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Die
Erfindung betrifft eine Verankerung für Holzmaste jeglicher Art,
insbesondere für
Elektroleitungen, speziell Überland-Elektroleitungen
tragende Holzmaste.
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Wenn
hier "Elektroleitungen
tragende Holzmaste" genannt
werden, dann gehören
dazu die verschiedensten Netze, so zum Beispiel Hoch- und Mittelspannungsnetze
der EVUs, die die Aufnahme hoher mechanischer Lasten zu gewährleisten
haben, Niederspannungsnetze, die mittlere bis geringe Lastaufnahmen
bewältigen
müssen,
was auch für
Telekommunikationsnetze sowie Funknetze gilt; zu erwähnen sind
auch Stromleitungsnetze an Bahntrassen, z. B. der Deutschen Bundesbahn,
die hohen mechanischen Lasten, auch in wechselnden Richtungen ausgesetzt
sind, die u. a. aus Wind- und Sogkräften der vorbeifahrenden Züge resultieren.
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Zu
den Alternativprodukten gehören
Stahlgitter- oder Stahlrundrohrmaste, die ungefähr drei bis vier Mal teurer
sind als Rundholzmaste und außerdem
aufwendige Fundamentierungen benötigen,
allerdings für
insgesamt ca. 80 Jahre genutzt werden können; dabei fallen jedoch erhebliche
Instandhaltungskosten durch Korrosionsschutzmaßnahmen an, die in Wartungsintervallen
von ca. 20 Jahren erforderlich werden. Stahlmaste können im
Vergleich zu Holzmaste Torsionskräfte nur sehr viel schlechter aufnehmen;
bei Überbelastung
erfolgt – wie
kürzlich in
großem
Umfang geschehen – das
Abknicken der Stahlmaste.
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Eine
weitere Alternative sind Stahlbeton-Rundrohrmaste aus Schleuderbeton,
die jedoch dieselben Nachteile besitzen wie Stahlmaste. Als wei terer
Nachteil sind die zunächst
nicht erkennbaren Korrosionen am im Beton eingelegten Stahlgitterkörper zu
nennen, die zu Abplatzungen des Betons mit der Folge der Verringerung
der maximalen Tragfähigkeit
und damit zu erhöhten
Instandhaltungskosten führen.
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Schließlich sind
noch glasfaserverstärkte Kunststoffrundrohre
zu erwähnen,
deren Preis jedoch ebenfalls das Drei- bis Vierfache von Rundholzmasten
beträgt,
abgesehen von dem erheblichen Gründungsaufwand.
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Im
Vergleich zu den zuvor aufgezählten
Möglichkeiten
sind Rundholzmaste nach wie vor eine sehr wirtschaftliche Alternative,
wobei der nachwachsende Rohstoff Holz der verstärkt ökologischen Denkweise in modernen
Volkswirtschaften mit einer auch hinsichtlich ihrer Produktion günstigen
Energiebilanz entspricht. Die in den letzten Jahren entstandenen
starken Preissteigerungen und Preisschwankungen von Stahl begünstigen
die Marktbehauptung und Marktausweitung von Rundholzmasten für die verschiedenen
Anwendungen. In diesem Zusammenhang sei auch erwähnt, dass ergänzend zu Rundholzmasten
auch andere Mastegeometrien und Holzmaste-Konstruktionen im Rahmen
der Erfindung zur Anwendung kommen können, z. B. aus neuen Holzverbundwerkstoffen
mit besonderen technischen und wirtschaftlichen Vorteilen, auf die
die nachfolgenden Ausführungen
analog übertragen werden
können.
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Trotz
der zuvor aufgezählten
Vorteile gegenüber
den Alternativlösungen
haftet der Verwendung von Holzmasten der erhebliche Nachteil an,
dass diese in ihrem Fußbereich
wegen ihres Einlassens in das Erdreich gegen Verrottung zwingend
imprägniert werden
müssen.
Imprägnierungsmittel
sind toxisch und verursachen ökologisch
belastende Eintragungen in das Erdreich und Grundwasser. Nationale
und europaweite Verschärfungen
hinsichtlich der Verwendung von Imprägniermitteln, insbesondere
für Rundholzmaste
haben in der BRD sowie in verschiedenen anderen euro päischen Ländern zu
gesetzlich vorgeschriebenen Verringerungen und Veränderungen
der chemischen Zusammensetzung von Imprägniermitteln geführt, um
zukünftig
die in der Vergangenheit aufgetretenen toxischen Belastungen im
Erdreich und Grundwasser zu verhindern.
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Wie
bereits erwähnt,
ist das Abfaulen bzw. Verrotten von Rundholzmasten trotz Imprägnierung im
Erd-/Übergangsbereich
in bestimmtem Umfang unvermeidlich. Die hierdurch bedingten Masteausfälle betragen
je nach Region ca. 1 bis 2% der in den Stromleitungsnetzen verbauten
Holzmaste. Die bekannte Gründung
von Rundholzmasten erfolgt durch Erdeinbau, wobei die in der Vergangenheit
auch angewandten Gründungsmethoden
mit U-Eisen, die im Boden einbetoniert wurden, aufgegeben wurden. Grundsätzlich ist
das Einbetonieren von Rundholzmasten im Erdreich zuverlässig nicht
möglich,
denn Rundholzmaste schwinden und quellen durch Trocknung und Feuchteeinfluss
um bis zu 10% ihres Durchmessers, so dass dadurch zwischen Betonfundament
und Rundholzmaste ein Hohlraum entstünde, der sich einerseits mit
Wasser füllen
kann und somit die Verrottung beschleunigt, andererseits zu "Schlacker"-Bewegungen der Rundholzmaste im Betonfundament
führen
würde,
wodurch auch eine kontinuierliche Lastübertragung nicht mehr gewährleistet wäre.
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Die
Gründung
der Holzmaste erfolgt bisher deshalb in der Weise, dass ca. 1/6
der Holzmastlänge
in die Erde eingebaut wird. Die im Erdreich eingebaute Mastlänge kann
aufgrund unterschiedlich tragfähiger
Böden unterschiedlich
sein, was zu unterschiedlichen Mastlängen führt. Die Gründung aller Mastetypen erfolgt
mittels Erdaushub und anschließendem
Einbringen verdichteter Lagen.
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Die
traditionelle und übliche
Gründungsmethode
für Rundholzmaste
durch Erdeinbau umfasst sowohl Einzelmaste als auch Doppelmaste (bestehend
aus zwei Einzelmasten) sowie H-Maste, bestehend aus zwei im Abstand
voneinander aufgestellten Einzelmasten.
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Mit
der Erfindung sollen die zuvor dargelegten Nachteile vermieden werden.
Konkret liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, Holzmaste der
eingangs genannten Art vor Moderfäule zu schützen, ohne dass umweltbelastende,
toxische Schutzmaßnahmen
ergriffen bzw. notwendig werden.
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Diese
Aufgabe wird ausgehend von der Überlegung,
eine von der Einwirkung des Bodens, speziell der Bodenqualität auf die
Masten unabhängige
Gründungsmethode
vorzuschlagen und auf der Basis des generellen Erfindungsgedankens,
den jeweiligen Holzmast ohne Erdberührung zuverlässig zu verankern,
vorrichtungsmäßig durch
einen vorzugsweise beidendig offenen, länglichen Hohlkörper gelöst, der
aufrecht mit seinem einen Ende im Erdreich gehalten ist und dessen
anderes Ende den Mastfuß aufnimmt
und über
Mittel zum Abstützen
des Mastes innerhalb des oberen Endes des Hohlkörpers abstützt, wozu die Erfindung außerdem ein
Verfahren vorschlägt,
bei dem der Hohlkörper
in den Erdboden mit Überstand
nach oben gerammt, geschlagen und/oder gebohrt wird, dann eine Drainagepackung, vorzugsweise
grober Kies, bis in den Bereich von in der Hohlkörperwandung vorgesehenen Drainageöffnungen
in den Hohlkörper
gefüllt
wird, auf diese Drainagekiesschüttung
der Holzmast gesetzt wird, dann Mittel zum Abstützen des Mastes innerhalb des
oberen Endes des Hohlkörpers
eingebracht, beispielsweise Füllmaterial
in Form einer weiteren Kiesschicht mit gegenüber der ersten Kiesschüttung geringerer Körngröße, nämlich 2
bis 16 mm, vorzugsweise 5 bis 10 oder 8 bis 12 mm, lagenweise in
den Ringraum zwischen Mast und Hohlkörper verbracht wird, und schließlich der
Ringraum oberseitig verschlossen wird, und zwar vorzugsweise mit
einer Rosette. Alternativ oder in Ergänzung zum Füllmaterial können insbesondere
nahe der Oberkante des Hohlkörpers Druck-
oder Zugelemente eingebracht werden, die geeignet sind, die Kräfte vom
Mast auf den Hohlkörper
zu übertragen.
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Mit
diesen relativ einfachen aber wirkungsvollen Verfahrensschritten
nach der Erfindung wird ein überraschender
Weg aufgezeigt, den jeweiligen Holzmastfuß außerhalb des Moder-Fäulnis-Bereichs zu
verlegen, wodurch zudem erreicht wird, dass statt der bisherigen
Gefahrenklasse 4 für
erfindungsgemäße Gründungen
die Gefahrenklasse 3 gilt mit der Folge u. a. geringeren Imprägnierungsaufwandes.
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Der
erfindungsgemäße Vorschlag
besitzt den enormen Vorteil und damit ökologischen Charme, dass der
Einsatz belastender, höchst
toxischer Imprägnierstoffe
nicht mehr erforderlich wird bei gleichzeitig erhöhter Lebensdauer
der Maste – von bisher
30 Jahren auf 40 bis 45 Jahre – und
einem vergleichsweise geringen Zeitaufwand zum Herstellen der Gründung, wobei
bezüglich
des Einbringens des erfindungsgemäßen Hohlkörpers in das Erdreich auf z.
B. aus der Ölfördertechnik
bekannte Einschlag- oder
Bohr- oder Eindrehtechniken, wie sie auch in der Gasfördertechnik
Anwendung finden, zurückgegriffen
werden kann.
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Ein
weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung ist die Wiederverwendbarkeit
des Hohlkörpers für mindestens
eine weitere Regelnutzungsdauer eines Holzmastes für den dann
neu einzusetzenden Holzmast.
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Auch
ist von Vorteil, dass, anders als bei in das Erdbereich eingebrachten
Holzmasten des Stands der Technik, ein Austauschmast bei Verwendung
der erfindungsgemäßen Gründungsmethode wieder
an gleicher Stelle aufgestellt werden kann, da die erfindungsgemäßen gegründeten Maste
in ihrem Fußbereich
nicht vermodern und das Erdreich nicht mit Moderfäule kontaminieren.
Eine Kontamination des Erdreichs mit Moderfäule würde ein Aufstellen eines Mastes
verbieten.
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In
diesem Zusammenhang ist noch der Kostenvorteil zu erwähnen, der
sich durch die Möglichkeit
der Wiederverwendung von bereits im Netz eingebauter und benutzter
Maste ergibt, die nach Verrottung oberhalb des Erdreichs abgeschnitten
werden und durch die erfindungsgemäße Verankerungsmethode zumindest
für eine
Restnutzungsdauer noch verwendet werden können.
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Zusätzliche
Kostenvorteile ergeben sich bei Anwendung der Erfindung dadurch,
dass an entsprechenden Standorten mit Oberflächenbefestigung (Gehwege etc.)
der Wiederherstellungsaufwand wesentlich geringer als bei herkömmlichen
Gründungsmethoden
ist. Auch sind Mastaustauschzeiten kürzer, was insbesondere von
Vorteil ist, wenn beispielsweise in Stromnetzen „unter Spannung" gearbeitet wird,
wenn also der Abschnitt des Leitungsnetzes, in dem Maste ausgetauscht
werden, nicht abgeschaltet wird.
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Da
die im Rahmen der Erfindung benötigten Mastlängen gegenüber herkömmlichen
aufgrund der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Verankerung grundsätzlich
kürzer
gehalten werden können,
ergeben sich weitere Kostenvorteile. So sind die auftretenden Biegemomente
bei kürzeren
Masten geringer, so dass die Mastquerschnitte gegenüber herkömmlichen,
in das Erdreich eingelassenen Holzmasten reduziert werden können. Auch
ist der Transport von kürzeren
Masten einfacher.
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Darüber hinaus
entfällt
die bei herkömmlichen
Masten notwendige Nachpflege, ebenso wie Maßnahmen zum Verbissschutz oder
zum Schutz vor mechanischen Beschädigungen des Holzmastes und
Bandagen entfallen können,
da der Holzmast in seinem unteren Bereich durch den Hohlkörper konstruktiv
bedingt geschützt
ist.
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Schließlich führt die
Erfindung zu einer Verlängerung
der Prüfungs-
und Wartungsintervalle, also zu weniger Prüf- und Wartungsaufwand mit
der Folge geringerer Betriebskosten. Insbesondere entfällt dadurch
auch das Ausgraben, Überprüfen und erneute
Eingraben.
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Wenngleich
vorzugsweise Rundholzmaste zum Einsatz kommen, kann die Erfindung
grundsätzlich
auch für
Holzmaste vorgesehen werden, die einen dreieckigen, quadratischen,
rechteckigen, mehreckigen oder sonstigen Querschnitt aufweisen und z.
B. aus Holzwerkstoffen oder Brettschichtholz hergestellt werden
können.
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Zwar
besitzt der erfindungsgemäße Hohlkörper vorzugsweise
Kreisquerschnitt, jedoch kann je nach Zusammensetzung der Erdschichtung
auch ein anderes Querschnittprofil gewählt werden. Für das Material
des Hohlkörpers
kommen duktiler Guss, Stahl, Stahlbeton, faserverstärkter Beton
und/oder glasfaserverstärkte
Kunststoffe sowie schlagfeste Keramikwerkstoffe in Frage. Besonders
bewährt
hat sich Gussrohr DN400.
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Um
auf alle Fälle
jegliche irgendwie in den Zwischenraum zwischen Mast und Hohlkörper gelangte
Flüssigkeit
(atmosphärische
Feuchtigkeit, Kondenswasser, etc.) nach außen abzuführen und den Mastfuß trocken
zu halten, ist in Ausgestaltung der Erfindung im Bereich der Oberkante
des Erdreiches eine Perforation in der Hohlkörperwandung vorgesehen, die
rundum angeordnet ist und vorzugsweise aus vertikal verlaufenden
Schlitzen besteht; vorteilhaft sind dabei insgesamt acht umfänglich mit
gleichen gegenseitigen Abständen
verteilte, vertikal verlaufende Schlitze mit einer Breite von 5
mm und einer Länge
von 90 mm oder mit einer Breite von 10 mm und einer Länge von
120 mm vorgesehen.
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Die
Perforation bzw. die Drainageöffnungen eignen
sich auch in vorteilhafter Weise hervorragend zur Überprüfung des
Holzzustandes im Mast fußbereich,
indem mit einem geeigneten Werkzeug und angeschlossenem Messgerät eine Bohrwiderstandsmessung
von außen
durch die Drainageöffnungen hindurch
durchgeführt
wird, wobei der ermittelte Widerstandswert für die jeweils verwendete Holzsorte dann
Rückschlüsse auf
deren Festigkeitszustand zulässt.
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Sowohl
die Standfestigkeit des Mastfußes als
auch der Drainageeffekt werden besonders positiv beeinflusst durch
eine kapillarbrechende Schicht, insbesondere aus einkörnigem Kies,
mit vorzugsweise einer Körnung
von mehr als 16 mm, auf dem durch das Einrammen des Rohres in das
Erdreich verdichteten Erdreichpfropfen im Rohrinnern.
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Die
Kiesschicht erstreckt sich wirkungsvoll zumindest teilweise über die
Perforationshöhe.
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Um
dem Holzmast bei der Montage eine möglichst zentrische Lage zu
geben und gleichzeitig den Mastfuß während der Montage, insbesondere beim
Einbringen in das Rohr bereits einen gewissen Halt und auf alle
Fälle eine
Führung
zu geben, wird der Mastfuß nach
einem weiteren Merkmal der Erfindung an seiner unteren Stirnfläche mit
einer Zentrier- und
Abstützplatte
versehen; diese wird unterseitig am Mastfuß festgenagelt oder verschraubt
und besitzt die vorzugsweise einen knapp dem Innendurchmesser des
Rohres entsprechenden Außendurchmesser
und ist zur Vermeidung eines Drainagestaus als Lochblech ausgebildet.
Die Zentrier- und Abstützplatte
kann so auch als Trennung zwischen kapillarbrechender Schicht und
Füllmaterial
wirken, und es können
zumindest Teile des Füllmaterials
beim Herausziehen des Mastes aus dem Hohlkörper heraus gehoben werden.
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Um
im Mastfuß besonders
gut Querkräfte
auf den Hohlkörper übertragen
zu können,
können
mindestens drei durch die Zentrier- und Abstützplatte hindurch in die Mastfußstirnfläche eingreifende Schrauben
sowie die Schäfte
der Schrauben umgreifende Dübel
besonderer Bauartvorgesehen sein. Dabei sind die Dübel besonderer
Bauart zwischen der Zentrier- und Abstützplatte und der Mastfußstirnfläche angeordnet
und greifen mit ihren Zähnen
in die Mastfußstirnfläche ein.
Die Querkräfte
werden dann vom Mastfuß in
die Dübel
besonderer Bauart, von den Dübeln
besonderer Bauart in die Schrauben, von den Schrauben in die Zentrier- und Abstützplatte
und von dort in die Hohlkörperwandung
eingeleitet. Damit der Mast bei einer solchen Ausgestaltung nicht
mit den Schraubenköpfen
auf der kapillarbrechenden Schicht steht, kann unterhalb der Zentrier-
und Abstützplatte
eine insbesondere an den Schraubenköpfen anliegende Bodenplatte
vorgesehen sein. Die Bodenplatte kann mit Wasserablauflöchern versehen und
mit der Zentrier- und Abstützplatte
verschraubt sein. Über
eine solche Bodenplatte werden die vom Mast aufgrund seines Gewichts
auf die kapillarbrechende Schicht besser über ihre Fläche verteilt.
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Sowohl
die Zentrier- und Abstützplatte
als auch die Bodenplatte bestehen vorzugsweise aus einem Metall,
es können
aber auch andere Werkstoffe verwendet werden, die geeignet sind,
die auf die Platten wirkenden Kräfte
aufzunehmen, wie beispielsweise glasfaserverstärkte Kunststoffplatten. Auch
können
die Platten beschichtet sein, beispielsweise mit Kupfer oder Zink,
um besser gegen Korrosion geschützt
zu sein, oder auch, um eine fungizide oder biozide Wirkung im Bereich
des Mastfußes
zu erzielen.
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Das
eigentliche Ausrichten des Holzmastes innerhalb des Rohres erfolgt
in im einzelnen noch zu beschreibender Weise unter Zuhilfenahme
von Richt- bzw. Klemmkeilen, die temporär im Ringraum zwischen der
Mastaußenfläche und
der Rohrinnenfläche eingebracht
bzw. eingeklemmt werden; dabei werden vorzugsweise drei jeweils
um 120° umfangsmäßig versetzt
bzw. verteilt angeordnete Keile verwendet, die aus Stabilitäts- und Verschleißgründen aus
Hartholz bestehen können.
Es können
aber ebenso gut am oberen Rand des Hohlkörpers abgestützte Zwingen
zum temporären
Ausrichten des Mastes verwendet werden.
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Ein
besonderer Pfiff der Erfindung besteht in dem Gedanken, die am Mast
auftretenden Lasten dadurch in geeigneter Weise in das Erdreich
einzuleiten und dabei gleichzeitig für eine Drainagewirkung zur Vermeidung
von Feuchtigkeitsbildungen am Holz zu sorgen, dass der Ringraum
zwischen dem Holzmast und dem Rohr mit einem Füllmaterial verfüllt wird, vorzugsweise
wiederum mit einer Kiesschüttung,
jedoch mit einer geringeren Korngröße von vorzugsweise 8 bis 12
mm, wodurch diese Schüttung
sowohl Stütz-
als auch Kraftübertragungsfunktionen übernimmt
und nach entsprechender Ausrichtung des Mastes mittels der erwähnten Richtkeile
in einfacher Weise in den Ringraum gefüllt und dort verdichtet werden
kann. Die Ringraumdicke, d. h. der Abstand zwischen Mast und Rohr
beträgt
vorzugsweise mindestens 5 cm.
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Eine
besonders vorteilhafte Eigenschaft des Füllmaterials in seinem erfindungsgemäßen Einsatz besteht
darin, dass es die durch Schwinden und Quellen (aufgrund von Feuchtigkeitsab-
bzw. -zunahme) bedingten Abmessungsänderungen des Holzmastes selbstanpassend
aufnimmt bzw. ausgleicht, und zwar ohne dass die Stützkraft-Übertragungsfunktion
eingeschränkt
wird oder gar verloren geht. Daraus ergibt sich auch der weitere
Vorteil, dass fungizide oder biozide Metallplatten oder -gitter,
mit denen der Mast im Fußbereich
teilweise oder ganz ummantelt ist, gleichmäßig andrückt, unabhängig davon, wie stark der Mast
geschwunden oder gequollen ist.
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Die
am Mast auftretenden Lasten können aber
auch durch mindestens drei permanent im Hohlraum zwischen Hohlkörper und
Mast in einer Höhe, insbesondere
nahe der Oberkante des Hohlkörpers, verteilt
angeordnete, Klemmelemente aufgenommen werden. Insbesondere in Zusammenwirkung
mit der Zentrier- und Abstützplatte,
die über
in den Mastfuß eingreifende
Dübel besonderer
Bauart und Schrauben vom Mast in den Hohlkörper einleiten, können die
auf einen Holzmast wirkenden Kräfte
ausreichend gut über
den Hohlkörper
in das Erdreich eingeleitet werden.
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Eine
andere, besonders effektive Verankerung des Holzmastes im Hohlkörper wird
mit mindestens drei Zugelemente, insbesondere Schrauben, erreicht,
die im Wesentlichen in einer Höhe,
insbesondere nahe der Oberkante des Hohlkörpers, verteilt angeordnet
sind, sich an der Hohlkörperwandung
abstützen
und in das Holz des Mastes eingreifen. Auch bei dieser Lösung können die
auf einen Holzmast wirkenden Kräfte
insbesondere in Zusammenwirkung mit der Zentrier- und Abstützplatte,
die über
in den Mastfuß eingreifende
Dübel besonderer
Bauart und Schrauben vom Mast in den Hohlkörper einleiten, gut über den
Hohlkörper
in das Erdreich eingeleitet werden. Um die Schrauben gut am Hohlkörper befestigen
zu können,
werden bevorzugt solche eingesetzt, die einen ersten Gewindeschaft
für eine
mit der Innenseite der Hohlkörperwandung
zusammenwirkende Kontermutter sowie einen sich daran anschließenden Gewindeschaft
zum Eingriff in das Holz des Mastes aufweisen. Um ein Setzen des
Mastes, beispielsweise durch ein Setzen der kapillarbrechenden Schicht
oder durch eine Kompression des darunter liegenden Erdreichs, ausgleichen
zu können,
sind in der Hohlkörperwandung
vorzugsweise vertikale Langlöcher
vorgesehen, durch die die Schrauben hindurch geführt sind.
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Durch
eine vorzugsweise aus Metall bestehende Rosette kann der Ringraum
zwischen Rohr und Mast nach oben hin abgedeckt werden, wobei es sich
sowohl für
eine optimale Dichtigkeit als auch einfache Montagemöglichkeit
als besonders praktisch erwiesen hat, wenn die vorzugsweise aus
Metall bestehende Rosette Kegelform besitzt, wobei der Kegel ober-
und unterseitig in achsparallele Schürzen übergeht. Der Übergang
zwischen oberem Rand der Rosette und Mast wird zur Abdichtung vorzugsweise
mit einem Klebeband überdeckt.
Des weiteren ist es von Vorteil, wenn die Rosette mit Spiel auf
dem Hohlkörper
aufsitzt, so dass ein Luftaustausch zwischen dem Hohlkörperinneren
und der Umgebung möglich
ist, so dass Luft durch die Drainageöffnungen und den Sitz der Rosette
zirkulieren kann.
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Um
den im Hohlkörper
sitzenden Mastfuß gegen
Pilzbefall zu schützen,
können
geeignete fungizide oder biozide Mittel insbesondere im Bereich des
Mastfußes
vorgesehen werden. Geeignete Mittel sind insbesondere Kupfer oder
Zink abgebende Depots, wie beispielsweise um den Mastfuß herumgewickelte
Kupfer- oder Zinkbleche bzw. Kupfer- oder Zinkgitter. Auch können insbesondere
für den
Fall, dass als Füllmaterial
eine Schüttung
verwendet wird, dem Hohlraum zwischen Hohlkörperwandung und Holzmast Kupfer-
und/oder Zinkstifte oder ähnliches zugegeben
werden. Ebenso geeignet sind Bor-getränkte Depots, beispielsweise
in Form von Wickeln, die um den Mast gelegt sind.
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Weitere
Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand
der beigefügten Zeichnungen
erläutert.
In den 1 bis 10 der Ablauf einer vorzugsweise
Herstellung einer Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Verankerung schematisch
dargestellt ist, während
in den 11 bis 14 die
wesentlichen Merkmale einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform
gezeigt sind.
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Auf
die in 1 dargestellte Erdoberfläche 1 wird, nachdem
das Gelände
freigeräumt,
insbesondere von Bewuchs befreit ist, in vertikaler Ausrichtung
ein Rohr aus Guss oder Stahl aufgerichtet und mit an sich bekann ten
Techniken in den Boden gerammt, wie dies schematisch aus 2 hervorgeht. Der
Einrammvorgang wird symbolisch durch den Hammer 3 dargestellt.
Wie 2 des weiteren zeigt, bildet sich durch das Einbringen
des Rohres 2 in den Erdboden im Inneren des Rohres ein
verdichteter Erdpfropfen 4 mit nach oben hin konvexer Oberfläche.
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Bei
einem typischen Anwendungsfall besteht das Rohr aus Stahl und besitzt
eine Länge
von 250 cm, die bis zu zwischen 50 und 60% in den Erdboden gerammt
wird.
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Je
nach u. a. Mastlängen,
Bodenbeschaffenheit, Kräfteverhältnissen
etc. kommen Rohrlängen von
250 bis 400 cm zum Einsatz, wobei im montierten Zustand mindestens
100 cm über
die Erdoberfläche
herausragen. In Extremfällen
kann die Gesamtlänge
600 cm betragen, von der dann 1/3 über die Erdoberfläche hinausragt.
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Wie
zuvor bereits erwähnt,
kann das Einbringen des Rohres in den Erdboden alternativ zum Einrammen
auch mittels Einschlagen, Eindrücken
unter Vibration, Eindrehen oder dergleichen erfolgen. Die jeweilige
Auswahl kann der Fachmann, ohne dass es dazu an dieser Stelle näherer Erläuterungen
bedarf, in Abhängigkeit
von der Bodenbeschaffenheit, des verwendeten Rohrmaterials, der
Zugänglichkeit
oder anderer logistischer Verhältnisse
sowie auch ökonomischer Überlegungen
ohne weiteres treffen.
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Im
eingelassenen Endzustand befindet sich im Mantel des Rohres eine
rundum verlaufende, sich über
eine gewisse Rohrlänge
erstreckende Perforation 5, gemäß 2 oberhalb
des Erdpfropfens 4 in Höhe
der Umgebungserdoberfläche 1.
Diese Perforation 5 dient, wie sich aus der nachfolgenden
Beschreibung ohne weiteres ergeben wird, im Zusam menspiel mit weiteren
erfindungsgemäßen Maßnahmen
der zuverlässigen
Entwässerung
und Trockenhaltung des Holzmastfußes.
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Der
nächste
Montageschritt ist in 3 dargestellt und besteht aus
dem Einfüllen
einer kapillarbrechenden Schicht 6 in das Rohrinnere auf
den Pfropfen 4 über
eine zumindest Teilhöhe
der Perforation 5; die kapillarbrechende Schicht 6 besteht
im bevorzugten Fall aus einkörnigem
Kies mit einer Körnung
von > 16 mm oder auch
Fraktionierungen der Körnung
16/32. Generell kommen sowohl Einzelkörnungen oder Fraktionierungen
in unterschiedlichen Sieblinien von 6 mm bis 42 mm in Frage. Dabei
eignen sich körnige
Schüttungen
aus regelmäßig und/oder
unregelmäßig geformtem
Material, nämlich Kies,
Metall, Kunststoff oder Beton, auch als Mischungen.
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Nunmehr
sind die Verankerungsvorbereitungen so weit abgeschlossen, dass
ein Holzmast gewünschten
Durchmessers und gewünschter
Länge von
oben in das Rohr auf die kapillarbrechende Kiesschicht 6 gesetzt
werden kann. Dafür
hat sich eine Vorzugsausführung
bewährt,
bei der im Interesse einer zentrischen Halterung des Holzmastes 7 (siehe 4)
dieser fußseitig
mit einer Zentrier- und Abstützplatte 8,
vorzugsweise aus Lochblech, versehen werden kann, die von unten
an den Mastfuß geschraubt
oder genagelt werden kann.
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Der
Durchmesser der Zentrier- und Abstützplatte, die aus einem Lochblech
bestehen kann, um eine optimale Drainage und Fußbelüftung zu garantieren, ist geringfügig kleiner
als der Innendurchmesser des Rohres gewählt, so dass die Zentrier-
und Abstützplatte 8 für eine untere
Justage des Mastes sorgt, nachdem dieser gemäß 5 in das
Rohr eingelassen ist.
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In 4a ist ein Holzmast 7 mit einer
am Mastfuß angeschraubten
Zentrier- und Abstützplatte 8 dargestellt,
während 4b die Ansicht von unten auf den Mastfuß zeigt.
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Demgegenüber zeigt 5 die
insoweit fertiggestellte Verankerung 11 nach der Erfindung
mit dem im Fußbereich über die
Zentrier- und Abstützplatte 8 im
Rohr 2 fixierten Holzmast 7.
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Es
ist nunmehr noch erforderlich, den Mast 7 endgültig im
Rohr 2 zu fixieren und in die Lage zu versetzen, Kräfte, wie
und wo auch immer sie auftreten, aufzunehmen und in den Boden abzuleiten,
was anhand der 6, 7, 8 und 9 nachfolgend beschrieben
wird, wobei a) jeweils eine schematische Seitenansicht im Schnitt
und b) jeweils die Draufsichten zeigen.
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Wie
die genannten Figuren verdeutlichen, wird zunächst eine temporäre Lagefixierung
dadurch erreicht, dass in den Ringraum zwischen Holzmast 7 und
Rohr 2 Richt- und Klemmkeile 12 eingeschoben werden – im dargestellten
Ausführungsbeispiel
gemäß 6 drei
Stück umfangsmäßig gleich
verteilt (120°)
und dann gemäß 7 über eine
geeignete Einfüllvorrichtung – im vorliegenden
Fall mittels eines Trichters 13 – der Ringraum 14 zwischen
dem Rohr 2 und dem Holzmast 7 mit Verfüllkies gefüllt wird.
Dieser Verfüllkies 15 besitzt
vorzugsweise eine Körnung von
8 bis 12 mm und wird während
des Einbringens lagenweise manuell oder maschinell verdichtet; in 8 ist
zu diesem Zweck eine Handramme 16 dargestellt. In diesem
Stadium sind die nur temporär
für die
Lagefixierung des Mastes benötigten
Richt- und Klemmkeile 12 bereits wieder entfernt.
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Das
Verfüllmaterial 15 kann
aus denselben Materialien wie die kapillarbrechende Schicht 6 bestehen
und gleichfalls als Einzelkörnungen
oder Fraktionierungen in unterschiedlichen Sieblinien (2 bis 16
mm) eingesetzt werden.
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Als
abschließende
Maßnahme
wird von oben eine Rosette 17 aufgeschoben, die mit ihrem oberen
achsparallelen Schürzen-(Bördel-)Rand
dem Mast 7 anliegt, während
sie mit ihrem unteren Rand das freie Ende des Rohres 2 um-
und übergreift,
so dass die Kegelfläche
der Rosette 17 den Ringraum 14 oberseitig abdichtet.
Damit ist eine insbesondere Holzmaste vor Vermoderung schützende,
einfach herzustellende, zuverlässige
Verankerung geschaffen worden, deren besonderer Vorteil darin zu
sehen ist, dass der Mastfuß außerhalb
des Moderfäulnisbereichs
liegt.
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Darüber hinaus
gestattet die Erfindung eine besonders einfache Überwachung des Holzzustandes,
speziell seiner Tragfestigkeit, wozu auf 10 verwiesen
wird. Danach können
die Durchbruchsöffnungen
der Perforation 5 nämlich
dazu genutzt werden, ein Bohrwerkzeug 17 in den Mastfußbereich
zu bringen und in den Mastfuß zu
bohren, beispielsweise mittels einer Handbohrmaschine 19,
deren Leistungsaufnahme gemessen und in einem geeigneten Gerät 21 bezüglich der
Holzfestigkeit ausgewertet wird. Auch können zusätzliche Prüfbohrlöcher im Hohlkörper für Bohrwiderstandsprüfungen in
verschiedenen Höhen
vorgesehen sein.
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In
den 11 bis 14 ist
eine Alternative zur in den 1 bis 10 gezeigten
und oben beschriebenen Schüttung
als Mittel zum Abstützen
des Mastes innerhalb des oberen Endes des Hohlkörpers beschrieben. Wie in 11 im
Querschnitt gezeigt ist, sind am oberen Ende eines Hohlkörpers 31,
in den ein Mast 32 eingesetzt ist, Schrauben 33 vorgesehen,
die von außen
durch die Hohlkörperwandung geführt und
in den Holzmast eingeschraubt sind. Die Schrauben 33 sind
Spezialschrauben mit zwei aneinander grenzenden Gewindeschäften. Der
erste, dem Schraubenkopf zugewandte Gewindeschaft 34 hat ein
metrisches Ge winde für
eine Kontermutter 35 zum kontern der Schraube an der Hohlkörperwandung.
Der sich daran anschließende,
Gewindeschaft 36 weist ein Holzschraubengewinde für den Eingriff in
den Mast 32 auf. Wie in 12, die
einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Mastverankerung entlang
der Linie A-A in 11 zeigt, zu sehen ist, sind sechs
Schrauben in Umfangsrichtung des Hohlkörpers gleichmäßig verteilt.
In den Fuß des
Mastes 32 greifen, wie in 13 in
Ansicht von unten und in 14 im
Schnitt entlang der Linie A-A in 13 dargestellt
ist, drei über
den Fuß gleichmäßig verteilt angeordnete
Dübel besonderer
Bauart 37 ein. Die Dübel
besonderer Bauart sind in der Art einer Lochscheibe, die einseitig
mit Zähnen 38 ausgestaltet
ist, mit denen der Dübel
in den Mastfuß eingreift.
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An
der dem Mast 32 abgewandten Seite der Dübel liegt eine Zentrier- und Abstützplatte 39 an,
die – was
hier allerdings nicht dargestellt ist, mit Wasserablauflöchern versehen
ist, die über
die gesamte Fläche
der Platte verteilt sind. Der Durchmesser der Zentrier- und Abstützplatte 39 ist
nur geringfügig
geringer als der Innendurchmesser des Hohlkörpers 31, so dass
einerseits das Einsetzen des Mastes 32 in den Hohlkörper einfach
möglich
ist, andererseits aber der Mastfuß auch ausreichend genau im
Hohlkörper 31 zentriert
ist.
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Die
Dübel 37 und
die Zentrier – und
Abstützplatte 39 werden über Holzschrauben 41,
die von unten durch die Dübel
in den Mastfuß 32 eingeschraubt sind,
unten am Mastfuß befestigt.
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Unterhalb
der Zentrier- und Abstützplatte 39 sitzt
eine dazu parallel verlaufende Bodenplatte 42 mit gleichem
Durchmesser, die von unten an den Köpfen der Schrauben 39 anliegt.
Sie ist über
vier in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilte
Schrauben mit der Zentrier- und Abstützplatte 39 verbunden.
Die Bodenplatte 42 weist ebenso über ihre Fläche gleichmäßig verteilte Wasserablauflöcher auf
(nicht dargestellt).
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Somit
werden die auf den Mast 32 wirkenden Kräfte in den oberen Randbereich
des oberen Endes des Hohlkörpers 31 durch
die Schrauben 33 eingeleitet. Außerdem werden die auf den Mast
wirkenden Kräfte
vom Mastfuß über die
Dübel besonderer
Bauart 37, die Schrauben 41 und die miteinander
verbundenen Platten 39, 42 in den Hohlkörper 31 eingeleitet.
Darüber
hinaus steht der Mast mit der Bodenplatte 42 auf einer
kapillarbrechenden Schicht 43 auf.