DE1475779A1 - Selbsttragendes,in einem wesentlichen Teil seiner Laenge rohrfoermiges Bauteil - Google Patents

Description

The Marooni Company Limited Great Britain, Marconi House, Strand, London ¥.C.2

P H 75 779.0 21. 3. 1968

En/I (fAW 134bO

Selbsttragendes, in einem wesentlichen l'eil seiner Länge rohrförmiges Bauteil

Die Erfindung bezieht sich auf ein selbsttragendes, in einem wesentlichen Teil seiner Länge rohrförmiges Bauteil mit einer aus einer Vielzahl hohler, mit ihren Längsachsen der Bohrachse parallel liegender Profilteile zusammengesetzten und von einer Bandage umfaßten Außenwand. Ein solches Bauteil läßt sich für doppelwandige Behälter, beispielsweise für !Danks oder Druckgefäße, verwenden· Heben diesen Anwendungsgebieten ist ein solches Bauteil besonders geeignet zur Verwendung als Bundhohlmast für die Aufnahme einer Antenne in seinem Innenraum, in welchem die Antenne vor Wettereinflüssen geschützt ist. Das Bauteil kann gleichzeitig als tragende Halterung dienen und mit Mitteln zur Befestigung an einem Metallmast versehen sein·

Bekannt sind freitragende, doppelwandige Hohlmaste, an deren Innenseite auch Antennensysteme befestigt werden können (Deutsche Patentschrift 1 011 012). Es ist aber sohwer, einen solchen Hohlmast größerer Länge so herzustellen, daß er dem Winddruok ohne unzulässige Verformung widerstehen kann, aber trotzdem freitragend auf dar Spitze ein·· hohen Mast·· montiert werden kann· Dl· Lösung dieser Aufgabe wird dadurch erschwert, daß die für den Hohlaast als Material infrag· kommenden Kunststoff· «war tine gut· Zugfestigkeit, aber eine sohleohte Knick-

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festigkeit haben· Eine beliebige Verstärkung der Hastwände ist nicht möglich, denn der Hohlmast muß nicht nur eine hohe Steifigkeit besitzen, sondern auch für Hochfrequenzwellen, die von dem Antennensystem in seines Inneren abgestrahlt werden, gut . durchlässig sein, d. h. das.Rohmaterial darf möglichst wenig absorbieren und reflektieren·

Ss ist zu erwähnen, daß es aus dem Dampfkesselbau bekannt ist, aus Metall (im allgemeinen einem Spezialstahl) hergestellte Einzelbehälter mit einem im wesentlichen trapezförmigen Bohrquerschnitt so zu einem Verbundkörper mit annähernd zylindrischer Umrißform zu vereinigen, daß im Querschnittsbild die Einzelbehälter wie die Fruchtfächer einer Orange um eine Mittelachse angeordnet sind· Der den Hochdruckbehälter bildende Verbundkörper wird von fieifen oder Eingen umfaßt (Deutsche Patentschrift 449 340). - Für die Erfindung bildete dieser bekannte Hochdruckdampfkessel keine Ausgangsbasis· Dazu war er vom gesuchten Gegenstand der Erfindung nach Aufgabenstellung, Lösung und Anwendungsgebiet zu verschieden. Der bekannte Dampfkessel mußte notwendigerweise aus Metall bestehen und sollte ein möglichst großes Dampfvolumen aufnehmen können. Sein Gewicht war keinen besonderen Beschränkungen unterworfen, und seine mechanische Beanspruchung erfolgte durch den Innendruck auf Zug und Biegung der Wände, jedoch nicht auf Knickung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein selbsttragendes, in einem wesentlichen Seil seiner Länge rohrförmiges Bauteil zu schaffen, welches bei Aufrechterhaltung einer sehr hohen Festigkeit, besonders gegenüber Knickbeanspruchungen, eine wesentliche Herabsetzung des Gewichtes und der Kosten gestattet und bei großer Korrosionsbeständigkeit im wesentlichen ein elektrischer Nichtleiter ist· Bei der bevorzugten Anwendung als Hohlmast zur Aufnahme einer Antenne kommt die Forderung nach geringen dielektrischen Verlusten hinzu.

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XIn sor Lösung dieser Aufgabe angegebenes selbsttragendes, In einen wesentlichen Teil seiner Länge rohrförmigea Bauteil mit einer aua einer Ti elzahl hohler, alt ihren Längsachsen der Rohrachse parallel liegender Profilteile zusammengesetzten und ▼on einer Bandage umfaßten Außenwand ist gekennzeichnet durch die erfindungsgemäße Verwendung von Fiberglasprofilteilen und fest gewickelter Fiberglaslitze als Bandage·

Durch die Erfindung ergeben sich über die Aufgabenlösung hinaus reichende Vorteile· Bei bekannten, aus Fiberglas bestehenden Hohlkörpern verteuerte sich die Herstellung, well große, den ganzen Innenraum ausfüllende Formen benutzt werden mußten, die nach dem Aufbringen und Aushärten der Rohrwand nur unter großen Schwierigkeiten aus dsm EohrkÖrper herausgezogen werden konnten· Diese Formen mußten dazu entweder geteilt ausgebildet sein, oder man mußte den Rohrkörper konisch gestalten· Bei dem Aufbau aus Fiberglasprofilteilen naoh der Erfindung kann auf eine druckteste Innenform verzichtet werden, denn der Lamellenaufbau hat nach dem Einsetzen des letzten Elemente« selbst eine genügende Festigkeit, um den Druck der Bandage auszuhalten·

Bei dem erfindungegemäßen Aufbau aus fiberglasprofilteilen und fest gewickelter Fiberglaslitze als Bandage werden die Fasereinlagen optimal in denjenigen auf Sugefestigkeit beanspruchten Materialteilen lokalisiert, in denen sie am meisten zur Verbesserung der geforderten Festigkeitseigenschaften beitragen· Dies kommt der Gewichts- und Materialersparnis zugute. Damit wird ein Bauteil geschaffen, welches bei einem bisher nicht erreichbaren Minimum an Gewicht und Kosten ganz besondere gute statische und dynamische Festigkeitseigenschaften aufweist. Bei der speziellen Verwendung als Hohlmast für die Aufnahme einer Antenne im Innenraum kann die Störung durch reflektierte Wellen bei geeigneter Bemessung des lichten Abstandes zwischen den koaxialen Wandteilen wesentlich verringert werden.

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Iu einer bevorzugten Ausführungsform des Bauteiles mach der Erfindung hat jedes Fiberglasprofilteil einen im wesentlichen trapezförmigen Querschnitt und zwei einander gegenüberliegende, bogenförmig gewölbte Wände sowie zwei einander gegenüberliegende ebene lande, so daß das aus den Teilen gebildete Bohr doppelwandig ist und die ebenen fände der Fiberglasprofilteile radiale Trennwände in dem Baum zwischen den koaxialen Bohrwänden bilden·

Zur Verwendung des Bauteils als Bundhohlmast für die Aufnahme einer Antenne kann nach, einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der radiale Abstand der koaxialen Gehausewände wenigstens annähernd ein Viertel oder ein ungeradzahliges Vielfache» eines Viertele der mittleren Betriebswellenlänge betragen, auf der das Antennensystem in seinem Inneren arbeitet. Dadurch werden Heflektionen an der Gehäusewand unterdrückt. Die Absorption der Gehäusewandungen ist bei der Verwendung τοπ fiberglas gering·

Außerdem kann eine bevorzugte Ausführungsform des Bauteiles nach, der Erfindung dadurch gekennzeichnet sein, daß die Fiberglasprofilteile durch Leim miteinander verbunden sind. Die Fiberglaslitze, aus der die Bandage besteht, kann mit einer verharzenden Flüssigkeit getränkt sein. Diese Flüssigkeit kann eine solche sein, welche durch eine nachträgliche Behandlung beispielsweise eine Färmebehandlung mit infrarotem Licht, verfestigt werden kann. Weiterhin können die Fiberglasprofilteile an ihren Enden als Einsätze Verbindungselemente zur Befestigung am Unterbau oder an weiteren Bauteilen enthalten· Vorzugsweise können die Verbindungselemente je einen Gewindestein für die Aufnahme eines Bolzens enthalten· Ferner kann das Bauteil nach der Erfingung mit wenigstens einem Endflansch zur Befestigung am Unterbau oder an einem weiteren Bauteil versehen sein.

Die Zeichnung zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines Bauteiles nach der Erfindung, welches als Rundhohlmast für die Aufnahme einer Antenne verwendet werden soll. Fig. 1 zeigt ein Bauelement nach der Erfindung teilweise im Schnitt. Fig. 2 zeigt die Ansicht eines Endflansches. Fig. 3 zeigt einen Teil eines Schnittes längs der Linie

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X-Z der fig· 1. Fig· 4 zeigt im größeren Maßstab einen Ausschnitt aus fig. 1, der dort durch einen Kreis Q gekennzeichnet ist.

Der Rundhohlmast besteht aus einer Anzahl von Fiberglasprofilteilen 1 mit nahezu trapezförmigem Querschnitt, die mit einem Epoxyd- oder Polyester-Harz zusammengeleimt sind· Die zusammengefügten Teile sind mit einer Wicklung aus Fiberglaslitze 2 fest umwunden, die mit verharzender Flüssigkeit getränkt ist, welche sich verfestigt hat, naohdem die Wicklung unter Spannung aufgebracht worden ist. Litze von 3 mm Durchmesser ist sehr geeignet und wird vorzugsweise in Form einer Mehrfachwicklung aufgebracht. | Beispielsweise können sechs Litzen nebeneinander gleichzeitig aufgewickelt werden· Sie können ein Bad mit warmer verharzender Flüssigkeit durchlaufen haben und naß aufgewickelt werden oder sie werden trocken aufgewickelt und die warme Flüssigkeit wird anschließend aufgetragen. Auf jeden Fall muß die Flüssigkeit sich durch Polymerisation verfestigen, was durch eine nachträgliche Wärmebehandlung hervorgerufen oder unterstützt werden kann, beispielsweise mittels Infrarot-Strahler·

Das Maß jedes Fiberglasprofilteileβ 1 in radialer dichtung ist nahezu gleich einem Viertel der Betriebswellenlänge, auf der die Antenne arbeitet· Diese ist nicht eingezeichnet·

An jedem Ende des Bauteiles befindet sich ein Flansch 3 bzw. 4* Die Flansche können gleich oder, wie hier dargestellt, verschieden sein. Flansch 3 ist geeignet, wenn das Ende des Bauteiles an einem Mast oder an einem anderen Unterbau befestigt werden soll. In der Fig. 2 sind die für diesen Zweok vorgesehenen Löoher 3 A eingezeichnet. Der Flansch 4 wird beim Zusammensetzen mehrerer untereinander gleicher Bauteile verwendet. Dabei werden die Löoher 3 B benutzt, die sich auch in gleicher Form i» Innenring des !ansehe s 3 befinden·

Die Befestigung der Flansche am Bauteil erfolgt durch die in Fig* 4 gezeigte Anordnung· In einem Verbindungselement 5 befindet

SO CB. sieh ein/mit sum Seil konischer Innenwand XS9K, in welches ein Ge-

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windestein 6 eingesetzt ist, in den ein Gewindebolzen 7 eingeschraubt wird, mit dem der Flansch festgeschraubt wird· Das Verbindungselement 5 und das Bauteil 1 können auch aus einem Stück bestehen.

Mit einem Bauteil nach der Erfindung ist ein Sundhohlmast leicht herstellbar, der hohe mechanische Anforderungen erfüllt, ohne gleichzeitig die elektrischen Eigenschaften zu beeinträchtigen. Eeflektionen werden verringert, und die Absorption ist durch Verwendung von Piberglas klein. Außerdem ist der Mast in an sich bekannter Weise selbsttragend, benötigt also keine metallischen Abstützungen, sondern kann selbst als Halterung für das Antennensystem dienen. Eine Anzahl solcher Bauteile kann zusammengesetzt werden und ergibt so einen Bundhohlmast von hoher festigkeit bei beachtlicher Länge· Der gesamte Hohlmast kann z. B. 15 m lang sein, 1,5m Durchmesser haben, und aus drei aneinandergesetzten Bauteilen bestehen·

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Claims (9)

T (PAW 1345) Patentansprüche

1) Selbsttragendes, in einem wesentlichen Teil seiner Länge rohr-N^ förmiges Bauteil mit einer aus einer Vielzahl hohler, mit ihren Längsachsen der Hohrachse parallel liegender Profilteile zusammengesetzten und von einer Bandage umfaßten Außenwand, gekennzeichnet durch die Verwendung τοη Fiberglasprofilteilen (1) und fest gewickelter Fiberglaslitze (2) als Bandage«

2) Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes " Fiberglasprofilteil (1) einen im wesentlichen trapezförmigen Querschnitt und zwei einander gegenüberliegende, bogenförmig gewölbte Wände sowie zwei einander gegenüberliegende ebene Wände hat, so daß das aus den Teilen gebildete Rohr doppelwandig ist und die ebenen Wände der Fiberglasprofilteile radiale Trennwände in dem Raum zwischen den koaxialen Rohrwänden bilden·

3) Bauteil naoh Anspruch 2 zur Verwendung als Rundhohlmast für die Aufnahme einer Antenne in seinem Innenraum, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Abstand der koaxialen Gehäusewände wenigstens annähernd ein Viertel oder ein ungeradzahliges ₍ Vielfaches eines Viertels der mittleren Betriebswellenlänge beträgt·

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1345)

4) Bauteil naoh ein·» der Ansprüche 1-5_f daduroh gekennzeichnet, daß di· iiberglasprofilteile (1) durch Lei» miteinander τβτ-bunden sind·

5) Bauteil naoh einem der Ansprüche 1-4, daduroh gekennzeichnet, dafi die Hberglaslitzs (2) mit einer Terharceiiden flüssigkeit getränkt ißt.

6) Bauteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet! daß als Tränkflüssigkeit eine solche gewählt ist, weicht durch eins nachträgliche Behandlung, beispielsweise eine Wärmebehandlung mit infrarotem Licht, verfestigt werden kann·

7) Bauteil naoh einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daJ die Tiberglasprofilteile (1) an ihren Enden als Einsätze Verbindungselemente (5) zur Befestigung am Unterbau oder an weiteren Bauteilen enthalten·

8) Bauteil nach Anspruch 7t dadurch gekennzeichnet, daß die Terbindungsslemente (5) je einen Gewindestein (6) für die Aufnahme eineβ Bolzens (7) enthalten·

9) Bauteil nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß es mit wenigstens einem Endflansch (3 oder 4) zur Befestigung am unterbau oder an einem weiteren Bauteil versehen 1st·

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