DE102011114126A1

DE102011114126A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Formkörpers mit Lichtleitern sowie Formkörper aus einer härtbaren oder aushärtenden gießfähigen Masse

Info

Publication number: DE102011114126A1
Application number: DE102011114126A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-09-23
Filing date: 2011-09-23
Publication date: 2013-03-28
Also published as: DE202011110213U1

Abstract

Bei einem Verfahren Herstellen eines Formkörpers (3) mit Lichtleitern (2) wird/werden eine Anzahl von Schalungselementen (10, 11, 12, 13, 14) und/oder eine Gussschalung mit zumindest einer Fixiereinrichtung (15) versehen, wird zumindest ein Lichtleiter (2) an der Fixiereinrichtung (15) in dem zumindest einen Schalungselement (10, 11, 12, 13) und/oder der Gussschalung fixiert, werden die Schalungselemente (10, 11, 12, 13, 14) aneinandergefügt und/oder miteinander verbunden und wird eine fließ- oder gießfähige erhärtende oder härtbare Masse (4) in die Gussform (18) aus den zusammengefügten Schalungselementen (10, 11, 12, 13, 14) oder die Gussschalung gegossen und wird nach dem Härten oder Aushärten des Formkörpers (3) dieser ausgeschalt oder entformt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Formkörpers mit Lichtleitern, eine Vorrichtung zum Herstellen eines lichtleiterumfassenden Formkörpers sowie einen Formkörper aus einer härtbaren oder aushärtenden gieß- oder fließfähigen Masse, umfassend Lichtleiter.
Formkörper aus einer härtbaren oder aushärtenden gießfähigen Masse, die Lichtleiter umfassen, sind im Stand der Technik bekannt. Beispielsweise offenbart die DE 100 53 255 A1 einen leuchtenden Freiformkörper, insbesondere in Form von Säulen oder Stelen, für Anwendungen im Bauwesen oder als Designobjekt. Es sind faser- bzw. texilverstärkte Kunststoffverbunde als Strukturkomponenten vorgesehen. Die Fasern und Fäden werden in eine lichtdurchlässige Kunststoffmatrix eingebettet. Beispielsweise können die Fasern Glasfasern sein. Als lichtdurchlässiges Matrixsystem sind Epoxy- und Acrylharze genannt. Die Faseranordnung erfolgt mittels Fertigungsverfahren aus der Faserverbundtechnik, der Textiltechnik oder durch ein anderes Faserablegeverfahren, wodurch die Fasern in die Matrix eingebracht oder auf der Oberfläche appliziert werden.
Aus der WO 2006/024285 A2 ist ein Beleuchtungssystem für Wand, Decken oder Böden bekannt, bei dem zumindest ein punktförmiger Lichtaustrittskörper, der über eine Lichtleitfaser mit einer Lichtquelle verbunden ist, im montierten Zustand gegenüber der Oberfläche der Wand bzw. Decke bzw. des Bodens zurückgesetzt positioniert wird. Ferner wird der Lichtaustrittskörper von einem lichtdurchlässigen Schutzkörper überdeckt.
Die DE 20 2011 004 546 U1 offenbart lichtdurchlässige Betonelemente. Diese weisen lichtdurchlässige Fasern auf, die in dem Betonelement so angeordnet sind, dass Licht über die Fasern von einer Seite des Betonelements auf eine andere Seite von diesem dringen kann. Die lichtdurchlässigen Fasern bestehen aus einem durchsichtigen oder durchscheinenden Kunststoffmaterial, sind monolithisch und weisen auf ihrer Außenseite keinerlei Beschichtung, Bedampfung oder sonstige optisch wirksame Schicht auf. Die Fasern liegen als Monofilamente vor und weisen keine Kern-Mantelstruktur auf. Es handelt sich nicht um lichtleitende Fasern im Sinne von optischen Fasern. Das lichtdurchlässige Betonelement ist als Betonplatte ausgebildet, deren Stärke im Bereich von 5 bis 50 mm liegt, mit einer Länge der lichtdurchlässigen Faser, die zumindest der Stärke der Betonplatte entspricht.
Die WO 03/097954 A1 offenbart längliche Blöcke aus Beton, die gegossen werden, wobei in Längsrichtung von diesen Lichtleiter mit eingegossen werden. Nach dem Aushärten des Betons werden die Blöcke in mehrere kurze Blöcke zersägt, wobei die Stirnflächen der lichtleitenden Fasern an den Schnittflächen zutage treten. Das auf eine Schnittfläche der gesägten Seite des Betonblocks einfallende Licht wird durch die Lichtleitfasern auf die gegenüberliegende Schnittfläche geleitet und tritt dort an den Stirnflächen der Lichtleitfasern aus.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Lichtleiter umfassenden Formkörpers sowie einen solchen zu schaffen, bei dem ein Formkörper mit einer beliebigen Formgebung erzeugt werden kann, an dessen Oberfläche an vorbestimmten bzw. gezielt ausgewählten Stellen ein Lichtaustritt ermöglicht wird, also bei der Herstellung des Formkörpers an definierten Stellen Lichtaustrittspunkte reproduzierbar genau vorgesehen werden können.
Die Aufgabe wird für ein Verfahren zum Herstellen eines Formkörpers mit Lichtleitern dadurch gelöst, dass eine Anzahl von Schalungselementen und/oder eine Gussschalung mit zumindest einer Fixiereinrichtung versehen wird/werden, zumindest ein Lichtleiter an der Fixiereinrichtung in dem zumindest einen Schalungselement und/oder der Gussschalung fixiert wird, die Schalungselemente aneinandergefügt und/oder miteinander verbunden werden und eine fließ- oder gießfähige erhärtende oder härtbare Masse in die Gussform aus den zusammengefügten Schalungselementen oder die Gussschalung gegossen wird und nach dem Härten oder Aushärten des Formkörpers dieser ausgeschalt oder entformt wird. Für eine Vorrichtung zum Herstellen eines Lichtleiter umfassenden Formkörpers wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass eine Anzahl von Schalungselementen und/oder eine Gussschalung vorgesehen sind, die zumindest eine Fixiereinrichtung zum Positionsfixieren von Lichtleitern während des Herstellvorgangs des Formkörpers aufweisen oder aufweist oder mit zumindest einer solchen versehen sind/ist. Für einen Formkörper aus einer härtbaren oder aushärtenden fließ- oder gießfähigen Masse, umfassend Lichtleiter, wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Formkörper zumindest eine Stelle auf seiner Außenseite aufweist, an der die Stirnseite eines Lichtleiterbündels an die Außenfläche des Formkörpers geführt ist, und zumindest eine zweite Stelle auf seiner Außenseite aufweist, an der die Stirnseite des jeweiligen anderen Endes eines jeweiligen Lichtleiters angeordnet ist. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Unter einem Formkörper wird hier ein geformter Körper mit einer regelmäßigen und/oder unregelmäßigen Formgebung verstanden, wobei auch Freiformen möglich sind. Unter einer Gussschalung wird eine Schalung für einen Gussvorgang verstanden, die bereits fertigmontiert bzw. ggf. einteilig ausgebildet ist, die also nicht erst durch Zusammenfügen einzelner Schalungselemente erstellt wird. Unter Schalungselementen werden einzelne Elemente verstanden, die zu einer Gussform zusammengesetzt werden können.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen eines Formkörpers mit Lichtleitern können aufgrund des Vorsehens von Schalungselementen bzw. einer Gussschalung mit Fixiereinrichtungen die Lichtleiter an den Schalungselementen bzw. der Gussschalung in ihrer Position vor dem Gussvorgang fixiert werden, so dass sie am fertig gegossenen Formkörper genau in der vorgegebenen Position angeordnet sind. Dies ist bei den Lösungen des Standes der Technik nicht möglich und auch nicht vorgesehen.
Die Fixiereinrichtungen zum Fixieren der Lichtleiter in einer vorgebbaren Position können unterschiedlichste Ausbildungen aufweisen. Als besonders vorteilhaft erweist es sich, die Fixiereinrichtungen in Form von Durchgangsöffnungen und/oder Aussparungen auszubilden. Hierdurch ist es möglich, die Lichtleiter durch diese Durchgangsöffnungen bzw. Aussparungen hindurchzuführen und somit deren Position zunächst in Bezug auf die Schalungselemente bzw. die Gussschalung zu fixieren, damit diese auch während des Gussvorgangs aufrecht erhalten werden kann und dann auch nach dem Härten oder Aushärten des Formkörpers. Soll beispielsweise ein Gebäudemodell geformt werden, können die Lichtleiter so auf der Außenseite des Formkörpers in Form des Gebäudemodells positioniert werden, dass der Eindruck von beleuchteten Fenstern entsteht. Hierbei ist es möglich, die Lichtleiter linear, beispielsweise zum Ausbilden von Fensterbändern, jedoch auch in Mustern oder beliebiger anderer Anordnung gezielt zu positionieren.
Auch das Vorsehen von Ausnehmungen als Fixiereinrichtung ist möglich, wobei die Lichtleiterenden in diesen Ausnehmungen positioniert werden. Eine noch sicherere Fixierung ist jedoch beim vollständigen Durchstecken der Lichtleiterenden durch entsprechende Durchgangsöffnungen bzw. Aussparungen in den Schalungselementen bzw. der Gussschalung möglich. Anstelle von Durchgangsöffnungen, Aussparungen bzw. Ausnehmungen können auch andere Arten von Fixiereinrichtungen vorgesehen werden, die beispielsweise schalenartig und/oder klammerartig ausgebildet sind, um hierin ein oder mehrere Lichtleiter in ihrer Position während des Gussvorgangs zu fixieren, so dass diese positionsgenau zu den gewünschten späteren Lichtaustrittsstellen des fertig geformten Formkörpers führen.
Nach dem Fixieren der Lichtleiter an den Schalungselementen werden diese aneinander gefügt bzw. miteinander verbunden, um eine vollständige Gussform zu bilden. Ist bereits eine Gussschalung vorgesehen, kann dieser Schritt entfallen, da eine Gussschalung bereits mehrere aneinander gefügte Seitenteile und zumeist auch ein Bodenelement aufweist. Nach dem vollständigen Zusammenfügen der Schalungselemente zu einer Gussform, sofern keine komplette Gussschalung vorgesehen ist, kann die fließ- oder gießfähige erhärtende bzw. härtbare oder aushärtbare Masse in diese Gussform bzw. Gussschalung eingegossen werden, wobei bei diesem Gussvorgang die Lichtleiter aufgrund ihrer Fixierung an den Schalungselementen bzw. der Gussschalung ihre Position zumindest im Bereich der Schalungselemente bzw. der Gussschalung, an der die spätere Außenseite des Formkörpers ausgebildet wird, beibehalten. Die Gussform bzw. Gussschalung dient während des Gussvorgangs dazu, zum einen die Formgebung des herzustellenden Formkörpers zu ermöglichen und andererseits, die fixierten Lichtleiter gegenüber dem von der einströmenden härtbaren Masse auf die Lichtleiter ausgeübten Druck zu stabilisieren. Als aushärtende oder härtbare Masse kann bspw. Beton oder Gips oder eine oder mehrere andere aushärtende oder härtbare Masse(n) verwendet werden.
Nach dem Aushärten der Masse kann die Gussschalung bzw. Gussform entfernt werden. Sofern die Enden der Lichtleiter nach dem Entschalen oder Entformen über die Oberfläche des geschaffenen Formkörpers weiter hinausragen als dies gewünscht ist, können diese bearbeitet, insbesondere begradigt und/oder abgeschliffen oder abgefeilt werden. Hierdurch kann eine gleichmäßige Oberfläche des Formkörpers sowie eine gewünschte Oberflächenbeschaffenheit der Lichtaustrittsfläche an den Lichtleitern geschaffen werden.
Vorteilhaft wird ein Lichtleiterbündel durch eine Durchgangsöffnung und/oder eine Durchführeinrichtung in zumindest einem Schalungselement oder einem Bodenelement der Gussschalung hindurchgeführt, insbesondere darin fixiert. Das zusammengefasste Ende des Lichtleiterbündels wird durch eines der Schalungselemente oder das Bodenelement der Gussschalung aus dem Inneren der Gussschalung bzw. Gussform hinaus geführt, um zugänglich zu sein, damit ein Lichteintrag am fertigen Formkörper dort erfolgen kann. Schalungselement oder Bodenelement der Gussschalung können entsprechend mit einer Durchgangsöffnung zum Durchführen und Positionsfixieren des Lichtleiterbündels versehen sein. Zusätzlich zu dem Vorsehen einer Durchgangsöffnung ist es möglich, eine Durchführeinrichtung in Form eines Hülsenelementes vorzusehen, durch das ein Lichtleiterbündel vollständig oder zumindest zum Teil hindurchführbar ist, was sich insbesondere dann als vorteilhaft erweist, wenn eine Lichtquelle in das Innere des herzustellenden Formkörpers eingebracht werden soll. Nach dem Entformen des Formkörpers verbleibt im Bereich der Hülse ein innerer Hohlraum bzw. eine entsprechend geformte Ausnehmung, in die eine Lichtquelle eingefügt werden kann. Es ist somit eine zentrale Lichteinspeisung auch im Inneren des hergestellten Formkörpers möglich. Ferner ist anstelle des Vorsehens eines Hülsenelements oder zusätzlich zu diesem das Anordnen einer dauerelastischen Einbettmasse oder eines Elements aus einer nachgiebigen Einbettmasse für ein Lichtleiterbündel möglich und/oder das Hülsenelement kann aus einem elastischen Material, wie einem Schaumstoff oder einem Thermoplastischen Elastomer, bestehen. Zum Durchführen von Kabeln und/oder Einfügen einer Lichtquelle kann die dauerelastische Einbettmasse mit Öffnungen und/oder Gängen versehen sein.
Selbstverständlich ist auch eine Lichteinspeisung von außerhalb des Formkörpers möglich, wobei in diesem Falle eine vollständige Abkopplung des Formkörpers von einer Lichteinspeisequelle und somit auch eine Spannungsfreiheit möglich ist.
Wird eine Lichtquelle im Inneren des hergestellten Formkörpers angeordnet, erwärmt sich diese üblicherweise, so dass es lokal zu Spannungen im Material des Formkörpers kommen kann. Wird demgegenüber die Lichteinspeisequelle außerhalb des Formkörpers angeordnet, tritt dieses Problem üblicherweise nicht mehr auf. Ist ein innerer Hohlraum bzw. eine Ausnehmung zum Einfügen einer Lichtquelle in den Formkörper vorgesehen, kann diese vorteilhaft mittels einer Verschlusseinrichtung nach außen verschlossen werden, insbesondere dichtend verschlossen werden, so dass einerseits ein Verschließen des inneren Hohlraums bzw. der Ausnehmung des Formkörpers und andererseits eine Abdichtung gegen beispielsweise eindringende Feuchtigkeit möglich ist, wobei eine in dem inneren Hohlraum oder der Ausnehmung angeordnete Lichtquelle von der Außenseite des Formkörpers nicht erkennbar ist. Eine solche Verschlusseinrichtung kann auch eine pfropfenartige Masse sein, die in dem Formkörper angeordnet wird und in die insbesondere auch die Lichtquelle sowie Kabel eingefügt werden können.
In die Gussform bzw. Gussschalung können vor dem Gussvorgang, also vor dem Einbringen der gieß- bzw. fließfähigen Masse, Objekte eingebracht werden, die bei dem späteren Formkörper auf dessen Außenseite angeordnet sind, wie beispielsweise Kieselsteine, Glassplitter etc. Hier ist es möglich an der Gussschale bzw. an den einzelnen Schalungselementen Halte- oder Fixiereinrichtungen vorzusehen, mittels derer eine Positionsfixierung auch dieser Objekte möglich ist, so dass diese nach dem Entschalen bzw. Entformen des Formkörpers an den gewünschten Stellen auf der Außenseite von diesen angeordnet sind.
Die hergestellten Formkörper können Bauelemente sein, wie Fassadenteile, Treppen, Säulen, als Geländeträger dienende Säulen, Brüstungen, Wände in Innen-/Außenbereich bzw. Wandelemente, Pfeiler, bspw. für Brücken und/oder Überdachungen von Balkonen, Terrassen, Galerien. Das Vorsehen der Lichtleiter in bzw. an den Formkörpern kann zum Beleuchten von Räumen dienen, Hinweis- oder Warncharakter haben oder lediglich dekorativen Zwecken dienen. Das Anordnen der Lichtaustrittspunkte auf der Oberfläche der Formkörper kann variabel gewählt werden, wobei bereits vor dem Gussvorgang aufgrund des Vorsehenes der Fixiereinrichtungen an den Schalungselementen bzw. der Gussschalung die letztendliche Positionierung der Lichtleiter bezüglich des später geformten Formkörpers eindeutig vorgegeben wird. Die Wahl der Positionierung der Fixiereinrichtungen ist variabel und kann zufällig oder bewusst vorgenommen werden. Beispielsweise sind neben geometrischen Formen auch Darstellungen von Namen, Ziffern oder anderen Zeichen möglich. Ebenfalls ist es möglich, Beschriftungen, wie beispielsweise für Schilder, über die gezielte Anordnung von Lichtaustrittsstellen an dem Formkörper vorzunehmen. Warnfunktion kann durch Vorsehen von linienförmig angeordneten Lichtaustrittstellen entlang von Treppenkanten oder auch an niedrigen Türstürzen vorgesehen werden.
Die Farbgebung des austretenden Lichts kann variieren, wobei diese einerseits durch die Lichtquelle bestimmt werden kann, wobei über die Fläche verteilt unterschiedlichste Farben durch die Lichtleiter weitergeleitet werden können, und andererseits auch durch die Farbgebung des Formkörpers. Hier ist eine Farbvariation auch durch unterschiedliche Einbettungsmaterialien der Lichtleiter möglich.
Eine Nachbehandlung der Oberfläche der Lichtleiterenden nach dem Ausschalen ist nicht erforderlich, kann jedoch wie vorstehend bereits erwähnt, vorgenommen werden, sofern dies gewünscht wird, bspw. auch zum Erzielen bestimmter optischer Effekte. Hierbei ist auch ein seitliches Anschleifen der Lichtleiter möglich, um einen seitlichen Lichtaustritt und somit eine Liniendarstellung zu ermöglichen.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im Folgenden ein Ausführungsbeispiel von dieser näher anhand der Zeichnungen beschrieben. Dies zeigen:
1 eine Explosionsansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Herstellen eines Lichtleiter umfassenden Formkörpers in einem ersten Verfahrensschritt,
2 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung gemäß 1 in einem zweiten Verfahrensschritt, und
3 eine perspektivische Explosionsansicht der Vorrichtung gemäß 1 im dritten Verfahrensschritt nach dem Entformen des Lichtleiter umfassenden Formkörpers.
1 zeigt eine Explosionsansicht einer Vorrichtung 1 zum Herstellen eines Formkörpers. Die Vorrichtung umfasst fünf Schalungselemente 10, 11, 12, 13, 14, von denen vier Seitenelemente, nämlich die Schalungselemente 10, 11, 12, 13, sind und eines, das Schalungselement 14, ein Bodenelement. Die vier als Seitenelemente ausgebildeten Schalungselemente 10 bis 13 sind jeweils plattenförmig und mit über ihre Fläche verteilten, sich quer zu ihrer Ebene erstreckenden Durchgangsöffnungen 15 versehen. Sie können senkrecht zur Ebene der Schalungselemente angeordnet sein oder in einem Winkel zu dieser. Einige der Durchgangsöffnungen 15 sind auf einer jeweiligen Linie nebeneinander angeordnet, teilweise gruppiert, andere sind einzeln verteilt über die Fläche der Schalungselemente 10 bis 13 angeordnet.
Durch die Durchgangsöffnungen 15 sind Lichtleiter 2 hindurchgeführt, wobei jeweils durch eine Durchgangsöffnung ein Lichtleiter mit seinem Endabschnitt 20 hindurchgeführt ist. Grundsätzlich können auch mehr als ein Lichtleiter in eine Durchgangsöffnung eingesteckt werden. Die Lichtleiter sind durch das Einfügen bzw. Hindurchstecken durch die Durchgangsöffnungen in den Schalungselementen 10 bis 13 fixiert bzw. positionsfixiert. Die Durchgangsöffnungen dienen also als Fixiereinrichtung zum Fixieren der Position der Lichtleiter bezüglich der Erstreckung der Schalungselemente.
Mit einem Endabschnitt 20 ragen die Lichtleiter 2 durch die jeweiligen Schalungselemente 10 bis 13 hindurch und über deren Außenfläche 110, 111, 112, 113 hinaus, wie 1 entnommen werden kann. Auf der gegenüberliegenden jeweiligen Innenseite 120, 121, 122, 123 der vier Schalungselemente 10 bis 13 erstrecken sich die Lichtleiter 2 in zumeist unterschiedlicher Länge, in Abhängigkeit von ihrer Positionierung an dem jeweiligen Schalungselement, und sind zu Lichtleiterbündeln 21 zusammengefasst.
Das fünfte als Bodenelement ausgebildete Schalungselement 14 ist mit einer großformatigen Durchgangsöffnung 16 versehen, in die ein zylindrisches Hülsenelement 17 eingefügt ist. Das Hülsenelement 17 kann ferner als Element aus einem Schaumstoff, einem Thermoplastischen Elastomer (TPE) oder einer anderen im Wesentlichen formstabilen Masse ausgebildet sein. Durch Vorsehen des zylindrischen Hülsenelements 17 ist es möglich, im Inneren des zu fertigenden Formkörpers einen Hohlraum auszubilden, in den beispielsweise eine Lichtquelle eingefügt werden kann. Ist anstelle eines Hülsenelements oder zusätzlich zu diesem ein Element aus Schaumstoff, einem Thermoplastischen Elastomer oder einer anderen Masse vorgesehen, verbleibt diese nach dem Gussvorgang in dem erzeugten Formkörper. Eine Lichtquelle kann in diesem Element angeordnet werden und/oder Kabel, die zur Lichtquelle führen. Grundsätzlich ist es auch möglich, ein solches Hülsenelement oder Element nicht vorzusehen, sondern lediglich die Durchgangsöffnung 16 zum Hinausführen der Lichtleiterbündel 21 aus der nach dem Zusammenfügen der einzelnen Schalungselemente geschaffenen Gussform.
In 2 ist eine perspektivische Ansicht einer solchen Gussform 18 gezeigt. Hierbei sind die vier Schalungselemente 10 bis 13, die als Seitenelemente der Gusform dienen, untereinander und mit dem fünften Schalungselement 14 als Bodenelement zusammengefügt. Um das Innere der hierbei entstehenden Gussform 18 besser darstellen zu können, ist das Schalungselement 13 in 2 transparent dargestellt. Es ist jedoch keineswegs erforderlich oder üblich, hier transparente Schalungselemente vorzusehen, vielmehr ist es unerheblich, ob die Schalungselemente transparent und/oder als undurchsichtige Elemente ausgebildet sind, außer es soll eine Sichtkontrolle des Gussfortschritts bzw. Gussvorgangs vorgenommen werden. In diesem Falle können die Schalungselemente transparent oder zumindest transluzent ausgebildet werden.
Wie aufgrund der transparenten Darstellung des Schalungselementes 13 erkennbar ist, sind die einzelnen Lichtleiterbündel 21 in das hier zentral in das Innere der Gussform hineinragende Hülsenelement eingeführt bzw. eingefügt. Es ist also eine zentrale Zusammenfügung aller Lichtleiterbündel 21 zu einem Gesamtbündel 23 durch Vorsehen des Hülsenelementes 17 oder zumindest der Durchgangsöffnung 16 möglich. Ohne das Hülsenelement 17 werden die einzelnen Lichtleiterbündel 21 bzw. das Gesamtbündel 23 durch die Durchgangsöffnung 16 hindurch auf die Außenseite der gebildeten Gussform 18 geführt. Durch das Vorsehen eines zentralen Auslasses für die Lichtleiterbündel 21 bzw. das Gesamtbündel 23 kann der nach dem Gussvorgang erzeugte Formkörper in der Nähe oder auf einer Lichtquelle oder eine solche in dem Formkörper positioniert werden, die den Eintritt von Licht in zugleich in alle Lichtleiter ermöglicht, wobei der Lichtaustritt am jeweiligen anderen Ende der Lichtleiter, also an den jeweiligen von der Lichteinspeisung entfernten Endflächen 22 der Endabschnitte 20 erfolgt (siehe 3).
In 2 sind die Schalungselemente so geformt und zueinander angeordnet, dass der Formkörper quaderförmig wird. Grundsätzlich ist jede beliebige Formgebung möglich, auch Freiformen durch Vorsehen von entsprechend geformten Schalungselementen oder sogar Schalungselementen, die beliebig verformbar sind, es also ermöglichen, dem Formkörper vor dem Aushärten eine beliebige Formgebung durch Umformen der Schalungselemente zu verleihen. In diesem Falle können die Schalungselemente auch zumindest teilweise elastisch verformbar sein zum individuellen Formgeben des Form- bzw. Freiformkörpers.
In die erstellte Gussform 18 wird, wie in 2 durch die Pfeile P1 angedeutet, gieß- bzw. fließfähige und aushärtende bzw. härtbare Masse 4, wie bspw. Beton oder Gips, eingefüllt. Bei diesem Einfüllvorgang verteilt sich die fließfähige bzw. gießfähige Masse 4 im Inneren 118 der Gussform 18. Da die Lichtleiter in den Durchgangsöffnungen 15 im Hinblick auf Ihre Position fixiert sind, verbleibt diese Position der Endabschnitte 20 der Lichtleiter 2 auch beim Gussvorgang erhalten. Die gießfähige bzw. fließfähige Masse verteilt sich somit um die Lichtleiter 2, die Lichtleiterbündel 21 bzw. das Gesamtbündel 23 herum und schließt diese in sich ein. Die Füllhöhe der Gussmasse 4 in der Gussform wird in Abhängigkeit vom herzustellenden Formkörper gewählt.
Im Bereich des zylindrischen Hülsenelementes 17 kann, je nach Menge der hier hindurchgeführten Lichtleiter, ebenfalls fließfähige bzw. gießfähige Masse hindurchtreten und sich im Inneren des Hülsenelementes 17 anlagern. Um dies zu verhindern, kann entweder das Hülsenelement im Hinblick auf seinen inneren Durchmesser auf die Anzahl an aufzunehmenden Lichtleitern angepasst oder die Konsistenz der fließfähigen Masse so gewählt werden, das diese nur schwer durch schmale Spalte hindurch tritt, somit nicht ohne weiteres an den Lichtleitern des durch das Hülsenelement hindurchgeführten Lichtbündels vorbei tritt oder es kann eine Art Deckelelement vorgesehen werden, das als Abschluss oben, also entfernt von dem Bodenelement 14, auf das Hülsenelement 17 aufgefügt wird, wobei es eine innere abdichtende Durchgangsöffnung für die Lichtleiterbündel 21 bzw. das Gesamtbündel 23 umfasst. Ein enges Umschließen der eingefügten Lichtleiterbündel 21 bzw. des Gesamtbündels 23 ist hierdurch möglich.
Ist kein zylindrisches Hülsenelement 17 vorgesehen, sondern lediglich die Durchgangsöffnung 16, können die Lichtleiterbündel 21 bzw. das Gesamtbündel 23 entsprechend durch diese hindurchgeführt werden, wobei auch hier entweder der Durchmesser der Durchgangsöffnung 16 an den Durchmesser des Gesamtbündels an Lichtleitern 2, das dort hindurchgeführt wird, angepasst wird oder werden kann oder ein Deckelelement zum Abdecken des Bereichs, der außerhalb des Gesamtbündels 23 bzw. des Durchmessers, den die Lichtleiter 2 einnehmen, liegt.
Nach dem Härten bzw. Aushärten der fließ- oder gießfähigen Masse 4 innerhalb der Gussform 18 kann der gebildete Formkörper 3 entformt bzw. ausgeschalt werden. Dies ist in 3 angedeutet. Hierbei werden die einzelnen Schalungselemente 10, 11, 12, 13, 14 voneinander getrennt und von dem gebildeten Formkörper 3 abgenommen (siehe die Pfeile P2 in 3). In der in 3 gezeigten Ausführungsvariante verbleibt dabei das zylindrische Hülsenelement 17 im Inneren des Formkörpers 3 und begrenzt darin den gebildeten Hohlraum. In den gebildeten Hohlraum hineinragende Lichtleiterenden können so wett gekürzt werden, dass der Hohlraum ausreichend groß zur Aufnahme einer Lichtquelle ist. Das Kürzen der in das Hülsenelement 17 hinein geführten Lichtleiter kann auch bereits vor dem Gussvorgang erfolgen.
Eine Lichtquelle kann entweder im Inneren des Formkörpers 3 angeordnet, insbesondere in dem zu diesem Zweck vorgesehenen bzw. geschaffenen Hohlraum, oder auf der Außenseite des Formkörpers positioniert werden, so dass der Lichteintrag in die Lichtleiter 2 von der Außenseite des Formkörpers aus erfolgt. Der Formkörper kann bspw. über eine Lichtquelle, wie eine Glühlampe, gestülpt bzw. diese in dem Hohlraum angeordnet und dadurch Licht in die Lichtleiter 2 eingetragen werden. Nach dem Durchtritt des Lichts durch die Lichtleiter 2 tritt es endseitig an den Endflächen 22, die nun in der Außenfläche 30 des Formkörpers angeordnet sind, aus. Die vorbestimmte Position der einzelnen Endflächen 22 der Lichtleiter 2 findet sich reproduzierbar genau auf der Außenfläche 30 des Formkörpers 3 wieder. Der in 3 gezeigte Formkörper kann bspw. ein Modell eines Hochhauses sein. Bei Lichtzufuhr zu den Lichtleitern bzw. dem im Inneren des Formkörpers 3 angeordneten Bündel 21 bzw. 23 erscheinen die einzelnen Endflächen 22 der Lichtleiter wie beleuchtete Fenster eines Hochhausmodells. In entsprechender Art und Weise können auch beliebige andere Gegenstände als Formkörper geschaffen werden, die jeweils auf ihrer Außenseite oder Außenfläche Lichtaustrittspunkte in Form der Endflächen 22 der Lichtleiter 2 aufweisen.
Sollen auf der Außenseite des herzustellenden Formkörpers 3 Objekte, wie Kieselsteine, Glassplitter etc. angeordnet werden, können diese auf den Innenseiten 120, 121, 122, 123 der Schalungselemente 10, 11, 12, 13 fixiert werden, um eine gewünschte Positionierung vorzunehmen, die sich später auf der Außenfläche des Formkörpers wiederfindet. Durch solche Objekte können die Enden der Lichtleiter 2 noch besser verborgen werden. Beispielsweise ist dies bei kugelförmigen Formkörpern 3 möglich, bei denen ansonsten aufgrund der gewölbten Oberfläche ggf. die Lichtleiterenden über die Außenfläche 30 des Formkörpers leicht vorstehen könnten. Ohne eine Lichtzufuhr zu den Lichtleiterbündeln 21 bzw. 23 ist es zumeist kaum möglich, die Lichtleiterenden auf der Außenseite des Formkörpers zu erkennen.
Eine Nachbehandlung der Stirnflächen bzw. Endflächen 22 der Lichtleiter ist nach dem Ausschalen üblicherweise nicht erforderlich. Gleichwohl können diese Stirnflächen begradigt, ggfs. abgefeilt oder anderweitig bearbeitet werden. Beispielsweise ist auch ein seitliches Anschleifen der Lichtleiterendabschnitte möglich, um linienförmige Lichtaustritte zu ermöglichen. In diesem Falle werden nicht nur die Endflächen 22 der Lichtleiter 2 auf der Außenseite des Formkörpers 3 erkennbar, sondern ein längerer Endabschnitt des Lichtleiters, der einen seitlichen Lichtaustritt ermöglicht. Anstelle von oder zusätzlich zu Durchgangsöffnungen 15 zum Fixieren der Position der Lichtleiter in den Schalungselementen 10 bis 13 können dann bspw. Halte- bzw. Fixiereinrichtungen vorgesehen werden, die insb. klammerartig oder als schalenförmige Aufnahme mit einem hiervon abstehenden Befestigungssteg ausgebildet sind, wobei Lichtleiter in die schalenförmige oder klammerartige Aufnahme eingelegt werden können. Um die Fixierung zu ermöglichen, kann der Befestigungssteg entweder in die Durchgangsöffnungen 15 der Schalungselemente eingefügt oder in die Gussmasse 4 integriert werden, wobei zunächst eine Fixierung an den Schalungselementen erfolgt, um eine Lagefixierung für die Halte- bzw. Fixiereinrichtung zu ermöglichen.
Anstelle der in den Figuren gezeigten Durchgangsöffnungen 15 in den Schalungselementen können auch Aussparungen oder Ausnehmungen vorgesehen werden, in denen eine Fixierung der Endabschnitte oder Enden der Lichtleiter möglich ist. Ist ein innerer Hohlraum zum Einbringen einer Lichtquelle in dem Formkörper vorgesehen, kann dieser mit einer Verschlusseinrichtung nach außen verschlossen, insbesondere dichtend verschlossen werden, um bspw. derartige Formkörper auch im Außenbereich, also der Witterung ausgesetzt, anordnen zu können, ohne die Gefahr eines Kurzschlusses aufgrund eindringender Feuchtigkeit.
Es werden also einzelne Lichtleiter bzw. Lichtleiterfasern von einer Stelle aus, einer zentralen Stelle, zu den gewünschten Austrittsstellen in den Schalungselementen bzw. der Gussform bzw. Gussschalung gezogen. Anstelle von einzelnen Schalungselementen, wie sie in den Figuren gezeigt sind, kann eine bereits vorgefertigte Gussschalung, die vorgefertigt einteilig oder einstückig ist, vorgesehen werden. Auch bei Vorsehen einer vorgefertigten Gussschalung können die Lichtleiter wiederum durch Durchgangsöffnungen, Ausnehmungen, in Aussparung in den Seitenflächen bzw. Seitenelementen einer solchen Gussschalung gesteckt und in ihrer Position fixiert werden. In jedem der Fälle werden die Lichtleiter bzw. Lichtleiterfasern also im Inneren des Formkörpers bzw. zunächst bei der Herstellung im Inneren der Gussschalung oder der Gussform zentral gebündelt und zu den zuvor dezentral festgelegten Austritts- bzw. Positionsfixierpunkten in der Gussschalung bzw. den Schalungselementen der Gussform geführt.
Der Lichtaustritt von Licht unterschiedlicher Farbgebung ist ebenfalls möglich und hängt lediglich von dem eingespeisten Licht ab bzw. ggfs. auch von der farbigen Gestaltung des Formkörpers, sofern diese Farbe in das Licht der Lichtleiter einstreut.
Die Formkörper können nicht nur Kunstobjekte bzw. Dekorationsobjekte sein, sondern mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren können Lichtleiter auch in Bauelemente, wie Fassaden, Treppenstufen, Geländer, Brüstungen etc. eingebracht werden. Gerade bei Treppenstufen oder Brüstungen werden häufig Markierungen zum Vermeiden von Unfällen angebracht. Durch das gezielte Vorsehen von Lichtleitern kann ebenfalls eine Warnfunktion bzw. eine Markierung von Treppenstufenkanten, Brüstungen, Türstürzen etc. vorgenommen werden. Ferner ist es möglich, die Lichtleiter in bestimmten Mustern anzuordnen, bspw. hierdurch Namenszüge, Ziffern oder andere Zeichen darzustellen, ggfs. auch Verkehrszeichen. Ebenfalls können bspw. Hausnummern bereits in Hauswände mit integriert werden.
Neben den im Vorstehenden beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsvarianten von Vorrichtungen und Verfahren zum Herstellen eines Formkörpers mit Lichtleitern sowie eines solchen mit Lichtleitern versehenen Formkörpers können noch zahlreiche weitere vorgesehen werden, bei denen jeweils die Herstellung dadurch erfolgt, dass eine Anzahl von Schalungselementen und/oder eine Gussschalung mit zumindest einer Fixiereinrichtung versehen wird, zumindest ein Lichtleiter an der Fixiereinrichtung des oder der Schalungselemente bzw. der Gussschalung fixiert wird, die Schalungselemente aneinandergefügt oder miteinander verbunden werden und die Gussform aus den zusammengefügten Schalungselementen oder die Gussschalung mit einer fließ- oder gießfähigen erhärtenden oder härtbaren Masse ausgegossen bzw. diese Masse in die Gussform bzw. Gussschalung gegossen wird und nach dem Härten oder Aushärten des gehärteten Formkörpers dieser ausgeschalt bzw. entformt wird.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Lichtleiter
3: Formkörper
4: Gussmasse
10: erstes Schalungselement/Seitenelement
11: zweites Schalungselement/Seitenelement
12: drittes Schalungselement/Seitenelement
13: viertes Schalungselement/Seitenelement
14: fünftes Schalungselement/Bodenelement
15: Durchgangsöffnung
16: großformatige Durchgangsöffnung
17: zylindrisches Hülsenelement
18: Gussform
20: Endabschnitt
21: Bündel
22: Endfläche
23: Gesamtbündel
30: Außenfläche
110: Außenfläche
111: Außenfläche
112: Außenfläche
113: Außenfläche
118: Inneres der Gussform
120: Innenseite
121: Innenseite
122: Innenseite
123: Innenseite
P1: Pfeil
P2: Pfeil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10053255 A1 [0002]
WO 2006/024285 A2 [0003]
DE 202011004546 U1 [0004]
WO 031097954 A1 [0005]

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Formkörpers (3) mit Lichtleitern (2), dadurch gekennzeichnet, dass – eine Anzahl von Schalungselementen (10, 11, 12, 13, 14) und/oder eine Gussschalung mit zumindest einer Fixiereinrichtung (15) versehen wird/werden, – zumindest ein Lichtleiter (2) an der Fixiereinrichtung (15) in dem zumindest einen Schalungselement (10, 11, 12, 13) und/oder der Gussschalung fixiert wird, – die Schalungselemente (10, 11, 12, 13, 14) aneinandergefügt und/oder miteinander verbunden werden, – eine fließ- oder gießfähige erhärtende oder härtbare Masse (4) in die Gussform (18) aus den zusammengefügten Schalungselementen (10, 11, 12, 13, 14) oder die Gussschalung gegossen wird, und – nach dem Härten oder Aushärten des Formkörpers (3) dieser ausgeschalt oder entformt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixiereinrichtung zumindest eine Durchgangsöffnung (15) und/oder Aussparung und/oder Ausnehmung und/oder eine klammerartige Einrichtung ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden der Lichtleiter (2) nach dem Entschalen oder Entformen bearbeitet, insbesondere begradigt und/oder abgeschliffen werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lichtleiterbündel (21) durch eine Durchgangsöffnung (16) und/oder eine Durchführeinrichtung (17) in zumindest einem Schalungselement (14) oder einem Bodenelement der Gussschalung hindurchgeführt wird, insbesondere darin fixiert wird.
Vorrichtung (1) zum Herstellen eines Lichtleiter (2) umfassenden Formkörpers (3), dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl von Schalungselementen (10, 11, 12, 13, 14) und/oder eine Gussschalung vorgesehen sind, die zumindest eine Fixiereinrichtung (15) zum Positionsfixieren von Lichtleitern (2) während des Herstellvorgangs des Formkörpers (3) aufweisen oder aufweist oder mit zumindest einer solchen versehen sind/ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixiereinrichtung (15) zum Positionsfixieren des oder der Lichtleiter (2) innerhalb der Vorrichtung (1) und/oder im Bereich der oder an zumindest einem Schalungselement (10, 11, 12, 13) und/oder der Gussschalung zumindest eine Durchgangsöffnung (15) und/oder Aussparung und/oder Ausnehmung und/oder klammerartige Einrichtung ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Durchgangsöffnung (16) und/oder eine Durchführeinrichtung, insbesondere in Form eines Hülsenelementes (17), vorgesehen ist/sind, durch die oder das ein Lichtleiterbündel (21) vollständig oder zumindest zum Teil hindurchführbar ist.
Formkörper (3) aus einer härtbaren oder aushärtenden fließ- oder gießfähigen Masse (4), umfassend Lichtleiter (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper (3) zumindest eine Stelle auf seiner Außenseite aufweist, an der die Stirnseite eines Lichtleiterbündels (21) an die Außenfläche (30) des Formkörpers (3) geführt ist, und zumindest eine zweite Stelle auf seiner Außenseite aufweist, an der die Stirnseite (22) des jeweiligen anderen Endes eines jeweiligen Lichtleiters (2) angeordnet ist.
Formkörper (3) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper (3) aus Beton und/oder Gips, oder einer oder mehrerer anderen aushärtenden oder härtbaren Masse(n) mit eingebetteten Lichtleitern (2) besteht.
Formkörper (3) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorsehen eines inneren Hohlraums oder einer Ausnehmung in dem Formkörper (3) eine Verschlusseinrichtung zum Verschließen, insbesondere dichtenden Verschließen, des Hohlraums oder der Ausnehmung vorgesehen ist.
Formkörper (3) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper ein Bauelement, insbesondere Fassadenteil, Treppe, Säule, als Geländeträger dienende Säule, Brüstung, Wand oder Wandelement im Innen- oder Außenbereich, Pfeiler ist.