DE102016100455B4 - Textile reinforcement and its manufacture - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zur Erzeugung einer textilen Bewehrung für ein Betonbauteil, aufweisend wenigstens eine Verlegeeinrichtung (6), bei der zumindest eine Positionierreinrichtung oder wenigstens ein Verlegeroboter (19) zu wenigstens einer Garnabgabeeinrichtung (18) für das Garn (7) relativ beweglich angeordnet ist, wobei die Verlegeeinrichtung (6) zur Ausbildung wenigstens eines Spanngeleges (14) aus wenigstens einem von polymeren Bindemitteln freien Garn (7) innerhalb zumindest eines Grundrahmens (9) ausgebildet ist, wobei der Grundrahmen (9) Garnhalteeinrichtungen (8) zumindest im Bereich von Außenkanten des Grundrahmens (9) und/oder von Aussparungen (4) aufweist, wobei die Garnhalteeinrichtungen (8) als horizontal wirkende Klemmschlitze (30) ausgeführt sind oder wobei die Garnhalteeinrichtungen (8) Umlenkbolzen (10) aufweisen und zumindest ein Teil der Umlenkbolzen (10) einzeln elastisch oder aktiv auslenkbar ist und/oder die Reibung zwischen Garn (7) und Umlenkbolzen (10) gemindert wird, und wobei die Garnhalteeinrichtungen (8) zugleich Umlenkpunkte des Garns (7) bilden dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Umlenkbolzen (10) zur Aufnahme eines Hohlzylinders (12) aus mineralischem Material, das sich sehr gut mit Beton als Matrixmaterial verbindet, vorgesehen ist.A device for producing a textile reinforcement for a concrete component, comprising at least one laying device (6), in which at least one positioning device or at least one laying robot (19) is arranged to be relatively movable to at least one yarn dispensing device (18) for the yarn (7), the Laying device (6) for forming at least one tensioning fabric (14) from at least one yarn (7) free of polymeric binders within at least one base frame (9), the base frame (9) yarn holding devices (8) at least in the area of outer edges of the base frame (9) and / or of recesses (4), wherein the twine holding devices (8) are designed as horizontally acting clamping slots (30) or wherein the twine holding devices (8) have deflection bolts (10) and at least some of the deflection bolts (10) individually can be deflected elastically or actively and / or the friction between the yarn (7) and the deflection bolt (10) is reduced, u nd where the yarn holding devices (8) also form deflection points of the yarn (7), characterized in that at least some of the deflection bolts (10) are provided for receiving a hollow cylinder (12) made of mineral material which bonds very well with concrete as a matrix material .
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung einer textilen Bewehrung für ein Betonbauteil, aufweisend wenigstens eine Verlegeeinrichtung, bei der zumindest eine Positionierreinrichtung oder wenigstens ein Verlegeroboter zu wenigstens einer Garnabgabeeinrichtung für das Garn relativ beweglich angeordnet ist, wobei die Verlegeeinrichtung zur Ausbildung wenigstens eines Spanngeleges aus wenigstens einem von polymeren Bindemitteln freien Garn innerhalb zumindest eines Grundrahmens ausgebildet ist. Der Grundrahmen weist Garnhalteeinrichtungen zumindest im Bereich von Außenkanten des Grundrahmens und/oder von Aussparungen auf, wobei die Garnhalteeinrichtungen als horizontal wirkende Klemmschlitze ausgeführt sind oder wobei die Garnhalteeinrichtungen Umlenkbolzen aufweisen und zumindest ein Teil der Umlenkbolzen einzeln elastisch oder aktiv auslenkbar ist und/oder die Reibung zwischen Garn und Umlenkbolzen gemindert wird. Die Garnhalteeinrichtungen bilden zugleich Umlenkpunkte des Garns.The invention relates to a method and a device for producing a textile reinforcement for a concrete component, having at least one laying device, in which at least one positioning device or at least one laying robot is arranged to be relatively movable to at least one yarn dispensing device for the yarn, the laying device for forming at least one Tensioning fabric is formed from at least one yarn free of polymeric binders within at least one base frame. The base frame has twine holding devices at least in the area of the outer edges of the base frame and / or recesses, the twine holding devices being designed as horizontally acting clamping slots or the twine holding devices having deflection bolts and at least some of the deflection bolts being individually elastically or actively deflectable and / or the friction between twine and deflection pin is reduced. The yarn holding devices also form deflection points for the yarn.
Textilbeton oder auch textilbewehrter Beton ist ein Verbundwerkstoff aus dem Matrixmaterial Beton und einem textilen Flächengebilde, beispielsweise einem Gelege, einem Gewebe oder einem Gewirk, das als Bewehrung die mechanische Festigkeit vor allem dünnwandiger Betonteile verbessert.Textile concrete or textile-reinforced concrete is a composite material made from the matrix material concrete and a textile fabric, for example a scrim, a woven fabric or a knitted fabric, which as reinforcement improves the mechanical strength of thin-walled concrete parts in particular.
Insbesondere seit ca. 2004 wird sehr intensiv am Thema Textilbeton geforscht, bei dem die traditionell aus Stahl bestehende Bewehrung durch ein Textil ersetzt wird. Dies spiegelt sich auch im druckschriftlichen Stand der Technik wider. So befasst sich die Druckschrift
Aus der Druckschrift
Die Druckschrift
Durch die Druckschriften
Die Druckschrift
Aus der Druckschrift
Eine weitere Vorrichtung zur Erzeugung einer textilen Bewehrung ist in der Druckschrift
Erste Anwendungen in Form von flächigen Bauteilen, wie z. B. Fassadenplatten, existieren bereits am Markt. Bisher werden die textilen Flächengebilde, insbesondere auch Gelege, bei einem Textilhersteller vollständig vorgefertigt, um dann als Bewehrung im Betonwerk zu Textilbetonbauteilen weiterverarbeitet zu werden. Für die Herstellung des textilen Flächengebildes werden Rovings aus Glas, Carbon oder Basalt verwendet. Nach der Herstellung des textilen Flächengebildes (Gelege), wird dies in die Fertigteilwerke transportiert.First applications in the form of flat components, such as B. facade panels already exist on the market. So far, the textile fabrics, in particular also non-woven fabrics, have been completely prefabricated by a textile manufacturer in order to then be further processed as reinforcement in the concrete plant into textile-reinforced concrete components. For the production of the textile fabric, rovings made of glass, carbon or basalt are used. After the textile fabric has been produced, it is transported to the precast factories.
Die am Markt verfügbaren textilen Gelege für diese Anwendung, meist 1,20 oder 2,50 Meter breit und bis zu 5 Meter lang als Platte oder als Rolle mit z. B. 80 Meter Rollenlänge, sind aus Carbon-, AR-Glas- oder Basaltfasermaterialien erhältlich.The textile fabrics available on the market for this application, mostly 1.20 or 2.50 meters wide and up to 5 meters long as a plate or as a roll with z. B. 80 meter roll length, are available in carbon, AR glass or basalt fiber materials.
Wenn im Betonwerk ein Fertigteilwandelement mit diesen vorgefertigten textilen Gelegen oder anderen Flächengebilden bewehrt werden soll, so sind diese zuzuschneiden und zur Kraftübertragung zu überlappen, als Übergreifungslänge bezeichnet. Der Bedarf an Textilmaterial ist wegen der umfangreichen Abschnitte sehr hoch im Vergleich zur letztlich im Bauteil tatsächlich genutzten Fläche. Zum Beispiel werden für 12 m2 Fertigteilwandelement ca. 18 m2 textiles Flächengebilde (Gelege) benötigt. Zusammen mit dem Verschnitt beim Textilhersteller (ca. 10 Prozent) sind es insgesamt 20 m2.If a prefabricated wall element is to be reinforced with these prefabricated textile fabrics or other flat structures in the concrete plant, then these must be cut to size and overlapped for power transmission, referred to as the overlap length. Because of the extensive sections, the need for textile material is very high compared to the area actually used in the component. For example, approx. 18 m 2 of textile fabric (scrim) are required for 12 m 2 of precast wall element. Together with the waste at the textile manufacturer (approx. 10 percent), it is a total of 20 m 2 .
Bisher wird, ohne dass das Material in der Praxis überhaupt umfassend etabliert wäre, aus dem sogenannten Carbonfilamentgarn oder anderen für den Einsatz im Textilbeton geeigneten Hochleistungsfilamentgarnen ein textiles Flächengebilde z. B. in Form eines Geleges oder Gewebes hergestellt und dann als notwendige Bewehrung im Textilbeton verwendet. Damit erfolgt z. B. in einem Fertigteilwerk die Herstellung des Betonbauteils mit textiler Bewehrung. Das Material muss in einem Prozessschritt vorkonfektioniert werden, wo sehr hoher Verschnitt anfällt. Der Verschnitt betrifft das Garn (z. B. Carbon-, AR-Glas- oder Basaltfilamentgarn, auch als Roving bezeichnet) sowie die hochwertige Beschichtung, die sich auf dem Garn befindet.So far, without the material being fully established in practice, a textile fabric, for example, from the so-called carbon filament yarn or other high-performance filament yarns suitable for use in textile concrete. B. made in the form of a scrim or fabric and then used as necessary reinforcement in the textile concrete. This z. B. in a precast plant, the production of the concrete component with textile reinforcement. The material must be prefabricated in one process step, where there is a very high level of waste. The waste relates to the yarn (e.g. carbon, AR glass or basalt filament yarn, also known as roving) as well as the high-quality coating that is on the yarn.
Die Beschichtung ist für den inneren Verbund der Rovings (Verbund der einzelnen Filamente) und den äußeren Verbund zur Betonmatrix notwendig und wichtig, zugleich aber für die Anwendung in dem vorliegenden Gebiet der Technik in aller Regel unerwünscht, zumindest soweit sie dazu führen kann, dass das Bauteil letztlich keine dauerhafte Festigkeit und keine ausreichende Temperaturbeständigkeit aufweist. Das liegt daran, dass die Beschichtung bei höheren Temperaturen aufschmilzt und dann zu einem nachteiligen und die Festigkeit des Bauteils vermindernden „Schmierstoff“ wird.The coating is necessary and important for the inner bond of the rovings (bond of the individual filaments) and the outer bond to the concrete matrix, but at the same time it is generally undesirable for use in the present field of technology, at least insofar as it can lead to that Component ultimately has no permanent strength and insufficient temperature resistance. This is because the coating melts at higher temperatures and then becomes a disadvantageous “lubricant” that reduces the strength of the component.
Das textile Flächengebilde muss, da es in der Breite begrenzt ist, überlappt werden, um die notwendige Übergreifungslänge zu erreichen, wobei es ebenfalls zu einem erhöhten Materialeinsatz kommt. Zur Positionierung im Betonteil müssen Abstandshalter eingesetzt werden, deren Einbringen ebenfalls in einem Prozessschritt vorher erfolgen muss. Weiterhin müssen Elemente zur Verhinderung des Aufschwimmens der Bewehrung beim Betonieren und Rütteln eingesetzt werden.Since it is limited in width, the textile fabric must be overlapped in order to achieve the necessary overlapping length, which also results in an increased use of material. For positioning in the concrete part, spacers must be used, which must also be introduced in a process step beforehand. In addition, elements must be used to prevent the reinforcement from floating when concreting and vibrating.
Nachteilig ist jedoch, dass die am Markt erhältlichen textilen Flächengebilde eine vordefinierte Form, Materialkombination und -menge (z. B. Fasern pro m2) erhalten und dies somit für die gesamte Fläche gleichmäßig vorgegeben ist. Die in der Praxis benötigten Betonfertigteile zeichnen sich jedoch dadurch aus, dass sie sehr unterschiedlich in Größe, Form (Aussparungen wie z. B. Türen, Fenster) und Bewehrungsanordnung (Rücksicht auf lokale Lastabtragung) sein müssen. Weiterhin müsste das so vorgefertigte Gelege mit Kunstharz imprägniert sein, um eine ausreichende Eigensteifigkeit aufzuweisen und so überhaupt handhabbar zu sein. However, it is disadvantageous that the textile fabrics available on the market are given a predefined shape, material combination and quantity (e.g. fibers per m 2 ) and this is therefore uniformly specified for the entire area. The precast concrete elements required in practice, however, are characterized by the fact that they have to be very different in size, shape (recesses such as doors, windows) and reinforcement arrangement (consideration of local load transfer). Furthermore, the fabric prefabricated in this way would have to be impregnated with synthetic resin in order to have sufficient inherent rigidity and thus to be manageable at all.
Durch die Vorfertigung von textilen Flächengebilden, zumal in Standardabmessungen bedingt durch den unflexiblen textilen Fertigungsprozess, und deren nachträgliche Anpassung an die Betonbauteile wird zum einen viel Material verschwendet. So werden im obigen Beispiel 20 m2 statt der tatsächlich benötigten 12 m2 verarbeitet. Zudem ist der Arbeitsaufwand enorm hoch, da mehrere Prozessschritte erforderlich sind, beginnend mit der Herstellung des textilen Flächengebildes, gefolgt vom Konfektionieren. Des Weiteren sind bei der herkömmlichen Methode teilweise Einbauteile wie Abstandhalter notwendig, um die Bewehrung in ihrer vorgesehenen Lage zu halten. Auch Verankerungsstellen der Bewehrung im Beton wie Schlaufen sind nur sehr schwer realisierbar. Selbst wenn das textile Flächengebilde diese aufweist, gelangen sie nicht zwangsläufig an die vorgesehene bzw. optimale Stelle im Betonbauteil.Due to the prefabrication of textile fabrics, especially in standard dimensions due to the inflexible textile manufacturing process, and their subsequent adaptation to the concrete components, a lot of material is wasted on the one hand. In the above example, 20 m 2 are processed instead of the 12 m 2 actually required. In addition, the workload is extremely high, since several process steps are required, starting with the manufacture of the textile fabric, followed by assembly. Furthermore, with the conventional method, built-in parts such as spacers are sometimes necessary to hold the reinforcement in its intended position. Anchoring points for the reinforcement in the concrete, such as loops, are also very difficult to implement. Even if the textile fabric has these, they do not necessarily reach the intended or optimal location in the concrete component.
Die Druckschrift
Damit werden die Probleme mit der unflexiblen Auslegung der Bewehrung im Betonbauteil und auch des übermäßigen Materialverbrauchs nicht gelöst. Zudem ist es vorgesehen, dass die Faserstränge einen Kunststoffanteil aufweisen, so dass gemäß Abs. [009] die Glasfasern des Faserstrangs einzeln oder gemeinsam von einer Kunststoffschicht umgeben sind, die eine direkte Berührung zwischen jeder Glasfaser und dem Beton verhindert. Nach Abs. [0019] plastifiziert der Kunststoffanteil sogar bei Erwärmung, was als vorteilhaft für die Bindung an den Kreuzungspunkten angesehen wird. Tatsächlich aber bringt dieser Umstand, ohne dass die genannte Druckschrift diesen Schluss zieht, ein erhebliches Festigkeitsproblem mit sich, sobald das Betonbauteil einer erhöhten Temperatur ausgesetzt ist, da gerade dann die Bindung zwischen Bewehrung und Beton schwindet, ebenso die Bindung zwischen den möglicherweise an den Beton angebundenen Faser und den im Roving innen liegenden Fasern. An eine Festigkeitsprüfung bei einer Temperatur von 500 °C ist gleich gar nicht zu denken.This does not solve the problems with the inflexible design of the reinforcement in the concrete component and the excessive consumption of material. It is also provided that the fiber strands have a plastic component, so that, according to Paragraph [009], the glass fibers of the fiber strand are individually or collectively surrounded by a plastic layer which prevents direct contact between each glass fiber and the concrete. According to Paragraph [0019], the plastic component even plasticizes when heated, which is considered to be advantageous for the bond at the intersection points. In fact, however, this circumstance, without the cited publication drawing this conclusion, entails a considerable strength problem as soon as the concrete component is exposed to an elevated temperature, since precisely then the bond between reinforcement and concrete disappears, as does the bond between the reinforcement and the concrete tied fibers and the fibers inside the roving. A strength test at a temperature of 500 ° C is out of the question.
So oder ähnlich ist eine ganze Reihe von Lösungen angelegt. Beispielhaft seien die Druckschriften
Auch wenn für den Fachmann bei Suche nach einer Bewehrung für ein Betonbauteil kaum Anhaltspunkte bestehen, auf Lösungen bei der Herstellung von faserverstärkten Kunststoffteilen zurückzugreifen, weil die Techniken in der Praxis grundlegend inkompatibel sind, sei dennoch Stand der Technik aus diesem Bereich der Vollständigkeit halber erwähnt. So legt die Druckschrift
Die Druckschrift
Die Techniken aus der Herstellung faserverstärkter Kunststoffe sind jedoch, wie zuvor bereits in Teilen ausgeführt, nicht auf den Bereich der textilen Bewehrungen für den Betonbau zu übertragen. Zum Beispiel sind bei den zumeist dünnwandigen faserverstärkten Kunststoffen kaum Abstände zwischen „Bewehrung“ und Bauteilaußenkanten zu realisieren, die im Betonbau wiederum eine besonders große Bedeutung haben, ebenso wie die Lage der Bewehrung im Profil.The techniques from the production of fiber-reinforced plastics cannot be transferred to the field of textile reinforcement for concrete construction, as already explained in parts. For example, with the mostly thin-walled fiber-reinforced plastics, there are hardly any gaps between the “reinforcement” and the outer edges of the component, which in turn are particularly important in concrete construction, as is the position of the reinforcement in the profile.
Allgemein kann hinsichtlich bewehrter Betonbauteile festgestellt werden, dass der Bereich der Betonage, also das Einbringen und Verdichten des Betons, weitgehend optimiert ist. Für den Bereich der Fertigung der Bewehrung gilt dies jedoch nicht. Da der Schritt der Herstellung der textilen Flächengebilde gegenüber dem Rohmaterial (Garn bzw. Roving) das daraus entstehende Halbzeug in seinem Preis gegenüber den Rovings verdoppelt und davon ca. 40 % dann wiederum als Verschnitt nicht im Betonbauteil Verwendung finden, ist die Optimierung ein wichtiger Schritt zur material- und kosteneffizienten Fertigung.In general, with regard to reinforced concrete components, it can be stated that the area of concreting, i.e. the placing and compacting of the concrete, is largely optimized. However, this does not apply to the area of production of the reinforcement. Since the step of manufacturing the textile fabric compared to the raw material (yarn or roving) doubles the price of the resulting semi-finished product compared to the rovings and about 40% of this is not used in the concrete component as waste, optimization is an important step for material- and cost-efficient production.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Herstellung von Fertigteilen aus Textilbeton möglichst kostengünstig und damit konkurrenzfähig zu Stahlbetonfertigteilen anzubieten. Es soll eine Lösung gefunden werden, nach der im Fertigteilwerk die Bewehrung zur Betonage kostengünstiger angeordnet werden kann, vor allem möglichst materialsparend durch weniger Abfall und den Verzicht auf eine Beschichtung von Garnen, beanspruchungsgerecht, mit geringem Verlegeaufwand und mit einer Einbindung von Einbauteilen.The object of the invention is therefore to offer a method for producing prefabricated parts from textile concrete as inexpensively as possible and thus competitive with prefabricated reinforced concrete parts. A solution should be found according to which im Precast factory the reinforcement for concreting can be arranged more cost-effectively, above all in the most material-saving way possible through less waste and the omission of a coating of yarns, load-appropriate, with little installation effort and with the integration of built-in parts.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, aufweisend wenigstens eine Verlegeeinrichtung, bei der zumindest eine Positionierreinrichtung oder zumindest ein Verlegeroboter, bevorzugt zumindest zweidimensional, zu wenigstens einer Garnabgabeeinrichtung beweglich angeordnet ist, die das Garn abgibt. Die Verlegeeinrichtung zur Ausbildung wenigstens eines Spanngeleges ist aus wenigstens einem, bevorzugt von polymeren Bindemitteln freien Garn (Roving) innerhalb eines Grundrahmens ausgebildet. Zumindest sind solche Bindemittel im Garn unerwünscht, die die späteren Eigenschaften der Bewehrung im Betonteil nachteilig beeinflussen. Bevorzugt werden ein oder zwei parallel zueinander angeordnete Spanngelege hergestellt, bei dickeren Betonteilen auch mehr als zwei parallele Lagen.The object is achieved by a device according to
Der Grundrahmen weist Garnhalteeinrichtungen zumindest im Bereich von Außenkanten des Grundrahmens und/oder von Aussparungen auf, sofern Aussparungen wie Öffnungen für Fenster und Türen vorhanden sind. Die Garnhalteeinrichtungen bilden zugleich Umlenkpunkte des Garns. Das Spanngelege aus wenigstens einem von polymeren Bindemitteln freien Garn, wovon jegliches linienförmige textile Gebilde und insbesondere auch Rovings umfasst sind, besitzt eine temporäre Eigensteifigkeit, solange es am Rand gehalten wird, insbesondere solange es mit dem Grundrahmen verbunden ist. Dadurch weist es für eine Weiterverarbeitung, v. a. beim Betonieren, eine ausgezeichnete Festigkeit auf, die weit über der herkömmlicher flächiger Textilen liegt, selbst wenn diese mit Bindemitteln ausgerüstet sind. Dadurch werden auch keine die Struktur des Betonteils störenden Abstandshalter mehr benötigt.The base frame has twine holding devices at least in the area of the outer edges of the base frame and / or of recesses, provided there are recesses such as openings for windows and doors. The yarn holding devices also form deflection points for the yarn. The tension fabric made of at least one yarn free of polymeric binders, which includes any linear textile structure and in particular rovings, has a temporary inherent rigidity as long as it is held at the edge, in particular as long as it is connected to the base frame. This means that it can be used for further processing, v. a. when concreting, an excellent strength, which is far above that of conventional flat textiles, even if they are equipped with binding agents. This means that spacers which interfere with the structure of the concrete part are no longer required.
Die Vorrichtung weist Garnhalteeinrichtungen zumindest an einer ersten und einer zweiten Endlage der Vorrichtung auf, wobei die Garnhalteeinrichtungen beispielsweise an einem Grundrahmen oder einer Grundplatte angeordnet sind. Die Endlagen stellen zugleich die Umlenkpunkte des Garns dar und sind in der Regel außen an den Kanten des Grundrahmens und um die Aussparungen angeordnet.The device has twine holding devices at least at a first and a second end position of the device, the twine holding devices being arranged, for example, on a base frame or a base plate. The end positions also represent the deflection points of the yarn and are usually arranged on the outside of the edges of the base frame and around the recesses.
Unter den linienförmigen textilen Gebilden ist vor allem das Garn als Begriff von Bedeutung, da Garn nach DIN 60900 ein Sammelbegriff für alle linienförmigen textilen Gebilde ist. Danach ist ein Garn sinngemäß ein langes, dünnes Gebilde aus einer oder mehreren Fasern. Es ist ein textiles Zwischenprodukt, welches zu Geweben, Gestricken, Gewirken und Stickereien verarbeitet werden kann oder auch zum Nähen verwendet wird. Im Interesse eines allgemeinen Verständnisses ist nachfolgend das erfindungsgemäß eingesetzte Material als Garn benannt, umfasst jedoch alle geeigneten linienförmigen textilen Materialien.Among the line-shaped textile structures, yarn is particularly important as a term, since according to DIN 60900, yarn is a collective term for all linear textile structures. Accordingly, a yarn is a long, thin structure made of one or more fibers. It is an intermediate textile product which can be processed into woven, knitted, knitted and embroidered fabrics or used for sewing. In the interest of a general understanding, the material used according to the invention is named as yarn below, but includes all suitable linear textile materials.
Im Rahmen der Erfindung sind Rovings als Garne von herausragender Bedeutung. Als Roving wird ein Bündel, Strang oder Multifilamentgarn aus parallel angeordneten Filamenten, also Endlosfasern bezeichnet. Der Querschnitt eines Rovings ist meist elliptisch oder rechteckig. Am häufigsten werden Filamente aus Glas, Aramid oder Kohlenstoff (Carbon) zu Rovings zusammengefasst. Normalerweise werden Rovings sortenrein, d. h. aus einer Faserstoffart erzeugt. Es existieren aber auch Hybridrovings, die aus Filamenten unterschiedlicher Materialien bestehen. Der Roving kann praktisch nur im Verbund mit einer Matrix wie z .B. Beton eingesetzt werden. Er besitzt in Faserlängsrichtung eine hohe Festigkeit und Steifigkeit. Mechanisch gesehen ist er eine unidirektionale Schicht. Die mechanischen Eigenschaften quer zur Faser sind zumeist schlecht. Daher werden Rovings entlang der Hauptlastpfade (Hauptnormalspannungen) gelegt. Verbunde aus unidirektional gestreckt liegenden Rovings besitzen eine höhere Festigkeit bzw. Steifigkeit als solche aus Rovinggeweben, da die Rovings bei Geweben gewellt vorliegen, was die Fasern bei Belastung komplex beansprucht. Diesen Unterschied macht sich die Erfindung zunutze, indem hier Spanngelege vorrangig aus gestreckten Rovings erzeugt werden.In the context of the invention, rovings are of outstanding importance as yarns. A roving is a bundle, strand or multifilament yarn made of filaments arranged in parallel, that is, continuous fibers. The cross-section of a roving is usually elliptical or rectangular. Most often filaments made of glass, aramid or carbon (carbon) are grouped together to form rovings. Usually rovings are sorted by type, i. H. produced from one type of fiber. However, there are also hybrid rovings made of filaments of different materials. The roving can practically only be used in conjunction with a matrix such. Concrete are used. It has high strength and rigidity in the longitudinal direction of the fibers. Mechanically speaking, it is a unidirectional layer. The mechanical properties across the fiber are mostly poor. Therefore rovings are laid along the main load paths (main normal stresses). Composites made from unidirectional stretched rovings have a higher strength or rigidity than those made from roving fabrics, since the rovings in fabrics are corrugated, which puts a complex strain on the fibers when loaded. The invention makes use of this difference in that tension scrims are primarily produced from stretched rovings.
Die Verlegung entlang der Hauptlastpfade führt zu einem insgesamt lastoptimierten Ablageverfahren. Dies kann beispielsweise auch zur Einbindung von besonders belasteten Elementen in die Bewehrung dienen, wie beispielsweise Anschlagelemente oder Flanschmuttern als Aufhängung bei Fassadenplatten.The laying along the main load paths leads to an overall load-optimized storage process. This can also be used, for example, to integrate particularly stressed elements into the reinforcement, such as stop elements or flange nuts as suspensions for facade panels.
Da das erfindungsgemäß eingesetzte Garn, beispielsweise ein Roving, im Wesentlichen frei von insbesondere polymeren Bindemitteln ist, erfolgt eine besonders gute Bindung an das vorgesehene Matrixmaterial Beton. Zumindest dürfen etwa vorhandene Bindemittel nicht den dauerhaften und auch unter Einsatzbedingungen stabilen Verbund mit dem Matrixmaterial behindern. Die Fasern sind vom Matrixmaterial nicht durch ein Bindemittel wie z. B. Kunststoff getrennt, der von Grund auf geringere Festigkeit aufweist, und kann zudem unter Einfluss von Temperatur und Alterung weiter erheblich an Festigkeit verlieren mit der Folge, dass die Bewehrung kaum noch zur Kraftübertragung in der Lage ist. Eine weitere Verbesserung der Faser-Matrix-Bindung ist dann zu erwarten, wenn der Roving in einem unmittelbar vorgelagerten Verfahrensschritt eine Benetzung aller Filamente mit einem Feinbeton erfährt. Dies erfolgt bevorzugt durch Aufspreizen des Rovings und dem darauffolgenden Benetzen der Filamente sowie einem abschließenden erneuten Zusammenführen der Filamente. Zudem kann auch nur eine Trockenbeschichtung, z. B. mit Zement, erfolgen, der dann benetzt wird oder in dem Betonteil aktiviert wird, für eine verbesserte Bindung sorgt und abbindet. Die entsprechende Beschichtung kann auch unmittelbar nach Herstellung der Faser als Teilschritt der Faserherstellung erfolgen.Since the yarn used according to the invention, for example a roving, is essentially free of, in particular, polymeric binders, there is a particularly good bond to the intended matrix material, concrete. At least any binders that may be present must not hinder the permanent bond with the matrix material, which is stable even under operating conditions. The fibers are not from the matrix material by a binder such as. B. separated plastic, which has fundamentally lower strength, and can also lose strength significantly under the influence of temperature and aging, with the result that the reinforcement is hardly able to transmit force. A further improvement in the fiber-matrix bond can be expected if the roving is wetted all in an immediately preceding process step Experiences filaments with a fine concrete. This is preferably done by spreading the roving and then wetting the filaments and finally bringing the filaments back together again. In addition, only a dry coating, e.g. B. with cement, which is then wetted or activated in the concrete part, ensures an improved bond and sets. The corresponding coating can also take place immediately after the production of the fiber as a substep of the fiber production.
Ein Gelege, ob gespannt oder nicht, ist ein Flächengebilde, das aus einer oder mehreren Lagen von parallel verlaufenden, gestreckten Fäden oder Garnen besteht, zu verallgemeinern als linienförmige textile Gebilde, nach der Erfindung insbesondere auch Rovings.A scrim, whether stretched or not, is a flat structure which consists of one or more layers of parallel, stretched threads or yarns, to be generalized as linear textile structures, according to the invention in particular also rovings.
An den Kreuzungspunkten werden die Fäden üblicherweise, jedoch nicht notwendigerweise fixiert. Die Fixierung erfolgt allgemein entweder durch Stoffschluss oder mechanisch durch Reibung und/oder Formschluss. Die Erfindung verzichtet jedoch auf eine Fixierung, da die Garne durch ihre Spannung exakt definierbare Kreuzungspunkte ausbilden, auch ohne irgendeine Fixierung. Alternativ ist es jedoch auch vorgesehen, eine Fixierung in bekannter Art und Weise vorzunehmen.The threads are usually, but not necessarily, fixed at the crossing points. The fixation generally takes place either by material connection or mechanically by friction and / or form fit. However, the invention dispenses with a fixation, since the yarns form precisely definable crossing points due to their tension, even without any fixation. Alternatively, however, provision is also made for fixing in a known manner.
Es existieren folgende Arten von Gelegen, die prinzipiell auch nach der Erfindung zum Einsatz kommen können:
- • monoaxiale oder unidirektionale, die durch das Fixieren einer Schar von parallelen Fäden entstehen;
- • biaxiale, bei denen zwei Scharen von parallelen Fäden in Richtung von zwei Achsen miteinander fixiert werden; und
- • multiaxial: mehrere Scharen aus parallelen Fäden in Richtung verschiedener Achsen werden fixiert.
- • monoaxial or unidirectional, which are created by fixing a group of parallel threads;
- • biaxial, in which two sets of parallel threads are fixed to one another in the direction of two axes; and
- • multiaxial: several sets of parallel threads in the direction of different axes are fixed.
Die Lagen bei mehrlagigen Gelegen können alle unterschiedliche Orientierungen aufweisen, auch aus unterschiedlichen Garndichten und unterschiedlichen Garnfeinheiten oder -materialien bestehen. Im Gegensatz zu Geweben haben Gelege als Verstärkungsstrukturen in Faser-Matrix-Verbunden (Matrixmaterial sind vor allem Kunststoffe oder mineralische Materialien wie Beton) bessere mechanische Eigenschaften, da die Fäden in gestreckter Form vorliegen, damit keine zusätzliche Strukturdehnung vorliegt und die Ausrichtung der Fäden speziell für den jeweiligen Anwendungsfall anisotrop definiert werden kann. Da nach der Erfindung vor allem ungedrehte Garne mit vollständig gestrecken Filamenten in Form von Rovings zum Einsatz kommen, ist der letztgenannte Effekt besonders stark ausgeprägt. Aufgrund dieser gestreckten Form wird ein Gelege im englischen Sprachraum und auch im internationalen Handel als non-crimp fabric (NCF) bezeichnet.The layers in multi-layer scrims can all have different orientations, and also consist of different yarn densities and different yarn counts or materials. In contrast to woven fabrics, non-woven fabrics as reinforcement structures in fiber-matrix composites (matrix material are mainly plastics or mineral materials such as concrete) have better mechanical properties, as the threads are in a stretched form so that there is no additional structural stretch and the orientation of the threads is specially designed for the respective application can be defined anisotropically. Since, according to the invention, primarily untwisted yarns with completely drawn filaments in the form of rovings are used, the last-mentioned effect is particularly pronounced. Because of this elongated shape, a scrim is called non-crimp fabric (NCF) in the English-speaking world and also in international trade.
Ein Spanngelege ist ein Gelege, das nicht durch den Einsatz von Kunstharz oder anderen Hilfsmitteln eine zur Manipulation in nachfolgenden Prozessen geeignete Eigensteifigkeit erhält, sondern dies durch einen Spannrahmen erfolgt. Der Spannrahmen bringt allseitig Zugkräfte in das Spanngelege ein, so dass es trotz fehlender Eigensteife durch den Spannrahmen manipulierbar wird und nicht durchhängt. Nach der Erfindung wirken der Grundrahmen, in einer speziellen Ausführungsform auch der im Rand des Geleges erzeugte Gelegerahmen, als Spannrahmen.A tension scrim is a scrim that does not acquire an inherent rigidity suitable for manipulation in subsequent processes through the use of synthetic resin or other aids, but is done by a tenter frame. The tensioning frame brings tensile forces on all sides into the tensioning structure, so that it can be manipulated by the tensioning frame despite the lack of inherent rigidity and does not sag. According to the invention, the base frame, in a special embodiment also the frame frame produced in the edge of the fabric, act as a tensioning frame.
Die Garnhalteeinrichtungen sind zumindest an einer ersten und einer zweiten Seite der Vorrichtung, beispielsweise einer Grundplatte oder einem Rahmen, angeordnet. Sie bilden Umlenkpunkte beim Erzeugen des Spanngeleges. Durch das Umlenken entsteht später nach dem Betonieren eine Verankerung der so im Umlenkpunkt gebildeten Schlaufe im Beton, gleiches gilt für jedes andere Matrixmaterial, das zusammen mit der erfindungsgemäßen Bewehrung eingesetzt wird. Die im Matrixmaterial bzw. dem Beton somit verankerte Schlaufe ist also in der Lage, unmittelbar eine hohe Last abzutragen, während eine herkömmliche Stahlbewehrung und mehr noch textile Bewehrung eine größere im Beton eingebettete Länge benötigt, ehe sie voll tragfähig sind. Diese Länge beträgt je nach Garn, Belastung und Temperatur zwischen 20 und 200 cm.The yarn holding devices are arranged at least on a first and a second side of the device, for example a base plate or a frame. They form deflection points when creating the tensioning gear. The deflection creates an anchoring of the loop thus formed at the deflection point in the concrete after concreting; the same applies to any other matrix material that is used together with the reinforcement according to the invention. The loop anchored in the matrix material or the concrete is therefore able to transfer a high load immediately, while conventional steel reinforcement and even more textile reinforcement require a greater length embedded in the concrete before they are fully load-bearing. This length is between 20 and 200 cm, depending on the yarn, load and temperature.
Die erfindungsgemäße Bewehrung wird demnach nicht als vorgefertigtes textiles Flächengebilde erworben, sondern im Fertigteilwerk aus Rovings hergestellt. Durch eine Verlegeeinrichtung, aufweisend z. B. eine den Grundrahmen oder die Garnabgabeeinrichtung bewegende Maschine oder einen beweglichen Verlegeroboter, werden die Rovings direkt in der Schalung oder entfernt von der Schalung auf dem separaten Grundrahmen zur Bildung des Spanngeleges abgelegt und in den Grundrahmen gespannt. Somit wird die textile Bewehrung direkt im Produktionsprozess für das Bauteil konfektioniert. Dadurch werden zwei voneinander unabhängig laufende Prozessschritte, die Gelege- und die Betonfertigteilherstellung, vereint und zeitsparend sowie kostengünstig optimiert. Dadurch ist ein hohes Automatisierungspotenzial gegeben, das die Chance bietet, ressourceneffiziente Textilbetonbauteile zu fertigen.The reinforcement according to the invention is therefore not acquired as a prefabricated flat textile structure, but made from rovings in the precast plant. By a laying device, comprising, for. B. a machine moving the base frame or the yarn dispenser or a movable laying robot, the rovings are placed directly in the formwork or away from the formwork on the separate base frame to form the tensioning fabric and stretched into the base frame. The textile reinforcement is thus made up directly in the production process for the component. As a result, two process steps that run independently of one another, the production of the fabric and the precast concrete, are combined and optimized in a time-saving and cost-effective manner. This has a high potential for automation, which offers the opportunity to manufacture resource-efficient textile-reinforced concrete components.
Bevorzugt ist die Verlegeeinrichtung als wenigstens eine Garnabgabeeinrichtung, angeordnet an einer zweidimensional wirksamen Positionierreinrichtung oder einem Verlegeroboter, ausgeführt ist. Dabei stellt insbesondere die Positionierreinrichtung, ausgeführt als in der Ebene parallel zum Spanngelege zu beliebigen Punkten verfahrbarer Kopf mit der Garnabgabeeinrichtung, eine kostengünstige und einfache Ausgestaltung der Erfindung dar. Die Positioniereinrichtung muss jedoch solche Ausmaße aufweisen, dass das größte zu fertigende Spanngelege darunter Platz findet. Alternativ oder zusätzlich zur Bewegung der Garnabgabeeinrichtung ist die Bewegung des Grundrahmens vorgesehen, damit eine Relativbewegung zwischen beiden erreicht wird.The laying device is preferably designed as at least one yarn dispensing device, arranged on a two-dimensionally effective positioning device or a laying robot. In particular, the positioning device, designed as in the plane parallel to Tension laid head with the yarn dispensing device that can be moved to any points represents an inexpensive and simple embodiment of the invention. However, the positioning device must have such dimensions that the largest tension laid to be produced can be accommodated underneath. As an alternative or in addition to the movement of the yarn dispensing device, the movement of the base frame is provided so that a relative movement between the two is achieved.
Nach der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Garnhalteeinrichtungen Umlenkbolzen aufweisen. Um diese wird im Zuge der Ausbildung des Spanngeleges das Garn herumgelegt. Es hat sich als günstig erwiesen, wenn zumindest ein Teil der Umlenkbolzen einzeln elastisch oder aktiv auslenkbar ist. Dies dient insbesondere dem Ausgleich sich im Spanngelege beim Legen um die Umlenkbolzen herum ausbildender unterschiedlicher Spannungen der einzelnen Lagen. Wegen der hohen Zugfestigkeit und geringen elastischen Dehnung von hochfesten Materialien wie Carbonfasern kommt es beim straffen Legen zu undefinierten Spannungen im Spanngelege, die entweder zu einer Überlastung einzelner Lagen oder zu einer elastischen Verformung des Grundrahmens führen können, letzteres auch mit der Folge, dass ein Teil der Lagen von den Umlenkbolzen schlaff durchhängt oder gar abgleitet. Elastisch auslenkbare Umlenkbolzen sind auf eine geeignete Weise einzeln federnd an dem Grundrahmen angeordnet, bevorzugt jeweils auf einer einfach und kostengünstig herzustellenden Federzunge.According to the invention it is provided that the yarn holding devices have deflection bolts. The yarn is laid around this in the course of the formation of the tensioning structure. It has proven to be advantageous if at least some of the deflection bolts can be individually elastically or actively deflected. This serves in particular to compensate for the different tensions of the individual layers that develop in the tensioning structure when laying around the deflection bolts. Because of the high tensile strength and low elastic elongation of high-strength materials such as carbon fibers, undefined tensions occur in the tensioning fabric when taut, which can either lead to overloading of individual layers or to elastic deformation of the base frame, the latter also resulting in a part of the layers sagging or even slipping off the deflection bolts. Elastically deflectable deflection bolts are individually resiliently arranged in a suitable manner on the base frame, preferably in each case on a flexible tongue that is simple and inexpensive to manufacture.
Aktiv auslenkbare Umlenkbolzen dienen zur einfacheren Entnahme des Spanngeleges und/oder zur Ausbildung unterschiedlicher Vorspannung in einzelnen Bereichen der Bewehrung. Die aktive Ansteuerung erfolgt beispielsweise durch einen Elektromagneten oder pneumatisch.Actively deflectable deflection bolts are used to make it easier to remove the tension gear and / or to create different pretensioning in individual areas of the reinforcement. The active control takes place, for example, by an electromagnet or pneumatically.
Eine erfindungsgemäße Lösung, die nachteiligen Effekte unterschiedlicher Spannungen in einzelnen Lagen zu vermeiden, liegt in der Minderung der Reibung zwischen Garn und Umlenkbolzen, so dass sich hierüber Spannungsunterschiede ebenfalls ausgleichen können. Hierzu ist zumindest ein Teil der Umlenkbolzen zumindest an einem Umfang um eine Rotationsachse drehbar, bevorzugt wälzgelagert, oder mit einer reibungsmindernden Beschichtung versehen. Dabei kann beispielsweise der gesamte Umlenkbolzen an einem Ende in einem Wälzlager gehalten oder aber fest eingespannt und mit einer drehbaren Hülse versehen werden. Diese dreht sich dann bevorzugt über ein leichtgängiges Wälzlager.One solution according to the invention for avoiding the disadvantageous effects of different tensions in individual layers is to reduce the friction between the yarn and the deflection bolt, so that differences in tension can also be compensated for. For this purpose, at least some of the deflection bolts can be rotated at least on one circumference about an axis of rotation, preferably on roller bearings, or provided with a friction-reducing coating. In this case, for example, the entire deflection bolt can be held at one end in a roller bearing or else firmly clamped and provided with a rotatable sleeve. This then preferably rotates via a smooth rolling bearing.
Die Erfindung sieht weiterhin vor, dass zumindest ein Teil der Umlenkbolzen zur Aufnahme eines Hohlzylinders aus mineralischem Material vorgesehen ist. Dieser Hohlzylinder ist beispielsweise ebenfalls leicht drehbar auf dem Umlenkbolzen gelagert und verbleibt als Funktionselement, beispielsweise als Abstandhalter oder als höherfester Halt einer Garnschlinge, beim Betonieren im Beton und verbindet sich dank seines mineralischen Materials sehr gut mit dem Beton als dem Matrixmaterial.The invention further provides that at least some of the deflection bolts are provided for receiving a hollow cylinder made of mineral material. This hollow cylinder is, for example, also easily rotatable on the deflection bolt and remains as a functional element, for example as a spacer or as a more rigid hold of a thread loop when concreting in concrete and, thanks to its mineral material, connects very well with the concrete as the matrix material.
Besondere Vorzüge wohnen einer Ausgestaltung inne, bei der benachbart zu wenigstens einem Umlenkbolzen zumindest ein Orientierungsbolzen in der Weise angeordnet ist, dass der Garnabstand unabhängig vom Umlenkradius einstellbar ist. Hiermit kann ein beim Betonieren entstehender Haltebolzen aus Beton, um den die Schlaufe des Bewehrungsmaterials gelegt ist, eine optimale Größe erhalten, ohne dass sich hieraus Einschränkungen beim Garnabstand ergeben. Gleiches gilt für einen Hohlzylinder aus mineralischem Material wie oben beschrieben. So könnte ein groß dimensionierter Haltebolzen oder Hohlzylinder für einen sehr festen Halt der Garnschlaufe im Matrixmaterial sorgen und zugleich dank der Orientierungsbolzen ein dichter Garnabstand hervorgerufen werden, wenn die Haltebolzen bzw. zuvor die Umlenkbolzen auf einem Grundrahmen in unterschiedlichen Randabständen, z. B. zweireihig, angeordnet werden. Die Anordnung der Umlenkbolzen auf dem Grundrahmen definiert die Umlenkstellen, wobei der Grundrahmen auch die Anordnung der Orientierungsbolzen ermöglicht.Particular advantages reside in an embodiment in which at least one orientation bolt is arranged adjacent to at least one deflection bolt in such a way that the yarn spacing can be adjusted independently of the deflection radius. In this way, a retaining bolt made of concrete, around which the loop of the reinforcement material is placed, which is created during concreting, can be given an optimal size without this resulting in restrictions on the yarn spacing. The same applies to a hollow cylinder made of mineral material as described above. For example, a large retaining bolt or hollow cylinder could ensure a very firm hold of the yarn loop in the matrix material and at the same time, thanks to the orientation bolt, a tight yarn spacing can be created when the retaining bolt or previously the deflection bolt on a base frame at different edge distances, e.g. B. in two rows, are arranged. The arrangement of the deflection bolts on the base frame defines the deflection points, the base frame also allowing the orientation bolts to be arranged.
Auf der Grundplatte oder dem Grundrahmen mit Umlenkstellen, beispielsweise Umlenkbolzen, wird das Garn, beispielsweise Filamentbündel bzw. Rovings, das die spätere Bewehrung bildet, so abgelegt, dass vor allem die höher belasteten Betonflächen mit einer entsprechend starken Bewehrung versehen werden können, die eine Bewehrung benötigen, um Kräfte ableiten zu können. Die gezielte Ablage des Garns kann dabei anforderungsgerecht erfolgen, so dass ein sparsamer Materialeinsatz möglich ist und das mit Materialverlust verbundene Zuschneiden und das Überlappen von vordefinierten textilen Flächenstrukturen ohnehin entfällt.On the base plate or the base frame with deflection points, for example deflection bolts, the yarn, for example filament bundles or rovings, which will form the subsequent reinforcement, is placed in such a way that, above all, the more heavily loaded concrete surfaces can be provided with a correspondingly strong reinforcement, which is a reinforcement need to be able to derive forces. The targeted filing of the yarn can take place in accordance with the requirements, so that an economical use of material is possible and the cutting to size and the overlapping of predefined textile surface structures associated with loss of material are no longer necessary.
Auf der Grundplatte bzw. dem Grundrahmen könnten als zusätzlicher Vorteil zugleich auch Einbauteile wie Leerrohre, Abstandhalter, Anker oder ähnliches angeordnet werden. Auf eine Verlegung von Kapillarrohr wird später eingegangen. Die Grundplatte bzw. der Grundrahmen kann im Nachgang erneut verwendet werden.As an additional advantage, built-in parts such as conduits, spacers, anchors or the like could also be arranged on the base plate or base frame. Laying the capillary tube will be discussed later. The base plate or the base frame can be used again afterwards.
Es ist weiterhin vorgesehen, dass der Grundrahmen auf einem Magnettisch aus miteinander verbindbaren Rahmenteilen zusammengesetzt wird. Es handelt sich dabei um einen individuellen Grundrahmen, der an das jeweils zu fertigende Betonbauteil angepasst werden kann. Hierzu ist ein ausreichend umfangreicher Satz an Rahmenteilen vorzuhalten.It is also provided that the base frame is assembled from frame parts that can be connected to one another on a magnetic table. It is an individual base frame that can be adapted to the concrete component to be manufactured. A sufficiently comprehensive set of frame parts must be kept available for this purpose.
Die gewünschten Abmessungen des vorgesehenen Betonbauteils werden mittels Rahmenteilen, z. B. Stahlschienen, bevorzugt mit integrierten Garnhalteeinrichtungen als Umlenkstellen, z. B. ausgeführt als Umlenkbolzen, erzielt. Die Rahmenteile werden beispielsweise durch einen Schalungsroboter auf einem Untergrund, bevorzugt einem magnetischen Tisch, angeordnet.The desired dimensions of the intended concrete component are made by means of frame parts such. B. steel rails, preferably with integrated yarn holding devices as deflection points, z. B. designed as a deflection bolt achieved. The frame parts are arranged on a substrate, preferably a magnetic table, for example by a shuttering robot.
Die Übergabe von Daten, beispielsweise betreffend ein Layout der Garne oder einen Aufbau des Grundrahmens oder eine Position von Einlegeteilen, erfolgt bei der bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung durch das zentrale Einlesen von CAD-Daten in die Verlegeeinrichtung. Dadurch ist eine fehlerhafte Dateneingabe in der Prozesskette nicht möglich, da nur die vom Planungsingenieur gewollten Bauteilgeometrien und sonstigen Positionen übergeben werden. Es entsteht eine digitale Prozesskette und damit eine hohe Sicherheit und Genauigkeit bei der Fertigung der Bewehrung und der Betonteile.The transfer of data, for example relating to a layout of the yarns or a structure of the base frame or a position of insert parts, takes place in the preferred embodiment of the invention by centrally reading CAD data into the laying device. This means that incorrect data entry in the process chain is not possible, as only the component geometries and other positions desired by the planning engineer are transferred. A digital process chain is created and thus a high level of safety and accuracy in the manufacture of the reinforcement and the concrete parts.
Die Anordnung der Umlenkstellen wird individuell an die jeweilige Bauteilgeometrie angepasst. Hierzu sind verschiedene Rahmenteile notwendig, die dann auf dem Untergrund angeordnet werden. Dadurch können Tür- und Fensteraussparungen sowie andere Bauteildurchdringungen realisiert werden. Nachdem der Grundrahmen zusammengesetzt wurde, wird dieser in sich fixiert, so dass der Grundrahmen später auch ohne Untergrund eine ausreichende Stabilität für die weiteren Prozessschritte aufweist.The arrangement of the deflection points is individually adapted to the respective component geometry. Various frame parts are required for this, which are then arranged on the ground. This enables door and window openings as well as other component penetrations to be implemented. After the base frame has been put together, it is fixed in place so that the base frame later has sufficient stability for the further process steps even without a base.
Ungeachtet der hohen Variabilität der vorgenannten Lösung ist es nach der Erfindung vor allem für große Stückzahlen einzelner Bauteile auch vorgesehen, den Grundrahmen vorgefertigt und mit vorgegebenen Maßen einzusetzen. Ebenso können mehrere Grundrahmen oder mehrteilige Grundrahmen zum Einsatz kommen, wenn die Art des Betonteils, für das die Bewehrung gefertigt werden soll, oder sonstige technologische Anforderungen dies veranlassen.Regardless of the high variability of the aforementioned solution, the invention also provides, especially for large numbers of individual components, for the base frame to be prefabricated and used with predetermined dimensions. Several base frames or multi-part base frames can also be used if the type of concrete part for which the reinforcement is to be manufactured or other technological requirements prompt this.
Der Rahmen kann nach der Betonage durch einfaches Abheben wieder entfernt und insgesamt wiederverwendet werden, während nach einer alternativen Ausführungsform die Umlenkstellen im Bauteil verbleiben, vor allem wenn es sich um keramische Aufsätze wie die Hohlzylinder aus mineralischem Material handelt.After concreting, the frame can be removed again by simply lifting it off and reused as a whole, while according to an alternative embodiment the deflection points remain in the component, especially when it comes to ceramic attachments such as the hollow cylinders made of mineral material.
Sollte eine Vorfertigung des Grundrahmens auf einem Untergrund nicht sinnvoll oder möglich sein, kann die Ablage der Garne auch direkt in der Schalung erfolgen. Die Umlenkstellen werden dabei bevorzugt außerhalb der Schalung liegen. Dabei ist beispielsweise eine geteilte Schalung oder ein zusätzliches Rahmenelement mit Umlenkbolzen notwendig, das außerhalb der Schalung angeordnet ist.If prefabrication of the base frame on a substrate is not practical or possible, the yarn can also be deposited directly in the formwork. The deflection points are preferably located outside the formwork. For example, a split formwork or an additional frame element with deflection bolts, which is arranged outside the formwork, is necessary.
Günstig ist es auch, wenn der Grundrahmen als Platte ausgeführt ist und alternativ oder zusätzlich eine größere Anzahl an Aufnahmen für Umlenkbolzen, sofern vorgesehen auch für Orientierungsbolzen, aufweist, als Umlenkbolzen bzw. Orientierungsbolzen tatsächlich vorgesehen sind, so dass die Umlenkbolzen und Orientierungsbolzen variabel auf dem Grundrahmen anordenbar sind. Dadurch kann ein insoweit universeller Grundrahmen für eine Vielzahl unterschiedlicher Spanngelege zum Einsatz kommen. Es müssen hierzu nur die Umlenkbolzen bzw. Orientierungsbolzen in die entsprechenden Aufnahmen, bevorzugt in einem Raster angeordnet, eingebracht werden. Im einfachsten Fall sind dies Bohrungen, in die Umlenkbolzen bzw. Orientierungsbolzen eingesteckt werden.It is also favorable if the base frame is designed as a plate and alternatively or additionally has a larger number of receptacles for deflection bolts, if provided also for orientation bolts, are actually provided as deflection bolts or orientation bolts, so that the deflection bolts and orientation bolts are variable on the Base frame can be arranged. As a result, a universal base frame can be used for a large number of different tensioning fabrics. For this purpose, only the deflection bolts or orientation bolts have to be introduced into the corresponding receptacles, preferably arranged in a grid. In the simplest case, these are holes into which deflection bolts or orientation bolts are inserted.
Eine noch größere Flexibilität verspricht ein Grundrahmen, der selbst als Magnettisch ausgeführt ist, so dass die Umlenkbolzen variabel auf dem Grundrahmen anordenbar sind und durch die Magnetkraft in der vorgesehenen Position gehalten werden. Die Magnetkraft wird dann zumindest solange aufrechterhalten, bis die Betonage vollzogen ist. Später können die Umlenkbolzen und Orientierungsbolzen einfach vom Magnettisch abfallen und beispielsweise auf sehr einfache Weise gereinigt werden. Danach wird der Magnettisch erneut bestückt.A base frame, which is itself designed as a magnetic table, promises even greater flexibility so that the deflection bolts can be arranged variably on the base frame and are held in the intended position by the magnetic force. The magnetic force is then maintained at least until concreting has been completed. Later, the deflection bolts and orientation bolts can simply fall off the magnetic table and, for example, can be cleaned very easily. Then the magnetic table is loaded again.
Eine alternative Garnhalteeinrichtung ist als ein am Rand der Form entlanglaufender, durchgehender Klemmschlitz oder mehrere quer zum Rand der Form angeordnete Klemmschlitze ausgeführt sind, in die der Faden durch die Verlegeeinrichtung eingesteckt und dort festgehalten wird. Insbesondere der durchgehende Klemmschlitz lässt problemlos eine variable Beabstandung der Umlenkstellen zu. Die Klemmschlitze können aus zwei Gummilippen bestehen oder als durch Federkraft aufeinander gepresste Leisten ausgeführt sein. Sie weisen alternativ einen zusätzlichen Schutz gegen eindringenden Beton auf oder sind zur Reinigung auseinanderklappbar. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Einrichtung zur Ausbildung des Spanngeleges direkt in oder an der Form angeordnet ist und beim Betonieren auch dort verbleibt.An alternative yarn holding device is designed as a continuous clamping slot running along the edge of the mold or a plurality of clamping slots arranged transversely to the edge of the mold, into which the thread is inserted by the laying device and held there. In particular, the continuous clamping slot allows variable spacing of the deflection points without any problems. The clamping slots can consist of two rubber lips or be designed as strips pressed against one another by spring force. Alternatively, they have additional protection against the ingress of concrete or can be folded apart for cleaning. This applies in particular when the device for forming the tensioning structure is arranged directly in or on the mold and also remains there during concreting.
Eine weitere Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe stellt ein Verfahren gemäß Anspruch 7 zur Erzeugung einer textilen Bewehrung für ein Betonbauteil dar, wobei aus wenigstens einem von polymeren Bindemitteln freien Garn mittels einer Verlegeeinrichtung in einem Grundrahmen ein Spanngelege ausgebildet wird, indem das Garn unter mechanischer Spannung zwischen an dem Grundrahmen angeordneten Garnhalteeinrichtungen verlegt wird. Die Anordnung der Garnhalteeinrichtungen bildet zugleich die Randbereiche des Spanngeleges und der späteren Bewehrung, wobei es sich nicht zwangsläufig um die äußeren Ränder des späteren Betonbauteils handeln muss. Die Ränder von Ausnehmungen in dem Betonbauteil wie Öffnungen für Türen oder Fenster können ebenfalls einen solchen Randbereich darstellen.A further solution to the object according to the invention is a method according to
Besonders bevorzugt wird als Garn ein Roving aus für den Einsatz im Textilbeton geeigneten Hochleistungsfilamenten verwendet. Hier ist nicht nur wegen der gestreckten Filamente eine besonders gute Kraftaufnahme zu erwarten, sondern auch eine gute Anbindung an das Matrixmaterial Beton, da keine Drehung der Fasern erfolgt, die das Eindringen von Beton erschweren und die Zugfestigkeit vermindern würde.A roving made of high-performance filaments suitable for use in textile concrete is particularly preferably used as the yarn. A particularly good force absorption is to be expected here not only because of the stretched filaments, but also a good connection to the concrete matrix material, since there is no rotation of the fibers that would make it difficult for concrete to penetrate and reduce the tensile strength.
Um die Bindung zwischen den Filamenten und dem Beton noch weiter zu verbessern, ist es nach einer speziellen und besonders vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, dass im Sinne einer Online-Beschichtung der Roving zunächst gespreizt, die einzelnen Filamente bevorzugt mit schnellhärtendem Feinbeton benetzt und danach wieder zu dem Roving zusammengeführt werden. Ein solcher vorbereiteter Roving wird sofort zu einem Spanngelege verarbeitet und bildet eine eigenstabile keramische Bewehrung aus, die einfach und sicher zum Betonieren transportiert werden kann. Diese eigenstabile keramische Bewehrung weist eine besonders gute Anbindung an den als Matrixmaterial in eine Schalung eingebrachten Beton auf. Zudem kommt es auf ein leichtes Eindringen des Betons in den Roving dann nicht mehr an, so dass als Matrixmaterial kein Feinbeton zum Einsatz kommen muss. Weiterhin ist besonderes Augenmerk auf Trocknung, Härtung und Schmelzung zu legen.In order to improve the bond between the filaments and the concrete even further, according to a special and particularly advantageous embodiment, the roving is initially spread in the sense of an online coating, the individual filaments are preferably wetted with fast-hardening fine concrete and then again to the Roving are merged. Such a prepared roving is immediately processed into a tensioning fabric and forms an inherently stable ceramic reinforcement that can be easily and safely transported for concreting. This inherently stable ceramic reinforcement has a particularly good connection to the concrete introduced into a formwork as a matrix material. In addition, easy penetration of the concrete into the roving is no longer important, so that fine concrete does not have to be used as the matrix material. Furthermore, special attention should be paid to drying, hardening and melting.
Bevorzugt ist der Roving aus Carbonfasern gebildet. Carbonfasern sind leicht, haben eine hohe Zugfestigkeit und widerstehen gut korrosiven Einflüssen. Der Roving selbst bietet wegen der vollkommen gestreckten Fasern eine nochmals verbesserte Zugfestigkeit gegenüber einem Gewebe beispielsweise.The roving is preferably formed from carbon fibers. Carbon fibers are light, have a high tensile strength and withstand corrosive influences well. Because of the completely stretched fibers, the roving itself offers even better tensile strength than a woven fabric, for example.
Es hat sich als günstig erwiesen, wenn die Verlegung mittels wenigstens einer Garnabgabeeinrichtung erfolgt, die an einer zweidimensional wirksamen Positionierreinrichtung angeordnet ist. Damit kann die ebene Bewehrung zunächst durch Bildung eines zweidimensionalen Spanngeleges hergestellt werden. Im Übrigen wird auf die Beschreibung der Vorrichtung zur Erzeugung einer textilen Bewehrung für ein Betonbauteil oben verwiesen.It has proven to be advantageous if the laying is carried out by means of at least one yarn dispensing device which is arranged on a two-dimensionally effective positioning device. In this way, the level reinforcement can initially be produced by forming a two-dimensional tension structure. In addition, reference is made to the description of the device for producing a textile reinforcement for a concrete component above.
Besondere Vorteile für die Verlegung der Rovings und/oder die Anordnung bzw. Positionierung der Umlenkstellen, individuell an die jeweilige Bauteilgeometrie angepasst, ergeben sich, wenn diese auf Basis einer CAD-Steuerung erfolgen.Special advantages for the laying of the rovings and / or the arrangement or positioning of the deflection points, individually adapted to the respective component geometry, result if this is done on the basis of a CAD control.
Gleiches gilt, wenn verschiedene Rahmenteile notwendig sind, die auf dem Untergrund angeordnet werden müssen und dadurch Tür- und Fensteraussparungen sowie andere Bauteildurchdringungen realisiert werden können. Die gewünschten Abmessungen der Bewehrung für das vorgesehene Betonbauteil werden in dem Fall mittels zusammengesetzten Rahmenteilen, z. B. Stahlschienen, bevorzugt mit integrierten Umlenkstellen bzw. Umlenkbolzen, erreicht.The same applies if different frame parts are necessary that have to be arranged on the sub-floor and thereby door and window openings as well as other component penetrations can be realized. The desired dimensions of the reinforcement for the intended concrete component are in the case by means of composite frame parts, for. B. steel rails, preferably with integrated deflection points or deflection bolts achieved.
Die Datenübergabe erfolgt bei dieser bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung durch das zentrale Einlesen von CAD-Daten. Dadurch ist eine fehlerhafte Dateneingabe in der Prozesskette nicht möglich, da nur die vom Planungsingenieur gewollten Bauteilgeometrien übergeben werden. Ebenso kann das Ablegen der Filamentbündel nach CAD-Daten erfolgen. Es entsteht eine digitale Prozesskette. Hierzu werden ebenfalls die CAD-Daten eingelesen und von einem Verlegeroboter oder einer sonstigen Verlegeinrichtung verarbeitet.In this preferred embodiment of the invention, data is transferred by centrally reading in CAD data. This means that incorrect data entry in the process chain is not possible, as only the component geometries desired by the planning engineer are transferred. The filament bundles can also be deposited according to CAD data. A digital process chain is created. For this purpose, the CAD data are also read in and processed by a laying robot or another laying device.
Nach der Verlegung wird der fertig bespannte und in sich fixierte Grundrahmen von der Grundplatte gelöst und kopfüber auf die vorgesehene Bauteilschalung aufgesetzt. Nun ist die Bewehrung in der korrekten Lage im zukünftigen Bauteil angeordnet. Durch die offene Rahmenstruktur kann die Betonage des Bauteils im Nachgang mittels Ausbringkübel auf dem Schaltisch problemlos erfolgen. Der Rahmen kann nach der Betonage durch einfaches Abheben wieder entfernt und wiederverwendet werden, während die Umlenkstellen, bevorzugt ausgeführt als Hohlzylinder, im Bauteil verbleiben können, sofern dies vorgesehen ist.After laying, the completely covered and fixed base frame is released from the base plate and placed upside down on the intended component formwork. Now the reinforcement is arranged in the correct position in the future component. Thanks to the open frame structure, concreting of the component can then be carried out without any problems using the application bucket on the formwork table. After concreting, the frame can be removed and reused by simply lifting it off, while the deflection points, preferably designed as hollow cylinders, can remain in the component if this is provided.
Vorteilhaft ist es ebenso, wenn neben der Verlegung des Garns im Wesentlichen linienförmige Funktionselemente verlegt werden. Diese können dann ebenso gesteuert um die Umlenkbolzen verlegt werden. Dies betrifft beispielsweise Kapillarrohre zur späteren Beheizung oder Kühlung bzw. zur Entnahme von Wärme aus dem Betonteil, beispielsweise ein Kapillarrohr von 5 mm Durchmesser, oder auch elektrische Leitungen zur Beheizung. Durch das programmgemäße Legen entsteht eine Kapillarrohrmatte mit individueller Ausdehnung und Rohrdichte nach dem jeweiligen Bedarf.It is also advantageous if, in addition to laying the yarn, essentially linear functional elements are laid. These can then also be routed around the deflection bolts in a controlled manner. This applies, for example, to capillary tubes for later heating or cooling or to extract heat from the concrete part, for example a capillary tube with a diameter of 5 mm, or electrical lines for heating. Laying in accordance with the program creates a capillary tube mat with individual expansion and tube density as required.
Eine alternative Möglichkeit, eine ohne Hilfsmittel manipulierbare textile Bewehrung zu erhalten, ergibt sich, wenn das Spanngelege in einem Randbereich so weit mit einem Fixiermittel behandelt wird, dass sich ein steifer Spanngelegerahmen aus Textilmaterial ausbildet. Auf diese Weise kann der Großteil des Spanngeleges von einem Bindemittel frei bleiben, dennoch erhält das Spanngelege eine ausreichende Steifigkeit, um ohne Grundrahmen zum Betonieren verbracht oder sonst manipuliert zu werden. Bei dem Fixiermittel kann es sich auch um ein polymeres Bindemittel handeln.An alternative possibility of obtaining a textile reinforcement that can be manipulated without auxiliary means arises if the tensioning fabric is treated with a fixing agent in an edge area to such an extent that a rigid tensioning frame made of textile material is formed. In this way, most of the tensioning fabric can free from a binding agent remain, but the tensioning fabric is given sufficient rigidity to be used for concreting or otherwise manipulated without a base frame. The fixing agent can also be a polymeric binder.
Vorteilhaft ist auch eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der der Grundrahmen wenigstens eine Einrichtung zur Beabstandung gegenüber einer Schalung aufweist, wobei diese Einrichtung als Auflagerahmen, Auflagebolzen und/oder Außenauflage ausgeführt ist. Die Einrichtung sorgt letztlich für eine definierte Lage der Bewehrung im Betonteil.An embodiment of the device according to the invention is also advantageous in which the base frame has at least one device for spacing it from a formwork, this device being designed as a support frame, support bolt and / or external support. The device ultimately ensures a defined position of the reinforcement in the concrete part.
Durch die Erfindung wird weiterhin die Herstellung des textilen Flächengebildes beim Textilhersteller vollständig obsolet, da die Rovings, die beim Textilhersteller bisher zu textilen Flächengebilden weiterverarbeitet wurden, nun im Betonwerk direkt konfektioniert und im Fertigteilherstellungsprozess anforderungsgerecht hinsichtlich Größe und Struktur zu einem textilen Flächengebilde verarbeitet werden.The invention also makes the production of the textile fabric at the textile manufacturer completely obsolete, since the rovings, which were previously processed into textile fabrics at the textile manufacturer, are now assembled directly in the concrete plant and processed into a textile fabric in the precast manufacturing process in accordance with the requirements in terms of size and structure.
Da die Rovings auf einer Grundplatte oder einem Gitter so abgelegt werden, dass nur die Flächen eine Bewehrung erhalten, die später auch betoniert werden, ist ein verschnittfreies Arbeiten sichergestellt. Es gibt demnach fast keinen Verschnitt und keine Überlappungen mehr. Ein Betonfertigteil von 12 m2 Fläche benötigt insgesamt nur noch Bewehrungsmaterial für ca. 12 anstatt für ca. 20 m2 wie bisher, was eine Materialersparnis von 40 % bedeutet. Weiterhin können die Rovings in Richtung und Anzahl so variiert werden, dass z. B. an hochbeanspruchten Stellen eine größere Rovinganzahl platziert wird als an geringer beanspruchten Stellen, was mit einer weiteren Materialeinsparung einhergeht. Somit kann zu 100 % anforderungsgerecht und besonders materialeffizient gefertigt werden. Auch das Verstärkungsmaterial kann kombiniert werden. An hoch beanspruchten Stellen wird beispielsweise Carbon verwendet und an geringer beanspruchten Stellen AR-Glasrovings, je nach Bedarf an mechanischen Eigenschaften.Since the rovings are placed on a base plate or a grid in such a way that only the surfaces that will be concreted later receive reinforcement, waste-free work is ensured. There is therefore almost no waste and no more overlaps. A precast concrete part with an area of 12 m 2 only requires reinforcement material for approx. 12 instead of approx. 20 m 2 as before, which means a material saving of 40%. Furthermore, the rovings can be varied in direction and number so that, for. B. a larger number of rovings is placed in highly stressed areas than in less stressed areas, which is associated with further material savings. This means that production can be carried out 100% in line with requirements and particularly efficiently. The reinforcement material can also be combined. For example, carbon is used in highly stressed areas and AR glass rovings in less stressed areas, depending on the need for mechanical properties.
Ein weiterer Vorteil sind die für die Tragfähigkeit der Bewehrung überaus vorteilhaften und gezielt beeinflussbaren Umlenkstellen an den Rändern, die bei der Textilherstellung hingegen meist entfernt werden. Aber selbst wenn sie am Textil verbleiben, liegen sie im endgültigen Bauteil meist nicht dort, wo sie z.B. zur Verankerung der Bewehrung genutzt werden können. Gemäß der vorliegenden Erfindung liegen diese Umlenkstellen v. a. an den Rändern der Bauteile und darin enthaltener Aussparungen, wo sie zur Verankerung der Rovings genutzt werden können.Another advantage are the deflection points at the edges, which are extremely advantageous for the load-bearing capacity of the reinforcement and can be influenced in a targeted manner, which, however, are usually removed during textile production. But even if they remain on the textile, they are usually not in the final component where they are, e.g. can be used to anchor the reinforcement. According to the present invention, these deflection points are v. a. at the edges of the components and the recesses contained therein, where they can be used to anchor the rovings.
Aufgrund des Wegfalls des vorgelagerten textilen Herstellungsprozesses und der nun direkten Ablage des als Garn bzw. Roving vorliegenden Bewehrungsmaterials im Betonfertigteilwerk, erfolgt die Beschichtung der Rovings - wenn überhaupt noch nötig - während des Ablegens und nur mit Mitteln, die die Bindung an die Betonmatrix nicht vermindern. Dies stellt einen weiteren Vorteil dar, da in Abhängigkeit von den Bauteilanforderungen die Eigenschaften der Beschichtung optimal ausgewählt werden kann. Auch wenn für Betonbauteile, die unter höheren Temperaturen bestehen müssen, auf eine Beschichtung verzichtet wird, umfasst die Erfindung dennoch Garne mit Beschichtung, die zum Einsatz kommen können, wenn keine thermischen Anforderungen gestellt sind und auch das Problem der Alterung von Beschichtungen keine Nachteile hervorruft.Due to the elimination of the upstream textile manufacturing process and the direct storage of the reinforcement material in the form of yarn or roving in the precast concrete plant, the coating of the rovings takes place - if at all still necessary - during the laying and only with means that do not reduce the bond to the concrete matrix . This represents a further advantage, since the properties of the coating can be optimally selected depending on the component requirements. Even if a coating is dispensed with for concrete components that have to withstand higher temperatures, the invention nevertheless encompasses yarns with a coating that can be used when there are no thermal requirements and the problem of aging of coatings does not cause any disadvantages.
Ein zusätzlicher Vorteil besteht darin, dass das Einlegen von Einbauteilen wie Leerrohren, Leerdosen für Elektroinstallation und Anschlagankern durch die neue Methode ebenfalls problemlos möglich ist. Mit der Erfindung werden folgende Vorteile erzielt:
- • der Materialbedarf (u. a. für Rovingmaterial, Beschichtung, Abstandshalter für textile Gelege) wird deutlich gesenkt;
- • die Transportaufwendungen werden reduziert;
- • die optimale Garnanordnung (z. B. Material, Richtung, Menge) wird ermöglicht;
- • eine gleichbleibende hohe Qualität wird gesichert;
- • die Möglichkeiten einer bzw. unterschiedlicher Vorspannung ist gegeben;
- • der Arbeitsaufwand bei der Herstellung der Bewehrung (Zuschneiden, Überlappen, Entsorgen der Reste entfällt) wird drastisch reduziert;
- • ein hoher Automatisierungsgrad (Wegfall der Prozessschritte Konfektionieren der Bewehrung, Einbringung von Abstandshaltern und von Elementen zur Verhinderung des Aufschwimmens der Bewehrung) wird ermöglicht;
- • die Flexibilität der simulationsgestützten Bauteilfertigung ist stark erhöht;
- • die Kosten für die Herstellung sind reduziert und
- • insgesamt wird die Konkurrenzfähigkeit von Textilbetonfertigteilen erhöht.
- • The material requirement (including for roving material, coating, spacers for textile fabrics) is significantly reduced;
- • Transport expenses are reduced;
- • the optimal yarn arrangement (e.g. material, direction, quantity) is made possible;
- • a consistently high quality is ensured;
- • the possibility of one or different preload is given;
- • The amount of work involved in producing the reinforcement (cutting, overlapping, and disposing of leftovers is not necessary) is drastically reduced;
- • A high degree of automation (elimination of the process steps of assembling the reinforcement, introduction of spacers and elements to prevent the reinforcement from floating up) is made possible;
- • The flexibility of simulation-based component production is greatly increased;
- • The cost of manufacturing is reduced and
- • Overall, the competitiveness of textile concrete precast elements is increased.
Das Innovative und Neue der Erfindung ist das unmittelbare Zusammenführen zweier Industriebereiche, zwischen denen ansonsten keinerlei fertigungstechnologische Verbindungen bestehen, und damit das überraschende Einsparen eines zuvor unvermeidlichen, aus Sicht des Betonwerkes obligatorisch externen Wertschöpfungsprozessschrittes, nämlich dem der Halbzeugfertigung in einem Textilbetrieb. Es werden nicht wie bisher aus Garnen auf Textilmaschinen Halbzeuge in Form von z. B. biaxialen Gelegen für die Bewehrung des Betons gefertigt. Der herkömmliche Teil der Halbzeugfertigung bzw. der Bewehrungsherstellung wird nun in die Prozesskette des Fertigteilherstellers eingebunden und entfällt damit als einzelner Herstellungsschritt.The innovation and novelty of the invention is the direct merging of two industrial areas, between which there are no other manufacturing connections, and thus the surprising saving of a previously unavoidable value-added process step that was mandatory from the perspective of the concrete plant, namely that of semi-finished product production in one Textile company. There are not as before from yarns on textile machines semi-finished products in the form of z. B. manufactured biaxial scrims for the reinforcement of the concrete. The conventional part of semi-finished product production or reinforcement production is now integrated into the process chain of the prefabricated part manufacturer and is therefore no longer a single production step.
Dadurch entfallen außerdem die Transporte vom Garn- zum Textilhalbzeughersteller, die kostenintensive Halbzeugfertigung sowie die Transporte vom Textilhalbzeughersteller zum Betonbauteilproduzenten. Weiterhin werden die Überlappung der Bewehrungen zur Erreichung der notwendigen Übergreifungslängen und der Verschnitt von bis zu 40 % eingespart. Die Garne werden zudem direkt lastorientiert in die Bewehrung abgelegt, was zuvor nicht möglich war.This also eliminates the need for transport from the yarn to the textile semi-finished product manufacturer, the cost-intensive production of semi-finished products and the transport from the textile semi-finished product manufacturer to the concrete component manufacturer. Furthermore, the overlap of the reinforcements to achieve the necessary overlap lengths and the waste of up to 40% are saved. The yarns are also placed directly in the reinforcement in a load-oriented manner, which was previously not possible.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:
-
1 : Stand der Technik bei der Verlegung von Bewehrungen in Textilbeton; -
2 : schematisch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Grundrahmens mit Spanngelege, eine Bewehrung mit Aussparungen bildend; -
3 : schematisch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verlegeinrichtung mit Grundrahmen, Spanngelege und Verlegeeinrichtung; -
4 : schematisch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Grundrahmens mit Umlenkbolzen an Federzungen im Detail; -
5 : schematisch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Umlenkbolzens mit Hohlzylinder; -
6a bis9b : schematisch eine Ausgestaltung eines Verfahrensablaufs zur Fertigung von textilbewehrten Betonbauteilen; -
10 : schematisch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung eines Betonrovings; -
11 : schematisch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Klemmeinrichtung für das Garn; -
12 : schematisch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Auflagerahmens; -
13 : schematisch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Grundrahmens mit Auflagebolzen; und -
14 : schematisch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Grundrahmens mit Außenauflage.
-
1 : State of the art in the laying of reinforcement in textile concrete; -
2 : schematically an embodiment of a base frame according to the invention with tensioning gear, forming a reinforcement with recesses; -
3 : schematically an embodiment of a laying device according to the invention with a base frame, tensioning mesh and laying device; -
4th : schematically, an embodiment of a base frame according to the invention with deflection bolts on spring tongues in detail; -
5 : schematically an embodiment of a deflection bolt according to the invention with a hollow cylinder; -
6a to9b : schematically an embodiment of a process sequence for the production of textile-reinforced concrete components; -
10 : schematically an embodiment of a device according to the invention for producing a concrete roving; -
11 : schematically an embodiment of a clamping device according to the invention for the yarn; -
12 : schematically an embodiment of a support frame according to the invention; -
13 : schematically an embodiment of a base frame according to the invention with support bolts; and -
14th : schematically, an embodiment of a base frame according to the invention with external support.
Von der Erfindung umfasst ist ein Grundrahmen
Das Garn
Da es sich bei dem im Beispiel dargestellten Spanngelege
Neben der hier dargestellten Ablage des Garns
In höher belasteten Bereichen wie Tür- und Fensterstürzen ist auch eine konzentrierte Bewehrung möglich, um die dort auftretenden Lasten besser abfangen zu können und das übrige Bauteil materialsparend zu bewehren. Hierzu wird auch auf
Weiterhin ist es vorgesehen, dass mehr als eine Lage des Spanngeleges
Weiterhin ist es nach der Erfindung vorgesehen, die Umlenkbolzen aktiv bewegen zu können, nicht zuletzt, um eine einfache Entnahme des fertigen Spanngeleges erreichen zu können oder einzelne Bereiche hiervon mit definierter Kraft vorspannen zu können.Furthermore, it is provided according to the invention to be able to move the deflection bolts actively, not least in order to be able to easily remove the finished tensioning gear or to be able to pretension individual areas thereof with a defined force.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeigt die
Insbesondere aber ist es vorgesehen, den Hohlzylinder
Nach den
Die Darstellung in den
Zuletzt wird die Betonage durchgeführt, wie dies die
Ungeachtet dessen ist es auch vorgesehen, dass die Außenauflage
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- BetonbauteilConcrete component
- 22
- BewehrungReinforcement
- 33
- Überlappungoverlap
- 44th
- AussparungRecess
- 55
- Vorrichtung zur Erzeugung einer textilen Bewehrung für ein BetonbauteilDevice for generating textile reinforcement for a concrete component
- 66
- VerlegeeinrichtungLaying device
- 77th
- Garnyarn
- 88th
- GarnhalteeinrichtungTwine holding device
- 99
- GrundrahmenBase frame
- 1010
- UmlenkbolzenDeflection bolt
- 1111
- FederzungeSpring tongue
- 1212
- HohlzylinderHollow cylinder
- 1313th
- OrientierungsbolzenOrientation bolt
- 1414th
- SpanngelegeTension gear
- 1515th
- UntergrundUnderground
- 1616
- Schalungformwork
- 1717th
- Betonconcrete
- 1818th
- GarnabgabeeinrichtungYarn dispenser
- 1919th
- VerlegeroboterLaying robot
- 2020th
- BetonrovingConcrete roving
- 2121st
- FeinbetonFine concrete
- 2222nd
- FilamentspreizeinrichtungFilament spreader
- 2323
- VerdichtungseinrichtungCompaction device
- 2424
- GarnabstandYarn spacing
- 2525th
- UmlenkradiusDeflection radius
- 3030th
- KlemmeinrichtungClamping device
- 3131
- AuflagerahmenSupport frame
- 3232
- AuflagebolzenSupport bolt
- 3333
- AußenauflageExternal edition
- 3434
- FlanschmutterFlange nut
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