NL1014085C2 - Mast voor een bron van electromagnetische golven voorzien van een stabilisatie-inrichting. - Google Patents

Description

Mast voor een bron van elektromagnetische golven, voorzien van een stabilisatie-inrichting.

De uitvinding heeft betrekking op een mast voor een bron van elektromagnetische 5 golven, vattende een aantal zich in verticale richting uitstrekkende randstaven, waarbij de randstaven onderling zijn verbonden door dwarsstaven en een ruimte vormen voor het onderbrengen van de elektromagnetische golfbron in of aan de top van de mast. Dergelijke masten zijn bekend en worden gebruikt bij telecommunicatie en in het bijzonder als radiomasten t.b.v. mobiele telecommunicatie. Dergelijke masten dienen als 10 steunpunt voor antenneconfiguraties en bieden bescherming aan in de top van de mast opgestelde bronnen van elektromagnetische golven zoals antennes, microwavestraalzenders e.d.

Dergelijke masten bieden voorts een fraaie architectonische vormgeving die desgewenst goed ingepast kan worden in de stedelijke vormgeving.

15 Dergelijke masten hebben echter als nadeel dat ze door hun Vorm gevoelig zijn voor onbeheersbare eigentrillingen bij bovenkritische windsnelheden. Dit verschijnsel treedt op bij windsnelheden vanaf30 - 40 km/uur, staat bekend als galloping en heeft een sterk negatief effect op de functionaliteit en de structurele integriteit van de mast. Opgemerkt wordt dat de invloed van galloping verschilt van die van gewone trillingen ten gevolge 20 van de wind, hetgeen voor een deskundige duidelijk is.

Bij het galloping van een constructie worden kleine bewegingen van de constructie loodrecht op de windrichting versterkt door de krachten van de wind op de constructie. Het verschijnsel kan in het bijzonder optreden bij flexibele constructies met een driehoekige doorsnede. Bij deze constructies wordt een kleine uitwijking uit de 25 evenwichtspositie versterkt door een negatieve liftkracht loodrecht op de windrichting. De door de wind toegevoegde energie manifesteert zich in het onbeheersbaar toenemen van de uitwijking.

Galloping manifesteert zich in de praktijk bij radiomasten met bepaalde antenneconfiguraties en bij radiomasten met een driehoekige doorsnede die een 30 bekleding dragen.

De uitvinding ondervangt nu deze bezwaren en de mast volgens de uitvinding wordt daartoe gekenmerkt doordat de mast is voorzien van een stabilisatie-inrichting voor het 1014085 2 reduceren van onbeheersbare eigentrillingen bij bovenkritische windsnelheden, waarbij deze stabilisatie-inrichting is ondergebracht in of aan de top van de mast.

Op deze wijze worden de bewuste eigentrillingen gereduceerd tot een acceptabel niveau en wordt de door de wind toegevoerde energie geadsorbeerd voordat dit leidt tot 5 onbeheersbare uitslagen van de mast.

De uitvinding zal nü aan de hand van de tekeningen en de beschrijving in het volgende nader worden toegelicht.

Fig. 1 geeft schematisch een aanzicht weer van een schalenmast;

Fig. 2 geeft een bovenaanzicht weer van fig. 1; en 10 Fig. 3 geeft een longitudinale doorsnede van een voordelige uitvoeringsvorm van de uitvinding weer.

In de figuren geven dezelfde verwijzingscijfers dezelfde onderdelen weer.

Onder verwijzing naar fig. 1 is een algemeen aanzicht gegeven van een voordelige uitvoeringsvorm van een zogenaamde schalenmast, die is voorzien van een bekleding 15 van schalen.

In fig. 1 is een schalenmast getoond omvattende een aantal zich in verticale richting uitstrekkende randstaven 1, die onderling zijn verbonden door zig-zag verlopende dwarsstaven 2 en verbindingsstaven 3 en een ruimte vormen voor het ondeibrengen van de elektromagnetische golfbron.

20 De bron van elektromagnetische golven, bijvoorbeeld een antenne 4 of een microwavestraalzender 3 is terwille van de duidelijkheid slechts schematisch getoond en bevindt zich in of aan de top van de schalenmast De antenne maakt een verbinding met GSM apparatuur (schematisch getoond door de pijl Λ) terwijl de microwavestraalzender een verbinding maakt met andere 25 antennelocaties (schematisch getoond door de pijl B). Er is altijd een antenne aanwezig in of aan de top van de mast, terwijl het aanwezig zijn van een microwavestraalzender facultatief kan zijn.

De schalenmast is op elke daartoe geschikte wijze zoals bekend aan deskundigen verbonden met de aarde 6.

30 De randstaven 1 dragen op elke daartoe geschikte wijze die bekend is aan deskundigen een omhullende aansluitende bekleding van een aantal bij voorkeur licht gekromde zich in verticale richting uitstrekkende bij voorkeur gesloten schalen 7, die op voordelige 1014085 3 wijze bestaan uit policarbonaat schalen. De schalen kunnen echter ook een zodanige vorm hebben, dat een ciikelvormige of andersvormige schalenmastdoorsnede het gevolg is.

In de praktijk is de hoogte van de schalenmast 32 - 50 meter; de diameter d ervan 1,5-5 2,0 meter en de hoogte h van een schaal 2,0 meter.

Op voordelige wijze is de doorsnede van de mast driehoekig, zoals getoond in fig. 2. Op iedere zijde van de driehoekige doorsnede van de mast zijn op iedere daartoe geschikte wijze antenneconfiguraties 4 aangebracht (slechts schematisch getoond terwille van de duidelijkheid). De mast M fungeert derhalve als drager van de bekleding 7, de 10 antenneconfiguraties 4 en de microwavestraalzenders 5. (Deze laatste zijn niet weergegeven in fig. 2).

In fig. 3 is de mast M terwille van de duidelijkheid slechts schematisch weergegeven. Tevens is in fig. 3 een microwavestraalzender 5 op de mast M weergegeven. Op elke daartoe geschikte wijze, die op zich bekend is aan deskundigen en derhalve niet in detail 15 zal worden uiteengezet, is nu volgens de uitvinding een stabilisatie-inrichting voor het voorkomen van galloping aangebracht in de top van de mast M zoals bijvoorbeeld een gedempt massaveersysteem, in dit geval een in de mast opgehangen slinger. De demping wordt gerealiseerd door de massa 10 via dempers te koppelen met de constructie.

20 In fig. 3 is aan de mast een cardanische ophanging 8 aangebracht die rotaties van een ophangstaaf 9 toelaat uitsluitend in de twee horizontale assen. De buigstijve ophangstaaf 9 verbindt de massa 10 met de cardanische ophanging 8. Twee of meer veren 11 verbinden de ophangstaaf 9 met de mast M via flexibele koppelingen 12. De flexibele koppelingen 12 bevinden zich tussen de veren 11 en de mast M of de ophangstaaf 9, 25 alsmede tussen de dempers 13 en de mast M of de ophangstaaf 9. Twee of meer regelbare dempers 13 verbinden de ophangstaaf 9 met de mast M. De massa 10 is vast verbonden met de ophangstaaf 9.

De eigenfrequentie fl van het massa-veer-systeem verschilt zodanig van de eigenfrequentie f2 van de mast M dat de verhouding fl/f2 nagenoeg gelijk is aan (1 + 30 m2/ml), waarbij ml de massa 10 is en m2 de geschematiseerde massa van de mast M.

De dempers 13 zijn zodanig regelbaar dat onder de heersende windcondities een maximale demping optreedt van de bewegingen van de mast M.

1014085 4

De werking van een massa-veersysteem als zodanig is op zich bekend aan deskundigen en zal derhalve hier niet in detail worden toegelicht.

De massa van het systeem is klein t.o.v. de massa van de mast.

Op voordelige wijze worden de trillingstijd en de dempingsmaat afgestemd op de eigen 5 trillingen van de mast om enerzijds een maximale reductie van de onbeheersbare eigen trillingen bij bovenkritische windsnelheden te bereiken en anderzijds de massa zoveel mogelijk te beperken.

Op voordelige wijze zijn volgens de uitvinding reducties met een factor 5-10 mogelijk.

In een andere voordelige uitvoeringsvorm van de uitvinding omvat het 10 massaveersysteem een op de mast afgeveerde massa. Hierbij is een massa-veer-systeem op de top van de mast aangebracht en omvat een massa die horizontaal kan bewegen, een veer om de massa op zijn plaats te houden en een demper om energie op te nemen.

In nog een andere voordelige uitvoeringsvorm van de uitvinding kan de demping bijvoorbeeld omvatten het toepassen van een vloeistofdemper, in het bijzonder een 15 viskeuze demper, of een veersysteem dat gebruik maakt van rheologisch materiaal met een hoge inwendige demping.

Dergelijke materialen zijn bekend aan deskundigen en zullen derhalve hier niet worden besproken.

In nog een andere voordelige uitvoeringsvorm van de uitvinding kan op of aan de top 20 van de mast een U - vormig reservoir zijn aangebracht, dat is gevuld met een als massa dienende vloeistof en waarvan de beide benen van de U met elkaar in verbinding staan via een reduceerventiel dat dient als demper. Het eventueel optredende niveauverschil in de benen van de U ("sloshinghoogte") kan dienen als veer.

Diverse modificaties van de schalenmast volgens de uitvinding zullen duidelijk zijn aan 2S deskundigen na de bovenstaande beschrijving en tekeningen en zullen derhalve niet nader behoeven te worden toegelicht.

Dergelijke modificaties worden geacht binnen het kader en de beschermingsomvang van de onderhavige uitvinding te vallen.

1014085

Claims (19)

1. Mast voor een bron van elektromagnetische golven, omvattende een aantal zich in verticale richting uitstrekkende randstaven, waarbij de randstaven onderling zijn 5 verbonden door dwarsstaven en een ruimte vormen voor het onderbrengen van de electromagnetische golfbron in of aan de top van de mast, met het kenmerk, dat de mast is voorzien van een stabilisatie-inrichting voor het reduceren van onbeheersbare eigentrillingen bij bovenkritische windsnelheden, waarbij deze stabilisatie-inrichting is ondergebracht in of aan de top van de mast. 10

2. Mast volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de stabilisatie-inrichting een gedempt massaveersysteem is.

3. Mast volgens conclusies 1 of 2, met het kenmerk, dat de bron van elektromagnetische 15 golven een antenne is.

4. Mast volgens conclusies 1 of 2, met het kenmerk, dat de bron van elektromagnetische golven een mi crowavestraalzender is.

5. Mast volgens tenminste een der conclusies 1-4, met het kenmerk, dat de reductiefactor van de stabilisatie-inrichting voor het reduceren van de eigentrillingen 5-10 is.

6. Mast volgens tenminste een der conclusies 2-5, met het kenmerk, dat het 25 massaveersysteem omvat een slinger opgehangen in de schalenmast, waarbij voorts veren aanwezig zijn tussen de slinger en de mast.

7. Mast volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat regelbare dempers aanwezig zijn tussen de 30 slinger en de mast. 1014085

8. Mast volgens conclusies 6 of 7, met het kenmerk, dat flexibele koppelingen aanwezig zijn tussen veren en mast of slinger, alsmede tussen dempers en mast of slinger.

9. Mast volgens tenminste een der conclusies 2-5, met het kenmerk, dat het massaveersysteem een op de mast afgeveerde massa omvat.

10. Mast volgens tenminste een der conclusies 2-8, mét het kenmerk, dat demping plaatsvindt 10 door een vloeistofdemper.

11. Mast volgens conclusie 10 met het kenmerk, dat de vloeistofdemper een viskeuze vloeistofdemper is.

12. Mast volgens tenminste een der conclusies 2-12, met het kenmerk, dat het veersysteem gebruik maakt van rheologische materialen met een grote inwendige demping.

13. Mast volgens tenminste een der voorgaande conclusies, met het 20 kenmerk, dat op of in de top van de mast een U-vormig reservoir is aangebracht dat is gevuld met een als massa dienende vloeistof en waarvan de beide benen van de U met elkaar in verbinding staan via een reduceerventiel dat dient als demper.

14. Mast volgens tenminste een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de 25 mast een driehoekige doorsnede bezit.

15. Mast volgens conclusie 14, met het kenmerk dat op elke zijde van de driehoekige doorsnede een antenne is bevestigd. 30

16. Mast volgens tenminste een der conclusies 1-15, met het kenmerk, dat de randstaven een 1014085 omhullende aansluitende bekleding van schalen dragen, die zich uitstrekken in vertikale richting.

17. Mast volgens conclusie 16, met het kenmerk dat de bekleding bestaat uit policarbonaat schalen.

18. Mast volgens een der conclusies 16 of 17, met het kenmerk dat de schalen licht 10 gekromd zijn.

19. Mast volgens tenminste een der conclusies 16-18, met het kenmerk dat de schalen gesloten zijn. 1014085