DE102021106157A1 - induction formwork - Google Patents
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- E04G9/00—Forming or shuttering elements for general use
- E04G9/10—Forming or shuttering elements for general use with additional peculiarities such as surface shaping, insulating or heating, permeability to water or air
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Induktionsschalungselement welches zur Herstellung eines Betonteils induktiv beheizbar ist, umfassend zumindest ein Trägerelement welches die weiteren Elemente des Schalungselementes trägt und die mechanische Belastung, welche auf das Schalungselement wirkt, aufnimmt und abstützt und zumindest eine Schalhaut, welche eine Matrix und zumindest eine Induktionslage umfasst, wobei die Induktionslage aus einem ferromagnetischen Werkstoff besteht und die Induktionslage und die Matrix fest miteinander verbunden sind. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Heizsystem mit einem Induktionsschalungselement sowie ein Verfahren zur Heizung unter Verwendung eines Heizsystems mit einem Induktionsschalungselement.The invention relates to an induction formwork element which can be inductively heated for the production of a concrete part, comprising at least one carrier element which carries the other elements of the formwork element and absorbs and supports the mechanical load which acts on the formwork element and at least one formlining which has a matrix and at least one Induction layer includes, the induction layer consists of a ferromagnetic material and the induction layer and the matrix are firmly connected. The invention further relates to a heating system with an induction formwork element and a method for heating using a heating system with an induction formwork element.
Description
Die Erfindung betrifft ein Induktionsschalungselement welches zur Herstellung eines Betonteils induktiv beheizbar ist, umfassend zumindest ein Trägerelement welches die weiteren Elemente des Schalungselementes trägt und die mechanische Belastung, welche auf das Schalungselement wirkt, aufnimmt und abstützt und zumindest eine Schalhaut, welche eine Matrix und zumindest eine Induktionslage umfasst, wobei die Induktionslage aus einem ferromagnetischen Werkstoff besteht und die Induktionslage und die Matrix fest miteinander verbunden sind. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Heizsystem mit einem Induktionsschalungselement sowie ein Verfahren zur Heizung unter Verwendung eines Heizsystems mit einem Induktionsschalungselement.The invention relates to an induction formwork element which can be inductively heated for the production of a concrete part, comprising at least one carrier element which carries the other elements of the formwork element and absorbs and supports the mechanical load which acts on the formwork element and at least one formlining which has a matrix and at least one Induction layer includes, the induction layer consists of a ferromagnetic material and the induction layer and the matrix are firmly connected. The invention further relates to a heating system with an induction formwork element and a method for heating using a heating system with an induction formwork element.
Die Erfindung betrifft das Gebiet des Bauwesens. Beim Errichten oder Umbauen von Gebäuden werden Gebäudeteile oftmals durch Gießen von Beton geformt. Die Form dieser gegossenen Gebäudeteile wird durch eine Schalung vorgegeben, wobei die Schalung vor dem Gießen auf der Baustelle errichtet wird. Insbesondere Decken oder Wände eines Gebäudes werden unter Zuhilfenahme von Schaltungen errichtet. Um das Aushärten des Betons zu beschleunigen, oder bei sehr tiefen Umgebungstemperaturen überhaupt erst möglich zu machen, existieren beheizbare Schalungen. Diesen beheizbaren Schalungen wird Energie zugeführt, welche von der Schalung auf das gegossene Betonteil übertragen wird. Die übertragene Energie erwärmt das Betonteil und beschleunigt so dessen Aushärtung.The invention relates to the field of construction. When erecting or remodeling buildings, building parts are often formed by pouring concrete. The shape of these cast building parts is specified by a formwork, the formwork being erected on the construction site before the casting. In particular, ceilings or walls of a building are erected with the help of circuits. Heatable molds exist to accelerate the hardening of the concrete or to make it possible in the first place when the ambient temperatures are very low. Energy is supplied to these heatable formwork, which is transferred from the formwork to the cast concrete part. The transmitted energy heats the concrete part and thus accelerates its hardening.
Die Europäische Patentschrift der Anmelderin
Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, Lösungen vorzuschlagen mit denen eine Schalung in einfacher Weise und mit verbesserter Energieeffizienz beheizt werden kann.The object of the invention is therefore to propose solutions with which formwork can be heated in a simple manner and with improved energy efficiency.
Diese Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Induktionsschalungselement welches zur Herstellung eines Betonteils induktiv beheizbar ist, umfassend zumindest ein Trägerelement welches die weiteren Elemente des Schalungselementes trägt und die mechanische Belastung, welche auf das Schalungselement wirkt, aufnimmt und abstützt, zumindest eine Schalhaut, welche eine Matrix und zumindest eine Induktionslage umfasst, wobei die Induktionslage aus einem ferromagnetischen Werkstoff besteht und die Induktionslage und die Matrix fest miteinander verbunden sind, wobei die Induktionslage flächig ausgeführt ist und sich in einer Draufsicht auf die Schalhaut über zumindest 10 % der Fläche der Schalhaut erstreckt, wobei die Schalhaut mit dem Trägerelement verbindbar und von diesem lösbar ist, wobei die Schalhaut eine Trägerseite aufweist, welche im mit dem Trägerelement verbundenen Zustand zum diesem hin weist und die Schalhaut eine Werkstückseite aufweist, welche auf der der Trägerseite gegenüberliegenden Seite der Schalhaut angeordnet ist und die Werkstückseite im Anwendungsfall in Kontakt mit dem zu erstellenden Betonteil kommt. Ein erfindungsgemäßes Induktionsschalungselement ist über das physikalische Prinzip der Induktion erwärmbar, wodurch das Induktionsschalungselement geeignet ist, bei niedrigen Umgebungstemperaturen das geschalte Betonteil oder Gebäudeteil zu wärmen und dadurch dessen Aushärtung zu ermöglichen oder zu beschleunigen. Bei der Induktion wird ein elektromagnetisches, zeitlich veränderliches Wechselfeld zur Verfügung gestellt, welches auf das Induktionsschalungselement wirkt und welches im Inneren des Induktionsschalungselementes Wirbelströme erzeugt, die durch Stromerwärmung das Induktionsschalungselement von innen erwärmen. Dies Prinzip der Induktionserwärmung ist beispielsweise von Induktionsherden in der Küche bekannt, wo elektromagnetische Wechselfelder eine Erwärmung des Bodens des Kochgeschirrs bewirken.This object of the invention is achieved by an induction formwork element which can be inductively heated to produce a concrete part, comprising at least one carrier element which carries the other elements of the formwork element and absorbs and supports the mechanical load which acts on the formwork element, at least one formwork skin which has a Matrix and at least one induction layer, wherein the induction layer consists of a ferromagnetic material and the induction layer and the matrix are firmly connected to one another, the induction layer being flat and extending over at least 10% of the surface of the formwork skin in a top view of the formwork skin, wherein the formwork skin can be connected to and detached from the support element, the formwork skin having a support side which, when connected to the support element, faces towards the latter and the formwork skin having a workpiece side which is opposite the support side The lying side of the formlining is arranged and the workpiece side comes into contact with the concrete part to be created in the application. An induction formwork element according to the invention can be heated via the physical principle of induction, whereby the induction formwork element is suitable for heating the formed concrete part or building part at low ambient temperatures and thereby enabling or accelerating its hardening. With induction, an electromagnetic, time-varying alternating field is made available, which acts on the induction formwork element and which generates eddy currents inside the induction formwork element, which heat the induction formwork element from the inside through current heating. This principle of induction heating is known, for example, from induction cookers in the kitchen, where alternating electromagnetic fields cause the bottom of the cookware to heat up.
Das erfindungsgemäße Induktionsschalungselement umfasst ein Trägerelement, welches die tragende Struktur für die weiteren oder die anderen Elemente des Induktionsschalungselementes bereitstellt. Das Trägerelement nimmt die mechanische Belastung auf, welche von dem gegossenen Betonteil oder Gebäudeteile auf das Induktionsschalungselement wirkt. Dabei stützt das Trägerelement die weiteren Elemente, wie beispielsweise die Schalhaut. Das Trägerelement kann beispielsweise durch einen aus Stahlrohren zusammengesetzten Rahmen gebildet werden. Bevorzugt weist das Trägerelement eine Standardgröße bezüglich der zum Betonteil gerichteten Fläche auf. Gleichzeitig kann das Trägerelement genormte Schnittstellen zur Verbindung mit anderen Trägerelementen aufweisen um den Zusammenbau einer kompletten Schalung aus mehreren Schalungselementen einfach zu gestalten. Das erfindungsgemäße Induktionsschalungselement umfasst zumindest eine Schalhaut, welche mit dem Trägerelement verbindbar ist. Da die Schalhaut bei mehrmaliger Benutzung zur Herstellung eines Betonteils verschleißt, ist die Schalhaut lösbar vom Trägerelement ausgeführt, um einen einfachen Austausch der Schalhaut zu erleichtern. Die Schalhaut kann mit dem Trägerelement beispielsweise durch eine Nagelverbindung, eine Nietverbindung, eine Schraubverbindungen, einer Clipverbindung oder durch ähnliche Verbindungsmechanismen verbunden werden. Die Schalhaut weist in Dickenrichtung zwei einander gegenüberliegende Seiten auf: die dem zu erstellenden Betonteil zugewandte Werkstückseite und die dem Trägerelement zugewandte Trägerseite. Am Anwendungsfall, also beim Einsatz des Induktionsschalungselement des zur Errichtung eines Gebäudeteils, berührt der Beton direkt die Werkstückseite der Schalhaut. Die dem Betonteil zugewandte Werkstückseite ist bevorzugt wasserabweisend beschichtet und glatt, damit nach dem Aushärten des Betonteils die Schalhaut in einfacher Weise wieder vom Betonteil getrennt werden kann. Für die Trägerseite bestehen keine besonderen Anforderungen bezüglich ihrer Oberfläche. Die Trägerseite stellt die Oberfläche zur Verfügung, mit der die Schalhaut das Trägerelement berührt. Es ist auch möglich, dass beide Oberflächen der Schalhaut sowohl als Werkstückseite als auch als Trägerseite eingesetzt werden können, wodurch die Schalhaut auf beiden Seiten dazu geeignet ist, mit dem zu errichtenden Betonteil in Kontakt zu kommen. Eine solche Schalhaut kann somit bei unzulässigem Verschleiß einer Seite gewendet werden, wodurch die Lebensdauer der Schalhaut verlängert werden kann. Die Schalhaut umfasst mehrere Elemente oder Komponenten. Eines dieser Elemente ist die Matrix, welche bevorzugt den größten Volumenanteil der Schalhaut einnimmt. Die Matrix sorgt für den Zusammenhalt der Elemente der Schalhaut. Bevorzugt wird die Matrix von einem nichtmetallischen Werkstoff gebildet. Die Matrix kann beispielsweise aus Kunststoff bestehen. Alternativ kann die Matrix auch durch eine oder mehrere Holzplatten gebildet werden oder aus Werkstoffen bestehen, welche zumindest teilweise aus nachwachsenden Rohstoffen wie Holz bestehen. Die Matrix kann darüber hinaus Bindemittel, wie beispielsweise Klebstoffe, umfassen. Das erfindungsgemäße Induktionsschalungselement umfasst weiterhin zumindest eine Induktionslage aus einem ferromagnetischen Werkstoff. Die Induktionslage ist der Ort im Induktionsschalungselement, in dem bei Vorhandensein eines elektromagnetischen Wechselfeldes Wirbelströme entstehen, welche die Schalhaut des Induktionsschalungselementes erwärmen. Damit effektive Wirbelströme entstehen können, muss die Induktionslage eine gewisse Mindestgröße aufweisen. In einer Draufsicht auf die Schalhaut, beispielsweise von der Werkstückseite aus, ist die Induktionslage so ausgeführt, dass sie sich über zumindest 10 % der Fläche der Schalhaut erstreckt. Dazu kann die Induktionslage in sich geschlossen sein und eine geschlossene Fläche bilden, die zumindest 10 % der Fläche der Schalhaut einnimmt. Alternativ können jedoch auch mehrere Induktionslagen über die Fläche der Schalhaut verteilt vorgesehen sein, welche zusammen zumindest 10 % der Fläche der Schalhaut einnehmen. Für eine optimale Erwärmung der Schalhaut werden bevorzugt ein oder mehrere Induktionslagen vorgesehen, welche sich zusammen über eine größere Fläche der Schalhaut erstrecken, beispielsweise über 30 % oder 50 % der Fläche der Schalhaut, in einer Draufsicht betrachtet. Die Induktionslage kann dabei in Dickenrichtung angrenzend an die Matrix angeordnet sein. In diesem Fall bilden die Matrix und die Induktionslage unterschiedliche, jedoch direkt aneinander angrenzende Schichten. In einer alternativen Ausführungsform kann die Induktionslage zumindest teilweise in die Matrix eingebettet sein. Das bedeutet, dass in dieser Ausführungsform die Matrix zumindest einen Teil der Induktionslage umschließt. Dieser Ausführungsform ist es auch möglich, dass mehrere Induktionslagen innerhalb der Matrix angeordnet sind und die Matrix und die Induktionslagen eine gemeinsame gemischte Schicht bilden. Die Schalhaut kann weitere Elemente oder Komponenten aufweisen, welche in Ausführungsformen der Erfindung beschrieben werden.The induction formwork element according to the invention comprises a support element which provides the supporting structure for the further or the other elements of the induction formwork element. The carrier element absorbs the mechanical load which acts on the induction formwork element from the cast concrete part or parts of the building. The carrier element supports the other elements, such as the formlining. The carrier element can for example a frame composed of steel tubes. The carrier element preferably has a standard size with regard to the surface facing the concrete part. At the same time, the support element can have standardized interfaces for connection to other support elements in order to make it easy to assemble a complete formwork from a plurality of formwork elements. The induction formwork element according to the invention comprises at least one formwork skin which can be connected to the carrier element. Since the formwork skin wears out when it is used several times to produce a concrete part, the formwork skin is designed to be detachable from the carrier element in order to facilitate easy replacement of the formwork skin. The formwork skin can be connected to the carrier element, for example, by a nail connection, a rivet connection, a screw connection, a clip connection or by similar connection mechanisms. The formwork skin has two opposite sides in the direction of thickness: the workpiece side facing the concrete part to be produced and the carrier side facing the carrier element. In the case of application, i.e. when using the induction formwork element to erect a part of a building, the concrete touches directly the workpiece side of the formwork skin. The workpiece side facing the concrete part preferably has a water-repellent coating and is smooth, so that after the concrete part has hardened, the formwork skin can be easily separated from the concrete part again. There are no special surface requirements for the carrier side. The carrier side provides the surface with which the formlining touches the carrier element. It is also possible that both surfaces of the formwork skin can be used both as a workpiece side and as a support side, whereby the formwork skin is suitable on both sides to come into contact with the concrete part to be erected. Such a formwork skin can thus be turned over if one side is subjected to inadmissible wear, as a result of which the service life of the formwork skin can be extended. The formlining comprises several elements or components. One of these elements is the matrix, which preferably occupies the largest proportion of the volume of the formlining. The matrix ensures that the elements of the formlining are held together. The matrix is preferably formed from a non-metallic material. The matrix can consist of plastic, for example. Alternatively, the matrix can also be formed by one or more wooden panels or consist of materials which at least partially consist of renewable raw materials such as wood. The matrix can also include binders such as adhesives. The induction formwork element according to the invention also includes at least one induction layer made of a ferromagnetic material. The induction layer is the place in the induction formwork element in which, in the presence of an alternating electromagnetic field, eddy currents arise which heat up the formwork skin of the induction formwork element. In order for effective eddy currents to arise, the induction layer must have a certain minimum size. In a plan view of the formwork skin, for example from the workpiece side, the induction layer is designed such that it extends over at least 10% of the surface of the formwork skin. For this purpose, the induction layer can be self-contained and form a closed surface that occupies at least 10% of the surface of the formlining. Alternatively, however, several induction layers can also be provided distributed over the surface of the formwork skin, which together take up at least 10% of the surface area of the formwork skin. For optimal heating of the formwork skin, one or more induction layers are preferably provided, which together extend over a larger area of the formwork skin, for example over 30% or 50% of the surface of the formwork skin, viewed in a plan view. The induction layer can be arranged adjacent to the matrix in the thickness direction. In this case, the matrix and the induction layer form different but directly adjacent layers. In an alternative embodiment, the induction layer can be at least partially embedded in the matrix. This means that in this embodiment the matrix encloses at least part of the induction layer. In this embodiment it is also possible for several induction layers to be arranged within the matrix and for the matrix and the induction layers to form a common mixed layer. The formwork skin can have further elements or components which are described in embodiments of the invention.
Ein erfindungsgemäßes Induktionsschalungselement verbessert die Energieeffizienz beim Erwärmen eines geschalten Betonbauteils verglichen mit dem Stand der Technik signifikant. Bei dem erfindungsgemäßen Induktionsschalungselement fließen die Ströme, welche Wärme zur Erwärmung des Betonteils erzeugen, in der Schalhaut selbst und somit in unmittelbarer Nähe zu dem zu erwärmenden Betonteil. Ein Wärmeübergang zwischen einer außerhalb der Schalhaut angeordneten Heizvorrichtung und der Schalhaut ist somit nicht erforderlich. Da jeder Wärmeübergang verlustbehaftet ist, sind somit die Energieverluste bei dem erfindungsgemäßen Induktionsschalungselement gegenüber dem Stand der Technik reduziert. Darüber hinaus ist das Induktionsschalungselement sehr einfach und robust aufgebaut und weist keine empfindlichen Funktionsstrukturen, wie Heizdrähte, Verkabelung oder Regelungstechnik im Inneren oder direkt angrenzend an die Schalhaut auf. Die Schalhaut des erfindungsgemäßen Induktionselementes kann somit in gewohnter Weise, beispielsweise durch Nagelverbindungen, mit dem Trägerelement verbunden werden, ohne dass Rücksicht auf empfindliche Bauelemente genommen werden muss, die bei der Erstellung der Verbindung beschädigt werden könnten. Darüber hinaus ist die Schalhaut des erfindungsgemäßen Induktionsschalungselementes durch ihren einfachen Aufbau kostengünstig bereitzustellen, wodurch ein Austausch der Schalhaut, beispielsweise nach übermäßigem Verschleiß, ohne besonderen Kostenaufwand möglich ist. Darüber hinaus ist es möglich, wie bereits zuvor beschrieben, die Schalhaut zu wenden, wobei die Funktionalität der im Inneren angeordneten Induktionslage erhalten bleibt. Die Erwärmung des erfindungsgemäßen Induktionsschalungselementes kann in einfacher Weise erfolgen. Zur Erwärmung wird ein elektromagnetisches Wechselfeld bereitgestellt, welches jedoch von außerhalb, insbesondere durch die Matrix hindurch, eingebracht werden kann. Ein entsprechendes Heizsystem wird weiter unten beschrieben. Aufgrund der Wirkungsweise über das Prinzip der Induktion wird zur Erwärmung des erfindungsgemäßen Induktionsschalungselementes kein mechanischer oder elektrischer Anschluss zur Zuführung der Energie benötigt. Dadurch ist die Einleitung der Erwärmung besonders einfach und schnell vorzunehmen. Da keine Anschlüsse oder dergleichen an der Schalhaut oder am Induktionsschalungselement benötigt werden, kann das Induktionsschalungselement ohne Mehraufwand oder Behinderungen auch bei Umgebungsbedingungen eingesetzt werden, bei denen eine Erwärmung der Schalhaut nicht erforderlich ist und somit weggelassen werden kann. Das erfindungsgemäße Induktionsschalungselement verhält sich geometrisch identisch zu einem nicht beheizbaren Schalungselement und ist somit in einfacher Weise ohne besondere Schulung des arbeitenden Personals zu installieren und zu deinstallieren.An induction formwork element according to the invention significantly improves the energy efficiency when heating a formed concrete component compared to the prior art. In the case of the induction formwork element according to the invention, the currents which generate heat for heating the concrete part flow in the formwork skin itself and thus in the immediate vicinity of the concrete part to be heated. Heat transfer between a heating device arranged outside the formwork skin and the formwork skin is therefore not necessary. Since every heat transfer is subject to losses, the energy losses in the induction formwork element according to the invention are reduced compared to the prior art. In addition, the induction formwork element has a very simple and robust design and does not have any sensitive functional structures such as heating wires, cabling or control technology inside or directly adjacent to the formwork skin. The formwork of the induction element according to the invention can thus in the usual way, for example by Nail connections are connected to the carrier element without having to take sensitive components into account that could be damaged during the creation of the connection. In addition, the formwork skin of the induction formwork element according to the invention can be provided inexpensively due to its simple structure, which means that the formwork skin can be replaced, for example after excessive wear, without any particular expense. In addition, it is possible, as already described above, to turn the formwork facing while maintaining the functionality of the induction layer arranged on the inside. The induction formwork element according to the invention can be heated in a simple manner. An electromagnetic alternating field is provided for heating, which can, however, be introduced from outside, in particular through the matrix. A corresponding heating system is described further below. Due to the mode of action based on the principle of induction, no mechanical or electrical connection is required to supply the energy for heating the induction formwork element according to the invention. As a result, the initiation of the heating can be carried out particularly easily and quickly. Since no connections or the like are required on the formwork skin or on the induction formwork element, the induction formwork element can also be used without additional effort or hindrances in ambient conditions where heating of the formwork skin is not necessary and can therefore be omitted. The induction formwork element according to the invention behaves geometrically identically to a non-heatable formwork element and can therefore be installed and removed in a simple manner without special training for the working personnel.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Induktionslage innerhalb der Matrix angeordnet ist. In dieser Ausführungsform ist eine Induktionslage oder sind mehrere Induktionslagen im Inneren der Matrix angeordnet. Die Matrix umschließt dabei die Induktionslage. Dabei kann eine Oberfläche der Induktionslage eine Außenfläche der Schalhaut bilden, welche insbesondere auf der Trägerseite angeordnet ist. Durch eine Anordnung der Induktionslage innerhalb der Matrix ist ein besonders fester Verbund von Matrix und Induktionslage sichergestellt. In einem Fall, in dem die Matrix aus einem Kunststoff besteht, kann die Induktionslage bei der Herstellung der Schalhaut von der Matrix umgossen oder umspritzt werden. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass eine nicht korrosionsresistente Induktionslage, beispielsweise aus einfachem Eisenblech, von der Matrix gegen Umgebungseinflüsse geschützt wird. Eine solche im Inneren der Matrix angeordnete Induktionslage ist auch besonders günstig für eine Schalhaut, welche in zwei Richtungen mit dem Trägerelement verbunden werden kann. Nach einem Wenden der Schalhaut weist die Schalhaut immer noch im Wesentlichen die gleichen thermischen Eigenschaften wie vor dem Wenden auf.In one embodiment it is provided that the induction layer is arranged within the matrix. In this embodiment, an induction layer or several induction layers are arranged inside the matrix. The matrix encloses the induction layer. In this case, a surface of the induction layer can form an outer surface of the formwork skin, which is arranged in particular on the carrier side. Arranging the induction layer within the matrix ensures a particularly strong bond between the matrix and the induction layer. In a case in which the matrix consists of a plastic, the induction layer can be encapsulated or overmoulded by the matrix during production of the formwork skin. This embodiment has the advantage that a non-corrosion-resistant induction layer, for example made of simple sheet iron, is protected by the matrix against environmental influences. Such an induction layer arranged inside the matrix is also particularly favorable for a formwork skin which can be connected to the support element in two directions. After turning the formwork skin over, the formwork skin still has essentially the same thermal properties as before turning.
In einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Induktionslage auf der Trägerseite oder der Werkstückseite angeordnet ist. Diese Ausführungsform ist die Induktionslage entweder nur bereichsweise von der Matrix umschlossen oder stellt eine zur Matrix unterschiedliche Schicht der Schalhaut dar. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass die Induktionslage, welche durch ein elektromagnetisches Wechselfeld erwärmt wird noch näher an dem zu erwerbenden Betonteil angeordnet werden kann. Dies wird dann erreicht, wenn die Induktionslage auf der Werkstückseite der Schalhaut angeordnet ist. Alternativ kann die Induktionslage auch als eigenständige Schicht auf der Trägerseite der Schalhaut angeordnet werden. In diesem Fall kann ein Induktionsheizgerät, welches das zur Erwärmung der Schalhaut benötigte elektromagnetische Wechselfeld erzeugt, direkt angrenzend oder in unmittelbarer Nähe zur Induktionslage von hinten an der Schalhaut positioniert werden. Dadurch wird erreicht, dass das vom Heizgerät erzeugte Feld optimal in die Induktionslage eingebracht wird. Diese Ausführungsform können Induktionslage und Matrix beispielsweise durch eine Klebeverbindung miteinander verbunden werden. Alternativ sind auch andere Verbindungsmechanismen möglich, wie beispielsweise ein Verschrauben oder Vernageln der beiden Elemente miteinander.In an alternative embodiment it is provided that the induction layer is arranged on the carrier side or the workpiece side. In this embodiment, the induction layer is either only partially enclosed by the matrix or represents a layer of the formwork skin that differs from the matrix. This embodiment has the advantage that the induction layer, which is heated by an alternating electromagnetic field, can be arranged even closer to the concrete part to be purchased . This is achieved when the induction layer is arranged on the workpiece side of the formwork. Alternatively, the induction layer can also be arranged as an independent layer on the carrier side of the formlining. In this case, an induction heater, which generates the electromagnetic alternating field required to heat the formwork skin, can be positioned directly adjacent to or in the immediate vicinity of the induction layer from behind on the formwork skin. This ensures that the field generated by the heater is optimally introduced into the induction layer. In this embodiment, the induction layer and matrix can be connected to one another, for example, by means of an adhesive connection. Alternatively, other connection mechanisms are also possible, such as screwing or nailing the two elements together.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Induktionslage in einer Draufsicht auf die Schalhaut durchgehend oder in sich geschlossen ausgeführt ist. In dieser Ausführungsform ist die Induktionslage als in sich geschlossene Fläche ausgeführt. Die Induktionslage kann beispielsweise durch ein durchgehendes Eisenblech gebildet werden, welches innerhalb oder angrenzend an die Matrix angeordnet ist. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass eine große ferromagnetische Fläche zur Verfügung gestellt wird, in welcher Wirbelströme fließen und die Induktionslage erwärmen können. Darüber hinaus kann ein Heizgerät, in einer Draufsicht auf die Schalhaut betrachtet, an verschiedenen Orten innerhalb der durchgehenden Fläche der Induktionslage platziert werden. Dabei ist stets sichergestellt, dass das vom Induktionsheizgerät erzeugte elektromagnetische Feld direkt, das heißt aus sehr geringem Abstand, auf die Induktionslage wirkt. Es ist auch möglich, mehrere in sich geschlossene Induktionslagen vorzusehen, welche in einer Draufsicht auf die Schalhaut nebeneinander und/oder hintereinander angeordnet sind.Furthermore, it is provided that the induction layer is designed to be continuous or self-contained in a plan view of the formwork skin. In this embodiment, the induction layer is designed as a self-contained surface. The induction layer can be formed, for example, by a continuous iron sheet, which is arranged inside or adjacent to the matrix. This embodiment has the advantage that a large ferromagnetic surface is made available in which eddy currents can flow and heat the induction layer. In addition, a heater can be placed at various locations within the continuous area of the induction layer, viewed in a plan view of the formlining. It is always ensured that the electromagnetic field generated by the induction heater acts directly on the induction layer, i.e. from a very small distance. It is also possible to provide several self-contained induction layers which are arranged next to one another and/or one behind the other in a plan view of the formwork skin.
Alternativ ist vorgesehen, dass die Induktionslage in einer Draufsicht auf die Schalhaut Aussparungen aufweist und insbesondere gitterförmig ausgeführt ist. In dieser alternativen Ausführungsform ist die Induktionslage nicht durchgehend ausgeführt, sondern weist Aussparungen, aus einer Draufsicht betrachtet, auf. Auf diese Weise wird weniger ferromagnetisches Material zur Bereitstellung einer Induktionslage benötigt. Dadurch wird das Gewicht der Schalhaut reduziert. Die Induktionslage kann dazu beispielsweise gitterförmig ausgeführt sein und in regelmäßigen Abständen Aussparungen aufweisen. Durch ein elektromagnetisches Wechselfeld erzeugte Wirbelströme können durch die Gitterstruktur in ähnlicher Weise wie durch eine durchgehende Induktionslage fließen, wodurch auch in dieser alternativen Ausführungsform eine gute Stromerwärmung sichergestellt ist. Alternativ zu einer Gitterstruktur kann eine in sich unterbrochene Induktionslage auch durch mehrere unregelmäßig geformte Objekte gebildet werden, welche einander zumindest teilweise berühren. Solche unregelmäßig geformten Objekte können beispielsweise durch längere Metallspäne oder dergleichen gebildet werden, welche in eine Matrix eingegossen werden.Alternatively, it is provided that the induction layer has recesses in a plan view of the formwork skin and is in particular designed in the form of a grid. In this alternative embodiment, the induction layer is not designed to be continuous, but has gaps when viewed from above. In this way, less ferromagnetic material is required to provide an induction layer. This reduces the weight of the formlining. For this purpose, the induction layer can be designed, for example, in the form of a grid and have recesses at regular intervals. Eddy currents generated by an electromagnetic alternating field can flow through the lattice structure in a manner similar to that through a continuous induction layer, as a result of which good current heating is also ensured in this alternative embodiment. As an alternative to a lattice structure, an induction layer that is interrupted in itself can also be formed by a plurality of irregularly shaped objects which at least partially touch one another. Such irregularly shaped objects can be formed, for example, by longer metal chips or the like, which are poured into a matrix.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Induktionslage dünner als die Gesamtdicke der Matrix ist. In dieser Ausführungsform ist die Dicke der Induktionslage geringer als die Dicke der Matrix. Unter Dicke ist dabei die Dimension zu verstehen, welche in eine Richtung von der Werkstückseite zur Trägerseite orientiert ist. Bevorzugt ist die Dicke der Induktionslage deutlich geringer als die Dicke der Matrix und beträgt beispielsweise 50 %, 40 %, 30 %, 10 % oder 5 % der Dicke der Matrix. Eine dünne Induktionslage hat den Vorteil, dass darin erzeugte Wirbelströme bei geringerer Dicke und damit bei geringerer Querschnittsfläche der Induktionslage, eine durch den höheren ohmschen Widerstand größere Stromerwärmung erzeugen als bei dicken Induktionslagen.Furthermore, it is provided that the induction layer is thinner than the total thickness of the matrix. In this embodiment, the thickness of the induction layer is less than the thickness of the matrix. Thickness is to be understood as meaning the dimension which is oriented in a direction from the workpiece side to the carrier side. The thickness of the induction layer is preferably significantly less than the thickness of the matrix and is, for example, 50%, 40%, 30%, 10% or 5% of the thickness of the matrix. A thin induction layer has the advantage that eddy currents generated in it, with a smaller thickness and thus a smaller cross-sectional area of the induction layer, generate greater current heating due to the higher ohmic resistance than with thick induction layers.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass mehrere Induktionslagen vorgesehen sind, welche in einer Draufsicht auf die Schalhaut nebeneinander oder sich zumindest bereichsweise überlappend angeordnet sind. Diese Ausführungsform weist das Induktionsschalungselement mehrere Induktionslagen auf, welche in einer Draufsicht auf die Schalhaut zumindest bereichsweise nebeneinander oder hintereinander angeordnet sein können. Die mehreren Induktionslage können elektrisch leitend und/oder thermisch leitend miteinander verbunden sein. Es ist aber auch möglich mehrere Induktionslage anzuordnen, welche zueinander elektrisch und/oder thermisch isoliert sind. In diesem Fall ist es möglich, nur einen Teil der Schalhaut induktiv zu erwärmen, während ein anderer Teil der Schalhaut nicht erwärmt wird.In an advantageous embodiment, it is provided that several induction layers are provided, which are arranged next to one another or at least overlapping in some areas in a plan view of the formwork skin. In this embodiment, the induction formwork element has a plurality of induction layers which, in a plan view of the formwork facing, can be arranged next to one another or one behind the other, at least in certain areas. The several induction layers can be connected to one another in an electrically conductive and/or thermally conductive manner. However, it is also possible to arrange several induction layers which are electrically and/or thermally insulated from one another. In this case it is possible to inductively heat only part of the formwork skin, while another part of the formwork skin is not heated.
Geschickter Weise ist vorgesehen, dass die Schalhaut eine Beschichtung aufweist, welche auf der dem Trägerelement abgewandten Seite angrenzend an die Matrix und/oder die Induktionslage angeordnet ist, wobei die Beschichtung die Werkstückseite bildet. In dieser Ausführungsform ist die Werkstückseite der Schalhaut beschichtet. Eine Beschichtung wird vorgesehen, um ein Anhaften des Betonwerkstoffes an der Schalhaut zu verhindern oder zumindest zu reduzieren. Die Beschichtung kommt bei der Errichtung eines Gebäudeteils oder Betonteils in Berührung mit dem Betonwerkstoff. Die Beschichtung kann auch als Nutzschicht bezeichnet werden. Bevorzugt ist die Beschichtung nicht dazu vorgesehen, mechanische Lasten aufzunehmen. Die mechanischen Lasten, welche vom zu errichtenden Betonteil auf die Schalhaut wirken werden hauptsächlich von der Matrix und unter Umständen teilweise auch von der Induktionslage aufgenommen. Je nach Ort der Anordnung der Induktionslage kann die Beschichtung auf der Matrix, auf der Induktionslage oder auf beiden Elementen aufgebracht sein. Die Beschichtung kann aus verschiedenen Werktstoffen bestehen, welche die beschriebenen Eigenschaften aufweisen. Die Beschichtung kann beispielsweise Harze wie Phenol, Melamin oder Mischharze umfassen. Darüber hinaus kann die Beschichtung verschiedene Kunststoffe, wie beispielsweise Polypropylen PP, umfassen. Denkbar sind weiterhin Verbundwerkstoffe wie Wood-Plastic-Composites WPC, welche aus Holz- und Kunststoffbestandteilen zusammengesetzt sind. Es können auch metallische Werkstoffe wie Eisenbasis- oder Aluminiumbasiswerkstoffe als Beschichtung verwendet werden. Schließlich können auch verschiedene Arten von Anstrichen, beispielsweise auf Lackbasis, verwendet werden, welche auch leitende Eigenschaften durch beigemengte Partikel oder eine verbesserte Stabilität durch Carbonbestandteile aufweisen können.Cleverly, it is provided that the formwork skin has a coating which is arranged on the side facing away from the carrier element adjoining the matrix and/or the induction layer, with the coating forming the workpiece side. In this embodiment, the workpiece side of the formwork skin is coated. A coating is provided in order to prevent or at least reduce adhesion of the concrete material to the formlining. The coating comes into contact with the concrete material during the erection of a building part or concrete part. The coating can also be referred to as a wear layer. The coating is preferably not intended to absorb mechanical loads. The mechanical loads, which act on the formwork from the concrete part to be erected, are mainly absorbed by the matrix and possibly also partially by the induction layer. Depending on where the induction layer is arranged, the coating can be applied to the matrix, to the induction layer or to both elements. The coating can consist of different materials that have the properties described. The coating can, for example, comprise resins such as phenol, melamine or mixed resins. In addition, the coating can include various plastics, such as polypropylene PP. Composite materials such as wood-plastic composites WPC, which are composed of wood and plastic components, are also conceivable. Metallic materials such as iron-based or aluminum-based materials can also be used as a coating. Finally, different types of coatings, for example based on lacquer, can also be used, which can also have conductive properties due to added particles or improved stability due to carbon components.
Vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass die Schalhaut zumindest einen Wärmeleitbereich umfasst, welcher mit der Matrix verbunden ist. In dieser Ausführungsform umfasst das Induktionsschalungselement einen Wärmeleitbereich, der dazu vorgesehen ist Wärme in der Schalhaut effizient weiterzuleiten. Der Wärmeleitbereich weist dabei eine signifikant höhere thermische Leitfähigkeit als die Matrix der Schalhaut auf. Der Wärmeleitbereich dient beim Betrieb des Induktionslage zum Erwärmen der Schalhaut der Weiterleitung der Wärme, welche in der Induktionslage durch Wirbelströme erzeugt wird. Dabei kann der Wärmeleitbereich separat zur Induktionslage vorgesehen sein und thermisch mit dieser gekoppelt sein. Alternativ kann der Wärmeleitbereich mit der Induktionslage zusammen einen gemeinsamen, multifunktionalen Bereich bilden. Ein solcher multifunktionaler Bereich erzeugt zum einen die Wärme, indem ein eingebrachtes elektromagnetisches Wechselfeld darin Wirbelströme erzeugt, welche wiederum durch Stromerwärmung die Schalhaut erwärmen. Zum anderen leitet der multifunktionale Bereich die Wärme innerhalb der Schalhaut weiter und verteilt sie günstiger Weise über die gesamte Fläche der Schalhaut, betrachtet in einer Draufsicht. Der Wärmeleitbereich kann dabei unterschiedlich geformt und auf unterschiedliche Weise in der Schalhaut angeordnet sein. Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsformen des Wärmeleitbereiches beschrieben.It is advantageously provided that the formwork skin comprises at least one thermally conductive area which is connected to the matrix. In this embodiment, the induction formwork element comprises a heat-conducting area which is intended to efficiently conduct heat in the formwork facing. The heat conduction area has a significantly higher thermal conductivity than the formlining matrix. During operation of the induction layer, the thermal conduction area is used to heat the formwork skin and to transfer the heat generated in the induction layer by eddy currents. The thermally conductive area can be provided separately from the induction layer and thermally coupled to it. Alternatively, the thermally conductive area can form a common, multifunctional area with the induction layer. On the one hand, such a multifunctional area generates the heat by an introduced electromagnetic alternating field generates eddy currents in it, which in turn heat up the formlining through current heating. On the other hand, the multifunctional area conducts the heat within the formlining and distributes it favorably over the entire surface of the formlining, viewed from above. The thermally conductive area can be shaped differently and arranged in different ways in the formwork skin. Various embodiments of the thermally conductive area are described below.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Matrix und der Wärmeleitbereich als flächige Schichten ausgeführt sind, wobei sich in einer Draufsicht auf die Schalhaut der Wärmeleitbereich zumindest über einen Teilbereich der Matrix erstreckt und der Wärmeleitbereich innerhalb der Matrix oder außerhalb und direkt angrenzend an die Matrix angeordnet ist. In dieser Ausführungsform ist der Wärmeleitbereich als regelmäßig geformte, flächige Schicht ausgeführt. Eine solche regelmäßige, flächige Schicht kann beispielsweise durch ein Metallblech gebildet werden. Alternativ kann eine solche Schicht auch durch eine Pulverbeschichtung mit einem thermisch gut leitfähigen Werkstoff oder durch ähnliche Beschichtungsarten erfolgen. Bevorzugt wird die Matrix durch einen Kunststoff oder einen Holzbasiswerkstoff gebildet und ist somit nicht metallisch. Daher ist die thermische Leitfähigkeit der Matrix gering. Der als flächige Schicht gestaltete Wärmeleitbereich besteht günstigerweise aus einem Metallwerkstoff, da Metalle eine gute thermische Leitfähigkeit aufweisen, die deutlich höher als die thermische Leitfähigkeit der bevorzugten Werkstoffe für die Matrix ist. Im optimalen Fall erstreckt sich der Wärmeleitbereich, in einer Draufsicht betrachtet, über die gesamte Fläche der Schalhaut. In der Praxis kann eine derartige ganzflächige Erstreckung meist nicht realisiert werden. Daher erstreckt sich der Wärmeleitbereich zumindest über einen Teilbereich der Matrix, bevorzugt über einen Bereich der größer als die Hälfte der Gesamtfläche der Schalhaut in der Draufsicht ist. Der Wärmeleitbereich kann dabei von der Matrix umschlossen werden und deren Inneren angeordnet sein. Alternativ kann der Wärmeleitbereich auch angrenzend an die Matrix angeordnet sein.In one embodiment, it is provided that the matrix and the thermally conductive area are designed as flat layers, with the thermally conductive area extending at least over a partial area of the matrix in a top view of the formlining and the thermally conductive area being arranged inside the matrix or outside and directly adjacent to the matrix is. In this embodiment, the thermally conductive area is designed as a regularly shaped, flat layer. Such a regular, flat layer can be formed by a metal sheet, for example. Alternatively, such a layer can also be provided by a powder coating with a thermally highly conductive material or by similar types of coating. The matrix is preferably formed by a plastic or a wood-based material and is therefore not metallic. Therefore, the thermal conductivity of the matrix is low. The heat conducting area, designed as a flat layer, advantageously consists of a metal material, since metals have good thermal conductivity, which is significantly higher than the thermal conductivity of the preferred materials for the matrix. In the best case, the thermal conduction area extends over the entire surface of the formlining when viewed from above. In practice, such a full-surface extension can usually not be realized. Therefore, the thermally conductive area extends at least over a partial area of the matrix, preferably over an area that is larger than half of the total area of the formlining in plan view. The thermally conductive area can be surrounded by the matrix and arranged inside it. Alternatively, the thermally conductive area can also be arranged adjacent to the matrix.
In einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass mehrere Wärmeleitbereiche vorgesehen sind, welche stochastisch verteilt innerhalb der Matrix angeordnet sind. In dieser Ausführungsform sind mehrere Wärmeleitbereich vorgesehen, welche stochastisch innerhalb der Matrix verteilt sind. Unter stochastisch ist in diesem Zusammenhang zu verstehen, dass die mehreren Wärmeleitbereiche quasi zufällig in der Matrix angeordnet sind. Eine solche zufällige Anordnung der Wärmeleitbereich in der Matrix kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass zur Herstellung der Schalhaut mehrere Wärmeleitbereich mit der Matrix vermischt werden und die Matrix anschließend ausgehärtet wird. Dabei entsteht eine Matrix, die zufällig in ihrem Inneren verteilt mehrere Wärmeleitbereich enthält. Selbstverständlich können auch mehrere Wärmeleitbereiche nach einem regelmäßigen Muster im Inneren der Matrix angeordnet sein. Eine Anordnung von mehreren Wärmeleitbereich im Inneren der Matrix hat den Vorteil, dass neben einer guten Wärmeleitfähigkeit der Schalhaut parallel zur Trägerseite oder zur Werkstückseite auch eine gute Wärmeleitfähigkeit in Dickenrichtung, also von der Trägerseite zur Werkstückseite oder umgekehrt, gegeben ist.In an alternative embodiment, it is provided that several thermally conductive areas are provided, which are arranged stochastically distributed within the matrix. In this embodiment, several thermally conductive areas are provided, which are stochastically distributed within the matrix. In this context, stochastic is to be understood as meaning that the multiple heat-conducting regions are arranged in the matrix in a quasi-random manner. Such a random arrangement of the thermally conductive areas in the matrix can be achieved, for example, by mixing several thermally conductive areas with the matrix to produce the formwork skin and then curing the matrix. This creates a matrix that contains several thermally conductive areas randomly distributed in its interior. Of course, several thermally conductive areas can also be arranged in a regular pattern inside the matrix. An arrangement of several thermally conductive areas inside the matrix has the advantage that, in addition to good thermal conductivity of the formlining parallel to the carrier side or to the workpiece side, there is also good thermal conductivity in the thickness direction, i.e. from the carrier side to the workpiece side or vice versa.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die mehreren Wärmeleitbereiche durch dreidimensionale Objekte gebildet sind, welche eine unregelmäßige Form aufweisen, wobei die Wärmeleitfähigkeit dieser dreidimensionalen Objekte größer ist als die Wärmeleitfähigkeit der Matrix. In dieser Ausführungsform sind die mehreren Wärmeleitbereiche, zumindest zum Teil, unregelmäßig geformt. Unter einer unregelmäßigen Formgebung ist hier zu verstehen, dass sich die Form oder Gestalt der einzelnen Wärmeleitbereich voneinander unterscheidet. Ein Beispiel für solche Wärmeleitbereiche mit unregelmäßiger Form sind Metallspäne, welche beispielsweise als Abfallprodukt bei der Herstellung von Metallteilen durch Fräsen, Bohren oder Drehen entstehen. Darüber hinaus können Wärmeleitbereich mit einer unregelmäßigen Form beispielsweise auch durch Blechabschnitte mit unregelmäßiger Größe und Form gebildet werden, wie sie als Abfallprodukt bei der Blechverarbeitung anfallen. Generell sind der Form und der Größe der Wärmeleitbereich keine besonderen Grenzen gesetzt. Essenziell ist lediglich, dass die Wärmeleitfähigkeit der Wärmeleitbereiche deutlich über der Wärmeleitfähigkeit der Matrix liegt.In an advantageous embodiment, it is provided that the several thermally conductive areas are formed by three-dimensional objects that have an irregular shape, with the thermal conductivity of these three-dimensional objects being greater than the thermal conductivity of the matrix. In this embodiment, the plurality of thermally conductive areas are, at least in part, irregularly shaped. An irregular shape is to be understood here as meaning that the shape or shape of the individual heat-conducting areas differs from one another. An example of such thermally conductive areas with an irregular shape are metal shavings, which are produced, for example, as a waste product in the production of metal parts by milling, drilling or turning. In addition, thermally conductive areas with an irregular shape can also be formed, for example, by sheet metal sections with an irregular size and shape, such as are produced as a waste product in sheet metal processing. In general, there are no particular limits to the shape and size of the heat-conducting area. The only essential thing is that the thermal conductivity of the thermally conductive areas is significantly higher than the thermal conductivity of the matrix.
Geschickter Weise ist vorgesehen, dass die mehreren Wärmeleitbereiche durch dreidimensionale Objekte gebildet sind, wobei die längste Abmessung dieser dreidimensionalen Objekte bis zu 20 mm, bevorzugt bis zu 10 mm besonders bevorzugt bis zu 2 mm beträgt. In dieser Ausführungsform erstrecken sich mehrere Wärmeleitbereiche in alle drei Raumrichtungen. Unter der längsten Abmessung der Wärmeleitbereiche ist die Abmessung zu verstehen, welche den größten Betrag aller Abmessungen aufweist. Günstiger Weise ist die längste Abmessung der dreidimensionalen Objekte so gewählt, dass sie in der Größenordnung der Dicke der Schalhaut liegt. Dabei sind Wärmeleitbereiche hiermit geringeren Abmessungen üblicherweise einfacher zu verarbeiten als Wärmeleitbereiche mit größeren Abmessungen. In einem Fall, in dem die Matrix aus Kunststoff besteht und die Wärmeleitbereich durch Untermischen die Matrix bevor deren Aushärtung eingebracht werden, haben sich längste Abmessungen der Wärmeleitbereich von 1 bis 2 mm als günstig herausgestellt, Da sich diese Abmessungen bei der Kunststoffverarbeitung besonders gut verarbeiten lassen.Cleverly, it is provided that the multiple thermal conduction areas are formed by three-dimensional objects, the longest dimension of these three-dimensional objects being up to 20 mm, preferably up to 10 mm, particularly preferably up to 2 mm. In this embodiment, several thermally conductive areas extend in all three spatial directions. The longest dimension of the thermally conductive areas is to be understood as meaning the dimension that has the greatest absolute value of all dimensions. The longest dimension of the three-dimensional objects is favorably selected in such a way that it is of the order of magnitude of the thickness of the formwork skin. Here, thermally conductive areas with smaller dimensions are usually easier to process than thermally conductive areas with larger dimensions. In a case where the matrix is made of plastic and the heat conducting area is formed by mixing in the matrix before curing tion are introduced, the longest dimensions of the thermal conduction area of 1 to 2 mm have proven to be favorable, since these dimensions can be processed particularly well in plastics processing.
Vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass mehrere Wärmeleitbereiche innerhalb der Matrix vorgesehen sind und die Matrix und die Wärmeleitbereiche eine gemeinsame Schicht bilden des Induktionsschalungselementes bilden, wobei der Volumenanteil der Wärmeleitbereiche in dieser gemeinsamen Schicht bis zu 75 %, bevorzugt bis zu 50 %, besonders bevorzugt bis zu 35 % beträgt. In dieser Ausführungsform bilden mehrere Wärmeleitbereich und die Matrix eine gemeinsame Schicht der Schalhaut. Die Wärmeleitbereich können dabei regelmäßig oder unregelmäßig in der Matrix verteilt vorliegen. Dabei beträgt der Volumenanteil der Wärmeleitbereiche in dieser gemeinsamen Schicht zumindest 35 %. Die Wärmeleitbereiche können auch als Füllmaterial der Matrix bezeichnet werden. Die Matrix weist somit einen Füllungsgrad von zumindest 35 % auf. Um eine optimale Wärmeleitfähigkeit der Schalhaut sicherzustellen, beträgt der Volumenanteil der Wärmeleitbereiche jedoch bevorzugt zumindest 50 %.It is advantageously provided that several thermally conductive areas are provided within the matrix and the matrix and the thermally conductive areas form a common layer of the induction formwork element, with the volume proportion of the thermally conductive areas in this common layer being up to 75%, preferably up to 50%, particularly preferably up to is 35%. In this embodiment, several thermally conductive areas and the matrix form a common layer of the formwork skin. The thermally conductive areas can be distributed regularly or irregularly in the matrix. The proportion by volume of the thermally conductive areas in this common layer is at least 35%. The thermally conductive areas can also be referred to as the filling material of the matrix. The matrix thus has a degree of filling of at least 35%. However, in order to ensure optimum thermal conductivity of the formwork facing, the proportion by volume of the thermally conductive areas is preferably at least 50%.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Wärmeleitbereiche durch Späne aus einem thermisch gut leitfähigen Material, insbesondere aus einem Metallwerkstoff, gebildet sind. Diese Ausführungsform sind die mehreren Wärmeleitbereiche durch Späne gebildet. Wie zuvor beschrieben, entstehen in vielen Prozessen Späne als Abfallmaterial, beispielsweise bei der Metallverarbeitung. Da die geometrischen Anforderungen an die Wärmeleitbereiche niedrig sind, können solche Abfallprodukte zur Füllung der Matrix zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit der Schalhaut eingesetzt werden. Dabei ist es auch möglich, Späne aus verschiedenen Metallwerkstoffen als Wärmeleitbereiche einzusetzen. Dies hat den Vorteil, dass auch nicht sortenreine Abfälle bei der Metallverarbeitung kostengünstig und umweltschonend als Wärmeleitbereiche in einer Schalhaut weiterverwendet werden können. Alternativ zu Spänen können auch Pulver mit hoher thermischer Leitfähigkeit, beispielsweise Metallpulver die durch Malen von Metallabfällen entstehen, als Wärmeleitbereiche eingesetzt werden.In one embodiment it is provided that the thermally conductive areas are formed by chips made of a thermally highly conductive material, in particular a metal material. In this embodiment, the multiple heat conducting portions are formed by chips. As described above, chips are produced as waste material in many processes, for example in metal processing. Since the geometric requirements for the thermally conductive areas are low, such waste products can be used to fill the matrix to improve the thermal conductivity of the formlining. It is also possible to use chips from different metal materials as heat conducting areas. This has the advantage that even non-sorted waste from metal processing can be reused as heat-conducting areas in a formwork skin in a cost-effective and environmentally friendly manner. As an alternative to chips, powders with high thermal conductivity, for example metal powders produced by painting metal waste, can also be used as heat-conducting areas.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass der Wärmeleitbereich aus einem Eisenbasiswerkstoff oder einem Aluminiumbasiswerkstoff besteht und/oder die Matrix aus einem Kunststoff, insbesondere aus Polypropylen, oder aus einem Werkstoff, welcher zumindest zum Teil aus einem nachwachsenden Rohstoff, insbesondere aus Holz gebildet ist, besteht. Geeignete Werkstoffe für den Wärmeleitbereich oder die mehreren Wärmeleitbereiche sind Metallwerkstoffe. Soll der Wärmeleitbereich gleichzeitig die Funktion einer Induktionslage übernehmen, so ist darauf zu achten, einen ferromagnetischen Metallwerkstoff, beispielsweise einen Eisenbasiswerkstoff einzusetzen. Wird der Wärmeleitbereich zusätzlich zu einer Induktionslage vorgesehen, steht lediglich die thermische Leitfähigkeit des Werkstoffs im Vordergrund, wodurch beispielsweise auch Aluminiumsbasiswerkstoffe, Messing- , Kupfer- oder Bronzewerkstoffe eingesetzt werden können. Geeignete Werkstoffe für die Matrix sind Kunststoffe wie beispielsweise Polypropylen. Alternativ kann die Matrix jedoch aus einem Werkstoff gebildet werden, welche zumindest teilweise einen nachwachsenden Rohstoff, wie beispielsweise Holz, Bambus, Hanf oder Wolle enthält.Furthermore, it is provided that the thermally conductive area consists of an iron-based material or an aluminum-based material and/or the matrix consists of a plastic, in particular polypropylene, or a material which is at least partially made of a renewable raw material, in particular wood. Suitable materials for the thermally conductive area or the multiple thermally conductive areas are metal materials. If the heat conducting area is to take on the function of an induction layer at the same time, care must be taken to use a ferromagnetic metal material, for example an iron-based material. If the thermal conduction area is provided in addition to an induction layer, only the thermal conductivity of the material is in the foreground, which means that aluminum-based materials, brass, copper or bronze materials can also be used, for example. Suitable materials for the matrix are plastics such as polypropylene. Alternatively, however, the matrix can be formed from a material which at least partially contains a renewable raw material such as wood, bamboo, hemp or wool.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass mehrere Wärmeleitbereiche vorgesehen sind, welche aus einem metallischen Werkstoff bestehen und die Wärmeleitbereiche innerhalb einer aus Kunststoff bestehenden Matrix verteilt angeordnet sind, wobei die Wärmeleitbereiche und die Matrix eine gemeinsame Schicht bilden und diese gemeinsame Schicht durch ein Kunststoffverarbeitungsverfahren hergestellt ist, bei dem die Wärmeleitbereiche als Füllmaterial für die Matrix eingesetzt sind. In dieser Ausführungsform ist eine gemeinsame Schicht aus Matrix und mehreren Wärmeleitbereichen in einem gemeinsamen Fertigungsschritt hergestellt. Die Matrix wird dabei von einem Kunststoff gebildet, die Wärmeleitbereiche aus einem metallischen Werkstoff, beispielsweise aus Metallspänen. Die Wärmeleitbereiche bilden das Füllmaterial für die Matrix. Das Kunststoffgranulat und die Wärmeleitbereiche werden zunächst vermischt. Nach der Vermischung erfolgt die Formgebung der gemeinsamen Schicht, beispielsweise durch Spritzgießen oder Gießen. Dazu wird die Mischung erwärmt, bis sich das Kunststoffgranulat verflüssigt und und in diesem flüssigen Zustand in die gewünschte Form gebracht werden kann. Anschließend wird die geformte Mischung abgekühlt, so dass sich die Matrix verfestigt, wobei die Wärmeleitbereich im Inneren oder im Randbereich der Matrix fest eingeschlossen werden. Durch dieses Herstellungsverfahren entsteht eine gemeinsame Schicht, in der die Wärmeleitbereich zufällig oder stochastisch in der Matrix verteilt sind und von dieser in einer festen Position zueinander gehalten werden. Alternativ können auch mehrere Wärmeleitbereiche in eine Form eingelegt werden und anschließend flüssiges Kunststoffmatrixmaterial zum Umspritzen oder Umgießen dieser eingelegten Wärmeleitbereiche zugeführt werden. Vorteilhaft an einem solchen Verarbeitungsverfahren oder Herstellungsverfahren ist, dass eine große Stückzahl an Schallhäuten kostengünstig und mit reproduzierbare Qualität hergestellt werden kann. Darüber hinaus ist die Haftung zwischen Matrix und Wärmeleitbereichen sehr gut, wodurch die Schalhaut eine hohe Festigkeit erhält.In an advantageous embodiment, it is provided that several thermally conductive areas are provided, which consist of a metallic material and the thermally conductive areas are distributed within a matrix made of plastic, with the thermally conductive areas and the matrix forming a common layer and this common layer being produced by a plastics processing method is, in which the heat conducting areas are used as filling material for the matrix. In this embodiment, a common layer of matrix and multiple thermally conductive areas is produced in a common manufacturing step. The matrix is formed from a plastic, the heat conducting areas from a metallic material, for example metal chips. The thermally conductive areas form the filling material for the matrix. The plastic granules and the thermally conductive areas are first mixed. After mixing, the common layer is shaped, for example by injection molding or casting. To do this, the mixture is heated until the plastic granulate liquefies and can be brought into the desired shape in this liquid state. The shaped mixture is then cooled so that the matrix solidifies, with the thermally conductive areas being firmly enclosed in the interior or in the edge area of the matrix. This manufacturing process creates a common layer in which the thermally conductive areas are distributed randomly or stochastically in the matrix and are held in a fixed position relative to one another by the matrix. Alternatively, several thermally conductive areas can also be placed in a mold and then liquid plastic matrix material can be fed in for overmolding or casting around these inserted thermally conductive areas. The advantage of such a processing method or manufacturing method is that a large number of acoustic skins can be produced inexpensively and with reproducible quality. In addition, the adhesion between the matrix and the heat conduction very well, which gives the formlining a high level of strength.
In einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass mehrere Wärmeleitbereiche vorgesehen sind, welche aus einem metallischen Werkstoff bestehen und die Wärmeleitbereiche innerhalb einer Matrix angeordnet sind, welche Späne aus einem nachwachsenden Rohstoff, insbesondere Holz, aufweist und die Wärmeleitbereiche und die Matrix eine gemeinsame Schicht bilden, wobei diese gemeinsame Schicht durch das Vermischen der Wärmeleitbereiche mit den aus einem nachwachsenden Rohstoff gebildeten Späne der Matrix und einem Haftmittel, und anschließendem Aushärten der gemeinsamen Schicht hergestellt ist. Auch in dieser Ausführungsform bilden mehrere Wärmeleitbereich und die Matrix eine gemeinsame Schicht. Die Matrix umfasst jedoch hier Späne aus einem nachwachsenden Rohstoff, beispielsweise aus Holz. Diese Späne der Matrix werden mit den mehreren Wärmeleitbereichen zunächst vermischt, wobei auch ein Haftmittel beigemischt wird. Anschließend wird die Mischung ausgehärtet. Dieses Aushärten kann beispielsweise durch Pressen und/oder Erhitzen erfolgen. Man erhält so eine feste gemeinsame Schicht aus Wärmeleitbereichen und Matrix, welche einen ähnlichen Aufbau wie eine Pressspanplatte aufweist. Vorteilhaft in dieser Ausführungsform ist, dass sie zu einem großen Teil aus nachwachsenden Rohstoffen besteht und somit umweltfreundlich ist. Günstigerweise werden auch in dieser Ausführungsform Wärmeleitbereiche eingesetzt, welche aus Metallspänen bestehen. Alternativ können in dieser Ausführungsform auch Späne aus speziell für diese Anwendung hergestellten metallischen Legierungen verwendet werden. Solche speziellen Legierungen können so gestaltet sein, dass sie eine optimale Mischung aus Wärmeleitfähigkeit, ferromagnetischen Eigenschaften und Stromleitfähigkeit aufweisen.In an alternative embodiment, it is provided that several thermally conductive areas are provided, which consist of a metallic material and the thermally conductive areas are arranged within a matrix, which has chips made of a renewable raw material, in particular wood, and the thermally conductive areas and the matrix form a common layer, this common layer being produced by mixing the thermally conductive areas with the chips of the matrix formed from a renewable raw material and an adhesive, and then curing the common layer. In this embodiment, too, several thermally conductive areas and the matrix form a common layer. However, the matrix here includes chips from a renewable raw material, for example from wood. These shavings of the matrix are first mixed with the several thermally conductive areas, with an adhesive also being mixed in. The mixture is then cured. This hardening can take place, for example, by pressing and/or heating. A firm, common layer of heat-conducting areas and matrix is thus obtained, which has a structure similar to that of a pressboard. The advantage of this embodiment is that it consists largely of renewable raw materials and is therefore environmentally friendly. Advantageously, heat conducting areas are used in this embodiment, which consist of metal chips. Alternatively, in this embodiment, chips made from metallic alloys specially produced for this application can also be used. Such special alloys can be designed to have an optimal mix of thermal conductivity, ferromagnetic properties and electrical conductivity.
Geschickter Weise ist vorgesehen, dass die Schalhaut eine Beschichtung aufweist, welche auf der dem Trägerelement abgewandten Seite angrenzend an die Matrix und/oder den Wärmeleitbereich angeordnet ist, wobei die Beschichtung die Werkstückseite bildet. Auch in dieser Ausführungsform ist eine Beschichtung vorgesehen, welche die zum zu erzeugenden Betonteil weisende Werkstückseite bildet. Diese Beschichtung hat insbesondere die Aufgabe, ein Anhaften des Betonwerkstoffes an der Schalhaut zu verhindern oder zumindest zu reduzieren. Die Beschichtung ist dabei auf der Matrix und/oder auf dem Wärmeleitbereich angeordnet. Günstiger Weise ist die Beschichtung direkt auf dem Wärmeleitbereich angeordnet, da bei einem solchen Aufbau der Wärmeleitbereich sehr nahe an dem zu errichtenden Betonteil positioniert ist.It is cleverly provided that the formwork skin has a coating which is arranged on the side facing away from the carrier element adjacent to the matrix and/or the heat-conducting area, with the coating forming the workpiece side. A coating is also provided in this embodiment, which forms the side of the workpiece that faces the concrete part to be produced. The particular task of this coating is to prevent or at least reduce adhesion of the concrete material to the formlining. In this case, the coating is arranged on the matrix and/or on the heat-conducting area. Favorably, the coating is arranged directly on the thermally conductive area, since with such a structure the thermally conductive area is positioned very close to the concrete part to be erected.
Des Weiteren ist günstiger Weise vorgesehen, dass der Wärmeleitbereich und die Induktionslage durch unterschiedliche Elemente gebildet werden. In dieser Ausführungsform bilden die Wärmeleitbereich und die Induktionslage der Schalhaut unterschiedliche Bereiche und sind als eigene Elemente vorgesehen. Es besteht hier somit eine Funktionstrennung zwischen der Wärmeerzeugung in der Schalhaut, welche in der Induktionslage erfolgt und der Wärmeweiterleitung, welche durch den Wärmeleitbereich vorgenommen wird. Induktionslage und Wärmeleitbereich sind dabei thermisch miteinander gekoppelt, um eine gute Wärmeverteilung in der Schalhaut zu erreichen.Furthermore, it is advantageously provided that the thermally conductive area and the induction layer are formed by different elements. In this embodiment, the thermally conductive area and the induction layer of the formwork skin form different areas and are provided as separate elements. There is therefore a functional separation between the generation of heat in the formlining, which takes place in the induction layer, and the transmission of heat, which takes place through the heat-conducting area. The induction layer and the heat conduction area are thermally coupled with one another in order to achieve good heat distribution in the formlining.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Wärmeleitbereich näher an der Werkstückseite angeordnet ist als die Induktionslage. In dieser Ausführungsform ist der Wärmeleitbereich näher an dem zu errichtenden Betonteil angeordnet als die Induktionslage. Dadurch wird die durch den Wärmeleitbereich verteilte Wärme sehr nahe am Betonteil zur Verfügung gestellt. Die Induktionslage wiederum ist näher an der Trägerseite der Schalhaut angeordnet, was ein einbringen eines magnetischen Wechselfeldes über kurze Entfernung erleichtert. Somit ist ein guter Wirkungsgrad bei der Erwärmung der Induktionslage durch Induktion sichergestellt. Der Wärmeübergang erfolgt von der Induktionslage, wo die Wärme entsteht, zum Wärmeleitbereich und vom Wärmeleitbereich zum Betonteil.In an advantageous embodiment it is provided that the heat conducting area is arranged closer to the side of the workpiece than the induction layer. In this embodiment, the thermally conductive area is arranged closer to the concrete part to be erected than the induction layer. As a result, the heat distributed by the heat conduction area is made available very close to the concrete part. The induction layer, in turn, is arranged closer to the carrier side of the formlining, which makes it easier to introduce an alternating magnetic field over a short distance. This ensures good efficiency when heating the induction layer by induction. The heat transfer takes place from the induction layer, where the heat is generated, to the heat-conducting area and from the heat-conducting area to the concrete part.
In einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Wärmeleitbereich und die Induktionslage identisch sind. In dieser Ausführungsform bilden der Wärmeleitbereich an die Induktionslage einen gemeinsamen Bereich oder ein gemeinsames Element. Das bedeutet, dass dieser gemeinsame Bereich sowohl für die Wärmeerzeugung durch Induktion als auch für die Verteilung der Wärme in der Schalhaut sorgt. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da weniger Teilbereiche der Schalhaut hergestellt werden müssen. In einer einfachen Ausführungsform wird die Schalhaut lediglich durch die Matrix und das gemeinsame Element, welches den Wärmeleitbereich und die Induktionslage umfasst, gebildet. Auf diese Weise kann eine einfach aufgebaute und leichte Schalhaut mit hoher Funktionalität zur Verfügung gestellt werden.In an alternative embodiment it is provided that the heat conducting area and the induction layer are identical. In this embodiment, the thermally conductive area to the induction layer form a common area or element. This means that this common area takes care of both the generation of heat by induction and the distribution of heat in the formlining. This embodiment is advantageous because fewer partial areas of the formwork skin have to be produced. In a simple embodiment, the formwork skin is formed only by the matrix and the common element, which includes the thermally conductive area and the induction layer. In this way, a simply constructed and lightweight formlining with a high level of functionality can be made available.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass mehrere Wärmeleitbereiche vorgesehen sind, welche gleichzeitig mehrere Induktionslagen bilden, wobei zumindest einige der Wärmeleitbereiche maximale Abmessungen von zumindest 2 mm, bevorzugt von zumindest 5 mm, besonders bevorzugt von zumindest 10 mm aufweisen. In dieser Ausführungsform liegt ebenfalls eine Funktionsvereinigung von Wärmeerzeugung und Wärmeweiterleitung vor. In eine Matrix sind mehrere Wärmeleitbereich eingebracht, welche gleichzeitig als Induktionslagen wirken. Um eine Stromerwärmung, welche durch induzierte Wirbelströme in den Induktionslagen erzeugt wird, effizient zu gestalten, weisen die Induktionslagen/Wärmeleitbereiche größere Abmessungen auf, als es bei reinen Wärmeleitbereichen der Fall ist. Die größeren Abmessungen werden benötigt, um den Wirbelströmen die Möglichkeit zu geben über eine größere Strecke zu fließen und dabei durch den Stromfluss die Induktionslagen zu erwärmen. Günstiger Weise liegen die maximalen Abmessungen der gemeinsamen Wärmeleitbereiche/Induktionslagen daher im Bereich von mehreren Millimetern. Dabei ist es auch möglich, nur einen Teil der gemeinsamen Wärmeleitbereiche/Induktionslagen mit größeren Abmessungen zur Verfügung zu stellen und einen anderen Teil mit kleineren Abmessungen beizumischen. Dieser andere Teil wirkt dann vornehmlich zur Wärmeweiterleitung und weniger zur Wärmeerzeugung durch Induktion.Furthermore, it is provided that several thermally conductive areas are provided, which simultaneously form several induction layers, with at least some of the thermally conductive areas having maximum dimensions of at least 2 mm, preferably at least 5 mm, particularly preferably at least 10 mm. In this embodiment there is also a functional combination of heat generation and heat transmission. Several heat conducting areas are introduced into a matrix, which at the same time act as induction layers. In order to efficiently design current heating, which is generated by induced eddy currents in the induction layers, the induction layers/thermally conductive areas have larger dimensions than is the case with purely thermally conductive areas. The larger dimensions are required in order to give the eddy currents the opportunity to flow over a greater distance and to heat up the induction layers as a result of the current flow. The maximum dimensions of the common thermally conductive areas/induction layers are therefore advantageously in the range of several millimeters. It is also possible to provide only part of the common thermally conductive areas/induction layers with larger dimensions and to mix in another part with smaller dimensions. This other part then acts primarily to conduct heat and less to generate heat by induction.
Die Aufgabe der Erfindung wird ebenfalls gelöst durch ein Heizsystem für ein durch Gießen hergestelltes Betonteil, umfassend zumindest ein Induktionsschalungselement nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen und zumindest ein Induktionsheizgerät, welches ein elektromagnetisches Wechselfeld erzeugt, wobei das Induktionsheizgerät auf der Trägerseite der Schalhaut anbringbar ist und das von dem Induktionsheizgerät erzeugte elektromagnetische Wechselfeld in der Induktionslage der Schalhaut Wirbelströme erzeugt, welche die Induktionslage erwärmen.The object of the invention is also achieved by a heating system for a concrete part produced by casting, comprising at least one induction formwork element according to one of the embodiments described above and at least one induction heating device, which generates an alternating electromagnetic field, the induction heating device being attachable to the carrier side of the formwork skin and the The alternating electromagnetic field generated by the induction heating device generates eddy currents in the induction layer of the formlining, which heat up the induction layer.
Ein erfindungsgemäßes Heizsystem umfasst zumindest ein Induktionsschalungselement. Zur Herstellung größerer Betonteile kann das Heizsystem jedoch auch mehrere Induktionsschalungselemente umfassen. Zusätzlich ist in dem erfindungsgemäßen Heizungssystem ein Induktionsheizgerät vorgesehen, welches dazu dient, in der Induktionslage des Induktionsschalungselementes elektrische Ströme zu induzieren. Diese elektrischen Ströme fließen dann in der Induktionslage und erwärmen diese nach dem Prinzip der Stromerwärmung. Das Induktionsheizgerät erzeugt dabei ein zeitlich veränderliches elektromagnetisches Wechselfeld. Durch dieses zeitlich veränderliche elektromagnetische Wechselfeld werden in der Induktionslage Wirbelströme induziert oder erzeugt. Induktionsheizgeräte sind vom Prinzip bekannt und werden in unterschiedlichen Bereichen der Technik eingesetzt. Beispielsweise können solche Induktionsheizgeräte zur lokalen Erwärmung von Maschinenkomponenten genutzt werden, um etwa fest sitzende Verbindungen oder Ähnliches zu lösen. Das Induktionsheizgerät ist im erfindungsgemäßen Heizsystem auf der Trägerseite der Schalhaut anbringbar. Bevorzugt kann das Induktionsheizgerät am Trägerelement des Induktionsschalungselementes befestigt und wieder von diesem gelöst werden. Die Verbindung zwischen den beiden Elementen ist dabei so ausgelegt, dass sie schnell und einfach hergestellt und wieder gelöst werden kann. Es ist vorgesehen, dass das Induktionsheizgerät nur in dem Fall mit dem Induktionsschalungselement verbunden wird, in dem eine Erwärmung der Schalhaut erforderlich ist. Das Induktionsheizgerät ist somit von der Schalhaut lösbar, wodurch das Induktionsheizgerät die Handhabung des Induktionsschalungselementes beim Aufbau und beim Abbau der Schalung nicht behindert. Vorteilhaft an dem erfindungsgemäßen Heizsystem ist, dass das Induktionsschalungselement sich kaum von einem normalen Schalungselement unterscheidet und daher in einfacher, gewohnter Weise transportiert, aufgebaut und abgebaut werden kann. Das Induktionsschalungselement kann auch für Schalungen verwendet werden, bei denen keine Erwärmung der Schalung erforderlich ist. In einem Fall, in dem eine Erwärmung der Schalung bzw. des zu errichtenden Betonteils erforderlich ist, wird zunächst die Schalung in konventioneller Weise aufgebaut. Anschließend wird das Induktionsheizgerät am Induktionsschalungselement angebracht und kann dazu eingesetzt werden, die Schalhaut vor dem Gießen des Betonteils vorzuwärmen. Dies ist insbesondere bei niedrigen Umgebungstemperaturen sinnvoll. Anschließend wird das zu errichtende Betonteil gegossen. Dabei kann das Induktionsheizgerät mit dem Induktionsschalungselement verbunden bleiben und die Schalung heizen. Die Heizung der Schalung wird solange fortgesetzt, bis das Betonteil ausreichend ausgehärtet ist. In einem Fall, in dem eine Schalung mehrere Induktionsschalungselemente umfasst, kann ein einziges Induktionsheizgerät auch in zeitlichen Abständen von einem Induktionsschalungselement zum anderen versetzt werden, wodurch die einzelnen Induktionsschalungselemente intervallmäßig mit einem einzigen Induktionsheizgerät beheizt werden können. Diese Versetzbarkeit des Induktionsheizgerätes ermöglicht eine Kostenersparnis gegenüber einer Lösung, bei der an jedem beheizbaren Schalungselement eine eigene Heizeinrichtung fest verbaut ist. Darüber hinaus ist das Induktionsheizgerät kompakt aufgebaut und kann von einer einzigen Person am Induktionsschalungselement angebracht und von diesem gelöst werden. Maschinen, wie beispielsweise ein Kran, werden zur Anbringung des Induktionsheizgerätes nicht benötigt. Daher ist ein erfindungsgemäßes Heizsystem in einfacher Weise von einer Person bedienbar. Bei sehr niedrigen Temperaturen oder bei einer gewünschten sehr kurzen Aushärtezeit des Betonteils können auch mehrere Induktionsheizgeräte vorgesehen und mit einem einzigen Induktionsschalungselement verbunden werden. Auf diese Weise kann das erfindungsgemäße Heizsystem einfach und flexibel an unterschiedliche Anforderungen bezüglich der benötigten Heizleistung angepasst werden.A heating system according to the invention comprises at least one induction formwork element. For the production of larger concrete parts, however, the heating system can also include several induction formwork elements. In addition, an induction heating device is provided in the heating system according to the invention, which is used to induce electrical currents in the induction layer of the induction formwork element. These electrical currents then flow in the induction layer and heat it up according to the principle of current heating. The induction heater generates an electromagnetic alternating field that changes over time. Eddy currents are induced or generated in the induction layer by this time-varying electromagnetic alternating field. Induction heaters are known in principle and are used in different areas of technology. For example, such induction heaters can be used for local heating of machine components in order to loosen tight connections or the like. In the heating system according to the invention, the induction heating device can be attached to the carrier side of the formwork skin. The induction heating device can preferably be attached to the carrier element of the induction formwork element and detached from it again. The connection between the two elements is designed in such a way that it can be made and released quickly and easily. Provision is made for the induction heating device to be connected to the induction formwork element only in the event that the formwork skin has to be heated. The induction heating device can thus be detached from the formwork skin, as a result of which the induction heating device does not impede the handling of the induction formwork element during assembly and dismantling of the formwork. The advantage of the heating system according to the invention is that the induction formwork element hardly differs from a normal formwork element and can therefore be transported, assembled and dismantled in a simple, familiar manner. The induction formwork element can also be used for formwork where no heating of the formwork is required. In a case in which the formwork or the concrete part to be erected has to be heated, the formwork is first set up in a conventional manner. The induction heater is then attached to the induction formwork element and can be used to preheat the formlining before pouring the concrete part. This is particularly useful at low ambient temperatures. The concrete part to be erected is then poured. The induction heater can remain connected to the induction formwork element and heat the formwork. The heating of the formwork is continued until the concrete part has hardened sufficiently. In a case where a formwork comprises several induction formwork elements, a single induction heating device can also be moved at time intervals from one induction formwork element to the other, as a result of which the individual induction formwork elements can be heated at intervals with a single induction heating device. This relocatability of the induction heating device enables cost savings compared to a solution in which a separate heating device is permanently installed on each heatable formwork element. In addition, the induction heater is compact in structure and can be attached to and detached from the induction form member by a single person. Machines such as a crane are not required to attach the induction heater. A heating system according to the invention can therefore be operated in a simple manner by one person. If the temperatures are very low or if the curing time of the concrete part is very short, it is also possible to provide several induction heating devices and connect them to a single induction formwork element. In this way, the heating system according to the invention can be easily and flexibly adapted to different requirements with regard to the required heating output.
In einer Ausführungsform des Heizsystems ist vorgesehen, dass das Induktionsheizgerät lösbar am Trägerelement befestigt ist, wobei ein Teilbereich des Induktionsheizgerätes in direktem Kontakt zur Schalhaut angeordnet ist oder in einem geringen Abstand, welcher insbesondere kleiner als die Dicke des Trägerelementes ist, zur Schalhaut angeordnet ist. In dieser Ausführungsform ist das Induktionsheizgerät am Trägerelement des Induktionsschalungselementes lösbar befestigt. Dieses Trägerelement kann aus Metallprofilen oder Rohren zusammengebaut sein, wobei das Trägerelement gitterförmig aus diesen Elementen aufgebaut sein kann. Beispielsweise kann das Trägerelement, in einer Draufsicht aus Richtung der Schalhaut betrachtet, einen äußeren umlaufenden Rahmen aufweisen und in seinem Inneren rechtwinklig zueinander orientierte Streben aufweisen, welche ein Gitter bilden. In den Aussparungen dieses Gitters ist ein direkter Zugang zur Schalhaut möglich, welche am Trägerelement angebracht ist. Diese Aussparungen im Gitter sind ein idealer Ort, um das Induktionsheizgerät anzubringen, da das Induktionsheizgerät hier in Berührung direkt mit der Schalhaut gebracht werden kann. Das Induktionsheizgerät erzeugt ein elektromagnetisches Wechselfeld, dessen Intensität mit dem Quadrat der Entfernung vom Erzeugungsort abnimmt. Daher ist es zu bevorzugen, das Induktionsheizgerät wenn möglich direkt angrenzend an die Schalhaut bzw. die Induktionslage der Schalhaut anzubringen. Auf diese Weise ist ein maximaler Energieübertrag zwischen Induktionsheizgerät und Schalhaut möglich. In der Praxis lässt sich ein direktes Anliegen oder Berühren des Induktionsheizgerätes manchmal nicht realisieren. In diesem Fall sollte das Induktionsheizgerät jedoch in möglichst geringem Abstand zur Schalhaut angeordnet werden. Daher ist vorgesehen, dass Induktionsheizgerät in einem Abstand zur Schalhaut anzuordnen, welcher kleiner als Die dicke des Trägerelementes ist. Selbstverständlich werden bei einer Anordnung des Induktionsheizgerätes in größerer Entfernung zur Schalhaut immer noch Wirbelströme in der Induktionslage zur Erwärmung der Schalhaut erzeugt. Die Befestigung des Induktionsheizgerätes am Trägerelement kann über unterschiedliche Verbindungsmechanismen erfolgen: in einer einfachen Ausführungsform können Haken am Trägerelement vorgesehen werden, auf welche das Induktionsheizgerät aufgehängt wird. Alternativ können Bolzen oder Schraubverbindungen eingesetzt werden. Weiterhin ist es möglich, andere formschlüssige Verbindungsarten, wie beispielsweise einen Bajonettverschluss, zur Verbindung zur verwenden. Auch ein Anbringen über Magnetverbinder ist denkbar. Schließlich ist es in einer alternativen Ausführungsform auch möglich, dass Induktionsheizgerät nicht am Induktionsschalungselement zu befestigen, sondern das Induktionsheizgerät selbsttragend, beispielsweise auf einem Stativ, zu positionieren. Diese letzte Ausführungsform hat den Vorteil, dass am Trägerelement keinerlei Schnittstellen zur Anbringung des Induktionsheizgerätes vorgesehen werden müssen.In one embodiment of the heating system, it is provided that the induction heating device is detachably attached to the support element, with a partial area of the induction heating device being arranged in direct contact with the formwork skin or at a small distance, which is in particular smaller than the thickness of the support element, from the formwork skin. In this embodiment, the induction heating device is detachably attached to the carrier element of the induction formwork element. This support element can be assembled from metal profiles or tubes, and the support element can be constructed from these elements in the form of a lattice. For example, the carrier element, seen in a plan view from the direction of the formwork skin, can have an outer peripheral frame and have struts oriented at right angles to one another in its interior, which form a lattice. In the recesses of this grid, direct access to the formlining is possible, which is attached to the support element. These recesses in the grid are an ideal place to attach the induction heater as the induction heater can be brought into direct contact with the formlining here. The induction heater generates an alternating electromagnetic field, the intensity of which decreases with the square of the distance from the point of generation. It is therefore preferable to attach the induction heating device, if possible, directly adjacent to the formlining or the induction layer of the formlining. In this way, maximum energy transfer between the induction heater and the formwork is possible. In practice, it is sometimes not possible to put the induction heater directly on or touch it. In this case, however, the induction heater should be positioned as close as possible to the formlining. It is therefore intended that the induction heating device be arranged at a distance from the formwork skin which is less than the thickness of the carrier element. Eddy currents are of course still generated in the induction layer for heating the formwork when the induction heating device is arranged at a greater distance from the formwork. The induction heater can be attached to the carrier element using different connection mechanisms: in a simple embodiment, hooks can be provided on the carrier element, on which the induction heater is hung. Alternatively, bolts or screw connections can be used. Furthermore, it is possible to use other positive connection types, such as a bayonet lock, for the connection. Attachment via magnetic connectors is also conceivable. Finally, in an alternative embodiment, it is also possible not to fasten the induction heating device to the induction formwork element, but to position the induction heating device in a self-supporting manner, for example on a tripod. This last embodiment has the advantage that no interfaces for attaching the induction heating device have to be provided on the carrier element.
Die Aufgabe der Erfindung weiterhin gelöst durch ein Verfahren zur Heizung eines durch Gießen hergestellten Betonteils unter Verwendung eines Heizsystems nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen, umfassend die Schritte
- A) Positionierung zumindest eines Induktionsschalungselementes nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen,
- B) Anbringung eines Induktionsheizgerät an dem Induktionsschalungselement, so das ein vom Induktionsheizgerät erzeugtes elektromagnetisches Wechselfeld Wirbelströme in der Induktionslage erzeugen kann,
- C) Aktivierung des Induktionsheizgerätes, wodurch das vom Heizgerät erzeugte elektromagnetische Wechselfeld Wirbelströme in der Induktionslage erzeugt und diese Wirbelströme die Induktionslage und damit die Schalhaut sowie das hergestellte Betonteil erwärmen.
- A) positioning of at least one induction formwork element according to one of the previously described embodiments,
- B) Attaching an induction heater to the induction formwork element so that an alternating electromagnetic field generated by the induction heater can generate eddy currents in the induction layer,
- C) Activation of the induction heater, as a result of which the electromagnetic alternating field generated by the heater generates eddy currents in the induction layer and these eddy currents heat the induction layer and thus the formwork skin and the concrete part produced.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Heizung eines Betonteils oder Gebäudeteils. Für das Verfahren wird insbesondere ein Heizsystem nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen verwendet. Das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt in der angegebenen Reihenfolge der Verfahrensschritte A) bis C) durchgeführt. In einem ersten Verfahrensschritt A) wird eine Schalung aufgebaut, wobei zumindest ein Induktionsschalungselement positioniert wird. Dabei können auch weitere Induktionsschalungselemente positioniert und untereinander verbunden werden. Darüber hinaus ist es auch möglich, herkömmliche Schalungselemente mit zumindest einem Induktionsschalungselement zu verbinden und zu positionieren. Der erste Verfahrensschritt A) ist abgeschlossen, sobald die gewünschte Schalung zur Erstellung des Betonteils fertig aufgebaut ist.The method according to the invention is used for heating a concrete part or part of a building. In particular, a heating system according to one of the previously described embodiments is used for the method. The process according to the invention is preferably carried out in the specified order of process steps A) to C). In a first method step A), a formwork is set up, with at least one induction formwork element being positioned. Additional induction formwork elements can also be positioned and connected to one another. In addition, it is also possible to connect and position conventional formwork elements with at least one induction formwork element. The first process step A) is completed as soon as the desired formwork for creating the concrete part is complete.
In einem zweiten Verfahrensschritt B) wird zumindest ein Induktionsheizgerät an dem Induktionsschalungselement angebracht oder auf sonstige Weise in der Nähe zum Induktionsschalungselement angeordnet. Dabei wird das Induktionsheizgerät möglichst nahe an der Schalhaut des Induktionsschalungselementes positioniert. Im angebrachten Zustand kann das Induktionsheizgerät dann ein elektromagnetisches Wechselfeld erzeugen, welches bis in die Induktionslage der Schalhaut wirkt und dort Wirbelströme erzeugt.In a second method step B), at least one induction heating device is attached to the induction formwork element or is arranged in some other way in the vicinity of the induction formwork element. The induction heating device is positioned as close as possible to the formwork skin of the induction formwork element. When attached, the induction heater can then generate an electromagnetic alternating field, which affects the induction layer of the formlining and generates eddy currents there.
In einem dritten Verfahrensschritt C) wird das Induktionsheizgerät aktiviert und erzeugt dann im aktivierten Zustand ein elektromagnetisches Wechselfeld, welches bis in die Induktionslage der Schalhaut dringt. Durch die zeitliche Veränderung des elektromagnetischen Wechselfeldes werden in der ferromagnetischen Induktionslage der Schalhaut Wirbelströme erzeugt, welche wiederum durch Stromerwärmung die Induktionslage erwärmen oder aufheizen. Die in der Induktionslage erzeugte Wärme wird anschließend in der Schalhaut weitergeleitet, bevorzugt durch zumindest einen Wärmeleitbereich. Der Beginn des dritten Verfahrensschrittes C) kann vor dem Eingießen des Betonwerkstoffes zur Erzeugung des Betonteils begonnen werden, um das Induktionsschalungselement vorzuheizen. Alternativ kann Verfahrensschritt C) auch erst nach dem Eingießen des Betonwerkstoffes in die Schalung gestartet werden. Der Betrieb des Induktionsheizgerätes und damit die Heizung des Induktionsschalungselementes wird solange fortgesetzt, bis das Betonteil die gewünschte Aushärtung erreicht hat. Es ist auch möglich, das Induktionsschalungselement in Intervallen zu beheizen, das heißt den Betrieb des Induktionsheizgerätes zeitlich zu unterbrechen. Darüber hinaus kann das Induktionsheizgerät einen Regelkreis aufweisen, welcher über einen Sensor die Temperatur der Schalhaut bestimmt und die Heizleistung basierend auf einem Soll-Ist-Vergleich der Schalhauttemperatur regelt. Nach dem Aushärten des Betonteils wird das erfindungsgemäße Verfahren zum Abbau der Schalung in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt.In a third method step C), the induction heater is activated and then generates an electromagnetic change in the activated state selfeld, which penetrates into the induction layer of the formlining. The temporal change in the electromagnetic alternating field generates eddy currents in the ferromagnetic induction layer of the formlining, which in turn warms up or heats up the induction layer through current heating. The heat generated in the induction layer is then passed on in the formwork skin, preferably through at least one heat-conducting area. The beginning of the third method step C) can be started before pouring the concrete material for producing the concrete part, in order to preheat the induction formwork element. Alternatively, method step C) can only be started after the concrete material has been poured into the formwork. The operation of the induction heater and thus the heating of the induction formwork element is continued until the concrete part has achieved the desired curing. It is also possible to heat the induction formwork element at intervals, ie to temporarily interrupt the operation of the induction heating device. In addition, the induction heating device can have a control circuit which determines the temperature of the formwork skin via a sensor and regulates the heating output based on a target/actual comparison of the formwork skin temperature. After the concrete part has hardened, the method according to the invention for dismantling the formwork is carried out in reverse order.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass es einfach und zügig durchführbar ist. Eine aufwändige Anbringung und Aktivierung eines konventionellen Heizgerätes entfällt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren. In Verfahrensschritt A) kann das Induktionsschalungselement wie ein konventionelles Schalungselemente gehandhabt und aufgebaut werden. Dabei entstehen keine Behinderungen und kein zusätzlicher Mehraufwand dafür, dass es sich bei dem Induktionsschalungselement um ein beheizbares Schalungselement handelt. Die Anbringung und Aktivierung des Induktionsheizgerätes in den Verfahrensschritten B) und C) ist einfach und kann aufgrund der geringen Abmessungen und des geringen Gewichtes des Induktionsheizgerätes von einer Person alleine vorgenommen werden. Somit ist das Induktionsheizgerät in kurzer Zeit einsatzbereit. Darüber hinaus wird das zu errichtende Betonteil durch das erfindungsgemäße Verfahren sehr energieeffizient erwärmt, da die Wärme zur Erwärmung des Betonteils in unmittelbarer Nachbarschaft zum Betonteil erzeugt wird. Die im erfindungsgemäßen Verfahren auftretenden Wärmeverluste an die Umgebung sind somit deutlich geringer als bei herkömmlichen Verfahren zur Heizung einer Schalung.The method according to the invention has the advantage that it can be carried out quickly and easily. A complex attachment and activation of a conventional heating device is not necessary with the method according to the invention. In method step A), the induction formwork element can be handled and set up like a conventional formwork element. There are no hindrances and no additional expense for the fact that the induction formwork element is a heatable formwork element. The attachment and activation of the induction heating device in method steps B) and C) is simple and can be carried out by one person alone due to the small dimensions and the low weight of the induction heating device. Thus, the induction heater is ready for use in a short time. In addition, the concrete part to be erected is heated very energy-efficiently by the method according to the invention, since the heat for heating the concrete part is generated in the immediate vicinity of the concrete part. The heat losses to the environment that occur in the method according to the invention are therefore significantly lower than in conventional methods for heating a formwork.
Offenbart ist auch Schalungselement mit verbesserter thermischer Leitfähigkeit zur Erstellung eines Betonteils, umfassend zumindest ein Trägerelement welches die weiteren Elemente des Schalungselementes trägt und die mechanische Belastung, welche auf das Schalungselement wirkt, aufnimmt und abstützt und zumindest eine Schalhaut, welche eine Matrix und einen mit der Matrix verbundenen Wärmeleitbereich umfasst,
wobei die Schalhaut mit dem Trägerelement verbindbar und von diesem lösbar ist, wobei die Schalhaut eine Trägerseite aufweist, welche im mit dem Trägerelement verbundenen Zustand zum diesem hin weist und die Schalhaut eine Werkstückseite aufweist, welche auf der der Trägerseite gegenüberliegenden Seite der Schalhaut angeordnet ist und die Werkstückseite im Anwendungsfall in Kontakt mit dem zu erstellenden Betonteil kommt.Also disclosed is a formwork element with improved thermal conductivity for creating a concrete part, comprising at least one carrier element which carries the other elements of the formwork element and absorbs and supports the mechanical load acting on the formwork element and at least one formwork skin which has a matrix and a Matrix-connected thermal conduction area includes,
wherein the formwork skin can be connected to the support element and can be detached from it, the formwork skin having a support side which, when connected to the support element, faces the latter and the formwork skin having a workpiece side which is arranged on the side of the formwork skin opposite the support side and the workpiece side comes into contact with the concrete part to be created in the application.
Dieses offenbarte Schalungselemente weist im Gegensatz zu dem erfindungsgemäßen Induktionsschalungselement keine Induktionslage auf. Das offenbarte Schalungselement ist daher nicht aktiv beheizbar. Das offenbarte Schalungselement weist jedoch einen Wärmeleitbereich auf, wodurch die Wärmeleitfähigkeit des Schalungselementes gegenüber herkömmlichen Schalungselementen deutlich verbessert ist. Diese verbesserte Wärmeleitfähigkeit bewirkt, dass bei der Aushärtung des Betonteils entstehende Wärme schnell und effizient an die Umgebung abgeführt werden kann. Dies ist insbesondere bei sehr hohen Umgebungstemperaturen vorteilhaft. Darüber hinaus kann das offenbarte Schalungselement in Verbindung mit herkömmlichen Heizsystemen für Schalungen vorteilhaft eingesetzt werden. Durch die verbesserte Wärmeleitfähigkeit der Schalhaut, welche auf dem Vorsehen des Wärmeleitbereichs beruht, stellt die Schalhaut einen geringeren Wärmewiderstand als herkömmliche Schalhäute dar, wodurch die Energieeffizienz beim Beheizen mithilfe herkömmlicher Heizeinrichtungen deutlich verbessert werden kann. Somit ist auch ein Schalungselement ohne eine Induktionslage, welches mit einem Wärmeleitbereich versehen ist, eine Lösung, eine Schalung bzw. ein zu errichtendes Betonteil einfach und energieeffizient zu beheizen.In contrast to the induction formwork element according to the invention, this disclosed formwork element has no induction layer. The disclosed formwork element is therefore not actively heatable. However, the disclosed formwork element has a thermally conductive area, as a result of which the thermal conductivity of the formwork element is significantly improved compared to conventional formwork elements. This improved thermal conductivity means that the heat generated during the hardening of the concrete part can be dissipated quickly and efficiently to the environment. This is particularly advantageous at very high ambient temperatures. In addition, the disclosed formwork element can be advantageously used in connection with conventional heating systems for formwork. Due to the improved thermal conductivity of the formwork skin, which is based on the provision of the thermal conduction area, the formwork skin has a lower thermal resistance than conventional formwork skins, as a result of which the energy efficiency during heating using conventional heating devices can be significantly improved. Thus, even a formwork element without an induction layer, which is provided with a thermally conductive area, is a solution, formwork or a concrete part to be erected that can be heated easily and in an energy-efficient manner.
Merkmale, Wirkungen und Vorteile, welche in Zusammenhang mit dem Induktionsschalungselement und dem Heizsystem offenbart sind, gelten auch in Zusammenhang mit dem Verfahren als offenbart. Gleiches gilt in umgekehrter Richtung, Merkmale, Wirkungen und Vorteile welche in Zusammenhang mit dem Verfahren offenbart sind, gelten auch im Zusammenhang mit dem Induktionsschalungselement und dem Heizsystem als offenbart.Features, effects and advantages that are disclosed in connection with the induction formwork element and the heating system are also deemed to be disclosed in connection with the method. The same applies in reverse, features, effects and advantages which are disclosed in connection with the method also apply in connection with the induction formwork element and the heating system as disclosed.
In den Figuren sind Ausführungsformen der Erfindung schematisch dargestellt. Dabei zeigen
-
1 eine schematische, perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Heizsystems, -
2 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform einer Schalhaut eines erfindungsgemäßen Induktionsschalungselementes, -
3 eine geschnittene Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform einer Schalhaut eines Schalungselementes, -
4 eine geschnittene Seitenansicht einer dritten Ausführungsform einer Schalhaut eines Schalungselementes, -
5 eine geschnittene Seitenansicht einer vierten Ausführungsform einer Schalhaut eines erfindungsgemäßen Induktionsschalungselementes, -
6 eine geschnittene Seitenansicht einer fünften Ausführungsform einer Schalhaut eines erfindungsgemäßen Induktionsschalungselementes, -
7 eine geschnittene Seitenansicht einer sechsten Ausführungsform einer Schalhaut eines erfindungsgemäßen Induktionsschalungselementes, -
8 eine geschnittene Seitenansicht einer siebten Ausführungsform einer Schalhaut eines erfindungsgemäßen Induktionsschalungselementes und -
9 eine geschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Heizsystems.
-
1 a schematic, perspective view of an embodiment of a heating system according to the invention, -
2 a top view of a first embodiment of a formwork skin of an induction formwork element according to the invention, -
3 a sectional side view of a second embodiment of a formwork skin of a formwork element, -
4 a sectional side view of a third embodiment of a formwork skin of a formwork element, -
5 a sectional side view of a fourth embodiment of a formwork skin of an induction formwork element according to the invention, -
6 a sectional side view of a fifth embodiment of a formwork skin of an induction formwork element according to the invention, -
7 a sectional side view of a sixth embodiment of a formwork skin of an induction formwork element according to the invention, -
8th a sectional side view of a seventh embodiment of a formwork skin of an induction formwork element according to the invention and -
9 a sectional side view of an embodiment of a heating system according to the invention.
In den Figuren sind gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Im Allgemeinen gelten die beschriebenen Eigenschaften eines Elementes, welche zu einer Figur beschrieben sind auch für die anderen Figuren. Richtungsangaben wie oben oder unten beziehen sich auf die beschriebene Figur und sind sinngemäß auf andere Figuren zu übertragen.The same elements are provided with the same reference symbols in the figures. In general, the properties of an element that are described for one figure also apply to the other figures. Directional information such as above or below relates to the figure described and is to be transferred to other figures accordingly.
Die tragende Struktur des Induktionsschalungselementes 2 wird durch das in der Darstellung rechts dargestellte Trägerelement 11 gebildet. Das Trägerelement 11 ist hier als Rahmen gestaltet, welcher die weiteren Elemente des Induktionsschalungselementes 2, insbesondere die Schalhaut 12, trägt und die mechanische Belastung, welche beim Einsatz des Induktionsschalungselementes 2 vom Werkstück auf die Schalhaut 12 ausgeübt wird, aufnimmt und abstützt. Das Trägerelement 11 ist aus Stahlrohren mit rechteckigem Querschnitt zusammengesetzt und umfasst einen außen umlaufenden Rahmen 111 sowie eine Gitterstruktur 112 innerhalb dieses Rahmens 111. Zwischen den Elementen des Trägerelementes 11, welche den Rahmen 111 und die Gitterstruktur 112 bilden, sind Aussparungen 113 vorgesehen. Durch diese Aussparungen 113 wird das Gewicht des Trägerelement des 11 reduziert. Diese Aussparungen 113 sind darüber hinaus ein geeigneter Ort zur Anbringung des Induktionsheizgerätes 3. Das Trägerelement 11 kann auch unterschiedlich zu der in
Auf der linken Seite in
Die Schalhaut 12 umfasst weiterhin zumindest eine Induktionslage 124. Die Induktionslage 124 ist hier durchgehend oder in sich geschlossen ausgeführt und wird durch ein Eisenblech gebildet, welches auf der Trägerseite 12a in die Matrix 121 eingelegt oder eingegossen ist. Da die Induktionslage 124 aus einem ferromagnetischen Material besteht, kann ein elektromagnetisches Wechselfeld in der Induktionslage 124 Wirbelströme induzieren. Diese Wirbelströme fließen dann im Inneren der Induktionslage 124 und erwärmen diese durch Stromerwärmung. In der dargestellten Ausführungsform ist die Induktionslage 124 in einer Draufsicht auf die Schalhaut 12, beispielsweise von der Werkstückseite 12b aus betrachtet, kleiner als die Gesamtfläche der Schalhaut 12. Die Induktionslage 124 ist hier auch dünner als die Gesamtdicke der gemeinsamen Schicht aus Matrix 121 und Wärmeleitbereichen 122. Da in der dargestellten Ausführungsform die Induktionslage 124 einen Teil der Trägerseite 12a der Schalhaut 12 bildet, ist die Induktionslage 124 durch die Aussparungen 113 des Trägerelementes 11 erreichbar. Dies ist besonders vorteilhaft zur Anbringung des Induktionsheizgerätes 3. In der dargestellten Ausführungsform kann das Induktionsheizgerät 3 so am Induktionsschalungselement 2 befestigt werden, dass zumindest ein Teilbereich des Induktionsheizgerätes 3 direkt und unmittelbar die Induktionslage 124 berührt. Dadurch ist eine optimale Energieübertragung zwischen dem Induktionsheizgerät 3 und der Induktionslage 124 gegeben.. Das Induktionsheizgerät 3 überträgt Energie in Form eines elektromagnetischen Wechselfeldes. Die Intensität dieses elektromagnetischen Wechselfeldes nimmt mit dem Quadrat des Abstandes vom Erzeugungsort des Wechselfeldes ab. Aus diesem Grund ist eine optimale Energieübertragung in dem Fall gegeben, wenn sich das Induktionsheizgerät 3 und die Induktionslage direkt berühren. Alternativ ist auch eine Energieübertragung über einen geringen Abstand zwischen beiden Elementen günstig. Ein Induktionsschalungselement 2 erfordert zwingend das Vorsehen zumindest einer Induktionslage 124. Das Vorsehen eines oder mehrerer Wärmeleitbereich 122 ist dagegen für ein Induktionsschalungselement 2 nicht zwingend erforderlich. Weiterhin ist ein Schalungselement offenbart, welches keine Induktionslage 124 aufweist, dafür jedoch mit zumindest einem Wärmeleitbereich 122 versehen ist. Ein solches Schalungselement weist passiv eine deutlich verbesserte Wärmeleitfähigkeit auf, ist jedoch nicht aktiv beheizbar.The
Bei
Die folgenden
Die Schichtaufbauten der in
In
BezugszeichenlisteReference List
- 22
- Induktionsschalungselementinduction formwork element
- 33
- Induktionsheizgerätinduction heater
- 1111
- Trägerelementecarrier elements
- 111111
- Rahmenframe
- 112112
- Gitterstrukturlattice structure
- 113113
- Aussparungrecess
- 1212
- Schalhautformlining
- 12a12a
- Trägerseitecarrier side
- 12b12b
- Werkstückseiteworkpiece side
- 121121
- Matrixmatrix
- 122122
- Wärmeleitbereichheat conduction area
- 123123
- Beschichtungcoating
- 124124
- Induktionslageinduction layer
- 1313
- Befestigungselementfastener
- 3131
- Befestigungsvorrichtungfastening device
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- EP 3259418 B1 [0003]EP 3259418 B1 [0003]
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