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 Betreff des Beitrags: Kathrein Mast- Zulässige Windlast
BeitragVerfasst: Mo 16.4.2018 8:58 
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Hallo,

kann mir jemand erklären was die Daten bezüglich des „Zul. Biegemoment“ bedeuten?

https://www.kathrein.de/sat/produkt/218383/

Hatte schon mit dem Support von Kathrein gesprochen, da kam ich leider auch nicht weiter. Ich habe hier wohl eine Blockade.
800 N/m² 1100 N/m² beziehen jeweils auf die Windgeschwindigkeiten, die bei Bauhöhe unter bzw. über 20m anzunehmen sind. Die Tabelle soll doch wohl „max. zul. Biegemoment an der Einspannstelle“ wiedergeben. Da verstehe ich schon mal nicht, dass bei mehr Wind niedrigere Werte gelten. Dann heißt es zu den Werten in Klammern „entspricht 1650 Nm am Einspannpunkt…statischer Nachweis zu führen“ (1650 Nm gilt grundsätzlich und bezieht sich nicht auf diesen Mast). Was ist das für eine Kraft in Klammern und wo wirkt die? Eigentlich interessiert doch nur das max. zulässige Biegemoment am Einspannpunkt, welches sich aus der Windlast der Aufbauten am Mast und der Entfernung zum Einspannpunkt ergibt. Das kann ich hier aber nicht rauslesen.

73 de Marc DL1MRD


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BeitragVerfasst: Mo 16.4.2018 10:01 
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DL1MRD hat geschrieben:
Hallo,

kann mir jemand erklären was die Daten bezüglich des „Zul. Biegemoment“ bedeuten?

https://www.kathrein.de/sat/produkt/218383/

Hatte schon mit dem Support von Kathrein gesprochen, da kam ich leider auch nicht weiter. Ich habe hier wohl eine Blockade.
800 N/m² 1100 N/m² beziehen jeweils auf die Windgeschwindigkeiten, die bei Bauhöhe unter bzw. über 20m anzunehmen sind.

Diese beiden Werten gelten für den Staudruck der oberhalb und unterhalb 20m Höhe für Berechnungen angenommen wird wenn keine Meßdaten aus einem längeren Zeitraum vorliegen.


Die Tabelle soll doch wohl „max. zul. Biegemoment an der Einspannstelle“ wiedergeben. Da verstehe ich schon mal nicht, dass bei mehr Wind niedrigere Werte gelten.

Ist aber logisch, bei grösseren Windgeschwindigkeiten wird ja die Hebelwirkung auf die Einspannstelle größer.

Dann heißt es zu den Werten in Klammern „entspricht 1650 Nm am Einspannpunkt…statischer Nachweis zu führen“ (1650 Nm gilt grundsätzlich und bezieht sich nicht auf diesen Mast). Was ist das für eine Kraft in Klammern und wo wirkt die? Eigentlich interessiert doch nur das max. zulässige Biegemoment am Einspannpunkt, welches sich aus der Windlast der Aufbauten am Mast und der Entfernung zum Einspannpunkt ergibt. Das kann ich hier aber nicht rauslesen.


Ja, bei Biegemomenten größer 1650Nm muss die Statik nachgewiesen werden.
Der Biegemoment errechnet sich in der Tat aus Windfläche * Einspannlänge.
Bei den Zahlen in Klammern handelt es sich um die zulässigen Biegemomente bezogen auf die unterschiedlichen Einspannlängen.


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BeitragVerfasst: Mo 16.4.2018 14:01 
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DL1MRD hat geschrieben:
..... Da verstehe ich schon mal nicht, dass bei mehr Wind niedrigere Werte gelten. .....
Peter hat es bereits erklärt, und als Ergänzung zum Verständnis: Kathrein gibt die Netto-Biegelast an. Bei höherer Windstärke muß für das eigene Mast-Biegemoment mehr abgezogen werden.

s.Kathrein techn.Date (kleingedruckt): Die Windlastaufnahme des Rohres ist bereits berücksichtigt.

Ich habe den montiert und wegen >1650Nm die Statik berechnet. Wegen exponierter Lage mit 1300N/m² Staudruck gerechnet und um 2000 Nm heraus bekommen, deshalb Abspannung. Die 1650 Nm wurden in der Norm als Obergrenze für eine vereinfachte Berechnung festgelegt. Dazu hat Kathrein auch eine Musterberechnung bei den Antennenunterlagen (habe die Link gerade nicht da).

73 Peter


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BeitragVerfasst: Mo 16.4.2018 14:50 
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Danke euch beiden, ich bin noch immer etwas verwirrt. Vielleicht könnt Ihr mir zumindest meine Berechnung bestätigen/widerlegen.
Der Mast ist 5,80m lang und bei 1,87m eingespannt. Meine Antenne hat eine Fläche von 0,23 m², bei 36m/s ergibt sich eine Windlast 179N. Der Rotor sitzt oben auf dem Mast, dadurch sitzt die Antenne 0,80m über der Mastspitze.
Von der Einspannstelle bis zur Antenne sind es also 4,73m, d.h. bei Wind mit 36m/s sind an der Einspannstelle 847Nm, richtig?

Gruß
Marc

Nachtrag, ja den Rotor habe ich ausgelassen, konnte nichts finden, was der für eine Windlast erzeugt. Einen Zylinder anzunehmen wäre vermutlich nicht richtig.


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BeitragVerfasst: Mo 16.4.2018 16:59 
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Korrekturen und dann evtl. noch mal selber rechnen. Der ZSH62 hat eine Nutzlänge von 5 m, 1m muß im Rohr bleiben. 1/6 muß mindestens eingespannt sein. Die Einspannung wäre ok. Deine 36km/h entsprechen 800 N/m² Staudruck, aber ........ Man sollte mindestens mit 1100 N/m² rechnen, Klimawandel, Böen etc. Die 0-20 m mit 35,8 m/sec und 800 N/m² gelten ab Boden bzw. einer Quasi-Grundfläche, d.h. falls auf dem Haus, reicht das i.d.R. nicht, außer beim Hundehaus :-) . Den Rotor habe ich bei mir mit 50-80N angesetzt, Deine Antenne hätte 184, 253, 299 N bei 800, 1100, 1300 Staudruck. Das ganze jetzt mal neu mit 1,87 eingespannt = 3,13 bis Rotor, dann sind daß jetzt mal grob für alle drei (sonst wird es mir zu fitzelig) 156.5 Nm, plus 80cm für die Antenne wie vor ergibt 880, 1150 und 1330 Nm am Einspannpunkt, grob gerundet.

73 Peter


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BeitragVerfasst: Mo 16.4.2018 17:08 
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Danke Peter, das verstehe ich, wichtig war auch der Hinweis mit den Nettowerten bei 800N/m² und dem Mast selbst bei höherer Windgeschwindigkeit.

Trotzdem verstehe ich die Logik nicht: „in Klammern angegebenen Werte (entspricht 1650 Nm am Einspannpunkt)“
Hier ist der Link mit der Musterrechnung „Mastberechnungsschema und Windlastangaben“:
https://www.kathrein.com/de/loesungen/s ... dokumente/

am Beispiel des ZSH 59 https://www.kathrein.de/sat/produkt/218382/

In dem Beispiel kommt man am Einspannpunkt auf die Summe der einzelnen Kräfte mal jeweiliger Länge. Man bezieht sich auf den max. Wert 1280Nm aus der Tabelle zum ZSH 59. Da läge man mit 1060Nm drunter und wenn dieser Wert =>1650Nm wäre müsste man einen Nachweis führen (was dieser Mast ja gar nicht leisten kann). Das sieht für mich beim ZSH 59 alles logisch aus, da gibt es keine Werte in Klammern. Die Angaben zum ZSH 62 mit „in Klammern angegebenen Werte (entspricht 1650 Nm am Einspannpunkt)“ verstehe hingegen ich nicht. Das würde doch bedeuten dass die angegebenen max. Werte eben nicht das Moment am Einspannpunkt sind, was im Widerspruch zur Beispielrechnung stünde.

Gruß
Marc


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BeitragVerfasst: Mo 16.4.2018 17:32 
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Da wurde eine Verhältnisrechnung gemacht, soviel weiß ich noch. Beipiel bei 2120 Nm : 1650/2120*1650 = 1284 (der Klammerwert). Soweit hat Alzeheimer mir noch die spontane Erinnerung gelassen. Warum und weshalb ......... da brauche ich erst einen Kaffee und Denkpause. Ich wußte die Logik dahinter schon mal, weil ich auch darüber gestolpert bin.

Vielleicht fällt Dir wegen der Formel etwas ein. Mein Zahlengedächtnis ist sehr gut, deshalb soweit erst mal ein Ansatz. Für eine logische Erklärung dazu müßtest Du mir Kaffe und Zeit lassen.

Mit der XYL habe ich eine Vereinbarung bei solchen logischen Verhältnissen: wenn ich was ausrechne, ist das logisch. Wenn meine XYL nachrechnet und was anderes rauskommt, ist das eine strenglogische Berechnung. Vielleicht sind die Klammerwerte auch strenglogisch :-) :-) .

Ich muß kurz weg, Recycling-Hof mit Gartenabfällen, da fährt der Hund immer mit. Dauert ebbes. Ich schaue später wieder rein. Vielleicht kommt ein Geistesblitz oder ein anderer hier dröselt die strenge Logik auf.

73 bis später, Peter


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BeitragVerfasst: Mo 16.4.2018 18:53 
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Zitat:
.... Die Angaben zum ZSH 62 mit „in Klammern angegebenen Werte (entspricht 1650 Nm am Einspannpunkt)“ verstehe hingegen ich nicht. .....
Kaffee war gut, frische Luft auch und mir ist wieder etwas eingefallen. Ich habe damals dies Klammerwerte so verstanden, und heute nach Durchlesen der (alten) VDE0855-1 von 7.71 verstehe ich es immer noch so:

In §5 heißt es "... bis zu einem Einspannmoment von 165 kpm (heute 1650Nm) gelten als Grundlage für die Festigkeitsberechnung ....", also die sog. vereinfachte Berechnung nach VDE 855, .......... (ich lade den Absatz bzw. §5 hoch) .....

Meine Interpretation: der ZSH62 liegt mit den Werten des Einspannmomentes oberhalb 1650 Nm. Um die vereinfachte Berechnung nach VDE0855 durch führen zu dürfen, müssen daher die max. Biegemomente auf 1650 Nm proportional angepaßt werden. D.h. z.B.bei 4m und 800er Staudruck 1650/2120*1650 = 1284. Man erlaubt dann für diesen Masten bei 4m und 800 N/m² eine vereinfachte Rechnung nach VDE-Norm bis zu realen 1280 Nm am Einspannpunkt.

Das ist etwa so ähnlich wie ich es mal bei einem umgebauten Bus als Wohnmobiel von Besitzer erklärt bekam: An sich müßte er den LKW-Führerschein haben. Er hat aber den Bus auf damals 7,5t zulässiges Gesamtgewicht umschreiben lassen (wie auch immer) und durfte ihn dann mit der alten Klasse 3 fahren.

Für den Antennenmasten: bis zu den Klammerwerten brauchst Du keine Statik. Das ist Juristen- und Normenlogik, die ich damals ruhigen Gewissens mit der "strengen Logik" meiner XYL zusammen gelegt habe :-) . Ich habe sowiso eine Statik berechnet, und da spielt es keine Rolle. Der Mast hält das, was vor der Klammer steht, der Rest ist .......................... strenge Logik, hi.

Ich hoffe, daß hilft Dir, und wer es besser weiß, bitte melden.

73 Peter


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BeitragVerfasst: Mo 16.4.2018 19:10 
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db6zh hat geschrieben:

Ich hoffe, daß hilft Dir, und wer es besser weiß, bitte melden.


Wäre eh zu spät, ist schon alles aufgebaut.
Ist aber soweit OK, nur der Montage des Beams so weit oberhalb des Rotors traue ich nicht, die YAESU Rotoren brechen gerne durch wenn kein Oberlager zur Entlastung vorhanden ist.


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BeitragVerfasst: Mo 16.4.2018 21:18 
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An sich bietet sich beim ZSH62 die Plattformmontage geradezu an. Das zweite Rohr verschlimmert die Windlast nicht so gravierend und der Rotor ist vom Biegemoment entlastet, wenn auch nicht voll. Sonst müßte er 80% der Antennenwindlast abfackeln, da hast Du schon recht, Peter (rejection).

Nachtrag zu der Rechnerei zu den Klammerwerten: bei 2120 Nm stimmt es so wohl eher zufällig, ansonsten haut die Formel so nicht hin. Irgendwo finde ich meine Notizen noch wieder und rühre mich dazu. Funktional ist es so in der Fußnote bei Kathrein beschrieben, wie gepostet: oberhalb der Klammerwerte "wird Statik erbeten". Ansonsten haben die Klammerwerte m.E. keine Funktion.

73 Peter


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BeitragVerfasst: Mo 16.4.2018 22:20 
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Zum Rotor steht in der Bedienungsanleitung max. 60cm bei 0,7m². Man soll sicherheitshalber aber nicht über 60% davon gehen, als zulässiges Beispiel berechnen sie eine Antenne mit 0,7m² und 30cm Rohr. Bei mir sind es 0,23m² bei 60cm Rohr, das schien mir ausreichend sicher. Allerdings hätte ich mir gewünscht, dass das Drehmoment für die Schrauben am Rotor vorgegeben wäre, vermutlich brechen die Backen, weil man die Schrauben zu fest anzieht. Grund für Montage ohne Oberlager war neben der Windlast die einfachere Montage und das Gewicht, damit ich das Ganze alleine noch hochgeschoben bekomme. Ich konnte die Antenne noch nicht testen, vielleicht muss ich da noch mal ran, dann kann ich sie ggf. auch etwas dichter an den Rotor bringen. Die Antenne ist jetzt ca. 4m über dem Dach, was bei 20m schon keine 1/4 Wellenlänge ist, noch mal 30cm weniger verschlimmern das vieleicht nicht spürbar.

Gruß
Marc


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BeitragVerfasst: Mo 16.4.2018 22:45 
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DL1MRD hat geschrieben:
Zum Rotor steht in der Bedienungsanleitung max. 60cm bei 0,7m². Man soll sicherheitshalber aber nicht über 60% davon gehen, als zulässiges Beispiel berechnen sie eine Antenne mit 0,7m² und 30cm Rohr. Bei mir sind es 0,23m² bei 60cm Rohr, das schien mir ausreichend sicher.


Bei mir war eine 2M5WL M-Square 2m Yagi etwa 50cm über dem Rotor, die hat 0,25m² Windfläche, ist allerdings 10m lang.
Den Klemmbacken war nichts passiert, die unteren befanden sich noch auf dem Standrohr nachdem es passiert war, der Boden des Rotorunterteils (KR600) war auseinander gebrochen.
An dem Tag gab es nicht mal Sturm, nur leichten Wind von vielleicht maximal 30km/h.


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BeitragVerfasst: Di 17.4.2018 11:52 
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db6zh hat geschrieben:
In §5 heißt es "... bis zu einem Einspannmoment von 165 kpm (heute 1650Nm) gelten als Grundlage für die Festigkeitsberechnung ....", also die sog. vereinfachte Berechnung nach VDE 855, .......... (ich lade den Absatz bzw. §5 hoch) .....
73 Peter

Die zitierte Ausgabe der VDE 0855-1 ist zwar schon l a a a n g e abgelöst, aber das Relikt der Windlastberechnung und der Grenzwert von 1.650 Nm stehen auch noch in der aktuell gültigen IEC 60728-11:2016, deutsche Klassifikation DIN EN 60728-11 (VDE 0855-1):2017-10. Im Vergleich zu den komplexeren Anforderungen, die nach EUROCODE heutzutage jeder Dachdecker beachten muss, ist die Windlastberechnung harmlose Normen-Folklore. Aktuelles Normenzitat:
DIN EN 60728-11 (VDE 0855-1):2017-10 hat geschrieben:
12 Mechanische Festigkeit

12.1 Allgemeine Anforderungen


Die vorliegende Norm behandelt nur die mechanische Festigkeit von Außenantennenanlagen, einschließlich Satellitenantennen.
Alle Teile der Antennenanlage müssen so ausgeführt sein, dass sie den maximalen Windkräften, wie nachfolgend beschrieben, standhalten, ohne zu brechen und ohne dass Teile abgerissen werden.

12.2 Biegemoment

Bei Antennenanlagen mit Masten bis zu einer freien Länge von maximal 6 m (siehe Beispiel in Bild 20) darf das Biegemoment an der Einspannstelle 1 650 Nm nicht übersteigen. Die Windlast des Mastes muss einbezogen werden. Der eingespannte Teil des Mastes muss wenigstens ein Sechstel der gesamten Länge betragen.

In Deutschland gilt für CB- und Afu-Antennen die DIN VDE 0855-1, welche auf die Windlastberechnung verweist.

Der Vorwegabzug der Eigenwindlast sollte die Berechnung eigentlich erleichtern, ergibt in der Praxis aber Ungenauigkeiten, da die Angabe nur bei exakter Einspannweite von 1/6 der Gesamt- bzw. 1/5 der freien Länge stimmt. Leider werden auch Katalogangaben großzügig auf- oder abgerundet und unpräzise Werte von einer Katalogausgabe zur anderen verschleppt. Bei Schiebemasten mit unterschiedlichen Durchmessern kommt hinzu, dass die Katalogangaben auf einer alten Formel gemäß VDE Schriftenreihe # 6 aufbauen, welche eine zu hohe Eigenwindlast ergibt.

Das EXCEL-Tool von OM Detlev Schmegel ist zwar auch ein Oldie mit überholten Normbezügen auf Stahlklassen, aber noch immer das Beste was je erdacht wurde.

Bilder sagen mehr als Worte:


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BeitragVerfasst: Di 17.4.2018 13:59 
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Hallo Roland,
danke für den Update. Ich hatte die VDE 0855 1978 beim Verlag gekauft (plus ein paar andere), aber nicht mehr updated nur wegen Afu. Die Rechnerei habe ich damals mit eigenen (IBM-)APL-Programmen durchgeführt. APL habe ich zwar noch, inkl. der Programme unter OS/2, nutze es auch heute noch. Aber dank Faulheit habe ich die Berechnungen nur spärlichst dokumentiert. Die Kathrein-Klammerwerte hatte ich schon mal rekonstruiert -- da spielt genau das rein, was Du schon erwähnt hast - mit/ohne 1/6 Einspannlänge bzw. die Klammerwerte dann komplett mit 60mm. Das schlummert in irgend einem meiner APL-Bibliotheken (Workspaces) und ist nicht so leicht zu finden. Für die Statik brauchte ich die Klammerwerte auch nicht. Ich habe ähnlich Schmegel damals auch die Rohre von Grund auf gerechnet und bin relativ gut zurecht gekommen, auch auf die Kathrein-Werte.

Mein damaliges Dilemma waren nur zu klein gekaufte Rohre (48 Standrohr und 36 Drehrohr im ersten blauäugigen Rechenschieberdurchgang). Das APL-Programm plus ein weiteres QRL-Mathe-Pgm (alles damals Mainframe) haben mir den 36er Zahn gezogen :-) .

Ich will schon seit langen alles "modern" dokumentieren, mit schönen Folien wie Schmegel und bei Dir, aber ..... z.Zt. eine weitere ruhende Baustelle.

73 Peter


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BeitragVerfasst: Di 17.4.2018 14:29 
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Wohnort: Raum Stuttgart
Dipol hat geschrieben:
In Deutschland gilt für CB- und Afu-Antennen die DIN VDE 0855-1, welche auf die Windlastberechnung verweist.

Mit dem Alter nimmt die Zahl der Flüchtigkeitsfehler zu. Für CB-Funk und Afu ist - jedenfalls noch - allein die DIN VDE 0855-300 für Funksende-/empfangsantennen zuständig. Denn über meinen Antrag wie in Österreich auch nach IEC 60728-11 installieren zu dürfen, wird wegen proppenvoller Tagesordnungen erst an der Sitzung im Mai diskutiert.

73 Roland


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