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Hohlstab, insbesondere Rohrmast, aus aufeinandergesteckten, konischen
Blechelementen Die Erfindung bezieht sich auf Hohlstäbe, insbesondere Rohrmaste,
aus aufeinandergesteckten, konischen Blechelementen mit überlappt geschweißter Längsnaht.
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Hohlstäbe oder Rohrmaste, die aus einzelnen zusammensteckbaren Rohrschüssen
bestehen, wobei zur Herstellung der Rohrschüsse entsprechend zugeschnittene und
zum Rohrschuß zusammengebogene Blechtafeln dienen, sind an sich bekannt. Die Längsränder
der Blechtafeln sind dabei so ausgebildet, daß die Tafeln sich entweder an ihren
Kanten überlappen oder stumpf aneinanderstoßen. Die Verbindung der Längsränder wird
dabei sowohl bei der überlappung als auch beim stumpfen Stoß durch Autogen- oder
Elektroschweißung hergestellt. Durch den Schweißvorgang werden aber verhältnismäßig
breite Streifen des Bleches außerhalb der Schweißnaht miterhitzt, so daß eine unerwünschte
Strukturänderung in den Schweißzonen und in den benachbarten Blechtafelabschnitten
eintritt, durch die die Belastbarkeit des Rohrmastes wesentlich herabgesetzt wird.
Zur Erhöhung der zulässigen Belastung des Mastes wäre es erforderlich, die Rohrschüsse
einer zeitraubenden und kostspieligen Nachbehandlung, beispielsweise einem Nachglühen,
zu unterwerfen. Aber trotz sorgfältigster Nachbehandlung sind die dem Werkstoff
eigenen Belastungswerte nicht mehr erreichbar.
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Man hat bereits versucht, die nachteiligen Auswirkungen der Autogen-
oder Elektroschweißnaht dadurch zu vermeiden, daß man die Längsränder der Blechtafelabschnitte
durch Ausstanzen mit korrespondierenden, gleichartig ausgebildeten Verbindungszungen
und -schlitzen versieht, so daß beim Zusammenfügen der Ränder die einander gegenüberliegenden
Zungen durch seitliches übereinanderschieben zum Eingriff gebracht werden, womit
eine rein mechanisch zusammengehaltene Riegelnaht entsteht. Die feste Verbindung
der beiden so zusammengefügten Längsränder durch die als Sperriegel ausgebildeten
Zungen wird dadurch verwirklicht, daß die Nahtzone, d. h. der Bereich der Überlappung,
einem starken Druck ausgesetzt wird, durch den die Zungen in die gegenüberliegenden
Schlitze gepreßt und nietkopfartig verformt werden. Durch Verwendung derartiger
Riegelnähte wurde es möglich, nichtschweißbare Bleche mit verhältnismäßig hoher
Zugfestigkeit zu verwenden. Auf diese Weise konnten Bleche mit hohem Kohlenstoffgehalt
oder besonders harte, legierte und vergütete Aluminiumbleche zu Rohrmasten verarbeitet
werden. Um eine möglichst großflächige Anlage der ineinandergesteckten Rohrschüsse
zu erzielen, wurde weiter vorgeschlagen, die einzelnen Elemente aus je zwei Halbschalen
mit zwei sich überlappenden Längsrändern zu versehen und so auszubilden, daß die
im überlappungsbereich außenliegende Schale des innenliegenden Rohres an der Längskante
der innenliegenden Schale des Außenrohres anliegt. Auf diese Weise wird erreicht,
daß die einzelnen Rohrschüsse drehsicher miteinander verbunden sind. Nachteilig
wirkt sich hierbei aus, daß in jedem Rohrstück zwei Nähte auftreten.
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Die so bekanntgewordenen Rohrmaste haben, unabhängig von ihren Schweiß-
oder Riegelnähten, den Nachteil, daß ihre Belastungsfähigkeit, bezogen auf die zulässige
Belastung des verwendeten Werkstoffes, zu gering ist. Die gefährdeten und nur gering
belastbaren Stellen des Mastes sind dabei die Steckzonen, in denen die einzelnen
Rohrschüsse aneinanderliegen, insbesondere die Nahtstellen innerhalb der Steckzonen.
Die Nahtstellen bestimmen die höchstzulässige Belastung des Mastes, da bei Schweißung
der Nähte, autogen oder elektrisch, infolge des Glühprozesses der Randzonen die
Festigkeit des Materials verringert wird und bei Riegelnähten eine Einbeulung einer
der innenliegenden Schalen durch erhöhte Belastung erfolgt. Vorliegende Erfindung
beschreitet einen anderen Weg zur Lösung der hiernach noch offenen Aufgaben. Sie
geht von Stahlblechen aus, die sich nicht Stumpfschweißen lassen, weil sie in diesem
Fall zur Randversprödung neigen, womit die Festigkeit nachlassen und die Dehnung
abnehmen würde. Die dadurch unvermeidlich werdende Überlapptschweißnaht führt aber
zu der Notwendigkeit, auf andere Weise für die Bildung stereometrisch genauer Kegel-
bzw. Hohlkegelflächen innerhalb der Steckzonen der Schüsse sorgen zu müssen, wie
sie bei der
Stumpfschweißung ohne weiteres zu entstehen vermögen.
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Ausgehend somit von der Erkenntnis, daß eine Verbindung der Längsränder
von Rohrschüssen durch Autogen- oder Elektroschweißung die Festigkeit der Bleche
in den Glühzonen wesentlich herabsetzt und daß eine Einbeulung einzelner Rohrelemente
auch bei hochwertigen Blechen, bei denen keine Schweißung möglich ist und die demgemäß
mit Riegelnähten versehen werden, keine zufriedenstellende Steigerung der Belastbarkeit
ergibt, kennzeichnen sich erfindungsgemäß vorgeschlagene Hohlstäbe, insbesondere
Rohrmaste, aus aufeinandergesteckten, konischen Blechschüssen mit überlappt geschweißter
Längsnaht dadurch, daß einer der Blechränder an der Längsnaht um Blechdicke gekröpft
ist, und zwar am dickeren Ende der Schüsse jeweils nach außen, am dünneren Ende
dagegen nach innen, und daß die Blechränder am Stoß der Schüsse vorzugsweise vierfach
übereinanderliegen. Um den Wechsel der Kröpfungsrichtungen zti ermöglichen, sind
die Blechränder zweckmäßig quer zur Längsnaht, vorzugsweise in der Mitte der Blechschüsse,
eingeschnitten; die durch einen Einschnitt in Längsrichtung des Hohlstabes oder
seiner Schüsse begrenzten gekröpften Blechränder der Schüsse dienen dabei zur Bildung
der Schweißnähte in jedem der einen Einschnitt aufweisenden Schüsse.
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Erfindungsgemäß ausgebildete Hohlstäbe führen zu einer satten Anlage
der Schüsse in den Steckzonen, ohne daß Störungen durch die Blechränder bzw. Schweißnähte
aufzutreten vermögen. Die Verbindung durch eine Widerstandsschweißung hat beispielsweise
den Vorteil, daß nur im Bereiche der Berührungsflächen miteinander zu verbindender
Längsränder die größte Schweißwärme entwickelt wird. Zur Bildung der Schüsse dienen
vorzugsweise Bleche aus hochbelastbarem Stahl, der gerade noch schweißbar ist. Hierdurch
wird bei leichtester Bauweise die Aufnahme großer Belastungen gewährleistet. Die
Verschweißung der überlappten Längsränder auf ihrer gesamten Länge in an sich bekannter
Form hat weiterhin den Vorteil, daß die Bleche fast auf der gesamten Überlappungsbreite
miteinander verschweißt werden, so daß Aufbiegen der Ränder und Einbeulen in der
Steckzone innenliegender Rohrteile wirksam unterbunden sind.
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Erfindungsgemäß ausgebildete Rohrschüsse eignen sich sowohl zur Herstellung
von Ein- und Mehrrohrmasten als auch zur Herstellung an sich bekannter Spindelmaste,
die durch Spannseile gehalter. sind und daher im wesentlichen nur Druckkräfte aufzunehmen
brauchen. Bei Ausbildung als Spindelmast, der sich wegen seiner leichten Bauweise
besonders für Maste großer Höhe, beispielsweise für Sendemaste eignet, werden die
einzelnen Rohrschüsse so angeordnet, daß sie, in Längsrichtung zum Mittelteil hin
gesehen, größer werdende Querschnitte aufweisen.
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In der Zeichnung sind beispielsweise Ausführungsformen erfindungsgemäß
ausgebildeter Mastteile wiedergegeben. Im einzelnen zeigt F i g. 1 die Teilansicht
eines erfindungsgemäß ausgebildeten Rohrmastes, F i g. 2 einen Querschnitt gemäß
Linie II-I1 in Fig.l, F i g. 3 einen Querschnitt entlang der Linie 111-1I1 in F
i g. 1, F i g. 4 den Aufbau eines Spindelmastes und F i g. 5 einen Querschnitt durch
die Steckzone eines erfindungsgemäß ausgebildeten Rohrmastes.
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In den F i g. 1 und 4 sind mit 14, 15 und 16 bzw. mit 24, 25, 26 und
27 die aufeinandergesteckten Rohrschüsse bezeichnet, die lineare Konizität aufweisen.
Mit 17 sind die Steckzonen bezeichnet, in denen sich die Schüsse nach dem Aufeinanderstecken
jeweils satt berühren. Bei 18 sind die Längsränder im Bereiche der überlappung der
Rohrschüsse 14 bis 16 durchschnitten, so daß sich zwei unterschiedlich ausgebildete
Nahtstellen 19 und 20 herstellen lassen. Die Ausbildung der überlappungszone im
Bereich des geringeren Querschnittes ist aus F i g. 2 im Bereich des größeren Querschnittes
der einzelnen Rohrschüsse aus F i g. 3 ersichtlich. F i g. 2 zeigt, daß die Überlappungszone
durch Abkröpfung des Längsrandes 21 so ausgebildet ist, daß die Rohrschüsse
im Bereich geringeren Querschnittes glatte Außenflächen aufweisen. Dahingegen veranschaulicht
F i g. 3, wie durch Abkröpfung des Längsrandes 20 gegenüber dem Längsrand
22 zu erreichen ist, daß die Innenfläche des Rohrschusses glatt und hohlkegelstumpfförmig
ausgebildet ist. Demgegenüber kommen in den Steckzonen 17 die glatten Innenflächen
der Rohrschüsse mit den glatten Außenflächen des hineingesteckten Rohrschusses auf
der gesamten Länge der Steckzone zur Anlage. Dies ist erforderlich, um eine möglichst
geringe spezifische Belastung in den Steckzonen bei Übertragung der Kräfte von einem
Rohrschuß auf einen anderen zu erreichen.
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Aus F i g. 1 ist weiterhin ersichtlich, daß die einzelnen Rohrschüsse
derart aufeinandergesteckt sind, daß die überlappungszonen 19 und 20 im Bereiche
der Steckzonen die gleiche radiale Richtung aufweisen, so daß in den Steckzonen
die Elemente eine »Naht-auf-Naht-L.age« erhalten, womit die Blechränder am Stoß
vierfach übereinanderliegen.
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In F i g. 4 ist mit 23 ein in Längsrichtung gesehen beiderseits konisch
ausgebildetes Mittelstück eines Spindelmastes bezeichnet. In Längsrichtung sind
einerseits die Rohrelemente 24, 25 und andererseits die Rohrelemente 26, 27 aufgesteckt.
Die Ausbildung der Rohrelemente entspricht denen nach F i g. 1. Sie weisen demgemäß
Überlappungszonen 19 und 20 auf und im Bereich der Längsränder je einen senkrechten
Schnitt 18, so daß die Überlappungszonen 19 und 20
entsprechend
F i g. 2 und 3 unterschiedlich ausgebildet werden können. Das Mittelstück 23 ist
in der gesamten Länge mit einer Oberlappungszone 28
entsprechend F i g. 2
versehen, so daß in den Steckzonen 17, zwischen dem Mittelteil 23 und den Rohrelementen
24 und 25, glatte Außenflächen des Mittelstückes 23 an glatten Innenflächen der
genannten Rohrelemente, somit unter satter Berührung anliegen.
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Grundsätzlich lassen sich sowohl Rohrmaste nach F i g. 1 als auch
Spindelmaste nach F i g. 4 zu mehrstieligen Masten vereinigen. Die Maste können
auch als Stützelemente Verwendung finden.
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F i g. 5 zeigt einen Querschnitt durch eine Steckzone 17 des Rohrmastes.
Ein hörnerartiges Aufbiegen der Ränder und damit ein Einbeulen des innenliegenden
Rohres, wie es bei durch Riegelnähte zu Schüssen vereinigten Blechtafelabschnitten
möglich ist, kann bei der erfindungsgemäßen Ausbildung der Rohrschüsse nicht mehr
auftreten. Die Schweißnähte sind in F i g. 5 mit 29 und 30 bezeichnet.
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Ein wesentlicher Vorteil erfindungsgemäß ausgebildeter Hohlstäbe und
Rohrmaste besteht darin, daß
im Ge_aensatz zu bisher bekannten Stäben
und Masten die Naht, bezogen auf die Kraftrichtung, die beispielsweise durch eine
Traverse in Verbindung mit elektrischen Leitungen auf den Mast ausgeübt wird, in
jeder beliebigen Richtung angeordnet werden kann, während bei Masten mit Riegelnähten
die überlappungszone mit Rücksicht auf die verhältnismäßig geringe Belastbarkeit
in der neutralen Zone liegen muß.
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Eine Sicherung gegen Verdrehung der einzelnen Rohrelemente gegeneinander
ist bei erfindungsgemäß ausgebildeten Stäben und Masten nicht vorgesehen und auch
im allgemeinen nicht erforderlich, da durch die lineare Konizität große Flächen
in den Steckzonen zur Anlage kommen, wodurch erhebliche Kräfte erforderlich wären,
um die Elemente gegeneinander verdrehen zu können. Selbstverständlich ist es möglich,
in bekannter Weise Spreng- oder Scherniete, die in den Steckzonen übereinander angeordnete
Schüsse durchdringen, anzuordnen. Im allgemeinen wird man auf derartige Verbindungselemente
verzichten. Bei Verwendung der Masten als Leitungsmaste für elektrische Leitungen
ist eine Verdrehungsmöglichkeit der Rohrschüsse gegeneinander bei sehr ungleichmäßiger
Zugbeanspruchung der aufgesteckten Traverse, beispielsweise durch Seilrisse, sogar
erwünscht. Es muß hier lediglich dafür gesorgt werden, daß bei nur geringfügigen
Unterschieden der Zugkräfte keine Verdrehung der Schüsse auftritt. Dies ist jedoch
infolge der günstig ausgebildeten Steckzonen nicht der Fall.