DE4319140C1

DE4319140C1 - Conical hollow mast consisting of plastic

Info

Publication number: DE4319140C1
Application number: DE19934319140
Authority: DE
Inventors: Lutz-Reinhard Schmalz
Original assignee: SCHMALZ LUTZ REINHARD
Current assignee: SCHMALZ LUTZ REINHARD
Priority date: 1993-06-09
Filing date: 1993-06-09
Publication date: 1994-09-01
Anticipated expiration: 2013-06-10

Abstract

The invention is intended for a conical hollow mast consisting of plastic, having a multi-layered wall structure and a smooth and water-tight surface which is stabilised especially against UV rays. The object of the invention is to provide a conical plastic mast which, in order to reduce the risk of stress cracks, exhibits uniform wall thicknesses. According to the invention, the hollow mast has a conical outer sleeve (1) consisting of a polycarbonate stabilised against UV rays, and a plurality of conical inner sleeves (2, 3) consisting of plastic and pushed into the outer sleeve (1), the outer sleeve (1) and the inner sleeves (2, 3) being double-walled and, with an overlap offset in a single-shear manner, are connected on the surface line (7) by means of a weld seam. The conical hollow masts consisting of plastic are used as lighting masts or line carriers and as posts for signs on roads, pathways in parks and footpaths. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen konischen Hohlmast aus Kunststoff mit einem mehrschichtigen Wandaufbau und einer wetterbeständigen gegen UV-Strahlen stabilisierten Oberfläche. Solche Hohlmaste finden Verwendung als Leuchten- oder Leitungsträger, als Pfosten für Schilder auf Straßen, Park- und Gehwegen.The invention relates to a conical hollow mast made of plastic with a multi-layer wall structure and a weather-resistant against UV rays stabilized surface. Such hollow masts are used as lighting or Cable carriers, as posts for signs on streets, parking and sidewalks.

Mehrschichtige Hohlmaste aus Kunststoff mit einer äußeren gegen Witterungseinflüsse beständigen Oberfläche sind seit langem in verschiedenen Ausführungen bekannt. Die Verwendung von Kunststoffmasten bietet gegenüber Stahlmasten oder Holzmasten Vorteile, da auf eine in Abständen zu wiederholende Oberflächenbehandlung durch Farbanstriche oder Imprägnieren verzichtet werden kann. Desweiteren haben Kunststoffmaste ein geringes Transportgewicht und eine große Isolationsfestigkeit gegenüber elektrischen Spannungen, wodurch sie für das Verlegen von elektrischen Leitungen besonders geeignet sind.Multi-layer hollow masts made of plastic with an outer counter Weather resistant surfaces have long been in different Executions known. The use of plastic masts offers opposite Steel pylons or wooden pylons have advantages as they move towards one another at intervals repetitive surface treatment by painting or impregnating can be dispensed with. Furthermore, plastic poles have a low Transport weight and great insulation resistance to electrical Voltages, causing them to lay electrical wiring are particularly suitable.

Diese Vorteile fallen jedoch dann weniger ins Gewicht, wenn der Kunststoffmast, wie beispielsweise in der DE 32 42 161 A1 und der DE 36 36 078 A1, mit einer Armierung, insbesondere aus Stahl versehen ist. Armierte Kunststoffmaste besitzen ein witterungsbeständiges Außenrohr aus Polycarbonat, meistenfalls ein Innenrohr aus PVC und sind mit einem dünnflüssigen Mörtel ausgegossen oder mit einem Kunststoffschaum ausgefugt. Die verwendeten Kunststoffrohre für die Außenhaut weisen eine glatte Oberfläche auf, mit der sie gegen Witterungseinflüsse und UV-Strahlen geschützt sind. Nachteilig ist bei der Verwendung von Kunststoffrohren, daß konische Masten nicht hergestellt werden können. Die Verwendung dieser Masten bleibt deshalb auf wenige Anwendungsfälle beschränkt.However, these advantages are less significant if the Plastic mast, as for example in DE 32 42 161 A1 and DE 36 36 078 A1, is provided with a reinforcement, in particular made of steel. Armored Plastic masts have a weatherproof outer tube Polycarbonate, usually an inner tube made of PVC and are with one poured low-viscosity mortar or filled with a plastic foam. The plastic tubes used for the outer skin have a smooth Surface with which it protects against weather influences and UV rays are protected. A disadvantage of using plastic pipes is that conical masts can not be produced. The use of this Masts are therefore limited to a few applications.

In der DE 26 36 973 A1 wurde zur Herstellung eines konischen, ausgeschäumten Mastes die Verwendung eines konisch aufgeblasenen Polycarbonatrohres als licht- und witterungsbeständige Außenhaut vorgeschlagen. Die Herstellung eines konischen Rohres durch Aufblasen hat unterschiedliche Wandstärken zur Folge. Aus diesem Grunde wurde vorgesehen, das Polycarbonat-Rohr zunächst in unterschiedlichen Wandstärken zu extrudieren, damit beim Aufweiten gleiche Wanddicken entstehen. Dadurch ist die Herstellung des Kunststoffmastes mit erheblichen Schwierigkeiten und großen Kosten verbunden. DE 26 36 973 A1 has been used to produce a conical, foamed Mast the use of a conically inflated polycarbonate tube as a light and weather-resistant outer skin is proposed. The making of a conical tube by inflation results in different wall thicknesses. For this reason, the polycarbonate tube was initially designed in to extrude different wall thicknesses so that the same when expanding Wall thicknesses arise. As a result, the manufacture of the plastic mast is included considerable difficulties and great costs.

Darüber hinaus sind bei der Herstellung von Kunststoffmasten Dünnstellen im Kunststoff oder Materialanhäufungen zu vermeiden, da diese in der Regel mit Schrumpfspannungen und Spannungsrissen einhergehen. Spannungsrisse, die zunächst in submikroskopischen Bereichen der Oberfläche zu Schädigungen führen, können durch Quelleffekte, Freibewitterung und insbesondere durch erhöhte UV-Strahlung, zu einer Förderung von Rißbildungen und zur Auslösung von Spannungsrissen führen, die ein Versagen des Kunststoffteiles nach sich ziehen.In addition, there are thin spots in the manufacture of plastic masts Avoid plastic or material accumulations, as these usually come with Shrinkage stresses and stress cracks go hand in hand. Stress cracks first damage in submicroscopic areas of the surface can lead through swelling effects, outdoor exposure and in particular through increased UV radiation, to promote crack formation and trigger of stress cracks that result in failure of the plastic part pull.

Aus den genannten Gründen sind auch faserbewehrte Kunststoffmasten, die wie in der DD 1 35 413 angegeben, mit Glasfaserrovings oder Spinnfäden hyperboloidförmig gewickelt oder wie in der DE 38 16 451 A1 durch Schleudern hergestellt werden, einer erhöhten Spannungsrißbildung ausgesetzt, wenn die äußeren Bewehrungsfasern nicht vollständig und gleichmäßig mit Kunststoff umhüllt sind.For the reasons mentioned are also fiber-reinforced plastic masts that like specified in DD 1 35 413, with glass fiber rovings or spun threads wrapped hyperboloidally or by spinning as in DE 38 16 451 A1 manufactured, exposed to increased stress cracking when the outer reinforcement fibers are not completely and evenly with plastic are enveloped.

Weil die Dichtheit der Glasfasern größer ist als die der Harze, entstehen beim Schleudern Hohlkörper mit harzreichen Innenschichten. Um Rißbildungen in der harzreichen Innenschicht zu vermeiden, muß ein Mindestglasgehalt eingehalten werden. Um die Bauteile gegen erhöhte UV-Strahlen zu schützen, muß die Oberfläche mit einer zusätzlichen Lackierung versehen werden.Because the density of the glass fibers is greater than that of Resins, hollow bodies with resin-rich inner layers are formed when spinning. To avoid cracks in the resin-rich inner layer, a must Minimum glass content must be observed. To the components against increased To protect UV rays, the surface must be treated with an additional Be painted.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen relativ einfach mit geringen Kosten herstellbaren konischen Hohlmast aus Kunststoff der eingangs genannten Art bereitzustellen, der zur Verminderung einer Spannungsrißgefahr gleichmäßige Wandstärken aufweist, beziehungsweise Materialanhäufungen vermeidet.The invention has for its object a relatively simple at low cost producible conical hollow mast made of plastic of the type mentioned To provide, to reduce the risk of stress cracking has uniform wall thicknesses or material accumulations avoids.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. This task will by those specified in the characterizing part of claim 1 Features resolved.

Ein Mast für Leitungen und Beleuchtungszwecke mit ineinandergeschobenen Hülsen ist bereits aus dem Stahlbau bekannt und wurde in der DE-OS 23 34 111 beschrieben. Die darin vorgeschlagenen Hülsen sind einwandig und geschlitzt, wobei die Schlitze beim Zusammenschieben aneinandergepreßt werden. Das setzt eine ausreichende Steifigkeit des Hülsenmaterials gegen Ausbeulen voraus, die bei Kunststoffolien grundsätzlich nicht vorhanden ist. Damit beruht die offenbarte Lösung auf einer absolut unterschiedlichen Wirkungsweise, die auf Kunststoffmaste nicht übertragbar ist.A mast for cables and lighting purposes with nested Sleeves is already known from steel construction and was described in DE-OS 23 34 111 described. The sleeves suggested are single-walled and slotted, the slots being pressed together when pushed together. That sets Adequate rigidity of the sleeve material against bulging ahead which is basically not available for plastic films. This is the basis disclosed solution based on an absolutely different mode of action Plastic masts are not transferable.

Im Gegensatz dazu beruht die Erfindung zum einen auf der Erkenntnis, daß ein glattflächiger gegen UV-Strahlen stabilisierter Kunststoffmast nur unter Verwendung einer geeigneten Kunststoffolie, beispielsweise aus Polycarbonat hergestellt werden kann, die handelsüblich mit den erforderlichen Einfärbungen, Füllstoffen, Stabilisatoren und einer glatten Oberfläche versehen erhältlich ist. Zum zweiten ist eine konische Hülse mit einer glatten Oberfläche nur unter Verwendung einer zweiten Folie herstellbar. Zwischen der äußeren Hülse und den inneren Schichten eines Kunststoffmastes ist, eine innige Verbindung erforderlich, die beim Ineinanderfügen der einzelnen Hülsen dadurch erzielt wird, daß der jeweilige Außenkegel mit dem Innenkegel übereinstimmt. Dies wird durch eine einschnittig abgesetzte Überlappung von zwei übereinanderliegenden Folienzuschnitten gewährleistet. Dadurch können eng tolerierte konische Hülsen hergestellt werden, deren Außen- und Innenflächen glatt sind und keine Übergänge oder Absätze aufweisen. Somit ist eine innige Adhäsion zwischen den einzelnen Hülsen und eine Selbsthemmung nach dem Ineinanderfügen vorhanden. Diese Selbsthemmung kann gegebenenfalls durch das Aufbringen von Klebstoff zwischen den Hülsen weiter verbessert werden. Zur Erhöhung der Biegesteifigkeit des Hohlmastes kann darüber hinaus der erste Folienabschnitt mit dem zweiten Folienabschnitt ebenfalls verklebt oder mit zusätzlichen Schweißnähten versehen werden. In der Praxis ist jedoch durch die Selbsthemmung eine ausreichende Biegesteifigkeit vorhanden. Dadurch können leichte konische Hohlmaste aus Kunststoff mit einer großen Haltbarkeit gegen UV-Strahlen hergestellt werden.In contrast, the invention is based on the one hand on the knowledge that a smooth plastic mast stabilized against UV rays only under Use a suitable plastic film, for example made of polycarbonate can be manufactured that is commercially available with the required Colorings, fillers, stabilizers and a smooth surface provided. Second is a conical sleeve with a smooth surface can only be produced using a second film. Between the outer sleeve and the inner layers of a plastic mast an intimate connection is required, which is when the individual sleeves is achieved in that the respective outer cone with the Inner cone matches. This is offset by a one-cut Overlapping of two superimposed film cuts guaranteed. This allows narrow-tolerance conical sleeves to be produced, the Outside and inside surfaces are smooth and no transitions or shoulders exhibit. Thus there is an intimate adhesion between the individual sleeves and there is a self-locking after assembly. This self-locking can optionally be done by applying glue between the sleeves be further improved. To increase the bending stiffness of the hollow mast can also the first film section with the second Foil section also glued or with additional welds be provided. In practice, however, self-locking is one sufficient bending stiffness available. This can make slight conical Hollow masts made of plastic with great durability against UV rays getting produced.

Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel und anhand von Zeichnungen näher erläutert werden.In the following, the invention is to be illustrated using an exemplary embodiment and with reference to Drawings are explained in more detail.

Fig. 1 zeigt den Aufbau eines Hohlmastes im Längsschnitt, Fig. 1 shows the construction of a hollow mast in longitudinal section;

Fig. 2 zeigt den Zuschnitt der Kunststoffolien, Fig. 2 shows the blank of the plastic sheets,

Fig. 3 zeigt die Folien, die zu einer doppelwandigen Hülse gebogen sind, Fig. 3 shows the sheets which are bent into a double-walled sleeve

Fig. 4 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt von Fig. 3; und Fig. 4 shows an enlarged section of Fig. 3; and

Fig. 5 zeigt einen fertigen Hohlmast in schematischer Darstellung. Fig. 5 shows a finished hollow mast in a schematic representation.

In Fig. 1 ist ein konischer Hohlmast aus Kunststoff im Längsschnitt dargestellt, der eine Außenhülse 1, eine in diese eingeschobene Innenhülse 2 und eine zweite Innenhülse 3 oder gegebenenfalls n-Innenhülsen aufweist, was an der Schraffur erkennbar ist. Die einzelnen Hülsen sind zu einem hohlen Kegelstumpf zusammengeschoben, der aus kleiner werdenden Kegeln mit einer abgestuften Grundfläche 4 bei gleichbleibendem Kegelwinkel entsteht. Bei der Herstellung der Hülsen kann von abgestuften Grundflächen 4 oder von gleich großen Grundflächen ausgegangen werden. Bei der zweiten Verfahrensweise entsteht eine ebene Grundfläche 4, wenn die überstehenden Enden nach dem Zusammenschieben der Hülsen abgetrennt werden.In Fig. 1, a conical hollow mast made of plastic is shown in longitudinal section, which has an outer sleeve 1 , an inner sleeve 2 inserted into this and a second inner sleeve 3 or n-inner sleeves, if necessary, which can be recognized by the hatching. The individual sleeves are pushed together to form a hollow truncated cone, which is formed from cones that become smaller and have a stepped base area 4 with a constant cone angle. In the manufacture of the sleeves, it is possible to start from stepped base areas 4 or from base areas of the same size. In the second procedure, a flat base area 4 is created when the protruding ends are separated after the sleeves have been pushed together.

Die Außenhülse 1 besteht aus einer Kunststoffolie 5 aus einem lichtstabilisierten und gegen UV-Strahlen geschützten Polykarbonat, wie es beispielsweise in Rollenform lieferbar ist. Die Kunststoffolie 5 erhält einen in Fig. 2 dargestellten ebenen Zuschnitt, welcher der abgewickelten Mantelfläche der Außenhülse 1 entspricht. Die Längskante 6 entspricht damit einer Mantellinie 7 der Außenhülse 1. Über einem ersten Folienzuschnitt 8, der die Oberfläche des Hohlmastes bildet, wird ein zweiter Folienzuschnitt 9 angeordnet und seitlich sowie im geringen Maße axial verschoben zu dem ersten Folienzuschnitt 8 ausgerichtet. Beide Folienzuschnitte 8, 9 können in dieser Lage gegebenenfalls mit Klebstoff oder mit Schweißnähten fixiert werden. The outer sleeve 1 consists of a plastic film 5 made of a light-stabilized polycarbonate and protected against UV rays, as can be supplied, for example, in roll form. The plastic film 5 is given a flat blank as shown in FIG. 2, which corresponds to the developed outer surface of the outer sleeve 1 . The longitudinal edge 6 thus corresponds to a surface line 7 of the outer sleeve 1 . A second foil blank 9 is arranged over a first foil blank 8 , which forms the surface of the hollow mast, and is laterally and slightly axially displaced relative to the first foil blank 8 . Both film blanks 8 , 9 can be fixed in this position, if necessary with adhesive or with welds.

Nachfolgend werden beide Folienzuschnitte 8, 9 erwärmt und in Richtung der Pfeile 10 zu einer doppelwandigen und im Querschnitt kreisförmigen Außenhülse 1 gebogen, wie aus Fig. 3 ersichtlich. Nach dem Biegen und dem Zusammenfügen der Stoßkanten 11, was nach Fig. 4 so vorgenommen wird, daß beide Folienzuschnitte 8, 9 mit einer einschnittig abgesetzten Überlappung und auf Stoß zusammengefügt sind, kann mit einer geeigneten Schweißeinrichtung 12 entlang der Mantellinie 7 eine Schweißnaht hergestellt werden, mit der beide Folienzuschnitte 8, 9 zu der Außenhülse 1 verbunden werden. Besonders geeignet für die Herstellung von Schweißnähten sind HF- oder US-Schweißgeräte. Die durch Überlappungsschweißen ohne Zusatzwerkstoff hergestellten Schweißnähte gewährleisten eine große Festigkeit und geringe Restspannungen nach dem Schweißen durch die gleichmäßige Wanddicke der Außenhülse 1. Dadurch ist die Gefahr von Spannungsrissen weitgehend beseitigt.Subsequently, both film blanks 8 , 9 are heated and bent in the direction of arrows 10 to form a double-walled outer sleeve 1 which is circular in cross section, as can be seen in FIG. 3. After bending and assembling the butt edges 11 , which is done according to FIG. 4 so that both film blanks 8 , 9 are joined together with a single-cut overlap and butt joint, a weld seam can be produced along the surface line 7 with a suitable welding device 12 , with which both film blanks 8 , 9 are connected to the outer sleeve 1 . HF or US welding machines are particularly suitable for the production of weld seams. The weld seams produced by overlap welding without filler material ensure high strength and low residual stresses after welding due to the uniform wall thickness of the outer sleeve 1 . This largely eliminates the risk of stress cracks.

Die Breite der Schweißnaht wird so ausgeführt, daß die Temperatureinflußzone die einschnittig abgesetzte Überlappung zu beiden Seiten abdeckt und lokale Spannungsüberhöhungen durch Schälspannungen vermieden werden.The width of the weld is carried out so that the temperature affected zone covers the one-cut offset overlap on both sides and local Excessive stresses caused by peeling stresses can be avoided.

Die Herstellung der doppelwandigen Hülsen kann abweichend von der bereits vorgeschlagenen Lösung dergestalt erfolgen, daß zuerst einzelne Hülsen mit einer gehefteten oder geschweißten Stumpfnaht 13 in einer Stützform hergestellt werden. Anschließend werden jeweils zwei Hülsen ineinandergeschoben, wobei die erste Stumpfnaht 13 gegenüber der zweiten Stumpfnaht um einen solchen Betrag versetzt ist, daß sich eine einschnittige abgesetzte Überlappung ergibt, die wie obenstehend beschrieben verschweißt wird. Die Herstellung von doppelwandigen Hülsen führt dadurch zu einer Vereinheitlichung, weil nur noch eine Hülsenabmessung erforderlich ist.The double-walled sleeves can be produced differently from the solution already proposed in such a way that first individual sleeves with a tacked or welded butt seam 13 are produced in a support mold. Subsequently, two sleeves are pushed into each other, the first butt seam 13 being offset from the second butt seam by such an amount that there is a one-step offset overlap which is welded as described above. The production of double-walled sleeves leads to standardization because only one sleeve dimension is required.

Schließlich wird in den Hohlmast gemäß Fig. 5 den Scheißnähten gegenüberliegend ein großer Ausschnitt 14 für eine Masttür und ein kleinerer Ausschnitt 15 für eine unter der Erdoberfläche 16 liegende Kabeleinführung eingebracht. Danach kann der kegelförmige Hohlmast an seinem vorgesehenen Aufstellungsort im Boden befestigt werden.Finally, a large cutout 14 for a mast door and a smaller cutout 15 for a cable entry lying below the surface 16 are introduced into the hollow mast according to FIG. 5 opposite the weld seams. The cone-shaped hollow mast can then be attached to its intended location in the ground.

Claims

1. Conical hollow mast made of plastic with a multi-layer wall structure and a weather-resistant stabilized against UV rays, formed from a smooth surface conical outer sleeve ( 1 ) made of plastic, characterized in that the conical hollow mast additionally from at least one or more conical in the outer sleeve ( 1 ) inserted inner sleeves ( 2 , 3 ) consists of a deformation-resistant plastic, the outer sleeve ( 1 ) and the inner sleeves ( 2 , 3 ) being double-walled and each consisting of a first film blank ( 8 ) extending in the direction of the mast axis and a second film blank ( 9 ) are formed from a thin plastic film ( 5 ), which is formed into a cone with an overlap offset and are connected on a surface line ( 7 ) in the middle of the overlap with a weld seam, the width of which covers the overlap offset.

2. Conical hollow mast made of plastic according to claim 1, characterized in that the outer sleeve ( 1 ) made of polycarbonate and the inner sleeves ( 2 , 3 ) consist of polyvinyl chloride.

3. Conical hollow mast made of plastic according to one or both of claims 1 and 2, characterized in that the first film blank ( 8 ) with the second film blank ( 9 ) is connected by welding or gluing.

4. Conical hollow mast made of plastic, according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that an adhesive layer is provided between the outer sleeve ( 1 ) and the inner sleeves ( 2 , 3 ).

5. Conical hollow mast made of plastic, according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that a first cutout ( 14 ) for a mast door and a second cutout ( 15 ) is provided for a cable entry in the hollow mast.