Die Module 1 der benachbarten Lagen 20 stehen jeweils mittels der Formschlussmittel 11, 12 in form- und kraftschlüssiger Verbindung. Die Formschlussmittel 11, 12 der benachbarten Lagen 20 stehen miteinander in Eingriff.
Die Module 1 der benachbarten Lagen 20 sind zueinander versetzt angeordnet.
Durch den gezeigten dreifachen Versatz der Module 1 der drei Lagen 20 ist über die Breite der Anordnung 2 ein guter Druckausgleich möglich.
Die 6A und 6B zeigen verschiedene Ansichten einer weiteren Anordnung 2 mit mehreren, konkret drei Lagen 20 von Modulen 1.
Da die Module 1 bereits allein aufgrund von Gewichtskräften sicher aneinander gehalten sein können, ist es möglich, die Anordnung 2 von Modulen 1 nach Bedarf umzugestalten.
Beispielsweise können Lagen 20 entfernt oder hinzugefügt werden. und innerhalb der Lagen 20 können Module 1 an einer anderen Stelle platziert werden (sofern oder sobald zugänglich). So ist es z.B. möglich, die Anordnung gemäß 5A bis 5C in die Anordnung 2 gemäß 6A und 6B zu überführen, also umzubauen.
Die 7A und 7B zeigen eine weitere Anordnung 2 mit einer gegenüber den Anordnungen 2 gemäß den vorangehenden Figuren größeren Anzahl an Modulen 1. Die Module 1 sind in vier Lagen 20 angeordnet und stehen an ihren Formschlussmitteln 11, 12 miteinander in Eingriff. Die Anordnung 2 schwimmt an einer Wasseroberfläche 40 eines Gewässers 4, z.B. eines Sees oder eines Meeres. Die Anordnung 2 bildet eine schwimmende Plattform 3. Die schwimmende Plattform 3 ist mit einem festen Grund 41 des Gewässers 4, z.B. einem Meeresboden, verankert. Vorliegend erfolgt die Verankerung mittels mehrerer Taue 30, wobei selbstverständlich auch andere Verankerungsarten denkbar sind, insbesondere solche mit einem anderen Zugmittel wie einer Kette, einem Kabel oder einem Seil.
Die formschlüssige Verbindung der Module 1 hindert die einzelnen Module 1 am Wegdriften. Falls ein Austausch oder eine Reparatur einzelner oder mehrerer Module 1 notwendig sein sollte, lassen sich diese leicht aus der Anordnung 2 entnehmen und/oder hinzufügen, da die einzelnen Module 1 lösbar miteinander verbunden sind. Je nachdem, wie viele und welche der Module 1 ausgetauscht werden sollen, muss dabei nur ein kleiner Teil der Anordnung 2 auseinandergenommen werden. Die Module 1 sind wiederverwendbar. Porenbeton stellt einen umweltfreundlichen Werkstoff dar.
Die zusammengesetzten Module 1 sind horizontal und vertikal miteinander verriegelt. Durch die sechseckige Ausgestaltung der Module 1 und deren Versatz in benachbarten Lagen 20 weist die Anordnung 2 keine durchgehenden geradlinigen Fugen auf (weder horizontal noch vertikal), welche die Tragfähigkeit und/oder die Stabilität der Anordnung 2 schwächen könnten.
Je nach der Größe der schwimmenden Plattform 3 kann diese als Plattform zur Errichtung von Wind-, Wasser- und/oder Sonnenenergieanlagen, als Bohrplattform zur Gewinnung von Rohöl, für eine Forschungsanlage, für einen Freizeitpark, für eine Hotelanlage, für einen Flughafen usw. eingesetzt werden. Hierzu kann die Anordnung mehrere Dutzend, mehrere Hundert, mehrere Tausend oder mehrere Millionen Module 1 umfassen. Diese können insbesondere in drei oder mehr Schichten, z.B. in fünf, zehn, 20, 40 oder mehr Schichten angeordnet sein.
Die 8A bis 13B zeigen mehrere Ansichten von möglichen Sonderformen von Modulen 1A bis 1H, die insbesondere für einen ebenen Abschluss einer Anordnung 2 von Modulen 1 dienen können. Eine Anordnung 2 von Modulen 1 kann einzelne, mehrere oder alle der Sonderformen von Modulen 1A bis 1H umfassen.
Das Modul 1A gemäß 8A und 8B entspricht einem halben Modul 1 gemäß 1A und 1. Dabei ist das Modul 1 gemäß 1A und 1B entlang einer ebenen Trennfläche durchtrennt, die durch die zentralen Punkte an der Oberseite 101 und der Unterseite 102 geht und senkrecht auf Seitenflächen 103 stößt.
9A und 9B zeigen zwei Sonderformen von Modulen 1B, 1C, die den zwei Teilen eines Moduls 1 entsprechen, die entstehen, wenn das Modul 1 gemäß 1A und 1B entlang einer ebenen Trennfläche durchtrennt wird, die an Kanten zwischen jeweils zwei Seitenflächen 103 senkrecht an zwei gegenüberliegende parallele Seitenflächen 103 stößt.
10A und 10B zeigen zwei Sonderformen von Modulen 1D, 1E, die den zwei Teilen eines Moduls 1 entsprechen, die entstehen, wenn das Modul 1 gemäß 1A und 1B entlang zwei ebenen Trennflächen durchtrennt wird, die jeweils von Kanten zwischen zwei Seitenflächen 103 bis zu den zentralen Punkten an der Oberseite 101 und der Unterseite 102 gehen und (optional) einen stumpfen Winkel zwischen sich einschließen.
11 A und 11B zeigen eine Sonderform, die einem halben Modul 1 gemäß 1A und 1 entspricht. Dabei ist das Modul 1 gemäß 1A und 1B entlang einer ebenen Trennfläche durchtrennt, die durch gegenüberliegende Kanten zwischen jeweils zwei Seitenflächen 103 und die zentralen Punkte an der Oberseite 101 und der Unterseite 102 geht.
12A und 12B zeigen ein Modul 1G, das nur an seiner Unterseite 102 Formschlussmittel 11, 12 aufweist. Die Oberseite 101 stellt z.B. eine durchgehend ebene Fläche dar. Hiermit kann z.B. ein ebener Abschluss an der Oberseite der Anordnung 2 geschaffen werden.
13A und 13B zeigen ein weiteres Modul 1H, das nur an seiner Unterseite 102 Formschlussmittel 11, 12 aufweist. Die Oberseite 101 stellt z.B. eine durchgehend ebene Fläche dar. Das Modul 1H entspricht dem Modul gemäß 1A und 1B, das entlang einer ebenen Trennfläche durchtrennt ist, die parallel zur Oberseite 101 und Unterseite 102 des Moduls 1 gemäß 1A und 1B verläuft, z.B. auf halber Höhe zwischen Oberseite 101 und Unterseite 102. Auch hiermit kann z.B. ein ebener Abschluss an der Oberseite der Anordnung 2 geschaffen werden.
Optional bildet ein Modul (insbesondere eines der Module gemäß 12A bis 13B) eine Rampe aus. Beispielsweise verläuft hierzu die Oberseite schräg zur Unterseite.
Allgemein ist darauf hinzuweisen, dass die Ausbildung der Erhöhungen und Vertiefungen auch vertauscht sein können, sodass Formschlussmittel in Form von Erhöhungen an einem zentralen Abschnitt des Moduls 1 oder der Module 1 angeordnet sind und Formschlussmittel in Form von Vertiefungen an Ecken des Moduls 1 oder der Module 1.
Bezugszeichenliste

1,1A-1H: Modul
10: Körper
100: Kante
101: Oberseite
102: Unterseite
103: Seitenfläche
11: Formschlusselement
110: Schräge
12: Formschlusselement
120: Schräge
13: Versiegelung
130: Kantenschutz
2: Anordnung
20: Lage
3: schwimmende Plattform
30: Tau
4: Gewässer
40: Wasseroberfläche
41: Grund

Claims

Modul (1, 1A-1H) zum Bau einer schwimmenden Plattform (3), umfassend: - ein schwimmfähiges Material und - zumindest ein Formschlusselement (11, 12) zum Aufbau eines Formschlusses mit einem passenden Formschlusselement eines benachbarten Moduls, dadurch gekennzeichnet, dass das Formschlusselement (11, 12) zumindest teilweise aus dem schwimmfähigen Material ausgebildet ist, wobei das schwimmfähige Material ein Porenbeton ist, und dass Kanten (100) des Moduls (1, 1A-1H) mit einem Kantenschutz (130) versehen sind und das Material des Kantenschutzes (130) in Poren des Porenbetons eingebracht ist.
Modul (1, 1A-1H) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (1, 1A-1H) einen sechseckigen Querschnitt aufweist.
Modul (1, 1A-1H) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Oberseite (101) und einer Unterseite (102), die jeweils größer sind, als die die Oberseite (101) mit der Unterseite (102) verbindenden Seitenflächen (103), wobei zumindest an der Oberseite (101) und an der Unterseite (102) jeweils zumindest ein Formschlusselement (11, 12) ausgebildet ist.
Modul (1, 1A-1H) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kantenschutz (130) aus einem Kunststoff besteht oder einen Kunststoff umfasst.
Modul (1, 1A-1H) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine das schwimmfähige Material vollständig umschließende Versiegelung (13), die den Kantenschutz (130) ausbildet.
Anordnung (2) zum Bau einer schwimmenden Plattform (3), gekennzeichnet durch mehrere Module (1, 1A-1H) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Anordnung (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Module (1, 1A-1H) mittels der Formschlusselemente (11, 12) formschlüssig aneinander gehalten sind.
Anordnung (2) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Module (1, 1A-1H) an den Formschlusselementen (11, 12) kraftschlüssig gehalten sind.
Anordnung (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die kraftschlüssige Halterung zumindest teilweise infolge einer Gewichtskraft besteht.
Anordnung (2) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (2) mehrere Lagen (20) aus jeweils mehreren Modulen (1, 1A-1H) umfasst.
Anordnung (2) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlusselemente (11, 12) von Modulen (1, 1A-1H) in benachbarten Lagen (20) formschlüssig in Eingriff miteinander stehen.
Schwimmende Plattform (3) gekennzeichnet durch eine Anordnung (2) nach einem der Ansprüche 6 bis 11, wobei die Anordnung (2) an einer Wasseroberfläche (40) schwimmt und an einem festen Grund (41) verankert ist.
Verfahren zur Herstellung einer schwimmenden Plattform (3) mit folgenden Schritten: - Bereitstellen mehrerer Module (1, 1A-1H) nach einem der Ansprüche 1 bis 5; und - formschlüssiges Verbinden der Module (1, 1A-1H) mittels der Formschlussmittel (11, 12) an einer Wasseroberfläche (40).
Verfahren nach Anspruch 13 zur Herstellung der schwimmenden Plattform (3) nach Anspruch 12, wobei das formschlüssige Verbinden der Module (1, 1A-1H) mittels der Formschlussmittel (11, 12) in Form einer Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 11 erfolgt.