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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schalungsvorrichtung zur Herstellung von Beton-Fertigteilen.
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Bekannte Schalungsvorrichtungen zur Herstellung von Beton-Fertigteilen weisen vertikal aufgestellte Schalungen auf, von denen mindestens eine Schalung in Querrichtung zur Breiteneinstellung eines zwischenliegenden Aufnahmeraums verfahrbar ist, in welchen Beton eingefüllt werden kann. Typischerweise besitzen derartige Schalungsvorrichtungen eine fest verankerte Mittelschalung und eine oder mehrere verfahrbare Außen- bzw. Zwischenschalungen, die mittels hydraulischer Spannvorrichtungen an der Mittelschalung arretiert werden können.
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Um Ausnehmungen im Beton-Fertigteil zu erzeugen, beispielsweise einen Tür- oder Fensterausschnitt, wird in den Betonaufnahmeraum ein Kern eingesetzt. Die Position des Kerns wird über Einmess- bzw. Markierungslinien definiert, die von Hand an die Seitenwand einer Schalung aufgezeichnet werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, mit einfachen Maßnahmen eine Schalungsvorrichtung zu schaffen, mit der Beton-Fertigteile mit hoher Präzision gefertigt werden können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
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Die erfindungsgemäße Schalungsvorrichtung dient zur Herstellung von Beton-Fertigteilen und weist mindestens zwei vertikale Schalungen auf, die Schalwände bzw. -tafeln bilden und in Querrichtung einen zwischenliegenden Beton-Aufnahmeraum begrenzen, welcher zusätzlich am Boden von einer horizontalen Bodenschalung und an den beiden Stirnseiten von jeweils einer Stirnschalung begrenzt ist. Die Bodenschalung und die Stirnschalungen hängen an einer vertikalen Schalung und können in der Höhe (Bodenschalung) bzw. in Längsrichtung (Stirnschalungen) zur Einstellung der Größe des Beton-Aufnahmeraums verstellt werden.
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Mindestens eine der vertikalen Schalungen ist zur Einstellung der Dicke des Beton-Fertigteils verstellbar in der Schaltungsvorrichtung angeordnet. So ist es beispielweise möglich, eine vertikale Schalung als Mittelschalung fest zu verankern und eine weitere vertikale Schalung als Außenschalung verfahrbar auszubilden, beispielsweise auf Schienen, welche quer zur Ebene der Schalungen verlaufen. Gegebenenfalls können mehrere verstell- bzw. verfahrbare vertikale Schalungen vorgesehen sein, also z. B. eine Außenschalung und eine oder mehrere Zwischenschalungen, die in Bezug auf die fest verankerte Mittelschalung verfahrbar ausgeführt sind. Des Weiteren ist es möglich, zu beiden Seiten der festen Mittelschalung verfahrbare Schalungen auszubilden bzw. unmittelbar nebeneinander zwei verankerte Mittelschalungen vorzusehen, denen jeweils eine oder mehrere verfahrbare Schalungen zugeordnet sind. Die vertikalen Schalungen werden auf die jeweils benachbarte vertikale Schalung auf Block gefahren, so dass die Boden- bzw. Stirnschalungen an einer vertikalen Schalung auf Kontakt zur angrenzenden vertikalen Schalung liegen.
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Die gesamte Schalungsvorrichtung ist entweder stationär oder transportabel ausgeführt. Im letztgenannten Fall besteht die Schalungsvorrichtung beispielsweise aus einem fahrbaren Auflieger, der Träger einer oder mehrerer Mittelschalungen ist, und mindestens einer Arbeitsplattform, auf der Schienen und eine oder mehrere auf den Schienen verfahrbare Schalungen angeordnet sind.
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Für die Erzeugung von Einmess- bzw. Markierungslinien ist an einem Bauteil der Schalungsvorrichtung ein Laser-Markierungsprojektor angeordnet, der auf die Seitenwand einer Schalung ein Markierungsmuster projiziert. Das Markierungsmuster stellt insbesondere die Position eines im Betonaufnahmeraum anzuordnenden Kerns sowie ggf. die Position von Stirn- und/oder Bodenschalung oder eines sonstigen Bauteils wie zum Beispiel eines Einbauteils dar, der einer Aussparung im fertiggestellten Beton-Fertigteil entspricht, beispielsweise einer Fensteraussparung oder einem Türausschnitt. Der Lasermarkierungsprojektor erzeugt elektronisch gesteuert Markierungen an der Seitenwand der Schalung, so dass die Notwendigkeit entfällt, Markierungslinien manuell auszumessen. Im Laserprojektor wird beispielsweise ein Laserstrahl generiert, der zur Erzeugung einer Linie auf der Projektionsfläche hochfrequent hin und her wandert. Auf diese Weise kann ein Muster mit verschiedenen Projektionslinien an der Seitenwand der Schalung erzeugt werden. Entlang der projizierten Linien an der Seitenwand der Schalung kann ggf. von Hand das Muster nachgezogen werden, um auch nach dem Ausschalten des Projektors die Linien als Markierungshilfe beizubehalten.
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Die Markierungslinien können mit hoher Genauigkeit auf die Seitenwand projiziert werden. Es ist insbesondere eine elektronische Steuerung der Markierungslinien möglich, indem das zu projizierende Muster in einer Steuerungseinheit des Laser-Markierungsprojektors abgespeichert wird und eine Steuerüngseinheit des Laserstrahls entsprechend angesteuert wird, so dass das abgespeicherte Muster auf die Seitenwand der Schalung projiziert wird.
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Um die korrekte Position des Markierungsmusters an der Seitenwand der Schalung sicherzustellen, wird der Laser-Markierungsprojektor vorteilhafterweise in einem ersten Schritt kalibriert. Die Kalibrierung erfolgt anhand von Referenzpunkten, welche sich an der Schalungsvorrichtung befinden. Bevorzugt liegen die Kalibrierungspunkte an der Schalung, auf deren Seitenwand das Markierungsmuster projiziert werden soll. Die Kalibrierung erfolgt vorteilhaft in der Weise, dass in einem Kalibrierungsschritt zunächst vom Laser-Markierungsprojektor ein Laserstrahl auf die Kalibrierungspunkte gerichtet wird und die Position des Laserprojektors durch Reflektierung des ausgesandten Strahls bestimmt wird. Es handelt sich somit bei den Kalibrierungspunkten um Kalibrierreflektoren. Diese sind zweckmäßigerweise im Randbereich der Schalung angeordnet, auf deren Seitenwand das Markierungsmuster projiziert werden soll. Bei der Kalibrierung wird die Position des Laser-Markierungsprojektors in Bezug auf die Kalibrierreflektoren bestimmt, woraufhin in einem auf die Kalibrierung folgenden Schritt das Muster in der gewünschten Weise auf der Seitenwand der Schalung erzeugt werden kann.
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Die Größe des Markierungsmusters hängt vom Abstand zwischen dem Laser-Markierungsprojektor und der Seitenwand der Schalung ab.
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Um innerhalb der Kalibrierreflektoren das gesamte Feld abdecken zu können, kann es zweckmäßig sein, den Projektor an verschiedenen Positionen der Schalungsvorrichtung lösbar befestigen zu können. Sofern der Abstand zwischen dem Projektor und der Schalung, auf deren Seitenwand das Markierungsmuster projiziert werden soll, zu gering ist, um das zu erzeugende Muster vollständig zu projizieren, wird zunächst mit dem Projektor an einer ersten Position nur ein Teil des Musters generiert, anschließend der Projektor umgesetzt und danach ein weiterer Teil des Musters erzeugt. Durch das Umsetzen des Projektors kann die gesamte Seitenwand der Schalung mit einem Markierungsmuster versehen werden.
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Der Laser-Markierungsprojektor kann grundsätzlich an verschiedenen Positionen der Schalungsvorrichtung lösbar befestigt werden. Gemäß einer zweckmäßigen Ausführung wird der Markierungsprojektor an einer Schalung befestigt, insbesondere der Mittelschalung, und projiziert das Markierungsmuster auf eine benachbarte Zwischen- bzw. Außenschalung. Grundsätzlich möglich ist es aber auch, den Projektor an einer Zwischenschalung zu befestigen und das Markierungsmuster auf eine benachbarte Schalung zu projizieren, bei der es sich um die Mittelschalung, eine weitere Zwischenschalung oder die Außenschalung handeln kann. Ebenso ist eine Anordnung des Projektors an der Außenschalung möglich.
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Der Projektor kann auf verschiedene Arten lösbar befestigt werden, insbesondere in form- oder kraftschlüssiger Weise. Gemäß einer vorteilhaften Ausführung wird der Laser-Markierungsprojektor magnetisch an einem Bauteil der Schalungsvorrichtung, insbesondere an einer vertikalen Schalung befestigt. Die Schalung ist insbesondere aus Metall gefertigt, so dass an der Schalung ein mit dem Gehäuse des Laser-Markierungsprojektors verbundener Magnet angeheftet werden kann.
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Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
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1 eine transportable Schalungsvorrichtung zur Herstellung von Beton-Fertigteilen,
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2 Schalungen aus der Schalungsvorrichtung mit einem Laser-Markierungsprojektor an der Seitenwand einer Mittelschalung, wobei über den Projektor an die Seitenwand der gegenüberliegenden Schalung ein Markierungsmuster projiziert wird.
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In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine transportable Schalungsvorrichtung zur Herstellung von Beton-Fertigteilen wie Betondecken, -wänden oder -böden, die aus verschiedenen Einzelvorrichtungen zusammengesetzt ist, welche jeweils für sich transportabel ausgebildet sind.
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Auf dem Auflieger 2 befindet sich eine zentrale Einrichtung 3, welche zwei parallel angeordnete, vertikal stehende Mittelschalungen 4, 5 umfasst sowie des Weiteren eine Steuerungseinrichtung und ein Hydraulikaggregat. Diese Komponenten der zentralen Einrichtung 3 sind fest auf dem Auflieger 2 verankert. Je mindestens ein vom Hydraulikaggregat verstellbarer Hydraulikzylinder ist an jeder Mittelschalung 4, 5 angeordnet. Je ein Gegenstück zu den Hydraulikzylindern befindet sich an jeder Außenschalung; bei einer Betätigung der Hydraulikzylinder werden die Außenschalungen in Richtung auf die Mittelschalung gezogen.
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Die Mittelschalungen 4, 5 liegen parallel zueinander sowie parallel und mit Abstand zu den Seitenkanten des Aufliegers. Zwischen den Seitenkanten und den Aufliegern können Schienenstücke in die Oberseite des Aufliegers 2 integriert sein, die sich bis zu der jeweiligen Mittelschalung 4, 5 bzw. kurz vor der Mittelschalung erstrecken.
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Die Schalungsvorrichtung 1 umfasst des Weiteren zwei Arbeitsplattformen 6, 7, die sich jeweils an eine Seite des Aufliegers 2 anschließen. Die Arbeitsplattformen 6, 7 sind separat vom Auflieger 2 ausgebildet und können aus einzelnen Komponenten zusammengesetzt sein. An der Unterseite jeder Arbeitsplattform 6, 7 befinden sich eine Reihe von höhenverstellbaren Füßen 8, die eine Höheneinstelleinrichtung bilden und eine Anpassung bzw. einen Höhenausgleich bei unebenem Untergrund ermöglichen.
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Jede Arbeitsplattform 6, 7 weist zwei Schienen 9, 10 auf, die sich quer zur Längserstreckung des Aufliegers 2 bzw. der Mittelschalungen 4, 5 erstrecken. Auf den Schienen 9, 10 sind mehrere Schalungen 11, 12, 13 verfahrbar, von denen die Schalung 11 eine Außenschalung und die Schalungen 12, 13 Zwischenschalungen bilden. Die Außenschalung 11 liegt auf der den Mittelschalungen 4, 5 abgewandten Seite, die Zwischenschalungen 12, 13 jeweils zwischen der Außenschalung 11 und der Mittelschalung 4, 5. Die Schienen 9, 10 korrespondieren bzw. fluchten mit den Schienenstücken, welche auf dem Auflieger 2 angebracht sind, so dass zumindest die nächstliegende Zwischenschalung 13 über die Schiene 9, 10 auch auf die Schienenstücke auf dem Auflieger 2 geschoben werden können. Sämtliche Schalungen sind vertikal angeordnet.
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Es kann zweckmäßig sein, zumindest für die Außenschalung 11 einen elektromotorischen Antrieb 14 vorzusehen, über den die Außenschalung 11 auf den Schienen 9, 10 verfahrbar ist. Gegebenenfalls weisen auch die Zwischenschalungen 12, 13 einen elektromotorischen Antrieb auf.
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Die zentrale Einrichtung 3 auf dem Auflieger 2 umfasst des Weiteren eine Steuerungseinrichtung sowie ein Hydraulikaggregat, das mindestens einen Hydraulikzylinder antreibt, der quer zur Ebene der Schalungen verstellbar ist und dazu dient, die Außenschalung 11 sowie die Zwischenschalungen 12, 13 in ihrer Sollposition zu arretieren, so dass diese Schalungen den Gegendruck aufnehmen können, welcher von dem eingefüllten Beton in den Aufnahmeräumen zwischen benachbarten Schalungen erzeugt wird.
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In die Schalungen sind zweckmäßigerweise Vibrationseinrichtungen integriert, bei deren Betätigung eine Verdichtung des Betons erreicht wird.
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Die Zwischenschalungen 12, 13 sowie die Außenschalung 11 werden in eine Position verfahren entsprechend der gewünschten Dicke der Schalungen, welche zwischen jeweils zwei parallel liegenden Schalungen hergestellt werden.
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Zweckmäßigerweise sind sämtliche Schalungen beheizbar ausgebildet, indem Heizschlangen durch das Innere der Schalungen geführt sind, durch die ein Heizmedium fließt. Je nach Temperatur des Heizmediums kann dieses auch zur Kühlung eingesetzt werden.
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Die Schalungsvorrichtung weist als weitere Einrichtung einen Portalkran 15 auf, der ebenfalls eine eigenständige Einheit bildet und unabhängig von den weiteren Bauteilen der Schalungsvorrichtung transportiert und in einer den Auflieger sowie die Arbeitsplattformen übergreifenden Position aufgebaut wird. Am Portalkran 15 kann ein Betonierkübel transportiert und in Position über den jeweiligen Betonaufnahmeraum zwischen zwei darunterliegenden Schalungen gebracht werden. Der Portalkran 15 kann im Übrigen sämtliche schweren Lasten transportieren, unter anderem Schalungen anheben und auf die Schienen auf den Arbeitsplattformen stellen bzw. von diesen entfernen.
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Die in 1 gezeigte Schalungsvorrichtung ist transportabel ausgeführt. Grundsätzlich kommen für den Einsatz des in 2 gezeigten Laser-Markierungsprojektors aber auch stationäre Schalungsvorrichtungen in Betracht.
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Wie 2 zu entnehmen, ist an die Seitenwand 4a der Mittelschalung 4 ein Laser-Markierungsprojektor 16 angebracht, über den auf der gegenüberliegenden Seitenwand 13a der Zwischenschalung 13 ein Markierungsmuster 17 erzeugt werden kann. Der Projektor 16 erzeugt Laserstrahlen 18, die an der Seitenwand 13a das gewünschte Markierungsmuster 17 hervorrufen, beispielsweise dadurch, dass die Laserstrahlen hochfrequent entlang einer Linie hin und her pendeln, so dass an der Seitenwand 13a der Zwischenschalung 13 der Eindruck einer Markierungslinie entsteht.
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An der Seitenwand 13a der Zwischenschalung 13 befinden sich im Randbereich mehrere Kalibrierreflektoren 19, welche dazu dienen, den Laser-Markierungsprojektor 16 zu kalibrieren, so dass dieser in die Lage versetzt wird, an der vorgesehenen Stelle das gewünschte Markierungsmuster 17 auf die Seitenwand 13a zu projizieren. Die Kalibrierreflektoren 19 werden in einem Kalibrierungsschritt von dem Laserstrahl 18 des Projektors 16 abgetastet, wobei der reflektierte Strahl im Projektor sensiert wird und aus dem Auftreffwinkel des reflektierten Strahls auf die Relativposition des Projektors in Bezug auf den Reflektor geschlossen werden kann. Durch Abtasten mehrerer Kalibrierreflektoren 19 kann die exakte Position des Projektors 16 in zwei Richtungen entlang der Ebene der Seitenwand 4a bestimmt werden. Anschließend kann das Markierungsmuster 17 an die gewünschte Position an der Seitenfläche 13a projiziert werden. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, dass der Laser-Markierungsprojektor nicht mit hoher Genauigkeit an der Seitenwand 4a der Mittelschalung 4 angeordnet werden muss. Indem im Kalibrierungsschritt die genaue Position des Projektors 16 in Bezug auf die Zwischenschalung 13 bestimmt wird, kann dennoch das Markierungsmuster 17 mit hoher Genauigkeit auf der Seitenwand 13a erzeugt werden.
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Das maximale Feld auf der Seitenwand 13a der Zwischenschalung 13, in welchem ein Markierungsmuster 17 erzeugt werden kann, hängt von dem Abstand zwischen der Mittelschalung 4 und der Zwischenschalung 13 ab. Je geringer der Abstand, umso kleiner ist das Feld, welches über den Laserstrahl 18 abgedeckt werden kann. Sofern das zu erzeugende Markierungsmuster 17 größer ist als das Feld, welches abgedeckt werden kann, ist es erforderlich, wie mit den Pfeilen 20 dargestellt, die Position des Projektors 16 an der Seitenwand 4a der Mittelschalung 4 zu verändern. Je nach Position des Projektors 16 an der Seitenwand 4a ergibt sich ein unterschiedliches Feld, in welchem ein Markierungsmuster 17 erzeugt werden kann. Nach jedem Umsetzen wird in einem Kalibrierungsschritt anhand des an den Kalibrierreflektoren zurückgeworfenen Strahls zunächst die neue Position des Laserprojektors mit hoher Genauigkeit bestimmt.
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Die Befestigung des Projektors 16 an der Seitenwand 4a der Mittelschalung 4 erfolgt in einer lösbaren Weise. Zu diesem Zweck weist das Gehäuse des Projektors 16 einen Magneten auf, der an der metallischen Seitenwand 4a magnetisch haftet. Der Projektor 16 kann in verschiedenen Positionen an der Seitenwand 4a befestigt werden.
