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1. (WO2017129514) OFFSHORE FOUNDATION
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OFF SHORE FUNDAMENT

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erstellen eines Unterwasserbauwerks, eine Filtereinrichtung für eine entsprechende Vorrichtung, sowie ein Verfahren zum Erstellen eines Unterwasserbauwerks .

Der Gründung von Offshore-Bauwerken kommt eine immer höher werdende Bedeutung zu. Dies gilt insbesondere für sogenannte Offshore-Windkraftanlagen, die häufig zu sogenannten Hochsee-Windparks zusammengefasst werden. Solche Offshore-Standorte bieten zahlreiche Vorteile, beispielsweise kontinuierliche Windbedingungen, sowie überdurchschnittlich hohe Windgeschwindigkeiten .

Durch diese Bedingungen, weiterhin jedoch auch das auf das Offshore-Bauwerk wirkende eigene Gewicht, sowie die Wasserströmung, werden jedoch auch besondere Anforderungen an das Unterwasserbauwerk des Offshore-Bauwerks erforderlich, um eine Standsicherheit zu gewährleisten. Hierfür sind im Stand der Technik verschiedene Gründungsmöglichkeiten für solche Offs-hore-Bauwerke bekannt. Neben der Flachgründung, sowie den Schwerkraft-Fundamenten, seien insbesondere die Monopile- (1 Pfahl), die Tripod-, oder Tripile- (jeweils 3 Pfähle), sowie die Jacket-Gründung (4 Pfähle) genannt.

Bei Pfahlgründungen werden üblicherweise ein oder mehrere Gründungspfähle in den Meeresgrund gerammt oder eingespült. Diese Pfähle sind häufig als Hohlpfähle aus Stahl ausgebildet, die über eine vorgegebene Länge in den Meeresuntergrund verbracht werden. Auf diese Pfähle wird dann die Unterwasserstruktur beziehungsweise die Verankerungsstruktur des Offsho- re-Bauwerks, beispielsweise in Form eines Jacket-Fundaments , aufgesetzt .

In die hierbei entstehenden Hohlräume, insbesondere Ringräume, wird hiernach üblicherweise eine aushärtende, insbesondere hydraulisch abbindende Füllmasse eingefüllt. Als Füllmasse (grout) kommen beispielsweise zementbasierter Hochleistungsbeton, oder hochviskose Polymerbetone zur Anwendung, die nach deren Aushärten Kräfte zwischen den einander umschließenden Teilen der Bauelemente übertragen.

Eine Unterwasserstruktur eines Offshore-Bauwerks sowie ein Gründungsverfahren sind beispielsweise aus der WO 2011/010937 AI bekannt.

Nachteilig an der zuvor beschriebenen Gründung von Unterwasserbauwerken ist, dass es bei dem Vergießen/Einfüllen der Füllmasse in die zum Zeitpunkt des Vergießens unter Wasser angeordneten (und damit zunächst mit Wasser gefüllten) Hohl-räume zu einem „Ausbluten"/Auswaschen der Füllmasse kommen kann, wobei Bestandteile der Füllmasse in das umgebende Wasser abgegeben werden und aus dem Inneren des Unterwasserbauwerks austreten. Dieses Austreten wird insbesondere dadurch verstärkt, dass die in den Hohlraum eingefüllte Füllmasse das hier befindliche Wasser verdrängt. Dies hat unter anderem zur Folge, dass eine Überwachung des Verfüllungsprozesses (Grout-vorgang) erschwert wird, da die aus dem Inneren des Unterwasserbauwerks in das umgebende Meerwasser austretende Zementmilch zu einer starken Verschlechterung der Sichtverhältnis-se führt.

Eine weitere nachteilige Folge der zuvor beschriebenen Gründung von Unterwasserbauwerken liegt darin, dass es - unter anderem aufgrund der erschwerten Überwachung bzw. aufgrund der verschlechterten Sichtverhältnisse - häufig zu einem unkontrollierten Überlaufen der Füllmasse kommt. Hierbei tritt beispielsweise Füllmasse an einer oberen Öffnung des vergossenen Hohlraums aus, da der Füllstand der Füllmasse innerhalb des Hohlraums nicht ausreichend überwacht werden konnte und daher eine zu große Menge an Füllmasse in den Hohlraum gepumpt wurde.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die zuvor beschriebenen sowie weitere Nachteile zu beheben. Ins-besondere liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung zum Erstellen eines eine ausgehärtete Füllmasse aufweisenden Unterwasserbauwerks bereitzustellen, bei der der Einfüllvorgang besser überwacht werden kann und es weiterhin nicht zum Austreten von Bestandteilen der Füll-masse kommt.

Der vorliegenden Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zur Erstellung eines Unterwasserbauwerks unter Verwendung der zuvor beschriebenen Vorrichtung zur Verfü-gung zu stellen.

Weiterhin liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Filtereinrichtung zum Ausfiltern von Füllmassenbestandteilen, die mittels Wasser aus einer zur Errichtung ei-nes Unterwasserbauwerks geeigneten Füllmasse auslösbar sind, bereitzustellen.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Aufgaben werden durch die Vorrichtung nach Anspruch 1, die Filtereinrich-tung nach Anspruch 8, sowie das Verfahren nach Anspruch 10 gelöst .

Im Genaueren betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Erstellen eines eine ausgehärtete Füllmasse aufwei- senden Unterwasserbauwerks, wobei die Vorrichtung ein Gehäuse aufweist, das ein Aufnahmevolumen zum Aufnehmen der Füllmasse aufweist und wobei das Gehäuse eine Einfüllöffnung zum Einfüllen der Füllmasse in das Aufnahmevolumen aufweist und eine Auslassöffnung zum Auslassen von aus dem Aufnahmevolumen ausgetriebenem aufweist. Weiterhin ist die die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zumindest eine Filtereinrichtung aufweist, wobei die Filtereinrichtung zum Ausfiltern von Bestandteilen ausgebildet ist, die mittels sich im Aufnahmevolumen befindlichem Wasser aus der Füllmasse ausgelöst sind und wobei die Filtereinrichtung zumindest teilweise in dem Aufnahmevolumen angeordnet ist.

Bei dem Unterwasserbauwerk kann es sich um jegliches Bauwerk handeln, welches für die Errichtung unterhalb der Wasseroberfläche geeignet ist. Bevorzugt ist das unter Wasserbauwerk unterhalb der Wasseroberfläche angeordnet, beispielsweise in dem es in den Meeresgrund einvibriert und/oder eingerammt wurde. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Unterwasserbauwerk um eine Unterwasserstruktur einer Offshore-Windkraftanlage . Weiter vorzugsweise umfasst das Unterwasserbauwerk und/oder die Unterwasserstruktur einen Gründungspfahl. Weiter vorzugsweise umfasst das unter Wasserbauwerk eine ausgehärtete Füllmasse. Mit anderen Worten wird das zu erzeugende Unterwasserbauwerk folglich mittels oder unter Verwendung der in die erfindungsgemäße Vorrichtung eingebrachte Füllmasse errichtet.

Bei der Füllmasse handelt es sich um eine aushärtende, insbesondere um eine hydraulisch abbindende Füllmasse. Ebenfalls bevorzugt handelt es sich bei der Füllmasse um eine unter/in Wasser aushärtende Füllmasse. Weiter bevorzugt handelt es sich bei der Füllmasse um einen Zementmörtel, insbesondere einen Zementmörtel aus einem Zement, Anmachwasser, sowie einem si-liziumhaltigen Zuschlagstoff. Die Füllmasse im Sinne der vor- liegenden Erfindung kann ebenfalls mit dem Begriff „Grout" bezeichnet werden. Als Beispiel für eine geeignete Füllmasse sei Portlandzement genannt. Anstelle des oder zusätzlich zu dem Portlandzement ( s ) ist auch Polymerzement geeignet. Bevor-zugt wird die noch nicht ausgehärtete Füllmasse mittels einer Pumpe in die erfindungsgemäße Vorrichtung gepumpt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erstellen eines einer ausgehärtete Füllmasse aufweisenden unter Wasserbauwerks weist ein Gehäuse auf, welches seinerseits ein Aufnahmevolu-men zum Aufnehmen der Füllmasse aufweist. Dementsprechend kann es sich bei dem Gehäuse um jegliches geeignete Gehäuse handeln, welches die Aufnahme der Füllmasse erlaubt. Das Gehäuse weist hierzu eine Einfüllöffnung zum Einfüllen der Füll-masse in das Aufnahmevolumen auf. Weiterhin weist das Gehäuse auch eine Auslassöffnung zum Auslassen von aus dem Aufnahmevolumen ausgetriebenem Wasser und/oder von aus dem Aufnahmevolumen ausgetriebener Füllmasse auf.

Weiterhin wird die erfindungsgemäße Vorrichtung bevorzugt in einen unterhalb der Wasseroberfläche liegenden Baugrund eingebracht, dies kann weiter bevorzugt durch Einvibrieren und/oder Einrammen der Vorrichtung in den Baugrund erfolgen.

Die Einfüllöffnung kann jede Öffnung im Gehäuse sein, die ein Einfüllen der Füllmasse in das Aufnahmevolumen, welches im Inneren des Gehäuses angeordnet ist, ermöglicht. Bevorzugt kann die Einfüllöffnung mit einer Fördereinrichtung zum Fördern der Füllmasse verwendbar sein. Bei der Fördereinrichtung handelt es sich bevorzugt um eine Pumpe, weiter bevorzugt eine Pumpe die über einen Verbindungsschlauch mit der Einfüllöffnung verbunden ist. Die Einfüllöffnung im Sinne der Erfindung kann auch durch die Austrittsöffnung eines Füllrohrs (sogenannter stinger) gebildet werden, welches zum Einfüllen der Füllmasse in das Aufnahmevolumen eingeführt wird. Insbesondere für den weiter unten beschriebenen bevorzugten Fall, dass das Aufnahmevolumen des Gehäuses durch einen Zwischenraum zwischen dem Außenrohr und dem Innenrohr gebildet wird, wird häufig ein solches Füllrohr von oben in den so gebildeten Ringspalt eingeführt, bis dessen Austrittsöffnung in einer Höhe möglichst direkt oberhalb des Meeresgrundes angeordnet ist.

Die Einfüllöffnung ist in Einbaulage des Gehäuses bevorzugt in einem unteren Bereich des Gehäuses angeordnet. Dies bedeutet, dass sich die Einfüllöffnung näher am Baugrund, insbesondere Meeresgrund, befindet, in oder auf welchem das Gehäuse der Vorrichtung positioniert wurde, als an der Wasseroberfläche. Bevorzugt ist die Einfüllöffnung im unteren Drittel, noch bevorzugter im unteren Fünftel des Gehäuses zwischen Meeresgrund und Wasseroberfläche angeordnet. Besonders bevorzugt ist die Einfüllöffnung am in Einbaulage des Gehäuses unteren Ende, d.h. möglichst direkt oberhalb des Meeresgrundes angeordnet .

Bei der Auslassöffnung kann es sich um jede weitere Öffnung im Gehäuse handeln, die ein Auslassen von aus dem Aufnahmevolumen des Gehäuses ausgetriebenem Wasser ermöglicht. Nach dem Positionieren des Gehäuses in oder auf den Baugrund ist das Aufnahmevolumen des Gehäuses zunächst mit Wasser gefüllt. Dieses Wasser wird dann beim Einfüllen der Füllmasse in das Aufnahmevolumen des Gehäuses, beispielsweise mittels einer mit der Einfüllöffnung verbundenen Pumpe, durch die eingefüllte Füllmasse verdrängt und entweicht über die Auslassöffnung aus dem Aufnahmevolumen, bzw. dem Gehäuse. Bei diesem Kontakt der eingebrachten Füllmasse mit dem im Aufnahmevolumen befindlichen Wasser kann es zu einem „Ausbluten"/Auswaschen der Füllmasse kommen kann, wobei Bestandteile der Füllmasse in das Wasser abgegeben werden.

Bevorzugt ist die Auslassöffnung in Einbaulage des Gehäuses oberhalb der Einfüllöffnung angeordnet, noch bevorzugter ist die Auslassöffnung an einem freien Ende des Gehäuses, d.h. an einem Ende des Gehäuses angeordnet, welches nicht in den Baugrund eingebracht wurde. Wie weiter unten noch genauer ausgeführt werden wird, handelt es sich bei der Auslassöffnung um eine Öffnung des Zwischenraums, bevorzugt des Ringspalts, der zwischen einem inneren Rohr und einem äußeren Rohr des in oder auf den Baugrund positionierten Gehäuses gebildet wird.

Die Auslassöffnung kann jedoch auch in Einbaulage des Gehäuses unterhalb der Einfüllöffnung angeordnet sein. Dies ist besonders bevorzugt, wenn es sich bei der Auslassöffnung um eine zweite Auslassöffnung des Gehäuses, d.h. eine zusätzliche Öffnung im Gehäuse handelt, wie beispielsweise einen Spalt. Solche zusätzlichen Öffnungen entstehen während der Gründung teilweise ungewollt, beispielsweise, wenn die Dichtung am in Einbaulage unteren Ende des Gehäuses versagt, oder während des Einfüllens beschädigt wird. Wie im Weiteren noch beschrieben werden wird, wird es mittels der vorliegenden Erfindung ebenfalls ermöglicht, solche zusätzlichen Öffnungen während des Einfüllens der Füllmasse in das Aufnahmevolumen des Gehäuses abzudichten.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Gehäuse zumindest zwei Auslassöffnungen ein, wobei eine erste dieser Auslassöffnungen in Einbaulage des Gehäuses oberhalb der Einfüllöffnung des Gehäuses angeordnet ist und wobei zumindest eine zweite dieser Auslassöffnungen in Einbaulage des Gehäuses unterhalb der Einfüllöffnung des Gehäuses angeordnet ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist weiterhin eine Filtereinrichtung auf, die zum Ausfiltern von Bestandteilen ausge- bildet ist, welche von dem im Aufnahmevolumen befindlichen Wasser aus der Füllmasse ausgelöst wurden. Wie bereits zuvor beschrieben, kommt es beim Vergießen der Füllmasse in das unter Wasser liegende und damit mit Wasser gefüllte Aufnahmevo-lumen der Vorrichtung zu einem „Ausbluten"/Auswaschen der Füllmasse, wobei Bestandteile der Füllmasse in das Wasser abgegeben werden. Die erfindungsgemäße Filtereinrichtung erlaubt nun das Ausfiltern dieser Bestandteile aus dem Wasser. Dieses Ausfiltern kann über jeglichen geeigneten Mechanismus erfolgen, vorzugsweise jedoch über Adsorption, noch bevorzugter über Physisorption . Beispielsweise kann die Filtereinrichtung ein Filtermedium, bevorzugt Reisschalenasche aufweisen, welches die ausgewaschenen Bestandteile der Füllmasse durch Physisorption adsorbieren und damit binden. Hierdurch wird das im Aufnahmevolumen befindliche Wasser von den ausgewaschenen Bestandteilen gereinigt und kann vorteilhafter Weise ohne die oben beschriebenen Nachteile über die Auslassöffnung der Vorrichtung austreten.

Die Filtereinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist zumindest teilweise in dem Aufnahmevolumen der Vorrichtung angeordnet, bevorzugt ist sie in dem Aufnahmevolumen angeordnet .

In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Gehäuse ein Außenrohr und ein Innenrohr auf, wobei die lichte Weite des Außenrohrs größer ist, als der Außendurchmesser des Innenrohrs. Weiterhin ist das Innenrohr in das Außenrohr eingelassen, sodass das Außenrohr das Innenrohr umschließt und das Aufnahmevolumen des Gehäuses durch einen Zwischenraum zwischen dem Außenrohr und dem Innenrohr gebildet wird. Ein solcher Zwischenraum kann auch als Ringspalt bezeichnet werden, der bevorzugt eine Mindestbreite von etwa 10 cm aufweist und/oder eine mittlere Breite von etwa 30-35 cm aufweist. Die mittle- re Breite ergibt sich insbesondere bei einer ungleichen Breite des Ringspalts auf gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses. So kann beispielsweise der Ringspalt an einer Stelle des Gehäuses eine Breite von 10 cm aufweisen und auf der dieser Stel-le gegenüberliegenden Seite eine Breite von 60 cm.

Weiter bevorzugt ist die Filtereinrichtung teilweise oder vollständig zwischen der Einfüllöffnung und der Auslassöffnung des Gehäuses angeordnet. Hierdurch wird vorteilhafter Weise ein effektives Durchströmen der Filtereinrichtung mit dem aus dem Aufnahmevolumen austretenden Wasser ermöglicht, wodurch die Filterleistung der Filtereinrichtung erhöht wird. Somit wird vorteilhafter Weise sichergestellt, dass das Wasser vor dem Austreten aus dem Gehäuse durch die Filtereinrich-tung gefiltert wird, bzw. die hierin enthaltenen Bestandteile der Füllmasse ausgefiltert werden.

Die Filtereinrichtung ist bevorzugt lageveränderlich im Aufnahmevolumen des Gehäuses, besonders bevorzugt oberhalb der Einfüllöffnung angeordnet. Hierbei wird die Lageveränderung der Filtereinrichtung durch die in das Aufnahmevolumen eingebrachte Füllmasse bewirkt. In anderen Worten ist die Filtereinrichtung so im Aufnahmevolumen des Gehäuses angeordnet, dass die Lageveränderung nicht durch das durch die Filterein-richtung hindurchtretende Wasser, sondern durch eine Verdrängung der Filtereinrichtung durch die in das Aufnahmevolumen eingebrachte Füllmasse bewirkt wird. Hierdurch dient die Filtereinrichtung vorteilhafter Weise als eine Füllstandsanzeige, bzw. „Pegelanzeige" und lässt eine verbesserte Kontrolle des Füllstands der in das Aufnahmevolumen eingebrachten Füllmasse zu. Insbesondere kann dadurch sicher ein Überlaufen und/oder Austreten von Füllmasse aus einer in Einbaulage des Gehäuses oberhalb der Einfüllöffnung angeordneten Auslassöff- nung, bevorzugt an einem freien Ende des Gehäuses, vermieden werden .

Eine solche Anordnung der Filtereinrichtung im Aufnahmevolu-men des Gehäuses kann beispielsweise und bevorzugt durch ein im Weiteren noch näher beschriebenes Einklemmen der Filtereinrichtung beispielsweise im Aufnahmevolumen, bevorzugt in einem Ringspalt, oder durch eine Beschwerung der Filtereinrichtung mit einem Senkkörper erreicht werden.

Bevorzugt ist die Filtereinrichtung lageveränderlich im unmittelbaren Bereich der Einfüllöffnung, insbesondere oberhalb dieser angeordnet. Hierdurch schwimmt die Filtereinrichtung auf der in das Aufnahmevolumen eingebrachten Füllmasse auf und wird während des Einfüllprozesses der Füllmasse in das Aufnahmevolumen stetig in Richtung der Auslassöffnung befördert. Dies hat den zusätzlichen Vorteil, dass die Filtereinrichtung zum einen im Bereich der höchsten Konzentration von in das Wasser abgegebenen Bestandteile der Füllmasse angeordnet ist und somit eine verbesserte Filterleistung erreicht wird. Zur Anordnung der Filtereinrichtung im unmittelbaren Bereich der Einfüllöffnung wird diese bevorzugt mit einem Senkkörper beschwert, um ein Aufschwimmen der Filtereinrichtung auf dem im Aufnahmevolumen enthaltenen Wasser zu verhindern. Hierbei wird der Senkkörper vorzugsweise so ausgewählt, dass die durchschnittliche Dichte von Filtereinrichtung und Senkkörper in etwa dem des Wassers entspricht. Ein bevorzugtes Beispiel für einen Senkkörper ist eine Metall-, bzw. Stahlkette, deren Gewicht in einfacher Art und Weise über die Anzahl der verwen-deten Kettenglieder variiert werden kann.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Filtereinrichtung lageveränderlich in unmittelbarer Nähe der in Einbaulage des Gehäuses oberhalb der Einfüllöffnung angeord- neten Auslassöffnung angeordnet. Hierbei ist unter dem Begriff „in unmittelbarer Nähe" zu verstehen, dass die Filtereinrichtung höchstens eine Strecke von der Auslassöffnung entfernt ist, die der Hälfte, bevorzugt einem Drittel, noch bevorzug-ter einem Viertel und insbesondere einem Fünftel der Strecke zwischen dieser Auslassöffnung und der Einfüllöffnung entspricht. Noch weiter bevorzugt ist die Filtereinrichtung dabei so im Gehäuse angeordnet, sodass sie teilweise aus der Auslassöffnung hervorragt. Eine solche Anordnung hat den Vor-teil, dass die Filtereinrichtung dadurch, dass sie nur teilweise in dem Aufnahmevolumen angeordnet ist, von außen sichtbar bleibt. Somit wird eine verbesserte Kontrolle des Füllstands der in das Aufnahmevolumen eingebrachten Füllmasse ermöglicht .

Insbesondere kann beim Einbringen der Füllmasse in das Aufnahmevolumen die sichtbare Filtereinrichtung überwacht werden. Wird diese aufgrund der in dem Aufnahmevolumen ansteigenden Füllmasse durch diese verdrängt, so kann anhand dieser Bewegung der Filtereinrichtung leicht erkannt werden, dass der Einfüllvorgang beendet ist. Ganz besonders leicht kann das vollständige Herausdrücken der Filtereinrichtung aus dem Aufnahmevolumen als Signal dafür detektiert werden, dass der Einfüllvorgang beendet ist. Hierdurch kann vorteilhafter Weise der Einfüllvorgang so rechtzeitig beendet werden, dass es zu keinem Auslaufen von Füllmasse aus der Auslassöffnung kommt.

Weiter bevorzugt wird die Filtereinrichtung in unmittelbarer Nähe der in Einbaulage des Gehäuses oberhalb der Einfüllöff-nung angeordneten Auslassöffnung durch Einklemmen in das Aufnahmevolumen angeordnet. Hierdurch entfällt zum einen die Notwendigkeit der Verwendung eines Senkkörpers (wobei diese hierdurch nicht ausgeschlossen wird) , zum anderen kann die Filtereinrichtung vorteilhafter Weise bereits vor Einbringung der Vorrichtung in das Wasser in die Vorrichtung eingebracht werden .

Die Filtereinrichtung kann vorzugsweise mit einem Senkkörper beschwert sein. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Filtereinrichtung zusätzlich zum Verschließen einer weiteren Auslassöffnung, beispielsweise eines Spalts, Verwendung finden soll, die unterhalb der Einfüllöffnung angeordnet ist. Der verwendete Senkkörper bewirkt, dass die Filtereinrichtung auf den Grund des Gehäuses sinkt und dort in Einbaulage des Gehäuses eine unterhalb der Einfüllöffnung befindliche Auslassöffnung verschließt. Bei Einbringen der Füllmasse in das Aufnahmevolumen tritt dann Wasser durch die Filtereinrichtung, welches Bestandteile der Füllmasse aufweist. Diese Bestand-teile der Füllmasse werden dann durch die Filtereinrichtung gefiltert und lagern sich in der Filtereinrichtung an. Der hierdurch entstehende Filterkuchen dient vorteilhafter Weise als Wassersperre, dichtet die weitere Auslassöffnung ab und verhindert ebenfalls das Austreten von Füllmasse aus dieser Auslassöffnung. Weiter vorteilhaft kann die Filtereinrichtung nach der Beendigung des Einfüllvorgangs in der Vorrichtung verbleiben .

Bei dem Senkkörper kann es sich um jegliches geeignete Element handeln, durch welches der Auftrieb des Filterelements im Wasser reduziert wird. Dementsprechend kommen beispielsweise Gewichte jeglicher Art infrage. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Senkkörper um eine Kette, weiter bevor-zugt um eine Kette aus einem Metall, insbesondere einem Stahl. Eine Kette bietet den besonderen Vorteil, dass das Gewicht des Senkkörpers in einfacher Art und Weise über die Anzahl der Kettenglieder variiert werden kann.

Bei dem Filterelement handelt es sich bevorzugt um ein Filtermedium, das von einer Filterhülle umgeben ist. Dies hat den Vorteil, dass das Filtermedium in loser Form vorliegen kann.

Die Filterhülle ist überdies bevorzugt als wasserdurchlässige Filterhülle, insbesondere als Schlauchverpackung ausgestaltet. Als wasserdurchlässige Filterhüllen kommen alle dem Fachmann bekannten und geeigneten Materialien infrage, beispielsweise Gewebe, wie insbesondere Jutegewebe, beispiels-weise Jutesäcke. Weiter bevorzugt handelt es sich bei den wasserdurchlässigen Schlauchverpackungen um schlauchförmigen Verpackungen mit einer Länge von ungefähr 40-70 cm und einer Breite und/oder einem Durchmesser von ungefähr 25-40 cm. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Filterelemente in einen oben erwähnten Ringspalt eingebracht werden sollen, da dann ein Einklemmen/Festklemmen der Filterelemente erfolgen kann. Somit ist kein weiteres Fixierungsmittel vonnöten.

Als Filtermedium kommt jedes geeignete Material infrage, das ein Ausfiltern der Bestandteile der Füllmasse aus dem Wasser gewährleistet. Insbesondere erfolgt dieses Ausfiltern durch Adsorption, noch bevorzugter durch Physisorption . Als beispielhaftes und bevorzugtes Filtermaterial kommt hierbei Kalksandsteinbruch, Blähton, Aktivkohle und/oder Kieselsäure enthaltende Materialien, besonders bevorzugt Reisschalenasche, zur Anwendung. Sämtliche dieser Materialien zeichnen sich dadurch aus, dass sie eine hohe spezifische Oberfläche aufweisen .

Das Filtermedium weist bevorzugt eine Struktur auf, die ausgewähltes aus der Gruppe bestehend aus faserförmige Struktur, Pulver und Granulat, wobei die faserförmige Struktur besonders bevorzugt ist. Ebenfalls bevorzugt ist die Granulatform (auch Pelletform oder Presspelletform) , da hierdurch eine gute Verarbeitungsfähigkeit erreicht wird. Bevorzugt handelt es sich bei dem Kieselsäure enthaltenden Material um ein organisches Material. Dies bedeutet, dass das Material biogener Natur ist. Besonders bevorzugt ist der organische/biogene Zu-schlagstoff ein pflanzliches Material. Pflanzliche Materialien weisen vorteilhafter Weise häufig eine faserförmige Struktur auf. Dementsprechend handelt es sich bei pflanzlichen Materialien mit faserförmiger Struktur um besonders bevorzugte siliziumhaltige Zuschlagstoffe im Sinne der Erfindung.

Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls eine Filtereinrichtung zum Ausfiltern von Füllmassenbestandteilen, die mittels Wasser aus einer zur Errichtung eines Unterwasserbauwerks geeigneten Füllmasse auslösbar sind, wobei die Filtereinrich-tung zumindest eine mit einem Filtermedium gefüllte wasserdurchlässige Filterhülle aufweist.

Die erfindungsgemäße, einfach herzustellende und kostengünstige Filtereinrichtung kann für eine Vielzahl von Anwendungen verwendet werden, insbesondere zur Filterung von Wasser, welches Füllmassenbestandteile enthält. Hierzu kann die Filtereinrichtung vorzugsweise in einem Filterkasten angeordnet sein, durch welchen das Wasser läuft, alternativ oder zusätzlich kann die erfindungsgemäße Filtereinrichtung auch in ei-nem Wasserzu- und/oder -ablauf angeordnet sein, beispielsweise in einer Rücklaufleitung . Besonders vorteilhaft kann die erfindungsgemäße Filtereinrichtung leicht ausgetauscht werden.

Besonders bevorzugt weist die erfindungsgemäße Filtereinrich-tung zumindest zwei mit Filtermedium gefüllte wasserdurchlässigen Filterhüllen auf, die mittels einer Verbindungseinrichtung miteinander verbunden sind.

Als Verbindungseinrichtung ist jegliche geeignete Art der Verbindung vorstellbar. Besonders bevorzugt handelt es sich bei der Verbindungseinrichtung um ein Seil oder eine Kette. Seil oder Kette können bevorzugt aus einem Metall, noch bevorzug-ter einem Stahl bestehen. Die erfindungsgemäße Kombination von zumindest zwei mit Filtermedium gefüllter wasserdurchlässiger Filterhüllen mittels einer Verbindungseinrichtung hat den Vorteil, dass die Filtereinrichtung nach dem Herausdrücken aus dem Aufnahmevolumen leicht geborgen und anschließend entsorgt werden kann. Dies ist insbesondere bei dem erfindungsgemäßen Einsatz unter Wasser von Vorteil.

Ganz besonders bevorzugt weist die erfindungsgemäße Filtereinrichtung mehr als zwei mit Filtermedium gefüllte wasser-durchlässige Filterhüllen auf, die mittels Verbindungseinrichtungen miteinander zu einem Ring verbunden sind. Eine solche Ausführungsform ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das Gehäuse - wie oben beschrieben - ein Außenrohr und ein Innenrohr umfasst. Hierbei kann die ringförmige Filtereinrich-tung in dem Ringspalt angeordnet werden. Eine entsprechend ausgebildete Filtereinrichtung bietet den Vorteil, dass bei groß dimensionierten und beispielsweise eine runde Form (Ringspalt zwischen Innenrohr und Außenrohr des Gehäuses) aufweisenden Auslassöffnungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sich die Filtereinrichtung der Geometrie (Querschnittsgeometrie) der Auslassöffnung anpassen kann, so dass die Filterleistung verbessert wird. Noch bevorzugter entsprechen die Filterhüllen dann den oben beschriebenen Schlauchverpackungen .

Bezüglich der bevorzugten Ausführungsformen der Filtereinrichtung bzw. der Füllmasse wird auf das oben ausgeführte verwiesen. Wird darauf hingewiesen, dass sämtliche Merkmale frei miteinander kombinierbar sind, solange nicht offensichtlich etwas einer solchen Kombination entgegensteht.

Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum Erstellen eines Unterwasserbauwerks unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und/oder der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung. Das Verfahren umfasst dabei die Schritte des Positionierens eines Gehäuses der Vorrichtung auf oder in einen Unterwasserbaugrund, sowie das Einfüllen von Füllmasse in ein Aufnahmevolumen des Gehäuses, wobei die Filtereinrichtung vor dem Einfüllen der Füllmasse in das Aufnahmevolumen des Gehäuses eingebracht wurde.

Bezüglich der bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf die oben gemachten Ausführungen hinsichtlich der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bzw. der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung verwiesen. Sämtliche dieser Merkmale sind frei miteinander kombinierbar, solange nicht offensichtlich etwas einer solchen Kombination entgegensteht. Dennoch sollen im Folgenden einige besonders bevorzugte Ausführungsform explizit beschrieben werden.

So wird in einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens die Filtereinrichtung vor der Positionierung des Gehäuses der Vorrichtung in das Aufnahmevolumen des Gehäuses eingebracht. Insbesondere geschieht dies vorteilhafter Weise zu einem Zeitpunkt, zu dem das Gehäuse noch nicht unter die Wasseroberfläche abgesenkt wurde. Dementsprechend wird die erfindungsgemäße Filtereinrichtung bevorzugt vor dem Positionieren des Gehäuses der Vorrichtung in oder auf den Unterwasserbaugrund eingebracht. Dies hat den Vorteil, dass keine oder weniger Unterwasserarbeiten- beispielsweise unter dem Einsatz von Tauchern - erforderlich werden .

Nichtsdestotrotz kann die Filtereinrichtung auch nach der Positionierung des Gehäuses in oder auf einen Unterwasserbaugrund eingebracht werden. Dies ist insbesondere dann von Vor-teil, wenn eine Filtereinrichtung eingebracht werden soll, die mit einem Senkkörper beschwert ist und die in Einbaulage des Gehäuses auf dessen Grund sinkt.

In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zumindest zwei Filtereinrichtungen vor der Positionierung des Gehäuses der Vorrichtung in das Aufnahmevolumen des Gehäuses eingebracht. Hierbei wird zunächst eine Filtereinrichtung in das Gehäuse eingebracht, die mit einem Senkkörper beschwert ist, sodass die Filtereinrichtung in Einbaulage des Gehäuses nach dessen Absenkung unter die Wasseroberfläche auf den Grund des Gehäuses absinkt. Diese zuerst eingebrachte Filtereinrichtung dient dazu, um gewünschte Öffnungen - beispielsweise Spalte - am in Einbaulage unteren Ende des Gehäuses zu verschließen. Danach wird eine weitere Filtereinrichtung in das Gehäuse eingebracht, wobei diese Filtereinrichtung in unmittelbarer Nähe der in Einbaulage des Gehäuses oberhalb der Einfüllöffnung angeordneten Auslassöffnung durch Einklemmen in das Aufnahmevolumen angeordnet wird. An dieser als zweites eingebrachten Filtereinrichtung ist es nicht erforderlich, einen Senkkörper anzubringen. Weiterhin bevorzugt handelt es sich bei dieser als zweites eingebrachten Filtereinrichtung um eine Filtereinrichtung, die aus mit Filtermedium gefüllten wasserdurchlässigen Filterhüllen besteht, welche mittels Verbindungsein-richtungen miteinander zu einem Ring verbunden sind.

Besonders bevorzugt wird während des Einfüllens der Füllmasse in das Aufnahmevolumen des Gehäuses eine Bewegung der Filtereinrichtung detektiert. Diese Detektion erfolgt Vorzugs- weise über eine visuelle Überwachung, weiter bevorzugt durch eine Videoüberwachung der Filtereinrichtung. Bei der Detektion der Bewegung der Filtereinrichtung handelt es sich noch bevorzugter um die Detektion des herausdrücken der Filterein-richtung aus dem Aufnahmevolumen . Der Einfüllvorgang wird bevorzugt dann abgebrochen, sobald eine solche Bewegung der Filtereinrichtung detektiert wird.

Weiterhin bevorzugt umfasst das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin den Schritt des Bergens und/oder Entsorgens der durch die Füllmasse aus dem Aufnahmevolumen herausgedrückten Filtereinrichtung. Dies ist insbesondere dann sehr einfach möglich, falls es sich bei der Filtereinrichtung um eine Filtereinrichtung handelt, die aus mit Filtermedium gefüllten wasserdurchlässigen Filterhüllen besteht, welche mittels Verbindungseinrichtungen miteinander zu einem Ring verbunden sind .

Wie bereits zuvor mehrfach angemerkt, sind einzelne Merkmale, die in Zusammenhang mit einer Ausführungsform beschrieben wurden, auch separat in anderen Ausführungsformen verwendbar, solange nicht explizit etwas anderes beschrieben wurde oder offensichtlich ein Widerspruch vorliegt.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich nachfolgend aus den erläuterten Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen im Einzelnen:

Figur 1: zeigt eine schematische Ansicht einer ersten

Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer einzelnen Auslassöffnung und unter Verwendung einer Filtereinrichtung

Figur 2: zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren

Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei Auslassöffnungen und unter Verwendung von zwei Filtereinrichtungen.

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 .

Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1, die als Teil eines Gründungspfahls für ein Offshore-Bauwerk durch Einvibrieren in den Meeresgrund als Unterwasserbaugrund 11 eingebracht wurde. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 ist demnach unterhalb der Wasseroberfläche 12 angeordnet.

Die Vorrichtung 1 weist ein Gehäuse 2 auf, welches seinerseits ein Außenrohr 8 und ein Innenrohr 9 aufweist. Beide Rohre sind hierbei aus Stahlblech gefertigt. Weiterhin ist der Durchmesser bzw. die erste lichte Weite des Außenrohrs 8 größer als der Durchmesser bzw. die zweite lichte Weite des Innenrohrs 9. Wie anhand der Figur 1 zu erkennen ist, ist das Innenrohr 9 ist in das Außenrohr 8 eingelassen, sodass es von diesem umschlossen wird. In anderen Worten wird zwischen dem Außenrohr 8 und dem Innenrohr 9 ein Ringspalt gebildet. Dieser hat eine Breite von ungefähr 30-35 cm.

Der zwischen dem Außenrohr 8 und dem Innenrohr 9 gebildete Zwischenraum/Ringspalt 10 stellt das Aufnahmevolumen 3 des Gehäuses 2 dar.

Wie weiterhin zu erkennen ist, weist die Vorrichtung eine Einfüllöffnung 4 auf, welche das Außenrohr 8 durchdringt und damit einen Zugang zu dem Aufnahmevolumen 3 bereitstellt. Die Einfüllöffnung 4 ist eingerichtet, um mit einem Verbindungsschlauch verbunden zu werden, der zu einer Pumpe führt, die als Fördereinrichtung für die in das Aufnahmevolumen einzubringende Füllmasse 5 dient. Die Pumpe bzw. der Schlauch sind in der Figur 1 nicht dargestellt.

Wie der Figur 1 weiterhin zu entnehmen ist, befindet sich innerhalb des Aufnahmevolumens 3 bereits eingebrachte Füllmasse 5, bei der es sich um einen Zementmörtel handelt. Durch die Fördereinrichtung wird die Füllmasse 5 in der mittels Pfeilen angegebenen Flussrichtung bewegt. Hierbei steigt der Füllstand 13 der Füllmasse 5 im Aufnahmevolumen 3 an und verdrängt dabei das zunächst in dem Aufnahmevolumen 3 befindliche Wasser.

Weiterhin weist die dargestellte Vorrichtung eine Auslassöff-nung 6 auf, durch welche das von der Füllmasse 5 verdrängte Wasser austreten kann. Wie zu erkennen ist, ist die Auslassöffnung 6 in Einbaulage des Gehäuses 2 oberhalb der Einfüllöffnung 4 angeordnet. Genauer ist die Auslassöffnung 6 an dem oberen und freien Ende des Gehäuses 2 angeordnet, welches nicht in den Meeresgrund 11 einvibriert wurde. Die Auslassöffnung 6 ist ebenfalls als eine Öffnung des Ringspalts 10 zwischen Außenrohr 8 und Innenrohr 9 anzusehen.

Ebenfalls an dem oberen Ende des Gehäuses 2 angeordnet ist die Filtereinrichtung 7. Diese wurde vor Absenken des Gehäuses 2 auf den Meeresgrund 11 der Art in den Ringspalt 10 eingeklemmt, dass die Filtereinrichtung 7 teilweise in dem Aufnahmevolumen 3 angeordnet ist. In anderen Worten ragt ein Teil der Filtereinrichtung 7 über die Auslassöffnung 6 des Gehäu- ses 2 heraus. Dies hat den Vorteil, dass die Filtereinrichtung 7 sehr leicht visuell kontrolliert werden kann, da sie leicht sichtbar ist.

Die Filtereinrichtung 7 besteht weiterhin aus mehreren mit Filtermedium gefüllten schlauchförmigen und wasserdurchlässigen Filterhüllen, die an ihren jeweiligen Enden über Verbindungseinrichtungen 14 miteinander zu einem Ring verbunden sind. Bei den Verbindungseinrichtungen 14 handelt es sich hierbei um Stahlseile oder -ketten.

Weiterhin handelt es sich bei dem Filtermedium, welches in der Filtereinrichtung 7 Verwendung findet um zu Pellets gepres-ster Reisschalenasche.

Figur 2 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei die meisten Merkmale im Wesentlichen mit der Ausführungsform der Figur 1 übereinstimmen.

Erneut ist eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 gezeigt, die als Teil eines Gründungspfahls für ein Offshore-Bauwerk auf dem Meeresgrund als Unterwasserbaugrund 11 positioniert wurde und damit unterhalb der Wassero-berfläche 12 angeordnet ist.

Ebenfalls weist die Vorrichtung 1 weist ein aus Außenrohr 8 und darin eingelassenem Innenrohr 9 bestehendes Gehäuse 2 auf, wobei beide Rohre erneut aus Stahlblech gefertigt.

An dem oberen Ende des Gehäuses 2 wurde erneut eine Filtereinrichtung 7 in dem zwischen dem Außenrohr 8 und dem Innenrohr 9 gebildete Zwischenraum/Ringspalt 10 eingeklemmt. Auch die Filtereinrichtung 7 der Ausführungsform der Figur 2 be- steht aus mehreren mit Reisschalenasche in Pelletform gefüllten schlauchförmigen und wasserdurchlässigen Filterhüllen aus einem Gewebe, die an ihren jeweiligen Enden über Verbindungseinrichtungen 14 miteinander zu einem Ring verbunden sind.

Weiterhin weist die dargestellte Vorrichtung 1 der Figur 2 eine Auslassöffnung 6 auf, welche oberhalb der Einfüllöffnung 4 an dem oberen und freien Ende des Gehäuses 2 angeordnet ist, welches nicht auf dem Unterwasserbaugrund 11 positioniert wur-de.

Zusätzlich zu dieser ersten Auslassöffnung 6 weist die Vorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform der Figur 2 eine weitere Auslassöffnung 6 auf, wobei diese Auslassöffnung 6 durch einen Spalt am in Einbaulage unteren Ende des Gehäuses 2 gebildet wird.

Zum Verschließen dieses Spalts 6 wurde vor dem Beginn des Ein-füllens von Füllmasse 5 in das Aufnahmevolumen 3 eine mit einer Stahlkette als Senkkörper 15 beschwerte Filtereinrichtung 7 in das Aufnahmevolumen 3 eingebracht. Die so beschwerte Filtereinrichtung 7 sank auf den Grund des Gehäuses 2 und kam vor dem Spalt 6 zu liegen.

Hiernach wurde das Einfüllen von Füllmasse 5 in das Aufnahmevolumen 3 begonnen und in der mit dem Senkkörper 15 beschwerte Filtereinrichtung 7 kam es über die durch das Filtermedium absorbierten Bestandteile der Füllmasse 5 zur Ausbildung eines Filterkuchens. Hierdurch wurde der Spalt 6 in dem Gehäu-se 2 effektiv abgedichtet.

Wie in der Figur 2 anhand des Füllstands 13 der Füllmasse 2 weiterhin zu erkennen ist, konnte durch diese effektive Ab- dichtung des Spalts 6 nachfolgend eine Füllmassensäule in dem Aufnahmevolumen 3 aufgebaut werden.

In beiden zuvor im Detail beschriebenen Ausführungsformen wurde das aus der oder den Auslassöffnungen 6 austretende, durch die eingebaute Füllmasse 5 verdrängte Wasser effektiv durch die Filtereinrichtungen 7 aufgereinigt , sodass im Wesentlichen keine aus der Füllmasse 5 ausgelösten Bestandteile aus der Vorrichtung 1 gelangten. Hierdurch wurde insbesondere eine effektive visuelle Kontrolle des Einfüllvorgangs der Füllmasse 5 in das Gehäuse 2 gewährleistet und weiterhin eine Verschmutzung der Umgebung durch Bestandteile der Füllmasse 5 vermieden .

Bezugs zeichenliste

Vorrichtung

Gehäuse

Aufnahmevolumen

Einfüllöffnung

Füllmasse; Zementmörtel

Auslassöffnung

Filtereinrichtung; mit Filtermedium gefüllte schlauchförmige und wasserdurchlässige Filterhülle Außenrohr

Innenrohr

Zwischenraum; Ringspalt

Baugrund; Unterwasserbaugrund; Meeresgrund

Wasseroberfläche

Füllstand der Füllmasse

Verbindungseinrichtung; Seil; Stahlkette

Senkkörper; Stahlkette