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Spannvorrichtung für Vorhangantenne
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Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für den Seilvorhang von
Antennen, bei welcher wenigstens ein den Seilvorhang tragendes, am oberen Ende einer
Tragkonstruktion über Seilrollen laufendes Spannseil mit einem hängenden Ausgleichsgewicht
belastet ist.
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Es sind Vorhangantennen bekannt, bei denen ein Anlagenteil aus einer
Strahlerebene (Dipolwand) und ein zweiter Anlagenteil aus einer dazu parallel verlaufenden
Reflektorebene besteht. Insbesondere bei derartigen Antennen müssen Durchhangsänderungen
(Abstandsänderungen zwischen Strahler- und Reflektorebene sowie Aufhängehöhenänderungen
der Dipole), die durch eine äußere Last wie Wind, Eis oder Schnee verursacht werden
können, vermieden werden, um die Abstrahleigenschaften der Antenne nicht zu beeinträchtigen.
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Eine derartige Vorhangantenne wird bsw. durch Spannseile gehalten,
die über am oberen Ende einer Tragkonstruktion abgebrachte Seilrollen laufen und
durch hängende Ausgleichsgewichte
gespannt werden. Hierbei können
zur Vermeidung einer fiberlastung des Seilvorhanges die durch eine äußere Last auf
dem Seilvorhang wirkenden Kräfte ausgeglichen werden, indem eine Auslenkung des
Seilvorhanges durch Anheben der Ausgleichsgewichte zugelassen wird. Damit bei Auftreten
einer äußeren Last die Durchhänge möglichst klein bleiben, werden die freihängenden
Ausgleichsgewichte entsprechend groß dimensioniert. Sie gleichen das Eigengewicht
der Antenne aus und spannen die Antenne vor. Die Spannseile sind daher bei dieser
Lösung ständig maximal belastet und müssen entsprechend stark dimensioniert werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Spannvorrichtung für den Seilvorhang
von Antennen anzugeben, die bei Einwirkung einer unterhalb eines vorgebenen Grenzwertes
liegenden äußeren Last die Durchhangsempfindlichkeit des Seilvorhanges herabsetzt
und deren Spannung in den Antennenbauteilen lastabhängig ist, so daß eine ständige
maximale Belastung der Antennenbauteile vermieden wird.
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Diese Aufgabe wird für eine Spannvorrichtung nach dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das hängende Ausgleichsgewicht
durch ein leicht vorgespanntes flexibles Kuppelstück mit einem weiteren vorzugsweise
auf einem Fundament aufsitzenden Gewicht verbunden ist.
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Durch das hängende Ausgleichsgewicht (bzw. mehrere Ausgleichsgewichte)
wird der Seilvorhang gespannt und in seiner Sollage gehalten. Die Gewichtskraft
des Ausgleichsgewichtes kann dabei in etwa der Spannkraft entsprechen, die bei fehlender
äußerer Belastung den Seilvorhang in der Sollage hält. Bei Auftreten einer äußeren
Belastung, wie Wind, Eis oder Schnee wird der Seilvorhang an einer Auslenkung aus
seiner Sollage durch
das aufsitzende Gewicht gehindert. (Von den
geringen Durchhängen auf Grund der elastischen Verlängerung der Seile wird hier
abgesehen.) Mit zunehmender Belastung wächst die Spannkraft in dem Koppelstück zwischen
hängendem und aufsitzendem Gewicht, bis bei einer großen äußeren Belastung das aufsitzende
Gewicht angehoben wird. Ab jetzt tritt ein der Belastung entsprechender Durchhang
des Seilvorhanges auf.
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Solange das aufsitzende Gewicht nicht angehoben wird, handelt es sich
um ein statisch unbestimmtes System.
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Erst nach Überschreiten einer Belastungsgrenze wird das aufsitzende
Gewicht angehoben und die Antennenaufhängung geht in ein statisch bestimmtes System
über, wie es dem beschriebenen Stand der Technik entspricht.
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Ein Seilvorhang bzw. irgend eine Kurzwellenantenne kann auch durch
mehrere erfindungsgemäße Spannvorrichtungen mit unterschiedlichen Ausgleichsgewichten
und aufsitzenden Gewichten gespannt werden.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird der Seilvorhang nicht ständig
maximal belastet, da die Krafte in den Seilen von der äußeren Belastung abhängig
sind.
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Wegen der geringeren Dauerhelastung gegenüber bekannten Antennenaufhängungen
weisen die Antennbauteile eine längere Lebensdauer auf. Es können leiehtere, wirtschaftlichere
Antennentragwerke zum Einsatz kommen. Die Antennenseile sind schwingungsunempfindlicher.
Die Zugspannungen in den Spannseilen sind relativ gering, so daß sich die Montage-
und Wartungsarbeiten an den Antennen einfacher und wirtschaftlicher durchführen
lassen. Durch das hängende Teilgewicht können die Vorspannungen in den Antennenseilen
auf ein Minimum gesenkt werden.
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Das Kuppelstück ist flexibel ausgeführt um ggf. Längenausdehnungen
der Antennenspann- und Tragseile auf Grund von extremen Temperaturschwankungen auszugleichen.
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Vorzugsweise kann das hängende Ausgleichsgewicht, bzw.
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es können, sofern mehrere Spannseile mit hängenden Ausgleichsgewichten
belastet sind, die Ausgleichsgewichte so bemessen werden, daß sie in etwa das Eigengewicht
des Antennensystems ausgleichen und den Seilvorhang bei fehlender äußerer Last in
der gewünschten Lage halten.
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Auf diese Weise werden der Seilvorhang und die Spannseile nur mit
den Mindestkräften belastet, die von den äußeren Belastungen abhängig sind. Es erübrigen
sich Messungen und Einstellungen von Vorspannungen in den Spannseilen, die ein Fehlerrisiko
darstellen. Das flexible Kuppelstück zwischen hängendem Ausgleichsgewicht und aufsitzendem
Gewicht wird lediglich soweit vorgespannt, daß es stramm zwischen den Gewichten
gespannt ist.
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Ferner kann vorzugsweise das aufsitzende Gewicht (bzw.
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die Gewichte) so bemessen sein, so daß es erst bei einer vorgegebenen
äußeren Belastung (Wind, Eislast) von seiner Auflage abgehoben wird, wobei die Vorgabe
dieser äußeren Belastung von den zu erwartenden Umgebungseinflüssen des Aufstellungsortes
der Antennenanlage abhangen kann. Bis zu einer vorgegebenen äußeren Belastung (z.B.
ortsübliche Windgeschwindigkeit bzw. äquivalente Eis- oder Schneelast) ist die Antenne
Belastungsunempfindlich. Durchhangsänderungen des Seilvorhanges treten lediglich
durch die geringen Dehnungen in den Seilen auf. Die Durchhangänderungen sind kleiner
als bei den statisch bestimmt aufgehängten Antennen (mit frei hängenden Gewichten).
Daher bleiben die Abstrahleingenschaften
bis zu der vorgegebenen
äußeren Belastung optimal. Erst bei tlberschreiten dieser Belastung nehmen die Durchhang
mit wachsender Belastung zu.
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In vorteilhafter Weise besteht das Ausgleichsgewicht und/oder das
aufsitzende Gewicht aus Beton. Gegebenenfalls können die Gewichte direkt an dem
jeweiligen Aufstellungsort der Antennen hergestellt werden. Ebenso können die Ausgleichsgewichte
aus Stahlguß oder mit Kies gefüllten Behältern hergestellt sein.
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Zur Erleichterung der Montage sind in weiterer Ausgestaltung der Erfindung
das Ausgleichsgewicht und/oder das aufsitzende Gewicht aus mehreren einzel montierbaren
Teilgewichten zusammengesetzt. Die Größe der Einzelgewichte kann so bemessen werden,
daß ein Einzelgewicht durch das Montagepersonal angehoben werden kann.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind das Ausgleichsgewicht
und das aufsitzende Gewicht in einem Gewichtskorb untergebracht und durch diesen
geführt.
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An Hand der Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher
erläutert und beschrieben werden.
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Es zeigen: Fig. 1 eine zwischen zwei Tragmasten gespannte Vorhangantenne
mit Strahlerebene und Reflektorebene Fig. 2 und 3 eine Spannvorrichtung mit in einem
Gewichtskorb geführten Ausgleichsgewieht und aufsitzenden Gewicht und Fig. 4 und
5 eine innerhalb eines Turmes geführte Spannvorrichtung.
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Fig. 1 gibt die Gesamtansicht einer Vorhangantenne in
perspektivischer
Darstellung wieder. Die Vorhangantenne ist zwischen zwei Tragmasten 10, 11 welche
durch im Erdboden verankerte Abspannseile 12 abgespannt sind, aufgespannt. Sie besteht
aus einer nach vorne weisenden Strahlerebene (Dipolwand), in der insgesamt 16 Dipole
13 angeordnet sind. Die Dipole 13 sind an zwei parallel geführten Dachseilen 14,
15 aufgehängt. Seitlich werden sie durch zwei Bauchseile 16, 17 gespannt.
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Hinter der Strahlerebene befindet sich die Reflektorebene 18, die
ebenfalls an einem Dachseil 19 hangt und seitlich durch zwei Bauchseile 20, 21 gespannt
wird.
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Die Dachseile 14, 15 der Strahlerebene und das Dachseil 19 der Reflektorebene
18 werden durch Distanzrohre 22 auf Abstand gehalten. Jeweils zwischen Distanzrohr
22 und Tragmast 10,11 laufen die Dachseile 14, 15, 19 zusammen und vereinen sich
in dem Spannseil 23, 2lot. Die Richtung des Spannseiles 23, 24 wird durch eine in
der Nähe der Mastspitze befestigte Rolle 25, 26 in etwa in die Vertikale umgelenkt.
Das eine Spannseil 23 ist mit einem im Erdboden verankerten Fundamt 27 fest verbunden.
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Das andere Spannseil 24 läuft in einen Gewichtskorb 28 ein, der durch
die Figuren 2 und 3 näher beschrieben wird.
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Im Bodenbereich ist eine Energieversorgungseinrichtung 29 dargestellt,
die über Steigleitungen 30 die einzel Dipole 13 versorgt.
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Die Figuren 2 und 3 stellen den Gewichtskorb 28 in Vorder- und Seitenansicht
dar. Der Gewichtskorb 28 besteht aus einem aus Profilstahl zusammengeschweißten
Gestell 31, welches auf einem Fundament 32 aufsitzt. Im oberen Bereich des Gestells
31 ist eine Rolle 33 drehbar montiert, silber das das Spannseil 24 in den Gewichts-
korb
28 einläuft. Innerhalb des Gewichtskorbes 28 befindet sich eine Umlenkrolle 34,
durch die das Spannseil annährend um 1800 umgelenkt wird. Das Ende des Spannseiles
24 ist im oberen Bereich des Gestelles 31 mit diesem fest verbunden.
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An der Umlenkrolle 34 hängt ein Ausf;leichsgewicht 5, das aus drei
Teilgewichten zusammengesetzt ist. Das Ausgleichsgewicht 35 sitzt dabei auf einem
Doppel-T-Träger 36 auf, der silber einen durch eine zentrale Bohrung in dem Ausgleichsgewicht
35 geführten Anker 37 mit der Umlenkrolle 34 verbunden ist.
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Unterhalb des hängenden Ausgleichsgewichtes 35 befindet sich ein weiteres
Gewicht 38, welches aus zwei Teilgewichten besteht. Durch eine mittlere Ausnehmung
dieses Gewichtes 38 ist ebenfalls ein nach oben herausragender Anker 39 angeordnet,
der im unteren Bereich mit einem Doppel-T-Träg;er 40 verbunden ist und mittels dessen
das Gewicht 38 angehoben werden kann. Das Gewicht 38 sitzt gemäß der Figuren 2 und
3 mit seinem Doppl-T-Traer 40 auf dem Fundament 32 auf. Es ist jedoch mit diesem
nicht fest verbunden.
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Das Ausgleichsgewicht 35 ist mit dem aufsitzenden Gewicht 38 über
ein Kuppelstück 41 verbunden. Das Kuppelstück 41 ist durch eine V-förmige Seilanordnllng
gebildet, dessen beide obere Enden an dem Doppel-T-Träger 36 des Ausgleichsgewichtes
35 befestigt sind und dessen unteres Ende mit dem Anker R9 des aufsitzenden Gewichtes
38 verbunden ist. Das Seil des Kuppelstcks 41 ist gespannt.
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Durch die in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellte Spannvorrichtung wird
das Spannseil 24 gespannt. Das Spannseil 24 Überträgt gemäß Fig. 1 über die Rolle
26 die Spann-
kraft auf die Dachseile 14, 15, 19 und trägt die
Strahlerebene sowie die Reflektorebene. Das Ausgleichsgewicht 35 ist so bemessen,
daß es bei fehlender äußerer Belastung der Antenne das Eigengewicht der Antenne
ausgleicht und diese in ihrer Sollage hält. Bei fehlender äußerer Belastung ist
das aufsitzende Gewicht 38 unwirksam. Erst mit zunehmender Belastung der Antennenanlage
durch Wind, Eis oder Schnee werden zunehmende Kräfte über das Kuppelstück 41 auf
das aufsitzende Gewicht 38 übertragen. Die Auflagekraft des aufsitzenden Gewichtes
38 auf das Fundament 32 nimmt ab, ohne daß das aufsitzende Gewicht 38 hochgehoben
wird.
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Erst nach Überschreiten einer vorher bestimmten äußeren Belastung
der Antenntenanlage wird das Gewicht 38 von dem Fundament 32 abgehoben. Bis zu dieser
Belastung bildet die Antenne ein starres System welches durch die Belastung nicht
ausgelenkt wird, sofern von geringen Auslenkungen auf Grund von Materialdehnungen
abgesehen wird. Erst oberhalb der vorgegebenen Belastung erfährt der Seilvorhang
einen Durchhang, wodurch die Abstrahleigenschaften der Antenne beeintrSchtigt werden
können.
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Es ist daher vorteilhaft, das Gewicht 38 auf die Witterungsverhältnisse
des Aufstellungsortes der Antenne abzustimmen. Das Gewicht 38 kann so bemessen werden,
daß es lediglich bei ungewöhnlich hohen Belastungen der Antenne angehoben wird,
um bei Spitzenbelastungen ein Nachgeben der Seilvorhange zu ermöglichen und tzberbelastungen
der Seile zu vermeiden.
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Bei den Tragmasten einer Antenne kann die Spannvorrichtung an der
Mastwand, mittels einer Führung, ohne Gewichtskorb angebracht werden. A]s weitere
Varianten können das Ausgleichsgewicht 35 und das aufsitzende Gewicht 38 ebenfalls
ohne Gewichtskorb innerhalb eines
Turmes 42 mittels einer Umlenkrolle
43 ohne Führung (Fig. 4) oder mit einer einfachen Seilführung 44 (Fig. 5) ausgeführt
werden.
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