Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Prüfen der Stabilität eines Mastes, der stehend im Boden verankert ist, mit einem Rahmengestell, das in der Seitenansicht im Wesentlichen die Form eines rechtwinkligen Dreiecks aufweist, wobei das Rahmengestell ein Zugmittel zum Verspannen eines unteren Teils des Rahmengestells gegen einen Fuß des Mastes und ein Druckmittel zum Einleiten einer Kraft in den Mast umfasst.

Mäste werden zu vielen Zwecken z.B. im öffentlichen Bereich eingesetzt, um Leuchten, Lichtsignalanlagen, Schilder und/oder Seile daran zu befestigen. Damit die Mäste keine Gefahr für Personen und Sachen darstellen, müssen sie stabil sein, das heißt, sie müssen standsicher sein und das Material muss die notwendige Festigkeit aufweisen. Die Stabilität der Mäste muss regelmäßig überprüft werden, damit durch Zeiteinfluss möglicherweise auftretende Mängel wie Korrosion oder Versprödung sicher ausgeschlossen werden können.

Vorrichtungen und Verfahren zum Prüfen der Stabilität eines Mastes sind an sich bekannt.

Die EP 638 794 B4 beschreibt einen kleinen Bagger, mit dessen Hilfe eine Prüflast in einen Mast eingeleitet wird. Die entsprechenden Auslenkungen des Mastes werden bestimmt. Der Bagger ist teuer, schwer und aufwendig zu transportieren. Gegebenenfalls zerstört er Gelände.

Aus der EP 1 416 259 A2 ist eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Prüfen der Stabilität eines Mastes bekannt, die ein Rahmengestell mit in der Seitenansicht dreieckigem Quer- schnitt aufweist. An einem oberen Ende des Rahmengestells ist ein Druckmittel zum Einleiten einer Kraft in den Mast angeordnet; weiterhin ist ein Zugmittel zum Verspannen eines unteren Teils des Rahmengestells gegen einen Fu ß des Mastes befestigt.

Die DE 195 40 319 C1 offenbart eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Prüfen der Stabilität eines Mastes, bei der ein Basisteil in etwa parallel zum Boden verläuft. An einem ersten Ende des Basisteils ist ein Schwenkschenkel so angelenkt, dass er sich nach oben erstreckt. Diagonal zwischen einem, einem zweiten Ende zugeordneten, Bereich des Basisteils und einem oberen Bereich des Schwenkschenkels ist ein Hydraulikzylinder so angeordnet, dass ein Winkel zwischen dem Schwenkschenkel und dem Basisteil veränderbar ist und Kraft über das obere Ende des Schwenkschenkels in den Mast einleitbar ist. Hierfür ist das zweite Ende des Basisteils gegen den Mast verspannbar. Diese bekannte Vorrichtung hat den Nachteil, dass das Einleiten der Kraft in den Mast nicht immer ohne Weiteres möglich ist, z.B., wenn sich ein nicht zu entfernendes Hindernis wie ein Geländer oder eine Leit- planke zwischen dem Mast und dem Schwenkschenkel befindet, oder wenn der Mast einen wesentlich dickeren Fuß aufweist, der dann eine relativ große Stufe zu dem eigentlichen Mast aufweist. Der Schwenkschenkel kann dann nicht so verschwenkt werden, dass die Kraft eingeleitet werden kann, weil er gegen den Fu ß stößt. Es sind dann Behelfskonstruk- tionen erforderlich, die nicht ohne Risiko sind.

Für eine Erfassung einer Auslenkung des Mastes infolge der Krafteinwirkung sind unterschiedliche Sensoren wie z.B. spezielle Kameras, die einen Laserstrahl erfassen, oder Schwingungssensoren bekannt. Eine Auswertung von Daten, die von mindestens einem Sensor übertragen werden, erfolgt mittels eines Rechners und eines darauf installierten Pro- gramms.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Prüfen der Stabilität eines Mastes zu schaffen, mit der es möglich ist, die Prüfung einfach und ohne Hilfskonstruktionen von solchen Masten durchzuführen, deren direkte Erreichbarkeit mit der bekannten Vorrichtung durch ein Hindernis oder durch einen Fuß mit einem im Vergleich zum eigentlichen Mast- körper sehr großen Umfang verhindert ist. Dabei sollen die Vorteile der gattungsgemäßen Vorrichtungen erhalten bleiben.

Die Aufgabe ist dadurch gelöst, dass an einem oberen Ende des Rahmengestells ein Verlängerungsarm mit seinem unteren Ende derart befestigt ist, dass er in einer Ebene parallel zu einer Hauptfläche des Rahmengestells verschwenkbar und in verschwenkten Positionen arretierbar ist und dass das Druckmittel an einem oberen Ende des Verlängerungsarms befestigt ist. Eine Länge des Verlängerungsarms ist hierbei so bemessen, dass einerseits die Prüflast in der vorgesehenen Höhe in den Mast eingeleitet werden und andererseits eine Distanz zwischen dem Rahmengestell und dem Mast überwunden werden kann. Auf diese Weise kann das Rahmengestell wie gewohnt gegen den Mastfu ß verspannt werden; ein mögliches Hindernis, wie eine Leitplanke oder ein Geländer, kann somit überbrückt werden. Das heißt, ein entsprechend verlängerter Spannriemen wird um den Mastfuß und gegebenenfalls unter oder durch das Hindernis geführt. Das Rahmengestell wird beim Verspannen gegen den Mastfuß beziehungsweise gegen das Hindernis abgestützt. Eine Distanz zwischen dem Mast und dem Druckmittel wird dann einfach durch entsprechendes Ver- schwenken des Verlängerungsarms überbrückt. Provisorien wie Distanzstücke sind nicht erforderlich, so dass diese bei Prüfungen auf einer Brücke nicht herunterfallen und daher keine Gefährdungen unter der Brücke hervorrufen können. Die eigentliche Prüfung des Mastes kann dann wie gewohnt durch Einleiten der Kraft (Prüflast) in den Mast und die Bestimmung der daraus resultierenden Auslenkungen erfolgen. Die Vorbereitung der Prü- fung ist wesentlich schneller, weil eine Anpassung des Rahmengestells an die örtlichen Gegebenheiten durch Anordnen der Provisorien entfällt.

Als Druckmittel kommt jedes Bauteil in Frage, das geeignet ist, die Prüfkraft in den Mast einzuleiten, als Zugmittel jedes Bauteil, mit dem das Rahmengestell gegen den Mast ver- spannt werden kann. Bevorzugt werden Kraftzylinder verwendet.

Die Unteransprüche betreffen die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist dem Verlängerungsarm ein Kraftzylinder zum Verschwenken und Arretieren zugeordnet. Dies ermöglicht einerseits eine stufenlose Anpassung zur Überwindung der Distanz zwischen dem Mast und dem Druckmittel und anderer- seits erleichtert sowie verkürzt dies den zeitlichen Aufwand für diese Anpassung.

In einer weiteren Ausgestaltung ist das Druckmittel höhenverstellbar an dem Verlängerungsarm befestigt. Dies ermöglicht eine für den jeweiligen Masttyp optimale Einstellung einer Höhe der Krafteinleitung.

In einer weiteren Ausgestaltung ist die Kraft in zwei verschiedenen Höhenlagen in den Mast einleitbar. Die Prüfkraft wird also aufgeteilt. Hierfür ist dem Druckmittel eine Balkenkonstruktion zugeordnet, die von dem Druckmittel zu dem Mast weist und parallel zu diesem ist. So lassen sich auch Mäste aus relativ druckempfindlichem Material prüfen. Andererseits können (sprunghafte) Unterschiede des Mast- Durchmessers und/oder Inhomogenitäten wie z.B. Klappen in der Prüfung berücksichtigt werden.

In einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Vorrichtung Sensoren zum Bestimmen der eingeleiteten Kraft und einer Auslenkung des Mastes sowie Mittel zum Auswerten von Signalen der Sensoren. Hierdurch lassen sich Stabilitätskriterien eindeutig bestimmen.

In einer weiteren Ausgestaltung ist der zeitliche Verlauf der Kraft und/oder der Auslenkung registrierbar. Hierdurch lassen sich ungewöhnliche Reaktionen des Mastes einfach fest- stellen.

In einer weiteren Ausgestaltung umfasst der Sensor zum Bestimmen der Auslenkung mindestens eine Leuchte mit gebündeltem Lichtstrahl und eine elektronische Kamera mit trans- luzenter Mattscheibe, wobei die Mattscheibe mit vorbestimmtem Abstand zu der elektronischen Kamera befestigt ist. Hierdurch sind die Bewegungen des Mastes dreidimensional feststellbar und mit geringst möglichem Aufwand registrierbar sowie auswertbar. Die Messwerte und die Auswertung sind sofort verfügbar. Wenn mehr als eine Leuchte eingesetzt und entsprechend platziert wird, ist sicher feststellbar, wo gegebenenfalls eine Schwach- stelle des Mastes ist, z.B. ob diese im Mast selbst oder in seinem Fundament begründet ist. Das System hat sich in der Praxis bestens bewährt.

Eine Torsion des Mastes zwischen der unteren und einer oberen Messstelle kann in Bezug auf eine in einer Richtung sich ändernde Biegelast mit Hilfe des Messsystems bestimmt werden. Eine Schadstelle, z. B. eine Roststelle oder ein Riss, hat in der Regel eine solche Torsion des Mastes zur Folge. Wenn die Torsion - oberhalb und unterhalb der Schadstelle - bestimmt wird und am Mast über der Erdoberkante ein entsprechender Fehler sichtbar ist, kann durch Verlegen der Position der Leuchten die Wirkung dieses Fehlers im Messergebnis eliminiert werden. Wenn dann trotzdem eine Torsion zwischen Messstellen auftritt, ist das ein Hinweis auf einen versteckten Fehler.

Insgesamt genügt in der Regel eine einzige Belastung zur Bestimmung der Standfestigkeit.

In einer weiteren Ausgestaltung umfasst der Sensor zum Bestimmen der Auslenkung einen Schwingungssensor. Dieser ist als alternativer Sensor bekannt.

In einer weiteren Ausgestaltung ist dem Zugmittel eine Kraftmessvorrichtung zugeordnet. Hierdurch können Bewegungen des Mastes im Boden registriert werden.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnung weiter erläutert. Dabei zeigen

Figur 1 eine perspektivische Seitenansicht eines Rahmengestells mit Verlängerungsarm und Figur 2 eine Vorrichtung mit Sensorik an einem Mast.

Wie aus den Figuren ersichtlich umfasst eine Vorrichtung zum Prüfen der Stabilität eines Mastes 30 ein Rahmengestell 1 , Sensoren und Mittel zum Auswerten. Das Rahmengestell 1 umfasst zwei stabile identische Platten 2, die parallel zueinander mittels Distanzstücken 3 aneinander befestigt sind. Die Platten 2 sind im Wesentlichen dreieckförmig, wobei das Dreieck rechwinklig und annähernd gleichschenklig ist; die mit der Hypotenuse gebildeten spitzen Winkel betragen hier ca. 40° und 50°. Zur Gewichtsreduzierung weisen die Platten 2 diverse Aussparungen 4 unterschiedlicher Größe auf. Die mit der Hypotenuse gebildeten Spitzen des Dreiecks sind durch zu den Schenkeln rechtwinklige Schnitte abgeschnitten. Im Bereich des rechten Winkels des Dreiecks ist ein Fortsatz 5 so gebildet, dass er beim Gebrauch des Rahmengestells 1 in etwa parallel zum Boden als Verlängerung des längeren Schenkels von dem Dreieck weg weist.

Das Rahmengestell 1 ist auf Rollen 6 gelagert und daher verfahrbar. Hierbei sind die Achsen der Rollen 6 so angeordnet, dass der längere Schenkel in etwa parallel zum Boden verläuft und der kürzere Schenkel nach oben weist. An dem von dem rechten Winkel entfernten Ende des längeren Schenkels ist eine Stütze 7 ein- und ausfahrbar befestigt. Hierdurch können einerseits Höhenunterschiede ausgeglichen werden, wie sie z.B. durch eine Bordsteinkante oder schrägen Untergrund entstehen können. Andererseits werden während des Prüfvorgangs die der Stütze 7 benachbarten Rollen 6 entlastet, so dass sie durch den Gegendruck auf die Prüfkraft nicht beschädigt werden.

In dem Rahmengestell 1 ist parallel zu dem längeren Schenkel ein erster Kraftzylinder 8 befestigt, der in Verbindung mit einem Gurtband dazu ausgelegt ist, das Rahmengestell 1 in dessen unteren Bereich gegen einen zu prüfenden Mast 30 zu verspannen. Hierfür ist der erste Kraftzylinder 8 mittels einer ersten Handpumpe entsprechend mit Druck beauf- schlagbar.

An dem oberen Ende des kürzeren Schenkels des Rahmengestells 1 ist zwischen den Platten 2 ein Verlängerungsarm 9 schwenkbar gelagert, wobei eine Schwenkachse an seinem unteren Ende senkrecht zu den Hauptflächen der Platten 2 angeordnet ist. Der Verlängerungsarm 9 ist aus zwei parallelen Blechen gefertigt, die mit Distanzstücken anein- ander befestigt sind. Dem Verlängerungsarm 9 ist ein zweiter Kraftzylinder 10 als Druckmittel zugeordnet, um ihn zu verschwenken. Der zweite Kraftzylinder 10 ist hierfür mit seinem ersten Ende an dem Rahmengestell 1 und mit seinem zweiten Ende an dem Verlängerungsarm 9 angelenkt und mittels einer zweiten Handpumpe entsprechend mit Druck beaufschlagbar.

An einem oberen Ende des Verlängerungsarms 9 ist ein dritter Kraftzylinder 1 1 starr befestigt, der dazu ausgelegt ist, eine weitgehend horizontale oder besser eine leicht nach unten geneigte Prüfkraft in den Mast 30 einzuleiten. Der dritte Kraftzylinder 1 1 ist mittels einer dritten Handpumpe entsprechend mit Druck beaufschlagbar.

Die drei Handpumpen sind an einem Tragarm befestigt, der klappbar an dem Rahmen- gesteil 1 angeordnet ist. Alternativ ist nur eine einzige Handpumpe angeordnet, wobei eine Aufteilung des mit der Handpumpe erzeugten Drucks auf einen der Kraftzylinder 8, 10, 1 1 mittels eines umschaltbaren Mehrwegeventils erfolgt.

Der Vorrichtung zum Prüfen der Stabilität sind mindestens ein Sensor und Mittel zum Auswerten von Signalen des Sensors zugeordnet.

Der Sensor ist z.B. eine elektronische Kamera 20, die in der Nähe des zu prüfenden Mastes 30 aufgestellt ist. Die Kamera 20 umfasst ein Gehäuse, in dem ein CCD- Bildsensor und eine Mattscheibe befestigt sind. An dem Mast 30 sind zwei Lichtquellen 21 lösbar befestigt, die jede im Betrieb einen Lichtstrahl mit punktförmigem Querschnitt aussendet. Die Licht- strahlen sind auf die Mattscheibe gerichtet, die im Strahlengang vor dem Bildsensor mit einem vorbestimmten Abstand angeordnet ist.

Als weitere Sensoren sind Druckmessgeräte zum Bestimmen der von dem ersten Kraftzylinder 8 und dem dritten Kraftzylinder 1 1 ausgeübten Kräfte.

Die Kamera 20 und die Druckmessgeräte sind an eine Auswerteeinrichtung wie z.B. einen PC in Form eines Laptop anschließbar.

Zusätzlich können eine weitere Kamera und/oder ein Schwingungssensor angeordnet sein.

Im Betrieb wird das Rahmengestell 1 an den zu prüfenden Mast 30 gerollt. Es wird an seinem dem rechten Winkel zugeordneten Ende gegen den Mast 30 verspannt. Hierfür wird ein erstes Ende eines Gurtbands in einen Haken an einer Kolbenstange des ersten Kraftzylinders 8 eingehängt, das Gurtband um den Fuß des Mastes 30 geführt und ein zweites Ende des Gurtbands in den selben oder einen weiteren Haken eingehängt. Durch Bedienen der ersten Handpumpe wird das Rahmengestell 1 gegen den Mast 30 gezogen und mit vorbestimmtem Druck verspannt.

Wenn sich zwischen dem Mast 30 und dem Rahmengestell 1 ein Hindernis wie z.B. ein Geländer oder eine Leitplanke befindet, wird das Rahmengestell gegen dieses Hindernis abgestützt; das Gurtband wird trotzdem um den Fuß des Mastes 30 geführt.

Bei glattem oder morastigem Untergrund verhindert das Verspannen, dass das Rahmengestell 1 relativ zu dem Mast 30 verschoben wird, besonders während des Einleitens der Prüfkraft. Daher kann die Prüfung unabhängig von den Witterungs- und Untergrundverhältnissen wiederholbar durchgeführt werden; bei anderen Arten von Vorrichtung zur Prüfung ist dies nicht immer gegeben.

Der Verlängerungsarm 9 wird mit Hilfe des zweiten Kraftzylinders 10 durch entsprechende Betätigung der zweiten Handpumpe so weit in Richtung des Mastes 30 verschwenkt, dass ein Kolben des dritten Kraftzylinders 1 1 den Mast 30 so eben nicht oder nur sehr leicht berührt.

Die Kamera 20 wird aufgestellt und die Lichtquellen 21 werden an dem Mast 30 befestigt, eingeschaltet und so ausgerichtet, dass die Lichtstrahlen auf die Mattscheibe treffen.

Die Auswerteeinrichtung wird hochgefahren und die Sensoren, also die Kamera 20 und die Druckmessgeräte, werden hieran angeschlossen, so dass deren Signale registriert und ausgewertet werden können.

Zur eigentlichen Prüfung der Stabilität des Mastes 30 wird dieser wie bekannt mit der Prüflast beaufschlagt, indem die dritte Handpumpe betätigt und so der Kolben des dritten Kraft- Zylinders 1 1 gegen den Mast 30 gedrückt wird. Hierdurch wird der Mast 30 gebogen und ausgelenkt, was durch die Kamera 20 aufgenommen wird. Die Signale der Sensoren werden registriert und ausgewertet. Gleichzeitig wird der Mast visuell auf ungewöhnliches Verhalten beobachtet. Aufgrund der Auswertung und der Beobachtung wird die Standsicherheit des Mastes 30 eingestuft.

Bezugszeichenliste

I Rahmengestell

2 Platte

3 Distanzstück

4 Aussparung

5 Fortsatz

6 Rolle

7 Stütze

8 erster Kraftzylinder

9 Verlängerungsarm

10 zweiter Kraftzylinder

I I dritter Kraftzylinder

20 Kamera

21 Lichtquelle

30 Mast