DK179982B1 - Teleskopmast - Google Patents

Abstract

Der beskrives en teleskopmast omfattende i det mindste ét eller flere teleskopled med parallelle vægge. En af to tilstødende teleskopsektioner er smallere end den anden af de to tilstødende teleskopsektioner, således at en teleskopsektion kan føres henholdsvis ind i og ud af en udenom liggende teleskopsektion i et teleskopled. Denne udenom liggende teleskopsektion kan føres ind i og ud af en yderligere teleskopsektion i yderligere et teleskopled. Mellem mastsektionerne er anbragt fjedrende elementer/aktuatorer hvis løfteevne netop er afpasset således at de kan udligne/bære lasten/egenvægten således at der alene skal tilføres energi til drevet for at overvinde friktionskræfter når teleskopmasten skal bevæges ud/ind. Bevægelse af teleskopmasten er tilvejebragt ved hjælp af elektrisk, hydraulisk, pneumatisk og/eller manuelt drevne wire/bånd som løber indvendigt/mellem mastens sektioner. Imellem hver af de to tilstødende teleskopsektioner i et teleskopled er der tilvejebragt i det mindste ét af-standsorgan glideskinne/sko), der er indrettet for at holde afstand mellem teleskopsektionerne og styre deres indbyrdes bevægelse herunder at forhindre rotation mellem mastsektioner i masten længdeakse. Drev element og fjedrende elementer/aktuatorer kan være anbragt således at der efterlades rum til kabelføring indvendigt i masten.

Description

Teleskopmast

Opfindelsens område

Den foreliggende opfindelse angår en teleskopmast med meget lavt energiforbrug og samtidig sikring mod at enkelt fejl kan medføre mast kollaps eller ukontrollerbar udskydning. Masten kan anvendes stationært og mobilt (Monteret på køretøjer, skibe m.v.) til at elevere/løfte sensorer, kommunikationsudstyr, våbensystemer m.v.

Beskrivelse af kendt teknologi.

Maste (Teleskopmaste) findes i forskellige udformninger.

Af kendte løsninger kan nævnes følgende;

US Patent US2014/0311057, US patent 4,357,785 og UK patent GB 2497921 - Mast drevet af et rope/pulley (Wire/reb træk) system til at teleskopere masten ind og ud og fastholde i en given position. Løsningen har alene dette system til at løfte/ud-teleskopere masten hvorved en højenergitilførsel er krævet til at overvinde/løfte last og egenvægt såvel som friktionskræfter fra mast hældning, vindpåvirkning m.v. Ydermere vil brud på wire/pulley system få masten til helt eller delvist at kollapse.

Nærværende opfindelse afviger markant på lavt energiniveau samt at masten ikke kan kollapse ved fejl på mastens drevsystem.

Int. Patent WO 2008/125110 A2. Mast med drevsystem hvor mast ud-teleskopering er ved hjælp af løfte elementer (Aktuatorer) mellem de enkelte mastsektioner som skal kunne løfte den samlede masse samt overvinde friktion fra hældning, vindlast m.v. Masten sammentrækkes med et wire/pulley system. Denne mast vil kræve at mastens aktuatorer- specifikt gas fjedre, er kraftigt overdimensionerede i forholdet til den last der skal løftes da der skal tillægges friktionskræfter, tab af løfteevne ved lave temperaturer m.v. Mastens wire pulley systems skal bremse masten ved udteleskopering og fastholde i en given position og overvinde kraften fra de overdimensionerede løfteelementer ved sammentrækning hvilket medfører et stort energiforbrug. Mastens (wire/pulley) drevsystem er altid under last medmindre masten er helt udskudt. Størst last på dette er når masten er sammentrukket og under maksimal last medmindre der tilføres en låsemekanisme.

Ved brud på mastens wire/pulley system (Enkeltfejl) vil/kan masten ud-teleskopere ukontrollerbart til fuld længde.

Nærværende opfindelse afviger markant på lavt energiniveau samt at masten ikke kan kollapse eller ukontrollerbart ud-teleskopere ved fejl på mastens drevsystem.

US patent US 2013/0239490 A1. Hængende mast med høj præcision og indvendige styreskinner og glideblokke samt stop så mast sektioner ikke kan falde ud af hinanden. Hvorledes mast teleskoperes fremgår ikke.

Nærværende opfindelse afviger markant på lavt energiniveau samt at masten ikke kan kollapse eller ukontrollerbart ud-teleskopere ved fejl på mastens drevsystem.

[1]

Opfindelsens baggrund

Der findes mange former for teleskopmaster, hvoraf nogle kan forlænges automatisk. I forbindelse med sådanne teleskopmaster, for eksempel til militært brug, stilles der særlige krav til anvendelighed såvel som til funktionsdygtighed under ekstreme situationer og vejrforhold. Ydermere stilles der krav til • lavt energiforbrug, • stor lasteevne.

• Høj teleskop hastighed • Mulighed for manuel teleskopering • At rækkefølgen af teleskopering af sektionerne kan styres, f.eks at næststørste mastsektion teleskoperer ud før de øvrige og ind som den sidste • start/stop (mast låst) i alle positioner • en konstruktion som kan sikre mod rotation af maste/mastsektionerne om længdeaksen (azimuth rotation) • en konstruktion som give mulighed for indvendig kabelføring i masten op til nyttelasten på masten • at masten ikke kan kollapse ved enkeltfejl som kan medføre personskade og/eller skade på udstyr monteret på masten og • stor lasteevne.

Teleskopmaster kan være meget høje og kan anvendes til sensorer og våben såvel som til udpegning af mål. Høje teleskopmaster rummer mange teleskopsektioner. Med de ovenstående krav om hastighed, lavt energiforbrug vil det være hensigtsmæssigt at udligne vægten af lasten på masten samt af de enkelte mast sektioner.

Maste findes drevet pneumatisk, hydraulisk, elektrisk samt manuelt og ved disse gør sig gældende at den effekt som skal tilføres for at udskyde h.h.v. sammentrække teleskopmasten er et resultat af mastlaster, egenvægt, friktion m.v. og effektforbruget til høj hastighed i begge retninger kan blive stort og tiden for manuel betjening meget lang da et menneske kun kan yde en begrænset effekt.

Det er hensigtsmæssigt, at teleskopmastens delelementer ikke er tungere og større i omfang end højest nødvendigt. For at kunne leve op til krav om driftssikkerhed og robust konstruktion er det klart en ulempe for en teleskopmast, hvis teknikken omfatter skrøbelige tekniske løsninger, hvori der kan opstå fejl, der medfører, at teleskopmasten ikke kan betjenes hurtigt, præcist og under alle forhold.

Teleskopmaster, som anvendes i miljøer med store belastninger, udsættes for statiske som dynamiske belastninger. Disse kan for eksempel være forårsaget af vindbelastninger, såvel som dynamiske belastninger der opstår ved mobilt brug.

Disse belastninger kan være meget store G-laster som opstår pludseligt. Dette optræder med vilkårlige størrelser og retninger og giver et meget komplekst belastningsbillede på konstruktionen. Disse belastninger kan opstå fra toppen hvor nyttelasten f.eks. er monteret og/eller fra bunden af teleskopmasten, når der er tale om en mobil base/platform.

Masten teleskop system kan/vil tilsvarende blive udsat for meget store belastninger.

Det er derfor i forbindelse med høje teleskopmaster yderst fordelagtigt, hvis disse er opbygget af simple komponenter, der uanset forhold giver en enkel og ukompliceret anvendelse og betjening af teleskopmasten, og som minimerer vedligehold samt sikrer at masten kan give høje teleskophastigheder i begge retninger kombineret med positiv kontrol af mastlængden og ved et lavt effektforbrug, h.h.v. ved manuel betjening.

[2]

Opfindelsens formål

Det er formålet med den foreliggende opfindelse at tilvejebringe en teleskopmast, med stor kapacitet (last og mobilitet) hvor effektforbruget er minimeret samt at masten ikke kollapser eller udteleskoperer ukontrollerbart ved brud på mastens drevsystem.

Beskrivelse af opfindelsen

Som nævnt indledningsvist angår opfindelsen en teleskopmast omfattende i det mindste ét eller flere teleskopled med parallelle vægge, hvor en af to tilstødende teleskop-sektioner er smallere end den anden af de to tilstødende teleskopsektioner, således at en teleskopsektion kan føres henholdsvis ind i og ud af en udenom liggende teleskop-sektion i et teleskopled, såvel som at denne kan føres ind i og ud af en yderligere teleskopsektion i yderligere et teleskopled.

Teleskopmasten er særpræget ved, at • Der mellem de enkelte mastsektioner, indvendigt i masten, er anbragt fjedrende elementer/løfte aktuatorer hvis løfteevne er afpasset netop således at disse udligner/bærer vægten af summen af nyttelasten og af de sektioner på masten som er ovenfor det fjedrende element/ løfte aktuatorerne hvorved disse er i vægt/tyngdemæssig balance. Derved skal mastens drevsystem alene overvinde friktionskræfter mellem de enkelte mastsektioner ved mast udskydning h.h.v. sammentrækning.

• Masten kan/vil ikke kollapse h.h.v. teleskopere ukontrollerbart ved fejl på drev/løftesystem da last og egenvægte af mastdele er udlignet ved de fjedrende elementer/ løfte aktuatorer.

• Mastens drevsystem er givet ved løftebånd/wire som er skjult mellem sektionerne og derved kan give positivt løft såvel som sammentrækning og fastholde/låse masten i enhver position. Disse kan være dubleret af hensyn til sikkerhed og driftssikkerhed. Ligeledes kan disse være fastgjort mellem mastsektioner så disse løftes simultant eller et langt bånd/wire så de ikke løftes simultant.

• Glidesko/skinner er anbragt mellem mastrørene med lav friktion og minimering af rotation af sektioner mellem mastsektionerne om masten længdeakse. Disse kan være anbragt kun i bunden af mastrørene afpasset med en længde der ikke overstiger overlap mellem mastsektionerne når masten er helt udskudt men kan også være suppleret med glidesko/skinner indvendigt i toppen af de enkelte mastsektioner. Herved reduceres mastens vægt og tekniske kompleksitet.

• Mastsektionerne kan være udført som flerkantede rør hvorved der er sikret mod rotation mellem rørene om mastens længdeakse.

Med en teleskopmast ifølge opfindelsen kan således opnås en sikker mast med lille effektforbrug også med høj hastighed og stor last, hvad enten dennes drevmekanisme er manuelt, hydraulisk, pneumatisk eller elektrisk drevet.

Således kan enkeltfejl på et fjedrende element/akktuator h.h.v. drev ikke medføre et totalt mastkollaps eller ukontrollerbar udteleskopering.

Ved konstruktionen opnås endvidere en fordel ved, at de store dynamiske kræfter, chok påvirkninger og G-kræfter således heller ikke i samme grad som ved andre konstruktioner skal optages af drevsystemet da de fjedrende elementer udligner basisvægten af konstruktionen og lasten og samtidig kan dæmpe dynamiske påvirkninger.

[3]

Ifølge en yderligere udførelsesform er teleskopmasten ifølge opfindelsen særpræget ved, at bånd/wire til at bevæge teleskopmastens sektioner er anbragt på en sådan måde at disse løber inden i masten.

Ifølge en yderligere udførelsesform er teleskopmasten ifølge opfindelsen særpræget ved, at f.eks. det eller de fjedrende element(er) som støtter første teleskop sektion kan være dimensioneret til større last end egenvægten hvorved denne vil få første mastsektion til at bevæge sig før de øvrige mast sektioner.

I praksis har det vist sig mest hensigtsmæssigt, at masten er udført af kantede rør hvorved styreskinne eller styreskinnerne i hvert teleskopled kan udelades.

Ingen af de kendte løsninger lever op til disse krav.

Tegningsbeskrivelse

Opfindelsen beskrives nærmere under henvisning til tegningen, hvor

Fig. 1 viser et snit igennem længdeaksen af en teleskopmast, i ud-teleskoperet tilstand ifølge opfindelsen, hvor der er vist • Bånd eller wire til udskydning (A) h.h.v. indtrækningen (B), • Fjeder elementer/aktuatorer (C) til at udligne/bære egenvægten/lasten af mastdele og nyttelast på masten • Indvendig kabelføring (D) i masten op til nyttelasten (I) • Drevmekanisme (H) (Hydraulisk, elektrisk, manuel og/eller pneumatisk) • En mast med 5 mastsektioner

Fig. 2 viser et snit igennem længdeaksen af en teleskopmast, i sammentrukket tilstand ifølge opfindelsen.

• I dette eksempel er glidesko/skinner (E) suppleret med glidesko/skinner (E1) i toppen af mastrørene.

Fig. 3 viser et tværsnit gennem en teleskopmast, hvor der er vist • I dette eksempel en mast med sekskantede mastsektioner/rør (A) • Ruller (B) for bånd eller wire til udskydning h.h.v. sammentrækning • Fjeder elementer/aktuatorer (C) til at udligne/bære egenvægten/lasten af mastdele og nyttelast på masten • Indvendig kabelføring (D) i masten op til nyttelasten • Drevmekanisme (H) (Hydraulisk, elektrisk, manuel og/eller pneumatisk) • En mast med 5 mastsektioner (A) • Glidesko/skinner (E) er anbragt mellem mastrørene

Fig. 4 viser en skematisk tegning af en teleskopmast med 3 mastsektioner monteret på et køretøj.

[4]

Detaljeret beskrivelse af opfindelsen

I fig. 1-3 er der vist forskellige snitbilleder fra samme konstruktion.

Fig. 1 viser en teleskopmast med fem sektioner 1, hvor der er vist et snit gennem et enkelt teleskopled 1. Teleskopleddet 2 omfatter en første teleskopsektion 3, en anden teleskopsektion 4, en tredje teleskopsektion 5 og en fjerde teleskopsektion 6. Teleskopsektionen 3 er med mindre dimension end den første teleskopsektion 2, således at den anden teleskopsektion 2 kan føres ind over den første teleskopsektion. Det er muligt at tilvejebringe flere teleskopsektioner uden om det viste teleskopled, eller en yderligere teleskopsektion, som er placeret inden i det viste teleskopled 3. I den viste udførelsesform er teleskopsektionerne tilvejebragt med et kantet tværsnit f.eks, sekskantet (Fig. 3) eller ortogonalt o.s.v. Alternativt kan teleskopsektionerne tilvejebringes med andre tværsnitsformer, for eksempel cirkulært.

Anbragt i det fri spillerum mellem sektionerne er der stropper eller wirer til at udskyde masten A, h.h.v til at sammentrække masten B. Disse kan være en lang wire eller strop hvorved mastsektioner bevæges vilkårligt når drevet H roterer. Når der som illustreret roteres med uret F skydes masten ud og når der roteres mod uret G trækkes masten sammen. Disse wirer/stropper kan også være anbragt fastgjort på sektioner således at alle sektioner bevæges simultant. Anvendes en kombination af ovenstående to metoder til mastbevægelse kan opnås at nogle sektioner styres og andre bevæges vilkårligt. F.eks. kan opnås at sektion 3 altid kører ud først og ind sidst.

Ydermere er der anbragt fjedrende elementer/aktuatorer C som understøtter de enkelte sektioner og ved at dimensionere disse så de udligner lasten (egenvægten) af sektioner og last m.v. ovenfor det fjedrende element vil dette udligne denne last/vægt og drevsystemet skal således kun overvinde friktion i mast systemet ved bevægelse af teleskopmasten. Herved kan masten bevæges med et meget reduceret energiforbrug da dette ikke skal løfte lasterne.

Fig. 2 viser masten i sammentrukket stand og her vises et eksempel på opdelte glideskinner/sko E. Den nederste E1 er anbragt nederst og udvendigt på den indvendige teleskopsektion 3 og glider indvendigt på den udvendige teleskopsektion 2. Den øvre glideskinne/sko er anbragt indvendigt i toppen af den ydre teleskopsektion 2 og glider udvendigt på den indre teleskopsektion 3.

Som det fremgår af fig 3. er der monteret glideskinner/sko E. Glideskinnen/skoen E er monteret i bunden udvendigt på f.eks. teleskoprør 3 støttende på indersiden af teleskoprør 2 og med en længde der ikke overstiger længden af overlægget mellem de to mastsektioner illustreret 7. Glideskinner/sko E kan være delt i to (set i mastens længdeakse) med en monteret som ovenfor anført og den anden monteret i toppen af den udvendige mastsektion 2 i eksemplet ovenfor men således at den samlede længde af de to glideskinner/sko ikke overstiger sektionerne overlæg 7.

Ved at anbringe et antal glideskinner/sko (2 eller flere) omkring kantede mastsektioner opnås samtidig at masten er sikret mod rotation mellem de enkelte sektioner (azimuth) set i mastens længdeakse.

Ligeledes vises eksempel på ruller B til wire/stropper A/B til masten teleskopdrev H evt. med udskæring i glideskinner/sko E til disse alternativt anbringes glideskinner/sko E h.h.v. wire/stropper A/B på hver deres flader på en kantet mastsektion.

I fig.4 er vist eksempel på mast anbragt i/på pansret køretøj.

Teleskopmasten er her vist monteret på et køretøj som er forsynet med hjul men kan alternativt være forsynet med bæltedrev. I toppen af masten er der monteret en nyttelast. Denne nyttelast kan eksempelvis være antenneudstyr, overvågningsudstyr, lamper, våben eller andet udstyr.

Claims (4)

1. PATENTKRAV

   1. Teleskopmast omfattende i det mindste ét eller flere teleskopled med parallelle vægge, hvor en af to tilstødende teleskopsektioner er smallere end den anden af de to tilstødende teleskopsektioner, således at en teleskopsektion kan føres henholdsvis ind i og ud af en udenom liggende teleskopsektion i et teleskopled, såvel som at denne kan føres ind i og ud af en yderligere teleskopsektion i yderligere et teleskopled, hvor mastsektionerne er udført i mangekantet form eller rund/oval, kendetegnet ved, at teleskopmasten omfatter fjedrende elementer/aktuatorer anbragt i mastens længdeakse mellem mastsektioner til netop at udligne og bære egenvægten af mastdele og nyttelast på masten.
2. 2. Teleskopmast ifølge krav 1 kendetegnet ved at omfatte bånd eller wirer løbende over ruller/styr anvendt til at udskyde h.h.v. sammentrække masten og anbragt i mellemrummet mellem de enkelte mastsektioner, drevet elektrisk, pneumatisk, hydraulisk og/eller manuelt.
3. 3. Teleskopmast ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved at fjedrende elementer/aktuatorer er anbragt således at disse efterlader et hulrum i masten som kan rumme indvendig kabelføring i masten op til mastens nyttelast.
4. 4. Teleskopmast ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at der for hvert teleskopled er tilvejebragt en eller flere glideskinner/sko, som er fordelt langs omkredsen af teleskopleddet hvorved masten sikres mod at der kan opstå rotation mellem de enkelte mastsektioner omkring mastens center/længdeakse (azimuth).