AT385550B - Einrichtung zur herstellung von bauteilen od. gebaeuden mittels rechengesteuerten produktionsmaschinen - Google Patents

Description

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   Es ist allgemein bekannt wie derzeit Bauteile auf der Baustelle oder in der Halle hergestellt werden. Ein besonderes Problem stellt dabei die genaue Übertragung der vom Planer zu Papier gebrachten Masse dar, ebenso ist das winkelgerechte Aufreissen der Mauern und die genaue Posi- tionierung zu versetzender Bauteile schwierig. Die Verbindung von millimetergenauer Ausbautechnik mit der weit weniger genauen Bauarbeit führt oft zu erheblichen Mehrkosten. Besonders zeit-, ko- sten-und arbeitsaufwendig ist der Schalungsbau wenn Baustoffe in komplizierte Formen gegossen werden müssen. Die Schwierigkeiten erhöhen sich noch durch die Notwendigkeit nichtebene Mauern errichten zu müssen. 



   Die vorgeschlagene Produktionseinrichtung dient dazu, die vom Planer festgelegten Masse genau und winkelgerecht zu übertragen, die zu versetzenden Bauteile durch Markierungen zu posi- tionieren und Wände mittels einer schichtweisen Einbringung schalungslos aufzubauen. Die im
Planungsprozess erarbeiteten oder eingegebenen Grundrissdaten und Höhenangaben werden mittels eines Computerprogrammes zur Steurung eines Gerätes verwendet, welches an der Stelle aufgebaut wird wo der zu schaffende Bauteil, Gebäudeteil oder das ganze Gebäude errichtet werden soll. 



   Die entwurfsgemässe Anlage dient zur raschen und massgenauen Herstellung von Bauten oder Bauteilen, wobei vor allem die Herstellung von schaltechnisch schwierigen und masslich komplizierten Objekten sehr kostengünstig erstellt werden kann. Der besondere Vorteil dieser Herstellungsmethode liegt darin, dass das Objekt oder Teile desselben ohne Schalung, ohne Messarbeit und ohne manuelle Kontrolle durch eine Anlage selbständig und für das Bauwesen bislang in einer ungewohnten genauen Weise erfolgen kann. 



   Durch die Einführung rechnergesteuerter Bauteilproduktion in der oben beschriebenen Form soll ein wesentlicher Beitrag zur Kostensenkung geleistet werden, was besonders bei architektonisch hochwertigen, komplizierten Planungen von Vorteil ist. Das beschriebene System ist besonders dann günstig einsetzbar, wenn der Entwurfs-,   Planungs- und Ausschreibungsvorgang   mittels EDV vor sich geht und somit die Baudaten bereits gespeichert sind. 



   Die Anlage besteht aus drei Teilen, aus - der im Fahrzeug installierten Computeranlage oder der Verbindungseinrichtung zur Rechner- anlage. 



   - Der Mischeinrichtung bzw. den Baustoffbehältern. 



   - Der Produktionskonstruktion mit den Baustoff- und Armierungsöffnungen, überdacht und wandseitig wind- und regengeschützt. 



   Die Baustoffe werden in trockenem Zustand den Lagebehältern entnommen, über Rohrleitungen den Mischern zugeführt von wo über flexible Schläuche die Baustoffe zu den Positionierungsdüsen gelangen, die durch die Produktionsmaschine innerhalb des zu bearbeitenden Produktionsbereiches an jede Stelle gebracht werden können. Die Baustoffe werden in plastischem Zustand an den Verwendungsplatz gebracht, wobei mehrere, unterschiedliche Materialien unmittelbar und gleichzeitig eingebracht werden können   (z. B.   Dämmputz aussen, Schüttkern und Innenputz). Es ist auch die Einbringung von Bewehrungsstahl oder Kunststoffarmierung möglich, wobei das entsprechende Material in Rollen geliefert wird und z. B. über eine eigene Positionierungsöffnung mit Schneidevorrichtung, oder direkt über die Baustoffdüsen eingebracht wird. 



   Da bei diesem Herstellungsverfahren ohne Schalung gearbeitet wird, muss durch eine entsprechende Einrichtung dafür gesorgt werden, dass die Innen- und Aussenseite der zu errichtenden Wand möglichst eben und glatt ausgebildet wird und anderseits muss durch das Zusammenfügen der Baustoffe, durch deren Konsistenz,   Einbringschichthöhe   in Abhängigkeit von der Mauerdicke und durch die Zusammensetzung der Baustoffe selbst eine erforderliche Eigenstabilität erreicht werden, die ein Auseinanderfliessen unterbindet. Eine besondere Rolle spielt dabei die mäanderförmige Einbringung der oben erwähnten Kunststoffbänder, die kettenförmig ausgebildet sind um so dem anfänglich noch plastischem Material Halt zu geben. Besonders vorteilhaft wirken jedoch die vom Düsenkopf mitgeführten seitlichen Schalungsplatten. 



   Die Materialien zur Herstellung der Putzschichten sind bekannt. Zusätzlich werden sie mit einem Stoff versetzt, welcher an der Luft und bei dem Zusammentreffen mit dem Füllkern und mit   der Kunststoffarmierung einen guten Zusammenhalt und eine rasche Erhärtung herbeiführt. Das Material des Schüttkernes besteht aus einer Mischung aus Mörtel und Füllkörpern. Ebenso kann   

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Beton mit Füllkörpern eingebracht werden. Die Betongüte und das Mischungsverhältnis   Mörtel - Füll-   körper,   Beton - Füllkörper   ist vom Verwendungszweck abhängig (Tragkraft und Dämmwirkung   usw.).   



   Das Mischungsverhältnis kann beliebig oft geändert werden. 



   Die Einbringung der Baustoffe erfolgt schichtweise, wobei der Düsenkopf mittels der oben beschriebenen Einrichtung immer wieder über die entstehenden unterschiedlich dicken Wände ge- führt wird. Der Ausstoss von Baustoffen wird im Bereich von   Tür- und   Fensteröffnungen unterbro- chen, Überlagen und Fertigteile werden händisch oder mittels Hebezeug eingebracht. Ebenso werden
Fertigteildecken, Fenster   u. a.   Bauteile eingebracht. Der Aufbeton und Estriche können mit der beschriebenen Apparatur ebenso eingebracht werden und absolut horizontal abgezogen werden. 



   Da die Bauteile ohne Schalung errichtet werden, ist es möglich, jede dem Rechner eingebbare
Form produzieren zu lassen. Dies ist besonders einfach bei allen einachsig gekrümmten Flächen die in der zeitgemässen Architektur immer häufiger gebaut werden müssen. Zwei- und mehrachsiggekrümm- te Flächen lassen sich zwar ebenso herstellen, es bedarf aber besonderer Vorkehrungen hinsicht- lich Schichtaushärtung und Gesamtaushärtung, was sich auf die Arbeitsgeschwindigkeit, die Menge der Armierung und Zusätze auswirkt. 



   Die Grösse der Einrichtung ist begrenzt, um die Massgenauigkeit des Endproduktes zu gewähr- leisten, und um die Kosten der Anlage auch für kleine und kleinste Bauvorhaben rentabel zu hal- ten. Es ist möglich, durch Umstellung der Anlage ein grösseres Gebäude mit einer einzigen Anlage errichten zu können bzw. können mehrere Geräte parallel von einem Computer gesteuert werden. 



   Zur Vorbereitung der Bauarbeiten sind lediglich die Endarbeiten durchzuführen. Die Konstruk- tion wird dann zirka einer halben Meter ausserhalb der Aussenmauern positioniert und nachdem die erforderlichen Verbindungen zu den andern Elementen der Anlage hergestellt sind, kann mit dem Betonieren der Fundamente oder der Bodenplatte begonnen werden. Wie erwähnt, wird ohne
Schalung gearbeitet, alle Aussparungen, die planlich erfassbar sind, werden automatisch freigelas- sen für kleinere Durchbrüche (Kanal, Wasser usw.) werden, nachdem der Rechner akustisch darauf hingewiesen hat, Dämmstoffblöcke eingelegt um weiterarbeiten zu können. Es meldet der Computer auch die erforderliche Einbringung der Horizontalisolierung vor Beginn der Aufmauerungsarbeiten und lässt sich die erfolgte Isolierarbeit auch bestätigen.

   Wie ersichtlich, werden auch bei diesem
System Arbeitskräfte erforderlich sein, allerdings sind diese Beschäftigten vor allem mit der Mon- tage und Demontage sowie mit der Betreuung der Maschinen befasst und darüber hinaus erledigen sie die im vorhinein vom Computer bestellten und an der Baustelle angedruckten Hilfsdienste. Die Arbeitskräfte überwachen auch die Anlieferung der Baustoffe und deren Zwischenlagerung. 



   Der mehrschichtige Aufbau, wie oben beschrieben, ist erforderlich, um glatte Aussenflächen und gute bauphysikalische Bedingungen zu erreichen. Sollte dies nicht erforderlich sein, so können auch einschichtige Bauteile erzeugt werden. In diesem Falle wird nur mit einem Material gearbeitet   z. B.   mit dem Kernfüllstoff oder mit Beton, wenn bei dem oben beschriebenen Verfahren besondere tragende Bauteile wie Säulen oder Unterzüge ausgespart wurden, wird später, nachdem die herkömmliche Bewehrung eingebracht wurde, die Füllung eingebracht. An diesem Beispiel kann man erkennen, dass die Einführung eines derartigen Systems es gestattet, dass die beschriebenen automatisierten Arbeiten an ein und derselben Baustelle mit herkömmlichen Tätigkeiten gemischt werden können. 



   Es kann erwartet werden, dass man dem vorgeschlagenen System entgegenhalten wird, dass es arbeitsplatzfeindlich wäre, bei näherer Befassung mit dieser Problematik wird jedoch erkennbar, dass nicht einmal die unmittelbar betroffenen Maurerpartien zur Gänze entfallen, da einige Maurer mit der Maschine arbeiten und durch das erhebliche Arbeitstempo die Zahl der Hilfskräfte aber auch der beaufsichtigenden Vorarbeiter und Ingenieure im Gegensatz zu heutigen Bauweisen noch erhöht werden muss. 



   Die Elemente der Anlage können vom Autokran in die Baugrube gehoben werden und nach Fertigstellung ebenso wieder abgebaut werden. Die oben beschriebene Situierung des Rechners im Fahrzeug kann entfallen, wenn über eine Telefonleitung die Verbindung zu einem Bürocomputer hergestellt werden kann. Die weiteren Elemente der Anlage sind bekannt und müssen nicht gesondert beschrieben werden. 

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   Der Düsenkopf ist an einer um drei Achsen stufenlos verstellbaren Aufhängevorrichtung befestigt, welche es gestattet, dass die eingebrachten Baustoffe in der angemessenen Entfernung zur momentanen Maueroberkante aber auch im richtigen Winkel eingebracht werden können. 



   Neben der rationellen und massgenauen Herstellung des Objektes besteht der Vorteil des Systems darin, dass selbst an der Baustelle noch Änderungen vorgenommen werden können und dass sämtliche Bauleistungen datums- und zeitmässig ununterbrochen festgehalten werden, was die Kontrolle und Abrechnung der Baustelle wesentlich vereinfacht. 



   Der Kernfüllstoff besteht aus einer betonähnlichen Masse in teigiger Konsistenz, welcher aus Gründen der Wohnbehaglichkeit und zur Gewichtseinsparung sowie um beste bauphysikalische Bedingungen zu schaffen, eine der Tragfähigkeit der Mauer zumutbare Menge an Füllstoffen beinhaltet die von Leca, Ziegelkörner und   Dämmstoffwürfel   bis zu vorbehandelten organischen Stoffen aus dem Recycling-Angebot bestehen. 



   Die Einbringung der Bewehrung durch die oben beschriebenen Öffnungen erfolgt mittels Vorschub der in Abhängigkeit von der Düsenkopfbewegung und der Mauerdicke so berechnet wird, dass die Bewehrung in das frisch eingebrachte Material mäanderförmig eingedrückt wird. Sollte eine vollständige Überdeckung der Bewehrung in einem Arbeitsgang nicht erreichbar sein, so ist diese in der folgenden Reihe sicher gegeben und eine optimale Haftung zwischen Bewehrung und Baustoff gegeben. 



   Beschreibung der Produktionseinrichtung :
Fig. l zeigt eine stabile Stahlkonstruktion, die Mischereinrichtung und die Baustoffbehälter, die Stahlkonstruktion wird ausserhalb des Baukörpers oder des Bauabschnittes zur Aufstellung gebracht und beinhaltet den durch den Rechner gesteuerten Düsenkopf. 



   Es bilden vier Säulen, biegesteif mit vier Trägern verbunden, die   Primärkonstruktion --1--.   



  Diese Konstruktion trägt den Steuerungsmechanismus --2--, der es dem   Düsenkopf --3-- ermöglicht,   
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 --2-- istschutz, die Beleuchtung und gegebenenfalls die Beheizung. 



   Der Steuerungsmechanismus-2-- kann ähnlich einer Kranbahn in einer Halle an der Primärkonstruktion der Länge nach bewegt werden. In der Querrichtung bewegt sich die Düsenkopftragkonstruktion --5-- die an ihrem oberen Ende auch die Baustoffleitungen hält. Die Düsenkopftragkonstruktion --5-- kann den Düsenkopf auf mindestens eine Geschosshöhe heben und senken, weiters kann sie den Düsenkopf --3-- stufenlos um die lotrechte Achse drehen. 



   Fig. 2 zeigt den   Düsenkopf --3--,   der eine Reihe von Baustoffdüsen und Bewehrungsöffnungen, Düsen samt Verschluss bzw. Schneidevorrichtung beinhaltet. Seitlich vom   Düsenkopf --3-- sind   die mitgeführten Schalungsplatten --6-- aus elastischem Material angebracht, die der Mauerdicke entsprechend den Ausstoss der Baustoffe und der Armierung seitlich begrenzen Diese Platten werden bei   Innen- und Aussenecken   geschwenkt. Sie werden auch zur Begrenzung der Mauer bei Aussparungen verwendet. Die   Düsen --7-- sind unterschiedlich dick,   wobei die Düse für den Füllkern die grösste Öffnung aufweist. Es ist auch möglich, ohne gesonderte Armierungsdüsen auszukommen, wenn die Armierung über die Baustoffdüsen gleichzeitig eingebracht werden kann. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Einrichtung zur Herstellung von Bauteilen, Werkstücken, Gebäudeteilen oder Gebäuden durch eine rechnergesteuerte Maschine, bestehend aus Silos, Mischeinrichtung und Produktionskonstruktion, dadurch gekennzeichnet, dass Baustoffe und Dämmstoffe mittels eines an jeden Ort im Bearbeitungsfelde, in bekannter Weise, gesteuerten Düsenkopfes vorwiegend ohne Verwendung einer Schalung schichtenweise aufgebracht, mit der erforderlichen Bewehrung ausgestattet und zu ebenen oder gekrümmten Wänden oder Körpern zusammengefügt werden können.

Claims (1)

1. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Bewehrung Drähte und Bänder aus Baustahl oder Kuntstoff verwendet werden, die entweder über eigene Armierungsöffnun- <Desc/Clms Page number 4> gen mit Vorschub und Schneideeinrichtung oder durch die Baustoffdüsen eingebracht werden.

   3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Produktionseinrichtung, wie an sich bekannt, aus der Primärkonstruktion (1) besteht, die die Sekundärkonstruktion (2) trägt, auf der die Düsenkopftragkonstruktion (5) läuft, an der der Düsenkopf (3) so gelagert ist, dass er an jedem Punkt im Bearbeitungsfeld in jeder Höhe gebracht werden kann.

   4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einem Düsenkopf ausgestattet ist, der eine oder mehrere Düsen und Öffnungen trägt, die verstellbar in der Neigung und im Abstand zueinander befestigt sind und seitlich und frontal verstellbare, aus plastischem Material bestehende, mitgeführte Schalungsplatten trägt, die den Austritt der Baustoffe über die der Mauerdicke entsprechenden Entfernung der Platten verhindern soll.

   5. Düsenkopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Baustoffe und Bewehrungsmaterialien in dünnen Schichten aufgebracht werden, es können dabei ein oder mehrere Baustoffe oder Dämmstoffe und Bewehrungsmaterialian gleichzeitig verarbeitet werden.

   6. Baustoffe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch das gleichzeitige Einbringen von Baustoff und Bewehrung ein besonderer innerer Zusammenhalt erzielt wird und ein Auseinanderfliessen verhindert wird.