DE2948826C2 - New anchoring system - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Anker, dessen Flunke aus einer Platte besteht, an der die Ankerleine an wenigstens einer Stelle über wenigstens eine nachgiebige Verbindung befestigt ist, die im wesent­ lichen kein Drehmoment am Befestigungspunkt einführt, wobei der Anker so ausgebildet ist, daß bei flach auf dem Boden liegendem Anker das Angriffsende gegenüber dem Boden geneigt ist zur Erleichterung des Eindringens der Platte in den Boden durch einfachen Zug an der Ankerleine.

Ein solcher Anker ist beispielsweise in der FR-PS 15 62 678 mit gekrümmter Platte, die eine Symmetrie­ ebene aufweist und deren Querschnitte durch diese Symmetrie­ ebene sowie durch Ebenen parallel zu dieser stark angenähert die Form von Kreisbögen aufweisen, beschrieben. Die Befesti­ gungseinrichtung ist hierbei in der Symmetrieebene der Platte angeordnet und so befestigt, daß Ankerseil oder Ankerkette an der Befestigungsstelle eine Kraft ausüben, die von der konvexen Plattenseite nach außen gerichtet ist. Die Befestigungseinrichtung ist im allgemeinen im Schwerpunkt der Platte oder in dessen Nähe angeordnet. Die Eintrittskante bzw. das Angriffsende der Platte weist infolge ihrer Krümmung gegenüber dem Meeresboden einen Anstellwinkel auf, der das Eindringen der Platte in den Boden durch einfachen Zug an der Ankerleine sicherstellt.

Ein solcher Anker hat jedoch den Nachteil, daß er kreisbahn­ artig in den Erdboden eindringt, wobei die mittlere Neigung der Platte bezüglich der Horizontalen während des Einsinkens zunimmt. Dies ist aber ungünstig für die Stabilität des Ankers, da sie ihm ein sehr tiefes Eingraben unmöglich macht; jede Verminderung des Eingrabens neigt dazu, daß die Platte relativ leicht freigegeben wird.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Anker der eingangs genannten Art so auszubilden, daß er ohne in einer Kreisbahn oder dergleichen in den Erdboden einzudringen, seine mittlere geringe Neigung bezüglich der Horizontalen während des Einsinkens beibehält.

Diese Aufgabe wird bei dem gattungsgemäßen Anker durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein besseres und wiederholbareres Eindringen der Flunke in den Erdboden und damit eine größere Stabilität des Ankers wird also dadurch erreicht, daß der Befestigungspunkt der Ankerleine an der Platte eine feste Lage vor dem Flächen­ schwerpunkt dieser Platte in Eingrabrichtung aufweist und daß zur anfänglichen Neigung des Angriffsendes der Platte an dieser Füße vorgesehen sind, wobei der Neigungswinkel der Platte gegenüber dem Boden 30° nicht überschreitet.

Die Stabilität des Ankers auch bei tiefem Eingraben wird während des Eingrabens kon­ stant gehalten, ohne daß zusätzliche Hilfseinrichtungen hierfür erforderlich wären. Eine Gefahr eines Verschwenkens oder Verkippens nach vorne, solange Zug auf das Ankerseil ausgeübt wird, ist nicht zu befürchten.

Das Gewicht des Ankers ist ausreichend, um zu verhindern, daß vor seinem vollständigen Eingraben er nicht nach vorne um sein Angriffsende oder um eine hierzu benachbarte Achse unter dem Einfluß von Zug kippt oder schwenkt, welcher durch die Ankerleine ausgeübt wird.

Das Minimumgewicht dieses Ankers zur Vermeidung des Nach­ teils ist eine Funktion der Art des Erdbodens und ist um so größer, je steifer der Erdboden ist.

Im übrigen wird man der Ankerleine den geringstmöglichen Querschnitt geben, der noch kompatibel mit seiner Zugfestig­ keit ist, um das Eingraben des Ankers in den Erdboden zu begünstigen.

Dieses Eingraben oder Einpflügen kann gegebenenfalls be­ günstigt werden, indem man eine Einrammtechnik verwendet.

Vorzugsweise können Einrichtungen zur Stabilisierung der Platte während ihrer Bewegung im Erdboden vorgesehen sein, beispielsweise in Form von der Platte befestigten Stabilisierungsrudern oder in Form eines Reißseils, das hinten an der Platte zur Erleichterung des Hievens befestigt ist.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachstehend erläutert. Es zeigt

- Fig. 1 schematisch eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform des Ankers,

- Fig. 1A eine Variante zu der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform,

- Fig. 2 in der Seitenansicht den auf den Boden ge­ worfenen Anker bei Beginn seines Eingrabvorgangs, die

- Fig. 3 und 4 die Bewegung des Ankers im Boden während des Eingrabens, und die

- Fig. 5 bis 10 schematisch weitere Ausführungsformen.

Die Fig. 1 und 2 zeigen ein auf den Boden 4 eines Gewässers ab­ gelegtes Verankerungssystem vor dem Eingrabvorgang, mit einem Anker, dessen Flanke aus einer Platte 1 besteht, an der eine Ankerleine 2 befestigt ist, gebildet durch eine Kette oder ein Seil.

Die Verbindung zwischen Platte 1 und Ankerleine 2 ist eine nachgiebige Verbindung, d. h. ohne Zwischenschaltung eines fest an der Platte befestigten Ankerschaftes.

Im übrigen befindet sich der Befestigungspunkt P der Anker­ leine 2 an der Platte 1 vor dem Flächenschwerpunkt G der wirksamen Fläche der Platte 1 gegen das Angriffsende 3 dieser Platte, in deren Eingrabrichtung im Boden 4 während des Eingrabens des Ankers (Fig. 3 und 4) betrachtet.

Schließlich erleichtern die Füße 5 (Fig. 2) das Eindringen des Ankers in den Boden 4, indem sie seinem Angriffsende 3 eine gegen den Boden geneigte Ausgangsneigung verleihen. Der Wert des Neigungswinkels i gegen die Horizontale überschreitet 30° nicht.

Der Anker ist ein unterirdischer Gleiter. Die Verankerung erhält man durch progressives Eintreiben der Platte 1, die im Boden 4 unter dem Einfluß der auf die Ankerleine 2 ausgeübten Kraft gleitet. Diese Kraft läßt sich in Eingrabrichtung und senkrecht zur Mittelebene des Ankers in zwei Komponenten zerlegen, die auf der Fläche des Ankers und des Erdbodens Normalbeanspruchungen n und Tangentialbeanspruchungen t ergeben. Der Anker gleitet weiter und dringt solange ein wie gilt:

t c + n tg ψ,

wobei c und ψ die Adhäsion bzw. der Reibungs­ winkel des Bodens 4 bezüglich des Ankers sind. In diesem Stadium wird der Widerstand des Ankers durch seine seitliche Reibung sichergestellt. Wenn die Ungleichheit nicht mehr festgestellt werden kann, blockiert das System, die Form ist fixiert und ihr Losreißen kann nur durch Mitreißen eines Bodenvolumens erfolgen, das die angenäherte Gestalt eines geneigten umgekehrten Kegels hat (Fig. 3).

Fig. 1A zeigt eine Variante, bei der die Ankerleine 2 sich benachbart dem Angriffsende 3 der Platte 1 in zwei Zweige 2 a und 2 b teilt, deren jeweilige Befestigungspunkte P _a und P _b an der Platte 1 sich ebenfalls vor dem Flächenschwerpunkt G, wie bei der vorhergehenden Ausführungsform, befinden.

Die Bahn des Ankers wird bestimmt durch:

• - seine Anfangslage auf dem Boden 4: die Mittelebene des Ankers bildet mit der Erdbodenoberfläche einen bestimmten Winkel i, der von der Form des Ankers abhängt, der jedoch im allgemeinen von der Größenordnung von 15° bis 25° ist;
• - von der Lage des Befestigungspunktes P der Ankerleine 2;
• - von der Form bzw. der Krümmung der Ankerleine 2, im Boden 4; diese kettenlinienartige Form bestimmt den Tangentenwinkel zur Ankerleine 2 mit der Mittel­ ebene des Ankers an ihrem Befestigungspunkt P als Funktion der Tiefe des Ankers (Fig. 3), der Fortsetzung oder Unterbrechung des Gleitvorgangs bestimmt;
• - durch die Form des Ankers, der schnelltauchende oder geradlinige Bahnverläufe oder dagegen solche ermöglicht, die asymptotisch gegen die Horizontale verlaufen.

Fig. 3 zeigt verschiedene Stellungen von Anker und Ankerleine für einen Anker mit geradlinigem Bahnver­ lauf bis zur Blockierung und bis zum Herausreißen. Man sieht, daß der Anker bis zur Stellung c′ eindringt, was für tonhaltige Böden gilt (ψ = 0).

Fig. 4 zeigt drei gekrümmte Bahnverläufe (1, 2) und (3), einer (2) davon mit horizontaler Asymptote. Diese Form ermöglicht die Herstellung eines kinematischen Gleichgewichts und eine Verankerung, die sich bei konstanter Kraft los­ reißen läßt.

Zahlreiche Ankerformen sind möglich. Sie umfassen immer wenigstens eine Platte 1, gegebenen­ falls mit Spitze (zur Begünstigung des Eindringens) oder ohne Spitze (Fig. 5 bis 10). Es können hier aber auch mehrere winklig zueinander stehende Platten in der Form eines umgekehrten Dieders und/ oder eines Pfeils vorgesehen sein. Hier können mehrere mittlere parallele Platten wie die Flügel eines Doppel­ deckers vorgesehen werden, wobei vertikale oder geneigte Führungsflächen Querruder bilden, so wie das Seitenleit­ werk eines Flugzeugs, um Instabilitätsbewegungen zu vermeiden (Fig. 9 und 10). In sämtlichen Fällen ist der Befestigungspunkt P der Ankerleine 2 wesentlich, wie eingangs beschrieben.

Zum Lichten des Ankers genügt es, an der Ankerleine vertikal oder nach hinten, gegebenenfalls mit einem anderen hinten am Anker befestigten Seil zu ziehen, um ihn in umgekehrter Richtung gleiten zu lassen.

Die neuen Anker können in Reihe oder parallel angeordnet sein. Ein Vorteil der Reihenanordnung ist darin zu sehen, daß der Anker nach vorne durch die Verankerungsleine gezogen wird und nach hinten durch die Verhakung des folgenden Ankers gehalten wird, was es ihm ermöglicht, leichter ausgerichtet zu werden, beispielsweise wenn man ihn gegen die Horizontale ziehen will, was eine sehr günstige Lage ist, da hierdurch der Winkel zwischen der Normalen zum Anker und zur Tangente an die Ankerleine ver­ größert wird. Andererseits erhöhen mehrere Anker in Reihe die Verankerungskraft. Parallel addieren die Anker auch ihre Kraft, die sie in unterschiedlichen Ebenen entwickeln, aber auch wenn sie in der gleichen Vertikalebene sind.

Die neuen Anker ermöglichen es, sehr erhebliche Kräfte, beispielsweise im Meer, in der Größenordnung von mehreren hundert Tonnen bei einem Sandboden mit einer wenig platzraubenden Ausrüstung, beispielsweise einer Platte von 2 m × 3 m, zu erhalten.

Claims (11)

1. Anker, dessen Flunke aus einer Platte besteht, an der die Ankerleine an wenigstens einer Stelle über wenigstens eine nachgiebige Verbindung befestigt ist, die im wesent­ lichen kein Drehmoment am Befestigungspunkt einführt, wobei der Anker so ausgebildet ist, daß bei flach auf dem Boden liegenden Anker das Angriffsende gegenüber dem Boden geneigt ist zur Erleichterung des Eindringens der Platte in den Boden durch einfachen Zug an der Ankerleine, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungspunkt (P; Pa, Pb) der Ankerleine (2) an der Platte (1) eine feste Lage vor dem Flächenschwerpunkt (G) dieser Platte (1) in Ein­ grabrichtung aufweist, und daß zur anfänglichen Neigung des Angriffsendes (3) der Platte (1) an dieser Füße (5) vorgesehen sind, wobei der Neigungswinkel (i) der Platte (1) gegenüber dem Boden (4) 30° nicht überschreitet.

2. Anker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungspunkt (P; Pa; Pb) der Ankerleine (2) sich in einem Abstand vom Angriffsende (3) der Platte (1) befindet, der zwischen einem Drittel und der Hälfte der Länge der Platte (1) liegt.

3. Anker nach Anspruch 1 oder 2, gekenn­ zeichnet durch wenigstens eine im wesentlichen rechteckigen Platte (1).

4. Anker nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch wenigstens eine im wesent­ lichen dreieckige Platte (1).

5. Anker nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch wenigstens eine rechteckige Platte (1), die durch wenigstens eine dreieckige, das Angriffsende (3) bildende Spitze verlängert ist.

6. Anker nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch wenigstens eine rechteckige Platte (1) mit einem über ihrer Breite dreieckigen Ausschnitt, der zwei Angriffsenden (3) bildende Spitzen definiert.

7. Anker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch zwei Platten (1) und eine Verbindung der beiden Platten (1) derart, daß ihre Ebenen einen Winkel miteinander bilden.

8. Anker nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Platten (1) in Parallelebenen ange­ ordnet sind.

9. Anker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekenn­ zeichnet durch Einrichtungen zur Stabilisierung der Bewegung der Platte (1) während des Eingrabens in den Boden (4).

10. Anker nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß diese Stabilisierungseinrichtungen durch die an der Platte (1) befestigten, als stabilisierende Querruder wirkenden Füße (5) gebildet sind.

11. Anker nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekenn­ zeichnet durch wenigstens ein Reißseil, das hinten an der Platte (1) zur Erleichterung des Hievens befestigt ist.