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Richtbare Mastanordnung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine richtbare Mastanordnung,
insbesondere geeignet als Träger und zum Ausrichten wenigstens eines Gerätes, beispielsweise
eines Antennensystems im Feldeinsatz, bestehend aus zusammenfügbaren und/oder abspannfähigenRohrelementen,
einer Drehvorrichtung mit Arretierung und einem Mastlager.
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bekanntlich werden häufig Nastanordnungen zur Überwindung von Gelandehindernissen,
Reduktion störender Bodenreflexionen etc. zum Zweck der Funkcrtung, Landvermessung
mittels Radar- oder Laser-'3eräten etc. eingesetzt. An derartige Mastanordnungen
sind einerseits hohe Anforderungen in Bezug auf ihre mechanische Festigkeit, insbesondere
Biegesteifigkeit und Torsionssteifigkeit auch unter Windeinfluss zu stellen, andererseits
darf die Transportfähigkeit, vor allem bei Nastanordnungen im Feldeinsatz nicht
durch hohe Gewichte beeinträchtigt werden.
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bs sind Mastanordnungen gemäss Oberbegriff Anspruch 1 bekannt (BBC-Esichtfunkmast
Typ RFM 12, Druckschrift Nr.
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CH-L 7.30282.2D, undatiert), welche aus einem Stativ mit Hebe- und
Senkvorrichtung, zusamnienteckr und vorspannbaren Rohrelementen und einer 3-Punkt-Abspannung
bestehen.
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Diese Mastanordnung erfordert in jedem Fall eine Erdverankerung der
3-Punkt-Abspannung und lässt sich nur in nicht oder leicht kupiertem Gelände aufstellen.
Das Ausrichten des Mastes in Bezug auf das Lot kann dabei lediglich in beschränkter
Weise - durch Schrägstellen des Mastes um einige Winkel grade erfolgen.
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Ls ist Aufgabe der Erfindung1 eine Mastanordnung zu schaffen, welche
in sämtlichen in der Praxis vorkommenden Geländeverhältnissen aufgestellt werden
kann und ein genaues Ausrichten der montierten Geräte in Bezug auf Azimut und Elevation
ermöglicht. Ausserdem soll die Mastanordnung ein hohes Torsionsmoment übertragen
können, ohne dass Verwindungserscheinungen resp. Winkelfehler entstehen.
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Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, dass die Mastanordnung
eine Leichtbauweise erlaubt, in einzelne Traglasten geringen Gewichts aufgeteilt
werden kann und in kurzer Zeit: auf- und abbaubar ist.
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Die Mastanordnung nach Anspruch 1 eignet sich grundsätzlich für einen
Einsatz auf Fahrzeugdächern, hTochhäusern als auch für einen Feldeinsatz.
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In den nachfolgenden Ansprüchen sind besonders vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung beschrieben.
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Die Ausgestaltung nach Anspruch 2 ergibt einen besonders einfach zusammenfügbaren
Mast hoher Torsionssteifigkeit.
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Die Ausführungsform nach Anspruch 3 lässt ein einfaches Umlegen des
Mastes auch im hangartigen Gelände zu.
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Eine Drehvorrich.tung nach Anspruch 4 arbeitet auch unter extremen
Klimabedingungen wartungs- und verschleissfrei unä ermöglicht ein ruckfreies Ausrichten
der am Mast angeoraneten Geräte in ihrer Aziutlage.
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Die Ausgestaltung nach Anspruch 5 ergibt den Vorteil einer sicheren
Blockierung in jeder beliebigen Aziutlage.
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Die Ausführungsform nach Anspruch 6 erlaubt einen optimalen Einsatz
der Mastanordnung an nahezu jedem beliebigem Ort.
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Die Weiterbildung nach Anspruch 7 ermöglicht den Bau von sehr hohen
Mastanordnungen auch bei grosser Kopflast, indem mehrere Abspannungen auch auf verschiedenen
Ebenen in Bohrungen im Abspannflansch eingehakt werden.
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Der Vorteil einer Ausführung nach Anspruch 8 besteht darin, dass die
Auslegerarme optimal dem Gelände anpassbar sind, wodurch eine besonders hohe Standfestigkeit
der Anordnung erzielt wird.
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Die Mastanordnung nach Anspruch 9 ergibt besonders einfache Auf- und
Abbaumöglichkeiten.
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Die Ausbildung nach Anspruch 10 verhindert im schrägen Gelände ein
Herausdrehen des kugelförmigen Mastfusses aus dem Mastlager und dient gleichzeitig
zur Drehblockierung des Mastfusses.
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Das Verfahren zur Montage gemnss Anspruch 11 erlaubt einen Aufbau
in kurzer Zeit und erfordert dazu lediglich zwei Personen ohne Spezialkenntnisse,
Werkzeuge und Vorrichtungen.
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Die Variante nach Anspruch 12 lässt eine Aufstellung des Mastes auch
auf Flachdächern, Betonpisten etc. zu, ohne dass diese beschädigt werden.
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Eine hervorragend geeignete Verwendung der Mastanordnung ist in Anspruch
13 angegeben.
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An Hand von Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
vereinfacht dargestellt.
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Es zeigen: Fig. 1 die Beweglichkeit einer Mastanordnung in einem rechtwinkligen
Koordinatensystem, Fig. 2 eine Mastanordnung mit Richtantenne, montiert auf einer
ebenen Fläche, Fig. 3 die Anordnung Fig. 2 in Draufsicht, Fig. 4 zu einer Mastanordnung
zusammengefügte Bohrelemente mit einer starren Abspannvorrichtung, Fig. 5 einen
kugelförmigen Mastfuss mit Drehvorrichtung und Wasserwaage, Fig. 6 einen Teilschnitt
einer Grundplatte mit Nastlager-Pfanne und Auslegerbefestigung und Fig. 7 einen
Teilvorgang bei der Montage einer Mastanordnung im Feldeinsatz.
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Eine in Fig. 1 symbolisch dargestellte Mastanordnung weist einen Mast
11 auf, welcher eine Antenne A trägt. Eine Basis B mit Mastlager befindet sich in
einer Horizontalebene x-y; der Mast 11 ist mit seiner Längsachse in Bezug auf das
Lot z ausgerichtet und um diese im Drehwinkel ç von 3600 drehbar und innerhalb jedem
Drehwinkel-tlement A t justierbar.
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Der Mast ii lässt sich auch in einem Gelände mit Schräglagen,
durch
x' und x" angedeutet, lotrecht aufstellen. Dies wird dadurch erreicht, dass den
Mast ii bildende Rohrelemente 2 innerhalb eines Kegelmantels P um einen Winkel t
von von zum Lot z schwenkbar sind. Einseitig erfährt der Kegelmantel P eine Vergrösserung
P' um einen Winkel d9 von 1000, so dass durch entsprechendes Ausrichten der Basis
B und/ oder Abgraben im Gelände einerseits ein Aufstellen bei nahezu beliebigen
Steigungswinkeln £', i? möglich ist und andererseits der Mast 11 parallel zu x,
x t und x" umgelegt werden kann.
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Nach Fig. 2 und 3 weist eine Mastanordnung ein Mastlager 1 mit einem
kugelförmigen Mastfuss auf. Dieser Mastfuss trägt einen aus einzelnen Rohrelementen
2 und 3 zusammengefügten Mast 11, wobei je nach Höhe des Mastes mehr oder weniger
abspannbare Rohrelemente 3 vorhanden sind. Die einzelnen Rohrelemente 2, 3 sind
jeweils über Flansche 4 formschlüssig verbunden und mittels Schrauben zusammengehalten.
Im Bereich der Basis des Mastes 11 sind vier massive Stützen 5 vorhanden, welche
an auf dem Gelände ruhenden Auslegerarmen 7 abgestützt sind. Die Auslegerarme 7
weisen höhenverstellbare Endstützen 8 auf, diese dienen einerseits der verwindung
von kleineren Geländehindernissen und gewährleisten andererseits eine sichere Verankerung
von Abspannseilen 6.
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Im weiteren ist im Bereich der Basis des Mastes ii zur genauen Ausrichtung
des Mastes eine Wasserwaage 9 angebracht, ebenfalls ersichtlich ist eine der Arretierung
des Mastes dienende Klemmvorrichtung 10 einer nicht dargestellten Drehvorrichtung.
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Fig. 3 zeigt die Mastanordnung Fig. 2 - ohne Antenne A -von oben betrachtet.
Mit gestrichelten Linien ist hierbei der Mast 11 im umgelegten ustand eingezeichnet.
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Aus Fig. 4 ist als bevorzugtes Ausführungsbeispiel ein aus hohlzylinderförmigen
Rohrelementen 2, 3 mit hohen polaren Widerstandsmomenten zusammengefügter Mast 11
ersichtlich.
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Der Mast 11 weist im Bereich-des Mastfusses und eines Antennensupports
20 je eine Kabeldurchführung 12, 12' auf, welche erlaubt, innerhalb des Mastes 11
eine Antenne A durch ein Signalkabel 22 mit einer Signal-Auswerteeinrichtung S-A
zu verbinden.
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Oberhalb der Kabeldurchführung 12 ist ein drehbarer Abspannflansch
13 mit vier Kugelzapfen 14 angebracht. Der drehbare Abspannflansch 13 weist ein
Lager und einen Flansch mit Kugelzapfen 14 auf und kann mittels Schrauben und Flügelmuttern
15 gegen Verdrehen gesichert werden.
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Die in Fig. 2 ersichtlichen Stützen 5 werden gemäss Fig.
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4 mittels einer einfachen Klemmvorrichtung 5' und Schraubenbolzen
mit Flügelmuttern 15' auf den Kugelzapfen 14 festgeklemmt.
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Die Rohrelemente 2 und 3 sind über Flansche 4 verbundene wobei jeweils
ein Flansch 4 im Innern einen Zentrierflansch 18 aufweist, welcher als Pass-Sitz
zum Innendurchmesser des nächsten Rohrelementes 2 ausgeführt ist. Die Flansche 4
weisen Versteifungsbleche 17, 17' auf; im Versteifungsblech 17' sind ausschwenkbare
Ringschrauben 16 angebracht.
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Die Ausgestaltung der Versteifungsbleche 17' ist aufgrund einer Nut
17'a näher ersichtlich.
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Zur Übertragung von Torsionskräften dient jeweils ein einziger Mitnehmerzapfen
19, welcher passend in die Flansche 4 gesetzt ist.
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In gleicher Weise sind die weiteren Rohrelemente des Mastes 11 ausgestaltet.
Das oberste Rohrelement weist einen Antennensupport 20 mit einer Antennenzentrierung
21 auf. Die letztgenannten Teile lassen sich mit geringfügigen Modifikationen für
an sich beliebige auszurichtende Geräte verwenden.
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Eine in Fig. 5 dargestellte Drehvorrichtung verwendet eine Welle 24
mit auf einer Endseite angebrachtem kugelförmigen Mastfuss 23 und zentralem Querbolzen
23'. Auf der Welle 24 ist ein mit einem Nonius versehener erster Lagerflansch 25
mitlaufend abgestützt. Ein zweiter Lagerflansch 25' ist in den Hohlzylinder 34 des
Rohrelementes 3 (Fig. 4) eingesetzt.
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Zwischen beiden Lagerflanschen 25, 25' befindet sich eine Ringnut
mit Kunststoffkugeln 26. Die Welle 24 ist in einem Führungslager 27 aus Kunststoff
radial zentriert. Eine aus einem Schraubenbolzen hergestellte Wellensicherung 28
verhindert ein Verrutschen der Welle 24 in ihrer axialen Lage.
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Ein im Umfang beschränkt verstellbarer Skalenpfeil 29 gestattet das
Einstellen einer Nullage auf dem Nonius des ersten Lagerflansches 25. Das Führungslager
27 weist eine Bohrung auf, in welcher eine Klemmvorrichtung 10 bestehend aus einem
Hebel 31 und einem einschraubbaren Klemmbolzen 32 angeordnet ist. Der Klemmbolzen
32 wirkt dabei auf eine umlaufende Klemmnut 30 in der Welle 24. Das Führungslager
27 ist durch eine Lagerverschraubung 98' gegen Verdrehen gesichert; die Lagerverschraubung
28' dient gleichzeitig der axialen Wegbegrenzung des Klemmbolzens 32.
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Am äusseren Umfang des Hohlzylinders 34 ist eine Wasserwaage 33 von
der Art einer Libellenwaage angebracht.
Die Wasserwaage 33 dient
zur Feststellung der ungefähren Geländeneigung vor dem Aufstellen der Mastanordnung
und dient ferner dem genauen Ausrichten des Mastes 11 in Bezug auf das Lot.
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Die durch die Lagerflansche 25, 25' die Kunststoffkugeln 26 und das
Führungslager 27 gebildete Drehvorrichtung ist wartungsfrei, unempfindlich auf Witterungseinflüsse
und erlaubt ein ratterfreies Einstellen und Ablesen jedes beliebigen Drehwinkels
9 .
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Die Basis B, Fig. 6, besteht aus einer rahmenartig zusammengesetzten
Grundplatte aus Hohlprofilen, auf welche zentral ein Mastlager 35 rit Innenkonus
aufgesetzt ist. Im Innern des Mastlagers ist der kugelförmige Mastfuss 23 mit seinem
Querbolzen 23' um die Winkel % von 200 schwenkbar angeordnet. Eine Ausnehmung 36
im Mastlager 35 erlaubt ein Umlegen der Welle 24 in Richtung zum Betrachter um den
zusatzlichen Winkels von 100°, vgl. Fig. 1.
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Am Mastlager 35 ist ausserdem aussen ein höhenverstellbares Mantelblech
37 angebracht, welches in seiner unteren Stellung ein Fixieren des Querbolzens 23'
und damit des Mastes 11 in seiner Arbeitslage gestattet und im eiteren in seiner
oberen Endlage ein Herausdrehen des Mastfusses 23 aus dem Mastlager 35 beispielsweise
bei der Montage in einer Hanglage verhindern kann.
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Auf der Grundplatte B sind randseitig unter einem Winkel von 900 Auslegerarme
7 befestigt. Jeder Auslegerarir: 7 ist mit seiner dem Mastfuss zugewandten Wippe
42 auf einem Wippenbolzen 38 in einem-U-förmigen Winkel 40 gelagert. Auf ihrem auslaufenden
Ende ruht die Wippe 42 auf einem Endbolzen 39, welcher in einer End-Arretierung
41 höhenverstellbar und mittels eines cchraubenbolzens 44 fixierbar ist.
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Die obere und untere Endstellung der Arretierung 41 ist mit I bzw.
II bezeichnet und ergibt in der Praxis eine exzenterartige Verstellbarkeit des Auslegerarms
7 in der Vertikalebene von + 300 zur Horizontalen.
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Zusätzlich lässt sich der Auslegerarm 7 um seine Symmetrieachse um
einen Winkel t von + 200 drehen. Hierzu dienen Verbindungsflansche 43> 45 5 des
Auslegerarms 7, welche über Führungsschlitze und Befestigungsschrauben an der Wippe
42 angebaut sind.
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er Auslegerarm 7 besteht ebenfalls aus Einzelelementen; seine Länge
kann der Höhe des Mastes 11 und dem spezifischen Untergrund angepasst werden. Ferner
kann die Grundplatte B mittels Heringen zusätzlich im Untergrund verankert werden
oder im Extremfall aufgrund ihrer hohen Eigenstabilität auch freitragend aufgestellt
werden.
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Figur 7 zeigt eine Betonpiste 53, auf welcher im Feldeinsatz eine
Mastanordnung 11 montiert wird. Hierzu wird die Und platte B mit dem Mastlager 1
am gewünschten Standort aufgelegt, anschliessend die Elemente von vier Auslegerarmen
7 zusammengefügt und mittels ihrer Endstützen 8 abgestützt. Auf einem Auslegerarm
7 wird nun eine Seilwinde 46 mit Umlenkrolle 47 aufgestellt und mit einer Strebe
51 abgestützt und mit einer Zugentlastung 50 versehen. Hierauf werden entsprechend
der gewünschten Höhe Rohrelemente 2, 3 an ihren Flanschen 4 zusammengeschraubt.
Ein Drahtseil 48 wird von der Seilwinde 46 über die Umlenkrolle 47 am äussersten
Rohrelement 3 befestigt und im oberen Drittel mit einer Zugentlastung 49 gegenüber
dem Mast 11 soweit von der Betonpiste 53 abgehoben, dass die Antenne A unbehindert
montierbar ist.
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Zweckmässigerweise wird bei schweren Antennensystemen hierzu vorher
eine Stütze 52 unter den Mast 11 geschoben und
wenigstens eine
Endstütze 8 mit einem Gewicht G belastet.
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Je nach Länge des Mastes 11 werden jetzt Abspannseile -nicht eingezeichnet
- angebracht und der Mast 11 mittels der Seilwinde 46 in seine Normallage in z-Richtung
hochgehievt.
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Die Seilwinde 46, Umlenkrolle 47, Drahtseil 48 sowie die Zugentlastungen
49 und 50 können auch nach erfolgtem Justieren der Mastanordnung am Ort belassen
werden und erlauben, falls erforderlich, eine dementsprechend rasche Demontage der
Anordnung.
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Es sei darauf hingewiesen, dass der Erfindungsgegenstand den speziellen
Erfordernissen der Praxis angepasst werden kann. So ist beispielsweise denkbar,
dass für leichtere optische Geräte wie Infrarot-Detektoren etc. höhere Mastanordnungen
erwünscht sind, und dass, um ein Durchbiegen des Mastes zu verhindern, wenigstens
zwei parallel arbeitende Seilwinden eingesetzt werden; ebenso dass in sturmgefährdeten
Gegenden weitere Abspannung, z.B. direkt gegenüber dem Gelände vorgesehen werden.