DE102022110435A1

DE102022110435A1 - Rahmenschalungselement für ein Wandschalungssystem, und Verfahren zur Herstellung eines Rahmenschalungselements

Info

Publication number: DE102022110435A1
Application number: DE102022110435.4A
Authority: DE
Inventors: Wilfried Häberle
Original assignee: Peri SE
Current assignee: Peri SE
Priority date: 2022-04-28
Filing date: 2022-04-28
Publication date: 2023-11-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Rahmenschalungselement (10) für ein Wandschalungssystem, mit einem im Wesentlichen rechteckigen Rahmen (4) und einer an dem Rahmen (12) anbringbaren Schalungsplatte (14), wobei der Rahmen (12) zwei Rahmenlängsteile (5, 6) und zwei Rahmen-querteile (7, 8) aufweist, wobei jeweils ein Rahmenlängsteil (5, 6) und ein Rahmenquerteil (7, 8) gemeinsam einen äußeren Eckbereich (9) des rechteckigen Rahmens (12) ausbilden, und wobei der Rahmen (12) eine erste der Schalungsplatte (14) zugewandte Vorderseite (V) sowie eine von der Schalungsplatte (14) abgewandte Rückseite (R) aufweist. Die Rückseite (R) weist an ihren äußeren Eckbereichen (9) in einer Draufsicht auf die Rückseite (R) nach außen geöffnete Vertiefungen (20a, 20b) auf, die sich jeweils im zugeordneten Eckbereich (9) abschnittsweise entlang der Seitenkante (16) erstrecken und dazu ausgebildet sind, ein Hebelwerkzeug aufzunehmen, um damit ein Bewegen des Rahmenschalungselements (10) zu unterstützen. Die Vertiefungen (20a, 20b) sind durch ein Kaltverformen der äußeren Seitenkante (16) ausgebildet.

Description

Die Erfindung betrifft gemäß einem ersten Aspekt ein Rahmenschalungselement für ein Wandschalungssystem nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Werkzeugsystem zur Herstellung einer Vertiefung im Bereich der freien Enden eines Profilteils eines Rahmenschalungselements nach Anspruch 14.
Rahmenschalungselemente werden als Teile von Schalungssystemen insbesondere zur Herstellung von Betonbauteilen verwendet. Die Rahmenschalungselemente werden dabei derart angeordnet, dass diese eine Gussform bilden, in die ein verfestigbarer Baustoff, d. h. ein zunächst flüssiger und sich dann verfestigender Baustoff, zumeist Beton, zur Herstellung eines Bauteils, beispielsweise eines Wandelements, eingebracht wird. Nach dem Verfestigen des Baustoffs werden die Rahmenschalungselemente im Regelfall wieder entfernt.
Insofern im Rahmen der Erfindung auf Beton bzw. ein Betonbauteil verwiesen wird, kann es sich auch um einen anderen verfestigbaren Baustoff bzw. ein Bauteil aus einem anderen verfestigbaren Baustoff handeln.
Die Rahmenschalungselemente weisen einen Rahmen auf, an dem die Schalungsplatte bzw. eine Schalhaut anbringbar bzw. angebracht ist. Der Rahmen bildet dabei eine Tragstruktur für die Schalungsplatte, welche ihrerseits ein oder mehrere plattenförmige Elemente und/oder Schichten aufweisen kann. Nachfolgend bezeichnet die Vorderseite dabei die Seite des Rahmens an der die Schalungsplatte anbringbar bzw. angebracht ist, d.h. die dem Betonteil zugewandte Seite des Rahmenschalungselements, und die Rückseite die davon abgewandte Seite des Rahmens, d.h. die von dem Betonteil abgewandte Seite des Rahmenschalungselements.
Die Rahmen der Rahmenschalungselemente sollen einerseits standsicher sein, um die beim Verfüllen des Schalungssystems mit verfestigbarem Beton auftretenden Lasten abtragen zu können. Andererseits sollen die Rahmen ausreichend steif sein, um eine hohe Maßgenauigkeit zu gewährleisten und unerwünschte Verformung zu vermeiden.
Die Struktur einer der Schalungsplatte zugewandten Oberfläche des Betonbauteils wird durch die am Rahmen angebrachte Schalungsplatte bestimmt. Eine Vorderseite der Schalungsplatte ist dem einzufüllenden Beton zugewandt, das heißt die Vorderseite der Schalungsplatte bildet die Beton berührende Oberfläche aus, während die Rückseite der Schalungsplatte an dem Rahmen angebracht ist.
Zwei mit Abstand gegenüberstehend positionierte Rahmenschalungselemente werden durch Ankereinrichtungen miteinander verbunden bzw. verspannt. Die bekannten Ankereinrichtungen weisen dabei Ankerstäbe auf. Die Ankerstäbe durchgreifen Ankerstellen bzw. Ankerbohrungen in den Rahmenschalungselementen und in den Schalungsplatten und werden im Regelfall mit Ankerplatten bzw. Ankerfixierungen auf einer Rückseite der Rahmenschalungselemente festgelegt. Die aus dem Stand der Technik bekannten Rahmenschalungselemente sind zumeist aus Metall, Kunststoff oder Holz ausgebildet. Die Rahmenschalungselemente weisen im Regelfall eine rechteckige Grundkonstruktion auf. Zum Verspannen der Rahmenschalungselemente kann eine einseitig oder zweiseitig bedienbare Ankertechnik eingesetzt werden.
Der Rahmen der Rahmenschalungselemente umfasst zwei Rahmenlängsteile und zwei Rahmenquerteile, wobei jeweils ein Rahmenlängsteil und ein Rahmenquerteil in einem Eckbereich des rechteckigen Rahmens miteinander verbunden sind. Bei der Ausbildung der Rahmenlängsteile und Rahmenquerteile aus Metall können diese als Profilteile bzw. Hohlprofile ausgebildet sein, die an den vier Eckbereichen des Rahmens miteinander verschweißt sind. Alternativ können die Rahmenlängsteile und Rahmenquerteile über zusätzliche Eckverbindungsstücke miteinander verbunden sein, die zwischen Rahmenlängsteile und Rahmenquerteile eingeschweißt sind.
Die Profilteile können dabei gewalzte Profile, die beispielsweise aus Stahl hergestellt sind, oder Strangpressprofile, die beispielsweise aus Aluminium hergestellt sind.
Sowohl beim sogenannten Anrücken, wenn die Rahmenschalungselemente in Position gebracht werden, beispielsweise wenn diese an vorgesetzte Anschläge gerückt werden, als auch bei einem an das Vergießen und Verfestigen der Betonelemente nachgeschalteten Lösen der Rahmenschaltungselemente von den Betonelementen, wird bei bereits aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen ein Hebeleisen (auch als Ausschalhebel bezeichnet) verwendet, das in eine Vertiefung an dem Rahmenschalungselement eingreift, um das Rahmenschalungselement zu bewegen.
Dementsprechend ist es bekannt, in den Eckbereichen an der Rückseite des Rahmenschalungselements eine sogenannte Hebelecke vorzusehen, die den Einsatz eines Hebeleisens ermöglicht, mit dem eine entsprechende Hebelbewegung durch den Anwender zum Anrücken oder Lösen erzeugt werden kann.
Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen ist die Hebelecke beispielsweise an einem gegossenen Eckverbindungsstück als Gussecke ausgebildet, die als würfel- oder quaderförmige Aussparung geformt ist, welche an dem äußeren Eckbereich des Rahmenschalungselements vorgesehen ist und seitlich über die Außenkanten des Eckverbindungsstücks hinaus geöffnet ist, um einen Einsatz eines Hebeleisens von der Rückseite des Rahmenschalungselements her zu ermöglichen. Die Hebelecke ist somit bei dieser Lösung in einer Draufsicht betrachtet im Eckbereich über die beiden aneinanderstoßenden äußeren Seitenkanten des Rahmens hinaus geöffnet ist. Auf diese Weise ermöglichen die vier vorgesehenen Hebelecken es dem Anwender, mit einem Hebeleisen eine Positionskorrektur des Rahmenschalungselements nach oben, d.h. ein Anheben des Rahmenschalungselements (vertikale Positionskorrektur), wie auch eine Positionskorrektur zur Seite (horizontale Positionskorrektur) vorzunehmen. Das gegossene Eckverbindungsstück wird bei dieser Lösung zwischen jeweils Rahmenlängsteil und ein Rahmenquerteil eingesetzt und mit diesen verschweißt. Wenngleich diese Lösung sich in der Praxis bewährt hat, ist der Herstellungsprozess des Rahmens durch das Vorsehen der gegossenen Eckverbindungsstücke vergleichsweise aufwändig und teuer.
Eine alternative aus dem Stand der Technik bekannte Lösung sieht anstelle einer Hebelecke eine Hebelkante als Vertiefung vor, die an den äu-ßeren Seitenkanten von Rahmenlängsteilen und Rahmenquerteilen vorgesehen ist und die sich in einer Draufsicht über die Seitenkanten nach außen erstreckt. Dabei kann es sich um eine umlaufende Hebelkante handeln, die durch eine Vertiefung bzw. eine im Querschnitt betrachtet nach hinten versetzte Außenkante aller Profilteile gebildet ist. Bei dieser Lösung kann also die Hebelkante als Teil des Profils ausgebildet sein, so dass unabhängig von dem Herstellungsverfahren der Profilteile diese bereits mit einer entsprechenden Hebelkante versehen ist. Alternativ kann auch an jedem der Profilteile eine zentral angeordnete Vertiefung als Hebelkante bzw. Hebelfläche vorgesehen sein. Diese wird durch Einpressen nachträglich an der Außenkante des jeweiligen Profilteils ausgebildet, wodurch sich das Material in den benachbarten Bereichen aufstaucht und eine störende Wulst bildet.
Beide Lösungen mit einer Hebelkante bzw. Hebelfläche haben jedoch die Einschränkung, dass nur eine vertikale Positionierung des Rahmenschalungselements hierüber vorgenommen werden kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu lösen, insbesondere die bekannten Rahmenschalungselemente in Hinblick auf ihre Herstellung zu vereinfachen und zugleich die bekannten Vorteile einer Hebelecke oder Hebelkante bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Rahmenschalungselement mit einer Hebelecke gemäß Anspruch 1 gelöst.
Ferner liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeugsystem zum Formen einer Vertiefung im Bereich der freien Enden eines Profilteils für ein Rahmenschalungselement zu schaffen, das kostengünstig ist und es ermöglicht, ein Rahmenschalungselement mittels der geformten Vertiefungen einfach und schnell zu bewegen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Anspruch 14 gelöst.
Das erfindungsgemäße Rahmenschalungselement für ein Wandschalungssystem weist einen im wesentlichen rechteckigen Rahmen und eine an dem Rahmen anbringbare Schalungsplatte, die auch als Schalungshaut bezeichnet wird, auf. Die Schalungsplatte oder Schalungshaut kann erfindungsgemäß auch mehrere Platten oder Schichten umfassen.
Der Rahmen des Rahmenschalungselements weist zwei Rahmenlängsteile sowie zwei Rahmenquerteile auf, wobei die Rahmenlängsteile vertikal verlaufen und jeweils über ein unteres horizontal verlaufendes Rahmenquerteil und ein oberes horizontal verlaufendes Rahmenquerteil miteinander verbunden sind. Zwischen den Rahmenlängsteilen kann eine Mehrzahl von Querverstrebungen festgelegt sein, wobei die Querverstrebungen ausgehend von einer untersten Querverstrebung jeweils vertikal versetzt übereinander angeordnet sind und die Querverstrebungen parallel zu den Rahmenquerteilen verlaufen.
Jeweils ein Rahmenlängsteil und ein Rahmenquerteil bilden gemeinsam einen äußeren Eckbereich des rechteckigen Rahmens aus, wobei der Rahmen eine erste der Schalungsplatte zugewandte Vorderseite sowie eine von der Schalungsplatte abgewandte Rückseite aufweist. Die Rückseite definiert somit auch den Bereich, von dem aus der Anwender mit einem Hebelwerkzeug, d.h. einem Hebeleisen oder einem Ausschalhebel, an dem Rahmenschalungselement anzugreifen vermag, um dieses zu positionieren. Dementsprechend weist die Rückseite des Rahmens wenigstens eine von der Rückseite zugängliche Vertiefung auf, die dazu ausgebildet ist, ein Hebelwerkzeug aufzunehmen, um damit ein Platzieren des Rahmenschalungselements zu unterstützen.
Grundsätzlich weist der Rahmen je nach Ausgestaltung der Rahmenlängsteile und Rahmenquerteile möglicherweise mehrere äußere Seitenkanten, beispielsweise eine äußere Seitenkante an der Vorderseite und eine äußere Seitenkante an der Rückseite des Rahmens, auf. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung bezeichnet die äußere Seitenkante daher die äußere Seitenkante der durch den Rahmen aufgespannten Rückseite, welche auf der Baustelle beim Anrücken oder Ablösen für den Anwender zugänglich ist. Die äußere Seitenkante an der Vorderseite des Rahmens, an der die Schalplatte oder Schalhaut anbringbar sein soll, kann zwar ebenfalls eine oder mehrere entsprechende Vertiefungen aufweisen, jedoch erfüllen diese dann im Gebrauch nicht die Funktion einer Hebelecke.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung sind Vertiefungen zur Aufnahme eines Hebelwerkzeugs in den äußeren Eckbereichen des Rahmens ausgebildet. Die Eckbereiche sind dabei als die äußeren Ecken des in einer Draufsicht auf den Rahmen im wesentlichen rechtwinkligen Rahmens definiert.
Es ist von Vorteil, wenn sich gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung an allen vier Eckbereichen des Rahmens derartige Vertiefungen, die in der Funktion den bekannten Hebelecken entsprechen, vorgesehen sind, da auf diese Weise die Herstellung des Rahmens vereinfacht und die Handhabung auf der Baustelle erleichtert wird. Alternativ wäre es grundsätzlich auch denkbar, an nur einem Eckbereich, oder an zwei oder an drei Eckbereichen eine oder mehrere solcher Vertiefungen vorzusehen. In diesem Fall müsste der Anwender jedoch die unterschiedlichen Ausführungsformen an die spezifische Bedarfssituation anpasst verwenden und auf die Orientierung des Rahmenschalungselements achten, was die Handhabung erschwert.
Bei der vorliegenden Erfindung ist jede der Vertiefungen in einer Draufsicht auf die Rückseite des Rahmens seitlich geöffnet, d.h. sie ist in Richtung zu den äußeren Seitenkanten nach außen geöffnet, wie dies auf bei den bekannten Hebelecken der Fall ist.
Die erfindungswesentliche Besonderheit gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung liegt darin, dass die Vertiefungen in den äußeren Eckbereichen des Rahmens nicht, wie im Stand der Technik, durch Gussecken in separat ausgebildeten Eckverbindungstücken ausgebildet werden, die nachfolgend zwischen die Rahmenlängsteile und Rahmenquerteile eingeschweißt werden müssen, sondern unmittelbar an den Rahmenlängsteilen und Rahmenquerteilen durch ein Kaltverformen der äußeren Seitenkanten im Bereich der freien Enden der Rahmenlängsteile und Rahmenquerteileausgebildet werden.
Das Kaltverformen kann dabei insbesondere ein Einprägen, Eindrücken und/oder Einsenken umfassen. Weiterhin können jeweils zwei Vertiefungen an den freien Enden benachbarter Rahmenlängsteile und Rahmenquerteile in einem äußeren Eckbereich ineinander übergehen und gemeinsam eine Hebelecke ausbilden.
Hierdurch können auf vergleichsweise einfache und kostengünstige Weise den bekannten Hebelecken in ihrer Funktion entsprechende Vertiefungen an einem Rahmenschalungselement bereitgestellt werden, die die Vorteile der bekannten Hebelecken mit sich bringen. Demgemäß kann in einer entsprechend ausgebildeten Vertiefung ein Hebelwerkzeug aufgenommen werden, um damit ein Bewegen des Rahmenschalungselements zu unterstützen. Ein Bewegen umfasst dabei in bekannter Art und Weise sowohl ein Anrücken, Ausrichten oder Verschieben des Rahmenschalungselements in eine gewünschte Position als auch ein dem Vergießen und Verfestigen des Betonelements nachgeschaltetes Lösen des Rahmenschaltungselements von dem Betonelement.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Rahmenlängsteile und Rahmenquerteile Profilteile umfassen. Die Profilteile können dabei gewalzte Profile oder Strangpressprofile aus beispielsweise Stahl oder Aluminium sein. Denkbar wären auch abgekantete Profile, die durch Umformen von Aluminium- oder Stahlblechen hergestellt werden. Unabhängig von der Herstellungsart kann die äußere Seitenkante im Querschnitt des Profilteils betrachtet einen äußeren Biegeradius aufweisen, der in einer ersten Umformrichtung geformt ist. Die Vertiefung durch Kaltverformen der äußeren Seitenkante ist dabei im Wesentlichen in einer zur ersten Umformrichtung entgegengesetzten zweiten Umformrichtung geformt. Das heißt, während der Biegeradius der äußeren Seitenkante konvex nach außen gewölbt ist, ist die durch Kaltverformung anschließend ausgebildete Vertiefung konkav nach innen gewölbt.
Gemäß einer Weiterbildung dieser Variante ist es besonders vorteilhaft, wenn der äußere Biegeradius nicht in einen entgegengesetzten Biegeradius zurückgebogen wird, da hierdurch eine sehr hohe Belastung in das Material eingeleitet würde. Diese könnte ein Einreißen des Materials zur Folge haben, da der Kaltverformungs-Prozess allgemein zu Kaltverfestigungen führt und eine erhöhte Sprödigkeit des Materials verursacht. Stattdessen weist die Vertiefung im Querschnitt des Profilteils betrachtet einen im wesentlichen geraden Abschnitt auf, der durch Umformen des äußeren Biegeradius in der zweiten Umformrichtung geformt ist. Im Bereich des vormaligen Biegeradius ist an der Vertiefung folglich ein flacher Abschnitt gebildet. Dadurch, dass der äußere Biegeradius der äußeren Seitenkante, der bei der Herstellung des Profilteils der größten Umformbelastung ausgesetzt war, in einen im Querschnitt betrachtet geraden Abschnitt zurückgeformt wird, wird die durch den Kaltumformprozess der Vertiefung eingeleitete zusätzliche Belastung dieses Bereichs reduziert und ein Einreißen des Materials wird verhindert. Die zur Herstellung einer Vertiefung notwendige Kaltverformung findet nicht nur im Bereich des Biegeradius, sondern auch in den benachbarten Bereichen der Seitenflächen des Profilteils statt, die bei der Herstellung weniger oder gar nicht belastet wurden.
Wie bereits vorstehend ausgeführt kann anstelle einer oder zweier in einem Eckbereich des Rahmens vorgesehenen Vertiefungen (in der Art einer Hebelecke) wenigstens eine im Bereich der äußeren Seitenkante des Rahmens vorgesehene Vertiefung (in der Art einer Hebelkante) vorgesehen werden. Demgemäß kann gemäß einem alternativen Aspekt der Erfindung vorgesehen, dass die wenigstens eine Vertiefung durch ein Kaltverformen der äußeren Seitenkante ausgebildet ist, wobei das Kaltverformen insbesondere ein Einprägen, Eindrücken und/oder Einsenken umfasst, und wobei die Vertiefung, wie zuvor in Zusammenhang mit der Hebelecke beschrieben, in einem Querschnitt des Profilteils betrachtet einen im wesentlichen geraden Abschnitt aufweist, der durch das Kaltverformen des äußeren Biegeradius in einer zur ersten Umformrichtung umgekehrten zweiten Umformrichtung geformt ist.
Auch bei dieser Lösung kann die Handhabung des Rahmenschalungselements auf der Baustelle dadurch vereinfacht werden, mehrere Vertiefungen vorzusehen, die eine von der Orientierung des Rahmens unabhängige Nutzung ermöglichen, beispielsweise mittig (bezogen auf die Längserstreckung des Profilteils) an jedem Profilteil eine Vertiefung und/oder bezogen auf die zwei Symmetrieachsen (parallel zur Längserstreckung der Rahmenquerteile und Rahmenlängsteile) des Rahmens symmetrisch angeordnete Vertiefungen an jedem Profilteil.
Unabhängig von dem betrachteten Aspekt der Erfindung kann bei einer Weiterbildung der Erfindung der im wesentlichen gerade Abschnitt der Vertiefung im Querschnitt betrachtet eine äußere Länge aufweisen, die in Abhängigkeit von der Länge des gebogenen Bereichs der Seitenkante, d.h. in Abhängigkeit von der Größe des Biegeradius der äußeren Seitenkante und dem zwischen den Seitenflächen eingeschlossenen Winkel (Öffnungswinkel), gewählt ist, und wenigstens 1,5 mm lang ist. So kann beispielsweise bei einem Biegeradius von 4 mm und einem Öffnungswinkel von etwa 90 Grad der gerade Abschnitt etwa wenigstens 25% des Umkreises mit einem Radius von 4 mm aufweisen, d.h. beispielsweise etwa 6 mm. Die äußere Länge kann somit in Abhängigkeit von den genannten Parametern näherungsweise wie folgt berechnet werden: $L_{f} \approx \frac{β}{360 °} \cdot 2 \cdot R \cdot π$
wobei Lf die äußere Länge des im Querschnitt geraden Abschnitts bezeichnet, β den Öffnungswinkel und R den Biegeradius.
Andere äußere Längen können je nach Ausbildung des Biegeradius der äußeren Seitenkante vorteilhaft sein. Die äußere Länge bezeichnet dabei die von der Außenseite des Profilteils messbare Länge des im wesentlichen geraden Abschnitts.
Weiterhin kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung das Profilteil im Querschnitt betrachtet im Bereich der äußeren Seitenkante zwei im Wesentlichen gerade Seitenflächen aufweisen, die zwischen sich einen Winkel (Öffnungswinkel), beispielsweise einen 90 Grad Winkel, einschlie-ßen und durch den äußeren Biegeradius miteinander verbunden sind. Die im Querschnitt betrachteten geraden Seiten entsprechen den angrenzenden Seitenflächen des Profilteils, die über den gebogenen Abschnitt der Seitenkante miteinander verbunden sind. Bei dieser Ausgestaltung wurde das Ausgangsmaterial bei der Formung des Profilteils im Bereich des Biegeradius um einen vorgegebenen Winkel (Biegewinkel), beispielsweise um etwa 90 Grad in der ersten Umformrichtung umgeformt. Die benachbarten Seiten indes sind beim Herstellen des Profilteils nicht beansprucht oder nicht nennenswert beansprucht worden.
Wird in einem weiteren Schritt nunmehr die Vertiefung eingebracht, beispielsweise durch Einprägen, kann gemäß der vorstehend beschriebenen Weiterbildung der Erfindung der Bereich des Biegeradius (in der zweiten Umformrichtung) in einen flachen Zustand zurückgebogen werden, so dass hier die Biegebeanspruchung im Wesentlichen der Beanspruchung beim Biegen des Biegeradius entspricht, d.h. beispielsweise einer Biegung um einen Biegewinkel von 90 Grad. Die benachbarten Seitenflächen werden indes um bis zu 90 Grad in eine zur ersten Umformrichtung entgegensetzten zweiten Umformrichtung (in Richtung nach innen bezogen auf des Hohlprofil der Profilteile) gebogen, so dass auch in diesem Bereich die Beanspruchung einer Biegung um bis zu 90 Grad entspricht. In der Praxis hat sich gezeigt, dass je nach Material und Bearbeitungsgeschwindigkeit eine Biegebeanspruchung mit einem Biegewinkel bis zu 100 Grad, bevorzugt bis zu 95 Grad, vom Material gut toleriert wird, und es in der Folge nicht zu einem Einreißen des Profilteils im Bereich der Vertiefung kommt. Demgemäß kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Kaltverformung der äußeren Seitenkante zur Ausbildung der Vertiefung einen maximalen Biegewinkel von 100 Winkelgrad bezogen auf die Kontur der äußeren Seitenkante aufweist. Der als tolerabel ermittelte Wert wird somit nicht überschritten.
Dabei ist die Kontur der Seitenkante definiert als die (in der ersten Umformrichtung) umgeformte Kontur des Profilteils mit einem äußeren Biegeradius, d.h. der im Querschnitt betrachtete Verlauf des Biegeradius sowie der angrenzenden Seiten des Profilteils. Die maximale Umformung um einen Biegewinkel von 100 Winkelgrad bezieht sich dabei nicht auf das Material im Ausgangszustand (d.h. beispielsweise als flaches Blech), sondern auf die Kontur der Seitenkante nach dem Schritt Herstellen des Profilteils.
Wie vorstehend erwähnt, kann vorgesehen sein, dass der Rahmen aus Aluminium oder Stahl hergestellt ist. Dabei umfasst der Begriff Aluminium bzw. Stahl auch alle erdenklichen Aluminiumlegierungen bzw. Stahllegierungen.
Es kann zudem vorgesehen sein, dass die Vertiefung sich in einer Draufsicht auf die Rückseite des Rahmens (im Falle einer Hebelecke gemäß dem ersten Erfindungsaspekt) von einem Eckbereich über eine erste Länge von wenigstens 10 mm, vorzugsweise von wenigstens 50 mm, besonders bevorzugt von wenigstens 80 mm, beispielsweise von 100 mm entlang der äußeren Seitenkante erstreckt und optional über eine zweite Länge von wenigstens 10 mm, vorzugsweise wenigstens 30 mm, besonders bevorzugt von wenigstens 50 mm, beispielsweise von 65 mm entlang der äußeren Seitenkante seitlich abflacht. Im Falle einer Hebelkante gemäß dem alternativen Erfindungsaspekt kann die Vertiefung zu beiden Seiten, d.h. in Richtung zu jedem der benachbarten Eckebereiche hin abflachen, während im Falle einer Hebelecke gemäß dem ersten Erfindungsaspekt die Vertiefung nur eine Richtung von dem zugeordneten Eckbereich weg über die zweite Länge abflacht.
Die Auslaufzone bzw. zweite Länge der Abflachung kann dabei beispielsweise wenigstens 20 % der Gesamtlänge der Vertiefung aufweisen.
Dabei ist zu berücksichtigen, dass beim Herstellungsprozess die Profilteile, die später gemeinsam eine Vertiefung im Eckbereich des Rahmens bilden, separat geformt werden. In einem weiteren Prozessschritt kann dann nach dem Kaltverformen der äußeren Seitenkanten zur Ausbildung der Vertiefung durch einen Gehrungsschnitt das überschüssige Material, dass sich durch das Kaltverformen in Richtung zu dem freien Ende des Profilteils verschoben hat, entfernt werden, ehe die Profilteile miteinander verbunden, beispielsweise verschweißt werden. Durch den Gehrungsschnitt wird bei der Hebelecke auch die Länge der Vertiefung geringfügig verringert. Die anspruchsgemäßen Angaben beziehen sich dabei auf die Vertiefung im zusammengebauten Zustand des Rahmens.
Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die Vertiefung sich in einer ersten Richtung von der Rückseite des Rahmens zur Vorderseite des Rahmens hin in eine erste Tiefe von wenigstens 5 mm, vorzugsweise von wenigstens 10 mm, beispielsweise von 15 mm erstreckt.
Zusätzlich oder alternativ kann weiter vorgesehen sein, dass die Vertiefung sich in einer Draufsicht auf den Rahmen in einer zweiten Richtung von einer Außenseite des Rahmens zur gegenüberliegenden Außenseite des Rahmens hin in eine zweite Tiefe von wenigstens 5 mm, vorzugsweise von wenigstens 10 mm, beispielsweise von 25 mm erstreckt.
Die erste Tiefe der Vertiefung kann somit in einer ersten Tiefenrichtung von der Rückseite des Rahmens zur Vorderseite des Rahmens unterschiedlich sein von einer zweiten Tiefe in einer zweiten Tiefenrichtung von einer (in einer Draufsicht auf den Rahmen betrachtet) ersten Außenkante zu einer zweiten gegenüberliegenden Außenkante. Weiterhin kann die erste Tiefe auch gleich einer zweiten Tiefe gewählt sein.
Die Wahl der ersten und zweiten Tiefe kann dabei anhängig von der Größe und dem Gewicht des Rahmenschalungselements gewählt sein, beispielsweise derart, dass ein entsprechendes Hebelwerkzeug in geeigneter Weise in der Vertiefung aufgenommen werden kann, um ein Bewegen des Rahmenschalungselements hierüber zu ermöglichen. Ist die erste Tiefe beispielsweise zu gering gewählt für das Gewicht des Rahmenschalungselements, greift das Hebelwerkzeug möglicherweise nicht tief genug ein, um ein sicheres und zuverlässiges Bewegen des Rahmenschalungselements sicher zu stellen. Zugleich kann eine zu groß gewählte erste Tiefe die Breite der Aufstandsfläche des Rahmenschalungselements und damit dessen Stabilität und Standfestigkeit beeinträchtigen, was sich insbesondere bei sehr großen Rahmenschalungselementen mit einem hohen Gesamtschwerpunkt negativ auswirken kann.
Ist die zweite Tiefe zu klein oder zu groß gewählt kann dies zudem den Anstellwinkel des Hebelwerkzeugs beeinträchtigen und damit die Krafteinleitung durch den Anwender. Ein günstiger Anstellwinkel des Hebelwerkzeugs (d.h. der Winkel zwischen der Bodenfläche, auf dem das Rahmenschalungselement steht, und dem Hebelwerkzeug) liegt beispielsweise bei etwa 25 bis 45 Winkelgrad.
Ein vorteilhaftes Wandschalungssystem ergibt sich aus Anspruch 13.
Das erfindungsgemäße Wandschalungssystem weist eine Mehrzahl an Rahmenschalungselementen nach einem der Ansprüche 1 bis 12 bzw. wie vorstehend beschrieben auf. Die Rahmenschalungselemente bilden dabei Schalungselemente und Gegenschalungselemente des Wandschalungssystems. Zwischen den Schalungselementen und den Gegenschalungselementen ist ein Verfüllraum zur Aufnahme eines verfestigbaren Baustoffs ausgebildet. Es kann eine Mehrzahl an Ankereinrichtungen vorgesehen sein, um ein erstes Schalungselement mit einem ersten Gegenschalungselement zu verspannen. Das erste Schalungselement grenzt beispielsweise mit einem seiner Rahmenlängsteile an eines der Rahmenlängsteile eines zweiten Schalungselements an.
Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Rahmenschalungselemente zur Bildung eines Wandschalungssystems ergibt sich ein besonders vorteilhaftes Wandschalungssystem, welches kostengünstig in der Herstellung und einfach in der Handhabung ist. Die Vorteile einer Hebelecke können gegenüber dem bekannten Stand der Technik zudem mit einem vergleichsweise geringeren Gewicht einhergehen, da die aus dem Stand der Technik bekannten Gussteile (mit entsprechenden Gussecken) die Rahmenschalungselemente schwerer machen.
Die Schalungselemente und die Gegenschalungselemente des erfindungsgemäßen Wandschalungssystems sind wenigstens teilweise, vorzugsweise mehrheitlich als erfindungsgemäße Rahmenschalungselemente ausgebildet. Vorzugsweise sind alle Schalungselemente und Gegenschalungselemente als Rahmenschalungselemente gemäß der Erfindung ausgebildet. Es können in dem Wandschalungssystem jedoch auch anderweitig gestaltete Rahmenschalungselemente eingesetzt werden. Vorzugsweise sind an zwei Querverstrebungen Verbindungsschlösser und an zwei Querverstrebungen jeweils zwei Einsatzteile festgelegt.
Ein vorteilhaftes Verfahren zum Herstellen eines Rahmenschalungselements (gemäß dem ersten Erfindungsaspekt) für ein Wandschalungssystem kann die nachfolgend beschriebenen Schritte umfassen, wobei das Rahmenschalungselement einen im wesentlichen rechteckigen Rahmen und eine an dem Rahmen anbringbare Schalungsplatte, wobei der Rahmen zwei Rahmenlängsteile und zwei Rahmenquerteile aufweist, und wobei die Rahmenlängsteile und die Rahmenquerteile Profilteile umfassen:
In einem ersten Schritt Formen der Profilteile, wobei jedes Profilteil eine im zusammengebauten Zustand des Rahmenschalungselements an einer von der Schalungsplatte abgewandten Rückseite ausgebildete äußere Seitenkante aufweist. Wie bereits vorstehend ausgeführt, können dabei die Profilteile insbesondere durch Walzen oder Strangpressen geformt sein, d.h. den gewünschten Querschnitt erhalten. Die Profilteile sind nach diesem Schritt bezüglich des gewünschten Querschnitts grundsätzlich fertiggestellt, können jedoch im Bereich ihrer beiden freien Enden (bezogen auf die Längserstreckung der Profilteile) noch abschließend bearbeitet werden, beispielsweise auf Gehrung geschnitten werden.
In einem weiteren Schritt wird eine Vertiefung im Bereich der freien Enden des jeweiligen Profilteils durch ein Kaltverformen der äußeren Seitenkante ausgebildet, wobei die Vertiefung im zusammengebauten Zustand des Rahmenschalungselements in einer Draufsicht auf die Rückseite nach au-ßen hin geöffnet ist und sich von dem jeweiligen freien Ende über einen vorgegebenen Abschnitt entlang der äußeren Seitenkante erstreckt.
Das Kaltverformen der Vertiefung kann mit einem speziellen Umformwerkzeugsystem umfassend wenigstens ein Umformwerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 14 erfolgen.
Dabei kann das wenigstens eine Umformwerkzeug an seiner Außenkontur einen flachen Abschnitt aufweisen, der zum Ausbilden des im Querschnitt betrachtet im wesentlichen geraden Abschnitts der Vertiefung dient. Weiterhin kann das Umformwerkzeugsystem eine zweiteilige Matrize mit einer äußeren und inneren Formmatrize umfassen, die gemeinsam einen Umformraum definieren und dazu dienen, das Profilteil einzuspannen und sicherzustellen, dass das Profilteil im Bereich seines freien Endes nur an der äußeren Seitenkante mit einer Vertiefung versehen wird. Die innere Formmatrize bzw. Innenmatrize und das Umformwerkzeug können dabei zur Formgebung der Vertiefung zusammenwirken.
Gemäß einer Weiterbildung des Umformwerkzeugsystems kann vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Umformwerkzeug einen dornförmigen Abschnitt (in der Art eines Dorns) aufweist, der in den Umformraum der zweiteiligen Matrize einzugreifen vermag, um die Vertiefung an der äußeren Seitenkante eines Profilteils zu formen. Dabei kann das umzuformende Profilteil mit einem freien Ende zwischen der Innenmatrize und der Außenmatrize aufgenommen sein, wobei das dornförmige Umformwerkzeug im Bereich der äußeren Seitenkante des umzuformenden Profilteils in den Umformraum einzudringen vermag, um die äußere Seitenkante in Richtung zu der Innenmatrize umzuformen.
Das in einer zweiten Umformrichtung umzuformende (vor)geformte Profilteil kann also mit seinem freien Ende in einen zwischen der Innenmatrize und der Außenmatrize vorgesehenen Zwischenraum aufgenommen werden, wobei die Außenmatrize primär zur Abstützung und Führung des Umformwerkzeugs dienen kann, während die Innenmatrize primär zur definierten Anlage und Formgebung des umzuformenden Profilteils zumindest im Bereich der äußeren Seitenkante dienen kann. Zwischen der Außenmatrize und der Innenmatrize ist weiterhin der Umformraum gebildet, d. h. eine Ausnehmung, in der zumindest der Bereich des Profilteils angeordnet ist, der durch Kaltverformung mit einer Vertiefung versehen werden soll, d.h. die äußere Seitenkante des Profilteils in dessen Endbereich.
In diesen Umformraum vermag auch der dornförmige bzw. dornartige Abschnitt des Umformwerkzeugs einzugreifen, welcher beispielsweise in einer ersten Bewegungsrichtung relativ zu der zweiteiligen Matrize in den Umformraum eingeführt wird. Durch diese Bewegung in einer erste Bewegungsrichtung wird der in den Umformraum ragende Teil des umzuformenden Profilteils von dem Umformwerkzeug verdrängt, nämlich in Richtung zu der Innenmatrize. Hierdurch wird die äußere Seitenkante mithilfe des Umformwerkzeugs in einer zu der ersten Umformrichtung (zur Ausbildung des äußeren Biegeradius der äußeren Seitenkante) umgekehrten zweiten Umformrichtung umgeformt. Die Innenmatrize dient in diesem Bereich als Anlagefläche für den umgeformten Abschnitt des Profilteils und somit zur Ausbildung einer definierten Vertiefung. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Umformwerkzeug bzw. dessen dornförmiger Abschnitt an seiner Außenkontur einen äußeren flachen Abschnitt aufweist, und dass die Innenmatrize an ihrer Außenkontur einen korrespondierenden inneren flachen Abschnitt aufweist, wobei der äußere flache Abschnitt und der innere flache Abschnitt gemeinsam den äußeren Biegeradius der äußeren Seitenkante zurückformen.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das Umformwerkzeug in einer ersten Bewegungsrichtung relativ zu der zweiteiligen Matrize in den Umformraum eindringt, wobei das Umformwerkzeug sich im Bereich seiner Anlagefläche an die äußere Seitenkante des umzuformenden Profilteils in Richtung der ersten Bewegungsrichtung verjüngt. Demgemäß läuft auch die gebildete Vertiefung von dem freien Ende des Profilteils weg nach außen aus bzw. flacht ab. Somit weist die Vertiefung über eine erste Länge eine in etwa gleichbleibende erste und zweite Tiefe auf (vgl. hierzu auch die vorstehenden Ausführungen zu dem erfindungsgemäßen Rahmenschalungselement) sowie über eine zweite Länge eine Abflachung, d.h. die erste und zweite Tiefe nehmen mit zunehmender Entfernung von dem zugeordneten Eckbereich ab.
Die Auslaufzone bzw. zweite Länge der Abflachung kann dabei beispielsweise wenigstens 20 % der Gesamtlänge der Vertiefung aufweisen.
Um die Belastung des Profilteils infolge der weiteren Kaltverformung möglichst gering zu halten, wird der Schritt des Formens der Vertiefung unter Zuhilfenahme von üblichen Schmierstoffen, wie beispielsweise Schmierfett, durchgeführt. Weiterhin kann die Belastung des Profilteils infolge der weiteren Kaltverformung dadurch verringert werden, dass die Oberfläche des wenigstens einen Umformwerkzeugs und oder der zweiteiligen Matrize zumindest im Bereich der Anlageflächen mit dem umzuformenden Profilteil gehärtet ist, um die Reibung an den Anlageflächen zu verringern.
In einem weiteren Schritt können die nunmehr mit entsprechenden Vertiefungen versehenen freien Enden der Profilteile auf Gehrung geschnitten werden. Auf diese Weise kann auch das durch die Kaltverformung überschüssige Material im Endbereich einfach entfernt werden, so dass eine saubere Verbindungskante zur Verbindung mit einem weiteren Profilteil geschaffen wird.
In einem anschließenden Schritt können die Profilteile entsprechend zu einem Rahmen zusammengefügt werden, beispielsweise durch Schwei-ßen, und abschließend geschliffen, um unerwünschte Unebenheiten und Grate abzunehmen und eine saubere Anlage weiterer Elemente gewährleisten zu können.
Zudem können weitere Elemente wie die Schalungsplatte in gewohnter Weise an dem Rahmen angebracht werden.
Alternativ kann ein Verfahren zum Herstellen eines Profilteils eines Rahmenschalungselements gemäß dem alternativen Erfindungsaspekt bereitgestellt werden, wobei das Kaltverformen insbesondere ein Einprägen, Eindrücken und/oder Einsenken in einer zur ersten Umformrichtung entgegengesetzten Umformrichtung umfasst, und wobei die Vertiefung in einem Querschnitt des jeweiligen Profilteils betrachtet einen im wesentlichen geraden Abschnitt aufweist, der durch das Kaltverformen des äußeren Biegeradius gebildet ist.
Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass Begriffe wie „umfassend“, „aufweisend“ oder „mit“ keine anderen Merkmale oder Schritte ausschließen. Ferner schließen Begriffe wie „ein“ oder „das“, die auf eine Einzahl von Schritten oder Merkmalen hinweisen, keine Mehrzahl von Merkmalen oder Schritten aus - und umgekehrt.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben.
Die Figuren zeigen jeweils bevorzugte Ausführungsbeispiele, in denen einzelne Merkmale der vorliegenden Erfindung in Kombination miteinander dargestellt sind. Merkmale eines Ausführungsbeispiels sind auch losgelöst von den anderen Merkmalen des gleichen Ausführungsbeispiels umsetzbar und können dementsprechend von einem Fachmann ohne weiteres zu weiteren sinnvollen Kombinationen und Unterkombinationen mit Merkmalen anderer Ausführungsbeispiele verbunden werden.
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.
Es zeigen schematisch:

1 eine isometrische Darstellung eines Rahmenschalungselements gemäß der Erfindung;
2 eine Draufsicht auf die Rückseite des Rahmenschalungselements der 1 mit einer Detaildarstellung X des Eckbereichs;
3 eine Draufsicht auf eine Längsseite des Rahmenschalungselements der 1 mit einer Detaildarstellung Y des Eckbereichs;
4 einen Querschnitt durch ein Profilteil eines Rahmenschalungselements der 1 oder 2, wobei der Querschnitt eine erfindungsgemäße Vertiefung umfasst;
5 eine Draufsicht auf die seitlichen Vertiefungen eines oberen Rahmenlängsteils in Richtung der Draufsicht auf die Rückseite des Rahmenschalungselements gemäß 2;
6 eine Draufsicht auf die Vertiefung in Richtung einer Draufsicht auf die Seitenfläche des Rahmenschalungselements gemäß 1 ;
7a, 7b isometrische Ansichten eines Umformwerkzeugs eines erfindungsgemäßen Umformwerkzeugsystems;
8a, 8b isometrische Ansichten einer zweiteiligen Matrize eines erfindungsgemäßen Umformwerkzeugsystems, wobei die 8a die Außenmatrize und 8b die Innenmatrize zeigt; und
9 isometrische Ansichten des erfindungsgemäßen Umformwerkzeugsystems mit den Bestandteilen gemäß 7a bis 8b.

Wandschalungssysteme sowie Verfahren zum Verfüllen bzw. Schalen eines verfestigbaren Baustoffs und Verfahren zum Formen von Profilteilen sind aus dem allgemeinen Stand der Technik hinlänglich bekannt. Nachfolgend wird daher nur auf die für die Erfindung relevanten Merkmale näher eingegangen.
Die dargestellten Rahmenschalungselemente 10 der 1 können Schalungselemente und Gegenschalungselemente eines Wandschalungssystems bilden. Hierzu weisen die Rahmenschalungselemente 10 jeweils einen Rahmen 12 und eine Schalplatte 14 auf, die an dem Rahmen 12 angebracht werden kann. Ein der Schalplatte zugewandte Vorderseite des Rahmens 12 wird nachfolgend als Vorderseite V und eine davon abgewandte Rückseite als Rückseite R bezeichnet.
Zwischen den Schalungselementen und den Gegenschalungselementen ist ein Verfüllraum zur Aufnahme eines verfestigbaren Baustoffs, beispielsweise Beton, ausgebildet.
Dabei können die Schalungselemente und die Gegenschalungselemente identische Rahmenschalungselemente 10 umfassen oder die Schalungselemente und die Gegenschalungselemente können unterschiedlich ausgebildet sein. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass nur ein Teil der Schalungselemente und/oder der Gegenschalungselemente eines Wandschalungssystems als Rahmenschalungselemente 10 gemäß der Erfindung bzw. wie nachfolgend dargestellt, ausgebildet sind.
Die Breite der Schalungselemente und/oder der Gegenschalungselemente kann beliebig sein.
Das Rahmenschalungselement 10, wie in der 1 gezeigt, weist jeweils einen umlaufenden Rahmen 12 auf. Der umlaufende Rahmen 12 weist zwei vertikal verlaufende Rahmenlängsteile 5, 6 sowie ein unteres, horizontal verlaufendes Rahmenquerteil 7 und ein oberes, horizontal verlaufendes Rahmenquerteil 8 auf.
Gemäß dem eingezeichneten Koordinatensystem der 2 und 3 erstreckt sich der Rahmen 12 in einer Draufsicht auf die Rückseite R des Rahmens 12 betrachtet (2) in Richtung X (Erstreckungsrichtung der Rahmenquerteile 7, 8) und in Richtung Z (Erstreckungsrichtung der Rahmenlängsteile 5, 6). Die Tiefe des Rahmens 12, also die Erstreckung zwischen der Vorderseite V und der Rückseite R verläuft in Richtung Y.
Zwischen den Rahmenlängsteilen 5, 6 sind optional eine Mehrzahl von horizontal verlaufenden Querverstrebungen ausgebildet. Im Ausführungsbeispiel sind zudem optional Verstärkungsstreben vorgesehen, welche sich in vertikaler Richtung erstrecken und das untere Rahmenquerteil 7 mit der untersten Querverstrebung verbinden. Die Anzahl der Querverstrebungen und der Verstärkungsstreben kann beliebig sein, beispielsweise können nur zwei Querverstrebungen oder drei Querverstrebungen vorgesehen sein oder beispielsweise acht oder neun Querverstrebungen.
Um ein Schalungselement und ein Gegenschalungselement, von denen wenigstens eines, vorzugsweise beide, als Rahmenschalungselement 10 ausgebildet sind, miteinander zu verspannen, können im Ausführungsbeispiel wenigstens zwei Ankereinrichtungen vorgesehen sein.
Wie in 1 dargestellt ist, weist das erfindungsgemäße Rahmenschalungselement 10 wenigstens eine Hebelecke 20 (dargestellt sind jeweils vier Hebelecken 20) auf, um darin in bekannter Weise ein Hebelwerkzeug (nicht dargestellt) zum Anstellen und Ablösen des Rahmenschalungselement aufzunehmen.
In den Figuren ist der Fokus auf als Hebelecke 20 ausgebildete Vertiefungen gerichtet, d.h. zwei Vertiefungen 20a, 20b, die wie in der 1 gezeigt ist, jeweils in einem Eckbereich 9 des Rahmens ausgebildet sind und jeweils über die angrenzenden Endabschnitte zweier benachbarter Rahmenlängsteile 5, 6 und Rahmenquerteilen 7, 8 ineinander übergehen und eine gemeinsame Hebelecke 20 bilden. Alternativ oder zusätzlich ist es auch denkbar, eine als Hebelkante ausgebildete Vertiefung beispielsweise in einem zum Endabschnitt benachbarten Bereich oder in einem mittleren Bereich der Rahmenlängsteile 5, 6 und Rahmenquerteilen 7, 8, vorzusehen.
Der wesentliche Unterschied dieser beiden Lösungen besteht darin, dass die Hebelecke 20 gemäß 1 sich aus zwei an den freien Enden benachbarter Rahmenlängsteile 5, 6 und Rahmenquerteilen 7, 8 ausgebildeten Vertiefungen 20a, 20b (vgl. hierzu 1) zusammensetzt, während die Hebelkante nur durch eine Vertiefung gebildet ist. Viele der nachfolgend beschriebenen Merkmale der erfindungsgemäßen Hebelecke 20 lassen sich folglich auch auf eine Hebelkante übertragen.
Die Rahmenlängsteile 5, 6 und Rahmenquerteile 7, 8 sind jeweils als Profilteile 18 ausgebildet, die in der gezeigten Ausführungsform durch Walzen oder Strangpressen von Blechen aus Stahl oder Aluminium geformt sind. Dabei umfassen die Materialien Aluminium oder Stahl auch jedwede Aluminium oder Stahl enthaltende Legierung.
In bekannter Weise werden die Profilteile 18 im Bereich ihrer äußeren Kanten umgeformt, um das gewünschte Profil zu erzeugen. In einem zusammengebauten Zustand weist der Rahmen 12 mit seinen Rahmenlängsteilen 5, 6 und Rahmenquerteilen 7, 8 in einer Draufsicht auf die von der Schalplatte 14 abgewandten Rückseite R eine äußere Seitenkante 16 auf (vgl. auch 3).
Die Hebelecken 20 sind im Bereich dieser äußeren Seitenkante 16, 160 ausgebildet und über diese hinaus seitlich geöffnet. Jede Vertiefung 20a, 20b einer Hebelecke 20 hat eine Erstreckung entlang dieser äußeren Seitenkante 16 (Länge L), sowie eine Erstreckung von der Rückseite R in Richtung zu der Vorderseite V (erste Tiefe T₁ in Richtung Y) und eine Erstreckung von der äußeren Seitenkante 16 in Richtung zu der gegenüberliegenden äußeren Seitenkante 16 des im montierten Zustand des Rahmens 12 parallelen Profilteils (zweite Tiefe T₂ in Richtung X).
Diese Erstreckungen L, T₁ und T₂ der Vertiefungen 20 sind insbesondere in den 5 und 6 gut zu erkennen.
In der 4 ist ferner ein Querschnitt durch ein Profilteil 18 gezeigt, wobei die beispielhaft mit dem Bezugszeichen 20a angegebene Vertiefung eine Vertiefung 20a, 20b der Hebelecke 20. Das spezifische Querschnittsprofil der gezeigten Vertiefung lässt sich alternativ auch auf eine als Hebelkante ausgebildete Vertiefung anwenden.
In der 4 erkennt man die ursprüngliche Kontur der äußeren Seitenkante 16 und die Kontur der nunmehr ausgebildeten Vertiefung 20a. Die ursprüngliche Kontur der äußeren Seitenkante 16, die durch Walzen oder Strangpressen des Profilteils 18 entstanden ist, umfasst im wesentlichen zwei Seitenflächen (im Querschnitt als gerade Abschnitte bzw. Seiten 16a und 16b gezeigt) und einen diese verbindenden Biegeabschnitt bzw. im Querschnitt äußeren Biegeradius 16c. Der Biegeradius 16c wurde somit durch Umformen in einer ersten Umformrichtung geformt.
Man erkennt in der 4 zudem, dass die Vertiefung 20a einen flachen Abschnitt 22 aufweist, der durch Umformen des Biegeradius 16c in einer zur ersten Umformrichtung im wesentlichen entgegengesetzten Umformrichtung geformt ist. Der flache Abschnitt 22 hat im Querschnitt betrachtet eine äußere Länge Lf. Die Vertiefung 20a entsteht aber nicht nur durch Abflachen des Biegeradius 16c, sondern auch durch ein Umformen der flankierenden Seitenflächen 16a, 16b.
Beim Umformverfahren handelt es sich um eine Kaltverformen, insbesondere ein Einpressen, Einprägen oder Eindrücken.
Dadurch, dass der Biegeradius 16c nur in Richtung der zweiten Umformrichtung abgeflacht und somit im wesentlichen nur zurückgeformt wird, wird die Belastung des Materials durch das Kaltverformen in diesem Bereich auf ein tolerables Maß begrenzt. So hat sich in der Praxis gezeigt, dass je nach Material und Bearbeitungsgeschwindigkeit eine Biegebeanspruchung (ein Biegewinkel) bis zu 100 Grad, bevorzugt bis zu 95 Grad, vom Material gut toleriert wird, und es in der Folge nicht zu einem Einrei-ßen des Profilteils 18 im Bereich der Vertiefung 20a kommt. Demgemäß wird die Kaltverformung der äußeren Seitenkante zur Ausbildung der Vertiefung in der gezeigten Ausführungsform auf einen maximalen Biegewinkel von 90 Winkelgrad bezogen auf die Kontur der äußeren Seitenkante 16 beschränkt. Der als tolerabel ermittelte Wert wird somit nicht überschritten.
Die Biegebeanspruchung in den den flachen Abschnitt 22 flankierenden Seitenabschnitten (Seitenflächen 16a, 16b) wird aufgrund der spezifischen Ausgestaltung des Umformkontur der Vertiefung 20a ebenfalls auf einen maximalen Biegewinkel von 90 Winkelgrad bezogen auf die Kontur der äußeren Seitenkante 16 beschränkt.
Die 5 zeigt eine Draufsicht auf die Vertiefungen 20a, 20b in Richtung einer Draufsicht auf die Rückseite R des Rahmenschalungselements 10 gemäß 2. Somit erkennt man auch den Bereich der freien Enden, der im Anschluss an die Kaltverformung zum Herstellen der Vertiefung 20a, 20b durch einen Gehrungsschnitt G in seine abschließende Form gebracht wird. Hierin ist eine Besonderheit der Vertiefungen 20a, 20b der Hebelecke 20 zu erkennen, da das überschüssige Material infolge der Kaltverformung durch den Gehrungsschnitt einfach entfernt werden kann.
Die 6 zeigt eine Draufsicht auf die Vertiefungen 20a, 20b in Richtung einer Draufsicht auf die Seitenfläche des Rahmenschalungselements gemäß 1.
Weiterhin erkennt man in den 5 und 6 die Länge L der Vertiefung 20a, 20b, die sich in der gezeigten Ausführungsform aus einer ersten Länge L₁ und einer zweiten Länge L₂ zusammensetzt, sowie die Tiefe T₁ (6) und die Tiefe T₂ (7). Die Vertiefung 20a, 20b der 5 und 6 flacht in einer Richtung von dem freien Ende der Vertiefungen 20a, 20b weg über die zweite Länge L₂ in ihrer Tiefe, d.h. in den Tiefen T₁ und T₂, ab. In den 5 und 6 sind die Längen L₁ und die Längen L₂ unabhängig von der gezeigten Orientierung identisch, d.h. die Abflachung in Richtung der Tiefe T₁ und in Richtung der Tiefe T₂ erstrecken sich über die gleiche Länge L₁ und beginnen nach der gleichen Länge L₁. Alternativ wäre es auch möglich diese durch entsprechende Ausgestaltung des Umformwerkzeugs 50 (vgl. 7a bis 8b) unterschiedlich lang zu gestalten.
Bei der nicht dargestellten Vertiefung als Hebelecke kann in analoger Weise ein zentraler Bereich sich über eine erste Länge erstrecken und die Vertiefung seitlich über jeweils eine angrenzende Länge abflachen. Im Unterschied zu der Hebelecke 20 weist eine Hebelkante somit zwei seitliche Abflachungen auf, die in ihrer Länge identisch oder unterschiedlich sein können.
Die 7a bis 9 zeigen weiterhin ein erfindungsgemäßes Umformwerkzeugsystem umfassend wenigstens ein Umformwerkzeug 50, das zur Kaltverformung einer Vertiefung 20a, 20b gemäß den 1 bis 6 genutzt werden kann.
Das Umformwerkzeug 50 umfasst einen schematisch dargestellten Betätigungsabschnitt 52, der zur Betätigung von Hand oder zur maschinellen Betätigung ausgebildet sein kann. Weiterhin umfasst das Umformwerkzeug 50 einen dornförmigen Abschnitt 54, der von dem Betätigungsabschnitt 52 vorsteht und mit seinem freien Ende zur Ausbildung der Vertiefung 20a, 20b dient.
In den 7a und 7b erkennt man eine nicht achssymmetrische Fase 56, die zur erleichterten Einführung und graduellen Kaltumformung dient. Der in einer ersten Bewegungsrichtung B des Umformwerkzeugs 50 nachgeordnete Abschnitt 58 weist einen äußeren flachen Abschnitt 58a, der zur Ausbildung des geraden Abschnitts 22 der Vertiefung 20a, 20b dient.
Das erfindungsgemäße Umformwerkzeugsystem umfasst in der gezeigten Darstellung weiterhin eine zweiteilige Matrize mit einer Außenmatrize 60 (vgl. auch 8a) und einer Innenmatrize 70 (vgl. auch 8b), die gemeinsam einen Umformraum definieren, in den das Umformwerkzeug 50 einzudringen vermag.
Das umzuformende Profilteil 18 ist, wie in der 9 gezeigt, mit einem freien Ende zwischen der Innenmatrize 70 und der Außenmatrize 60 aufgenommen. Hierfür weist die Außenmatrize 60 eine entsprechende Ausnehmung 62 auf, deren Innenkontur zumindest bereichsweise an die Außenkontur des Profilteils 18 angepasst sein kann, um das aufgenommene freie Ende eines umzuformenden Profilteils 18 abzustützen. Weiterhin ist in dem Bereich, in dem später das Umformwerkzeug 50 in die zweigeteilte Matrize eindringen soll, eine Führungsnut 64 vorgesehen, die eine außenseitige Begrenzung des Umformraums bildet.
Die Innenmatrize 60 dient zur definierten Anlage und Formgebung des umzuformenden Profilteils und ist im Inneren der Außenmatrize und im Inneren des umzuformenden Profilteilendes aufgenommen. Dementsprechend weist diese eine Außenkontur auf, die zumindest bereichsweise an die Innenkontur des Profilteils 18 angepasst sein kann, um das aufgenommene freie Ende eines umzuformenden Profilteils 18 abzustützen. Zudem ist an der Innenmatrize ein formgebender Abschnitt 72 vorgesehen, der eine innenseitige Begrenzung des Umformraums bildet. In der 8b erkennt man dabei, dass der formgebende Abschnitt 72 insbesondere auch einen inneren flachen Abschnitt 74 aufweist, der gemeinsam mit dem äußeren flachen Abschnitt 58a zur Ausbildung des geraden Abschnitts 22 der Vertiefung 20a, 20b dienen kann.
Das Profilteil 18 ist zur Ausbildung der Vertiefung 20a, 20b derart mit einem freien Ende zwischen den Außenmatrize 60 und der Innenmatrize 70 angeordnet, dass die zu verformende äußere Seitenkante 16 im Bereich der Umformraums liegt.
Dadurch dass der dornförmige Teil 54 des Umformwerkzeugs 50 in der ersten Bewegungsrichtung B in den Umformraum eindringt, wird die äu-ßere Seitenkante 16 in Richtung zu der Innenmatrize 70 umgeformt.
Durch diese Bewegung in der ersten Bewegungsrichtung B wird der in den Umformraum ragende Teil des umzuformenden Profilteils von dem Umformwerkzeug 50 verdrängt, nämlich in Richtung zu der Innenmatrize 70. Hierdurch wird die äußere Seitenkante 16 mithilfe des Umformwerkzeugs 50 in einer zu der ersten Umformrichtung (zur Ausbildung des äußeren Biegeradius der äußeren Seitenkante 16) umgekehrten zweiten Umformrichtung umgeformt. Die Innenmatrize 70 dient in diesem Bereich als Anlagefläche für den umgeformten Abschnitt des Profilteils 18 und somit zur Ausbildung einer definierten Vertiefung 20a, 20b. Dabei kann, wie vorstehend erwähnt, vorgesehen sein, dass der äußere flache Abschnitt 58a des Umformwerkzeugs 50 und der innere flache Abschnitt 74 der Innenmatrize 70 gemeinsam den äußeren Biegeradius 16c der äußeren Seitenkante 16 zurückformen.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das Umformwerkzeug 50 sich im Bereich seiner Anlagefläche an die äußere Seitenkante 16 des umzuformenden Profilteils 18 in Richtung der ersten Bewegungsrichtung verjüngt (Fase 56). Demgemäß läuft auch die gebildete Vertiefung 20a, 20b von dem freien Ende des Profilteils 18 weg nach außen aus bzw. flacht ab. Somit weist die Vertiefung über eine erste Länge L₁ eine in etwa gleichbleibende erste und zweite Tiefe T₁, T₂ auf (vgl. hierzu auch die vorstehenden Ausführungen zu dem erfindungsgemäßen Rahmenschalungselement) sowie über eine zweite Länge L₂ eine Abflachung, d.h. die erste und zweite Tiefe nehmen mit zunehmender Entfernung von dem zugeordneten Eckbereich ab. An der 7b erkennt man, dass die Fase 56 und der äußere flache Abschnitt 58a nicht symmetrisch angeordnet sind, so dass auch die erste und zweite Tiefe der Vertiefung 20a, 20b unterschiedlich groß sind (vgl. hierzu auch 4).
Um die Belastung des Profilteils infolge der Kaltverformung zur Bildung der Vertiefung möglichst gering zu halten, wird der Schritt des Formens der Vertiefung unter Zuhilfenahme von üblichen Schmierstoffen, wie beispielsweise Schmierfett, durchgeführt. Weiterhin kann die Belastung des Profilteils 18 infolge der weiteren Kaltverformung dadurch verringert werden, dass die Oberfläche des wenigstens einen Umformwerkzeugs 50 und oder der zweiteiligen Matrize 60, 70 zumindest im Bereich der Anlageflächen mit dem umzuformenden Profilteil 18 gehärtet ist, um die Reibung an den Anlageflächen zu verringern.

Claims

Rahmenschalungselement (10) für ein Wandschalungssystem, mit einem im Wesentlichen rechteckigen Rahmen (4) und einer an dem Rahmen (12) anbringbaren Schalungsplatte (14), wobei der Rahmen (12) zwei Rahmenlängsteile (5, 6) und zwei Rahmenquerteile (7, 8) aufweist, wobei jeweils ein Rahmenlängsteil (5, 6) und ein Rahmenquerteil (7, 8) gemeinsam einen äußeren Eckbereich (9) des rechteckigen Rahmens (12) ausbilden, wobei der Rahmen (12) eine erste der Schalungsplatte (14) zugewandte Vorderseite (V) sowie eine von der Schalungsplatte (14) abgewandte Rückseite (R) aufweist, wobei die Rückseite (R) an ihren äußeren Eckbereichen (9) in einer Draufsicht auf die Rückseite (R) nach außen geöffnete Vertiefungen (20a, 20b) aufweist, die sich jeweils im zugeordneten Eckbereich (9) abschnittsweise entlang der Seitenkante (16) erstrecken und dazu ausgebildet sind, ein Hebelwerkzeug aufzunehmen, um damit ein Bewegen des Rahmenschalungselements (10) zu unterstützen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (20a, 20b) durch ein Kaltverformen der äußeren Seitenkante (16) ausgebildet sind.
Rahmenschalungselement (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kaltverformen der äußeren Seitenkanten (16) zur Ausbildung der Vertiefungen (20a, 20b) ein Einprägen, Eindrücken und/oder Einsenken umfasst, und jeweils zwei Vertiefungen (20a, 20b) in einem äußeren Eckbereich ineinander übergehen und gemeinsam eine Hebelecke (20) bilden.
Rahmenschalungselement (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rahmenlängsteile (5, 6) und die Rahmenquerteile (7, 8) Profilteile (18) umfassen, deren äußere Seitenkanten (16) in einem Querschnitt des jeweiligen Profilteils (18) betrachtet einen äußeren Biegeradius (16c) aufweisen, der durch ein Umformen in einer ersten Umformrichtung geformt ist, und die Vertiefungen (20a, 20b) durch ein Kaltverformen der äußeren Seitenkanten(16) in einer zur ersten Umformrichtung entgegengesetzten zweiten Umformrichtung geformt sind.
Rahmenschalungselement (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (20a, 20b) in einem Querschnitt des jeweiligen Profilteils (18) betrachtet einen im wesentlichen geraden Abschnitt (22) aufweist, der durch Umformen des äußeren Biegeradius (16c) gebildet ist.
Rahmenschalungselement (10) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der im wesentlichen gerade Abschnitt (22) der Vertiefung (20a, 20b) in einem Querschnitt des jeweiligen Profilteils (18) betrachtet eine äußere Länge (Lf) von wenigstens 1,5 mm aufweist.
Rahmenschalungselement (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilteile (18) im Querschnitt betrachtet im Bereich der äußeren Seitenkante (16) zwei im wesentlichen gerade Seiten (16a, 16b) aufweist, die zwischen sich einen 90 Grad Winkel einschließen und durch den äußeren Biegeradius (16c) miteinander verbunden sind.
Rahmenschalungselement (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kaltverformung der äußeren Seitenkante (16a) zur Ausbildung der Vertiefung (20a, 20b) einen maximalen Biegewinkel von 100 Winkelgrad bezogen auf die Kontur der äußere Seitenkante (16) aufweist.
Rahmenschalungselement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (12) aus Aluminium oder Stahl hergestellt ist.
Rahmenschalungselement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (20a, 20b) sich in einer Draufsicht auf die Rückseite des Rahmens (R) über eine erste Länge (L₁) von wenigstens 10 mm, vorzugsweise von wenigstens 50 mm, besonders bevorzugt von wenigstens 80 mm, beispielsweise von 100 mm entlang der äu-ßeren Seitenkante erstreckt.
Rahmenschalungselement (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (20a, 20b) sich in einer Draufsicht auf die Rückseite des Rahmens über die erste Länge gemäß Anspruch 9 erstreckt und über eine zweite Länge (L₂) von wenigstens 10 mm, vorzugsweise wenigstens 30 mm, besonders bevorzugt von wenigstens 50 mm, beispielsweise 65 mm entlang der äußeren Seitenkante abflacht.
Rahmenschalungselement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (20a, 20b) sich in einer ersten Richtung von der Rückseite (R) des Rahmens (12) zur Vorderseite (V) des Rahmens (12) hin in eine erste maximale Tiefe (T₁) von wenigstens 5 mm, vorzugsweise von wenigstens 10 mm, beispielsweise von 15 mm erstreckt.
Rahmenschalungselement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (20a, 20b) sich in einer Draufsicht auf den Rahmen (12) in einer zweiten Richtung von einer Außenseite des Rahmens (12) zur gegenüberliegenden Außenseite des Rahmens (12) hin in eine zweite maximale Tiefe (T₂) von wenigstens 5 mm, vorzugsweise von wenigstens 10 mm, beispielsweise von 25 mm erstreckt.
Wandschalungssystem aufweisend eine Mehrzahl an Rahmenschalungselementen (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Rahmenschalungselemente (10) dabei Schalungselemente und Gegenschalungselemente des Wandschalungssystems ausbilden, zwischen denen ein Verfüllraum zur Aufnahme eines verfestigbaren Baustoffs ausgebildet ist.
Umformwerkzeugsystem zum Formen einer Vertiefung (20a, 20b) im Bereich der freien Enden eines Profilteils (18) eines Rahmenschalungselements nach einem der Ansprüche 1 bis 13 durch ein Kaltverformen der äußeren Seitenkante (16), die im zusammengebauten Zustand des Rahmenschalungselements (10) in einer Draufsicht auf die Rückseite (R) des Rahmenschalungselements (10) nach außen hin geöffnet ist und sich von dem jeweiligen freien Ende über einen vorgegebenen Abschnitt entlang der äußeren Seitenkante (16) erstreckt, umfassend wenigstens ein Umformwerkzeug (50) zur Ausbildung der Vertiefung (20a, 20b) durch insbesondere Einprägen, Eindrücken und/oder Einsenken.
Umformwerkzeugsystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Umformwerkzeug (50) ein seiner Außenkontur wenigstens einen flachen Abschnitt (58a) aufweist, der dazu ausgebildet ist, einen Biegeradius (16c) der äußeren Seitenkante (16) zu einem im Querschnitt betrachtet geraden Abschnitt (22) umzuformen.
Umformwerkzeugsystem nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Umformwerkzeugsystem ferner eine zweiteilige Matrize mit einer Innenmatrize (70) und einer Außenmatrize (60) umfasst, die gemeinsam einen Umformraum definieren, wobei das Umformwerkzeug (50) einen dornförmigen Abschnitt (54) aufweist, der in den Umformraum der zweiteiligen Matrize einzugreifen vermag, um die Vertiefung an der äußeren Seitenkante (16) eines Profilteils (18) zu formen.
Umformwerkzeugsystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Umformwerkzeug (50) an der Außenkontur des dornförmigen Abschnitts (54) einen äußeren flachen Abschnitt (58a) aufweist, und dass die Innenmatrize (70) an ihrer Außenkontur einen korrespondierenden inneren flachen Abschnitt (74) aufweist.
Umformwerkzeugsystem nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Umformwerkzeug (50) in einer ersten Bewegungsrichtung (B) relativ zu der zweiteiligen Matrize in den Umformraum einzudringen vermag, wobei der dornförmige Abschnitt (54) des Umformwerkzeugs (50) sich im Bereich seiner Anlagefläche an die äußere Seitenkante (16) des umzuformenden Profilteils (18) in Richtung der ersten Bewegungsrichtung (B) verjüngt.