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Dokumentenidentifikation DE19540319C1 03.04.1997
Titel Vorrichtung und Verfahren zum Prüfen der Biegefestigkeit eines Mastes
Anmelder Reiners, Christa, 41812 Erkelenz, DE
Erfinder Reiners, Christa, 41812 Erkelenz, DE
Vertreter von Creytz, D., Dipl.-Phys., Pat.-Anw., 41844 Wegberg
DE-Anmeldedatum 28.10.1995
DE-Aktenzeichen 19540319
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 03.04.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.04.1997
IPC-Hauptklasse G01M 5/00
IPC-Nebenklasse G01N 3/20   G01B 21/02   G01L 1/00   
Zusammenfassung Es wird eine Vorrichtung zum Prüfen der Biegefestigkeit eines stehend im Boden verankerten Metall-Mastes beschrieben. Auf den Mast wird mit Abstand oberhalb des Bodens ein Biegemoment ausgeübt, die zugehörige Kraft wird gemessen und mit der dadurch bewirkten Auslenkung des Mastes verglichen. Um das Ergebnis der durch das Biegemoment verursachten Gesamt-Auslenkung des Mastes nicht durch eine Bewegung des unterirdischen Mastteils im Boden zu verfälschen, wird dem Mastfuß unmittelbar am Boden ein zusätzlicher Wegsensor zum Erfassen der Position dieses Mastteils zugeordnet. Das Meßergebnis des zusätzlichen Wegsensors wird zur Kompensation der Gesamt-Mastauslenkung verwendet. Um die bei der Biegeprüfung entstehende hohe Belastung des Bereiches hinter der Prüfdruckeinrichtung zu vermindern, wird das Kuppelmittel bevorzugt in seiner Zugkraft steuerbar oder regelbar gemacht.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Prüfen der Biegefestigkeit eines am Mastfuß im Boden verankerten, stehenden Mastes, bestehend aus einer Krafteinheit, mit der eine ansteigende Kraft in den Mast oberhalb des Bodens einleitbar und dadurch der Mast mit einem Biegemoment belastbar ist, aus einem Kraftsensor zum Messen dieser Kraft, deren Höhe und Verlauf zur Bestimmung der Festigkeit des Mastes mit Hilfe einer Auswertevorrichtung auswertbar sind, aus mindestens zwei dem Mast zugeordneten Wegsensoren zum Messen der aufgrund des Biegemoments auftretenden seitlichen Auslenkung des Mastes, wobei ein Wegsensor mit Abstand oberhalb des Bodens angeordnet ist, und aus einem am Mastfuß befestigten Koppelmittel, durch das die Krafteinheit unmittelbar am Boden gegen eine Bewegung relativ zum Mast gesichert ist. Sie betrifft ferner ein Verfahren zum Prüfen der Biegefestigkeit eines am Mastfuß im Boden verankerten, stehenden Mastes, bei dem mit einer Krafteinheit eine ansteigende Kraft in den Mast oberhalb des Bodens eingeleitet und dadurch der Mast mit einem Biegemoment belastet wird, bei dem diese Kraft gemessen wird, deren Höhe und Verlauf zur Bestimmung der Festigkeit des Mastes ausgewertet wird, und bei dem die aufgrund des Biegemoments auftretende seitliche Auslenkung des Mastes an mindestens zwei Stellen gemessen wird, wobei eine der Stellen mit Abstand oberhalb des Bodens liegt, und bei dem die Krafteinheit unmittelbar am Boden gegen eine Bewegung relativ zum Mast gesichert ist, zum Betrieb der oben aufgeführten Vorrichtung.

Eine solche Vorrichtung und ein solches Verfahren sind aus der US 52 12 654 bekannt.

Ein angrenzend an den Boden stark korrodierter Mast kann bei einer mit der obigen Einrichtung ausgeführten Prüfung unmittelbar über dem Boden bzw. im Korrosionsbereich gebogen werden. Ein im Bereich dieser Biegung angebrachter Wegsensor kann gegebenenfalls eine durch das Biegemoment hervorgerufene Auslenkung des Mastes nicht bzw. nicht ordnungsgemäß erfassen. Ähnliches wie für einen Korrosionsbereich gilt auch eventuell für andere Schwachstellen, z. B. für Revisionslöcher an elektrifizierten Masten. "Mit erheblichem Abstand über dem Boden" bedeutet also im Rahmen der Erfindung, daß der die durch das Biegemoment hervorgerufene Mastauslenkung messende Wegsensor dem Mast deutlich oberhalb einer möglichen oder vermuteten Schwachstelle zuzuordnen ist. Der Abstand der entsprechenden Meßstelle oberhalb der Schwachstelle soll so groß sein, daß die Mastauslenkung abhängig vom Biegemoment trotz eventueller Schwachstelle einwandfrei zu erfassen ist.

Es gibt ganz verschiedene Typen von Masten aus Metall der zu prüfenden Art. Zu den Masten gehören Träger von Verkehrsschildern, Ampeln, Leuchten, Freileitungen und dergleichen, auch Metallpfosten von Pollern, Papierkorbständern usw. In DE 44 04 532 A1 wird eine Vorrichtung zum Geraderichten eines eine Knickstelle aufweisenden, aber noch im Boden stehenden Metallmastes beschrieben. Die Vorrichtung erlaubt es, den Mast durch eine einzige Person ohne schweres Gerät ausrichten zu lassen. Dazu wird oberhalb der Knickstelle gegen den Mast eine Kraft entgegen der Knickrichtung ausgeübt und zugleich wird der Mast mit Hilfe eines flexiblen Bandes, Seils oder dergleichen am Boden in seiner Position so gehalten, daß er durch die auf den oberen Mastbereich gerichtete Kraft praktisch nicht relativ zum Boden bewegt werden kann.

Aus Metall bestehende Masten korrodieren im allgemeinen nicht innerhalb des Fundaments - das heißt unterhalb der Oberfläche des umgebenden Bodens, der Straße bzw. des Bürgersteiges - sondern im Bereich der Erdoberkante, also unmittelbar am Boden; besonders stark kann die Korrosion nahe der Grenze zwischen Luftraum und Boden sein.

In EP 638 794 A1 wird eine Vorrichtung zum Prüfen der Stand- und Biegefestigkeit von Masten beschrieben. In dieser Vorrichtung wird der Mast mit Abstand oberhalb seiner Bodenverankerung mit einem Biegemoment beaufschlagt, das mit einem Kraftsensor zu erfassen ist. Zugleich wird dem Mast mit erheblichem Abstand über dem Boden, also oberhalb der Mastverankerung, ein Wegsensor zugeordnet, mit dessen Hilfe die durch das Biegemoment verursachte Mastauslenkung zu messen ist. Die von dem Kraftsensor und dem Wegsensor gelieferten Meßwerte werden im Bekannten einer Auswerteschaltung zugeführt. Wenn die Auslenkung (innerhalb eines bestimmten Kraftbereichs) dem Kraftverlauf linear folgt und/oder sich der Mast bei Entlastung wieder elastisch in seine ursprüngliche Position bzw. Form zurückbewegt, kann gesagt werden, der Mast sei noch in Ordnung. Wenn jedoch der Mast von einem bestimmten Biegemoment an stärker als linear umgebogen wird und/oder wenn sich der Mast nach Entlastung nicht elastisch in seine ursprüngliche Position zurückbewegt, muß der Mast entweder saniert oder ersetzt werden.

Der durch den Biegevorgang belastete Mast kann jedoch - speziell bei schwachem Fundament - statt sich zu biegen, innerhalb des Erdreichs um eine Schwenkachse kippen. Der Mastquerschnitt, welcher an der Erdoberkante (Grenze Luft/Boden) liegt, vollführt dann eine Bewegung parallel zur Erdoberkante, also im allgemeinen eine Horizontalbewegung. Bei den hohen Kräften - im allgemeinen die 2,5-fache Windlast - die auf einen aus Metall bestehenden Mast für eine Biegeprüfung auszuüben sind, wird das Mast-Fundament als Gegenlager entsprechend stark beansprucht. Die vorgenannten Bewegungen des Mastfundaments bzw. des im Boden steckenden Mastteils relativ zum Boden folgen dem ausgeübten Biegemoment in der Regel nichtlinear und meist auch unelastisch. Das Meßergebnis kann dann selbst bei einem an sich vollkommen intakten Mast auf einen defekten Mast hindeutenden.

In US 52 12 654 A wird eine Vorrichtung zum Prüfen von aus Holz bestehenden Elektrizitäts- oder Telefonmasten, Zaunpfählen und dergleichen beschrieben. In einem Ausführungsbeispiel wird im Bekannten eine Meßvorrichtung mit mehreren in verschiedenen Höhen angeordneten Wegsensoren beschrieben. Die Meßvorrichtung wird dem fest im Boden verankerten Mast zugeordnet, zugleich wird dieser mit einem Biegemoment - ebenfalls an einer Stelle mit Abstand vom Boden - beaufschlagt. Mit Hilfe der verschiedenen Wegmeßgeräte wird überprüft, in welcher Weise sich der aus Holz bestehende Mast infolge des Biegemoments verformt. Für den Fall, daß der Mast in relativ weichem Boden steht, wird vorgesehen, zusätzlich zu dem in der Höhe ausgeübten Biegemoment unmittelbar am Boden eine der Biegekraft entgegengerichtete Zugkraft mit Hilfe einer Kette in der entgegengesetzten Richtung zu dem Biegemoment auf den Mast auszuüben. Dadurch soll das Reißen von Telefonleitungen etc. vermieden werden, in dem der Mast zwar insgesamt - gegebenenfalls auch innerhalb des Bodens - gebogen, seine Spitze aber annähernd an Ort und Stelle gehalten wird (siehe dort Fig. 14 und Spalte 7, Zeilen 4 bis 10). Die dafür in Kauf genommene Bewegung des Mastes im Boden führt zu einer Lockerung und damit zu einer inakzeptablen Instabilisierung.

Ein weiteres Verfahren, bei dem eine Horizontalbewegung des Mastfußes beim Prüfen eines stehenden Mastes verhindert werden soll, ist aus DE 15 73 752 A1 bekannt. Bei diesem Verfahren findet ein Rahmengestell Verwendung, das über eine Stange an einer um den Mastfuß herumgelegten, ebenfalls unflexiblen Schelle angreift und mit einem oberen Eckpunkt gegen den Mast abgestützt wird. Die bekannte Einrichtung betrifft also eine an dem Mast im Bodenbereich und zugleich in einem erheblichen Abstand darüber völlig unflexible angreifende Vorrichtung, durch deren Betätigung der Mast am Übergang von seinem eingegrabenen Mastteil zu seinem Luftteil auf Biegung beansprucht werden soll. Der theoretisch erwartete Erfolg hat sich allerdings nicht eingestellt: Weil eine nicht zu vernachlässigende Komponente der auf den Mast im Bekannten ausgeübten Zugkraft parallel zum Mast verläuft, wird der Mast bei dem Biegeversuch oft aus seinem Fundament bzw. zusammen mit dem Fundament relativ zum umgebenden Boden angehoben. Nach einer der Erfindung zugrundeliegenden Erkenntnis ist dieser Mißerfolg darauf zurückzuführen, daß die am Boden an dem Mast angreifenden Zugelemente unflexibel waren.

Ausgehend von der Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und dem Verfahren gemäß dem Obergriff des Anspruchs 4 ist es die Aufgabe der Erfindung, Mittel zu schaffen, mit deren Hilfe bei einer Biegeprüfung allein das Maß der reinen Biegung des Mastes zu messen ist; bei der Biegeprüfung soll eine Mitbewegung des unterirdischen Mastteils zu vermeiden, auszuschließen und/oder im Meßergebnis zu kompensieren sein.

Für die eingangs genannte Vorrichtung zum Prüfen der Biegefestigkeit eines am Mastfuß im Boden verankerten stehenden Mastes besteht die erfindungsgemäße Lösung darin, daß der Mast aus Metall ist, daß der zweite Wegsensor dem Mastfuß unmittelbar am Boden zugeordnet ist und zum Erfassen der Position dieses an den Boden angrenzenden Mastteils dient und daß das Koppelmittel flexibel ist.

"Unmittelbar am Boden" hier und im folgenden wörtlich zu nehmen, gegebenenfalls soll das flexible Koppelmittel auf dem Boden liegen. Unter dem Begriff "flexible Koppelmittel" werden Seile, z. B. auch aus Stahlseile, Ketten, Bänder und dergleichen in der Länge weitgehend unelastische Verbinder verstanden, die quer zur Längsrichtung - wie ein Band oder eine Kette - beweglich, das heißt flexibel, sind.

Wenn der jeweilige Mast bei einer erfindungsgemäßen Biegeprüfung die Tendenz hat, im Erdreich um einen Drehpunkt zu kippen, wird eine damit verbundene Horizontalbewegung an der Erdoberkante (entsprechend "unmittelbar am Boden"), die durch das flexible Kuppelmittel nicht vollständig zu verhindern ist, mit Hilfe des zusätzlichen Wegsensors, der im folgenden auch als Boden-Wegsensor bezeichnet wird, erfaßt. Das entsprechende Meßergebnis kann dann dazu dienen, die Horizontalbewegung des Mastfußes in der Messung des Wegsensors, der dem oberirdischen Mastteil zugeordnet ist und der im folgenden als auch Gesamt-Wegsensor bezeichnet wird, zu kompensieren.

Der erfindungsgemäße zusätzliche Wegsensor kann als gesondertes Gerät auf dem Boden am Mast positioniert werden. Der zugehörige Fühler soll dann vorzugsweise die Seite des Mastes berühren, zu der die Mastbiegung hin erfolgt. Bei dem Boden-Wegsensor kann es sich um ein rein mechanisches Gerät, aber auch um ein elektrisches oder elektronisches Gerät handeln. Der Boden-Wegsensor kann auch - z. B. mechanisch und/oder elektrisch - unmittelbar mit dem Gesamt-Wegsensor gekoppelt werden. Die Kompensation kann dann selbsttätig, z. B. in einer entsprechenden mechanischen oder elektrischen Schaltung mit zugehörigem Rechner, erfolgen.

Gemäß weiterer Erfindung besteht die Lösung für das eingangs genannte Verfahren zum Betrieb der eingangs genannten Vorrichtung darin, daß der Mast aus Metall ist, daß die zweite Stelle, an der die Auslenkung des Mastes gemessen wird, dem Mastfuß unmittelbar am Boden zugeordnet ist und damit die Position dieses an den Boden angrenzenden Mastteils erfaßt wird und daß eine durch die Krafteinheit verursachte Bewegung des Mastes längs der Bodenoberfläche nach Messung der Auslenkung an der zweiten Stelle im Meßergebnis der Gesamt-Mastauslenkung kompensiert wird.

Im Rahmen der Erfindung läßt sich eine solche Bewegung des Mastfußes längs der Boden/Luft-Grenze auf ein Minimum beschränken. Hierzu wird das Widerlager der das Biegemoment auf den Mast ausübenden Krafteinheit entweder so auf dem Boden gelagert, daß es einer durch die hohen Kräfte verursachten Verformung oder Dehnung nachgeben und den Mastfuß auch bei starker Biegung des oberirdischen Mastteils an der Erdoberkante räumlich festhalten kann oder das Widerlager wird möglichst fest auf dem Boden so verankert, daß es den hohen Kräften nicht nachgeben kann. Im ersteren Fall verbindet das flexible Kuppelmittel den Mastfuß und das Widerlager unveränderlich, das heißt in fester Beziehung bzw. Verbindung. Im anderen Fall wird zwischen das am Mastfuß verankerte, flexible Kuppelmittel und das Widerlager ein Zugmittel geschaltet, das einen unabhängig von der Krafteinheit steuerbaren Antrieb, z. B. hydraulisch oder pneumatischer Art, besitzt.

Wenn in dem ersteren Fall eine feste Verbindung zwischen flexiblem Kuppelmittel und Widerlager vorgesehen ist, wird vorteilhaft die Krafteinheit relativ zum Boden verfahrbar und/oder - bevorzugt auf einer gesonderten glatten Platte, z. B. aus Stahl - verschiebbar gemacht. Die das Biegemoment auszuübende Kraft stützt sich dann außer am Erdboden auch an dem um den Mastfuß gelegten, flexiblen Kuppelmittel ab. In bestimmter Beziehung abhängig vom Biegemoment ändert sich folglich die in der Gegenrichtung zum Biegemoment über das Koppelmittel ausgeübte Zugkraft.

Wenn dagegen in dem anderen Fall eine Zugkupplung mit unabhängigen Eigenantrieb zwischen das flexible Kuppelmittel - also den Mastfuß - und das verankerte Widerlager gesetzt wird, läßt sich das Verhältnis der Kräfte im Widerlager zwischen Bodenpressung und Kuppelmittelzug justieren. Der Druck der Krafteinheit, der das Biegemoment erzeugt, und die auf den Mastfuß wirkende Zugkraft können im Einzelfall unabhängig zueinander oder auch in bestimmter Beziehung zueinander gesteuert werden.

Das zwischen Mastfuß bzw. flexibles Kuppelmittel und Widerlager gesetzte Zugmittel ermöglicht es, die über das flexible Kuppelmittel übertragene Kraft den jeweiligen Gegebenheiten, z. B. der Bodenbeschaffenheit, entsprechend einzustellen. Beispielsweise kann hiernach die Zugkraft längs des Bodens im Sinne der Minimierung einer Horizontalbewegung des Mastfußes längs der Erdoberkante geregelt werden. Durch die Kombination von kontrollierbarer Zugkraft (längs des Bodens) und fester Verankerung des Widerlagers der Krafteinheit wird es möglich, die bei der erfindungsgemäßen Biegeprüfung entstehende hohe Belastung des Bereiches hinter der Prüfdruckeinrichtung zu verhindern.

Gemäß noch weiterer Erfindung kann es auch bei der letztgenannten Ausgestaltung der Krafteinheit - gewissermaßen als verfahrbares Element - günstig sein, die tatsächliche Position des unmittelbar an den Boden angrenzenden Mastteils, des Mastfußes, mit dem Boden-Wegsensor zu erfassen. Es können auf diese Weise sich vom oberirdischen Mastteil in den Boden hinein fortsetzende Mastbiegungen oder auf andere Weise durch das Biegemoment erzeugte räumliche Verschiebungen bzw. Biegungen des unterirdischen Mastteils erfaßt und im Gesamt-Meßergebnis kompensiert werden.

Anhand der schematischen Zeichnung von Ausführungsbeispielen werden Einzelheiten der Erfindung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Prüfvorrichtung mit fester Verbindung zwischen Mastfuß und Widerlager der Krafteinheit; und

Fig. 2 eine Prüfvorrichtung mit unveränderlicher Verbindung zwischen Mastfuß und Widerlager der Krafteinheit.

In Fig. 1 wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Prüfen der Biegefestigkeit eines im Boden 1 verankerten Mastes 2 schematisch dargestellt. Die insgesamt mit 3 bezeichnete Biegeeinrichtung besteht im wesentlichen aus einem Schwenkschenkel 4, aus einem Widerlagerschenkel bzw. Basisteil 5 und aus einem Spreiz- bzw. Kraftschenkel 6. Die drei Schenkel 4, 5 und 6 werden im Prinzip zum Bilden der in der Zeichnung dargestellten Dreiecksform montiert. Der Begriff "Widerlager" bezeichnet im Rahmen der Erfindung den Teil der Vorrichtung, gegen den sich die Krafteinheit, also der Kraftschenkel 6, am Boden 1 abstützt.

Der Schwenkschenkel 4, der als Flacheisen ausgebildet sein kann, besitzt vorzugsweise diverse Bohrungen 7 zum wahlweisen Befestigen des Kraftschenkels 6 mit Hilfe von Bolzen 8. Die Bohrungen 7 können aber auch dazu verwendet werden, eine (in der Regel oberhalb einer Revisionsklappe 9 zu positionierende) Klaue 10, die an den Mast 2 anzulegen ist, mit Hilfe eines Bolzens 11 zu befestigen. Die dem Mast 2 zugewendete Innenfläche der Klaue 10 kann der Form der jeweiligen Umfangsfläche des Mastes 2 angepaßt und bevorzugt mit einer Schutzschicht, z. B. aus weichem Kunststoff, belegt werden. Der Schwenkschenkel 4 wird an seinem unteren Ende 12 mit dem vorderen (dem Mast zugewendeten) Längsende 13 des Basisteils 5 verbunden. Die Verbindung der Teile 4 und 5 kann um eine Achse 14 schwenkbar gemacht werden. Auf der Achse 14 oder in der Nähe der Achse 14 kann die Welle eines Rades bzw. Radpaares 15 angeschlagen sein, so daß die Biegeeinrichtung 3 nach Anheben des anderen, hinteren Längsendes 16 des Basisteils 5 an den Mast 2 heranzufahren ist.

Das Basisteil 5 kann nach Fig. 1 einen oder mehrere Haken 17 besitzen, um die ein am Mast 2 gesichertes, flexibles Kuppelmittel 18, z. B. ein Seil, eine Kette oder dergleichen, zu legen ist. In der Nähe des hinteren Längsendes 16 kann das Basisteil 5 eine Halteschiene 19 mit Bohrungen 20 zum wahlweisen Befestigen des Kraftschenkels 6 mit Hilfe von Bolzen 21 besitzen. Außerdem kann am hinteren Längsende 16 des Basisteils 5 ein Handgriff 22 angebracht werden, der den Transport der Biegeeinrichtung 3 erleichtert.

Gemäß Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 kann es günstig sein, wenn das Basisteil 5 nicht nur an seinem vorderen Längsende 13, z. B. durch die Räder 15, sondern auch an seinem hinteren Längsende 16 beweglich auf dem Boden 1 gelagert wird. Wie oben erläutert kann nämlich die Meßgenauigkeit des Geräts noch verbessert werden, wenn das hintere Längsende 16 des Basisteils 5 zumindest leicht verschiebbar auf dem Boden 1 gelagert wird. Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, wenn unter das hintere Längsende 16 eine glatte Platte 23, z. B. aus Stahl, gelegt wird, auf der das Längsende 16 leicht gleiten kann. Die Gleitfähigkeit wird noch verbessert, wenn die Auflagefläche des hinteren Längsendes 16 durch eine eingeformte Kugel oder Rolle 24 verkleinert wird.

Der Kraftschenkel 4, der sich gemäß Zeichnung zwischen den Bolzen 8 und 21 erstreckt, kann mit Hilfe eines schematisch dargestellten Pneumatikzylinders 25 gestreckt werden. Zu diesem Zweck wird dem Pneumatikzylinder 25 eine Hydraulikpumpe 26 mit Manometer 27 zugeordnet. Das Manometer 27 stellt bei entsprechender Eichung den erfindungsgemäßen Kraftsensor zum Messen des durch die Biegeeinrichtung 3 bei Betrieb auf den Mast 2 ausgeübten Biegemoments dar.

Als Gesamt-Wegsensor 28 wird im gezeichneten Ausführungsbeispiel eine einen gebündelten Lichtstrahl 29, z. B. Laserstrahl, auf eine Skala 30 sendende Lampe 31 auf einem Stativ 32 vorgesehen. Die Skala 30 soll, wenn eine Schwachstelle, z. B. eine Revisionsklappe 9, vorhanden ist, oberhalb der Schwachstelle positioniert werden.

Durch Beobachtung des von der Lampe 31 erzeugten Lichtpunktes 33 auf der Skala 30 kann man sehen, in welcher Weise die Bewegung des Mastes 2 dem mit dem Manometer 27 gemessenen Biegemoment (entsprechend der steigenden Kraft des Kraftschenkels 6) folgt. Der Biegeverlauf in Abhängigkeit vom Biegemoment kann hiernach mit bloßem Auge geprüft werden. Selbstverständlich liegt es auch im Rahmen der Erfindung, die Messung des Biegeverlaufs in Abhängigkeit vom Biegemoment mit automatisch arbeitenden Mitteln vorzunehmen und zu vergleichen sowie anzuzeigen und/oder zu registrieren.

Erfindungsgemäß wird dem Mastfuß 34 unmittelbar über den Boden 1, ein zusätzlicher Wegsensor, der Boden-Wegsensor 35, so zugeordnet, daß er die Position des an den Boden 1 angrenzenden Mastteils, des Mastfußes 34, vorzugsweise permanent, erfassen kann. Im Ausführungsbeispiel umfaßt der Boden-Wegsensor 35 einen gegen den Mastfuß 34 zu legenden Fühlerzeiger 36, der auf einer Achse 37 fest mit einem Skalenzeiger 38 verbunden ist. Letzterer zeigt auf eine Skala 39, auf der demgemäß eine Bewegung des Mastfußes 34 bzw. des unterirdischen Mastteils 40 relativ zum Boden 1 angezeigt wird. Das Meßergebnis der Boden-Skala 39 wird erfindungsgemäß im Meßergebnis der Gesamt-Skala 30 kompensiert. Die Kompensation kann ebenso wie die Messung - auch am Boden-Wegsensor 35 - selbsttätig und automatisch erfolgen sowie kompensiert werden.

Fig. 2 stellt eine ähnliche Vorrichtung wie Fig. 1 dar, gleiche Teile werden daher ebenso wie dort bezeichnet. Ein wesentlicher Unterschied besteht darin, daß das flexible Kuppelmittel 18 in Fig. 2 nicht fest, sondern über ein steuer- oder regelbares Zugmittel 41 mit dem Basisteil 5, also mit dem der Krafteinheit 6 zugeordneten Widerlager verbunden wird. Das Zugmittel 41 kann (ähnlich wie die Krafteinheit 6) beispielsweise einen Pneumatik- oder Hydraulikzylinder 42 enthalten.

Ein weiterer wesentlicher Unterschied zwischen Fig. 1 und Fig. 2 besteht darin, daß das genannte Widerlager, und damit das Basisteil 5, bei Fig. 2 möglichst fest im oder auf dem Boden 1 verankert werden soll. Zu diesem Zweck wird im Ausführungsbeispiel anstelle der glatten, reibungsmindernden Platte 23 von Fig. 1 eine weiche, reibungserhöhende Unterlage 43, z. B. aus Moosgummi, unter den Bereich des hinteren Längsendes 16 des Basisteils 5 gelegt.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 hängen die beiden Pneumatikzylinder 25, 42 an derselben Hydraulikpumpe 26. Allerdings wird zu dem Zylinder 42 ein gesondertes Ventil 44 vorgesehen. Das flexible Kuppelmittel 18 wird bei Fig. 2, z. B. über einen Haken 45 des Kolbens des Zylinders 42, gehängt.

Es wird eine Vorrichtung zum Prüfen der Biegefestigkeit eines stehend im Boden verankerten Metall-Mastes beschrieben. Auf den Mast wird mit Abstand oberhalb des Bodens ein Biegemoment ausgeübt, die zugehörige Kraft wird gemessen und mit der dadurch bewirkten Auslenkung des Mastes verglichen. Um das Ergebnis der durch das Biegemoment verursachten Gesamt-Auslenkung des Mastes nicht durch eine Bewegung des unterirdischen Mastteils im Boden zu verfälschen, wird dem Mastfuß unmittelbar am Boden ein zusätzlicher Wegsensor zum Erfassen der Position dieses Mastteils zugeordnet. Das Meßergebnis des zusätzlichen Wegsensors wird zur Kompensation der Gesamt-Mastauslenkung verwendet. Um die bei der Biegeprüfung entstehende hohe Belastung des Bereichs hinter der Prüfdruckeinrichtung zu vermindern, wird das Kuppelmittel bevorzugt in seiner Zugkraft steuerbar oder regelbar gemacht.

Bezugszeichenliste

1 Boden

2 Mast

3 Biegeeinrichtung

4 Schwenkschenkel

5 Basisteil

6 Krafteinheit

7 Bohrung

8 Bolzen

9 Revisionsklappe

10 Klaue

11 Bolzen

12 unteres Ende (4)

13 vorderes Längsende (5)

14 Achse

15 Rad

16 hinteres Längsende (5)

17 Haken

18 flexibles Kuppelmittel

19 Halteschiene

20 Bohrung

21 Bolzen

22 Handgriff

23 glatte Platte

24 Rolle

25 Pneumatikzylinder

26 Hydraulikpumpe

27 Manometer

28 Gesamt-Wegsensor

29 Lichtstrahl

30 Skala

31 Lampe

32 Stativ

33 Lichtpunkt

34 Mastfuß

35 Boden-Wegsensor

36 Fühlerzeiger

37 Achse

38 Skalenzeiger

39 Skala

40 unterirdischer Mastteil

41 Zugmittel

42 Pneumatikzylinder

43 weiche Unterlage

44 Ventil

45 Haken


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung (3) zum Prüfen der Biegefestigkeit eines am Mastfuß (34) im Boden (1) verankerten, stehenden Mastes (2), bestehend aus einer Krafteinheit (6), mit der eine ansteigende Kraft in den Mast (2) oberhalb des Bodens (1) einleitbar und dadurch der Mast (2) mit einem Biegemoment belastbar ist, aus einem Kraftsensor (27) zum Messen dieser Kraft, deren Höhe und Verlauf zur Bestimmung der Festigkeit des Mastes (2) mit Hilfe einer Auswertevorrichtung auswertbar sind, aus mindestens zwei dem Mast zugeordneten Wegsensoren zum Messen der aufgrund des Biegemoments auftretenden seitlichen Auslenkung des Mastes (2), wobei ein Wegsensor (28) mit Abstand oberhalb des Bodens angeordnet ist, und aus einem am Mastfuß (34) befestigten Koppelmittel (18), durch das die Krafteinheit (6) unmittelbar am Boden (1) gegen eine Bewegung relativ zum Mast (2) gesichert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Mast (2) aus Metall ist, daß der zweite Wegsensor (35) dem Mastfuß (34) unmittelbar am Boden (1) zugeordnet ist und zum Erfassen der Position dieses an den Boden (1) angrenzenden Mastteils dient und daß das Koppelmittel (18) flexibel ist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Krafteinheit (6) leicht verschiebbar auf dem Boden (1) positioniert ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Krafteinheit (6) und dem Koppelmittel (18) ein unabhängig von der Krafteinheit (6) antreibbares Zugmittel (41) eingeschaltet ist und daß die Krafteinheit (6) auf dem Boden (1) fest zu verankern ist.
  4. 4. Verfahren zum Prüfen der Biegefestigkeit eines am Mastfuß (34) im Boden (1) verankerten, stehenden Mastes (2), bei dem mit einer Krafteinheit (6) eine ansteigende Kraft in den Mast (2) oberhalb des Bodens (1) eingeleitet und dadurch der Mast mit einem Biegemoment belastet wird, bei dem diese Kraft gemessen wird, deren Höhe und Verlauf zur Bestimmung der Festigkeit des Mastes (2) ausgewertet wird, und bei dem die aufgrund des Biegemoments auftretende seitliche Auslenkung des Mastes (2) an mindestens zwei Stellen gemessen wird, wobei eine der Stellen mit Abstand oberhalb des Bodens liegt, und bei dem die Krafteinheit (6) unmittelbar am Boden gegen eine Bewegung relativ zum Mast (2) gesichert ist, zum Betrieb der Vorrichtung nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mast aus Metall ist, daß die zweite Stelle, an der die Auslenkung des Mastes (2) gemessen wird, dem Mastfuß unmittelbar am Boden (1) zugeordnet ist und damit die Position dieses an den Boden (1) angrenzenden Mastteils erfaßt wird und daß eine durch die Krafteinheit (6) verursachte Bewegung des Mastes (2) längs der Bodenoberfläche nach Messung der Auslenkung an der zweiten Stelle im Meßergebnis der Gesamt-Mastauslenkung kompensiert wird.






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