EP3070205A1 - Gründungspfahl für eine windenergieanlage - Google Patents

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EP3070205A1
EP3070205A1 EP16160429.3A EP16160429A EP3070205A1 EP 3070205 A1 EP3070205 A1 EP 3070205A1 EP 16160429 A EP16160429 A EP 16160429A EP 3070205 A1 EP3070205 A1 EP 3070205A1
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EP
European Patent Office
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foundation pile
recess
segment
segments
recesses
Prior art date
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Application number
EP16160429.3A
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English (en)
French (fr)
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EP3070205B1 (de
Inventor
Daniel Bartminn
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RWE Renewables Europe and Australia GmbH
Original Assignee
RWE Innogy GmbH
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Publication date
Application filed by RWE Innogy GmbH filed Critical RWE Innogy GmbH
Priority to PL16160429T priority Critical patent/PL3070205T3/pl
Publication of EP3070205A1 publication Critical patent/EP3070205A1/de
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Publication of EP3070205B1 publication Critical patent/EP3070205B1/de
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D27/00—Foundations as substructures
    • E02D27/32—Foundations for special purposes
    • E02D27/42—Foundations for poles, masts or chimneys
    • E02D27/425—Foundations for poles, masts or chimneys specially adapted for wind motors masts
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H12/00—Towers; Masts or poles; Chimney stacks; Water-towers; Methods of erecting such structures
    • E04H12/02—Structures made of specified materials
    • E04H12/08—Structures made of specified materials of metal
    • E04H12/085—Details of flanges for tubular masts
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H12/00—Towers; Masts or poles; Chimney stacks; Water-towers; Methods of erecting such structures
    • E04H12/34—Arrangements for erecting or lowering towers, masts, poles, chimney stacks, or the like
    • E04H12/342—Arrangements for stacking tower sections on top of each other
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H12/00—Towers; Masts or poles; Chimney stacks; Water-towers; Methods of erecting such structures
    • E04H12/003—Access covers or locks therefor

Definitions

  • the invention relates to a foundation pile with at least two foundation pile segments whose longitudinal axes are substantially collinear with each other.
  • the present invention relates to a foundation pile for wind turbines, which are designed in particular for offshore use.
  • the respective foundation pile segments are assembled from so-called pipe sections.
  • Each pipe shot is in turn made of a sheet metal, which is bent in accordance with the shape of the foundation pile to be produced such that the material or sheet edges which are opposite one another in the bent state can be welded together.
  • the welding of the opposing sheet edges by means of a longitudinal weld.
  • the foundation pile is then assembled from a plurality of correspondingly formed pipe sections by connecting adjoining pipe sections by means of a respective circumferential weld so that the respective longitudinal axes of the pipe sections run collinear to each other.
  • the present invention has for its object to provide a foundation pile, the production is made possible in a shorter time, the cheaper is, and further has improved Umströmungseigenschaften by a fluid (air or water).
  • a foundation pile comprising at least two foundation pile segments which are interconnected such that their longitudinal axes are substantially collinear, at least two of the foundation pile segments each having a recess in their jacket walls.
  • a recess in a jacket wall of the foundation pile segment is to be understood as a material recess / opening / passage opening in the jacket wall.
  • collinear longitudinal axes mean that the longitudinal axes substantially coincide with each other, i.e. that they do not have a lateral offset from one another.
  • the connection of the individual foundation pile segments takes place in particular by means of a welding of the end-side end edges of the foundation pile segments with each other.
  • the foundation pile according to the invention offers the advantage that fewer longitudinal weld seams and circumferential weld seams are necessary for its production. Because the opposite side edges or material edges or sheet edges of the respective foundation pile segments need not be connected to each other by means of a longitudinal weld. Furthermore, the round weld by means of which mutually adjacent foundation pile segment are welded together, must not be formed continuously, ie, the round weld does not have to extend around the entire circumference of the foundation pile segments.
  • each of the foundation pile segments having a recess which extends over the entire height of the foundation pile segment and has a width of one meter, can be saved in this way welds with a total length of eight meters, when the foundation pile segments are connected to each other in an angular offset, that the recesses of the foundation pile segments also in such an angular offset each other are arranged so that they do not merge into each other.
  • three meters of longitudinal seam are saved (two by three meters), and the round weld does not have to be continuous, but can have a gap of one meter each in the area of the recesses.
  • the foundation pile according to the invention consequently has a shortened production time. Furthermore, the foundation pile according to the invention is less expensive in terms of its manufacture and less expensive than founding piles known from the prior art, since less welding seams are necessary for its production. Furthermore, the foundation pile according to the invention offers aerodynamic advantages, because the recesses in the respective foundation pile segments can be arranged such that penetration of a fluid, ie of air or water (the latter in the offshore use), into the foundation pile in and leakage of the fluid from the foundation pile out is simplified, so that the foundation pile provides a reduced attack surface for air and / or water.
  • a fluid ie of air or water
  • Another advantage of the foundation pile according to the invention is that a cathodic corrosion protection can also act on the outside of the foundation pile both inside the foundation pile, so that only a single corrosion protection system has to be used. Furthermore, the foundation pile according to the invention offers the advantage of improved pile driving, since the foundation pile has a lower axial rigidity.
  • the foundation pile is preferably designed such that at least one of the foundation pile segments has at least two recesses which are arranged offset in angle to one another.
  • the two recesses are preferably angularly offset by 180 ° to each other. This offers the advantage that a fluid flowing around the foundation pile, ie air and / or water, can penetrate into the foundation pile through a recess and exit from the foundation pile through the recess opposite this recess.
  • the appropriately designed foundation pile thus has a reduced attack surface and a reduced resistance to air and / or water.
  • the recesses may advantageously be arranged at the height of the foundation pile in which the water edge runs. Shafts can thus penetrate via a recess in the foundation pile and exit via the opposite recess from the foundation pile again.
  • the foundation pile is preferably designed in such a way that, in at least one foundation pile segment, the recess / recesses extend up to at least one end face, preferably up to both end faces of the foundation pile segment.
  • the respective recesses preferably extend as far as the end face, preferably as far as the two end faces of the foundation pile segment having the recess.
  • the foundation pile segment When the recess / recesses extend to both ends of the foundation pile segment, the foundation pile segment has a C-shaped cross section.
  • the foundation pile is preferably designed such that two adjoining foundation pile segments are connected to one another such that the recess / recesses are closed off or bounded on the face side by the axially adjacent foundation pile segment.
  • the appropriately designed foundation pile offers the advantage that adjoining foundation pile segments do not have to be welded together over their entire circulation length, so that the total weld seam length for producing the foundation pile is reduced. Furthermore, a corresponding trained foundation pile on increased stability, since the individual recesses of the foundation pile segment do not merge into each other.
  • the appropriately designed foundation pile has in comparison to an open C-profile increased flexural rigidity and increased torsional rigidity.
  • the foundation pile is formed such that the two adjoining foundation pile segments each have at least one recess, wherein the foundation pile segments are connected to each other at an angular offset such that the recess / recesses are closed by the axially adjacent foundation pile segment.
  • the interconnected foundation pile segments are preferably angularly offset with respect to the longitudinal axes of the foundation pile segments by 180 ° or by 90 ° to each other, so that the recesses of the foundation pile segments are arranged opposite one another.
  • a corresponding angular offset arrangement of the recesses of the flow resistance of the foundation pile is reduced because air and / or water can penetrate into the foundation pile and partially escape without impulse transmission to the foundation pile from this again.
  • the foundation pile is advantageously designed such that a foundation pile segment having a recess is connected to another foundation pile segment without recesses, preferably to two foundation pile segments without recesses. Furthermore, also each recesses having foundation pile segments may be interconnected, wherein the foundation pile segments are angularly offset by an angle, for example 90 ° to each other, so that the respective recesses are axially closed in each case by the adjacent foundation pile segments.
  • the foundation pile segment having the recess is connected to two foundation pile segments each having no recesses, the foundation pile segment having the recess is sandwiched arranged between the two each no recesses having foundation pile segments.
  • the foundation pile is preferably designed such that, in the foundation pile segment having the recess, the mutually opposite side edges are connected to one another.
  • a compound of the side edges can be realized for example by gluing the side edges together.
  • an ACX adhesive can be used for the bonding.
  • the foundation pile preferably comprises at least one holding device, by means of which mutually opposite side edges of a foundation pile segment are connected to one another.
  • the holding device can be designed as a retaining clip, in particular as a vise-shaped or jaws having or as a magnetic holding device.
  • the holding means may be formed as a temporary holding means, are interconnected by means of the opposite side edges of the foundation pile segment in a state in which the foundation pile segment is not welded to another foundation pile segment, wherein the holding means is removed after welding the foundation pile segment with another foundation pile segment.
  • the holding device can also be designed as a permanent holding device, which remains connected after welding of the foundation pile segment with another foundation pile segment with the opposite side edges.
  • the connection of the retaining clip with the opposite edges of the foundation pile segment can by welding and / or Riveting and / or bolting and / or screwing and / or gluing be realized.
  • the foundation pile can have a plurality of retaining devices by means of which the side edges of a foundation pile segment are connected to one another.
  • opposing side edges of a foundation pile segment can be connected by means of two retaining devices, which are arranged in the region of the end faces of the foundation pile segment.
  • the foundation pile is formed such that the holding device has an arcuate or semicircular outer contour, wherein the holding device such mutually opposite side edges of a foundation pile segment interconnects that the arcuate or semicircular outer contour is oriented towards the recess and limits.
  • the foundation pile is formed so that the recess laterally bounding side edges in the region of at least one end face are directed towards each other, and preferably extend substantially parallel to the end face.
  • the side edges meet each other in a central region of the recess and thereby run parallel or approximately parallel to the end faces / end faces of the foundation pile segment.
  • FIG. 1 a foundation pile 1 according to a first embodiment of the present invention is schematically illustrated, which comprises a plurality of foundation pile segments 10 connected axially to one another.
  • FIG. 1 is to be understood such that not necessarily the entire foundation pile 1 is shown, but that only a portion of the foundation pile 1 is shown, so that the in FIG. 1 illustrated foundation pile segments 10 can connect axially more foundation pile segments 10.
  • foundation pile 1 comprised four interconnected foundation pile segments 10.
  • the foundation pile segments 10 are interconnected such that their respective longitudinal axes 17 are collinear with each other and also collinear with a longitudinal axis 17 of the foundation pile 1.
  • the in FIG. 1 shown foundation pile 1 is composed of four foundation pile segments 10, wherein in FIG. 2 a single foundation pile segment 10 not connected to other foundation pile segments 10 is shown.
  • the foundation pile segment 10 has a jacket wall 11, the front side of a in FIG. 2 above shown end edge 12 and a in FIG. 2 End edges 13 shown below is limited.
  • the foundation pile segment 10 has a recess 16, which is enclosed by two side edges 14, 15 of the foundation pile segment 10.
  • the recess 16 extends to the in FIG. 2 shown above end edge 12 and end face 12 and also up to the in FIG. 2 shown below end edge 13 and end face 13th
  • the foundation pile segment 10 is usually made of a steel sheet in the in FIG. 2 shown cylindrical or partially cylindrical shape bent.
  • the foundation pile segment 10 may be connected to another foundation pile segment 10 by having the in FIG. 2 End edges 12 shown above is connected to an end edge 13 of a further foundation pile segment 10, in particular welded.
  • the foundation pile segments 10 are connected to each other such that the respective recesses 16 of the foundation pile segments 16 are closed at the end by axially adjacent foundation pile segments 10. This is achieved in that the individual foundation pile segments 10 are connected to each other with angular offset relative to the longitudinal axes 17 such that the recesses 16 are closed at the end by the axially adjacent foundation pile segment 10 or by the axially adjacent foundation pile segments 10.
  • FIG. 3 a foundation pile 1 according to another embodiment of the present invention is shown.
  • the axially mutually adjacent foundation pile segments 10 are angularly offset from each other by 180 °, so that the recesses 16 of the axially adjacent foundation pile segments 10 are arranged opposite one another.
  • the appropriately designed foundation pile 1 also has a high stability, in particular a high torsional rigidity and a high bending stiffness, since the individual recesses 16 do not merge into one another.
  • the in FIG. 3 illustrated foundation pile 1 the advantage that a fluid, such as air or water, can penetrate through a recess 16 in the foundation pile and on the recess 16 opposite recess 16 can emerge from the foundation pile 1, without necessarily carry out a momentum transfer to the foundation pile 1.
  • the recesses 16 may be arranged for example in the region of the water edge, so that waves that extend in the direction of a straight line connecting the opposing recesses 16, penetrate via a recess 16 in the foundation pile 1 and the opposite recess 16 from the foundation pile. 1 can emerge, with a reduced via impulse transfer to the foundation pile 1 by the shaft.
  • FIG. 4 a foundation pile 1 according to yet another embodiment of the present invention is shown.
  • foundation pile segments 10 each having two oppositely disposed recesses 16, each sandwiched by two foundation pile segments 10, which have no recesses.
  • foundation pile segments 10 which have only a single recess 16, to be axially sandwiched between two foundation pile segments 10 which have no recesses and to be connected thereto.
  • FIG. 5 a foundation pile segment 10 is shown in which the recess 16 is bounded by two holding devices 20 in the form of retaining clips 20.
  • the holding devices 20 connect the opposing side edges 14, 15 with each other.
  • the holding devices 20 are welded to the side edges 14, 15.
  • the holding devices 20 each have an arcuate or semicircular outer contour or outer edge 21.
  • the arcuate outer side 21, which may also be referred to as the first outer edge 21, is oriented in the direction of the recess 16 and delimits the recess 16.
  • the holding device 10 also has a second outer edge 22, which may be partially circular in plan view, so that the top view of the in FIG. 5 the foundation pile segment 10 shown is a continuous circle.
  • FIG. 5 Holding device 20 shown above completes the front edge 12
  • the in FIG. 5 Holding device 20 shown below completes the end edges 13 of the foundation pile segment 10.

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Abstract

Die Erfindung offenbart einen Gründungspfahl (1) mit zumindest zwei Gründungspfahlsegmenten (10), die derart miteinander verbunden sind, dass deren Längsachsen (17) im Wesentlichen kollinear zueinander verlaufen, wobei der Gründungspfahl (1) dadurch gekennzeichnet ist, dass zumindest zwei der Gründungspfahlsegmente (10) in deren Mantelwandungen (11) jeweils eine Ausnehmung (16) aufweisen.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Gründungspfahl mit zumindest zwei Gründungs pfahlsegmenten, deren Längsachsen im Wesentlichen kollinear zueinander verlaufen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Gründungspfahl für Windenergieanlagen, die insbesondere für den Offshoreeinsatz ausgebildet sind.
  • Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Gründungspfähle aus Gründungspfahlsegmenten zu errichten. Die jeweiligen Gründungspfahlsegmente werden aus sogenannten Rohrschüssen zusammengebaut. Jeder Rohrschuß wird wiederum aus einem Blech hergestellt, das entsprechend der Form des herzustellenden Gründungspfahls derart gebogen wird, dass die sich im gebogenen Zustand gegenüberstehenden Material- bzw. Blechkanten miteinander verschweißt werden können. Die Verschweißung der sich gegenüberstehenden Blechkanten erfolgt mittels einer Längsschweißnaht. Der Gründungspfahl wird anschließend aus einer Vielzahl von entsprechend gebildeten Rohrschüssen zusammengebaut, indem aneinander grenzende Rohrschüsse mittels jeweils einer Rundschweißnaht so verbunden werden, dass die jeweiligen Längsachsen der Rohrschüsse kollinear zueinander verlaufen.
  • Zur Herstellung eines entsprechenden Gründungspfahls sind folglich viele Schweißnähte mit einer großen Gesamtlänge notwendig, wodurch sich die Herstellung des Gründungspfahls aufwendig und kostenintensiv gestaltet. So sind z.B. zur Herstellung für zwei Gründungspfahlsegmente, die jeweils eine Höhe von drei Metern und einen Durchmesser von sieben Metern aufweisen, und deren Verbindung Schweißnähte mit einer Gesamtlänge von 28 Metern notwendig, nämlich zwei mal jeweils drei Meter Längsschweißnaht zur Verbindung der sich gegenüberstehenden Seitenkanten bzw. Materialkanten der einzelnen Rohrschüsse und 22 Meter Rundschweißnaht zur Verbindung der zwei Gründungspfahlsegmente.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gründungspfahl bereitzustellen, dessen Herstellung in verkürzter Zeit ermöglicht ist, der kostengünstiger ist, und der ferner verbesserte Umströmungseigenschaften durch ein Fluid (Luft oder Wasser) aufweist.
  • Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch einen Gründungspfahl mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Im Genaueren wird die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe durch einen Gründungspfahl gelöst, der zumindest zwei Gründungspfahlsegmente umfasst, die derart miteinander verbunden sind, dass deren Längsachsen im Wesentlichen kollinear zueinander verlaufen, wobei zumindest zwei der Gründungspfahlsegmente in deren Mantelwandungen jeweils eine Ausnehmung aufweisen.
  • Dabei ist eine Ausnehmung in einer Mantelwandung des Gründungspfahlsegments als eine Materialausnehmung / Öffnung / Durchgangsöffnung in der Mantelwandung zu verstehen. Im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeuten kollineare Längsachsen, dass die Längsachsen im Wesentlichen miteinander zusammenfallen, d.h., dass diese keinen seitlichen Versatz zueinander aufweisen. Die Verbindung der einzelnen Gründungspfahlsegmente erfolgt insbesondere mittels einer Verschweißung der endseitigen Stirnkanten der Gründungspfahlsegmente miteinander.
  • Der erfindungsgemäße Gründungspfahl bietet den Vorteil, dass zu dessen Herstellung weniger Längsschweißnähte und Rundschweißnähte notwendig sind. Denn die einander gegenüberliegenden Seitenkanten bzw. Materialkanten bzw. Blechkanten der jeweiligen Gründungspfahlsegmente müssen nicht mittels einer Längsschweißnaht miteinander verbunden werden. Ferner muss die Rundschweißnaht, mittels der einander benachbarte Gründungspfahlsegment miteinander verschweißt werden, nicht durchgehend ausgebildet sein, d.h., die Rundschweißnaht muss sich nicht um den gesamten Umfang der Gründungspfahlsegmente erstrecken. Beim Verbinden von zwei Gründungspfahlsegmente, die jeweils einen Durchmesser von sieben Metern und eine Höhe von drei Metern aufweisen, wobei jedes der Gründungspfahlsegmente eine Ausnehmung aufweist, die über die gesamte Höhe des Gründungspfahlsegments verläuft und eine Breite von einem Meter aufweist, können auf diese Art und Weise Schweißnähte mit einer Gesamtlänge von acht Metern eingespart werden, wenn die Gründungspfahlsegmente derart winkelversetzt miteinander verbunden sind, dass die Ausnehmungen der Gründungspfahlsegmente auch derart winkelversetzt einander angeordnet sind, dass diese nicht ineinander übergehen. Denn bei jedem Gründungspfahlsegment werden drei Meter Längsschweißnaht eingespart (zwei mal drei Meter), und die Rundschweißnaht muss nicht durchgehend ausgebildet sein, sondern kann im Bereich der Ausnehmungen jeweils eine Lücke von einem Meter aufweisen.
  • Der erfindungsgemäße Gründungspfahl weist folglich eine verkürzte Herstellungszeit auf. Ferner ist der erfindungsgemäße Gründungspfahl hinsichtlich seiner Herstellung weniger aufwendig und weniger kostenintensiv als aus dem Stand der Technik bekannte Gründungspfähle, da zu dessen Herstellung weniger Schweißnähte notwendig sind. Ferner bietet der erfindungsgemäße Gründungspfahl strömungstechnische Vorteile, denn die Ausnehmungen in den jeweiligen Gründungspfahlsegmenten können derart angeordnet sein, dass ein Eindringen eines Fluids, also von Luft oder Wasser (letzteres im Offshoreeinsatz), in den Gründungspfahl hinein und ein Austreten des Fluids aus dem Gründungspfahl heraus vereinfacht möglich ist, so dass der Gründungspfahl eine verminderte Angriffsfläche für Luft und/oder Wasser bietet. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Gründungspfahls ist, dass ein kathodischer Korrosionsschutz sowohl im Inneren des Gründungspfahls auch an der Außenseite des Gründungspfahls wirken kann, so dass lediglich nur ein einziges Korrosionsschutzsystem verwendet werden muss. Ferner bietet der erfindungsgemäße Gründungspfahl den Vorteil eines verbesserten Rammfortschritts, da der Gründungspfahl eine geringere axiale Steifigkeit aufweist.
  • Der Gründungspfahl ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass zumindest eines der Gründungspfahlsegmente zumindest zwei Ausnehmungen aufweist, die winkelversetzt zueinander angeordnet sind.
  • Dabei sind die zwei Ausnehmungen vorzugsweise um 180° zueinander winkelversetzt. Dies bietet den Vorteil, dass ein den Gründungspfahl umströmendes Fluid, also Luft und/oder Wasser, durch eine Ausnehmung in den Gründungspfahl eindringen und durch die dieser Ausnehmung gegenüberliegenden Ausnehmung aus dem Gründungspfahl austreten kann. Der entsprechend ausgebildete Gründungspfahl weist folglich eine verminderte Angriffsfläche und einen verminderten Widerstand für Luft und/oder Wasser auf.
  • Beim Offshoreeinsatz können die Ausnehmungen vorteilhafter Weise in der Höhe des Gründungspfahls angeordnet sein, in der die Wasserkante verläuft. Wellen können so über eine Ausnehmung in den Gründungspfahl eindringen und über die gegenüberliegende Ausnehmung aus dem Gründungspfahl wieder austreten.
  • Der Gründungspfahl ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sich bei zumindest einem Gründungspfahlsegment die Ausnehmung / Ausnehmungen bis hin zu zumindest einer Stirnseite, vorzugsweise bis hin zu beiden Stirnseiten des Gründungspfahlsegments erstreckt / erstrecken. Vorzugsweise erstrecken sich bei allen eine Ausnehmung aufweisenden Gründungspfahlsegmenten die jeweiligen Ausnehmungen jeweils bis hin zur Stirnseite, vorzugsweise bis hin zu beiden Stirnseiten des die Ausnehmung aufweisenden Gründungspfahlsegments.
  • Wenn sich die Ausnehmung / Ausnehmungen bis hin zu beiden Stirnseiten des Gründungspfahlsegments erstreckt / erstrecken, dann weist das Gründungspfahlsegment einen C-förmigen Querschnitt auf.
  • Der Gründungspfahl ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass zwei aneinander grenzende Gründungspfahlsegmente derart miteinander verbunden sind, dass die Ausnehmung / Ausnehmungen stirnseitig durch das axial benachbarte Gründungspfahlsegment verschlossen bzw. begrenzt ist / sind.
  • Der entsprechend ausgebildete Gründungspfahl bietet den Vorteil, dass aneinander grenzende Gründungspfahlsegmente nicht über ihre gesamte Umlaufslänge miteinander verschweißt werden müssen, so dass die Gesamtschweißnahtlänge zum Herstellen des Gründungspfahls reduziert ist. Ferner weist ein entsprechend ausgebildeter Gründungspfahl eine erhöhte Stabilität auf, da die einzelnen Ausnehmungen des Gründungspfahlsegments nicht ineinander übergehen. Der entsprechend ausgebildete Gründungspfahl weist im Vergleich zu einem offenen C-Profil eine erhöhte Biegesteifigkeit und eine erhöhte Torsionssteifigkeit auf.
  • Vorzugsweise ist der Gründungspfahl derart ausgebildet, dass die zwei aneinander angrenzenden Gründungspfahlsegmente jeweils zumindest eine Ausnehmung aufweisen, wobei die Gründungspfahlsegmente derart winkelversetzt miteinander verbunden sind, dass die Ausnehmung / Ausnehmungen stirnseitig durch das axial benachbarte Gründungspfahlsegment verschlossen ist / sind.
  • Durch eine entsprechende Ausbildung des Gründungspfahls ist dessen Stabilität, insbesondere dessen Torsionssteifigkeit und die Biegesteifigkeit vergrößert. Die miteinander verbundenen Gründungspfahlsegmente sind vorzugsweise bezüglich der Längsachsen der Gründungspfahlsegmente um 180° oder um 90° zueinander winkelversetzt, so dass die Ausnehmungen der Gründungspfahlsegmente einander gegenüberliegend angeordnet sind. Durch eine entsprechend winkelversetzte Anordnung der Ausnehmungen wird der Strömungswiderstand des Gründungspfahls vermindert, da Luft und/oder Wasser in den Gründungspfahl eindringen und teilweise ohne Impulsübertragung auf den Gründungspfahl aus diesem wieder austreten kann.
  • Der Gründungspfahl ist vorteilhafter Weise derart ausgebildet, dass ein eine Ausnehmung aufweisendes Gründungspfahlsegment mit einem anderen Gründungspfahlsegment ohne Ausnehmungen, vorzugsweise mit zwei Gründungspfahlsegmenten ohne Ausnehmungen verbunden ist. Ferner können auch jeweils Ausnehmungen aufweisende Gründungspfahlsegmente miteinander verbunden sein, wobei die Gründungspfahlsegmente um einen Winkel, beispielsweise 90° zueinander winkelversetzt sind, so dass die jeweiligen Ausnehmungen axial jeweils durch die benachbarten Gründungspfahlsegmente verschlossen sind.
  • In dem Fall, dass das die Ausnehmung aufweisende Gründungspfahlsegment mit zwei jeweils keine Ausnehmungen aufweisende Gründungspfahlsegmente verbunden ist, ist das die Ausnehmung aufweisende Gründungspfahlsegment sandwichartig zwischen den zwei jeweils keine Ausnehmungen aufweisenden Gründungspfahlsegmenten angeordnet.
  • Durch eine entsprechende Ausbildung des Gründungspfahls ist dessen Stabilität, insbesondere dessen Torsionssteifigkeit und Biegesteifigkeit vergrößert.
  • Der Gründungspfahl ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass bei dem die Ausnehmung aufweisenden Gründungspfahlsegment die einander gegenüberstehenden Seitenkanten miteinander verbunden sind. Eine Verbindung der Seitenkanten kann beispielsweise durch eine Verklebung der Seitenkanten miteinander realisiert sein. Beispielsweise kann für die Verklebung ein ACX-Kleber verwendet werden. Durch die Verbindung der Seitenkanten ist die Formstabilität der einzelnen Gründungspfahlsegmente, insbesondere im nicht mit einem weiteren Gründungspfahlsegment verbundenem Zustand, verbessert, so dass die Verbindung/Verschweißung benachbarter Gründungspfahlsegmente vereinfacht ermöglicht ist.
  • Vorzugsweise umfasst der Gründungspfahl zumindest eine Halteeinrichtung, mittels der einander gegenüberliegende Seitenkanten eines Gründungspfahlsegments miteinander verbunden sind.
  • Die Halteeinrichtung kann als Halteklammer, insbesondere als schraubstockförmige oder Klemmbacken aufweisende oder als magnetische Halteeinrichtung ausgebildet sein. Ferner kann die Halteeinrichtung als temporäre Halteeinrichtung ausgebildet sein, mittels der einander gegenüberliegende Seitenkanten des Gründungspfahlsegments in einem Zustand miteinander verbunden sind, in dem das Gründungspfahlsegment nicht mit einem anderen Gründungspfahlsegment verschweißt ist, wobei die Halteeinrichtung nach Verschweißung des Gründungspfahlsegments mit einem weiteren Gründungspfahlsegment entfernt wird. Die Halteeinrichtung kann aber auch als permanente Halteeinrichtung ausgebildet sein, die nach Verschweißung des Gründungspfahlsegments mit einem weiteren Gründungspfahlsegment mit den einander gegenüberliegende Seitenkanten verbunden bleibt. Die Verbindung der Halteklammer mit den einander gegenüberliegenden Kanten des Gründungspfahlsegments kann durch Verschweißung und/oder Vernietung und/oder Verbolzung und/oder Verschraubung und/oder Verklebung realisiert sein. Ferner kann der Gründungspfahl mehrere Halteeinrichtungen aufweisen, mittels denen die Seitenkanten eines Gründungspfahlsegments miteinander verbunden sind. Beispielsweise können einander gegenüberliegende Seitenkanten eines Gründungspfahlsegments mittels Zweierhalteeinrichtungen verbunden sein, die im Bereich der Stirnseiten des Gründungspfahlsegments angeordnet sind.
  • Vorzugsweise ist der Gründungspfahl derart ausgebildet, dass die Halteeinrichtung eine bogenförmige oder halbkreisförmige Außenkontur aufweist, wobei die Halteeinrichtung derart einander gegenüberliegende Seitenkanten eines Gründungspfahlsegments miteinander verbindet, dass die bogenförmige oder halbkreisförmige Außenkontur zur Ausnehmung hin orientiert ist und diese begrenzt.
  • Bei einer entsprechenden Ausbildung des Gründungspfahls / der Gründungspfahlsegmente und der Halteeinrichtungen werden Spannungen verbessert in die Wandungen des Gründungspfahls übertragen.
  • Vorzugsweise ist der Gründungspfahl so ausgebildet, dass die Ausnehmung seitlich begrenzende Seitenkanten im Bereich von zumindest einer Stirnseite aufeinander zu gerichtet sind, und vorzugsweise im Wesentlichen parallel zur Stirnseite verlaufen. Die Seitenkanten treffen dabei in einem Mittenbereich der Ausnehmung aufeinander und verlaufen dabei parallel oder annähernd parallel zu der Stirnseiten / den Stirnseiten des Gründungspfahlsegments.
  • Durch eine entsprechende Ausbildung des Gründungspfahls werden aufgrund von Belastungen erzeugte Spannungen im Gründungspfahl verbessert in die Wandungen des Gründungspfahls übertragen, ohne dass notwendigerweise Halteeinrichtungen zum Verbinden der Seitenkanten eines Gründungspfahlsegments notwendig sind.
  • Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich nachfolgend aus den erläuterten Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen im Einzelnen:
    • Figur 1:
    eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Gründungspfahls, der vier Gründungspfahlsegmente umfasst;
    Figur 2:
    eine schematische Ansicht eines Gründungspfahlsegments, das Bestandteil eines erfindungsgemäßen Gründungspfahls ist;
    Figur 3:
    eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Gründungspfahls gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    Figur 4:
    eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Gründungspfahls gemäß einer nochmals weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
    Figur 5:
    eine schematische Ansicht eines Gründungspfahlsegments umfassend zwei eine Ausnehmung begrenzende Halteeinrichtungen.
  • In der nun folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile bzw. gleiche Merkmale, so dass eine in Bezug auf eine Figur durchgeführte Beschreibung bezüglich eines Bauteils auch für die anderen Figuren gilt, so dass eine wiederholende Beschreibung vermieden wird. Ferner sind einzelne Merkmale, die in Zusammenhang mit einer Ausführungsform beschrieben wurden, auch separat in anderen Ausführungsformen verwendbar.
  • In Figur 1 ist ein Gründungspfahl 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt, der mehrere axial miteinander verbundenen Gründungspfahlsegmente 10 umfasst. Figur 1 ist derart zu verstehen, dass nicht notwendigerweise der gesamte Gründungspfahl 1 dargestellt ist, sondern dass lediglich ein Teilbereich des Gründungspfahls 1 dargestellt ist, so dass sich an die in Figur 1 dargestellten Gründungspfahlsegmente 10 axial weitere Gründungspfahlsegmente 10 anschließen können. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasste Gründungspfahl 1 vier miteinander verbundene Gründungspfahlsegmente 10. Die Gründungspfahlsegmente 10 sind derart miteinander verbunden, dass deren jeweiligen Längsachsen 17 kollinear zueinander und ebenfalls kollinear zu einer Längsachse 17 des Gründungspfahls 1 verlaufen.
  • Der in Figur 1 dargestellte Gründungspfahl 1 ist aus vier Gründungspfahlsegmenten 10 zusammengesetzt, wobei in Figur 2 ein einzelnes nicht mit anderen Gründungspfahlsegmenten 10 verbundenes Gründungspfahlsegment 10 dargestellt ist. Das Gründungspfahlsegment 10 weist eine Mantelwandung 11 auf, die stirnseitig von einer in Figur 2 oben dargestellten Stirnkante 12 und einer in Figur 2 unten dargestellten Stirnkanten 13 begrenzt ist. Ferner weist das Gründungspfahlsegment 10 eine Ausnehmung 16 auf, die von zwei Seitenkanten 14, 15 des Gründungspfahlsegments 10 eingefasst ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel des Gründungspfahlsegments 10 erstreckt sich die Ausnehmung 16 bis hin zu der in Figur 2 oben dargestellten Stirnkante 12 bzw. Stirnseite 12 und auch bis hin zu der in Figur 2 unten dargestellten Stirnkante 13 bzw. Stirnseite 13.
  • Das Gründungspfahlsegment 10 wird üblicherweise aus einem Stahlblech in die in Figur 2 dargestellte zylinderförmige bzw. teilzylinderförmige Form gebogen. Das Gründungspfahlsegment 10 kann mit einem weiteren Gründungspfahlsegment 10 dadurch verbunden werden, dass die in Figur 2 oben dargestellte Stirnkanten 12 mit einer Stirnkanten 13 eines weiteren Gründungspfahlsegments 10 verbunden wird, insbesondere verschweißt wird.
  • Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des Gründungspfahls 1 sind die Gründungspfahlsegmente 10 derart miteinander verbunden, dass die jeweiligen Ausnehmungen 16 der Gründungspfahlsegmente 16 stirnseitig durch axial benachbarte Gründungspfahlsegmente 10 verschlossen sind. Dies wird dadurch erreicht, dass die einzelnen Gründungspfahlsegmente 10 bezüglich der Längsachsen 17 derart winkelversetzt miteinander verbunden sind, dass die Ausnehmungen 16 stirnseitig durch das axial benachbarte Gründungspfahlsegment 10 bzw. durch die axial benachbarten Gründungspfahlsegmente 10 verschlossen ist/sind.
  • Die einzelnen Ausnehmungen 16 gehen folglich nicht ineinander über, so dass die Stabilität, insbesondere die Torsionssteifigkeit und die Biegesteifigkeit des entsprechend ausgebildeten Gründungspfahls 1 vergrößert ist.
  • In Figur 3 ist ein Gründungspfahl 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die axial zueinander benachbarten Gründungspfahlsegmente 10 sind dabei um 180° zueinander winkelversetzt, so dass die Ausnehmungen 16 der von axial benachbarten Gründungspfahlsegmenten 10 einander gegenüberliegend angeordnet sind. Der entsprechend ausgebildete Gründungspfahl 1 weist ebenfalls eine hohe Stabilität, insbesondere eine hohe Torsionssteifigkeit und eine hohe Biegesteifigkeit auf, da die einzelnen Ausnehmungen 16 nicht ineinander übergehen. Ferner bietet der in Figur 3 dargestellte Gründungspfahl 1 den Vorteil, dass ein Fluid, beispielsweise Luft oder Wasser, über eine Ausnehmung 16 in den Gründungspfahl eindringen kann und über die dieser Ausnehmung 16 gegenüberliegende Ausnehmung 16 aus dem Gründungspfahl 1 heraustreten kann, ohne notwendigerweise eine Impulsübertragung auf den Gründungspfahl 1 durchzuführen.
  • Im Offshoreeinsatz des in Figur 3 dargestellten Gründungspfahls 1 können die Ausnehmungen 16 beispielsweise im Bereich der Wasserkante angeordnet sein, so dass Wellen, die in Richtung einer Verbindungsgeraden der einander gegenüberliegenden Ausnehmungen 16 verlaufen, über eine Ausnehmung 16 in den Gründungspfahl 1 eindringen und über die gegenüberliegende Ausnehmung 16 aus dem Gründungspfahl 1 austreten können, wobei eine verminderter über Impulsübertragung auf den Gründungspfahl 1 durch die Welle erfolgt.
  • In Figur 4 ist ein Gründungspfahl 1 gemäß einer nochmals weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Dabei sind Gründungspfahlsegmente 10, die jeweils zwei einander gegenüberliegend angeordnete Ausnehmungen 16 aufweisen, von jeweils zwei Gründungspfahlsegmenten 10 sandwichartig eingefasst, die keine Ausnehmungen aufweisen. Selbstverständlich wäre es auch möglich, dass Gründungspfahlsegmente 10, die lediglich eine einzige Ausnehmung 16 aufweisen, auch axial sandwichartig zwischen zwei keine Ausnehmungen aufweisende Gründungspfahlsegmente 10 eingefasst und mit diesen verbunden sind.
  • In Figur 5 ist ein Gründungspfahlsegment 10 dargestellt, bei dem die Ausnehmung 16 durch zwei Halteeinrichtungen 20 in Form von Halteklammern 20 begrenzt ist. Die Halteeinrichtungen 20 verbinden dabei die einander gegenüberliegend angeordneten Seitenkanten 14, 15 miteinander. Insbesondere sind die Halteeinrichtungen 20 mit den Seitenkanten 14, 15 verschweißt. Die Halteeinrichtungen 20 weisen jeweils eine bogenförmige bzw. halbkreisförmige Außenkontur bzw. Außenkante 21 auf. Die bogenförmige Außenseite 21, die auch als erste Außenkante 21 bezeichnet werden kann, ist dabei in Richtung der Ausnehmung 16 orientiert und begrenzt die Ausnehmung 16. Die Halteeinrichtung 10 weist auch eine zweite Außenkante 22 auf, die in Draufsicht teilkreisförmig ausgebildet sein kann, so dass die Draufsicht des in Figur 5 dargestellten Gründungspfahlsegments 10 ein durchgehender Kreis ist. Die in Figur 5 oben dargestellte Halteeinrichtung 20 komplettiert die Stirnkannte 12, und die in Figur 5 unten dargestellte Halteeinrichtung 20 komplettiert die Stirnkanten 13 des Gründungspfahlsegments 10.
  • Durch die Formgebung der Halteeinrichtungen 20 können Spannungen über die Halteeinrichtungen 20 verbessert in die Seitenkanten 12, 13 des Gründungspfahlsegments 10 abgeleitet werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Gründungspfahl
    10
    Gründungspfahlsegment
    11
    Mantelwandung (des Gründungspfahlsegments)
    12, 13
    Stirnseite / Stirnkante (des Gründungspfahlsegments)
    14, 15
    Blechkante / Materialkante / Seitenkante (des Gründungspfahlsegments)
    16
    Ausnehmung / Materialausnehmung / Öffnung (des Gründungspfahlsegments)
    17
    Längsachse (des Gründungspfahlsegments)
    20
    Halteeinrichtung / Halteklammer
    21
    bogenförmige oder halbkreisförmige Außenkontur / erste Außenkante (der Halteinrichtung)
    22
    zweite Außenkante (der Halteeinrichtung)

Claims (10)

  1. Gründungspfahl (1) mit zumindest zwei Gründungspfahlsegmenten (10), die derart miteinander verbunden sind, dass deren Längsachsen (17) im Wesentlichen kollinear zueinander verlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei der Gründungspfahlsegmente (10) in deren Mantelwandungen (11) jeweils eine Ausnehmung (16) aufweisen.
  2. Gründungspfahl (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Gründungspfahlsegmente (10) zumindest zwei Ausnehmungen (16) aufweist, die winkelversetzt zueinander angeordnet sind.
  3. Gründungspfahl (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich bei zumindest einem Gründungspfahlsegment (10) die Ausnehmung (16) / Ausnehmungen bis hin zu zumindest einer Stirnseite (12, 13), vorzugsweise bis hin zu beiden Stirnseiten (12, 13) des Gründungspfahlsegmentes (10) erstreckt / erstrecken.
  4. Gründungspfahl (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei aneinander grenzende Gründungspfahlsegmente (10) derart miteinander verbunden sind, dass die Ausnehmung (16) / Ausnehmungen (16) stirnseitig durch das axial benachbarte Gründungspfahlsegment (10) verschlossen ist /sind.
  5. Gründungspfahl (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei aneinander angrenzenden Gründungspfahlsegmente (10) jeweils zumindest eine Ausnehmung (16) aufweisen, wobei die Gründungspfahlsegmente (10) derart winkelversetzt miteinander verbunden sind, dass die Ausnehmung (16) / Ausnehmungen (16) stirnseitig durch das axial benachbarte Gründungspfahlsegment (10) verschlossen ist /sind.
  6. Gründungspfahl (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein eine Ausnehmung (16) aufweisendes Gründungspfahlsegment (10) mit einem Gründungspfahlsegment (10) ohne Ausnehmungen (16), vorzugsweise mit zwei Gründungspfahlsegmenten (10) ohne Ausnehmungen (16) verbunden ist.
  7. Gründungspfahl (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem die Ausnehmung (16) aufweisenden Gründungspfahlsegment (10) die einander gegenüberstehenden Seitenkanten (14, 15) miteinander verbunden sind.
  8. Gründungspfahl (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gründungspfahl (1) zumindest eine Halteeinrichtung (20) umfasst, mittels der einander gegenüberliegende Seitenkanten (14, 15) eines Gründungspfahlsegments (10) miteinander verbunden sind.
  9. Gründungspfahl (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (20) eine bogenförmige, vorzugsweise eine halbkreisförmige Außenkontur (21) aufweist, wobei die Halteeinrichtung (20) derart mit einander gegenüberliegenden Seitenkanten eines Gründungspfahlsegments (10) verbunden ist, dass die bogenförmige oder halbkreisförmige Außenkontur (21) zur Ausnehmung (16) hin orientiert ist und diese begrenzt.
  10. Gründungspfahl (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (16) seitlich begrenzende Seitenkanten (14, 15) im Bereich von zumindest einer Stirnseite (12, 13) aufeinander zu gerichtet sind, und vorzugsweise im Wesentlichen parallel zur Stirnseite (12, 13) verlaufen.
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