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Fachwerkartiger Mastabschnitt Die Erfindung betrifft einen fachwerkartigen
Mastabschnitt mit wenigstens drei rohrförmigen Stielen, rohrförmigen Riegeln und
gekreuzten Diagonalen aus Draht.
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Die bisher bekannten Mastkonstruktionen dieser Art weisen den Mangel
auf, daß sie aus einzelnen Bauelementen bestehen, die beim Aufbau mittels gesonderter
Verbindungselemente verbunden werden müssen. Die Errichtung eines solchen Mastes
ist umständlich, wobei hinzu kommt, daß die losen Teile leicht verlorengehen, was
die Errichtung der Mastabschnitte sehr verzögert, da zunächst Ersatzteile beschafft
werden müssen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen
und fachwerkartige Mastabschnitte zu schaffen, die keine losen Teile aufweisen und
mit denen leicht von Hand ein starrer Fachwerkmast der gewünschten Höhe errichtet
werden kann, der ebenso leicht auseinandergenommen und auf sehr kleinem Raum gestapelt
werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Fachwerkriegel
an den Maststielen angelenkt und mittig durch ein Gelenk unterteilt sind, das durch
eine übergeschobene Hülse verriegelt werden kann.
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Durch die erfindungsgemäße Ausbildung kann der zu einem Stabbündel
zusammengeklappte Mastabschnitt, ohne viel Raum zu beanspruchen, gelagert bzw. transportiert
werden. Das Aufstellen des Mastes ist denkbar einfach, es ist lediglich notwendig,
die Stäbe der Mastabschnitte auseinanderzuklappen und die Hülsen über die Riegelgelenke
zu schieben. Da lose Teile völlig vermieden sind, können die bei den bekannten Konstruktionen
beim Errichten oft auftretenden Schwierigkeiten nicht eintreten.
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Die Riegelhälften sind mit den einander zugekehrten Enden vorzugsweise
durch je eine Lasche gelenkig verbunden.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Gelenkachsen
der Lasche gegenüber den Längsachsen der Fachwerkriegel versetzt sind.
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Um ein unbeabsichtigtes Verschieben der die Gelenke verriegelnden
Hülsen zu vermeiden, können die Hülsen mit Öffnungen versehen sein, in die diagonal
gegenüberliegende Ecken der im wesentlichen rechteckig ausgebildeten Gelenklaschen
eingreifen, wenn sie infolge der durch die Diagonaldrähte verursachten Druckbeanspruchung
der Fachwerkriegel eine Schrägstellung in der Hülse einnehmen. Eine andere oder
zusätzliche Möglichkeit besteht darin, daß die Hülse jeweils mit einer der Fachwerkriegelhälften
durch einen Bajonettverschluß verbindbar ist. Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung
ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der
Zeichnungen, in denen gleiche Teile durchweg mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet
sind. Dabei zeigt F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines fachwerkartigen Mastabschnitts
gemäß der Erfindung, F i g. 2 eine auseinandergenommene perspektivische Ansicht
eines Mastabschnitts nach F i g. 1, F i g. 3 eine perspektivische Ansicht einer
der Fachwerkriegel im gestreckten Zustand, F i g. 4 eine perspektivische Teilansicht
eines zusammengeklappten Mastabschnittes, F i g. 5 einen Schnitt durch das Gelenk
eines Fachwerkriegels, F i g. 6 einen ähnlichen Schnitt wie F i g. 5, F i g. 7 einen
weiteren Schnitt ähnlich wie F i g. 5. In Fig. 1 der Zeichnungen ist ein fachwerkartiger
Mastabschnitt 10 dargestellt, der aus einer Anzahl von im allgemeinen senkrecht
verlaufenden parallelen rohrförmigen Stielen 11 besteht. Rohrförmige Fachwerkriegel
12 erstrecken sich im allgemeinen waagerecht zwischen benachbarten Stielen 11. Eine
Plattform 13 ist auf den oberen vier Fachwerkriegeln aufgesetzt und dort in üblicher
Weise befestigt. Die Plattform 13 weist eine Mittelöffnung 14 auf, in der eine Leiter
15 eingehakt ist, die sich von dort nach der Plattform des darunterliegenden
Mastabschnittes erstreckt, wie dies bei Masten dieser Art üblich ist. Diagonal verlaufende
Spanndrähte 16 erstrecken sich zur Verspannung zwischen benachbarten Stielen 11,
wie dies im einzelnen noch erläutert wird.
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F i g. 2 zeigt einen Mastabschnitt 10' halber Länge, bei dem die Länge
der Stiele 11' etwa halb so groß ist
wie die Länge der Stiele 11
in F i g. 1 zur Verwendung an solchen Stellen, an denen die volle Höhe des Mastabschnittes
10 nicht erwünscht ist. In allen anderen Punkten ist die Konstruktion der Mastabschnitte
10 und 10' gleich. Die unteren Enden der Stiele 11 weisen einen verringerten
Durchmesser 17 auf. um teleskopartig in rohrförmige Eckenverbinder 18 des als Fuß
dienenden Rahmens 20 eingeschoben zu werden, die ihrerseits wieder teleskopartig
auf Nivellierschrauben 21 aufgesteckt werden und dort auf oberen Flügelmuttern 22
aufsitzen. Wie man sieht, lassen sich die Flügelmuttern 22 bezüglich der Fußplatten
23 nach unten oder nach oben verdrehen. Die unteren Flügelmuttern 24 dienen als
Kontermuttern zum Verriegeln oder Festlegen der oberen Flügelmuttern gegen ein zufälliges
Lösen.
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Die oberen Enden der Stiele 11' sind offen, um die unteren Enden mit
verringertem Durchmesser 17 des darüberliegenden Mastabschnittes teleskopartig aufzunehmen.
Nach dem Zusammenbau können die einzelnen Mastabschnitte durch Bolzen mit Kopf und
Splint verriegelt werden, die in miteinander ausgerichtete Bohrungen 26 und 27 in
den oberen bzw. unteren Enden der Stützstreben eingesetzt werden.
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Betrachtet man F i g. 3, so sieht man, daß jeder Fachwerkriegel12
aus zwei langgestreckten rohrförmigen Bauteilen 31 und 32, vorzugsweise von gleicher
Länge, besteht. Jedes dieser rohrförmigen Teile ist an einem Ende mit Bolzen 33
an einer L-förmigen Rohrschelle 34 an benachbarten Stielen 11 befestigt. Die Rohrschellen
34 sind mit den Stielen dauernd und starr, beispielsweise durch Verschweißen, durch
Hartlöten, durch Vernieten usw., fest verbunden. Die Gelenklaschen 35 sind an ihren
äußeren Enden durch Bolzen 36 an den freien anderen Enden der rohrförmigen Bauteile
31 und 32 gelenkig befestigt.
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Eine langgestreckte Verriegelungshülse 37 ist auf dem rohrförmigen
Bauteil 32 angebracht und kann frei auf diesem Teil gleiten und sich drehen
und paßt relativ lose über dieses Bauteil. Ein Bajonettverschluß 38, der an einem
Ende der Hülse angebracht ist, wirkt mit einem nach außen herausragenden Zapfen
39 auf dem rohrförmigen Bauteil 31 zusammen, um die Hülse in ihrer Verriegelungsstellung
gegen eine Längsbewegung zu verriegeln. Wie ersichtlich, ist die Verriegelungshülse
beträchtlich länger als der Abstand zwischen den Bolzen 36, so daß im verriegelten
Zustand die Hülse 37 die Gelenklaschen 35 und Teile der beiden rohrförmigen Bauteile
31 und 32 bedeckt.
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Die diagonal verlaufenden Spanndrähte 16 weisen an beiden Enden für
eine dauerhafte Befestigung an den Bolzen 33 der L-förmigen Rohrschellen 34 eine
Hakenöse 41 auf.
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Für Lagerung und Transport ist jeder Mastabschnitt, wie in Fig.4 gezeigt,
vollkommen zusammengeklappt, wobei die Stiele 11 und die Teile 31, 32 der Fachwerkriegel
alle zueinander parallel liegen. Wie ersichtlich, muß der Abstand zwischen den Bolzen
36 etwas größer sein als der Durchmesser der rohrförmigen Bauteile 31 und 32, so
daß diese Teile im zusammengeklappten Zustand parallel zueinander liegen.
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Um einen solchen Mastabschnitt aufzurichten, werden die Stiele von
Hand auseinandergezogen, wodurch die Fachwerkriegelteile 31 und 32 auseinanderklappen
und allmählich die in F i g. 3 gezeigte Stellung einnehmen. Die Spanndrähte 16 besitzen
bereits die richtige Länge, so daß sie bereits gespannt sind, wenn die Fachwerkriegelteile
31 und 32 etwa horizontal liegen, aber noch nicht koaxial zueinander verlaufen,
wobei eine solche fehlende Ausrichtung durch ein Verkanten der Gelenklaschen 35
möglich ist. Die Verriegelungshülsen 37 werden dann in die in F i g. 3 eingezeichnete
gestrichelte Lage geschoben, wodurch die Fachwerkriegel 31 und 32 miteiraiider ausgerichtet
werden. so daß die Spanndrähte 16 volle Zugspannung erhalten. Dann wird die Verriegelungshülse
gedreht, so daß der Zapfen 39 in dem Bajonettschlitz 38 zu liegen kommt. In der
gleichen Weise werden alle anderen Fachwerkriegel 12 verriegelt. wodurch ein starrer
Mastabschnitt entsteht, bei dem alle Spanndrähte unter voller Zugspannung stehen,
wodurch alle Fachwerkriegel in axialer Richtung zusammengedrückt werden. Die unteren
Enden 17 der Stiele 11 werden dann in den Basisrahmen eingesetzt, und der unterste
Mastabschnitt wird einnivelliert, Der nächste Mastabschnitt wird dann in der gleichen
Weise aufgerichtet und in die oberen Enden der Stiele des zuvor aufgerichteten Mastabschnittes
eingesetzt und dort durch Splinte gesichert, die in ausgerichtete Bohrungen 26 und
27 eingesetzt werden. Die Plattformabschnitte 13 und die Leiter 15 werden beim Aufbau
des Mastes in üblicher Weise eingesetzt. In gewünschten Abständen werden außerdem
Abspanndrähte zur besseren Standfestigkeit an dem Mast befestigt.
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Der Mast wird in der umgekehrten Reihenfolge abgebaut und abschnittsweise
für Lagerung oder Transport zusammengeklappt, wie dies in F i g. 4 gezeigt ist.
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F i g. 5 zeigt eine Art, wie die Verriegelungshülse an einer Bewegung
aus ihrer Verriegelungsstellung heraus gehindert wird. Das Gewicht der rohrförmigen
Bauteile 31 und 32 bewirkt, daß die Fachwerkriegel 12, die an den Bolzen 33 der
L-förmigen Rohrschellen 34 gelenkig befestigt sind, etwas nach unten durchhängen.
Dadurch wirkt eine Schwerkraft Fg auf die untere Innenoberfläche in der Mitte der
Verriegelungshülse ein und erzeugt eine entsprechende entgegengesetzt gerichtete
Gegenkraft Fr, die an den inneren oberen Enden der Verriegelungshülse auftritt.
Die Kombination dieser Kräfte ergibt Reibungskräfte, die verhindern, daß die Verriegelungshülse
sich drehen oder in Längsrichtung bewegen kann, wodurch ein zufälliges Lösen oder
Entriegeln der Fachwerkriegel 12 verhindert wird.
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F i g. 6 zeigt eine andere Art, durch die die Verriegelungshülse an
einer Entriegelungsbewegung gehindert wird. Es war bereits beschrieben worden, daß
die Fachwerkriegel im verriegelten Zustand unter einer Druckspannung sind, die durch
die Druckkräfte Fe dargestellt ist, die sich aus den Zugspannungen der Spanndrähte
16 ergeben. Da die Zweifachgelenklasche den Fachwerkriegel 12 gegen Druckkräfte
unstabil macht, wird die Gelenklasche geringfügig aus ihrer waagerechten Lage heraus
verkantet, so daß das rohrförmige Bauteil 31 nach unten gegen die Innenseite
der Verriegelungshülse.wie bei Fo angegeben, anliegt. während das rohrförmige Bauteil
32 in gleicher Weise nach oben gegen die innere Oberfläche der Verriegelungshülse
anliegt. Dies ist ebenfalls durch den Pfeil Fo bezeichnet. Die Reibung zwischen
der Verriegelungshülse und den rohrförmigen Bauteilen 31 und 32, die ein Ergebnis
des Kräftepaares Fo-Fo sind, verhindert damit eine Drehung oder Längsbewegung zwischen
Verriegelungshülse und Fachwerkriegel. Der Betrag dieses Kräftepaares schwankt mit
der Größe der Verschiebung der Gelenkbolzen 36 aus der Waagerechten, welche gleich
der Differenz zwischen dem
Außendurchmesser der Fachwerkriegel 31
und 32 und dem Innendurchmesser der Verriegelungshülse 37 ist. Diese Verschiebung
kann dadurch vergrößert werden, daß man die Bohrungen für die Bolzen 36 in den Teilen
31 und 32 an Punkten anbringt, die gegen die Längsachsen der Teile 31 und 32, wie
in F i g. 6 gezeigt, versetzt angeordnet sind. Dann ist die Gesamtverschiebung die
Summe des ursprünglichen vertikalen Abstandes zwischen den Gelenkbolzen 36 und der
Durchmesserdifferenz zwischen den Teilen 31 oder 32 und der Verriegelungshülse,
so daß die beiden Kräfte des Kräftepaares, die eine Entriegelungsbewegung der Hülse
verhindern, vergrößert werden.
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F i g. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, insbesondere
aber, wie eine Verriegelungshülse 37' zwangläufig durch die längs dem Fachwerkriegel
12 wirkende Druckspannung verriegelt werden kann. In diesem Fall wird eine im wesentlichen
rechteckige Gelenkverbindung 35' verwendet, die gegenüberliegende Ecken 42 und 43
aufweist. Wenn der Riegel 12 einer in axialer Richtung wirkenden Druckspannung durch
die Spanndrähte ausgesetzt ist und wenn die Verriegelungshülse 37' in ihre Verriegelungsstellung
geschoben wird, dann wird die Gelenklasche 35', wie oben beschrieben, gekippt werden.
Wenn die Öffnungen 44 der Verriegelungshülse in die Nähe der Ecken 42 und 43 der
Gelenkverbindung 35' gebracht werden, dann werden diese Ecken durch die Druckkräfte
durch diese Öffnungen herausgedrückt werden und verriegeln dadurch die Verriegelungshülse
37' gegen Drehung und Längsbewegung. Dieses bestimmte Merkmal kann mit oder ohne
die Bajonettverschlüsse 38, 39 verwendet werden, und die Bolzen 36 können dabei
einerseits mit den Achsen der Bauteile 31 und 32 der Fachwerkriegel ausgerichtet
sein. Offensichtlich ist dann die Verriegelungskraft beträchtlich größer, wenn die
Gelenkbolzen 36 in vertikaler Richtung gegeneinander versetzt sind, wie dies im
Zusammenhang mit F i g. 6 besprochen wurde.
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Die Mastabschnitte werden vorzugsweise aus einer Aluminiumlegierung
hergestellt, um damit die bekannten guten Eigenschaften dieses Materials, nämlich
seine hohe Festigkeit mit dem geringen Gewicht zu vereinen, obgleich, wie ersichtlich,
auch andere Materialien verwendet werden können.
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Der oben beschriebene Mast hat eine ganze Reihe von Vorteilen, die
im folgenden dargelegt werden sollen. Jeder Mastabschnitt läßt sich zu einer leicht
zu lagernden und zu transportierenden Einheit zusammenklappen, bei der alle Stiele
und wegen der Gelenkverbindung auch alle Teile der Fachwerkriegel zueinander parallel
liegen. Wenn nur ein einziges Gelenk in der Mitte der Fachwerkriegel vorgesehen
wäre, ließen sich die Riegelteile nicht parallel zueinander zusammenklappen.
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Es gibt außerdem keine losen Teile in jedem Mastabschnitt, so daß
beim Lagern oder Transportieren keine Gefahr besteht, daß solche losen Teile verlorengehen
können. Alle Spanndrähte 16 sind fest mit ihrem Mastabschnitt verbunden und liegen
im zusammengeklappten Zustand innerhalb des zusammengeklappten Mastabschnittes.
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Das Gewicht des Mastes wird dadurch besonders gering gehalten, daß
als Versteifung Spanndrähte und daß für die Stiele und Fachwerkriegel rohrförmige
Teile verwendet werden. Der aufgebaute Mast hat einen sehr geringen Windwiderstand,
weil die Spanndrähte 16 praktisch keinen Windwiderstand aufweisen und die runden
Rohre 11 und 12 einen wesentlich kleineren Windwiderstand haben als andere übliche
Profile, wie z. B. Winkelstahl, Doppel-T-Profile u. dgl.
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Der Mast ist leicht und einfach aufzubauen und auseinanderzunehmen,
und man benötigt dafür keinerlei Werkzeuge.
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Der Mast ist außerdem leicht zu reparieren, und einzelne Teile sind
leicht auszuwechseln, da alle senkrechten Stiele identisch sind. Ebenfalls sind
alle Fachwerkriegel, alle Spanndrähte und alle Gelenkbolzen identisch.
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Da alle Seitenflächen des Mastes identisch sind, können Zusatzeinrichtungen,
wie Antennen, Lastaufzugarme, Außenplattformen u. dgl., auf jeder Seite jedes Mastabschnittes
in der gleichen Weise angebracht werden. Obgleich der Mast an einer Ausführungsform
mit quadratischem Querschnitt erläutert wurde, so ist es doch ohne weiteres klar,
daß der Mast in genau der gleichen Weise auch mit drei Stielen oder mehr als vier
Stielen aufgebaut werden kann. Außerdem könnte man auch einen rechteckigen Mast
so aufbauen und konstruieren, daß er entweder als Mast oder als Gerüst verwendet
werden kann.
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Somit leuchtet es ein, daß die hier dargestellten und beschriebenen
Ausführungsformen der Erfindung nur als bevorzugte Ausführungsformen zu werten sind
und daß verschiedene Änderungen in Form, Größe und Anordnung der einzelnen Teile
für den Fachmann ohne weiteres möglich sind, ohne vom Wesen und vom Anwendungsbereich
der Erfindung abzuweichen.