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Mast, insbesondere Lichtmast, aus hohlen Teilstücken mit vieleckigem
Querschnitt und Verfahren zu ihrer Herstellung Die Erfindung betrifft einen Mast,
insbesondere Lichtmast, aus hohlen Teilstücken mit vieleckigem Querschnitt, der
von unten nach oben abnimmt, sowie ein Verfahren zur Herstellung von Maststücken
für einen solchen Mast.
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Der übliche Lichtmast moderner Bauart besteht aus mehreren übereinander
angeordneten zylindrischen Teilstücken und hat nach oben hin absatzweise abnehmenden
Querschnitt. Die Teilstücke sind mit Hilfe von Übergangsgliedern aneinandergeschweißt.
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Abgesehen davon, daß diese Maste in ästhetischer Hinsicht nicht sehr
befriedigen, haben sie den Nachteil, daß das Widerstandsmoment gegen Biegung sich
an den Übergängen zwischen den Teilstücken plötzlich ändert, was zu einer ungleichmäßigen
Beanspruchung des Materials führt infolge des Gewichtes der überhängenden Lampe
und der Windkraft oder infolge von Stoßbelastungen.
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Maste mit nach oben hin gleichmäßig abnehmendem kreisförmigem Querschnitt
sind gleichfalls bekannt. Diese Maste haben den Nachteil, daß insbesondere bei geringer
Mastlänge der kreisförmige Querschnitt des untersten Teilstückes zuwenig Raum für
die oft darin unterzubringende Hochspannungsapparatur brietet, so daß dafür ein
angebauter Kasten verwendet werden muß.
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Ähnliche Nachteile haben die bekannten Maste, deren Querschnitt ein
regelmäßiges Vieleck darstellt.
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Bei dem Mast gemäß der Erfindung sind die obenerwähnten Nachteile
dadurch vermieden, daß der Querschnitt die Form eines unregelmäßigen Fünfecks hat,
welches dadurch gekennzeichnet ist, daß es abgerundete Ecken und nur eine Symmetrieachse
hat, daß zwei Fünfeckwinkel spitz, vorzugsweise 60°, drei aufeinanderfolgende Winkel
dagegen stumpf sind und daß die Schenkel der spitzen Winkel mehr als doppelt so
lang sind wie die restlichen beiden Fünfeckseiten.
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Ein in dieser Weise ausgebildeter Mast zeichnet sich durch eine besonders
günstige mechanische Beanspruchung aus und hat überdies eine geschmackvolle Wirkung.
Ferner hat der fünfeckige Querschnitt den Vorteil, daß die gesamte Vorschaltapparatur
(Transformator usw.) als Ganzes bequem in das unterste Mastteilstück von der mittleren
Breitseite her einschiebbar ist.
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Scheinbar würde ein quadratischer Mast die günstigste Querschnittsform
aufweisen, da ein solcher Querschnitt ganz mit dem die Vorschaltapparatur enthaltenden
Kasten auszufüllen wäre. In der Praxis wird aber bei der Luke an beiden Seiten des
Kastens ein gewisser Raum benötigt, um den Kasten umgreifen zu können; dies ist
bei einem quadratischen Querschnitt nicht gut möglich; beim fünfeckigen Mast verbleibt
hingegen bei der Luke der erforderliche Raum, und trotzdem läßt sich der übrige
Querschnitt gut ausfüllen. Der Apparaturkasten hat im Querschnitt zweckmäßig die
Form eines Rechtecks mit anschließendem symmetrischem Trapez, wobei zwei Seiten
des Trapezes sich an zwei Seiten des fünfeckigen Mastquerschnitts anschmiegen. Hierdurch
ist die Unterbringung der Vorschaltapparatur besonders günstig. Vorzugsweise bestehen
die Maststücke aus abgekantetem Blech, und die vorzugsweise geschweißte Längsnaht
liegt in der Symmetrieebene der Maststücke.
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Besonders vorteilhaft ist, wenn die einzelnen Teilstücke gleich lang
sind und wenn die Längsnaht in der senkrecht zur Symmetrieebene liegenden Mas*.-fläche
liegt. Bevorzugt steht die senkrecht zur Symmetriebene liegende Mastfläche vertikal.
Zweckmäßig sind die einzelnen Maststücke stumpf aneinandergeschweißt, und zweckmäßig
ist es gleichfalls, wenn das oberste Maststück unabhängig von der Mastlänge immer
die gleichen Abmessungen hat. Die Blechränder an der Längsnaht können ins Innere
des Mastes so abgekantet sein, daß sie in der Symmetrieebene aneinanderliegen und
eine versteifende Rippe bilden.
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Die Herstellung von Maststücken für den gekennzeichneten Mast wird
gemäß der Erfindung in der Weise durchgeführt, daß aus flachem Metallblech trapezförmige
Stücke gleichbleibender Höhe, jedoch
mit einer von der Verwendung
im Mast abhängigen Breite ausgeschnitten werden, die unter den erwünschten Winkeln
abgekantet werden, woraufhin die gebildeten Längsränder verschweißt werden.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung, in der einige Ausführungsbeispiele
dargestellt sind, näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht eines Mastes gemäß der Erfindung;
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt dieses Mastes gemäß der Linie II-II in der Fig. 1;
Fig. 3 zeigt einige Mastteilstücke, bevor diese miteinander verbunden werden; Fig.
4 a und 4 b zeigen zwei Mastquerschnitte in geänderter Ausführung; Fig. 5 a zeigt
einen Mastquerschnitt gemäß der Linie V-V in Fig. l; Fig. 5 b zeigt einen entsprechenden
Querschnitt einer geänderten Ausführungsform; Fig.6a und 6b zeigen einen umkippbaren
Lichtmast, der in der Fig. 6 a im Querschnitt durch die Kippachse und in der Fig.
6 b im Längsschnitt senkrecht zur Kippachse dargestellt ist; Fig. 7 a bis 7 e zeigen
die Herstellung eines Mastteilstückes aus einem Stück Metallblech in verschiedenen
Bearbeitungsstufen; Fig. 8 zeigt einen Querschnitt entlang der Erdoberfläche in
der Fig. 1; Fig. 9 zeigt eine zugehörige Seitenansicht.
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Der in Fig.l. dargestellte Lichtmast besteht aus drei rohrförmigen
Teilstücken, und zwar aus dem oberen Teilstück 1, dem Zwischenstück
2 und dem unteren Teilstück 3. Die Querschnitte dieser Teilstücke
an jeder beliebigen Stelle sind untereinander ähnlich; die Oberfläche des Querschnitts
nimmt über die ganze Mastlänge proportional zum Abstand vom Aufhängepunkt
4 zu. Das Teilstück 1 ist an den Stellen 5 und 6 kreisförmig
gekrümmt. Bei Masten mit mehreren Zwischenteilstücken hat das unterste Teilstück
einen größeren Querschnitt als beim dargestellten dreigliedrigen Mast. Wenn der
Mast beispielsweise zum Aufhängen der Oberleitung für eine Straßenbahn bzw. einen
Obus verwendet wird, kann das obere Teilstück 1 auch gerade sein.
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Das untere Teilstück 3 ist mit einer sich an die Mastwand anschließenden
Luke 7 für einen die Schaltapparatur enthaltenden Kasten sowie mit wenigstens
einem Kabelzufuhrloch 7 a versehen. An der Grenzfläche zwischen Luft und
Boden ist um das Teilstück 3 ein Antikorrosionsring 8 angeordnet.
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Die Form des Querschnitts der einzelnen Teilstücke geht aus der Fig.
2 hervor. In dieser Figur ist außer dem Querschnitt 9 auch der Umfang des
Mastes an den Stellen 10 und 11 (Fig. 1) angegeben. Die der Straße
zugekehrte Fläche des Lichtmastes steht vorzugsweise genau senkrecht. Der Querschnitt
hat die Form eines Fünfecks mit nur einer Symmetrieachse und mit abgerundeten Ecken,
von dem zwei Winkel spitz und drei aufeinanderfolgende Winkel stumpf sind. Die spitzen
Winkel umfassen je ungefähr 60°. Die Naht des aus flachem Metallblech gebogenen
Teilstückes liegt gerade in der Symmetrieachse. Diese Naht wird durch zwei aneinander
anliegende, lotrecht umgebördelte Blechränder 13 gebildet, an welche auf
der Außenseite eine Schweißraupe 14
angelegt ist. Die Schweißraupe wird abgeschliffen,
so daß der Mast ein nahtloses Ansehen hat. Das Widerstandsmoment gegen Biegung ist
bei dem beschriebenen und dargestellten Querschnitt sehr günstig; da das Widerstandsmoment
von oben nach unten gleichmäßig zunimmt, wird eine gute Anpassung an die von der
Windbelastung verursachte Biegespannung erzielt.
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Soll der Mast aus irgendeinem Grunde eine einseitig gerichtete Kraft
K aufnehmen, so kann die Schweißnaht 14 auf der Seite angebracht werden,
an der im Querschnitt Zugspannungen auftreten. Die Blechränder 13 der Schweißnaht
können dann so weit nach der Mitte hin verlängert werden. wie es erforderlich ist
(vgl. die Fig. 4 a und 4b).
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Ein wichtiger Vorteil der Querschnittsform gemäß der Erfindung besteht
darin, daß in dem durch die Luke 7 abgeschlossenen Apparaturkasten ein so
großer Raum für die Apparatur erhalten wird, daß der Kasten keine örtliche Verdickung
im Mastquerschnitt erfordert. Vom Boden bis zum Aufhängepunkt der Lampe zeigt der
Mast eine fließende Linie, so daß eine ausgezeichnete ästhetische Wirkung erzielt
wird.
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In Fig. 5 a ist gezeigt, wie der Apparaturkasten 15 als eine getrennte
Einheit im Mastteilstück 3 untergebracht wird. Nach Abnahme der Luke 7 kann
der Kasten 15 mit der darin anaeordneten Apparatur durch Lösen einiger (nicht
dargestellter) Schraubenbolzen und der Kabelanschlüsse entfernt und durch einen
anderen Kasten ersetzt werden. Reparaturarbeiten von längerer Dauer in der Außenluft
werden dadurch vermieden, was insbesondere im Winter von Vorteil ist.
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Die Fig. 5 b zeigt eine Variante, bei welcher die Luke 7 ganz
in der flachen Vorderwand des Mastes liegt; diese Ausführung hat den Vorteil, daß
der Mast durch den Ausschnitt der Luke möglichst wenig geschwächt wird.
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Der Lichtmast gemäß der Erfindung eignet sich auch besonders gut zu
einer Ausführung als umkippbarer Mast. Ein derartiger Mast hat einen drehbaren Teil,
der die Lampe trägt und der um eine ungefähr in halber Masthöhe liegende horizontale
Achse umkippbar ist. Umkippbare Maste werden vorzugsweise an denjenigen Stellen
verwendet, wo keine hinreichende Bodenfläche zum Aufstellen einer Leiter verfügbar
ist, so daß die Lampe nicht mittels einer Leiter erreichbar ist, z. B. auf Schleusen
und ähnlichen Wasserbauwerken.
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In den Fig. 6 a und 6 b ist ein umkippbarer Mast in horizontalem und
vertikalem Schnitt dargestellt. Mit 16 ist der feste Mastteil bezeichnet,
der mittels Zapfen 17 den um die horizontale Linie 18 drehbaren Mastteil
19 mit quadratischem oder rechteckigem Querschnitt unterstützt. Dabei wird
angenommen, daß die Lampe sich auf der Basisseite des Fünfecks befindet. Der Teil
19 erstreckt sich nach unten ungefähr ebenso weit wie der Abstand von der Ebene
des Lichtpunktes zur Linie 18. Dadurch ist der Teil 19 in allen Stellungen ungefähr
im Gleichgewicht, während die Unterseite des drehbaren Teiles 19, wenn die
Linie 18 etwa in halber Masthöhe liegt. vom Boden leicht erreichbar ist. Das Auge
20 dient zur Befestigung eines Seiles, mit dem man den drehbaren Teil herunterlassen
und aufrichten kann.
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Der Teil 16 erstreckt sich über einen gewissen Abstand oberhalb
der horizontalen Ebene durch die Linie 18. Der Teil des drehbaren Mastteiles
19, der oberhalb des feststehenden Mastteiles 16 liegt, hat zur Erzielung
einer befriedigenden »Linie« ebenfalls einen fünfeckigen Querschnitt. Die Aussparung19a
ermöglicht
eine Drehung des Mastteiles 19 über einen Winkel von etwa 170°.
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Wie aus der Fig. 6 a hervorgeht. kann der Mastteil 16 aus zwei leicht
aus flachem Blech zu biegenden Teilen 21, 22 bestehen. Auch ist eine Herstellung
aus einem einzigen Blechstück möglich, wobei die Blechränder 13 in Fortfall kommen.
Die Umbördelungen 23 sind nur dort erforderlich, wo Lager für die Zapfen 17 gebildet
werden müssen.
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Die einzelnen Mastteilstücke werden beim Zusammenbau des Mastes mittels
vorzugsweise geschweißter Rundnähte 24, 25 miteinander verbunden, nachdem zuerst
die vorzugsweise ebenfalls geschweißten Längsnähte 14 angebracht worden sind.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung der Mastteilstücke
wird von trapezförmigen Blechstücken 26 (Fig. 7 a) ausgegangen. Weil die Teilstücke
vorzugsweise alle die gleiche Länge aufweisen, haben diese Blechstücke auch immer
die gleiche Länge; nur die Breite ist je nach der Stelle des Teilstückes im Mast
verschieden. Auf einer sogenannten Kantenbank werden zuerst die langen Seiten 27,
28 lotrecht umgebördelt (Fig. 7 b). Diese umgebördelten Ränder bilden späterhin
die Blechränder 13. Daraufhin werden die Abrundungen 29, 30 gebildet (Fig. 7c).
Dann folgen die Abrundungen 31, 32 (Fig. 7d) und schließlich die auf der
Symmetrieachse 12 liegende Einzelabrundung 33 (Fig. 7 e). Es wird dadurch ein hohles
Teilstück erhalten, von dem nur noch die Längsnaht zugeschweißt werden muß. Weil
von einem trapezförmigen Blechstück ausgegangen wurde, wird bei richtiger Einstellung
der Kantenbank ein pyramidal verjüngtes Teilstück erzielt.
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Das beschriebene Verfahren ermöglicht eine vorteilhafte Serienherstellung
des Mastes, wobei zu gleicher Zeit Maste verschiedener Längen hergestellt werden
können. Alle Maste haben das gleiche obere Teilstück, das nach der Schweißung noch
an den Stellen 5 und 6 gebogen werden muß, wobei der zwischen den beiden Krümmungen
liegende Teil 34 vorzugsweise nach dem Aufhängepunkt hin ansteigend verläuft.
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Der in der Fig. 8 in vergrößertem Maßstabe dargestellte Querschnitt
längs der Erdoberfläche sowie die Fig. 9 zeigen, daß in das untere Teilstück 3 ein
zylindrisches nahtloses Rohr 34 eingesteckt ist. Die im Grenzgebiet zwischen Luft
und Boden um den Mast angeordnete Hülse 8 aus korrosionsbeständigem Material
ist in der Fig. 8 gleichfalls angegeben, jedoch in der Fig. 9 fortgelassen, damit
ersichtlich wird, wie das Rohr 34 im Unterende des Mastes befestigt wird. Dazu werden
schlitzförmige Löcher 35, 36 und 37 aus den ebenen Mastflächen ausgeschnitten, während
der Durchmesser des Rohrstückes 34 so gewählt wird, daß sein Umfang in die schlitzförmigen
Löcher hineinfällt. Die Befestigung erfolgt dadurch, daß die Ränder der schlitzförmigen
Löcher an das Rohrstück angeschweißt werden.
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Wie erkennbar, ist der Erfindungsgedanke durch die dargestellten Ausführungsbeispiele
nicht erschöpft. Im Rahmen der Erfindung sind noch verschiedene Varianten denkbar.