DE3104570C2

DE3104570C2 - Verankerung von im Meerwasser angeordneten Schwimmkörpern

Info

Publication number: DE3104570C2
Application number: DE3104570A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr. 4200 Oberhausen Lausberg
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN Gutehoffnungshutte GmbH
Priority date: 1981-02-10
Filing date: 1981-02-10
Publication date: 1986-02-06
Also published as: AU8034382A; IN156405B; GB2092664A; NO820377L; US4455108A; CA1171738A; GB2092664B; FR2499498A1; JPS639133B2; JPS57146815A; DE3104570A1

Abstract

Verankerung für im Meerwasser auf Schwimmkörpern angeordnete Anlagen, bestehend aus einer Anzahl von Zugkraft-Übertragungsgliedern zwischen den Schwimmkörpern und den auf dem Meeresgrund ruhenden Widerlagern, bei der die Zugkraft-Übertragungsglieder an ihren Enden mittels Gelenken an den Schwimmkörpern und/oder an den Widerlagern angeschlossen sind, und bei der das einzelne Gelenk aus einer Innenkugel und einer diese zumindest 240 ° umschließenden Außenkugel besteht, wobei je eine der beiden Kugeln mit einem Zapfen zur Verriegelung im Widerlager oder mit einer Vorrichtung zur lösbaren Befestigung des Zugkraft-Übertragungsgliedes versehen ist, und wobei eine oder beide Kugeln an den einander zugewandten sphärischen Flächen Zonen aufweisen, die mit reibungs- und verschleißarmen Werkstoffauflagern ausgerüstet sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verankerung von im Meerwasser angeordneten Schwimmkörpern mittels stets entgegen ihrem Auftrieb unter Vorspannung stehenden Zugkraft-Übertragungsgliedern, die abkuppelbar und gelenkig am Schwimmkörper und/oder einem Fundament auf dem Meeresgrund bzw. Widerlagern angeschlossen sind.

Ein derartiges Verankerungssystem ist aus der US-Zeitschrift »Ocean Industry« Februar 1980, Seiten 35 bis bekannt. Dort ist eine »TENSION LEG PLATFORM (TLP)« beschrieben, die mittels entgegen ihrem Auftrieb unter Vorspannung stehenden Zugkraft-Übertragungsgliedern derart verankert ist, daß diese stets nur auf Zug beansprucht sind. Als Zugkraft-Übertra-

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gungsglieder können beispielsweise Seile oder Rohre nes starren Armes dreh- und schwenkbar in verhältnisdienen. Dabei sind diese Zugkraft-Übertragungsglieder mäßig geringer Wassertiefe verankert sind.
; an ihren oberen und unteren Enden abkuppelbar und Weiterhin sind Festmachebojen und dergleichen gelenkig befestigt Die bekannten Gelenk« weisen au- Schwimmkörper bekannt, die mittels mehrerer im Abßerlich eine kugelähnliche Gestalt auf (S. 37 a. a. O.) und 5 stand und parallel zueinander angeordneter steifer Verwurden von der NASA für Raketen und Helikopter bindungsglieder mit einem unterseeischen Ankerstern entwickelt. Sie bestehen in Sandwich-Bauweise aus zu- unter Zwischenschaltung von Kreuz- oder Kugelgelensammenvulkanisierten Gummi/Stahl-Schichten. Dies ken verbunden sind, wie aus der DE-AS 21 31 200 und hat zur Folge, daß bei größeren Auslenkungen ein er- der DE-OS 25 54 447 hervorgeht Auch hier sind zughebliches Rfekstellmoment aufgebaut wird, was wegen io und drucksteife starre Verbindungsglieder vorgesehen, der unvermeidlichen Alterungsprozesse deren Lebens- die eine Verwendung nur in verhältnismäßig geringen dauer sehr begrenzt Meerestiefen zulassen, so daß nur begrenzte Auftriebs-Die Zugkraft-Übertragungsglieder sind im Regelfall kräfte vorkommen. Außerdem werden in der DE-OS als Rohr-Elemente ausgebildet, die nur auf Zug bean- 25 49 859 und der DE-Zeitschrift »Meerestechnik« (mt) sprucht und ausgelegt sind und von denen daher Biege- is 1980 Nr. 3, Seiten 113 bis 115 Anordnungen zur Verbinkräfte ferngehalten werden müssen, weshalb bei derar- dung einer im Abstand von der Wasseroberfläche angetigen Verankerungssystemen die Anlenkvorrichtung ordneten Überwasserplattform und einem am Meeresder Enden der Zugkraft-Übertragungsglieder an den boden verankerten Fundament vorgeschlagen, die aus Schwimmkörpern und/oder an dem Fundament bzw. einem rohrartigen, eine Ölleitung aufnehmenden Hohl-Widerlager entsprechend auszubilden ist Darüber hin- 20 körper bestehen, der über ein teilweise hohles mit minaus ist bei der Gestaltung und Auslegung zu berücksich- destens einem Zugglied versehenes Kugelgelenk mit tigen, daß diese Anlenkpunkte überhaupt nicht oder nur dem Fundament verbunden ist Dabei werden die Zugunter ganz außergewöhnlich schwierigen Umständen und Druckkräfte über eine kardanisch gelagerte Zugbegangen bzw. begutachtet werden können, wenn sie stange übertragen. Auch bei der letzterer Anordnung ■ erst einmal am Meeresgrund in 200 bis 250 m Tiefe ver- 25 ist die Verwendung auf verhältnismäßig geringe Mee-ί ankert sind. In diesen Tiefen ist eine Begehung — auch restiefen beschränkt, weil derartige Türme von mehr als ;' durch Spezialtaucher — zur Zeit kaum möglich, und 200 m Höhe ein außerordentlich hohes Gewicht bei gels insbesondere ist es nicht möglich, irgenwelche Wartung nngem Auftrieb aufweisen.

[ oder Instandsetzungsarbeiten durchzuführen. Eine In- Bei den vorgeschlagenen Kreuz- oder Kugelgelenken

[; spektion ist nur möglich, wenn die gesamte Anlage an 30 handelt es sich um Gestaltungen, die hohen Zugkräften

S| Land gebracht wird. Es ist bekannt welche immense nicht gewachsen sind und die im übrigen in kürzeren

% Schwierigkeiten und Kosten dies verursacht Zeitabständen Inspektionen und Wartungsarbeiten be-

\j Daher ist bei der Ausbildung dieser Einrichtungen dürfen; letztere sind in großen Tiefen jedoch nicht

i jede mögliche Sorgfalt darauf zu richten, daß die Veran- durchführbar.

L kerung über einen langen Zeitraum störungs- und war- 35 Von diesen bekannten Gestaltungsformen unter-

fi lungsfrei arbeitet scheidet sich der erfindungsgemäße Vorschlag dadurch

ί Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die grundlegend, daß er an die eingangs geschilderte Aufga-

• Verankerung der eingangs genannten Art so auszuge- be besonders vorteilhaft angepaßt ist und eine gcgen-

)} stalten, daß sie für einen Zeitraum von mindestens 10 bis über dem gattungsgemäßen und auch dem aligemeinen

\i 15 Jahren ohne jegliche Inspektion oder Wartung im 40 Stand der Technik sprunghafte Verbesserung darstellt

ί i; Seewasscr in 200 bis 250 m Tiefe voll funktionsfähig und Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird erreicht,

y störungsfrei arbeiten. Dazu gehört daß die gegeneinan- daß auch bei starker Auslenkung der Zugkraft-Übertra-

% der bewegten Teile ihre Funktion nahezu verschleißfrei gungsglieder keinerlei Rückstellkräfte auftreten und

und reibungsarm ausführen, und daß alle wichtigen Tei- sich auch kein materialbedingter Verschleiß — wie bei

h Ie dem Seewasserangriff entzogen bzw. demgegenüber 45 einem Gummiwerkstoff — einstellen kann. Durch das

h geschützt sind. Zusammenspannen der Kugelhalbschalen mittels Dehn-

|| Die Lösung dieser Aufgabe bei einer derartigen gat- schrauben kann das Spiel zwischen Innen- und Außen-

!" tungsgemäßen Verankerung besteht darin, dab jede Ge- kugel unter Berücksichtigung der auftretenden sehr er-

!·! lenkverbindung aus einer Innenkugel und einer diese heblichen Zugspannungen durch Einstellen einer ent-

!)' zumindest um 240° umschließenden Außenkugel be- so sprechenden Vorspannung auf den günstigsten Wert

\i steht, die aus zwei Halbschalen gebildet ist, weiche ring- festgelegt werden.

förmige Flansche und in diese eingelassene Paßfedern Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in

und Dichtelemente aufweisen und mittels als Spannglie- den Unteransprüchen angegeben,

der wirkender Dehnschrauben die Innenkugel umschüe- Eine wichtige Maßnahme der Erfindung besteht in

Bend zusammengespannt sind. 55 der Anordnung der reibungs- und verschleißarmen

Es ist an sich bekannt, schwimmende Anordnungen, Werkstoffauflagen. Diese sind erfindungsgemäß mit

/. B. eine schwimmende Plattform mit Hilfe von Kugel- Vertiefungen sowie in diese mündenden Zuführöffnun-

gelenken mit auf dem Meeresgrund befindlichen AnIa- gen zum Einleiten eines Schmiermittels versehen, wobei

gen zu verbinden. So wird mit der DE-OS 26 06 833 ein ferner diese Vertiefungen ein geschlossenes Kanalsy-

Verbindungsvorrichtung vorgeschlagen, bei der eine 60 stern bilden können.

schwimmende Plattform an einem Arm angeschlossen Eine wesentliche Gestaltungsmaßnahme nach der Erist, welcher mittels eines Kugelgelenks an einem Veran- findung besteht jedoch darin, daß die Vertiefungen fläkerungskopf einer unterseeischen Station gelenkig gela- chenh".ft ausgebildet sein können, also die Form von gert ist. Dabei soll vor allem eine freie Drehung der Taschen haben, die umfangsverteilt angeordnet sind.
Plattform um die Verankerungsstation möglich und im 65 Weiterhin können die Werkstoffauflagen aus einem Notfall die Plattform schnell von der Verankerung lös- flexiblen Kunststoff mit guten Dicht- und Gleiteigenbar und freigebbar sein. Dieser Vorschlag eignet sich schäften bestehen, beispielsweise aus PTFE,
bestimmungsgemäß nur für Plattformen, die mittels ei- Von besonderer Bedeutung für die günstigen Gleitei-

genschaften der Vorrichtung nach der Erfindung ist die Maßnahme, daß die Zuführöffnungen mit einer zentralen Hochdruck-Schniiermittelumlauf-Vorrichtung verbunden sind, durch welche das Schmiermittel unter konstantem Druck durch die Leitungen in die Vertiefungen der Werkstoffauflagen gepreßt wird.

Durch diese Ausbildung wird zwischen den einander zugewandten sphärischen Flächen der Kugelschalen eine schwimmende, nahezu reibungsfreie Lagerung erzielt, wobei ein besonderer Vorteil darin besteht, daß der durch das Druckmittel freigehaltene Gleitspalt zwischen den sphärischen Kugelflächen konstant gehalten werden kann. Infolge der Zugspannung tritt im Betriebszustand die Anpreßkraft nur in dem oberen Bereich auf. während der untere Bereich entlastet ist. Trotzdem kann der Gleitspalt im oberen und unteren Bereich gleichgroß gehalten werden, wenn mittels entsprechender Meßgeräte die Größe des Spaltes in diesem Bereichen kontinuierlich gemessen und das Meßergebnis zu einem Steuersignal verarbeitet wird, durch welches der Druck des Druckmittels in oberem Bereich solange erhöht wird, bis der Gleitspalt in allen Punkten der Kugelflächen gleichgroß ist Auf diese Weise können die beiden Kugelschalen gegeneinander exakt zentriert werden.

Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß jede der beiden Kugelzonen unterhalb und oberhalb des Kugeläquators mit in eine Anzahl von Sektoren aufgeteilten Vertiefungen versehen ist, und daß jede dieser Vertiefungen mit mindestens je einer der Zuführöffnungen und Zuführungsleitungen für das Hochdruckschmiermittel versehen ist, und daß die Zuführungsleitungen von einer Ringleitung ausgehen, die mit der zentralen Hochdruck-Schmiermittelumlauf-Vorrichtung in Verbindung steht. Die Ausgestaltung ist weiterhin in der Weise getroffen, daß jede der Vertiefungen mit mindestens einer im mittleren Bereich einmündenden Zuführöffnung für das Hochdruckschmiermittel und mit die Vertiefungen der sphärischen Kugelzonen nach oben und unten abdichtenden Dichtesten versehen ist, und daß oberhalb und unterhalb dieser Dichtieisten die Kugelzonen nach unten und oben abschließende, umlaufende Leck-Ringkanäle angeordnet sind, welche mittels weiterer umlaufender Leck-Ringdichtungen abgeschlossen sind, und daß in den Leck-Ringkanälen angebrachte Schmiermittel-Abführöffnungen mit den Schmiermittel-Abführungsleitungen in Verbindung stehen.

Hierbei ist es ferner vorteilhaft, daß die umlaufenden Leck-Ringdichtungen aus mindestens einer unter der Wirkung einer Vorspannung an die sphärische Innenfläche der Außenkugel angepreßten umlaufenden Dichtlippe und einem die Kugelzone nach oben und unten abschließenden umlaufenden Backring bestehen. Dabei sind die umlaufenden Dichtlippen an umlaufenden, in Ringnuten der Innenkugel eingelassenen Dichtungshalterungen angeordnet und stehen unter dem Vorspanndruck von umlaufenden O-Ringen aus einem hochelastischen Werkstoff. Ferner können die umlaufenden Backringe ebenfalls an den Dichtungshalterungen befestigt sein.

Zur seewasserdichten Abschirmung der wichtigen Teile der Konstruktion, vor allem, um ein Eindringen von Seewasser auch in die Randbereiche des Gleitspalts zu vermeiden, besteht ein weiteres wesentliches Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung darin, daß der Bereich der kreisförmigen öffnung der Außenkugel von höchstens 120°, aus dem der Zapfen zur Verriegelung im Fundament oder die Befestigungsvorrichtung zur lösbaren Befestigung des Zugkraft-Übertragungsgliedes herausragen, mittels eines flexiblen Schutzbalgs gegenüber dem Seewasser abgeschlossen ist, der mittels einer dichten Anschlußkonstruktion an einerseits die Außenkugel und andererseits den Zapfen bzw. die Vorrichtung angeschlossen ist. Durch diese Maßnahme wird ein dichter Abschluß gegenüber dem Seewasser erzielt. Es ist allerdings erforderlich, den Außendruck des Seewassers durch ein im Inneren der Abschirmung vorhandenes Druckmedium auszugleichen, um eine übermäßige Druckbelastung und sich daraus ergebende Verformung des Schutzbalgs zu vermeiden. Das Druckmedium kann Luft oder ein Gas oder ein flüssiges Druckmittel sein.

Eine andere Lösung dieses Problems kann erfindungsgemäß auch darin bestehen, daß der Bereich der kreisförmigen öffnung der Außenkugel von höchstens 120°, aus dem der Zapfen zur Verriegelung im Fundament oder die Befestigungsvorrichtung zur lösbaren Befestigung des Zugkraft-Übertragungsgliedes herausragen, mittels einer Luftglockenvorrichtung gegenüber dem Seewasser abgeschlossen ist, die aus einem die kreisförmige öffnung der Außenkugel bis zu dem aus dieser herausragenden Zapfen oder der Befestigungsvorrichtung umschließenden Luftkissen besteht, welches nach oben von einer an die Außenkugel oder an die Befestigungsvorrichtung luftdicht angeschlossenen, nach unten offenen stählernen Halbschale besteht, deren unterer, nach unten offener Teil so hoch vom Seewasser gefüllt ist, daß der Luftdruck dem Wasserdruck entspricht Die das Luftkissen umschließende, nach unten offene stählerne Halbschale ist nach oben luftdicht an die Außenkugel oder an die Befestigungsvorrichtung angeschlossen. Trotzdem ist damit zu rechnen, daß der Luftinhalt des Luftkissens sich allmählich etwas verringert, weil Luftteilchen durch das Seewasser hindurch entweichen können, oder weil die Abdichtung der umschließenden stählernen Halbschale doch im Laufe langer Zeit etwas luftdurchlässig wird, was nie auszuschließen ist Da eine Inspektion und/oder Instandsetzung nicht liiofjlich ist muß für diesen Fall Vorsorge getroffen werden. Es wird daher erfindungsgemäß weiter vorgeschlagen, daß zur Regelung der Höhe des Seewasserniveaus in der Luftglockenvorrichtung ein Schwimmer dient der an einen Signalgeber angelenkt ist, und daß durch den Signalgeber ein die Zuströmung von hochgespannter Luft aus einer Hochdruck-Luftquelle über eine Speiseleitung steuerndes Regelventil betätigbar ist

Die Ausbildung der Verankerung für derartige im Meerwasser auf Schwimmkörpern oder Halbtauchern angeordnete Anlagen nach den Vorschlägen der Erfindung ermöglicht unter Ausnutzung des Auftriebs eine Abspannung dieser Schwimmkörper mittels gelenkiger Anschlüsse, durch welche Biegekräfte von den Zugkraft-Übertragungsgliedern nahezu völlig ferngehalten werden, so daß deren Auslegung lediglich Lastannahmen unter Berücksichtigung der Zugspannung zugrunde gelegt werden können. Durch die Merkmale der Erfindung wird eine Anlenkung der Zugkraft-Übertragungsglieder geschaffen, bei der die Bewegungen der unter der Last hoher Zugkräfte stehenden Übertragungsglieder äußerst reibungsarm und nahezu verschleißfrei auf die anschließenden Konstruktionsteile übertragen werden, ohne daß es in absehbaren Zeitabschnitten einer Inspektion oder gar Überholung bedarf. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Verankerung mit zwei unterschiedlichen Ausführungen der Seewasser-Abschmierung;

F i g. 2 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Verankerung in einer abgewandelten Ausführung, mit den beiden Seewasser-Abschmierungen wie in F i g. 1;

Fig.3 einen Teilschnitt durch die Kugelschalen in vergrößertem Maßstab;

F i g. 4 beispielsweise die Anordnung der Verankerungsvorrichtung bei einer Schwimmkörper-Anlage.

Wie aus F i g. 1 und 2 ersichtlich ist, ist der Zugkraft-Übertragungsglied 1 an seinem Ende in einer Muffe 2 gefaßt, die in nicht dargestellter Weise formschlüssig mit einer Verbindungshülse 3 kuppelbar ist, welche mit der Außenkugel 4 bzw. der Innenkugel 5 einstückig verbunden ist. Ferner ist die Innenkuge! 5 bzw. die Außenkugel 4 mittels eines einstückig verbundenen Zapfens 6 im Fundament Foder einem Widerlager W fest verankert.

Die Innenkugel 5 weist oberhalb und unterhalb des horizontalen Äquators Kugelzonen Z auf, die mit Werkstoffauflagen 7 aus PTFE versehen sind. Da der Werkstoff PTFE unter Druck kriecht, sind die Werkstoffauflagen 7 in entsprechenden Vertiefungen (siehe F i g. 3) eingesetzt, so daß eine allseitige Einkammerung entsteht.

Die Außenkugel 4 besteht aus zwei Halbschalen 4a und Ab, die mittels ihrer Flansche Sa, Sb durch Dehnschrauben 9,10 zusammengehalten sind, die als Spannglieder dienen. In die Trennfuge zwischen den beiden Kugel-Halbschalen 4a, Ab sind Paßfedern 11,11a sowie die Rundschnurdichtungen als Dichtelemente 12 eingelassen.

Wie aus F i g. 3 hervorgeht, sind die Werkstoffauflagen 7 aus PTFE mit einer flächenartigen Vertiefung 13 versehen, die eine vertiefte allseits von den Dichtleisten 17 eingefaßte Tasche bilden, in die durch die Zuführöffnung 14 ein Druckmittel eingeleitet wird. Das Drur¹—.ittel aus einer Hochdruck-Schmiermittelumlauf-Vorrichtung wird den Zuführöffnungen 14 aus Ringleitungen 16 über Zuführungsleitungen 15 zugeführt

Aus der F i g. 3 ist weiterhin ersichtlich, daß in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Zuführungsöffnungen 14 im mittleren Bereich der taschenartigen Vertiefungen 13 münden, die eine Anzahl von Sektoren über die ganze Kugelzone Z aufgeteilt sind. Oberhalb und unterhalb der bereits erwähnten Dichtleisten 17, durch die die taschenartigen Vertiefungen 13 allseits umschlossen sind, sind umlaufende Leck-Ringkanäle 18 vorhanden, die durch die ebenfalls umlaufenden Leck-Ringdichtungen D nach oben und unten abgeschlossen sind. In diesen Leck-Ringkanälen 18 sind Schmiermittel-Abführöffnungen 19 angebracht, an die die Schmiermitlel-Abführungsleitungen 20 angeschlossen sind, die in Ringleitungen 21 münden.

Die Leck-Ringdichtungen D bestehen aus Dichtungshalterungen 24, die in umlaufende Ringnuten 24a eingesetzt sind. An den aus einem Dichtungswerkstoff bestehenden Dichtungshalterungen 24 sind die die Abdichtung der Leck-Ringkanäle 18 bewirkenden Dichtlippen 23 befestigt, die an der sphärischen Innenfläche Ac der Außenkugel 4 anliegen. Die Dichtlippen 23 stehen unter dem Vorspanndruck von umlaufenden O-Ringen 25, die ebenfalls in den Dichtungshalterungen 24 angeordnet sind. Durch die O-Ringe 25 wird eine dauernde Anpressung der Dichtlippen 23 bewirkt Anstelle der O-Ringe 25 können auch andere gleichwirkende Federelemente die Andrückung bewirken. Die Leck-Ringdichtung D wird nach oben und unten durch einen umlaufenden Backring 22 abgeschlossen; diese sind ebenfalls an den Dichtungshalterungen 24 angebracht. Die Backringe 22 dienen dem Schutz der Dichtungsanordnung gegen Eindringen von Verschmutzungen und Fremdkörpern, durch welche die Dichtlippen 23 beschädigt werden könnten.

Durch diese Anordnung wird eine besonders wirksame Hochdruck-Schmierung der Kugelzonen Z ermöglicht, weil der Druck, ohne daß gefährliche Leckagen befürchtet werden müssen, derart gesteigert werden kann, daß eine schwimmende Flüssiglagerung der Innenkugel 5 in der Außenkugel 4 und eine genaue Justierung und Zentrierung der Kugeln ineinander hergestellt und aufrechterhalten werden kann.

Etwa aus den taschenförmigen Vertiefungen 13 über deren Dichtleisten 17 austretendes Leck-Schmiermittel wird in den Leck-Ringkanälen 18 aufgefangen und durch die Schmiermittel-Abführöffnungen 19 über die Abführungsleitungen 20 und die Ringleitungen 21 abgeleitet und dem Schmiermittel-Kreislauf wieder zugeführt

Aus den F i g. 1 und 2 sind zwei verschiedene Arten von Konstruktionen für die Abschirmung der kreisförmigen öffnung 29 in der Außenkugel 4 gegen das Eindringen von Seewasser in den Gleitspalt ersichtlich.

Auf der linken Seite ist ein flexibler Schutzbalg 26 dargestellt der mittels einer dichten Anschlußkonstruktion 27,28 an einerseits die Außenkugel 4 und andererseits den Zapfen 6 oder die Befestigungsvorrichtung 2,3 angeschlossen ist Der Raum innerhalb des Schutzbalgs 26 ist in nicht dargestellter Weise mit einem Druckmittel, beispielsweise mit einem neutralen Gas oder einer neutralen Flüssigkeit gefüllt, welches unter einem Druck steht der etwa dem Außendruck des Seewassers entspricht.

Der Bereich der kreisförmigen öffnung 29 der Außenkugel 4 kann auch mittels einer Luftglockenvorrichtung LVgegenüber dem Seewasser abgeschlossen sein, wie dies in F i g. 1 und 2 (rechte Seite) dargestellt ist. Die Dichtung wird hier durch ein Luftkissen L bewirkt, welches nach oben von einer an die Außenkugel 4 — F i g. 1 — oder an die Befestigungsvorrichtung 2,3 — F i g. 2 — luftdicht angeschlossene, nach unten offene stählerne Halbschale 30, 31 eingeschlossen ist, wobei der untere, nach unten offene Teil der Halbschale 30, 31 so hoch vom Seewasser gefüllt ist, bis der Luftdruck dem Wasserdruck entspricht.
Um etwa doch auftretende Luft-Leckverluste auszugleichen ist ein Schwimmer 32 vorgesehen, der an einen Signalgeber 33 angelenkt ist und der dann ein Steuersignal auslöst, wenn das Seewasserniveau N um einen eingestellten Betrag über das vorgesehene Niveau ansteigt Durch das Steuersignal wird ein Regelventil 35 betätigt, durch welches über die Speiseleitung 34 aus einer nicht dargestellten Hochdruck-Luftquelle eine bestimmte Menge hochgespannter Luft zuströmt, bis das voreingestellte Seewasserniveau Λ/wieder erreicht ist

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verankerung von im Meerwasser angeordneten Schwimmkörpern mittels entgegen ihrem Auftrieb stets unter Vorspannung stehenden Zugkraft-Übertragungsgliedern, die abkuppelbar und gelenkig am Schwimmkörper und/oder einem Fundament auf dem Meeresgrund bzw. Widerlagern angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Gelenkverbindung aus einer Innenkugel (5) und einer diese zumindest um 240° umschließenden Außenkugel (4) besteht, die aus zwei Halbschalen (4a, 4b) gebildet ist, welche ringförmige Flansche (8a, Sb) und in diese eingelassene Paßfedern (11, Wa) und Dichtelemente (12) aufweisen und mittels als Spannglieder wirkender Dehnschrauben (9,10) die Inaenkuge.' (5) umschließend zusammengespannt sind.

2. Verankerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder beide der Kugeln (4,5) an den einander zugewandten spärischen Flächen Kugelzonen (Z) aufweisen, die mit reibungs- und verschleißarmen Werkstoffauflagen (7) ausgerüstet sind.

3. Verankerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die reibungs- und verschleißarmen Werkstoffauflagen (7) mit Vertiefungen (13) sowie in diese mündenden Zuführöffnungen (14) zum Einleiten eines Schmiermittels versehen sind.

4. Verankerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß die Vertiefungen (13) flächenhaft ausgebildet sind und die Zuführöffnungen (14) mit einer zentralen Hochdruck-Schmiermittelumlauf-Vorrichtung verbunden sind, durch welche das Schmiermittel unter konstantem Druck durch Zuführungsleitungen (15) in die Vertiefungen (13) der Werkstoffauflagen (7) gepreßt wird.

5. Verankerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden Kugelzonen (Z) unterhalb und oberhalb des Kugeläquators mit in eine Anzahl von Sektoren aufgeteilten Vertiefungen (13) versehen ist, und daß jede dieser Vertiefungen

(13) mit mindestens je einer der Zuführöffnungen

(14) und Zuführungsleitungen (15) für das Hochdruckschmiermittel versehen ist, und daß die Zuführungsleitungen (15) von einer Ringleitung (16) ausgehen, die mit der zentralen Hochdruck-Schmiermittelumlauf-Vorrichtung in Verbindung steht.

6. Verankerung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Vertiefungen (13) mit mindestens einer im mittleren Bereich einmündenden Zuführöffnung (14) für das Hochdruckschmiermittel und mit die Vertiefungen (13) der sphärischen Kugelzonen (Z) nach oben und unten abdichtenden Dichtleisten (17) versehen ist, und daß oberhalb und unterhalb dieser Dichtleisten (17) die Kugelzonen (Z) nach unten und oben abschließende, umlaufende Leck-Ringkanäle (18) angeordnet sind, welche mittels weiterer umlaufender Leck-Ringdichtungen (D) abgeschlossen sind, und daß in den Leck-Ringkanälen (18) angebrachte Schmiermittel-Abführöffnungen (19) mit Schmiermittel-Abführungsleitungen (20) in Verbindung stehen.

7. Verankerung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufenden Leck-Ringdichtungen (D) aus mindestens einer unter der Wirkung einer Vorspannung an die sphärische Innenfläche (4c) der Außenkugel (4) angepreßten umlaufenden Dichtlippe (23) und einem die Kugelzone (Z) nach oben und unten abschließenden umlaufenden Backring (22) bestehen.

8. Verankerung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufenden Dichtlippen (23) an umlaufenden, in Ringnuten (24a^der Innenkugel (5) eingelassenen Dichtungshalterungen (24) angeordnet sind, und daß sie unter dem Vorspanndruck von umlaufenden O-Ringen (25) aus einem hochelastischen Werkstoff stehen.

9. Verankerung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich der kreisförmigen Öffnung (29) der Außenkugel (4) von höchstens 120°, aus dem der Zapfen (6) zur Verriegelung im Fundament (F) oder die Befestigungsvorrichtung (2, 3) zur lösbaren Befestigung des Zugkraft-Übertragungsgliedes (1) herausragen, mittels eines flexiblen Schutzbalgs (2ri) gegenüber dem Seewasser abgeschlossen ist, der mittels einer dichten Anschlußkonstruktion (27, 28) an einerseits die Außenkugel (4) und andererseits den Zapfen (6) bzw. die Befestigungsvorrichtung (2,3) angeschlossen ist.

10. Verankerung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich der kreisförmigen öffnung (29) der Außenkugel (4) von höchstens 120°, aus dem der Zapfen (6) zlt Verriegelung im Fundament (F) oder die Befestigungsvorrichtung (2, 3) zur lösbaren Befestigung des Zugkraft-Übertragungsgliedes (1) herausragen, mittels einer Luftglockenvorrichtung (LV) gegenüber dem Seewasser abgeschlossen ist, die aus einem die kreisförmige öffnung (29) der Außenkugel (4) bis zu dem aus dieser herausragenden Zapfen (6) oder der Befestigungsvorrichtung (2, 3) umschließenden Luftkissen (L) besteht, welches nach oben von einer an die Außenkugel (4) oder an die Befestigungsvorrichtung (2, 3) luftdicht angeschlossenen nach unten offenen stählernen Halbschale (30,31) eingeschlossen ist, deren unterer, nach unten offener Teil so hoch vom Seewasser gefüllt ist, daß der Luftdruck, dem Wasserdruck entspricht.

11. Verankerung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der Höhe des Seewasserniveaus (N) in der Luftglockenvorrichtung (LV)ein Schwimmer (32) dient, der an einen Signalgeber (33) angelenkt ist, und daß durch den Signalgeber (33) ein die Zuströmung von hochgespannter Luft aus einer Hochdruck-Luftquelle über eine Speiseleitung (34) steuerndes Regelventil (35) betätigbar ist.