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Funkmast mit Verdrehungssidierung Bei stählernen Funkinasten ist es
allgemein üblich, im Mastfuß ein Gelenk anzuordnen. Aufgabe dieses Fußgelenkes ist
es, das Betonfundament des Mastes sowie einen oftmals an dieser Stelle angeordneten
Isolatiofiskörper frei von Biegemonienten, die sich bei einer Einspannung des Mastfußes
ergeben würden, zu halten.
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Das Fußgelenk wird in der Regel konstruktiv als Kugelgelenk ausgebildet
und hat somit nicht nur Bewegungsfreiheit in den vertikalen Ebenen, wie aus dem
oben angeführten Grunde erforderlich, sondern auch Bewegungsfreiheit in horizontaler
Ebene, d. h., der Mastschaft kann sich im Kugelgelenk um seine vertikale
Achse drehen. Eine Verdrehung des Mastschaftes um einen mehr oder weniger großen
Winkel tritt ein, sobaldein Drehmoment auf den Mast wirkt. Dieses kann beispielsweise
herrühren von ungleichmäßigen Windbelastungen, die zu beiden Seiten des Mastes auf
die Abspannseile wirken, wenn Wind mit ungleichmäßiger Geschwindigkeitsverteilung
herrscht. Diese Erscheinung das sich drehenden Mastes war bei den bisherigen Anwendungsarten
von Funkmasten als selbststrahlende Mittelwellenantenne oder Träger von Rundstrahlenantennen
mit Bezug auf ihre hochfrequenztechnische Wirkung unwesentlich.
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In neuerer Zeit werden vielfach Tragkonstruktionen für Richtantennen,
die im Meterwellengebiet- oder Dezimeterwellengebiet arbeiten, benötigt. Da diese
Richtantennen ihre Strahlung in stark gebündelter Form aussenden, muß von der Tragkonstruktion
eine bestimmte Starrheit in jeder Raumrichtung gefordert ge, die werden. Die Abweichungen
von der Normallag hierbei zulässig sind, sind gering, sie betragen beispielsweise
nur wenige Grade oder bei Dezimeterwellen weniger als 1'.
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Die Richtantennen sind meist unsymmetrische Ge-WIde, die unsymmetrisch
am Mastschaft angebracht sind und oftmals Konstruktionen, mit erheblicher seitlicher
Ausladung darstellen. Bei Windangriff auf einen Stahlinast mit Richtantennen entsteht
in dem Mast auch bei Voraussetzung ein-er gleichmäßig verteilten Windgeschwindigkeit
ein starkes Drehmoment, das bei abgespannten Masten bisher bekannter Ausführung
zu der beschriebenen Erscheinung des Drehens des Mastschaftes führt. Diese Mastdreh#ung
überschreitet leicht den zulässigen Wert, da die Rücksteflkräfte aus den Abspannseilen
erst nach, Eintritt einer verhältnismäßig großen, Verdrehung wirksam werden, so
daß abgespannte Maste ohne besondere Vorkehrungen nicht als Tragkonstruktion für
Richtantennen mit starker Strahlungsbündelting brauchbar sind-.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt nun., den. Mastschaft so auszubilden,
daß der Mastschaft gegenüber einer Verdrehung um die vertikale Achse fest eingespannt
ist, ohne daß die Gelenkwirkung zur Vermeidung von Einspannmomenten auf die Fußkonstruktion
behindert wird. Es sind Ausführungen von Mastfußgelenken bekannt, wobei diese etwa
nach, dem Prinzip eines Kardangelenkes ausgeführt sind oder wobei ein Kugelgelenk
mit Rippen oder Zapfen zur Verhinderung einer gegenseitigen Drehung der Gelenkteile
ausgerüstet ist. Beide Möglichkeiten haben den Nachteil, daß sie praktisch nicht
ohne Spiel auszuführen sind. Dieses Spiel erhöht einerseits den Verdreliungswinkel,
andererseits entstehen beim jeweiligen Anschlag zusätzliche Stoßkräfte. Letzteres
ist besonders nachteilig, wenn sich im Mastfuß ein Isolator aus Porzellan oder Keramik
befindet, da dieser gegen. Stoßbeanspruchung empfindlich ist und das Drehmom-ent
über den Isolator meist durch Reibung in den Auflagerflächen übertragen wird. Die
Ausführung eines Fußgelenkes gemäß der Erfindung vermeidet diese Nachteile, indem
die dreltsichere Einspannung des Mastfußes absolut fest ohne Spiel und in einer
der Stahlbauweise angepaßten Ausbildung erfolgt.
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Zu diesem Zweck werden zwischen Mastschaft und dem Fundament waagerechte
Konstruktionsglieder angeordnet. Die Glieder sind elastisch biegsam oder in ihren
Anschlußpunkten beweglich ausgebildet und einerseits an einem am Mastschaft nach
unten angebrachten Arm, andererseits an einem in der Isolatorkopfplatte bzw. im
Fundament verankerten Bock angeschlossen. Sie nehmen ein im Mastschaft um die vertikale
Achse wirkendes Drehmoment auf, ohne die Bewegilichkeit des Mastschaftes in den
vertikalen Ebenen, die nur einen geringen Ausschlag erfordert, zu behindern.
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Zur Erläuterung des Erfindungsgedankens dienen die Zeichnungen.
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Abb. 1 zeigt die Seitenansicht eines abgespannten Funkmastes
mit unsymmetrisch angeordneten Richtantennen;
Abb. 2 zeigt eine
Draufsicht auf einen Funkniast, in Abb. 3 ist die Ausführung eines Fußgelenkes
in Seitenansicht gezeigt; Abb. 4 stellt den Schnitt IV-IV in Abb. 3 dar.
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Der Masuchaft 1 ist durch die Seile 2 abgespannt. Auf dem Mastfußfandament
3 mit einer Fußplatte be-
findet sich das Kugolgelenk 4 des Mastfußes.
Falls ein Wind in Richtung der Pfeile 5 auf die Konstruktion einwirkt, so
entsteht durch den Windangriff auf die schematisch angedeuteten Richtantennen
6 ein Drehmoment auf den Mastschaft, das eine Verdrehung des Mastes in Richtung
des Pfeiles 7 bewirken will.
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Zur Verhinderung dieser Verdrehung erhält das Mastfußgelenk eine Ausbildung
wie sie beispielsweise in den Abb. 3 und 4 erläutert ist. Der Mastschaft
endet am Fuß in einem Fußrahmen oder einer Fußplatte 10, an der das Oberteil
11 des Fußgelenkes befestigt ist. Das Unterteil 12 des Fußgelenkes ist direkt
oder mittels einer Grundplatte 13 im Fundament verankert. An die Stelle der
Grundplatte 13 kann die Kopfplatte eines Fugi-solators treten. -Mit dem Fußrahmen
10 sind ein oder mehrere Arme 14 verbunden. Im Fundament bzw. in der Grundplatte
sind, die Böcke 15 angebracht. Zwischen den Armen 14 und den Böcken
15 befinden sich Rundeisen 16. Diese Rundeisen liegen in einer horizontalen
Ebene, die durch den Drehpunkt des Kugelgelenkes gelegt ist,. Die Run,deisen haben
einerseits angeschmiedete Augen, die mit Bolzen 17 an den Armen 14 befestigt
sind. Ihr anderes Ende, daß durch Bahrungen der Böcke 15
hindurchragt, trägt
ein Gewinde, so daß die Rundeisen mittels der Spannmuttern. 18 vorgespannt
werden können. Es ist erforderlich, daß mindestens zwei solcher Zugglieder am Mastfuß
angeordnet werden, damit sich die Vorspannungen beider Zugglieder gegenseitig aufheben.
In dem gezeichneten Beispiel der Abb. 4 sind vier solcher Zugglieder angeordnet.
Da die Zugglieder genau in der Ebene des Drehpunktes liegen und die tatsächlich
auftretenden Abweichungen der Richtung des Mastes von der Vertikalen sehr gering
sind, wird eine Bewegung des Mastschaftes in dieser Hinsicht nicht behindert,
d. h. also, daß das Fußgelenk gegenüber den Abweichungen des Mastschaftes
von der Vertikalen beweglich bleibt. Eine Verdrehung des Mastschaftes in der horizontglen
Ebene ist jedoch nicht mehr möglich, da dieser durch die,erläuterten Zugglieder
fest eingespannt ist.
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Die Abb. 3 und 4 stellen nur eine von vielen verschiedenen
Ausführungsmöglichkeiten dar. Beispielsweise können Rundeisen verwendet werden,
die auf beiden Seiten mit Gewinde und Spannmuttern versehen sind, oder die einseitig
an Stelle der gezeichnüten Bolzenverbindung angeschweißt sind. Weiterhin können
Bandeisen verwendet werden, die mit ihrer Breitseite horizontal liegen und dieebenfalls
mit dem Mast bzw. den im Fundament angebrachten Böcken starr oder beweglich unter
Einbringung einer Vorsparmung verbunden sind.
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Es wäre auch möglich, kurze Seilstücke hierzu zu verwenden oder die
Konstrukt:ionE;glieder durch Spannschrauben mit beiderseitigem Rechts- und Linksgewinde
zu ersetzen. Zur Übertragung der horizontalen Kräfte können auch knicksteife Konstruktionselemente
verwendet werden, die beiderseits vertikal drehbar angeschlossen würden und eine
Druckvorspatinung erhalten. Die Verbindungsglitder können auch so ausgebildet sein,
daß sie Zug- und Druckkräfte aufnehmen können. Sind dieselben beiderseits spielfrei
vertikal beweglich angeschlossen, beispielsweise durch Federgelenke oder spielfreie
Bolzenlager, so ist keine Vorspannung und daher gegebenenfalls nur ein Verbindungselement
erforderlich.
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Die gleiche Konstruktion wird auch angewendet, wenn der Mastschaft
auf einem Fußisolator ruht. In diesem Falle sind die Böcke 15 und das Unterteil
des Kugelgelenkes 12 auf der Kopfplatte des Fußisolators angebracht. An die Stelle
des Fußrahmens 10 kann auch eine Gußplatte treten, beispielsweise wenn der
Mastschaft als Rohrzylindermast ausgebildet ist.
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Der wirtschaftliche Vorteil eines Stahlmastes mit Fußgelenk nach der
Erfindung liegt in folgendem: Wie zuvor erläutert, waren die Bedingungen, die an
die Tragkonstruktion von Richtantennen bezüglich der Starrheit gegen Verdrehung
gestellt werden, durch Maste mit Abspannungen durch Seile und ühlicher Fußgelenkausrüstung
nicht zu erfül,len. Es, mußten daher als Antennenträger bisher Türme mit fest eingespannten
Füßen ohne Seile verwendet werden. Es ist jedoch eine bekannte Tatsache, daß für
größere Höhen, die Ausführungsform als abgespannter Mast gegenüber dem eingespannten
Turm erhebliche Einsparungen an Material, und damit auch erhebliche Kosteneinsparungen
bietet.