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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Bereich der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft eine Schalungsplatte, insbesondere zur Herstellung
von Beton- und Stahlbetontragwerken, welche einen plattenförmigen
Kern und eine Schalhaut mit Identifikationselementen aufweist. Außerdem
betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung derartiger
Schalungsplatten.
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2. Beschreibung der verwandten
Technik
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Schalungselemente
der oben genannten Art finden in der Bauindustrie ein weites Spektrum
unterschiedlichster Anwendungsbereiche, die sich vom herkömmlichen
Hausbau über Hoch- und Tiefbau bis hin zu speziellen Unterwasserbauten
erstrecken können. Dabei sind die Schalungselemente teils
ausgeprägten mechanischen, chemischen und umgebungsbedingten
Einflüssen wie Wind, Wasser, Eis, Hitze usw. ausgesetzt,
was hohe Anforderungen an die verwendeten Materialien stellt.
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Bei
der Vielzahl von unterschiedlichen Schalungselementen die bei einem
komplexen Bauvorhaben benötigt werden, kommt der Planung
und exakten Steuerung der benötigten Elemente eine enorme Bedeutung
zu. Speziell in der Planungsphase der Bauprojekte ist eine genaue
Bedarfsermittlung der zu verwendenden Schalungselemente ein essentieller Bestandteil
der gesamten Bauplanung. Darüber hinaus werden einige Schalungselemente
in verschiedenen Bauphasen mehrmals verwendet um den Materialaufwand
einzuschränken.
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Deshalb
ist im Bereich Logistik und Bauplanung die eindeutige Identifizierung
einer einzelnen Systemkomponente von entscheidender Bedeutung, da
es durch Fehllieferungen oder fehlerhaften Einbau der unterschiedlichen
Schalungselemente zu erheblichen Problemen führen kann,
die sich nachteilig auf Zeit- und Kostenplanung auswirken können.
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Viele
Unternehmen sind bestrebt, schon in einem sehr frühen Stadium
der Bauplanungsphase genaue Kenntnisse darüber zu erhalten,
welche Bauelemente zu welchem Zeitpunkt an welchem Platz eingebaut
werden müssen, um schon bei der Auslieferung der Schalungselemente
dementsprechend reagieren zu können. Des Weiteren ist es
im Hinblick auf den teilweise begrenzt verfügbaren Lagerplatz auf
Baustellen von Vorteil, schon bei Lagerung der Schalungselemente
ihre spätere Verwendung in den Bauphasen in die Lagerverwaltungsplanung
einfließen zu lassen.
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Ein
ebenso wichtiger Aspekt im Zusammenhang mit der Identifizierung
von Schalungselementen stellt der Diebstahlschutz dar. Hierbei kommt
die Problematik einer willentlichen Zerstörung von Erkennungsmerkmalen
zum tragen, die es Unternehmen äußerst erschwert,
Eigentumsrechte geltend zu machen, wie zum Beispiel während
eines Insolvenzverfahrens.
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Ein
weiteres häufig auftretendes Problem ist zudem, dass bei
vielen Bauprojekten oftmals Bestandsschalungselemente zusammen mit
angemieteten Schalungselementen verwendet werden. Viele Unternehmen
verfügen über ein Grundsortiment von Schalungselementen
und mieten oder leasen für spezielle Anforderung die entsprechenden
Elemente hinzu. Die eindeutige Identifizierung und der daraus ableitbare
Zustand der Schalungsteile, stellt eine große Bedeutung
für die Wirtschaftlichkeit derartiger Schalungssystemkomponenten
dar.
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Um
diesen Anforderung der Bauindustrie Rechnung zu tragen, sind im
Stand der Technik verschiedene Möglichkeiten aufgeführt,
die eine eindeutige Identifizierung ermöglichen sollen.
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Die
DE 100 55 060 A1 zeigt
einen speziellen Halter zum Befestigen eines Transponders in einem Durchgangsloch
einer Schaltafel, was als Schwächung der Schalungselementstruktur
anzusehen ist. Des Weiteren ist ein derartiger Halter leicht manuell zu
entfernen, bietet somit kaum die erforderliche Identifikationssicherheit
und ist durch seinen komplexen Aufbau störanfällig
und kostenintensiv.
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Die
DE 200 05 975 U1 zeigt
ebenfalls Schaltafel, Schalungsträger und Stützen
die durch äußeres Anbringen von Transponder eine
Identifizierung ermöglichen sollen. Als nachteilig anzusehen
ist hierbei, dass die Transponder ebenfalls manuell entfernbar sind,
durch unsachgemäße Verwendung, oder mutwillige
Zerstörung in Ihrer Funktionsweise gänzlich unbrauchbar
gemacht werden können. Die sehr eingeschränkte
Auslesbarkeit der Transponder durch die abschirmende Wirkung des
Metalls ist ebenfalls als nachteilig zu betrachten, da eine hohe
Auslesbarkeitssicherheit nicht oder kaum erreicht werden kann. Die
hier beschriebenen Transponder müssen in kostenintensiven
Prozessen mit den Schalungselementen verbunden werden, was einen
großen Nachteil darstellt.
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An
eine Schalungsplatte, werden hinsichtlich ihrer statischen Beanspruchung
hohe Anforderungen gestellt, ebenso sollten die Schalungsplatten
darüber hinaus gut nagelbar und schraubbar sein, um beispielsweise
verschiedene Hilfsteile wie Aussparrungen für Türen
oder Fenster an die Schalungsplatte befestigen zu können.
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Die
in
EP 1 426 525 A1 beschriebenen
Schalungsplatten weisen einen plattenförmigen Kern, eine vordere
und hintere Seitenfläche sowie eine Schicht aus holzmehlgefülltem
Polypropylen (HMPP) auf, die bedruckt ist, oder mit einer aufkaschierten
bedruckten Schicht, insbesondere mit einem bedruckten Polyolefinfilm,
versehen ist. Diese lassen sich mit Informationen bezüglich
Hersteller, Herstellungsdatum, usw. oder sonstigen Hinweisen versehen,
sowie mit einem speziellen Design bedrucken, die den Widererkennungswert
erhöhen.
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Die
EP 1 273 738 A2 beschreibt
ebenfalls ein Schalungselement, dass einen plattenförmigen
Träger aufweist, der auf mindestens einer Seite mit einer Folie überdeckt
ist. Diese kann ebenfalls bedruckt oder beklebt werden und somit
eine Identifikation derartiger Schalungselemente ermöglicht.
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Auch
hierbei lassen sich die Komponenten vielfältig bedrucken,
bekleben, verplomben, markieren, usw. sodass eine sichtbare Identifikation
möglich ist. Um den hohen mechanischen, chemischen oder Witterungsbedingten
Anforderungen solcher Identifikationsmittel gerecht zu werden, werde
auch Schilder verschiedenster Materialien befestigt, wie z. B. genietet,
geklebt, geschraubt, usw.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, unter Berücksichtigung
der oben genannten Anforderungen und Nachteile Schalungsplatten
und Schalungsträger zu schaffen, die auf einfache und kostengünstige
Art und Weise hinsichtlich ihrer Identifikationsfähigkeit
verbessert wird.
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Lösung der Aufgabe
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Schalungsplatte
entsprechend der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf vorteilhafte
Ausführungsbeispiele sowie vorteilhafte Ausführungsformen
der Erfindung.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Identifikation
von Schalungsplatten dadurch zu verbessern, dass die dazu notwendigen Identifikationselemente
derart ausgestaltet sind, dass die Möglichkeit eines mutwilligen,
oder durch alltägliche Arbeit hervorgerufenes Entfernen oder Beschädigen
der Identifikationselementen, auf ein Minimum reduziert wird.
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Des
Weiteren ist es dabei vorteilhaft, dass durch die nicht visuelle
Detektierbarkeit der Identifikationselemente einem absichtlichen
Entfernen vorgebeugt werden kann. Dabei sollten den Eigenschaften
der Schalungsplatte hinsichtlich Modularität, Lebensdauer,
Instandhaltung und den erforderlichen Leistungsdaten in ausreichender
Art und Weise Rechnung getragen werden.
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Weitere
Vorteile ergeben sich durch den hohen Vorfertigungsgrad der erfindungsgemäßen Schalhaut,
sowie durch die hohe Redundanz an Identifkationseinheiten was zusätzlich
zu einer niedrigen Auslesefehlerrate führt. Vorteile ergeben
sich ebenfalls aus der Speicherung relevanter Daten auf den Identifikationselementen,
da somit Kosten im IT Bereich für aufwendige Datenbankabfragen
oder Datenabgleiche verteilter IT-Systeme reduziert werden können.
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Hierzu
ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass durch
minimal invasive Änderungen in den Produktionsabläufen
bei der Herstellung von Schalungsplatten oder Schalungsträger,
Identifikationselemente in die Schalungsplatte oder Träger
in der Art eingebracht werden, sodass eine eindeutige Identifizierung
der Schalungselemente ermöglicht wird.
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Um
die Schalungsplatte, die zur Herstellung von Beton- und Stahlbetontragwerken
verwendet wird, mit den nötigen Eigenschaften zur Lösung
der beschriebenen Problematik auszugestalten, wird eine erste Schicht
als plattenförmiger Kern ausgebildet. Diese Basisplatte
weißt eine vordere und eine hintere Oberfläche
auf, wobei zumindest eine zweite Schicht an zumindest einer der
Oberflächen des plattenförmigen Kerns angebracht
ist. An oder in dieser zweiten Schicht wird zumindest ein Identifikationselement
angebracht.
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Vorteilhafterweise,
wird die zweite Schicht als Folie ausgebildet um die Handhabung
im Produktionsprozess zu erleichtern und die Prozessschritte effizienter
gestalten zu können. Bevorzugt ist es, dass die zweite
Schicht als flexible Folie ausgebildet ist.
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Besonders
bevorzugt wird hierbei, dass das zumindest eine Identifikationselement
auf die flexible Folie aufgedruckt ist. Als weiteren Vorteil hat
sich gezeigt, dass das Identifikationselement eine Elektronik aus
leitenden, halbleitenden und/oder nicht leitenden Polymeren aufweist.
Diese Identifikationselemente basieren somit auf Polymerelektronik
oder auch auf organischer Elektronik. Hierzu hat sich als vorteilhaft herausgestellt,
dass die Elektronik der Identifikationselemente aus zumindest einer
Antenne besteht und einen elektronischen Schaltkreis mit einer Speichereinheit
aufweist. Dadurch werden elektronische Schaltkreis auf Basis von
organischen oder anorganischen Feldeffekttransistoren vorteilhaft
realisiert.
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Ein
Rolle-zu-Rolle Druckprozess, der das Identifikationselement auf
die Folie aufbringt ist als besonders bevorzugt anzusehen. Durch
die Verwendung des Rolle-zu-Rolle Druckprozesses wird ein kontinuierliches
Druckverfahren ermöglicht, was durch den hohen Durchsatz
und die hohen Volumina zu sehr preisgünstige Elektronikkomponenten
führt. Aufgrund der kostengünstigen Druckprozesses,
haben sich berührungslos beschreibbar und/oder auslesbare
Identifikationselemente als vorteilhafte Bauelemente dieses Fertigungsprozesses
herausgestellt.
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Eine
vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen
Schalungsplatte besteht dann, dass die Schalungsplatte als Steg
ausgebildet ist und eine erste Schicht, die als plattenförmiger
Kern ausgebildet ist und eine vordere und eine hintere Oberfläche aufweist
und zumindest eine zweite Schicht, die an zumindest einer der Oberflächen
des plattenförmigen Kerns angebracht ist. Diese Schalungsplatte
weist vorteilhafter Weise auf der zweiten Schicht zumindest ein
Identifikationselement auf. Hierbei wird der durch die als Steg
ausgebildete Schalungsplatte von einem Ober- und/oder Untergurt
eingefasst.
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Aufgrund
des breit definierten Anforderungsprofils an eine Schalungsplatte,
kommt dem berührungslos beschreib- und/oder auslesbaren
elektronischen Identifikationselement, im Weiteren auch Transponder,
Tranceiver oder Tag genannt, eine entscheidende Rolle zu. Nicht
nur das dieses Identifikationselement den Umgebungsbedingungen im
Alltag auf einer Baustelle trotzen muss, es muss auch so konzipiert
sein, dass es schon die im Produktionsprozess der Schalungsplatte
auftretenden Einflüsse unbeschadet übersteht.
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Die
elektronischen Bereiche wie beispielsweise einen analogen Schaltkreis
zum Empfangen und Senden, einen digitalen Schaltkreis, einen permanenten
Speicher, einen eventuell vorhandenen Energiespeicher, sowie eine
Antenne vor äußeren mechanischen, thermischen
oder auch chemischen Einflüssen schützen und für
einen fehlerfreien Betrieb des Identifikationselementes in allen
Verwendungsbereichen sicherstellen.
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Hinsichtlich
der Verwendungsarten oder auch Einsatzbereichen der Tags, sind zwei
unterschiedliche Datenübertragungs-Technologien vorteilhaft,
die sich grundsätzlich durch die unterschiedlichen Datensignalübertragungstechniken
unterscheiden. Hierbei wird einerseits ein sogenanntes „backscatter”-Verfahren
verwendet, das ein von einem Lesegerät ausgesendete Funk-
oder Radiosignal reflektiert, oder durch Feldschwächung
im kontaktfreien Kurzschluss Informationen auf das entsprechende Signal,
bzw. Feld aufmoduliert. Die hierzu verwendete Kommunikationseinheit
wird auch als Transponder bezeichnet. Andererseits wird eine Kommunikationseinheit,
die auch als Transceiver bezeichnet wird, verwendet, wobei deren
Datenübertragung auf einem vom Transceiver ausgesendeten
Signal beruht.
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Die
unterschiedlichen Tags lassen sich auch durch ihre internen Energieversorgungselementen innerhalb
der Tags differenzieren. Als ein weiteres besonders bevorzugtes
Ausführungsbeispiel, kann das mindestens eine berührungslos
beschreib- und/oder auslesbare elektronische Identifikationselement
auf einer passiven Funkdatenübertragungstechnologie basieren,
die keine interne Energieversorgung aufweisen muss. Der Vorteil
hierbei besteht darin, dass die passiven Tags ihre Energie zur Versorgung
des Mikrochips aus empfangenen Funkwellen generieren.
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Des
Weiteren kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass das zumindest
eine berührungslos beschreib- und/oder auslesbare elektronische
Identifikationselement auf einer aktiven, oder auch semiaktiven
Funkdatenübertragungstechnologie basieren kann, welche
eine interne Energieversorgung aufweisen kann. Diese Tags können
gattungsgemäß mit Batterien ausgestatten werden,
die für die Energieversorgung des Mikrochips verantwortlich
sind, aber auch für die Energieübertragung bei
Transceiver verwendet werden und die eine deutlich höhere
Reichweite zum Beschreiben und/oder Auslesen der Tag-Daten ermöglichen
können als passive Tags.
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Vor
diesem Hintergrund ist es gemäß einer bevorzugten
Zielrichtung der vorliegenden Erfindung auch vorgesehen, dass der
Tag auf einer Funkdaten-Technologie basieren kann, die bei niedrigen
Frequenzen von 30 Hz bis 1 MHz arbeiten kann. Hierbei ist es besonders
bevorzugt, dass die Frequenz im Bereich von 120 kHz bis 133 kHz
liegen kann. Ganz besonders bevorzugt ist in diesem Frequenzbereich die
Frequenz 125 kHz oder 131 kHz und dass das elektromagnetische Energiefeld
welches zum beschreiben und auslesen der Tag-Daten benötigt
wird, einen magnetischen Anteil von wenigsten 60% aufweisen kann.
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Eine
weitere Zielrichtung der Erfindung ist es, dass der Tag auf einer
Technologie basieren kann, die bei hohen Frequenzen im Bereich von
3 MHz bis 30 MHz arbeiten kann. Im Bereich der hohen Frequenzen
ist hierbei meist eine Frequenz günstig, die bei 4,91 MHz
oder 13,56 MHz liegen kann. In diesem Fall ist es insbesondere im
Sinne der Erfindung bevorzugt, dass das elektromagnetische Energiefeld einen
magnetischen Anteil von nicht mehr als 45% aufweisen kann. Hinsichtlich
einer weiteren Zielrichtung der Erfindung ist die Verwendung einer
Funkdatenübertragungstechnologie, welche in einem Bereich
mit sehr hohen Frequenzen von 400 MHz bis 6 GHz arbeiten kann. Als
besonders bevorzugte Frequenzen haben sich die Frequenzen 433 MHz,
868 MHz, 915 MHz, 950 MHz, 2,45 GHz, oder 5,8 GHz erwiesen. Weiterhin
ist es insbesondere bevorzugt, dass das Energiefeld bei Frequenzen
im Bereich von 400 MHz bis 6 GHz einen magnetischen Anteil von nicht
mehr als 20% aufweisen kann.
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Des
Weiteren sind Ausleseraten von 300 bis 9600 Baud günstig,
besonders bevorzugt können 1200 Baud sein. In Hinblick
auf eine Funkdatenübertragungstechnologie die mit hohen,
oder sehr hohen Frequenzen arbeitet, können Lesevorgänge
im Bereich von 150 bis 200 Lesevorgänge pro Sekunde besonders
günstig sein, wohingegen bei niedrigen Frequenzen unterhalb
von 3 MHz, die Anzahl der Lesevorgänge im Bereich von 5
bis 20 Lesevorgänge pro Sekunde besonders bevorzugt werden.
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Ferner
stellt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Schalungsplatte
bereit. Die erfindungsgemäßen Verfahren ermöglichen
ein wirtschaftliches Herstellen eines neuartigen Schalungselements
unterschiedlicher Bauart, dass ein erheblich verbessertes Identifikationsverhalten
aufweißt und dass sich zusätzlich durch geringe Änderungen
im industriellen Herstellungsverfahren auszeichnet. Hierbei werden
durch den hohen Vorfertigungsgrad der Identifikationselemente nur
ein paar wenige zusätzliche Prozessschritte benötigt.
Gleichzeitig besitz das Schalungselement weiterhin eine einfache
Konstruktion, sodass eine bekannte, gattungsgemäße
Schalungsplatte ohne weiteres im Sinne der Erfindung modifiziert
werden kann. Hierbei kann die Schalungsplatte als Teil eines Schalungsträgers
ausgebildet sein.
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Da
die erfindungsgemäßen Verbesserungen des Standes
der Technik mit einfachen, kostengünstigen Vorrichtungen
und Verfahren realisiert werden können, ergeben sich überraschende
Vorteile hinsichtlich Kosten, Effizienz und Nachhaltigkeit, da die erfindungsgemäßen
Ausführungsformen auch nachträgliche Modifizierungen
bereits produzierter Schalungselemente ermöglichen. Somit
kann eine komplette und durchgängige Identifikations- und
Logistikkette von bereits im Umlauf befindlichen Schalungselementen
bis hin zu neu produzierten Schalungselementen, sowie deren Komponenten
gewährleistet werden.
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Weitere
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen
Beschreibung und den beigefügten schematischen Zeichnungen,
in denen bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Schalungselementes detailliert beschrieben sind. Diese Ausführungsbeispiele
sind jedoch nicht dazu gedacht, die Erfindung in irgendeiner Weise
zu beschränken und haben beispielhaften Charakter. Die
oben genannten Merkmale können in jeglicher Weise, teilweise
oder als ganzes kombiniert werde.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
einen Teilschnitt einer Schalungsplatte der ersten Ausführungsform;
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2 zeigt
einen Teilschnitt einer Schalungsplatte der zweiten Ausführungsform;
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3 zeigt
eine perspektivische Explosionsansicht der ersten Ausführungsform;
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4 zeigt
eine perspektivische Explosionsansicht der zweiten Ausführungsform;
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5 zeigt
Verfahrensschritte zur Herstellung der erfindungsgemäßen
Schalungsplatte;
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6 zeigt
eine Seitenansicht eines Schalungsträgers mit einem Vollwandsteg
der dritten Ausführungsform;
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7 zeigt
eine Seitenansicht eines Schalungsträgers mit einem Fachwerksteg
der dritten Ausführungsform;
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8 zeigt
eine Schnittansicht der dritten Ausführungsform eines in 6 gezeigten
Schalungsträgers entlang der Linie A-A';
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9 zeigt
eine weitere Schnittansicht der dritten Ausführungsform
eines in 6 gezeigten Schalungsträgers
entlang der Linie A-A';
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Bevorzugte
Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Schalungsträgers werden nachfolgend ausführlich
unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
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Die
in 1 gezeigte Schalungsplatte 100 besteht
aus einer ersten Schicht, wie beispielsweise einem plattenförmigen
Kern 60 das mit einer zweiten Schicht bzw. einer Beschichtung,
oder einer Folie 170 bedeckt ist. Die Folie 170 dient
hierbei als Grundlagenschicht für die Identifikationselemente 10, 50 und
kann nicht leitende Eigenschaften aufweisen. Die Identifikationselemente 10, 50 werden
in einem Druckprozess auf die Folie aufgedruckt und somit stoffschlüssig
verbunden. Um die dadurch entstandenen Zwischenräume auszugleichen,
wird ein Füllmaterial 70 auf die Folie aufgebracht,
die für zusätzliche Stabilität und zum
Schutz gegen äußere Einflüsse dient.
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Durch
verschiedene Druckverfahren wie das Flexodruck-, das Offsetdruck-,
das Gravurdruck-, oder das Rotationssiebdruckverfahren können
die aufgedruckten Identifikationselemente auch eine kraftschlüssige
Verbindung mit dem entsprechenden Basismaterial 170 eingehen.
Die hierzu verwendeten Materialien sind vorzugsweise lösliche
Polymere, die durch Lösungsmittel als elektronische Tinte
in den Druckprozessen verwendet werden können.
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Als
zusätzliche Schutzschicht kann eine weitere Schicht 40 aufgebracht
werden, die blickdicht, mit Firmenlogos oder anderen Informationen
bedruckt werden. Des Weiteren sind gedruckte polymere Strukturen
vorteilhaft, die durch ihre spezielle Anordnung unterschiedliche
Sensoren realisieren können. Sensoren wie beispielsweise
Temperatur-, Dehnungs-, Druck-, oder Feuchtigkeitssensoren können den
aktuellen Zustand der Schalhaut erfassen und eventuell entstandene
Schwachstellen oder Alterungsvorgänge detektieren, speichern
und an entsprechende Lesegeräte übermitteln.
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Der
plattenförmige Kern kann aus unterschiedlichen Materialien
bestehen. Es haben sich einige Materialien als besonders robust
und widerstandsfähig erwiesen, die den hohen Anforderungen an
die Tragfähigkeit und dem Elastizitäts-Modul (Maß für
die Steifigkeit) gerecht werden. Hierbei handelt es sich üblicherweise
um Holz, bzw. Holzverbundwerkstoffe, die durch Verpressen von unterschiedlich
großen Holzteilen wie Bretter, Stäbe, Furnier,
Furnierstreifen, Späne und Fasern mit Klebstoff oder Bindemitteln
hergestellt werden können. Die unterschiedlichen Holzbestandteile
können in ihren Abmessungen und Stärke, sowie
hinsichtlich ihrer Lage zueinander beliebig sein. Handelsübliche
Platten sind beispielsweise OSB-Spanplatten, Funiersperrholz-, Multiplex-,
MDF-, HDF-Platten, aber auch mehrschichtige Massivholzplatten. Auch
die Verwendung von anderen Naturwerkstoffen, wie Hanf, Flachs oder Bambus
ist hierbei denkbar.
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Des
Weiteren kann der plattenförmigen Kern 60 aus
einer aufgeschäumten, wabenförmigen oder Vollkunststoffplatte
gefertigt sein. Es sind hierbei auch unterschiedliche Verbundmaterialien
wie beispielsweise Faserverbundmaterialien oder Metall, bzw. Metallverbundmaterialien
denkbar, die eine Platte mit ausreichenden Eigenschaften hinsichtlich Festig-
und Steifigkeit versehen kann.
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Bei
dem Identifikationselement handelt es sich hierbei um einen sogenannten
Transponder 10 oder Transceiver 50, der auf einer
passiven Funkdatenübertragungstechnologie basiert. Hierbei
handelt es sich primär um eine sogenannte Radiofrequenz-Identifikationstechnologie
(RFID). In einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel, besteht
der RFID-Transponder hauptsächlich aus einem permanenten
Speicher, einem digitalen Schaltkreis, einem analogen Schaltkreis
zum Empfangen und Senden, einer, oder mehrerer unterschiedlicher
Antennen, einem Energiespeicher, sowie einem Träger und
Gehäuse. Neben der RFID Technologie können auch andere
Funknetzstandards wie beispielsweise WiFi, ZigBee, Bluetooth oder
RuBee verwendet werden.
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Um
Interferenzen zwischen den Identifikationselementen weitestgehend
auszuschließen, sollte der Abstand zwischen den Tags ein
Mindestmass von 10 mm nicht unterschreiten. Weiterhin sind Tags vorteilhaft,
die auf Basis verschiedener Frequenzen arbeiten können.
Diese Tags sind mit zwei oder mehreren Antennen ausgestattet, die
es ihnen erlauben auf mehreren unterschiedlichen Frequenzen Daten zu
empfangen und/oder zu senden.
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In
das Identifikationselement 10 wird durch ein elektromagnetisches
Wechselfeld ein Strom in die Antenne induziert, der in der Lage
ist einen Mikrochip zu aktivieren, sodass er Befehle von einem Lesegerät
empfangen kann und eine Antwort in das vom einem Reader gesendete
elektromagnetische Feld zu modulieren. Diese Antwort kann Daten
beinhalten, die in dem entsprechenden Speicher abgelegt wurden.
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Ein
großer Vorteil besteht dann, dass diese Daten hinsichtlich
des erfindungsgemäßen Schalungselementes verschiedene
Informationen beinhalten können, wie zum Beispiel die Speicherung
von Typenbezeichnung, Hersteller und Herstellungsdatum, Gewicht,
Material sowie Käufer, bzw. Entleiherkennnummern usw. Ebenfalls
von Bedeutung können Informationen zum Bauprojekt sein,
wie beispielsweise Angaben über die Baustelle oder den
exakten Einbauort in einem komplexen Schalungssystems.
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Hinsichtlich
der gespeicherten Daten der erfindungsgemäßen
Schalungselemente ist es sehr vorteilhaft, diese Daten in vernetzten,
verteilten Systemen zu speichern und zu sichern. Durch eine komplexe
verteilte Datenbank- und Systemstruktur werden Datenverluste vermieden
und ein weltweiter Zugriff auf die Daten sichergestellt, sodass
ein durchgängiger und lückenloser Lebenszyklus
eines erfindungsgemäßen Schalungselementes abgebildet werden
kann. Somit kann zu jeder Zeit ein exakter, übergreifender
und automatischer Datenabgleich ermöglicht werden.
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Da
die verwendeten passiven Transponder keine interne Energieversorgung
aufweisen, können Sie auch relativ kostengünstig
hergestellt werden. Hinsichtlich der Einbringung in das erfindungsgemäße
Schalungselement können verschiedene Bauformen des Identifikationselementes
gewählt werden. Wie in 1 schematisch
gezeigt, kann das Identifikationselement eine Höhe von
mehreren hundert Mikrometer bis mehreren Millimeter aufweisen, sowie auch
die Fläche von einigen Quadratmillimeter bis hin zu einigen
Quadratzentimeter variiert. Des Weiteren können die verwendeten
Transponder aus Materialen hergestellt werden die eine Unempfindlichkeit gegenüber
mechanischen oder chemischen Einflüssen vor allem während
des Herstellungsprozesses des erfindungsgemäßen
Schalungselementes aufweisen.
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Hierzu
kann auch organische Elektronik verwendet werden, die hinsichtlich
des Recycling vorteilhaft sind. Diese organischen Schaltungen bestehen aus
leitfähigen Polymeren oder kleineren organischen Verbindungen,
wobei diese elektronischen Polymere aus konjugierte Polymerhauptketten
bestehen.
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Die
Verwendung von mehr als einem Tag stellt einen enormen Vorteil dar,
da sich durch eine höhere Anzahl von Tags auch die benötigte
höhere Redundanz hinsichtlich der gewünschten
Identifikationssicherheit realisieren lässt. Die redundanten Tags,
werden deshalb benötigt, da bei Schalungsarbeiten immer
wieder Aussparrungs- oder Schalteile an das Schalungselement Mittels
Schrauben oder Nagel angebracht werden, die unter Umständen
einen Tag unbrauchbar machen können. Deshalb steigt die
Identifikationssicherheit mit der Anzahl der verwendeten Tags.
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Der
in der 1 gezeigten Transceiver 50 basiert auf
einer anderen Funkdatenübertragungstechnologie, als der
passive Transponder 10. Hierbei handelt es sich um einen
Datensignal sendenden Transceiver 50, der Teil des Datenübertragungssystems
RuBee ist, welches ein Datenprotokoll darstellt, dass es ermöglicht,
die speziellen Tags durch eine bi-direktionale, on-demand, peer-to-peer
Netzwerkstruktur zu vernetzen. Das System besteht hauptsächlich
aus speziellen Tags (Transceiver 50) die unterhalb einer
Frequenz von 1 MHz arbeiten und beispielsweise eine integrierte
Schaltung, einen Schwingkreis (Quarz), eine interne Energieversorgung
wie beispielsweise eine Lithium-, bzw. Alkalibatterie und einer
Datenspeichereinheit aufweisen.
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Diese
Identifikationselemente werden in aktive und semi-aktive Tags 50 unterteilt
und verfügen über verschieden lange Betriebszeiten,
wobei aktive Elemente aufgrund ihrer dauerhaften Aktivität
nur eine geringe Lebensdauer aufweisen. Hingegen bei semi-aktiven
Tags werden diese in einen Schlaf-Modus versetzt und senden Daten
nur dann, falls sie über ein Wecksignal aktiviert werden,
was wiederum lange Betriebszeiten zulässt.
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Die
obere Beschichtung 40 weist spezielle Eigenschaften hinsichtlich
mechanischer oder chemischer Resistenz gegenüber Einwirkungen
von Außen auf. Da sowohl die obere Beschichtung 40,
als auch die untere Beschichtung 40 direkten Kontakt mit Beton
haben kann, sollten sie leicht zu reinigen sein. Um die Kratz- und
Abriebfestigkeit sowie allgemein die Widerstandsfähigkeit
weiter zu erhöhen, könnte die Beschichtung beispielsweise
eine Nanotubestruktur aufweisen und um die Reinigungsfähigkeit der
Beschichtung zu Verbessern, kann eine Nanobeschichtung aufgebracht
werden, die den sogenannten Lotuseffekt künstlich herstellen
kann.
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Die
Folie 170 und/oder die Beschichtung 40 können
aus Polyester, Polyethylenterephthalat, Polypropylen, Polyethylen,
Polyvinylchlorid oder auf einer Phenolharzbeschichtung bestehen,
die während des Herstellungsprozesses aufkaschiert, aufgeklebt,
aufgewalzt usw. wird.
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Um
die Verbindung zwischen der Folie 170 und der Beschichtung 40,
sowie mit dem plattenförmigen Kern zu verbessern, sind
Ausnehmungen 240 in der Folie 170 vorgesehen die
durch die Beschichtung 40 beim Herstellungsprozess aufgefüllt
werden. Somit wird eine stoffschlüssige Verbindung hergestellt
die ein Ablösen der Beschichtung vermeiden kann.
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Die 3 und 4 zeigen
perspektivische Explosionsansicht einer Rahmenschalung, die ein Rahmenelement 200 zeigt,
in der der plattenförmige Kern 60 eingebracht
oder befestigt wird. Dieser wird dann mit der Folie 170,
auf der die Identifikationselemente 10 oder 50 aufgedruckt
sind, beauftragt.
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5 zeigt
eine Vorrichtung die die Verfahrensschritte zur Herstellung der
erfindungsgemäßen Schalungsplatte ausüben
können. Eine Komponentenbereitstellungseinheit 500,
nimmt den zuvor bereitgestellten plattenförmigen Kern 60 auf
und positioniert ihn auf einer Beförderungseinheit 440,
die als Produktionsstrasse oder als Förderbandsystem ausgebildet
sein kann. Eine weitere Bereitstellungseinheit 550 bringt
die zweite Schicht, die in ihrer flächigen Ersteckung als
Folie ausgebildet sein kann auf den plattenförmigen Kern 60 auf.
Auf der Folie 170 sind bereits vorgefertigt, Polymerelektronik
Tags aufgedruckt und können somit direkt auf den plattenförmigen
Kern aufgebracht werden.
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Die
Bereitstellungseinrichtung 600 bringt eine weitere Schicht,
die als Schutzschicht oder als Beschichtung ausgebildet sein kann
auf, oder kann durch entsprechende Verfahren die Oberfläche
bedrucken oder mit Farbe besprühen. Eine weitere Aufgabe
der Einrichtung 600 kann es sein, eine kraft- und/oder
stoffschlüssige Verbindung zwischen der ersten und der
zweiten aufgebrachten Schicht herzustellen.
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Ein
zusätzlicher Prozessschritt ist im Falle einer Bereitstellung
eines entsprechenden Rahmenelementes 200, dass wie in den 6 bis 9 auch als
Schalungsträger ausgebildet sein kann, vorteilhaft. Hierbei übernimmt
das Rahmenelement 200 die Aufgabe eines Obergurtes 410,
bzw. eines Untergurtes 420. Wie in 5 gezeigt,
ist die Bereitstellung eines Rahmenelementes das als Schalungsplattenträger
ausgebildet ist sinnvoll, da dadurch der gewöhnliche Prozessablauf,
wie er aus dem Stand der Technik begannt ist, nur geringfügig
verändert wird. Der hier gezeigte Prozessablauf zeichnet
sich dadurch aus, dass durch den Vorfertigungsgrad der Folie 170 mit
bereits aufgedruckten Identifikationselementen keine, oder eine
nur sehr kleine Prozessänderung notwendig ist.
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Deshalb
entsteht ein überraschend großer Kostenvorteil
in Bezug auf Durchlaufzeit, Maschinenänderungsaufwand oder
Produktionsstraßenänderung. Die Kombination aus äußerst
kostengünstigen Identifikationselementen auf Basis der
Polymerelektronik und der minimal invasiven Änderungen
im Produktionsprozess derartiger Schalungselemente, führt
zu einem entscheidenden industriellen Wettbewerbsvorteil.
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Die 6 und 7 zeigen
eine erfindungsgemäße Schalungsplatte 60 die
als Vollwandsteg 450 oder als Fachwerksteg 460 ausgebildet
sein kann. Die Schalungsplatte 60 wird weiterhin von einem
Obergurt 410 und einem Untergurt 420 an dessen
Ober- und Unterseite eingefasst. Des Weiteren zeigen die 8 und 9 eine
Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Schalungsträgers,
die eine Schalungsplatte 60 als Steggrundkörper
verwenden und ebenfalls eine Folie 170 mit integrierten
Identifikationselementen 10, 50 aufweisen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 10055060
A1 [0009]
- - DE 20005975 U1 [0010]
- - EP 1426525 A1 [0012]
- - EP 1273738 A2 [0013]